亚微米外部电光检测技术

将固浸透镜技术与电光检测技术相结合,建立了具有亚微米空间分辨率的外部电光检测系统,通过使用GaAs半球作外部电光探头,用数值孔径为0.3的显微物镜对波长为1.3μm的探测光束进行聚焦,得到了半峰全宽直径为0.7μm的聚焦光斑,成功测量了微带线上10kHz的正弦波信号,验证了系统的线性响应特性,并得到了6mV/√Hz的电压灵敏度。     

Application of Solid Immersion Lens to Submicron Resolution Imaging of Nano-Scale Quantum Wells

We have discussed the resolution of submicron photoluminescence (PL) imaging using a solid immersion lens (SIL), which collects an evanescent light field. We apply the SIL microscope to measure PL image of a strip-line-patterned GaAs quantum well structure at low temperature. An improved resolution beyond diffraction limit and high collection efficiency of PL are realized.This paper was originally presented at the 5th International Conference on NEAR FIELD OPTICS and RELATED TECHNOLOGIES (NFO-5), which was held on December 6–10, 1998 at Coganoi Bay Hotel, Shirahama, Japan, in cooperation with the Japan Society of Applied Physics and Mombusho Grant-in Aid for Scientific Research on Priority Areas “Nearfield Nano-optics” Project, sponsored by Japan Society for the Promotion of Science.     

用角谱方法分析固体浸没透镜的近场光场

固体浸没透镜在超高度近场光存储和超分辨率显微观测中具有独特的作用,本文利用角谱理论并计及光波的矢量特性,分析了固体浸没透镜的近场矢量光场特性,给出了它的光场图样,并着重讨论了线偏光入射条件下,出射光场的偏振状态。     

Experimental Research on Focusing Property of Radially Polarized Beam Based on Solid Immersion Lens

Realization of a near-field optical virtual probe based on an evanescent Bessel beam is strongly dependent on a radially polarized beam; this makes it essential to study the focusing property of the beam. In this paper, two experimental setups based on a fiber device and a liquid crystal device, respectively, are built to generate a radially polarized beam. This beam and an annular radially polarized beam are focused by means of a high numerical aperture objective and a solid immersion lens (SIL). Near-field distribution of the focus spot, the evanescent Bessel field, is experimentally measured with a scanning near-field optical microscope (SNOM). The full width at half maximum (FWHM) of the central peak of the evanescent Bessel field is about 200 nm in the close vicinity of the bottom surface of SIL. This has potential for use as a near-field optical virtual probe.     

微型差动式共焦自聚焦光聚焦探测系统

为解决微小内轮廓尺寸为代表的微小尺寸的非接触式超精密测量问题,提出了将自聚焦透镜体积小的特点与共焦显微技术的高分辨率和绝对位置跟踪特性相结合的差动式自聚焦共焦微型显微技术的光探测技术,建立了相应的传感系统,介绍了系统的工作原理和构成,自聚焦透镜测头直径为1mm,两个探测器差动设置,不但消除了光源的光强漂移和探测器的电子漂移产生的共模噪声,提高了测量信噪比,而且有效地提高了系统的轴向分辨率,初步实验表明,系统轴向分辨率在倾斜率小于20度的范围内可达5nm。     

基于菲涅耳透镜阵列的红外气体传感器

菲涅耳透镜同时具有分光与会聚特性, 且体积小、重量轻和易复制, 使其在光谱检测中得到逐步应用, 但典型光谱成像仪采用菲涅耳透镜沿光轴扫描的方法来获得连续谱线, 不利于光谱仪的稳定性。考虑到气体探测需求, 选用多通道方式来获得多光谱, 提出了一种基于菲涅耳透镜阵列的新型红外气体传感器, 可实现吸收波长在3～5 μm的CO2,CO,CH4,SO2气体的实时检测。利用球面波的传输理论和瑞利判据, 推导了菲涅耳透镜光谱分辨率与透镜结构参数之间的函数关系, 并以光谱分辨率小于50nm为性能指标, 对1μm工艺的8台阶菲涅耳透镜阵列的结构参数进行了计算和误差分析。结果表明, 透镜阵列所需焦距为47.84 mm, 平均数值孔径大于0.4。     

