光纤探针传输效率的研究

用实验方法测量了光纤探针的传输效率随光纤圆锥角的变化关系,给出了传输效率曲线。通过测定探针传输效率的实验可以看到,只要光纤探针的锥角在30°~55°范围内,就具有高透过率、高分辨率纳米微探针。测量了传输效率与光波波长的关系。     

新型AFM探针的制备及应用

采用熔拉 -腐蚀复合方法 ,将普通单模石英光纤制成直锥形光纤探针。利用自制工具将探针打弯 ,制成悬臂式光纤探针 ,在AFM上取得了较理想的测试结果。将自制光纤探针和商用硅材料探针获得的两种扫描图像进行了对比 ,分析了悬臂式光纤探针的特点     

光纤X射线探针和测量系统

利用Ｘ射线在探针中的康普顿散射以及电子在光纤中的契仑柯夫效应可以构成光纤Ｘ射线探针和测量系统，本文对此做了理论和实验研究，推导了光纤探针的灵敏度公式，给出了计算结果，并做了实验标定，讨论了光纤探针测量系统的构成，测量的动态范围和响应时间。     

影响近场光纤探针传输效率的若干因素

近场光学技术在高分辨率成像、光谱探测和纳米加工等领域有广泛应用,而光纤探针是其中一个关键部件.如何提高光纤探针的传输效率是近场光学技术应用中的一个重要问题.本文采用三维时域有限差分方法,计算了锥形有孔探针的传输效率,分析了锥角、针尖孔径、波长和金属层厚度等因素对光纤探针传输效率的影响,并比较了裸光纤探针和有金属涂层的光...     

冲击作用下快响应光纤探针研究

随着精密物理实验的发展，对测试工作的精度要求越来越高。传统的电子学探针难以满足当信号处于长距离传输、强电磁环境中以及直接测量非金属材料参数的等情况时的测量精度要求。光纤探针作为一种光纤传感器，它的优势在于进出敏感区的信号与电没有任何联系，具有抗电磁干扰、电绝缘、消除了与地面隔离的问题等优点；同时用光纤传输，尺寸小重量轻、灵敏度高。     

扫描近场光学显微镜中两类光纤探针传输特性的研究

采用局域模式耦合理论，对扫描近场光学显微镜中的两类光纤探针－腐蚀锥和熔拉锥的传输特性进行了比较和分析。给出了光在探针锥中传输时耦合效率的分布情况，以及传输效率随锥长，针尖直径和光波长变化的特性。     

光学针描法的理论与实验研究

在光纤探针描描使表面轮廓对光产生调的基础上提出了光学针找法的粗糙度测量技术。对光学针描法的理论基础，如表面轮廓原理和光耦合区理论进行限较为深入的分析。对单模光纤探针式轮廓仪的实验系统进行了介绍，最后给出了实验结果和误差分析。     

光纤锥探针传输特性的研究

本文采用局域模式耦合理论，对两类光纤锥探针－腐蚀锥和熔拉锥的传输特性进行了比较和分析，得出了光在探针锥中传输时耦合效率的分布情况，以及传输效率随锥长、针尖直径和光波长变化的特性。     

蓝宝石光纤探针传感器探针研制工艺及传光测试

在分析比较传统光纤探针研制工艺特点的基础上认为其不适用于蓝宝石光纤,因此提出了基于研磨抛光系统的光纤探针制备工艺。介绍了研磨系统的组成及运作方式,阐述了光纤探针制备过程中研磨抛光与固化的主要流程。最后使用光学仿真软件Zemax进行了光纤探针传输效率的仿真测试,仿真结果表明采用940nm波段光源及"面对面"探头安置方式时光纤探针传输效率最高。可应用于蓝宝石光纤探针传感器系统的搭建。     

