近场扫描光学显微镜中光纤探针的成象原理与设计

介绍了新近发展的近场扫描光学显微镜系统中光纤探针的成象原理和作用,并从光纤探针的结构、截止频率的估算和耦合效率等方面对影响探针中成象信号传输的几个设计因素进行了理论探讨。     

扫描近场光学显微镜的技术与应用

讨论了扫描近场光学显微镜的构造、工作原理及实际应用，并介绍了采用熔拉法和腐蚀法相结合的制作的掺Er^3 的自发辐射光纤探针。     

近场光学中的光纤探针技术及其在纳米生物领域的应用

该文讨论了近场光学的基本原理和非辐射场探测分辨率,并着重研究了近场扫描光纤探针的辐射机理及其在纳米生物领域的应用.     

扫描探针显微镜

综述在扫描隧道显微镜基础上发展起来的各种扫描探针显微镜的工作原理，性能特点及应用范围。     

近场测量中有限扫描面截断误差分析

本文依据天线近场耦合系统散射矩阵理论分析了有限扫描面截断误差所产生的近场误差和远场误差,并得到了误差方程进而对方程的求解作了几点说明。     

扫描探针显微术的应用（综述）

扫描探针显微镜（SPM）是扫描隧道显微镜（STM）,原子力显微镜（AFM）,近场光学显微镜（SNOM）等近几年发展起来的新型显微镜的总称,SPM的发展使得在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用成为可能,它为生物,医学等传统学科提供了一个崭新的研究工具。     

近场光学与近场光学显微镜

近场光学是研究距离物体表面一个波长以内的光学现象的新型交叉学科。基于非辐射场的探测与成像原理,近场光学显微镜突破常规光学显微镜所受到的衍射极限,在超高光学分辨率下进行纳米尺度光学成像与纳米尺度光谱研究。本文将讨论近场光学的基本原理,非辐射场的探测与高分辨率的关系;光学限阈及隐失场在近场光学中的重要性;以及近场信息的获取方法。对近场光学显微镜的主要类型及相应的仪器发展,分辨率,衬度原理做一综述。同时简要介绍近场光学显微镜在超高分辨率光学成像,近场局域光谱,高密度数据存储,在生命科学,单分子光谱,量子器件发光机制等领域中的应用。     

超近场光学扫描显微镜的研究

近场光学扫描技术是近年兴起的高新技术之一。超近场光学扫描尚未见报导。本讨论超近场光学扫描显微镜的工作原理及其超分辨理论。     

锥形镀膜光纤探针近场分布特性

采用三维时域有限差分法对锥形镀膜光纤探针的近场分布特性进行了研究,结果表明入射光照射到探针上出现了退极化现象,光纤探针的近场分布不具有圆周对称性,探针的纵向截面中,与入射偏振光垂直的截面和与入射偏振光平行的截面两者的近场分布差异较大．在其它光纤探针参量相同的情况下对不同锥角的光纤探针进行了计算和比较,结果表明锥角越大从探针尖端出射的光强越大,从光波波导的角度对这种现象进行了分析。     

扫描探针显微技术应用于工业技术领域的几个相关问题

一、前言８０年代开始陆续发明的各类扫描探针显微镜（ＳｃａｎｎｉｎｇＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ,简称ＳＰＭ）首先是一种表面分析仪器。随着研究的探入 ,ＳＰＭ自身功能和其应用领域在不断增强和扩大 ,在纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学、纳米化学、纳米机械工程等方面都得到广泛应用。目前已有２０多种扫描探针仪器可以得到原子或接近原子分辨率的各类物理特征图像。ＳＰＭ主要用于自然科学的研究 ,但近年已有相当数量的ＳＰＭ用于工业技术领域 ,成为解决工业技术问题的新工具。在研究各种物质表面几何拓扑图形之后 ,ＳＰＭ还…     

高硬度球面磨削中球面形状误差分析与补偿

为了提高高硬度球面磨削后的形状精度,分析了新型高硬度球面磨削机床中球面形状误差来源,针对实际加工过程中出现的鞍形球面,提出了采用退让式球面磨削的方法.实验结果表明：退让式球面磨削可以有效减小球面形状误差,对高硬度球面磨削具有实用价值.     

