Biological Applications of Optical Forces

D ESIGN CON SID ERATION S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Bll/ding a Trap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Beam Steering 254 Trapping Lasers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 T RAPPIN G TH EORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . ... . . . . 260 Ray-Optics Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 Electromagnetic Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 F ORCE M EASUREM EN T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Measurement of Trap Stiffness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Physics of Trup Stiffness Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 B�ownia,! Motion During Force Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 PlcotenslOmeters 273 Other Applications of Picotensiometry .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 Determinants of Trapping Forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277