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为了研究扫描近场光学显微镜中探针和粗糙样品表面的耦合相互作用,提出了一种光耦合偶极子模型.在该模型中,探针和样品突起都由光极化偶极子表示,在准静态电磁场近似的情况下样品表面的诱导极化效应由影像偶极子表示,应用偶极子辐射理论可以得到系统的自洽场方程.此模型提供了一种直观分析扫描近场光学显微镜中探针和样品相互作用机理的方法.在此基础上,进一步讨论了金属样品的近场成像特点和其特有的局域光学共振现象.数值结果表明:不同于一般的介质样品,金属样品的近场图像与入射光频率直接相关,改变入射光的频率,获得的样品近场图像的形状和对比度都会发生变化.特别是当入射光频率处于样品极化共振范围内时,金属纳米粒子的极化率会出现光极化共振,这样就可以获得样品粒子的最大有效尺寸,为提高系统的分辨率提供了一条重要途径. 相似文献
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近场光学是指当光探测器及探测器-样品间距均小于辐射波长条件下的光学现象.利用近场光学扫描显微镜和近场光谱仪,不但能够以突破衍射极限的超高分辨率在纳米尺度实现光学成像,而且还可获得纳米微区的光谱信息.文章介绍近场光学的原理及其在凝聚态物理领域中的应用与进展,并给出了我们的初步结果 相似文献
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纳变尺度的光学成像与纳米光谱:近场光学与近场光学显微镜的进展 总被引:6,自引:0,他引:6
近场光学是指当光探测器及探测器一样品间距均小于辐射波长条件下的光学现象,利用近场光学扫描显微镜和近场光谱仪,不但能够以突破衍射极限的超高分辨率在纳米尺度实现光学成像,而且还可获得纳米微区的光谱信息,文章介绍近场光学的原理及其在凝聚态物理领域中的应用与进展,并给出了我们的初步结果。 相似文献
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在同时考虑样品的形貌及材料光学参量和入射光偏振模式的情况下,利用基于边界元方法编写的二维矢量电磁场计算程序,对工作在照明模式下的扫描近场光学显微镜(Scanning Near-field Optical Microscope,SNOM)的近场矢量电磁场分布进行了数值计算模拟研究.结果表明,在没有表面形貌特征时,探针的光能量透射率随样品材料的折射率和损耗角的增加而增大,而样品表面光斑尺寸受折射率和损耗角的影响很小;对有形貌特征的探针扫描像研究结果表明,SNOM的分辨率随着样品的折射率和损耗角的增加而提高;对SNOM不同的工作模式的扫描成像信号进行的计算结果表明,恒定间距扫描方式比恒定高度扫描方式对样品表面的细节有较强的分辨能力. 相似文献
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在近场扫描光学显微镜(NSOM)^[1]中,近场距离控制一般要用切向力控制法。检测切向力有两种方法:光学检测法和非光学检测法。目前普遍采用非光学检测法,基本上是采用压电陶瓷管控制探针和样品的距离。本文提出一种新的切向力检测系统,利用双压电片实现近场距离控制。实验结果表明,检测灵敏度大大提高,扫描力显微(SFM)像的分辨率可达纳米量级。 相似文献
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使用实验室自制的低温近场光学显微镜研究了InGaN/GaN多量子阱发光二极管在室温和液氮 温度下的近场光学像和近场光谱,发现随着温度的降低,不仅近场光学像的光强起伏大大减 小,量子阱发光峰先蓝移后红移,而且在液氮温度下在光子能量更高的位置上出现了新的发 光峰.通过对实验结果的分析,我们将这个新出现的峰归结为p-GaN层中导带底-受主能级间 跃迁形成.
