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纤探针在传输效率和空间分辨率上的差异。此外,还发现了传输效率随入射光波长变化出现的振荡现象。

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 2 0 0nm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 5 0nm) .

基于近场光纤探针的活细胞无损测温方法研究

高精度的单细胞温度分布检测对于研究生命活动具有重要意义。为了实现高空间分辨率、高温度灵敏度的细胞测温,本研究团队基于原子力显微镜的扫描成像原理,将对温度敏感的量子点与音叉驱动的近场光纤探针相结合,提出了一种无损伤测量活细胞表面温度分布的方法;并以人脑星形胶质母细胞瘤细胞为研究对象,利用该方法检测了吞金纳米颗粒的固定细胞和未内吞金纳米颗粒的活细胞的温度分布。结果表明:在无金纳米颗粒作为附加热源的情况下,由活细胞内部产热引起的细胞表面最大温差超过0.5℃,而细胞与其外部环境间的温差大于2.5℃。所提活细胞无损测温方法的空间分辨率小于0.2μm,温度分辨率为0.16 nm/℃,为活细胞温度分布成像提供了新思路。

测量大数值孔径光学系统小光斑的方法

介绍了一种小孔扫描测量大数值孔径光学系统小光斑的方法。利用近场光学显微镜的光纤探针采样技术和压电陶瓷扫描技术 ,可对光学系统小光斑的光强分布进行高空间分辨的测量。由于光纤探针采样点的大小为几十纳米或更小 ,压电陶瓷扫描间距为几纳米或更小 ,因此该方法特别适合大数值孔径光学系统小光斑的测量。实验证明 ,采用该方法 ,测量的空间分辨率可达 5 0～ 10 0nm左右。