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...     

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。     

扫描力显微镜

本文在讨论ＳＦＭ基本原理和针尖－样品相互作用基础上,详细介绍了近期ＳＦＭ成像模式和技术的发展以及它们在表面研究中的应用。     

扫描力显微镜中超微力的探测方法

本文介绍了近十年来,各国科学家在研究扫描力显微镜的过程中所采用的各种超微力(10^-8～10^-10N)传感器的探测方法。评述了各种方法的灵敏度,抗振性,使用范围,操作方式和各自的优缺点。并对最近出现的几种新的探测方法作了说明。     

模块化的保偏近场扫描光学显微镜结构设计

采用模块化的设计思想，制成了高质量且简单易用的音又光纤探针模块、模块化的扫描探头、扫描台等，从而研制出高性能，易操作的模块化的保偏近场扫描光学显微镜。     

传统光学显微镜与近场光学显微镜

近场光学显微镜是对于常规光学显微镜的革命。它不用光学透镜成像 ,而用探针的针尖在样品表面上方扫描获得样品表面的信息。分析了传统光学显微镜与近场光学显微镜成像原理的物理本质和两种显微镜系统结构的异同点。介绍了光纤探针的制作方法。重点讨论了近场探测原理、光学隧道效应及非辐射场的性质     

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。     

一种基于剪切力的距离控制方法在扫描近场光学显微镜中的应用

介绍了扫描近场光学显微镜中基于剪切力的样品、探针间距离控制的方法。当受振动激励的光纤探针由远处逐渐接近样品表面时,样品与针尖间的剪切力使针尖的振动振幅减小,通过检测探针振幅的变化从而控制针尖与样品间的距离。此种方法可以方便地将光纤探针导入工作区域内并在扫描过程中保持适当的高度。我们测量了探针系统的幅频特性和力曲线,并用该方法获得4μm×4μm的范围内光盘表面的形貌信息。     

声表面波微力传感器的研究

论述了以X-1280Y LiNbO3(铌酸锂)作为基底材料的声表面波力传感器的输入换能器和输出换能器的设计,并对其性能进行测试分析。其中输入换能器采用余弦平方函数进行加权设计,输出换能器采用均匀换能器。在制作成品后,对其性能进行实验测量,并对实验数据进行分析,发现所施加的张力与频率漂移之间的线性度很好,误差为1%左右。     

开放式多功能扫描探针显微镜系统

开放式多功能扫描探针显微镜、集成扫描隧道显微镜、原子力显微镜、横向力显微镜和静电力显微镜．具有接触、半接触和非接触工作模式，可进行作用力、电流、电位、光能量等参数的高度局域综合测量,具有极高的开放性和可扩展性，支持用户进行二次开发。     

激光扫描显微镜中的扫描系统

叙述了扫描系统在激光扫描显微镜中的作用,扫描器的位置调整。推导出由于扫描器位置的变化而引起的光程变化,提出了机械设计要求。     

基于SPM的纳米加工技术研究

扫描探针显微镜（SPM）纳米加工技术是当前非常活跃的纳米加工研究领域,其研究成果有可能成为微纳米器件制作的主要方法。论文主要介绍了单原子操纵、阳极氧化法,以及机械刻蚀加工等SPM纳米加工方法的机理、特点及研究进展动向。     

原子力显微镜传感器的微机械加工技术的研究

分析了现有的AFM力传感器的工艺特点及问题。在此基础上研究用KOH溶液两步法P+自停止腐蚀制作厚度精确可控的单晶硅悬臂梁;以SiO2为掩模,SF6刻蚀硅,用RIE与各向同性湿法化学腐蚀相结合使悬臂梁探针一次成形和用湿法腐蚀锐化探针,针尖半径约50nm.制定了适于批量生产的AFM力传感器加工工艺。     

扫描隧道显微镜扫描器的迟滞非线性控制

压电驱动器被广泛应用于扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)的扫描器,但压电材料本身的迟滞非线性特性影响了STM的扫描精度。为了补偿由于迟滞非线性带来的扫描器控制误差,提高STM的扫描精度,基于迟滞非线性模型,设计了前馈控制器,并与PID反馈控制相结合。利用所设计的控制器进行了扫描实验,并与位移反馈控制扫描进行对比。实验结果表明,采用位移反馈控制时光栅周期相对测量误差和光栅线宽相对测量误差分别为4.41%和2.65%,采用迟滞逆模型与PID反馈的复合控制后,光栅周期相对测量误差和光栅线宽相对测量误差分别减小到1.26%和0.27%,迟滞引起的非线性误差得到了补偿,减小了扫描器控制误差,提高了扫描精度。     

扫描电子显微镜放大倍数校准方法研究

随着科技的发展进步,扫描电子显微镜现有检定规程提出的部分校准方法已不适用.本文对扫描电子显微镜放大倍数示值误差的校准提出了新的方法和计算过程,利用像素坐标表征标记线长度,以减少图像输出及测长仪使用过程中引入的误差.     

对环境扫描电子显微镜（ESEM）的认识

环境扫描电子显微镜（ESEM）中所指环境并非真正意义上的大气环境,与传统SEM样品室高达10∧-3～10∧-6Torr的真空度相比,ESEM样品室的真空度很低,从1Torr～20Torr,非常接近大气环境,但不等同于平均760Torr的大气环境;环境方式下最适家观察的生物样品是那些表面有角质层覆盖的样品和含水量很低的样品,比如植物的叶片、动物中的昆虫、作物的籽粒等,这类样品易于保持新鲜度;环境方式下对样品的观察和图像的记录等操作应快完成,这样可减少样品内水分蒸发而使样品变形降至最低。     

基于链路质量的水声传感器网络路由算法

水下声信道是一个极其复杂的信道,它对网络性能的影响很大。在采用位置信息作为依据选择路由的机制中,忽视恶劣的水下声信道对网络性能的影响造成大量数据重传,能量利用率低,网络生存期短。针对这个问题提出了一个基于链路质量估计的路由算法,通过历史记录估测当前信道传输状况作为路由选择的依据。仿真结果表明该算法能显著减少数据重传,提高能量利用率,延长网络生存期。