微机电系统谐振器原子力显微镜探针设计与检测

为克服既有原子力显微镜（AFM）悬臂式探针的谐振频率难以超过3.5 MHz，Q值低、成像速度低及在液体中成像效果欠佳等缺点，设计并制作了一种基于微机电系统（MEMS）谐振器的I2形探针，并成功实现了成像实验。为更进一步提高I2形探针的力灵敏度，从结构设计和检测方法入手，对原有探针进行改进。设计了简单有效的电阻差分检测方法，成功去处了输入端与输出端的耦合现象；采用局部离子注入的方法，提高了压阻敏感的传输效率。实验结果显示，在输入信号相同的条件下，改进后探针的输出信号与原有探针相比，输出信号得到了明显提高。计算结果表明，采用新方法制作的探针可使力灵敏度提高10倍以上。     

动态化学腐蚀法制备大锥角近场光纤探针

基于液压传递原理,设计出一种用动态化学腐蚀法制备大锥角近场光纤探针的装置.实验结果表明,在传统的化学腐蚀法制备光纤探针的过程中,通过控制腐蚀液液面的上升速度,可以有效地控制探针针尖的形状以及锥角的大小.在此基础上,还论述了分步控制光纤与腐蚀液液面的相对位移的方法在大锥角光纤探针的制备中所具有的独特优越性.利用所制备的大锥角近场光纤探针在扫描近场光学显微镜上对直径为200nm的小球进行探测,其力学像证实该探针具有较高的形貌分辨率(约为50nm). 关键词： 动态化学腐蚀法 大锥角 近场光纤探针     

FABRICATION AND APPLICATION OF NEAR-FIELD OPTICAL FIBRE PROBE

In this paper, the fabrication of a large cone angle near-field optical fibre probe, using the two-step chemical etching method and bent probe, is introduced, and the controlling parameters of the coated Cr－Al film at the probe tip are presented. The scanning electron microscopy images display that the tip diameter of the uncoated large cone angle fibre probe obtained is less than 50nm, the cone angle over 90°, and the diameter of light aperture at the coated probe tip is less than 100nm. The measured results of the optical transmission efficiency for various probe tips show that the uncoated straight optical fibre probe, film-coated straight probe and film-coated bent probe are 3×10^-1, 2×10^-3, and 1×10^-4 times that of the flat fibre probe, respectively. In addition, the force images and near-field optical images of a standard sample are acquired using a large cone angle and film-coated bent probe.     

高效、高分辨光纤微探针的制备及检验

提出两种同时满足高分辨、高传光效率的探针模型以及制备方法 :先用自制热拉装置将光纤拉制成过渡区为双曲线或抛物线形的探针 ,然后用 4 0 %氢氟酸进行快速腐蚀 ,使探针孔径变小而保持过渡区域形状和锥度基本不变。所获探针孔径变化范围为 2 0～ 2 0 0 nm,锥度 2 0°～ 6 0°。为检验探针性能 ,将两种探针的出射光分布与用传统热拉法所得到探针进行对比 ;探测了光子扫描隧道显微镜状态下的倏逝波衰减曲线 ;给出了用集光式扫描近场光学显微镜得到的近场光学图像 ;同时 ,验证了探针对剪切力控制的适用性。     

Effect of the Taper Shape upon Transmission Efficiency of Fiber Probes for Scanning Near-field Optical Microscopy

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｓｃａｎｎｉｎｇｎｅａｒｆｉｅｌｄｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＮＯＭ）ｈａｓａｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈａｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｕｌｔｒａｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏ...     

Sensitivity analysis of scanning near-field optical microscope probe

In this paper, we study the dynamic modes of a scanning near-field optical microscope (SNOM) which uses an optical fiber probe; and the sensitivity of flexural and axial vibration modes for the probe were derived and the closed-form expressions were obtained. According to the analysis, as expected each mode has a different sensitivity and the first mode is the most sensitive mode of flexural and axial vibration for the SNOM probe. The sensitivities of both flexural and axial modes are greater for a material surface that is compliant with the cantilever probe. As the contact stiffness increases, the high-order vibration modes are more sensitive than the lower-order modes. Furthermore, the axial contact stiffness has a significant effect on the sensitivity of the SNOM probe, and this should be noted when designing new cantilever probes.