单离子纳米显微镜光场探针

在近红外成像领域，用亚波长尺寸探针扫描样品区域，获得了超过光学显微镜衍射极限的分辨率^[1]。在最近的实验中，用分子纳米显微镜探针,获得了几十纳米的分辨率^[2,3]。一般是把探针插入晶体附在基片移动层上，实现分子探针的位置控制。但是基质晶体不可避免引起扰动待测光场。报道用原子尺寸分辨率的近场探针（射频捕陷的单个钙离子）使光场扰动最小。测量了光场的三维空间结构，获得空间分辨率高达60nm（由捕陷离子的残余热运动决定），并在100μm范围扫描低损耗光腔模。通过准确控制离子与场的耦合，达到精确定位。同时，捕陷势不影响场和离子的中间态。因此，该装置是用单粒子进行腔量子电动力学实验^[4,5]的理想系统。