散射型近场扫描光学显微镜的探针振动参数优化研究

基于原子力显微镜平台设计了可见.近红外波段的散射型近场扫描光学显微镜,通过理论模型计算和实验测量,分析了散射探针振动的调制振幅和扫描反馈幅值对近场信号的影响。研究表明:与探针针尖尺寸相近的调制振幅有利于抑制背景散射噪声及优化近场信号的信噪比;当探针扫描反馈幅值与自由空间调制振幅之比大于90%时,可基本消除探针扫描过程中非简谐振动对近场成像测量的影响。

扫描近场光学显微镜的光耦合偶极子模型

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.

用于扫描近场光学显微镜的一种新型非光学样品-探针间距测控方法

扫描近场光学显微镜ＳＮＯＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇｎｅａｒ－ｆｉｅｌｄｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）自八十年代中期以来获得了迅速的发展，并具有超衍射极限光学分辨率。作为ＳＮＯＭ的关键技术之一，样品与探针间距的控制十分重要而且实现起来比较困难。基于剪切力原理，本文提出了一种新型的样品－针尖间距测控的非光学方法，即，利用压电陶瓷的压电和逆压电效应，将压电陶瓷片分为三部分，分别用于激励探针振动、固定探针以及探测针尖振动变化。该方法的灵敏度很高，可将样品－针尖的间距控制在３ｎｍ左右，而且廉价、制备十分简单。

基于超快太赫兹散射型扫描近场光学显微镜的自旋电子太赫兹发射光谱技术(特邀)

基于自旋电子材料的太赫兹(THz)发射器具有高效率、超宽带、低成本、易集成等许多独特优势,不仅能够应用在高重复频率激光振荡器驱动的THz时域光谱仪上,而且在高能飞秒激光放大器驱动下能够产生强场THz电磁脉冲,在THz谱学成像、强场THz物理等方面已展现出重要的应用价值。然而,以往基于自旋电子产生THz电磁波的辐射机理和器件研制方面的工作均基于远场THz时域光谱技术,得到的结果是对泵浦激光光斑作用面积的THz发射信息的平均,无法给出材料在微纳尺度上的超快自旋电流以及THz发射性能方面的有用信息。本工作采用光纤飞秒激光器驱动的超快THz散射型扫描近场光学显微成像技术,研究了铁磁异质结材料钨/钴铁硼/铂(W/CoFeB/Pt)在纳米空间尺度下的自旋电子太赫兹发射性能,在横向百纳米尺度上获得了高信噪比的自旋电子THz发射,为纳米空间分辨上实现THz频率的超快自旋电流的产生、探测、操控等提供了新方法,对超快THz自旋光电子学的发展有一定的参考价值。

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。

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。

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。

傅立叶域光学相干断层扫描、A型超声测厚仪和超声生物显微镜测量角膜厚度的相关性分析

目的探讨傅立叶域光学相干断层扫描(FD-OCT)、A型超声测厚仪和超声生物显微镜(ultrasound biomicroscopy,UBM)测量角膜厚度的差异和可重复性。方法应用RTVue傅立叶域OCT(RTVue FD-OCT)、A型超声测厚仪和UBM对39例志愿者随机选取一眼进行角膜厚度测量,对三种不同测量仪器测得的角膜厚度值进行比较,采用Pearson相关分析评价三种仪器测量值之间的相关性,对三种测量方法重复测量值的方差进行方差分析,比较三种测量方法的可重复性。结果 RTVue FD-OCT、UBM和A型超声测厚仪测量的角膜厚度值分别为(543.34±34.09)μm、(538.02±33.17)μm、(536.24±31.16)μm,RT-Vue FD-OCT与UBM、A型超声测厚仪的测量值之间差异均有统计学意义(均为P<0.05),UBM与A型超声测厚仪的测量值差异无统计学意义(P>0.05)。三种测量仪器的测量值均呈正相关(r=0.983、0.966、0.938,均为P<0.01);RTVue FD-OCT、A型超声测厚仪和UBM角膜厚度重复测量值的方差值分别为3.53±2.87、5.43±3.13、6.64±3.26,RTVueFD-OCT测量可重复性好于A型超声测厚仪和UBM。结论 RTVueFD-OCT、A型超声测厚仪和UBM测量角膜厚度有很好的相关性,RTVueFD-OCT测量可重复性好,且安全、无创,可用于角膜厚度的精确测量。

