高分辨力光学微扫描显微热成像系统设计与实现

为提高已研制的基于非制冷焦平面探测器的显微热成像系统的空间分辨力,研究提出了一种基于光学平板旋转微扫描器的高分辨力显微热成像系统。分析了光学平板旋转微扫描的工作原理,给出了微扫描器相关的参数设计、加工容差,并与现有的非制冷显微热成像系统实现了一体化设计与加工,确定了光学微扫描显微热成像系统的技术指标。利用该系统实际采集的显微热图像与过采样处理结果表明系统整体设计的有效性,系统空间分辨力得到提高,可应用于高分辨力显微热分析。

近场扫描光学显微镜及其探针技术研究新进展

对近场扫描光学显微技术 (NSOM)研究与应用新进展作了概括介绍 ,较详细地阐述了NSOM的关键部件———探针技术的发展 ,并对NSOM的前景作了展望。

扫描近场光学显微术对InGaP微盘发光模式的研究

采用反射式扫描近场光学显微技术分别对直径为５μｍ和１０μｍ的图钉式ＩｎＧａＰ光学微盘进行了形貌和光致发光的近场图样测量和研究，并与由常规光学荧光显微镜测得的荧光图象相比较．结果表明ＩｎＧａＰ微盘的近场发光图样不仅反映出荧光图象的回音壁模式特征，即沿微盘周界显示为一圈红色亮环，而且证实荧光图像中的红色亮环实际上与更精细的由分立的周期性亮点组成的近场光场分布相对应．结合微盘内部与外部的近场分布可以获得光学微盘中发光模式的重要信息．

近场扫描光学显微镜和近场光谱学的进展

在简要评介近场扫描光学显微镜的工作原理和有关技术问题的基础上，着重介绍了近场光谱学的最新发展，并讨论了对近场光谱结果的分析问题。

光学微扫描显微热成像系统超分辨力图像处理方法研究

为提高已研制光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力,基于改进的频域图像配准技术和凸集投影超分辨力算法,提出了显微热成像系统光学微扫描超分辨力图像处理方法。给出了该方法的原理及步骤,采用不同重构方法行了仿真研究,给出了评价参数和结论。利用光学微扫描显微热成像系统采集低分辨力显微热图像序列进行了超分辨力处理实验,实验结果表明本文提出方法的有效性,光学微扫描显微热成像系统的空间分辨力得到提高从而可满足需要高分辨力显微热分析的场合。该方法还可以应用于其它不可控光学微扫描成像系统中,具有广泛的应用前景。

近场扫描光学显微图象与光谱技术

本文就近场扫描光学显微图象及光谱这一新技术的原理、主要仪器装置及其在分析化学中的应用进行了评述。目前，这一技术已被应用于室温及大气环境中的单分子检测，显示了该技术在微区痕量分析中广阔的应用前景。

共焦扫描显微成像系统的非相干光学传递函数

共焦扫描光学显微（ＣＳＯＭ）系统有透射式和反射式、相干光和非相干光荧光等类型。ＣＳＯＭ 系统的平面分辨率和纵深分辨率依赖于放置在光电探测器前面的空间滤波器的孔径大小。根据不同孔径计算反射式荧光ＣＳＯＭ 系统的非相干光学传递函数。

扫描近场光学显微术对近场光谱的研究

扫描近场光学显微镜是20世纪80年代后期发展起来的一种分辨率超过衍射极限的新型光学显微技术。把扫描近场光学显微镜与光谱仪耦合,可进行纳米尺度的空间超高分辨率光学成象、近场局域光谱等领域中的研究。

扫描近场光学显微技术在半导体材料表征领域应用的研究进展

半导体材料及其光电器件如激光器、探测器以及高速微波器件有着广阔的应用前景。半导体材料的结构和缺陷特性对器件性能起着至关重要的影响,然而对材料进行纳米尺度下的检测、表征无论是理论上还是技术和设备上都需要深入研究和发展,因此扫描近场光学显微技术在半导体材料表征领域有着无可替代的地位。扫描近场光学显微技术突破了传统光学显微技术的衍射分辨率极限的限制,具有超高空间分辨率、超高探测灵敏度等特点,并且是一种非接触性探测,具有无损伤性。简要介绍了扫描近场光学显微镜的原理及在半导体材料研究中的应用,包括量子阱结构中的位错及缺陷的表征,半导体器件的表面复合速率及扩散长度的纳米表征,以及半导体薄膜中的缺陷分布的检测。探讨了目前相关研究领域存在的主要问题,并对其发展趋势和前景进行了展望。

共焦扫描显微成象的光学断层平面分辨率与信噪比之间的关系

在 Fried的一维分辨度理论的基础上 ,系统地讨论了光学成象系统两维分辨率与信噪比之间的定量关系 ,并以反射式共焦显微成象为例 ,建立了实际显微成象系统分辨率的定量计算方法 .

