基于QPD的粒子位移与输出电压的转换系数标定

在光镊系统中通常利用四象限位置探测器(QPD)进行位移测量,QPD的输出电压-粒子位移标定一直是影响位移测量精度的主要因素。论文研究了一种在光镊中基于QPD的输出电压-粒子位移标定方法,用QPD记录粒子移动时的电压信号,同时用CCD测量粒子的位移,比较电压峰峰值和位移峰峰值求得电压-位移转换系数。基于该标定的转换系数可快捷、实时的测量光镊系统中的粒子位移。搭建了光镊系统,并测量了放大倍数为120时的QPD输出电压-粒子位移转换系数,Y轴方向的转换系数平均值为0.1186v/μm,不稳定性低于1%,证明了该方法的有效性。进一步分析了影响转换系数标定精度的因素,包括系统放大倍数、粒子光斑大小、粒子纵向深度变化等。