基于双压电陶瓷片的反射模式近场扫描光学显微镜

介绍了一种反射模式近场扫描光学显微镜。该系统以双压电陶瓷片作为控制光纤探针与待测样品之间距离的核心元件,以粘有光纤探针的双压电陶瓷片的第一个谐振频率来驱动光纤探针平行于样品表面振动,采用均方根检测电路测量振动信号的幅度,进而控制光纤探针与样品之间的距离在样品表面的近场范围之内。利用该系统获得了标定光栅和刻录光盘薄膜等样品表面的剪切力形貌图像和反射模式近场光学图像。

采用DDS的近场扫描光学显微镜探针-样品的纳米距离检测

近场扫描光学显微术中,近场距离的检测和控制是需要解决的核心技术之一 本文研究了基于DDS驱动的压电传感器,在一个压电陶瓷片上,电极被分成相同的两部分,分别用于振动驱动和振幅检测 近场扫描的光纤探针固定于此压电陶瓷片上 振动驱动信号采用DDS,在样品的远场时,可以通过频率扫描得到误差在0. 006Hz以内的压电陶瓷片谐振频率驱动信号,而当光纤探针处于样品的近场距离之内时,压电陶瓷片的谐振频率偏离驱动信号频率,振幅明显减小,从而检测出近场距离 高精度振动驱动源DDS和高灵敏度压电传感器的采用提高了检测灵敏度和工作稳定性。

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。

扫描近场光学显微镜及其在单分子探测中的应用

扫描近场光学显微镜在光学显微镜中具有独特的性能,其突破衍射光限制,具有单分子探测灵敏度,且在研究时不损伤生物样品。文中简要介绍了扫描近场光学显微镜的原理,详述近年来扫描近场光学显微镜在单分子探测中的应用,介绍了扫描近场光学显微镜结合量子点对单分子探测的进展,并对单分子探测的前景做了展望。

用扫描近场光学显微镜观察微畴

本文利用反射式扫描近场光学显微镜观察了硫酸三甘氨酸 [(NH3CH2 COOH) 3·H2 SO4 ) ](简称TGS)晶体的电畴结构和铝酸镧晶体的孪晶畴。横向分辨率约为 5 0nm。对原有的TopometrixAuroraNSOM系统作了较大的改进。采用音叉 (tuningfork)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TGS的观察说明 ,反射式扫描近场光学显微镜适合研究垂直B轴切割的TGS( 0 1 0 )面的自发极化。对这种 1 80°极化的多畴 ,可获得光学衬度较好的电畴分布图像。与形貌图像相比电畴与形貌无关。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。采用探针发光的透射式和反射式观察铝酸镧晶体 。

偏振光调制的扫描近场光学显微镜应用

本文利用电光调制技术结合反射式扫描近场光学显微镜 ,获得了可以对光的偏振方向进行调制的针尖发光远场接收反射光的近场显微镜。对原有的TopometrixAuroraNSOM系统作了较大的改进。采用音叉 (tuningfork)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 ,避免了杂散光干扰。观察了 (Ba0 5Sr0 5)TiO3薄膜和LiTaO3晶体表面的电畴结构。横向分辨率约为 5 0nm。观察说明 ,反射式扫描近场光学显微镜适合研究固体表面的电畴结构 ,可获得光学衬度较好的电畴分布图像。

近场扫描光学显微镜和光子扫描隧道显微镜

近场扫描光学显微镜和光子扫描隧道显微镜＊王佳（清华大学精密仪器系北京１０００８４）０引言自从８０年代初扫描隧道显微镜ＳＴＭ发明以来，扫描探针显微术ＳＰＭ已经发展成具有十几种类型的系列技术。其中引人注目的是以近场扫描光学显微镜ＮＳＯＭ和光子扫描隧道显微...

