一种纳米分辨率近场光学显微镜：光子扫描隧道显微镜

报导了我们研制的一台光子扫描隧道显微镜。论述了原理，结构，光纤探针制造，信号放大以及调试中解决的几个技术问题等。图像的横向分辨率优于１０ｎｍ，纵向分辨率约１ｎｍ，扫描范围１０μｍ×１０μｍ。还观察了云母、高密度聚乙烯ＨＤＰＥ高取向薄膜等透明材料以及铌酸锂（ＬｉＮｂＯ３＋Ｔｉ）波导的电光效应等     

扫描近场光学显微镜及其初步应用

介绍的扫描近场光学显微镜能够以探针作为亚微米光源或探测器以及受抑全反射等三种工作方式探测样品,在没有样品一探针间距控制的情况下对全息光栅、脂质体以及沸石粉末等进行了扫描成像,并获得了超衍射极限的光学分辨率,其中最优分辨率可达约100nm。     

5.36μm InP基一维光子晶体量子级联激光器

制作了基于InP基量子级联激光器的一维光子晶体.采用普通光学曝光的方法代替电子束曝光,结合反应耦合等离子刻蚀,在激光器的一侧腔面制作出4个周期的空气/半导体对作为Bragg反射器.对于一个22μm宽,2mm长的正焊器件,80K下的光谱测试证实了其准连续激射,激射波长为5.36μm.     

光子扫描隧道显微镜及原子操作

光子扫描隧道显微镜(Photon STM)是一种利用近场光学的显微镜。其分辨率是由探针形状来决定的，并不取决于波长。也就是说，向被测物体照射光时，利用该装置可测定产生于物体表面的限定区域瞬息光的功率分布，故这是一种超越衍射极限的超分辨率显微镜。这种显微镜可用于生物技术、化学、超微晶体工程学等极其广范的领域，尤其是欧美国家，其应用研究日趋活跃。本文将介绍光子STM的概要、及作为超微细加工机应用的可能性。由于加工对象的极限已达原子水平，因此，就原子操作的可能性作以介绍。     

扫描近场光学显微镜中探针样品间距控制方法

在动态原子力与近场光学扫描显微镜中,探针与样品的间距关系到分辨率以及扫描速度这两个最重要参数的性能。在对几种主要的动态原子力/扫描近场光学组合显微镜的探针/样品间距控制模式分析的基础上,认为提高探针Q值是提高扫描显微镜分辨率的有效方法。但是,对采用检测控制探针振幅模式,期望在提高分辨率的同时加快扫描成像速度是不可实现的,因而限制了其发展的空间。而在检测控制探针频率模式下,提高探针Q值,可有效提高扫描探针显微镜的分辨率,且不会制约扫描成像速度的提高。该结论为将来的纳米操作和纳米超高密度光存储的实用化提供了可能,对大连理工大学近场光学与纳米技术研究所研制的原子力与光子扫描隧道组合显微镜(AF/PSTM)的改进和产业化具有积极意义。     

量子级联激光器的发展及其应用

量子级联激光器作为新近出现的全固化小型理想中远红外激光源,引起了人们极大的兴趣,本文介绍了量子级联激光器的发展、应用状况及一些可能的应用范围。     

扫描近场光学显微镜原理及其应用

扫描近场光学显微镜是八十年代以来迅速发展起来的一种光学扫描探针显微技术，本文对ＳＮＯＭ的发展历史，基本原理，技术方法，理论问题及应用前景进行了系统的介绍。     

扫描近场光学显微镜测量量子点团簇超辐射

用扫描近场光学显微镜的针尖照明模式对ZnSe量子点团簇进行精确定位测量,研究了量子点团簇的超辐射效应。在理论上根据Wannier激子超辐射模型阐述了量子点系统的超辐射发光机制;实验上用荧光光谱表征ZnSe量子点溶液的荧光性质,用扫描近场光学显微镜(SNOM)表征单个量子点团簇的超辐射光谱。结果表明,在Wannier激子超辐射模型中,量子点团簇辐射衰变率受到量子点团簇的大小和辐射光谱的共同影响,在实验上得出团簇的辐射衰变率随团簇尺寸的增加而增大,同时,不同尺寸的量子点团簇产生的辐射光谱也会对其产生影响,理论和实验的结合验证了激子超辐射的适用性。此研究结果可广泛用于生物传感器和光子器件等领域。     

基于STM的多模式扫描探针显微镜的建立

在已有的扫描隧道显微镜（STM）基础上设计了一套集STM、 光子扫描隧道显微镜（PSTM）、近场扫描光学显微镜（NSOM）、扫描近场声学显微镜（SNAM）为一体的多模式扫描探针显微系统（SPM）。系统的4种模式可通过转换开关方便地切 换,探头的更换也很容易。利用本系统对典型样品进行了扫描成像。测试表明,系统具有良好的稳定性和超高分辨率。     

扫描近场圆偏振光学显微镜

提出一种利用镀有金属薄膜的V形无孔光学探针构建的扫描近场光学显微镜,将圆偏振光注入镀有金属薄膜的V形槽内在针尖处形成近场照射光源,并利用探针收集样品表面近场光信号。理论分析表明:探针收集的近场和远场反射光之间存在一定的相位差,该相位差与探针机械结构、探针与样品的距离有关,可通过探针与样品之间的距离加以控制,因此利用偏振性器件可有效抑制远场光强。实验中,探针与样品之间的距离通过范德华力回馈控制,探针操作在接触模式,实验结果显示所测近场与远场光相位相差57,近场光学图像横向分辨率优于12 nm。     

