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基于锥形微纳光管的亚波长聚焦及其应用的研究
作 者: 陈俞荣
导 师: 符建
学 校: 浙江大学
专 业: 光学工程
关键词: 亚波长 超分辨 微纳光管 纳米线扫描 金属表面等离子体激元
分类号: TN25
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 13次
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内容摘要
本文基于锥形微纳光管的亚波长聚焦效应做了进一步的探索研究和应用性实验。首先从基于角谱合成的亚波长聚焦理论和微纳光管锥度对其聚焦效果的影响两部分,探究了锥形微纳光管实现亚波长聚焦的原理;其次我们将锥形微纳光管的亚波长聚焦效应应用于纳米线的扫描,从仿真计算和实验观察两方面论证了锥形微纳光管具有较好的非近场的亚波长探测扫描能力,这种能力在生物分子成像、微结构表面检测等方面具有很好的应用前景;最后我们提出一种综合金属SPP效应与角谱合成理论的新的亚波长聚焦方案,并通过仿真计算发现它能有效改善微纳光管的超衍射极限的亚波长聚焦效应,并通过实验论证分析。
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全文目录
致谢 4-5 摘要 5 ABSTRACT 5-9 1 绪论 9-24 1.1 课题研究目的与意义 9-10 1.2 亚波长聚焦研究现状 10-22 1.2.1 负折射率材料实现亚波长聚焦 10-12 1.2.2 基于等离子平面透镜的亚波长聚焦 12-14 1.2.3 基于纳米孔阵列的亚波长聚焦 14-16 1.2.4 基于微纳光纤阵列的亚波长聚焦 16-18 1.2.5 基于平面波角谱合成的亚波长聚焦 18-20 1.2.6 基于锥形微纳光管实现亚波长聚焦的新方法 20-22 1.3 论文的研究内容 22-24 2 非近场亚波长聚焦的理论分析与仿真计算 24-30 2.1 基于锥形微纳光管实现亚波长聚焦的理论分析 24-26 2.1.1 基于直接角谱合成的亚波长聚焦理论分析 24-25 2.1.2 微纳锥管在亚波长聚焦中的作用 25-26 2.2 仿真计算模型介绍 26-30 2.2.1 圆柱光管区域的光场传播计算 27 2.2.2 圆锥光管区域的光场传播计算 27-29 2.2.3 自由空间区域的光场传播计算 29-30 3. 利用锥形微纳光管实现纳米线的非近场扫描探测 30-38 3.1 纳米线扫描的仿真计算 30-34 3.1.1 与中心光斑横向宽度相近的纳米线的仿真计算 30-31 3.1.2 比中心光斑横向宽度大的纳米线扫描的仿真计算 31-33 3.1.3 Z方向上不同位置的纳米线的光场扰动 33 3.1.4 XZ平面上的光场扰动 33-34 3.2 纳米线扫描的实验观察 34-38 4. 基于SPP效应的锥形微纳光管的亚波长聚焦方案 38-56 4.1 金属SPP效应在亚波长聚焦中的作用 38-39 4.2 基于金属SPP的锥形微纳光管的结构设计 39-40 4.3 基于金属SPP的锥形微纳光管的制备方案 40-42 4.3.1 锥形微纳光管的制备 40-41 4.3.2 纳米金属层镀膜方案 41-42 4.4 亚波长聚焦实验的软硬件平台介绍 42-52 4.4.1. SNOM探针扫描测量系统 42-49 4.4.2 软件控制 49-52 4.5 聚焦效果的实验测定与分析 52-56 5 总结与展望 56-59 参考文献 59-62 作者简历 62 硕士期间发表论文 62
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