论文部分内容阅读
随着21世纪初纳米科技的飞速发展,纳米光子学也如雨后春笋般在世界各地应运而生,而且得到了蓬勃发展。当前纳米光子学中有一个研究热点,那就是Plasmonic, Plasmonic是基于表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons)而新兴的一个研究领域,表面等离子体借助金属纳米颗粒或者贵金属的亚波长的纳米周期结构,可以将光的电磁能量尽可能的限制在纳米量级的范围之内,使得近场区域的光的电磁场强度得到很大的提升,甚至通过这些周期性的金属纳米结构操控光的活动。表面等离子体有两个重要的性质:第一个是表面等离子体可以将光波约束在亚波长尺寸的空间内;第二个是局域的电磁场增强,即金属—介质的界面上存在比较大的场强分布。作为研究表面等离子光学的一个重要工具,近场光学扫描显微镜起着无可替代的作用。近场光学扫描显微镜是光学领域的一次革命,它能获得突破传统光学衍射极限的分辨率,为本文研究表面等离子体的超聚焦成像起到决定性的作用。本文简明扼要的介绍了近场光学显微镜的发展历史,然后介绍了近场扫描探针金属以及相应的系统组成。最后,结合本文的主要研究内容介绍了近场光学扫描显微镜的应用。本文从物理模型上详细介绍了表面等离子的各种性质,并且详细介绍了表面等离子的激发方式。而在表面等离子透镜的制作方面,我们采用的聚焦离子束刻蚀技术制作,FIB制作工艺具有直接刻写非常小的线条的能力,本文也简单的介绍了一下聚焦等离子束刻蚀技术,分析了聚焦等离子束制作表面等离子透镜的各种因素。在表面等离子体纳米透镜的成像研究中,本论文研究的等离子体透镜是基于周期环状结构的银膜聚焦模型。我们从理论和实验两个方面对表面等离子透镜的超聚焦成像进行了深入的研究和分析,从相位调制角度系统地分析了三种等离子体透镜的调制方式:深度调制,宽度调制以及深度—宽度混合调制对表面等离子透镜的超聚焦成像的影响进行了研究,得出了相应的研究结论,为等离子体透镜的实际应用做出了分析。