摘要：光镊系统可以实现微米粒子的纳米精度位移测量，对该测量装置和方法及各种误差来源进行了分析。着重讨论了动态图像分析法，包括灰度重心法和新发展的幂次重心法、二次曲线拟合法。提出了一种对图像分析法边行评估的数值模拟方法，对这三种算法引起的误差进行了数值模拟。结果表明，方法误差与随机噪声的性质有关：在本底噪声为主时，二次曲线拟合法精度高，计算量小。用四像限探测器和图像分析法对固定的微米小球进行了位置测量，二者的标准偏差分别为1nm和0．3nm。在纳米精度的位移测量的基础上，可以实现光阱刚度的测量，并进而测量了微米小球所受到的亚皮牛顿力。基于位移和刚度的精密测量，微小力的测量可以达到飞牛顿量级。

关键词：光电子学 纳米位移 光镊 皮牛顿力 数据处理 

单位：中国科学技术大学选键化学开放实验室安徽合肥230026; 中国科学技术大学物理系; 安徽合肥230026