FDTD在PSTM成像機(jī)制研究中的應(yīng)用.pdf

1、近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡是一種新近發(fā)展起來(lái)的具有超高分辨的光學(xué)顯微鏡,它突破傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡分辨率受衍射極限的限制,能夠?qū){米尺度的樣品進(jìn)行成像.隨著近場(chǎng)光學(xué)顯微技術(shù)的發(fā)展,近場(chǎng)光學(xué)也得到相應(yīng)的發(fā)展,迄今,在近場(chǎng)理論研究方面已形成了一系列的方法,如:格林函數(shù)法、多重多極子方法、微擾法等.但是這些方法對(duì)于分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)顯得較為麻煩.該文選用一種現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于近場(chǎng)光學(xué)理論研究中的數(shù)值計(jì)算方法——時(shí)域有限差分法(FDTD),它具有簡(jiǎn)單、廣泛適用、能直接

2、用于電磁場(chǎng)的時(shí)域計(jì)算等特點(diǎn).光子掃描隧道顯微鏡(PSTM)是近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡中的一種,它是讓入射平行激光束在入射角超過(guò)全內(nèi)反射臨界角條件下,在樣品臺(tái)的表面上產(chǎn)生隱失波.當(dāng)光纖尖的端頭進(jìn)入樣品表面隱失波區(qū)域時(shí),產(chǎn)生局域"全內(nèi)反射受抑",光纖尖端頭界面將有隱失場(chǎng)光耦合進(jìn)入光纖,從而得到攜帶物體表面精細(xì)結(jié)構(gòu)的隧道信息.作為第一代PSTM只能實(shí)現(xiàn)等高和等強(qiáng)度掃描,而利用AFM/PSTM雙功能彎光纖尖可實(shí)現(xiàn)等間距掃描,從而可以得到更為豐富的樣品圖像

3、.光子掃描隧道顯微鏡所得圖像與很多因素有關(guān),如:樣品形貌、樣品折射率、入射光的極化方式、探針的性質(zhì).該文應(yīng)用時(shí)域有限差分法分析了不同介觀尺度樣品的表面電磁場(chǎng)信息,分析表明:樣品表面的近場(chǎng)分布與樣品形貌、樣品折射率、入射光的極化方式均有關(guān)系.光子掃描隧道顯微鏡是基于局域"全內(nèi)反射受抑"的原理而發(fā)展起來(lái)的,因此有必要了解光子隧道現(xiàn)象,該文利用時(shí)域有限差分法用數(shù)值的方法分析了光纖探針對(duì)隱失光的耦合情況.在分析了樣品表面的近場(chǎng)分布和光子隧道現(xiàn)象