微区稳态/瞬态光电检测与扫描成像的近场光学显微镜系统

摘要

本发明涉及微区稳态/瞬态光电检测与扫描成像的近场光学显微镜系统。采用近场光学与原子力形貌同时成像的SNOM，并以表面蒸镀金得到的导电性SNOM探针或者在导电性SNOM探针上再镀绝缘层分别作为光电流或者光电压信号检测以及近场扫描的探针。稳态光电检测以斩波器调制的连续激光作为SNOM的光源，以锁相放大器检测光电信号；瞬态光电检测以纳秒脉冲激光器作为SNOM的光源，采用快速门积分与Boxcar(矩形波串)平均器检测瞬态光电信号。整合SNOM的控制程序以及锁相放大器和快速门积分与Boxcar平均器的控制与数据采集程序，实现了近场下的稳态/瞬态光电响应、表面原子力形貌与近场光学/光谱同时成像。

主权项

一种微区稳态光电检测与扫描成像的近场光学显微镜系统，其特征是，所述的系统的结构是：一连续激光器的激光出口前方安装有斩波器以及在斩波器后面安装有激光耦合与光纤系统；在激光耦合与光纤系统的后面安装带有第一CCD图像采集器、白光光源、Z向步进电机、探针位置传感器、第一显微物镜和与悬臂位置监测用红外激光器相连接的激光耦合与光纤系统的共聚焦光学显微镜；在共聚焦光学显微镜上的第一显微物镜上有一通过固定架固定的探针固定与三维调整支架；一扫描近场光学显微镜探针固定在探针固定与三维调整支架上，且扫描近场光学显微镜探针在共聚焦光学显微镜上的第一显微物镜的正下方；一高精度XYZ扫描台，在高精度XYZ扫描台里安装有第二显微物镜，且该第二显微物镜是安装在扫描近场光学显微镜探针下方的垂直方向上；一三维步进电机与该第二显微物镜连接；在该第二显微物镜下方的光路上安装有全反镜，全反镜与一换向电机连接；在全反镜下方的光路上安装有光探测器；一第二CCD图像采集器安装在全反镜的反射光的光路上；在高精度XYZ扫描台上有用于固定样品的导电的固定夹；一锁相放大器通过导线与斩波器连接，高精度XYZ扫描台上的导电的固定夹、扫描近场光学显微镜探针、计算机控制与数据采集系统分别与锁相放大器连接；所述的共聚焦光学显微镜带有的第一CCD图像采集器、全反镜的反射光光路上的第二CCD图像采集器、换向电机通过导线与计算机控制与数据采集系统相连；所述的Z向步进电机、探针位置传感器、探针固定与三维调整支架、高精度XYZ扫描台以及光探测器通过导线与扫描近场光学显微镜控制机箱相连；所述的扫描近场光学显微镜控制机箱与计算机控制与数据采集系统通过导线相连。