近场光学探针及光纤透镜的制作

论文摘要

近场光学是研究距离物体表面一个波长以内光学现象的交叉学科，基于非辐射场的探测与成像原理。近场光学显微镜能够突破常规光学显微镜受到的衍射极限，在超高光学分辨率下进行纳米尺度光学成像与纳米尺度光谱的研究。探针是所有扫描探针显微镜的关键部分。论文中提出了一种采用普通单模光纤制作在原子力和光子扫描隧道组合显微镜(AF／PSTM)上使用的弯曲光纤探针的方法。通过优化操作方法及合理的选择实验参数，经过热拉伸与化学腐蚀两个过程，我们得到弯曲部分的角度大约在110°～120°之间，锥角大约在60°～80°之间的弯曲光纤探针。通过扫描电镜观察可以发现，光纤探针尖端的直径低于100nm。光镊是利用光的辐射压来研究微观及介观粒子的工具。光镊能对生物样品进行非侵入式微操作。单模光纤微探头式光镊系统是利用单模光纤出射的激光束来实现对生物粒子的微操纵，与传统的光镊相比具有结构简单、价格便宜、捕获范围大等优点。光纤透镜是光纤光镊系统中的关键元件。本文提出采用化学腐蚀与热熔相结合的方法，可以制作出在光纤光镊系统中使用的光纤透镜。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 近场光学基本原理及扫描探针显微镜介绍
• 1.1 近场光学隐失场理论
• 1.2 近场光学显微镜
• 1.2.1 近场光学显微镜的发展
• 1.2.2 原子力与光子扫描隧道组合显微镜（AF/PSTM）
• 2 近场光学探针
• 2.1 近场光学探针简介
• 2.2 探针修饰
• 2.3 近场光学探针的制作方法
• 2.3.1 化学腐蚀法
• 2.3.2 热拉伸法
• 2.3.3 其它制备探针的方法
• 2.3.4 双功能弯曲光纤的制作
• 2.4 光纤探针的特性分析
• 2.4.1 光纤探针的外部形貌
• 2.4.2 光纤探针的传输特性分析
• 3 光纤光镊用光纤透镜的制作
• 3.1 传统光镊简介
• 3.2 光纤光镊原理
• 3.3 光纤透镜的制作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