毛细管X光透镜共聚焦技术在测厚中的应用

为了实现对薄膜和镀层材料厚度的微区无损分析,利用多毛细管X光会聚透镜和多毛细管X光平行束透镜设计并搭建了普通实验室X射线光源的共聚焦微束X射线荧光测厚仪,对该共聚焦测厚仪的性能进行了系统表征。利用该测厚仪测定了厚度约为25μm的Ni独立薄膜样品和压于硅基表面厚度约为15μm的Ni薄膜样品厚度,对应它们的相对测量误差分别为3.7%和6.7%。另外,还对厚度约为10μm Ni薄膜样品的厚度均匀性进行了测量。该共聚焦测厚仪可以对样品进行微区深度分析,并且具有元素分辨能力,从而使得该谱仪可以测量多层膜样品不同层的膜厚,在薄膜和镀层厚度表征领域具有潜在的应用。     

基于数字信号处理技术的连续变焦镜头控制系统设计

针对以往连续变焦镜头控制系统存在的速度响应慢、准确度低等缺点,对连续变焦镜头及其控制系统的设计方法进行改进.采用机械补偿的变焦距镜头理论,确定变焦距系统位移曲线.基于数字信号处理技术和步进电机的控制技术,设计了包括数字信号处理器、步进电机、步进电机驱动器、键盘控制、计算机通信、液晶显示模块为一体的控制系统,同时对变焦距...     

Analysis of Focal Depth of Remote Displacement Measuring System Based on Grating Doppler Effect

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬａｓｅｒＤｏｐｐｌｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｒｅｌｅｖａｎｔｔｏｏｐｔｉｃｓ，ｌａｓｅｒ，ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｔｅｃｔｉｎｇａｎｄｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｉｎｇ．...     

基于复合干涉的光纤低相干干涉传感系统研究

研究一种能够进行远程及绝对测量的光纤低相干干涉传感系统。该系统包含两个光纤干涉仪,其中一个光纤干涉仪置于被测场中感应被测量的变化,可实现远程测量;另一个光纤干涉仪解调被测量的值。运用波分复用技术,使用于解调的光纤干涉仪同时工作于低相干干涉和高相干干涉状态。用低相干干涉信号决定被测量的幅值,对被测量实现绝对测量,并使测量量程不受波长限制;同时,用高相干干涉信号对被测量进行高精度的测量。系统的测量量程为6mm,测量分辨率小于1nm,位移实验结果的线性相关系数R为0.99。     

提高布里渊光时域反射应变仪测量空间分辨力的等效脉冲光拟合法

由于探测光脉冲宽度受到限制,布里渊光时域反射仪(BOTDR)在对光纤上的应变进行分布式测量时,空间分辨力只能达到1 m。针对布里渊光时域反射仪单次采样接收背向布里渊散射信号(BBS)需要一定的时间,提出了基于等效脉冲光的多洛仑兹拟合法以提高其应变测量的空间分辨力。该方法将探测光脉冲在布里渊光时域反射仪完成单次采样所需的时间上进行积分,将积分函数作为等效脉冲光的表达式,再根据等效脉冲光的形状将布里渊光时域反射仪接收到的背向布里渊散射谱(BBS)细分,并对它进行多洛仑兹迭代拟合,准确求得每个细分布里渊散射谱的中心频率,进而利用光纤中布里渊频移与应变的对应关系,得到光纤中与细分布里渊散射谱对应的细分光纤单元上的应变情况。实验结果表明,利用这种方法,可使布里渊光时域反射仪应变测量的空间分辨力提高至0.05 m。