Abstract

Accurate calibrations of stiffness and position are crucial to the quantitative measurement with optical tweezers. In this paper, we present a new calibration scheme for optical tweezers including stiffness and position calibrations. In our system, acousto-optic deflectors (AODs) are used as laser beam manipulating component. The AODs are controlled by a field programmable gate array (FPGA) connected to a computer using universal serial bus (USB) communication mode. Our results agree well with the present theory and other experimental results.

© 2008 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, and S. Chu, Opt. Lett. 11, 288 (1986).
  2. B. Yao and M. Lei, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (5) 15 (2007).
  3. W. Fan, J. Xu, and J. Wang, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (7) 40 (2007).
  4. A. D. Mehta, M. Rief, J. A. Spudich, D. A. Smith, and R. M. Simmons, Science 283, 1689 (1999).
  5. D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).
  6. K. Berg-Sorensen and H. Flyvbjerg, Rev. Sci. Instrum. 75, 594 (2004).
  7. R. M. Simmons, J. T. Finer, S. Chu, and J. A. Spudich, Biophys. Journal 70, 1813 (1996).
  8. K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).
  9. M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).
  10. N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).
  11. A. Buosciolo, G. Pesce, and A. Sasso, Opt. Commun. 230, 357 (2004).
  12. A. Rohrbach, Phys. Rev. Lett. 95, 168102 (2005).
  13. B. A. Nemet, Y. Shabtai, and M. Cronin-Golomb, Opt. Lett. 27, 264 (2002).
  14. Y. Yu, Z. Zhang, and X. Zhang, Chin. Opt. Lett. 4, 529 (2006).
  15. K. C. Neuman and S. M. BLock, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).
  16. Z. Gong, H. Chen, S. Xu, Y. Li, and L. Lou, Opt. Commun. 263, 229 (2006).

2007 (2)

B. Yao and M. Lei, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (5) 15 (2007).

W. Fan, J. Xu, and J. Wang, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (7) 40 (2007).

2006 (3)

K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).

Y. Yu, Z. Zhang, and X. Zhang, Chin. Opt. Lett. 4, 529 (2006).

Z. Gong, H. Chen, S. Xu, Y. Li, and L. Lou, Opt. Commun. 263, 229 (2006).

2005 (1)

A. Rohrbach, Phys. Rev. Lett. 95, 168102 (2005).

2004 (3)

K. C. Neuman and S. M. BLock, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).

A. Buosciolo, G. Pesce, and A. Sasso, Opt. Commun. 230, 357 (2004).

K. Berg-Sorensen and H. Flyvbjerg, Rev. Sci. Instrum. 75, 594 (2004).

2003 (1)

D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).

2002 (3)

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

B. A. Nemet, Y. Shabtai, and M. Cronin-Golomb, Opt. Lett. 27, 264 (2002).

1999 (1)

A. D. Mehta, M. Rief, J. A. Spudich, D. A. Smith, and R. M. Simmons, Science 283, 1689 (1999).

1996 (1)

R. M. Simmons, J. T. Finer, S. Chu, and J. A. Spudich, Biophys. Journal 70, 1813 (1996).

1986 (1)

Arimondo, E.

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Ashkin, A.

Ballerini, R.

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

Berg-Sorensen, K.

K. Berg-Sorensen and H. Flyvbjerg, Rev. Sci. Instrum. 75, 594 (2004).

Bjorkholm, J. E.

BLock, S. M.

K. C. Neuman and S. M. BLock, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).

Buosciolo, A.

A. Buosciolo, G. Pesce, and A. Sasso, Opt. Commun. 230, 357 (2004).

Capitanio, M.

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

Chen, H.

Z. Gong, H. Chen, S. Xu, Y. Li, and L. Lou, Opt. Commun. 263, 229 (2006).

Chu, S.

R. M. Simmons, J. T. Finer, S. Chu, and J. A. Spudich, Biophys. Journal 70, 1813 (1996).

A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm, and S. Chu, Opt. Lett. 11, 288 (1986).

Cronin-Golomb, M.

Dunlap, D.

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

Dziedzic, J. M.

Fan, W.

W. Fan, J. Xu, and J. Wang, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (7) 40 (2007).

Finer, J. T.

R. M. Simmons, J. T. Finer, S. Chu, and J. A. Spudich, Biophys. Journal 70, 1813 (1996).

Finzi, L.

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

Flyvbjerg, H.

K. Berg-Sorensen and H. Flyvbjerg, Rev. Sci. Instrum. 75, 594 (2004).

Giuntini, M.

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

Gong, Z.

Z. Gong, H. Chen, S. Xu, Y. Li, and L. Lou, Opt. Commun. 263, 229 (2006).

Grier, D. G.