关键词:
InGaN/GaN多量子阱
发光二极管
近场光学
低温 相似文献
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光声成像是21世纪初发展起来的新兴的生物医学成像技术,它同时具备光学成像和声学成像两者的优点,因而备受关注。本文对生物医学光声成像的发展进行了综述。首先,介绍了光声成像的特点以及相对于广泛应用的光学成像技术和声学成像技术的优点;其次,在成像原理上解释了光声成像优点的成因,并介绍了光声断层成像和光声显微镜这两种典型的光声成像技术;再次,详细介绍了多尺度的光声图像分辨率和成像深度,以及多信息维度的光声成像参数;最后,展望了光声成像在生物医学领域的应用潜力并讨论了其局限性。 相似文献
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序排列光纤传像束光特性的测量研究 总被引:2,自引:0,他引:2
目前,柔软光纤显微镜已广泛应用于工业,医学等领域,光纤显微镜的光学特性,取决于其核心元件“光纤传像束”的光不质量。迄今为止,有关这方面的研究尚未完善,据此,本文报道了我们最新的关于序排列柔软光纤传像束光特性的理论分析和实验研究结果。 相似文献
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本文利用电畴的双折射随电畴的自发极化的取向而异的特性,采用反射式扫描近场光学显微镜,观察了铁电单晶的畴结构。横向分辨率约为50nm。对原有的Topometrix Aurora NSOM系统作了较大的改进。采用音叉(tunning fork)检测光纤探针与样品间的剪切力,取代了原有的光学法振动检测。对硫酸三甘氨酸[NH3CH2COOH)3.H2SO4)](简称TGS)的观察说明,反工扫描近场光学显微镜,适合研究垂直b轴切割的TGS(010)面的自发极化。对这种180极化的多畴,可获得光学衬度较好电畴分布图像。与形貌图像相比,发现电畴与形貌无关。无论是新鲜解理的原子级光滑表面和表面水解的较为粗糙表面均可观察到分布较为均匀的电畴分布。 相似文献
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近场光学虚拟光探针的数值分析 总被引:5,自引:4,他引:1
虚拟光探针是基于近场光学隐失场干涉原理产生的一种非实体探针,可以应用于近场光学超高密度存储、纳米光刻、近场光学成像、光谱探测、纳米样品的近场光学操作等领域。本研究采用三维时间域有限差分(FDTD)方法对近场光学虚拟光探针的光场分布特性进行了数值模拟计算和比较,分析了孔的形状、大小及偏振态等因素对虚拟光探针光场分布的影响,研究结果表明虚拟光探针的通光效率较普通的纳米孔径光纤探针提高10^2-10^4倍;其光场分布的中间峰的半峰全宽(即虚拟光探针的尺寸)在一定距离范围内基本保持不变,从而可以解决近场光学系统中纳米间距控制的难题,避免光学头与介质的磁撞。优化虚拟光探针的设计参量能有效的抑制虚拟光探针中的旁瓣。文章还给出了应用虚拟探针实现高密度光存储的原理方案。 相似文献
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在电光、磁光调制器和传感器等光学器件的制作和使用过程中,经常会产生影响器件性能的弹光双折射.根据折射率椭球分析法,通过系统分析各晶系晶体的弹光效应,提出了若干去除光学器件中静态弹光双折射的方法.主要结论包括:对于正交晶系的双轴晶体,当光波沿着晶体任意一个主轴方向传播时,如果作用于晶体另外两个主轴方向的应力能够满足某一与晶体自身参数有关的倍数关系且不存在剪切应力,则可以去除这两个应力引起的弹光双折射;对利用所有单轴晶体,ˉ43m,432,m3m点群的立方晶体和匀质光学玻璃制作的光学器件,如果能够保持晶体沿着x1,x2轴方向的正应力相等且不存在剪切应力,或只对晶体施加x3方向的正应力,也可以避免沿着晶体主光轴x3方向传播光波的弹光双折射.上述去除弹光双折射的方法对光学器件的设计、制作和使用具有重要参考价值. 相似文献
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通过双探针近场光学扫描显微镜在银纳米线上实现近场激发和近场收集表面等离子体,用一个探针在银纳米线的一端近场激发表面等离子体,另一个探针近场探测银纳米线上的表面等离子体强度分布,得到强度分布图.强度分布图显示表面等离子体在银纳米线的一端被有效激发并且有一部分表面等离子体沿着银纳米线和基底的界面传播到了另一端.用有限元法对银纳米线内的传播模式进行数值模拟,结果显示银纳米线内存在两种表面等离子体传播模式,分别为基模和高阶模.沿着银纳米线和基底介质之间传输的基模表面等离子体由于传输环境稳定,散射损耗小,实际传输长度接近模式传输长度,达10μm以上;而高阶模表面等离子体由于部分裸露在空气中受表面缺陷散射的影响,散射损耗大,实际传输长度远小于模式传输长度.研究表明:以能量高度束缚的基模表面等离子体作为载体,不仅可以实现低损耗传输,还可以减小集成器件之间的信号串扰,有效提高信息传输的安全性,在集成光学中具有重要应用. 相似文献
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用MeF_3金相显微镜观察了多畴和单畴的LiNbO_3晶体的X、Y、Z切面的蚀像和光像.发现各切面光像形态与各切面的蚀像形态对应,并与晶体的对称性完全一致.利用晶体的光像确定晶体极性和晶轴是一种简便的光学方法. 相似文献