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.

近场光学中的光纤探针技术及其在纳米生物领域的应用

该文讨论了近场光学的基本原理和非辐射场探测分辨率,并着重研究了近场扫描光纤探针的辐射机理及其在纳米生物领域的应用.

近场光学探测的光纤微探针研制

近场光学显微镜可以突破传统光学显微镜的衍射极限限制，其分辨能力主要取决于探针的几何尺寸，而与波长无关。本文介绍了应用化学镀和烧结渗金镀制金膜制作纳米级光纤微探针的方法。

基于光学和探针技术的微纳米固体实验力学研究进展

主要介绍了微纳米光学检测技术,探究了不同检测技术之间的区别、特点,并研究了基于光学和探针技术的微纳米固体实验力学以及其中涉及的若干关键技术,最后对该实验检测技术的应用进行了展望。

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。

上海微系统所成功研制微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器仪表研发

超导纳米线单光子探测器(SNSPD:Superconducting nanowire single-photon detector)作为一种高性能的单光子探测器,已广泛应用于量子信息、激光雷达、深空通信等领域,有力推动了相关领域的科技发展。SNSPD器件主要有两种光耦合方式,一种是垂直光耦合方式,光纤端面平行于SNSPD光敏面,光子垂直入射到纳米线上。

变温腐蚀法制备纳米光纤探针

通过改变温度,用腐蚀的方法制备出用于近场光学显微镜的光纤探针。通过控制光纤在不同温度的腐蚀液中腐蚀的时间,制备出多种形貌的光纤探针,所制作探针的锥形过渡区短而锥角大。该法具有重复性高、探针形貌可控、操作方便、实验费用低廉、制备的探针表面光滑等优点,利用该方法成功地制备出针尖尺寸50～300nm、针尖锥角在40°～74°可调的光纤探针。将制备的探针用于扫描全息光栅(500线/mm),结果在40mm范围内扫描有20个周期,与全息光栅的标定结果相符。

上海徼系统所等研制出微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器

据报道，上海微系统所／中国科学院超导电子学卓越创新中心尤立星研究员团队和浙江大学教授方伟、童利民团队合作，首次提出微纳光纤耦合的SNSPD器件结构。

光纤预制棒中元素的线分析定量化方法

采用电子探针显微分析法对光纤预制棒进行元素线分析定量化,光纤预制棒心部Yb和Al等元素的含量较低、基体效应的复杂影响以及测试条件的差异等因素导致线分析定量化结果误差较大。采用多点法的测试结果对光纤预制棒中Yb、Al元素的线分析定量化结果进行校正。结果表明:在两点法的基础上引入修正因子,可以简化测试过程,快速、准确地得到元素线分析定量化结果。

NSOM光纤超微探针的拉制及其热动力学研究

采用固定端激光熔拉法拉制NSOM光纤超微探针 ,系统地研究了控制过程中各条件参数对探针形态的影响 ,分析了拉制方法的热动力学过程 ,首次提出了探针拉制过程的热动力自恰方程组 ,并得到了其解析解 .理论计算与实验结果基本吻合 .总结了光纤超微探针拉制的经验 ,对解决NSOM光纤超微探针拉制的理论和技术问题具有指导意义 .

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...

纳米生物领域对光纤探针技术的要求

扫描近场光学显微镜由于其超过常规光学显微镜的光学分辨能力及特殊功能,正在受到生命科学研究人员越来越多的关注。用时域有限差分法对三维光纤探针的Maxwell方程直接进行求解,获得了光纤探针的光强分布。计算结果表明,光纤探针中的光强分布呈固定的花样图形,其图形形状与光的偏振及针尖的结构有关,故对腐蚀锥和熔拉锥的传输特性进行分析比较,提出了在纳米生物领域对光纤探针的技术要求。

光学衬底上微光纤的传输损耗

选择不同的光学衬底,采用纳米光纤锥直接耦合的方法,测量微光纤传输损耗与光学衬底之间的关系,分析损耗机制,探索降低损耗的有效方法.结果表明:放置于MgF2及CaF2光学衬底上的微光纤传输损耗明显高于悬置于空气中的损耗值;衬底的折射率越接近光纤的折射率,置于其上的微光纤传输损耗越大;在同一种光学衬底上,微光纤直径越大,其传输损耗越小;光学衬底的存在,使微光纤中光场能量中心向衬底方向偏移,增加了传输损耗;采用将微光纤部分悬空的方法可有效降低传输损耗.