激光扫描共焦荧光显微系统研究

讨论了激光扫描共焦荧光显微系统的光学设计问题，成象机理，参数确定及其设计关键，介绍了高精度光学扫描器件的设计方法及实现荧光共焦成象中成象器件的优化设计。

近场光学显微技术的进展及其应用

近场光学显微技术突破传统光学衍射极限获得了纳米尺度的空间分辨率,并在近场光存储、半导体材料、生命科学等交叉学科领域发挥了巨大的作用。本文综述了近场光学显微技术的发展现状,讨论了基于近场光学原理的超分辨近场结构在现代光刻技术上的应用、表面等离激元的共振增强作用和束流作用在近场光学领域的进展以及表面增强拉曼散射机理的研究,并介绍了近场光学显微技术在单分子检测和细胞探测等其它生命科学领域的一些发展。

近场光学与近场光学显微镜

近场光学是研究距离物体表面一个波长以内的光学现象的新型交叉学科。基于非辐射场的探测与成像原理，近场光学显微镜突破常规光学显微镜所受到的衍射极限，在超高光学分辨率下进行纳米尺度光学成像与纳米尺度光谱研究。本文将讨论近场光学的基本原理，非辐射场的探测与高分辨率的关系；光学限阈及隐失场在近场光学中的重要性；以及近场信息的获取方法。对近场光学显微镜的主要类型及相应的仪器发展，分辨率，衬度原理做一综述。同时简要介绍近场光学显微镜在超高分辨率光学成像，近场局域光谱，高密度数据存储，在生命科学，单分子光谱。

基于半导体纳米线/锥形微光纤探针的被动式近场光学扫描成像

本文结合近场扫描结构和纳米线-微光纤耦合技术,提出了一种基于硫化镉纳米线/锥形微光纤探针结构的被动近场光学扫描成像系统.该系统采用被动式纳米探针,保留了纳米探针对样品表面反射光的强约束优势.其理论收集效率为4.65‰,相比于传统的金属镀膜近场探针收集效率提高了一个数量级,可有效地提高扫描探针对样品形貌信息的检测能力;而后通过硫化镉纳米线与微光纤之间高效的倏逝场耦合,将检测的光强信号传输到远场进行光电探测,最终实现对目标样品形貌的分析成像,其样品宽度测量误差在7.28%以内.该系统不需要外部激发光路,利用显微镜自身光源进行远场照明,被动扫描探针仅作为样品表面反射光的被动收集系统.本文基于半导体纳米线/锥形微光纤探针的被动式近场光学扫描成像方案,可有效地降低探针的制备难度和目标光场的检测难度,简化扫描成像的结构,为近场光学扫描显微系统之后的发展提供新的思路.

显微热成像系统自适应零点定标

针对光学微扫描显微热成像系统微扫描过程中微位移位置不准确,空间分辨力低的问题,本文提出一种自适应零点定标方法。该方法将图像配准算法作为计算图像之间的微位移的工具,并利用几何原理进行微扫描零点位置的自适应标定。利用望远模式红外图像模拟自适应零点定标前后实际系统,采用不同重构方法进行了仿真研究;完成了自适应零点定标前后实际系统采集的欠采样显微热图像序列的重构对比实验。结果表明利用该方法完成自适应零点定位后,可有效提高过采样重构图像质量,提高了系统空间分辨力。此方法还可以应用到其他光电成像系统中。

扫描探针显微术在纳米科技术中的应用

扫描探针显微术在纳米科技术中的应用白春礼（中国科学院化学研究所）纳米科学与技术（简称纳米科技）是在纳米（１ｎｍ＝１０（－９）ｍ）尺度上（０．１ｎｍ到１００ｎｍ之间）研究物质（包括原子、分子）的特性和相互作用，以及利用这些特性的多学科的高新科技。它的最...

SNOM/SFM结合的近场光学探针

介绍了近年来近场光学探针技术的进展,特别是可与扫描力显微镜结合的探针制备技术。

扫描探针显微学研究细胞的超微结构

利用近场光学显微镜（SNOM）和原子力显微镜（AFM）研究细胞的超微结构。SNOM对传统的光学分辨极限产生了革命性的突破，能够在纳米距离内探测光与样品物质之间的相互作用，在超高光学分辨率下对细胞成像，这种技术无侵入性和破坏性，能在细胞的自然状态下进行观测和研究，并能对细胞表面进行单分子探测。

用于微观几何形状测量的扫描探针显微技术

随着微技术的发展,对微观结构的精确测量变得越来越重要。对能够用于微观几何形状测量的扫描探针显微技术———扫描隧道显微术(STM)、扫描光学近场显微术(SNOM)和原子力显微术(AFM)进行了比较详细的分析和介绍。

叠层/转角二维原子晶体结构与极化激元的近场光学表征

极化激元是一种光与物质发生强相互作用形成的准粒子,可以极大地压缩光波长,提供一种突破衍射极限的光调制方式,为纳米光子学、非线性光学、量子光学等相关学科的发展提供了重要支持.范德瓦耳斯二维原子晶体是研究极化激元的理想平台,通过叠层、转角可以为极化激元的调控提供额外的自由度,从而展示出新颖的光学结构和极化激元特性.本文以近场光学为主要研究方法,对近几年出现的叠层及转角二维原子晶体的各种光学结构及极化激元进行综述.综述内容包括叠层石墨烯的畴结构、转角二维原子晶体的莫尔超晶格结构、转角二维拓扑极化激元、转角石墨烯手性等离激元等.最后,对叠层/转角二维原子晶体及其极化激元的未来发展进行展望.