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光纤探针型近场光镊是近场光学领域中的新型技术,因其可对纳米尺度微粒直接进行捕获和操纵而受到广泛关注,其光纤探针尖端的近场分布特性影响着纳米粒子捕获及操纵的成败探针金属膜外侧电磁场由光波在针尖小孔处衍射而成,根据夫朗和费衍射公式分析了圆形纳米小孔的光波衍射图样,运用时域有限差分法(FDTD)研究了均匀平面波垂直入射于镀膜光纤探针的近场分布,比较了不同锥角、不同出射孔径、不同金属膜厚度及不同入射波长的近场分布情况,并对不同情况下的通光效率进行了分析。通过对各参数的计算与比较,结果表明,当锥角越大、孔径越大、镀合适膜厚并且入射波长越小时,探针尖端的出射光强越大并具有较大的通光效率 相似文献
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《中国计量学院学报》2017,(1):17-22
为了深入研究扫描近场光学显微镜(Scanning near-field optical microscope,SNOM)光纤探针导光特性,我们利用VirtualLab Fusion光学软件,仿真研究了光纤探针内部的光场分布.结果显示,光纤探针内部的光场分布呈固定的花样;中轴线光场具有峰值结构,其最大值位于探针出口前120nm处;这个最大峰值随着光纤外层铝层厚度的增加呈现先减小后增加,最后趋于稳定的变化,随着光源偏振态的变化呈现正弦的分布. 相似文献
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扫描近场光学显微镜光纤探针的制作与分析 总被引:3,自引:0,他引:3
描述了制作扫描近场光学显微镜光纤探针的两种简便有效的方法--带保护层的化学腐蚀法和光纤熔接机拉锥法,从实验中比较、分析了两种制作方法的优缺点,实验表明这两种方法均能制作出针尖直径为50nm左右的光纤探针。 相似文献
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由传统光纤拉锥形成的直径为几百纳米到几微米的微光纤具有大倏逝场、强光场束缚能力、高光学非线性、易于弯曲的可塑性和兼容现有光纤系统的便利性等优势,为发展小型和功能集成的全光纤器件提供了高自由度的平台。作为基础的光电子器件之一,光学谐振器在光通信、传感、信号处理、量子光学等领域具有很大的研究价值,被广泛应用。传统光学微谐振器多基于光刻技术,制备工艺条件相对复杂。而随着微光纤制备技术的成熟,基于微光纤的光学谐振器也被提出并逐步发展。微光纤光学谐振器是一种基于倏逝场耦合的近场光学耦合器件,具有低插入损耗、高精细度、易于制造以及与光纤系统良好兼容性等诸多优点,可应用于滤波器、传感器、光调制器和光纤激光等诸多领域。本文从微光纤光学谐振器的基本原理、器件制备、应用等方面介绍了该领域的相关进展。
相似文献5.
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光纤的几何参数影响着光纤的光学传输和机械性能等,是衡量光纤质量的重要指标。近场光分布法是国标GB 15972.20-2008中推荐的几何参数测量方法。该方法在对光纤纤芯的测量中需对光纤通光照明,以区分纤芯和包层的边界。通光的纤芯端面是一个边缘并不清晰的发光亮斑,因而无法准确判断纤芯与包层的真实边缘。本文分析了光纤内光传播模场的分布,理论上光纤模场电磁矢量的解满足贝塞尔函数,但在近似情况下也可以用高斯函数代表光纤模场分布。因此本文利用高斯函数拟合光纤纤芯端面灰度分布,进而由拟合后的高斯函数得到纤芯与包层的真实边缘。本方法是对国标GB15972.20-2008的测量方法的进一步完善。实验测量结果表明,当光纤的切割效果不佳或成像质量较差时,模场灰度分布的高斯函数拟合法仍能保证测量的重复精度和测量数据的稳定性。 相似文献
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由于声成像技术具有对材料内部力学特性进行成像检测的特点,它已成为医学超声中的重要研究领域。为了提高声成像的空间分辨力,近年来,又发展了光声成像,扫描电子声显微术和扫描探针声显微术等新的近场成像技术。结合同济大学声学研究所部分研究结果,对这些近场成像技术在医学超声中的应用作了简单介绍。 相似文献
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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。 相似文献
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《工程设计CAD及自动化》2008,(10):53-55