近场扫描光学显微镜及其在生物学领域的应用

评述了近场扫描光学显微镜(near-field scanning optical microscopy,NSOM)的仪器构造、工作原理及其在生物学领域的应用成果。对NSOM目前存在的主要问题进行了讨论,并展望了NSOM在该领域的发展潜力。

基于镜像法的扫描近场光学显微镜的分辨率分析

利用偶极子及镜像偶极子模型推导出探针扫描样品表面时的场分布,给出数值计算的扫描光强分布。引入光强对比强度概念,获得了该对比值随样品小球间距变化的曲线和该对比值随探针与样品距离变化的曲线。结果表明,当探针在一定高度上扫描时,近场光学显微镜系统存在最小分辨率,而该分辨率随着探针与样品的距离增加而降低。

扫描近场光学显微镜

本文简介近场光学的基本原理一非辐射场的探测与高分辨率的关系；近场光学显微镜的仪器发展。同时简要介绍近场光学显微镜在超高分辨率光学成象，纳米尺度光学微加工与光刻，高密度磁光存储，近场光谱等领域中的应用。

反射式共聚焦显微镜联合光学相干断层成像在黄褐斑微观辨证中的作用

目的探讨不同中医证型女性黄褐斑皮损的微观差异。方法收集2023年1月—2023年12月在华中科技大学同济医学院附属武汉中西医结合医院皮肤科门诊确诊的113例女性黄褐斑患者,在判断其符合纳入标准并征得患者知情同意后,收集整理患者资料并对其进行中医分型,将黄褐斑分为肝郁血瘀型、脾虚型、肾阳虚型及肝肾阴虚型。同时对各型患者行反射式共聚焦显微镜(RCM)、光学相干断层成像(OCT)检查,观察和分析女性黄褐斑各中医证型皮肤组织形态学特征。结果113例女性黄褐斑患者中,中医辨证分型包括肝郁血瘀型51例(45.13%),脾虚型34例(30.09%),肾阳虚型16例(14.16%),肝肾阴虚证12例(10.62%)。入选对象皮损处RCM下表皮色素数量分布均见增加,以patternⅡ、patternⅢ模式占比居多;均有显著的黑素细胞活跃现象,主要以patternⅠ、patternⅡ模式占比居多,四种主要证型间无显著差异。肝肾阴虚型RCM下以混合型改变为主,表皮黑素颗粒分布明显增多,黑素细胞明显活跃,黑素细胞悬垂及真皮层噬黑素细胞浸润均显著;脾虚型RCM下以表皮型改变为主,真皮内噬黑素细胞浸润出现比例较低;OCT观察发现黄褐斑皮损毛细血管网深度,平均分布在皮下54.57±14.19μm之间,四种主要证型间无统计学差异。肝郁血瘀型黄褐斑皮损中,血管扩张改变较其他三型显著。结论不同中医证型黄褐斑皮损,其组织学改变具有一定差异性和规律性,皮肤影像学指标可为中医辨证,个体精准化治疗提供必要的客观参考依据。

扫描近场光学显微镜对细胞超微结构的研究

扫描近场光学显微镜(SNOM)突破了光学显微镜的衍射极限,在细胞研究中具有高灵敏性、无侵入性等优点,已经广泛的应用于生物学研究中。本文综述了SNOM在细胞膜、细胞器、细胞精细结构和单分子探测等领域的研究进展,介绍了扫描近场光学显微镜结合量子点的方法,并对其应用前景做了展望,对其面临困难做了概述。作为一种研究工具,SNOM在生物领域的应用还远远不足。