色散介質(zhì)光子掃描隧道顯微鏡成像的數(shù)值模擬.pdf

1、掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡(SNOM)是八十年代發(fā)展起來的亞波長(zhǎng)量級(jí)的掃描探針型顯微鏡,能對(duì)納米尺度的樣品成像,且具有光學(xué)觀察無損探測(cè)的特點(diǎn),可觀察活的生物樣品,保持細(xì)胞活性,在透明材料,生物、醫(yī)學(xué)研究中都有應(yīng)用.光子掃描隧道顯微鏡(PSTM)是其中的一種,在PSTM的物理模型中,平行入射的激光束以超過全內(nèi)反射臨界角為入射角照射樣品臺(tái),在樣品表面上方將產(chǎn)生隱失波.當(dāng)光纖探頭進(jìn)入樣品表面隱失波區(qū)域時(shí)產(chǎn)生擾動(dòng),將產(chǎn)生光子隧道效應(yīng),即探針尖將隱失場(chǎng)光

2、耦合入光纖,轉(zhuǎn)換為可傳輸光被收集,從而獲得攜帶樣品表面形貌和光學(xué)性質(zhì)的信息.整個(gè)過程涉及到光纖探針和樣品的散射場(chǎng)相互作用,使得過程分析非常復(fù)雜,有必要進(jìn)行數(shù)值模擬.其中,時(shí)域有限差分法是各種數(shù)值模擬方法中相對(duì)簡(jiǎn)捷有效的方法,在近場(chǎng)光學(xué)數(shù)值模擬中有著廣泛的應(yīng)用.目前主要應(yīng)用于掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡,在光子掃描隧道顯微鏡中的應(yīng)用還有一定的局限,尤其是有色散介質(zhì)探針的PSTM成像數(shù)值模擬,很少有文獻(xiàn)深入討論.探針形狀各種參數(shù)的優(yōu)化在掃描隧道顯微鏡