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《實驗六 近場光學(xué)顯微系統(tǒng)成像原理與實驗系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、實驗六：近場光學(xué)顯微成像原理與實驗系統(tǒng)姓名：孟超學(xué)號：38092105一、實驗?zāi)康模篴)了解近場光學(xué)顯微成像的基本原理、實驗方法和系統(tǒng)組成b)了解近場光學(xué)顯微技術(shù)在納米科技中的應(yīng)用二、實驗原理：a)突破傳統(tǒng)光學(xué)衍射極限b)近場概念：傳統(tǒng)的光學(xué)理論只研究遠(yuǎn)離光源或者物體的光場分布，一般統(tǒng)稱為遠(yuǎn)場光學(xué)。遠(yuǎn)場光學(xué)在原理上存在著一個衍射極限，限制了利用遠(yuǎn)場光學(xué)原理進行顯微時的最高分辨率而近場光學(xué)則研究距離光源或者物體一個波長范圍內(nèi)的光場分布。在近場光學(xué)研究領(lǐng)域，遠(yuǎn)場衍射極限被打破，從而可以提高顯微成像的光學(xué)分辨率三、實驗思考題：a)近場光學(xué)顯微術(shù)為什么具有超過光學(xué)衍射極限的
2、分辨率？近場光學(xué)主要探測的是束縛在物體表面的非輻射場。普通光學(xué)成像的分辨率由于受到衍射極限的限制,理論上不能超過入射光波長的一半,在可見光范圍內(nèi),這一值約為200nm。當(dāng)入射光通過一個直徑小于波長的小孔時,樣品上只有相當(dāng)于小孔直徑的范圍被照射,此時掃描成像的分辨率將取決于探針的最小尖端的直徑以及探針樣品間距。近場光學(xué)的本質(zhì)是探測由物體衍射產(chǎn)生的攜帶低于λ/2空間頻率的傳導(dǎo)分量和攜帶高于λ/2空間頻率的非輻射分量即:隱失場(evanescentfield)分量。而隱失場的有效范圍僅限于一個波長以下,所以當(dāng)使用納米尺度的探頭在樣品近鄰掃描時,理論上可以將衍射場的非輻射分
3、量記錄下來并轉(zhuǎn)換為傳導(dǎo)分量,從而極大地拓寬系統(tǒng)頻帶,因此可以獲得超高分辨率。從而突破了光學(xué)衍射極限。b)實現(xiàn)近場成像的關(guān)鍵技術(shù)？i.近場測控ii.系統(tǒng)集成iii.三維掃描器iv.光學(xué)探針一、文獻翻譯：NEAR-FIELDMICROSCOPYOFSECONDHARMONICGENERATIONIgorI.Smolyaninov,ChiH.Lee,andChristopherC.DavisElectricalEngineeringDepartmentUniversityofMarylandCollegePark,MD20742,USAphone:+1-301-40532
4、55fax:+1-3O1-314-9281e-mail:smolyeng.umd.eduKEYWORDS:Near-fieldoptics,secondharmonicgeneration,piezoceramic二次諧波近場光學(xué)顯微鏡瑪麗蘭大學(xué)電子工程系關(guān)鍵詞：近場光學(xué)，二次諧波，壓電陶瓷ABSTRACTNear-fieldscanningopticalmicroscopy(NSOM)allowssimultaneousmappingofboththetopographyandopticalpropertiesofasurfacewithresolutionbel
5、owthediffractionlimit.Secondharmonicgeneration(SHG)alwaysoccursatasurface,evenforcentrosymmetricmedia,becauseofsymmetrybreaking.BycombiningNSOMandSHGwecanstudylocalvariationsinsymmetrybreaking,causedforexamplebyferroelectricandferromagneticdomains,andcancorrelatethemwithsurfacetopograp
6、hy.WereportNSOMJSHGmeasurementsmadeonpiezoelectricceramics,ferromagneticmaterialsandperiodicstructures.摘要：近場光學(xué)顯微鏡（NSOM）可以突破衍射極限，以高分辨率把材料表面的形貌和光學(xué)特性很好的展現(xiàn)出來。二次諧波的產(chǎn)生（SHG）總是發(fā)生在表面，甚至對于中心對稱的媒介也是，這是因為是破壞了對稱關(guān)系。把SHG（二次諧波產(chǎn)生）和NSOM（近場光學(xué)顯微鏡）聯(lián)系在一起，我們可以研究諸如鐵電、鐵磁的疇引起的破壞對稱性方面的局域變化，然后我們可以把它們和表面形貌結(jié)合在一起。我們
7、報告的測量是在壓電陶瓷、鐵磁材料和周期結(jié)構(gòu)上面做的。Untilrecentlyopticalsecondharmonicgeneration(SHG)hasbeenstudiedonlyinthefar-fieldregionofsamplesandonlywithdiffraction-limitedopticalresolution.Thedevelopmentofnear-fieldscanningopticalmicroscopy(NSOM)hasopenedthePossibilityforstudyingnumerousopticalphenomen
