光镊和全内反射荧光成像作为单分子技术，在生物，纳米科学，胶体科学等众多领域具有广泛应用。光镊作为一种主流单分子力谱技术，可以精确地测量微小位移和力，作为一种主流微流变技术，适用多种高分子体系和生物体系，并且具有很宽的频域范围。而飞秒光镊作为一种特殊的光镊近些年更是发展迅速，由于其具有超高的峰值功率可在极低的平均功率下实现与连续光镊相同的捕获效率。飞秒光镊在纳米科学、微流变等方面也有了较广泛的应用。本文通过将全内反射荧光成像技术、飞秒激光与光镊技术相结合，搭建了一套完整的可精确测量nm级位移与pN量级力的飞秒光镊系统，并使用不同方法对其完成了位移及刚度的校准，为进一步研究工作做了铺垫。本论文主要内容包括以下两部分内容:　　（一）完成物镜型全内反射荧光成像光路的搭建并得到星形聚甲基丙烯酸正丁酯薄膜(PnBMA)的单分子散焦图像，完成飞秒光镊系统的搭建，实现微米级二氧化硅小球、聚苯乙烯小球和数十微米的人体白细胞等米氏粒子以及纳米级的瑞利粒子的捕获和操控。我们发现飞秒光镊在100μW左右即可实现对微米级粒子的稳定捕获。构建了一套便捷的数据采集系统，并基于Labview软件编写了数据采集程序，将数据的采集带宽大大提升，可以避免由于采样频率过低而造成的信号失真。　　（二）使用悬浮聚合的方法自主合成单分散的微米级聚苯乙烯胶体小球，并使用图像分析法结合单粒子追踪以及玻尔兹曼统计法完成光镊的刚度校准以及位移的测量。提高采样频率，使用后焦面探测方法，使用位置敏感探测器进行位置探测，并使用功率谱法完成校准。对光阱中粒子运动的功率谱和MSD的做了初步讨论，为进一步开展研究工作做了准备。