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《大连理工大学》 2007年
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近场光学不同成像方式的数值模拟

林琳  
【摘要】: 近场光学成像理论建立至今,已经有多种形式的近场光学显微镜陆续问世,其中扫描近场光学显微镜和光子扫描隧道显微镜有了较为快速的发展。扫描近场光学显微镜是80年代发展起来的具有亚波长量级的扫描探针型显微镜,有反射式、透射式多种类型;光子扫描隧道显微镜是随后发展起来的另一种类型,是通过光纤探针探测样品表面的隐失场,来获得携带样品表面形貌和光学性质的信息。他们都能对纳米尺度的样品成像,且具有光学无损探测的特点,可观察活性样品,应用广泛。本文在其成像原理的基础上,采用时域有限差分法对这两种成像系统进行数值模拟分析及讨论其各自的成像特点。 为了研究在这两种成像模型中,应用不同类型探针作用时的成像特点,本文在课题组以前研究的基础上,应用色散介质Drude计算模型,用三维时域有限差分法模拟了等高扫描模式下,探测多种聚氯乙稀球形样品的电场强度分布:首先,在无探针的情况下,数值模拟得到样品表面的隐失场信息,及其近场图像;然后,分别加入介质探针(无镀膜光纤探针)和镀金属膜孔径探针对球形样品进行等高探测,由于此过程涉及在近场成像过程中不同种类探针和样品散射场,以及系统中样品之间的相互作用影响,使得成像过程非常复杂。 虽然在系统无探针的情况下,能够数值模拟得到较为清晰的样品近场成像,但是这个过程只涉及到入射场和样品、样品和样品之间的相互作用,而在实际操作中,都需要应用探针来收集样品的近场信息,所以在数值模拟过程中设置探针是很有必要的,并且探针类型的不同也是影响成像的关键因素。结果可以显示:介质探针对介质样品的探测成像有较为严重的相互干涉影响。镀金属膜孔径光纤探针在近场探测中对分辨率和灵敏度的提高有着重要的作用。本文得出了一些有意义的结果,对近场成像系统模型的改进和实验的设置有一定的指导意义。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O436

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【参考文献】
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