纳米级光纤探针的拉制与镀膜

光学显微镜希望能够得到更高的分辨率 ,作为高分辨率探测系统中的关键部分——纳米级光纤探针的研制则显得尤为重要 .介绍一种利用激光器加热 ,通过重物在光纤一端拉制并进行镀膜的方法 .采用该方法可得到尖端曲率半径小于 4 0

一种聚苯胺膜微纳光纤氢离子浓度探针

提出了一种聚苯胺膜微纳光纤液体氢离子浓度探针,并研究了该光纤探针的氢离子浓度传感特性。传感部分由单模光纤-小芯径光纤-单模光纤对芯熔接而成,聚苯胺材料作为敏感膜涂覆于小芯径光纤。首先,对光纤探针传感原理和聚苯胺主链结构变化机理进行理论分析;然后,通过氢离子浓度传感实验进行验证并分析不同膜厚对光纤探针传感特性的影响;最后,完成液体折射率变化实验干扰测试,并评价探针响应-恢复时间和稳定性能。实验结果表明:在氢离子的作用下聚苯胺主链结构发生改变,光纤探针干涉光谱随氢离子浓度增大向短波方向漂移,检测范围随着聚苯胺膜厚增大而增大,但灵敏度与线性度均有明显下降;氢离子浓度范围在10^(-6)~10^(-1)mol/L时,光纤探针灵敏度为-15.74 nm/mol/L,响应与恢复时间分别为25 s和35 s。实验验证了聚苯胺膜与氢离子反应后的光学性质变化,同时也为液体氢离子浓度检测提供了一种新的方法。该光纤氢离子浓度探针还具有固膜强度高、制作简单和成本低等优点。

一种微距测量组织光学参数的方法

测量生物组织的光学参数是近红外光学检测(NIR)的主要任务之一,然而常规的近红外光学检测由于受扩散近似的限制,测量的距离一般大于2cm～3cm。本文从提高近红外光学检测空间分辨率的角度,设计了一种可用于测量生物组织局部、浅表光学参数的方法。通过使用光纤探针,实现了在微小光源-探测器间距时(<1mm)测量组织光学参数。模型实验的结果表明该方法可反映生物组织中吸收系数及散射系数的变化率。

基于微纳光纤的光热捕获研究及应用

光热捕获利用微纳光纤上的温度梯度场,实现了对周围液体中的大量微纳米颗粒捕获、收集、迁移和分离等操作.通过在微纳光纤表面涂覆一层氧化石墨烯(GO)胶体薄膜,制备出具有良好光热转换性能的微加热器.通入小功率的近红外光,GO薄膜产生一个温度梯度场.结果表明,该温度梯度场对微粒具有良好的捕获作用,可长时间、大范围地捕获分布于周围液体中的聚苯乙烯小球、银纳米线等不同形状、密度的微粒.该光热捕获装置具有操作简单、易于制备、耗能功率小的特点,在微粒捕获、微纳米器件加工等领域有良好的应用前景.

SNOM 光纤探针传输效率的研究

ＳＮＯＭ光纤探针传输效率的研究张国平明海陈晓刚吴云霞谢建平（中国科学技术大学物理系合肥２３００２６）扫描近场光学显微镜（ＳＮＯＭ）是一种新兴的超高分辨率光学显微镜，是扫描探针技术与光学显微技术相结合的产物。目前ＳＮＯＭ的纵向和横向分辨率已分别达到０．...

纳米级微驱动定位技术的应用

纳米级微驱动定位技术的应用凌宁（中国科学院光电技术研究所）微电子加工、检测和光纤通讯等的对准都要求有纳米级的定位精度，而自适应光学、激光技术和光学精密跟踪等还需要有高的响应速度和带宽，压电微驱动精密定位技术在国外七十年代已发展起来并形成商品，我国在八...

金纳米线与亚波长狭缝结合实现局域场增强研究

为了获得更强的局域场来增强喇曼散射信号或非线性效应,提出了在亚波长金狭缝中放置两列紧邻金纳米线的结构,将两纳米线近场耦合效应和狭缝类法布里-珀罗共振对电场的放大作用结合起来实现纳米线间更强的电磁场.理论分析得出,两纳米线间电场强度在狭缝深度增加时呈现周期性起伏变化,满足类法布里-珀罗共振条件时出现峰值,且纳米线对于发生共振时狭缝深度有调制作用;电场强度在狭缝周期近似等于入射波长附近呈现突变趋势,在纳米线间距增加时呈指数递减.用有限元法对增强机理进行了仿真,结果表明:在纳米线间距为1nm和2nm时,增强效果较好;狭缝周期为600nm、深度为310nm、宽度为100nm、纳米线间距为1nm,在波长650nm时,两金纳米线中心热点处电场增强为200倍,达到109的喇曼增强因子,比单纯的两根金纳米线的热点处增强因子提高了3个数量级.