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随着科学技术进一步向微观尺度发展,在单分子荧光光谱、量子材料的超快现象等研究领域中,不但要求具有很高的时间分辨率,同时要求具有很高的空间分辨率。由于衍射效应,传统光学显微镜能够探测到的物体最小细节总是大于波长的一半。
锥尖光纤方案因其能量传输效率很低,从而使得锥尖光纤严重地影响了信号稳定性和能量传输效率。锥尖波导近场方案被认为是既可以突破衍射极限形成极小的近场光斑来提高光学分辩率,又可以满足能量要求的极具潜力的方案。近场扫描光学显微镜由于突破了光学衍射极限的限制,可获得纳米尺度光学分辨率,为纳米尺度结构与光谱性能的研究提供了有力的工具。文中对近场光信号传输进行了仿真,仿真结果说明我们采用的锥尖波导方案可以提高光学分辨率。
为了检验锥尖波导能量损耗实验的需要,设计了激光器驱动和调制电路的控制系统,主要完成了激光器接受不同频率的调制信号调制;可以实现高频率的随机调制信号的输出;和上位机配合完成对激光器驱动和控制电路的各种控制;可自由选择调制信号源和调制信号频率。激光器驱动和调制系统主要由四个模块构成:主机系统、调制信号产生模块、激光器驱动和调制模块以及软件系统。实验测试了激光器的功率与电流之间的关系,实验结果表明驱动电路设计是合理的。
文中利用理论求解波导光出口的光场分布,并用实验证实锥尖波导可以提高功率密度,锥尖波导耦合传输实验是通过测量锥尖波导出口的光功率和锥尖波导入口的光功率,从而得到该锥尖波导的光耦合传输效率。