单分子光镊力谱技术的发展为生物学研究开辟了新领域，有助于对生物细胞基本组成成分的力学特征及其内部分子的工作机制有更新、更精细的了解。利用连续激光聚焦后产生的辐射压力在样品池中形成稳定的势阱，光镊能够直接对被捕获的微米及纳米尺度粒子施加皮牛量级作用力，同时测量其定向操纵过程中纳米量级位移变化。经过三十多年的发展，光镊力谱技术的应用范围更加多样化，同时对于其系统的稳定性和测量精度的要求也进一步提高。本论文围绕这一目标，搭建了双光镊力谱测试系统，该系统利用差分背焦平面探测方法，最大程度上减小了双光路空间分离长度，能够显著提高探测精度和抗扰动能力。　　本论文研究内容和成果可归纳为以下几个方面：　　1.阐述了应用于生物大分子力学特性研究的单分子技术，主要包括原子力显微镜、光镊和磁镊，对比各项技术在生物领域的具体应用，以及各自的优点和缺陷，提出了本论文所述的双光镊力谱测试系统，并对光镊技术的基本原理进行理论研究，分析光辐射压产生光捕获力的物理模型。　　2.完成双光镊力谱测试系统的光路搭建，对双光镊光路进行模块划分，根据系统要求对关键器件的技术参数选型，设计相关器件的装夹机械结构和样品台结构，对光路在光学平台上的空间结构进行布局设计。　　3.分析光路设计的关键部分—光学共轭结构，以压电驱动反射镜构成的光学共轭结构为例建立数学模型，分析引起光学共轭误差的主要因素，为设计高精度光学共轭结构提供高效可行的指导方案。　　4.对已搭建完成的光路系统进行标定，包括光阱位移和光阱刚度的标定。以样品台上安装的高精度压电位移台为基准，借助像素这一中间量，将压电反射镜和光阱位移的对应关系进行量化。对于光阱刚度标定的不同方法，包括功率谱法、热运动平衡方程和流体阻力法分别进行研究，分析比较各自的应用条件和优缺点。　　5.设计非生物和生物样品进行实验测试，并提出样品制作方法和实验流程。分别采用无包被的1μm和3μm裸硅球进行实验测试，评价系统测试性能。利用粘附λ-DNA链的微粒为样品进行实验，进一步验证系统可应用于生物大分子的研究。