1.3实验仪器简介

1.3.1光镊简介

光镊 ，又被称为单光束梯度力光阱，通常人们熟知的镊子是在外力的作用下，通过镊子这种实物来夹取一些其他的实物。而光镊就如名字一样，并不是实物，而是一种特殊的光场，它是通过了光场与所选取的物体产生了相互作用力来夹取物体，这种力很小，所以只能夹取微量级的物体。将一光子放入一光场的中心，你会发现：这个光子就像是受到了一种力量，迅速的聚在了光场中心。这种现象也就表明了光场是具有地心引力的。更形象的说：好比光场是一个地洞陷阱，光子是一头猎物，当猎物掉入陷阱后，猎物想从地洞中逃出就需要足够的力爬出地洞，当猎物的力量不足时，就会被一直被困在洞中。然而力学规律告诉我们，力的作用是相互的，即使不是肉眼能探究到的，但是其确实存在，所以我们就可以使用这一特性：用光镊为探究物体设置好需要的途径，并通过光镊这种无形的力量来使它在目标范围内运动。

当今的光镊系统已经初步成熟，人们对其的掌握也是更加熟练，并且由于光能够在不损坏透明物体的状况下，能对其进行理想的操作。所以在生物与物理领域中，光镊的作用就更加的明显[20-24]。

光镊系统的构成零件有：激光的光源（含有不同的功率）、光镊的移动控制旋钮（对操作台进行移动）、激光扩束滤波结构（扩充激光与选择）、位移检测传感（探测方位变化）和光学传统显微镜（人眼观察）组成，由于观察的方便性，我们通常会使用CCD摄像机与光镊系统相连接，并接入电脑，在电脑软件等的帮助下得出数据[25-27]。光镊系统的的结构简图如图1-1所示。

图1-1 光镊系统的结构简图

根据需求有激光光源发出所需功率的聚光，激光在双向分束器的作用下，会被反射在物镜上，由于物镜是凸面镜，它会将激光光束聚焦于一点，将点移动到所要测量的物体上，此时CCD摄像机会记录下显微镜中的图像，并传送到相连接的电脑上。将样品放置在观察处，通过电脑中的激光点对粒子拖动，样品粒子会在二维空间中上进行微米级运动。

与弹簧相似，粒子在偏离捕获中心的距离是与此时其受到的回复力是呈正比的，所以，光镊还可用在测量微量力的领域。因此，光镊还是一种十分灵敏的力传感器，这一规律的发现，方便了科研人员在研究微量级生物间活动的影响，准确的测量出了力的大小。

1.3.2高斯计简介

在一个静态或动态磁场中，人们通常使用高斯计来测量这空间中一点的磁场强度。通过将霍尔传感器放置在磁场中，会在其上产生电流并在主设备上面显示运算后的磁感应强度。

目前市场中大部分的高斯计都是根据霍尔效应原理制成的，并都是使用霍尔传感器作为磁感应元件。在测量过程中会发现，即使在同一个点上，使用不同型号的探头会得到不同的结果。这并非是测量的错误，而是由于霍尔传感器的尺寸不同以及装配的位置的误差导致的结果。