原子力显微镜激光光路调整方法

ＣＳＰＭ 930ｂ型多功能扫描探针显微镜经常需要进行手动激光光路调整。该仪器使用说明书[1] 介绍的调整方法可操作性差、手续繁琐、过程冗长 ,且难以判断激光束是否准确照射到微悬臂针尖背面的镀金层上 ,往往造成误判而导致微悬臂针尖被撞断裂。而且 ,按照原有方法操作者需要长时间全神贯注观察激光斑 ,使用者眼睛极易疲劳甚至造成损伤。笔者使用该仪器过程中 ,对光路调整方法进行了大量试验 ,摸索出了一套操作方便 ,容易准确判断针尖位置的有效方法。现总结交流如下。调整方法ＣＳＰＭ 930ｂ扫描探针显微镜ＡＦＭ部分激光光路如图 1所示。…     

太赫兹量子级联激光器研究进展

量子级联激光器(QCL)是一种基于多量子阱子带间跃迁的单极性半导体激光器,激射频率位于中远红外以及太赫兹(THz)波段。在1～5 THz激射频率范围内,THz QCL是最有效的电泵浦THz辐射源,具有结构紧凑、易集成、输出功率高和转换效率高等优点。本文首先对THz QCL的有源区结构、波导结构以及材料体系进行了简介,然后从有源区方面对极限激射频率、高工作温度、大输出功率等高性能THz QCL进行了梳理,接着从波导结构方面对一维光栅、二维光子结构、超表面结构等THz QCL光子工程研究进展进行了综述。另外对主动稳频THz光频梳、被动稳频THz光频梳、THz双光梳等THz QCL光频梳方面的最新研究成果进行了介绍。     

美科学家研制出超灵敏量子级联激光器

继朗讯贝尔实验室率先研究量子级联激光器并预言了更加灵敏的光谱组件之后不到2年，美国乔治亚理工学院的研究人员亦宣称其已经验证了单芯片光谱分析的可行性。     

激光原子力显微镜及其对光学表面粗糙度的研究

自一九八五年,Binnig与斯坦福大学的Quate和IBM公司苏黎士实验室的Christoph合作推出了世界上第一台原子力显微镜(简称AFM)以来,AFM的研究及应用迅速扩展。它不仅象扫描隧道显微镜那样能从原子尺度上对导体、半导体表面而且还能对非导体的表面进行成像,拓宽了STM的应用范围。     

室温低阈值分布反馈量子级联激光器

报道了室温脉冲工作和低温下连续工作的分布反馈量子级联激光器(DFB-QCL),提出了一种新型波导和光栅制备技术,同时获得了合适的光耦合系数和低的波导损耗.利用这种方法研制出波长为7.7μm的分布反馈量子级联激光器.激光器可以在大的温度范围内(155～320K)实现单模激射,边模抑制比约30dB.DFB-QCL在室温脉冲工作时阈值电流密度为970A/cm2,峰值输出功率达到75mW.该激光器还可以在连续模式下工作,最高工作温度为130K.     

扫描近场光学显微镜及其在生物微结构探测上的应用

扫描近场光学显微镜（ＳＮＯＭ）可探测生物体亚波长水平的光学特性，以接近分子水平的分辨率在生物微结构成象、探测和修饰等多方面有巨大的潜力。本文对ＳＮＯＭ的技术方法及其近期的的生物学应用进行了介绍。     

扫描切变力/近场光学显微镜研制及应用

在发展光纤探针制备和探针与样品近场间距非光学控制等关键技术基础上，我们研制成能与倒置光学显微镜联合使用的扫描切变力／近场光学显微镜，并具有反射和透射等工作模式以及能在溶液环境中工作。利用这套系统，获得了多种样品的表面形貌和近场光学图像以及细胞内的荧光光谱。本文将对该系统和有关实验结果作简要介绍。     

光子晶体使面发射量子级联激光器成为可能

将光子晶体共振腔内置到量子级联激光器中，美国的研究人员已开发出一种小型的面发射激光器。这种激光器将在化学传感、光谱分析及成像中具有潜在的应用。美国新泽西州默里希尔的贝尔试验室和帕萨迪纳州的加利福尼亚工学院的科研小组共同研制的中红外激光器可作为研究光子晶体及微腔作用的样机系统。     

透射近场光学扫描显微镜中的倏逝场的研究进展

介绍了近场光学中的倏逝场的产生、数字表示以及它的一些特性，还述及了它的控制和近场光学显微镜的改进方向．     

中红外量子级联激光器的光子集成（特邀）

中红外光子集成芯片在环保监测、医疗诊断和国防安全等领域具有广泛的应用前景,但激光光源与无源波导光路的片上集成仍是中红外集成光学需要攻克的关键难题之一。量子级联激光器（QCL）是中红外波段的重要半导体激光光源,文中介绍了近几年中红外QCL在光子集成方面的研究进展,包括InP基单片集成、硅基单片集成、硅基异质键合集成和III-V/锗混合外腔激光器。