D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).

Lei, M.

B. Yao and M. Lei, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (5) 15 (2007).

Li, Y.

Z. Gong, H. Chen, S. Xu, Y. Li, and L. Lou, Opt. Commun. 263, 229 (2006).

Lou, L.

Z. Gong, H. Chen, S. Xu, Y. Li, and L. Lou, Opt. Commun. 263, 229 (2006).

Malagnino, N.

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Mameren, J. van

K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).

Mehta, A. D.

A. D. Mehta, M. Rief, J. A. Spudich, D. A. Smith, and R. M. Simmons, Science 283, 1689 (1999).

Nemet, B. A.

Neuman, K. C.

K. C. Neuman and S. M. BLock, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).

Pavone, F. S.

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

Pesce, G.

A. Buosciolo, G. Pesce, and A. Sasso, Opt. Commun. 230, 357 (2004).

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Peterman, E. J. G.

K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).

Rief, M.

A. D. Mehta, M. Rief, J. A. Spudich, D. A. Smith, and R. M. Simmons, Science 283, 1689 (1999).

Rohrbach, A.

A. Rohrbach, Phys. Rev. Lett. 95, 168102 (2005).

Romano, G.

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

Sasso, A.

A. Buosciolo, G. Pesce, and A. Sasso, Opt. Commun. 230, 357 (2004).

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

Schmidt, C. F.

K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).

Shabtai, Y.

Simmons, R. M.

A. D. Mehta, M. Rief, J. A. Spudich, D. A. Smith, and R. M. Simmons, Science 283, 1689 (1999).

R. M. Simmons, J. T. Finer, S. Chu, and J. A. Spudich, Biophys. Journal 70, 1813 (1996).

Smith, D. A.

A. D. Mehta, M. Rief, J. A. Spudich, D. A. Smith, and R. M. Simmons, Science 283, 1689 (1999).

Spudich, J. A.

A. D. Mehta, M. Rief, J. A. Spudich, D. A. Smith, and R. M. Simmons, Science 283, 1689 (1999).

R. M. Simmons, J. T. Finer, S. Chu, and J. A. Spudich, Biophys. Journal 70, 1813 (1996).

Stienen, G. J. M.

K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).

Vermeulen, K. C.

K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).

Wang, J.

W. Fan, J. Xu, and J. Wang, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (7) 40 (2007).

Wuite, G. J. L.

K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).

Xu, J.

W. Fan, J. Xu, and J. Wang, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (7) 40 (2007).

Xu, S.

Z. Gong, H. Chen, S. Xu, Y. Li, and L. Lou, Opt. Commun. 263, 229 (2006).

Yao, B.

B. Yao and M. Lei, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (5) 15 (2007).

Yu, Y.

Zhang, X.

Zhang, Z.

Biophys. Journal (1)

R. M. Simmons, J. T. Finer, S. Chu, and J. A. Spudich, Biophys. Journal 70, 1813 (1996).

Chin. Opt. Lett. (1)

Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) (2)

B. Yao and M. Lei, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (5) 15 (2007).

W. Fan, J. Xu, and J. Wang, Laser Optoelectron. Prog. (in Chinese) 44, (7) 40 (2007).

Nature (1)

D. G. Grier, Nature 424, 810 (2003).

Opt. Commun. (3)

N. Malagnino, G. Pesce, A. Sasso, and E. Arimondo, Opt. Commun. 214, 15 (2002).

A. Buosciolo, G. Pesce, and A. Sasso, Opt. Commun. 230, 357 (2004).

Z. Gong, H. Chen, S. Xu, Y. Li, and L. Lou, Opt. Commun. 263, 229 (2006).

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. Lett. (1)

A. Rohrbach, Phys. Rev. Lett. 95, 168102 (2005).

Rev. Sci. Instrum. (4)

K. C. Vermeulen, J. van Mameren, G. J. M. Stienen, E. J. G. Peterman, G. J. L. Wuite, and C. F. Schmidt, Rev. Sci. Instrum. 77, 013704 (2006).

M. Capitanio, G. Romano, R. Ballerini, M. Giuntini, F. S. Pavone, D. Dunlap, and L. Finzi, Rev. Sci. Instrum. 73, 1687 (2002).

K. Berg-Sorensen and H. Flyvbjerg, Rev. Sci. Instrum. 75, 594 (2004).

K. C. Neuman and S. M. BLock, Rev. Sci. Instrum. 75, 2787 (2004).

Science (1)

A. D. Mehta, M. Rief, J. A. Spudich, D. A. Smith, and R. M. Simmons, Science 283, 1689 (1999).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.