README

   1 Scripts and python modules to calibrate AFM cantilevers via the
   2 "Thermal tune" method:
   3   1/2 k_B T = 1/2 K x^2
   4 The analysis uses the expected power spectral density (PSD) of a
   5 damped simple harmonic oscillator to filter out noise from the
   6 measured PSD.
   7
   8 == Dependencies ==
   9
  10 linfit (depends in turn on scipy.stats.linregress)
  11
  12 *** Command line interface ***
  13
  14 ** bumps **
  15
  16 Create a two-column ascii data file for fitting bumps with (for example)
  17  $ int16s_to_ascii_array ~/rsrch/data/z_piezo_calib/20080116/20080116090005_bump_surface_Z_piezo_output \
  18                          ~/rsrch/data/z_piezo_calib/20080116/20080116090005_bump_surface_Deflection_input > d
  19
  20 Then fit slope with
  21  $ python calibcant_bump_analyze.py -c d  > stdout 2> stderr
  22  $ cat stdout
  23  0.00958650972452
  24  $ cat stderr
  25  not cutting
  26
  27
  28 ** vibs **
  29
  30 Create a two-column ascii data file for fitting bumps with (for example)
  31  $ cd ~/src/comedi_simult_AIO
  32  $ cmd -c0 -n1 -F200000 -N2097152 > vib.raw   # 2097152 = 2^21 points ~= 10 seconds of data
  33  $ unitary_avg_fft_from_raw.py vib.raw
  34 Creates vib.raw.psd, with frequency in Hz in the first column, and amplitude in Volts^2/Hz in the second column.
  35 Then get the variance with
  36  $ cd ~/src/calibrate_cantilever
  37  $ python psd_filter_analyze.py -s9 -tmedian -g ~/src/comedi_simult_AIO/vib.raw 2> check.gp
  38  <Lorentzian-fit-variance>
  39 You can check the validity of the fit with
  40  $ gnuplot check.gp -
  41 And adjust the min and max of the fitted frequency range as neccessary
  42  $ python psd_filter_analyze.py -s9 -tmedian -m1000 -M8500 -g ~/src/comedi_simult_AIO/vib.raw 2> check.gp
  43  <new Lorentzian-fit-variance>
  44 Until the fit looks reasonable.
  45
  46
  47 ** calibrating **
  48
  49 Once you've assembled a few slopes, vibs, and Ts, put it all together to calculate k with
  50  $ python calibcant_analyze.py -vC 0.02,0.03,0.025 22.5,22.1 6e-9,5.5e-9  > stdout 2> stderr
  51  $ cat stdout
  52  456.069575483
  53  $ cat stderr
  54  Variable (units)              : mean +/- std. dev. (relative error)
  55  Cantilever k (pN/nm)          : 456.07 +/- 146.671 (0.321599)
  56  photoSensitivity**2 (V/nm)**2 : 0.000641667 +/- 0.000204464 (0.318645)
  57  T (K)                         : 295.45 +/- 0.2 (0.000676933)
  58  1/Vphoto**2 (1/V)**2          : 1.74242e+08 +/- 7.57576e+06 (0.0434783)