Video-based calibration of holographic optical traps

Abstract

Holographic optical tweezers give the possibility to dynamically generate multiple optical traps in arbitrary numbers and forms. This work investigates the implementation of the step response calibration method for a holographic optical tweezers system. The step response calibration is a promising method which requires the repeated subsequent generation and change of several trap positions for the calibration. It has not been undertaken yet using a holographic setup, despite the fact that using digital holography this necessary dynamic change is easier to achieve than with other setups used so far. We have implemented this method for multiple holographic traps calibration, and investigated new problems which arise due to the nature of the spatial light modulator included in the holographic setup. Some improvements to solve the drawbacks identified have been proposed and successfully implemented. Good results have been obtained for low trap stiffnesses between 0.5 to 3 pN/?m. The calibration of stronger traps was limited by the spatial light modulator response time.

Pinzas ópticas holográficas dan la posibilidad de generar de forma dinámica múltiples trampas ópticas en un número arbitrario y formas. Este trabajo investiga la la aplicación del método de paso de calibración de respuesta para un óptico holográfico pinzas del sistema. La calibración de respuesta es un método prometedor que requiere la generación siguiente y repetir el cambio de las posiciones de varias trampas para el calibración. No se ha realizado aún utilizando una configuración holográfica, a pesar de que el uso de la holografía digital, esta dinámica de cambio necesario es fácil de lograr que con otras configuraciones utilizadas hasta ahora. Hemos implementado este método de múltiples trampas de calibración holográfica, y se investigan nuevos problemas que surgen debido a la naturaleza del modulador espacial de luz incluidos en la configuración holográfica. algunos mejoras para solucionar los inconvenientes identificados se han propuesto y con éxito implementado. Los buenos resultados se han obtenido para rigideces trampa de baja entre 0,5 a 3 pN /µm. La calibración de las trampas más fuerte se vio limitada por el modulador espacial de luz tiempo de respuesta.

Pinces òptiques hologràfiques donen la possibilitat de generar de forma dinàmica múltiples trampes òptiques en un nombre arbitrari i formes. Aquest treball investiga la l'aplicació del mètode de pas de calibratge de resposta per un òptic hologràfic pinces del sistema. El calibratge de resposta és un mètode prometedor que requereix la generació següent i repetir el canvi de les posicions de diverses trampes per al calibratge. No s'ha realitzat encara utilitzant una configuració hologràfica, tot i que l'ús de l'holografia digital, aquesta dinàmica de canvi necessari és fàcil d'aconseguir que amb altres configuracions utilitzades fins ara. Hem implementat aquest mètode de múltiples trampes de calibratge hologràfica, i s'investiguen nous problemes que sorgeixen a causa de la naturalesa del modulador espacial de llum inclosos en la configuració hologràfica. alguns millores per solucionar els inconvenients identificats s'han proposat i amb èxit implementat. Els bons resultats s'han obtingut per rigideses trampa de baixa entre 0,5-3 pN/µm. El calibratge de les trampes més forta es va veure limitada pel modulador espacial de llum temps de resposta.