Die Optische Pinzette

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der Probe ermöglicht. Die Einheit enthält eine feste Leuchtfeld-, sowie eine einstellbare
Aperturblende. In das Gehäuse der Beleuchtungseinheit wurde außerdem die Quadrantenfotodiode
und der dazugehörige dichroitische Spiegel integriert.
• Feldlinse Im Zuge der Einstellarbeiten am Aufbau wurde eine kissenförmige Verzeichnung
des Bildfeldes auf der Kamera registriert. Diese konnte durch den Einsatz einer Feldlinse
mit 75mm Brennweite, die in der Zwischenbildebene des Objektives platziert wird und auf
die erste Linse des nachfolgenden Teleskops fokussiert, korrigiert werden.
• Kamera Eine CCD-Kamera dient zum einen als Messinstrument, zum anderen ermöglicht
sie eine optische Kontrolle der Probe. Hier stehen unzählige unterschiedliche Typen zur
Auswahl. Wichtige Größen sind z.B. die Anzahl der Pixel und die damit erzielbare Auflösung
bzw. Messfeldgröße, sowie die maximale Bildfrequenz. Eine leistungsfähigere Kamera kann
zu besseren Ergebnisse führen, bedeutet i.d.R. aber auch höhere Anschaffungskosten. In
diesem Fall fiel die Wahl auf eine FireWire-Kamera des Typs DMK 21BF04 der Firma
The Imaging Source. Die Kamera zeichnet Schwarz-Weiß-Bilder in VGA Auflösung von
640x480 Pixeln mit max. 60 fps auf. Ein Infrarot-Sperrfilter vor der Kamera dient zum
Abblocken gestreuten Laserlichts.
• Probenpositionierung Zur Positionierung der Probe wird ein manueller xyz-Verstelltisch
eingesetzt. Zum Einsatz kommt das Modell Large X-Y-Z Axis Leadscrew Drive Stage von
Edmund Optics. Der Tisch weist einen Verfahrweg von ±7, 5mm in x-y-Richtung und
±6mm in z-Richtung bei einer Schrittweite von 0,5mm pro Umdrehung auf. Erweitert
wird dieser durch ein Computer gesteuerten XYZ-Stage. (Programm: APT-User)
• Spannungsversorgung Da sich in dem Aufbau viele Geräte befinden, die mit Strom
versorgt werden müssen, wurde ein Netzgerät entworfen, das die benötigten Spannungen
liefert. Das Netzgerät verfügt über einen Hauptschalter an der Rückseite des Geräts, um
dieses vom Stromnetz zu trennen. Jeder Spannungskanal kann außerdem an der Vorderseite
über einen separaten Schalter ein- und ausgeschaltet werden. Die Spannungen zur
Versorgung des Infrarotlasers und der Durchlichtbeleuchtung sind regelbar ausgelegt und
können über einen Einstellknopf neben dem entsprechenden Schalter justiert werden.
• Vibrationsgedämpfter Arbeitsplatz Optische Pinzetten erzeugen Kräfte im pN-Bereich.
Gleichzeitig soll die Objektposition in der Falle mit nm-Genauigkeit vermessen werden. Die
gefangenen Objekte befinden sich dabei in wässriger Lösung. Vibrationen können auf die
Messung einen enormen Einfluss nehmen. Aus diesem Grund muss eine möglichst gute
Entkopplung von mechanischen Schwingungen stattfinden. Das Setup wurde deshalb auf
einem vibrationsgedämpften Arbeitsplatz der Firma Newport aufgebaut.
• Datenakquisitionssystem Zur Messung der Spannungssignale von der Leistungskontrollund
der 4-Quadranten- Fotodiode kommt eine PCI-Einsteckkarte des Typs PCI-6221 von
National Instruments zum Einsatz. Die Karte hat insgesamt 8 differenzielle Spannungseingänge.
Die maximale Abtastfrequenz des A-D-Wandlers liegt bei 250kHz. Da insgesamt
fünf Spannungskanäle aufgezeichnet werden müssen, sinkt die maximal nutzbare Abtastfrequenz
um den Faktor fünf auf 50kHz. Zur Steuerung werden selbst implementierte C++-
Programme verwendet.