近场扫描光学显微镜中的一种新型距离控制方法研究

近场扫描光学显微镜（ＮＳＯＭ）中，切向力的检测有两种方法：光学检测法和非光学检测法．目前普遍采用的非光学检测法，基本上是采用压电陶瓷产生振荡，检测振幅在切向力作用下的衰减，从而控制探针和样品的距离．文中提出了一种新型的近场距离控制方法，即利用双压电片产生振荡和进行检测．实验结果表明，此法可明显提高检测灵敏度．     

敲击模式扫描近场光学显微镜

为了实现敲击模式的扫描近场光学显微镜 ,采用以石英音叉为灵敏探测器件 ,将光纤探针垂直音叉侧臂粘接 ,使探针在垂直样品的方向上振动 ,以“敲击”方式探测样品表面的信息 ,实现近场范围的高度控制。仪器结构紧凑 ,操作方便 ,灵敏度高 ,可用于液体环境下的样品探测 ,在对样品形貌进行探测的同时可实现对光信号的调制。将这种探测模式应用于实验 ,获得 2 40 0线 /mm光栅、光盘母盘和生物细胞的形貌图像。实验证明 :这种探测方式分辨率优于 2 0 0 nm,适用于不同硬度的样品 ,可以作为材料学、生物学等领域的有力工具。     

天线近场球面扫描面形测量技术及相关问题研究

本文提出了一种通过扫描天线近场半球表面电场强度来获取天线面形分布的新方法,该方法无需测量相位、扫描面积小、可实现全姿态测量.研究将微分几何理论与几何光学方法相结合,推导出了球面近场幅值分布与表面变形间直接映射关系的解析形式-幅值变形方程,并基于有限差分法和傅里叶变换法对方程进行求解,使用几何光学数值仿真证明了幅值变形方程的准确性和测量方法的有效性.结合本文提出的扫描机构设计从扫描分辨率限制、探头定位误差和测量信噪比等角度分析验证了测量方案的可行性,并重点使用基于物理光学和物理绕射理论的数值仿真模拟了整体测量精度.此外引入奇异值分解去噪方法降低了低信噪比对测量精度的影响.     

多光子近场共焦光学扫描显微镜表面非传播光场的特性研究

对多光子近场共焦光学扫描显微镜非传播光场的特性进行了系统的理论分析。导出了多光子近场共焦光学扫描显微镜表面非传播光场的频率宽与相差的测不准关系表达式及二维的点扩散函数光学传递函数和能量分布表达式。研究结果表明：多光子近场共焦光学扫描显微镜比单光子共焦显微镜具有更高的横向分辨率和纵向分辨率。而多光子近场共焦光学扫描显微镜比双光子共焦显微镜具有更高的空间分辨率。样品置于其表面的非传播光场内,能得最佳的超分辨效果。     

射频仿真系统中球面复合阵列近场效应研究

射频复合阵列近场效应影响目标信号的测角精度,为了修正目标信号测角精度,提出一种方法:联合全波算法和一致性几何绕射理论,精确计算给定子阵(三元组)天线在周围同频、异频天线单元存在的环境中发射时,接收天线位置处(通常位于发射三元组的辐射近场)的电场分布;基于此电场相位分布,应用相位梯度法求出三元组辐射场的等效相位中心,并计算与基于幅度重心公式所得等效波源点位置的偏差,使用推导的辅助修正公式获得修正后的三元组各单元输入功率.计算实例表明:经修正后微波/毫米波三元组约束的三角形区域内最大垂直(俯仰)方向测角精度由1.50/2.37mrad降低至0.06/0.06 mrad.     

新型光纤探针的研制与应用

采用熔拉与腐蚀相结合的方法，制作出了能用于近场探测的新型光纤探针。该制作方法不需要复杂的仪器设备，具有费用低廉、重复性好等优点。镀金膜的直锥型光纤探针首次用于扫描隧道显微镜，由于针尖的曲率半径比铂铱针更小，因此可获得更精细的信息，并可提高图像的分辨率。弯曲型光纤探针固定于特别设计的支架后，可作为悬臂探针用于原子力显微镜和近场光学显微镜。最后讨论了针尖的不同形状及不同镀膜对实验结果的影响。     

扫描探针显微镜漂移的定量测量方法

对扫描探针显微镜(SPM)仪器漂移的定量测量的几种方法进行探讨,提出应用二维零位标记进行漂移测量.分析比较使用普通样品、周期二维光栅、二维零位标记和原子光栅在测定仪器漂移中的优缺点.结果表明:应用二维零位标记的测量技术对探针与样品形貌耦合引起的图像误差不敏感,漂移测量范围不受光栅单元尺寸影响.该方法优于采用普通样品和规则周期的二维光栅样品的方法,而应用原子光栅可以预计达到亚原子量级的超高精度的SPM漂移测量.     

铁电畴的扫描探针声学显微术

一种新的表征技术——扫描探针声学显微成像技术(Scanning Probe Acooustic Mi-croscopy)已在我们实验室建立起来,可以用它来直接观察PMN-PT弛豫铁电单晶、透明PLZT陶瓷、无铅Bi4(Ti,Nb)3O12陶瓷等材料的纳米极性微区和弹性作用区,并显示了在低频工作状态下可以达到10nm的分辨率.