1什么是单模与多模光纤?他们的区别是什么?单模与多模的概念是按传播模式将光纤分类—多模光纤与单模光纤传播模式概念。我们知道,光是一种频率极高(3×1014Hz)的电磁波,当它在光纤中传播时,根据波动光学、电磁场以及麦克斯韦式方程组求解等理论发现:当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时, 相似文献
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近场光学中的分子动力学研究以及在生物医学中的应用(摘要) 总被引:1,自引:1,他引:0
近年来 ,国际学术界正在利用光与分子间的相互作用 ,积极地展开生物学、医学诊断等领域的研究 .人们试图利用光的特性对生物分子的光机能特性进行系统的研究 ,从中掌握其规律 ,应用到生物医学和医学诊断等领域 .尤其是在对生物分子 (如生物代谢分子、免疫分子和 DNA遗传基因等 )的检测和医学诊断过程中 ,怎样有效地提高检测灵敏度、简化繁琐的操作过程始终是光学、分子生物学和生物医学等交叉学科领域中的重要课题 .“近场光学中的分子动力学研究以及在生物医学中的应用”是以光学应用为中心 ,结合物理学、化学和生物学等学科展开的基础和应用研究 .该研究以光、纳米和生物分子三者间相互作用的基础研究为背景 ,从理论和实验上论证了纳米分散系中生物分子与金属纳米粒子相互作用过程以及系统静电平衡机理和近场中分子动力学现象之间的关系 ;光与金属纳米微粒子相互作用过程中纳米近场现象以及纳米近场的能量分布规律 ;生物分子在光、纳米近场作用下的分子动力学增强散射的机理以及分子动力学增强共鸣散射的规律 .同时 ,本文提出了纳米近场中的生物医学诊断新方法 :“纳米分散系中的近红外免疫反应动力学增强分光法”、“纳米分散系中的生化学免疫反应动力学共鸣增强分光法”以及“DNA分子检测方法” 相似文献
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一:测量原理和装置测量光纤维参数的近场图形测试法是一种简便实用、精度较高,并可测量多个基本参数的方法。它利用朗伯光源均匀照射被测光纤的一端,在光纤另一端的端面附近观察到的辐射即为近场辐射。把光电接收器放在视场光阑后紧靠光纤的地方,使其沿光纤的直径方向移动,就可以进行近场扫描,从而获得光纤的近场图形。 相似文献
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扫描近场光学显微镜的光纤探针 总被引:1,自引:0,他引:1
扫描近场光学显微镜(SNOM)打破了传统光学显微镜的衍射极限分辨率,自80年代中期出现以来在10多年的时间内获得了迅速的发展,并在很多的领域有很广阔的应用前景。扫描探针的形状及针尖的大小是影响SNOM分辨率的关键因素之一。 相似文献
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光纤耦合效率与接收光强计算研究 总被引:2,自引:1,他引:1
由于用近似方法计算出的光纤耦合效率和接收光功率与实验测量之间存在差异,有必要探讨更准确的计算方法以满足应用的需要。通过对径向变量的积分,导出了在高斯光强分布下对接收光纤端面进行面积分计算的一元积分式,从而可以快速准确地对光纤的耦合效率和接收光功率进行数值计算。对62.5/125多模光纤的耦合效率和接收光功率进行的数值计算和实验测量说明,光纤的耦合效率只有用准确的数值计算才能给出与实际相符合的计算结果。使用芯径较大的接收光纤测量出射光束的近场光强分布时,光纤接收光强分布较光束的光强分布有较大的展宽,其相对误差甚至可达60%。 相似文献
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<正>一、概述传统的光学元件基于光波的折射和反射原理,对入射光进行调制,从而实现工作光波前的聚焦、成像、分色等光学功能。传统光学元件的尺寸通常为工作波长的几百倍甚至上千倍,所以体积庞大、质量大、功能单一,一般采用机械的铣、磨、抛光等方式加工,工艺复杂,成本较高。由于传统光学元件的尺寸远远大于光波的波长,光波的衍射效应可以忽略,可采用几何光学的光线追迹方法对其进行分析和设计。传统光学元件是第1代光学元件,曾经在很长时间内占据着统治地位,它是通过光程的积累来实现相位的改变,因此,相位变化与光学元件的厚度成正比。 相似文献
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光纤在医学和生物学中得到了广泛的应用,从光管道和压力传感器到复杂的化学传感器都与光纤有关.相干光纤束可用于内窥镜成像,而单光纤可用于近红外分层成像和光学相干分层成像.采用光纤还能方便地将光辐射传输到组织内,以激活靶标化学治疗药物.利用平面光纤光导将光波传输到测定部位的化学传感技术可以进行光度和荧光分析.光纤化学传感器还具有表面分子识别位点或化学反应部位,可用于特定分子的检测.这些化学传感器基于表面等离子体共振、干涉、光谱测量或荧光测量等原理.酶的生物识别或抗原抗体结合使光纤传感器可以获得高的特异性.近年来,测定的靶标分子的范围已从简单的气体分子和离子发展到了DNA等大分子. 相似文献