基于小波函数的时域多分辨分析在近场光学中的应用

实现了基于双正交的Cohen Daubechies Feauveau（CDF）小波的时域多分辨分析（MRTD）,并将其用于近场电磁散射模拟中。结果表明,在相同的网格划分下基于小波的MRTD比基于尺度函数的MRTD具有更高的数值准确性。最后,对带纳米金属棒孔径光纤探针成像进行了数值模拟,结果显示其成像效果优于普通孔径探针。     

扫描离子电导显微镜的研制与实现

在微纳米尺度上对活细胞高分辨率成像对生命科学研究具有重要的意义,其将有助于再现正在发生的生命过程、检测细胞对外界刺激做出的响应,甚至观测某些蛋白簇在细胞膜表面的运动。然而直到今天,仍然没有很好的实现上述目标。扫描离子电导显微镜（SICM）由于其真正的非接触、高分辨、无损独特成像方式,规避了扫描过程中探针与样品表面发生力的接触,得到越来越多的关注和广泛的应用。从系统的角度阐述自制SICM 系统的设计、硬件集成及跳跃模式扫描算法的实现,并通过对聚二甲基硅氧烷（PDMS）栅格成像以及与原子力显微镜（AFM）成像结果的对比,验证了系统功能的正确性和有效性;最后开展了生理环境下活体细胞的原位扫描成像实验,初步获取了活体神经细胞轴突结构的三维形貌图像。SICM 的成功搭建,将为人们深入了解生理条件下活体生物样品表面微观结构与功能机理等提供有效的研究方法与手段。     

抛光型SLAM系统灵敏度研究

以片式电子材料元器件作为无损检测分析对象,以提高激光扫描声学显微镜(SLAM)系统灵敏度为目标,详细分析了入射声波在抛光型分层介质中的传播规律,建立了抛光型样品自由界面动态波纹振幅数学模型。经综合分析获得了提高系统响应的方法,为进一步改进SLAM提供了理论依据。     

高速原子力显微术研究进展

自1986年发明原子力显微镜以来,它已成为材料、生物以及纳米科技等许多领域的重要工具。由于常规原子力显微镜成像速度缓慢,在动态过程观测、工业生产线原位测量以及高密度信息存储等领域的应用受到限制,因此发展高速原子力显微术近年来已引起国内外的高度关注。本文综述了高速原子力显微术关键技术(包括:微小探针、高速扫描器设计和控制方法)以及应用等方面的最近进展。     

高时空分辨太赫兹扫描隧道显微镜近场成像发展

太赫兹（THz）近场成像是突破光学衍射极限实现太赫兹超分辨成像的重要方法,对研究材料表面的超快动力学过程具有重要的意义。扫描隧道显微镜（STM）是一种能实现原子级分辨的设备,但引入时间尺度,面临诸多困难。早期从STM固有电学方法发展的时间分辨方法的分辨率受限于电信号传输带宽,基于光信号耦合的泵浦探测方法则面临微带线传输带宽和严重的热效应等限制。在此背景下,THz-STM以低热效应、高隧穿效率、高稳定性等独有的优势为实现100 fs量级和0.1 nm级超高时空分辨成像提供了解决方案,成为太赫兹近场超分辨成像的研究热点。介绍时间分辨STM到THz-STM的发展历史,着重介绍THz-STM的基本原理和现状,为了解THz-STM技术在太赫兹近场超分辨成像中的应用和发展提供了思路。     

STM研究Si(111)7×7表面畴界结构

根据对Ｓｉ（１１１）表面各种不同畴界的研究，我们发现并提出了在畴界形成过程中决定这些畴界结构的三个重要因素：二聚体（ｄｉｍｅｒ）和顶戴原子（ａｄａｔｏｍ，亦称吸附原子）之间的相互作用；７×７单胞中层错半单元（ｆａｕｌｔｅｄｈａｌｆ）和非层错半单元（ｕｎｆａｕｌｔｅｄｈａｌｆ）的差异；亚稳态的（２ｎ＋１）×（２ｎ＋１）结构的影响。     

磁性石榴石薄膜的磁力显微镜研究

本文采用磁力显微镜（ＭＦＭ）对磁性石榴石（ＹＧｄＢｉ）３（ＧａＦｅ）５Ｏ１２薄膜的磁畴结构进行了观察研究。实验结果表明，磁性针尖的磁特性进行对石榴石ＭＦＭ图像的影响较大，而且随着针尖与样品间距的增大，磁针尖对石榴石畴结构的影响有所降低。另外，改变针尖的磁化方向，得到的石榴石磁畴结构也有所不同。     

显微镜能帮助机器视觉系统检测精细的部位

许多制造工艺需要联的显微镜,它能为机器视学或进行其他分析产生足够清晰的图像。这些显微镜（其光学系统的放大率大于1）能对精密零件的自动测量装置进行对准、检测和引导。显微镜作为一种光学系统,与“标准的”摄像机（照相机）系统是安全不同的,为了对精细部件的成像提供所需的清晰度（分辨率）,显微镜必须要有相当大的数字光阑孔径（即光圈）。这就限制了显微镜的景深。放大率大于1也就意味着从透镜镜头到成像传感器的距离是大于其它系统的。机器视学显微镜的有效设计需要对这些差别进行深入的了解。最初在设计上进行理智的选择,会使成功的机会大大地增加。某些参数会对成本和复杂性起很大的作用;而其它参数则几科是“自由”的,它们不起什么作用,许多应用能用成本－有效光学来描述。成像的多路传输和自动聚焦能解决其它难以处理的问题。     

应用共聚焦显微镜观察卵母细胞成熟过程中Cdc42活性变化

Cdc42属于GTP酶家族成员,参与细胞骨架调节和细胞发育,但在细胞分裂过程中的作用所知甚少.以爪蟾卵母细胞为模型,GFP-wGBD(Cdc42活性探针)和罗丹明-微管蛋白作为荧光标记物,采用共聚焦显微镜观察卵母细胞分裂过程中Cdc42活性变化.结果显示卵母细胞中,极体释放数分钟前,纺锤体上方和周边可见微弱的Cdc42活性,2 min～4 min内,活性逐渐增强,随后收缩环形成,胞质分裂发生.胞质分裂完成后,Cdc42活性消失.结果提示Cdc42活性可能与爪蟾卵母细胞胞质分裂有关.