全反射倏逝波干涉場光學(xué)力研究.pdf

1、近場光學(xué)是物理光學(xué)中的一門新興學(xué)科，它是研究距物體表面亞波長范圍內(nèi)倏逝光場的特性。對倏逝場進(jìn)行分析可以獲得物體表面的精細(xì)結(jié)構(gòu)，從而使得基于近場光學(xué)技術(shù)的光學(xué)分辨率達(dá)到納米量級。隨著世界各地學(xué)者不斷地發(fā)展近場光學(xué)理論、研制并改進(jìn)近場光學(xué)顯微系統(tǒng)，使得這門學(xué)科在物理、材料、生物、信息、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。
　　本論文首先介紹了近場光學(xué)的發(fā)展，超衍射分辨率的原理，近場光學(xué)顯微術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用；接下來簡要地介紹了近場光學(xué)的幾個基本

2、理論：有限時域差分法（FDTD）、散射擾動理論、復(fù)合多極子方法、格林函數(shù)法及并矢傳播子理論；然后從偶極子模型出發(fā)，分析了偶極子輻射的橫向和縱向近場分布，并從偶極子多次散射理論獲得了基于半寬度的光學(xué)分辨率，同時利用鏡像法從理論上分析了近場光的耦合作用，從數(shù)值的分析中獲得了近場光學(xué)顯微鏡分辨率的一般特性，從而深入解析了近場中光和物質(zhì)的相互作用問題；最后構(gòu)造了一種新型的倒金字塔形棱鏡，主要以高斯光束作為光源，分析了在光束全內(nèi)反射時在棱鏡表面形

3、成的倏逝場、倏逝波干涉場及其傳播特性，在理論上得到倏逝波的一維、二維干涉場的分布以及干涉場對納米粒子的光學(xué)作用力，這種光學(xué)力表現(xiàn)為較弱的散射力和較強(qiáng)的梯度力，通過數(shù)值計算，可以發(fā)現(xiàn)：與普通倏逝場相比，倏逝波干涉場將增大光學(xué)力的作用范圍，增強(qiáng)光學(xué)力的作用強(qiáng)度，在棱鏡表面附近形成了許多排列規(guī)律的穩(wěn)定的粒子平衡位置，一維干涉倏逝波干涉場中粒子將形成鏈狀排列，二維干涉倏逝波干涉場中粒子將形成點(diǎn)陣排列；論文末尾也采用射線光學(xué)模型對Mie粒子在高斯