[实用新型]一种基于透射方法的散射式近场显微光学系统

说明书

本实用新型公开了一种基于透射方法的散射式近场显微光学系统，包括照射光源、抛物面反射镜组、样品台、金属纳米针、大口径抛物面反射镜、平面反射镜组、抛物面反射镜、探测器；待测样品置于该样品台上，金属纳米针置于该待测样品上方；照射光源发出的光经过抛物面反射镜组先准直成平行光，再汇聚到样品台的下方，光从样品台透射到待测样品上，再从金属纳米针尖处激发出散射信号，散射信号经放置在其上方的大口径抛物面反射镜收集，并准直输出，准直输出的光再经过平面反射镜组入射到抛物面反射镜，最终将信号汇聚到探测器上。本实用新型实现了宽波段的近场信号的产生及散射信号提取。

技术领域

本实用新型涉及精密仪器技术领域，尤其涉及一种基于透射方法的散射式近场显微光学系统。

背景技术

近场成像是突破衍射极限，获得亚波长分辨图像的研究热点之一，自设想提出以来，陆续在微波、可见光、红外与太赫兹波等领域得到了验证。

近场通常指距离在波长甚至是亚波长量级的区域。典型的太赫兹波近场成像多指扫描近场太赫兹波显微，即利用局域太赫兹波在样品近场区域进行二维网格状扫描，收集所有待测点处信息后，交由计算机处理和重构出最终图像，该过程所获图像分辨率不受波长限制，主要取决于局域孔径或针尖的大小。根据海森堡测不准原理，为实现扫描平面方向上亚波长量级物体的分辨，该方向上的波数分量必须大于入射太赫兹波的波数，而垂直平面方向上的分量为虚数，这导致太赫兹波在其近场区域除存在传播分量外，还同时存在隐失分量。其中，传播场有能流传播，但不携带样品的细节信息，振幅与传播距离成反比；而隐失场虽无能流传播，但携带样品的细节信息，振幅随距离的增加而指数衰减。近场成像可以突破衍射极限正是因为对隐失波的获取、利用和探测，这与受到衍射极限限制的传统方法中，利用透镜等光学元件对太赫兹波聚焦来提高分辨率有着显著区别。

近场成像分为两种模式：近场照明和近场收集。两者区别在于用来获取或耦合转化隐失波的亚波长尺寸物体相对样品的位置不同。近场照明是利用微孔或针尖局域太赫兹波，近场照射样品；近场收集是近场直接探测受样品精细结构散射而得的隐失场，或远场探测其经近场微孔或针尖转化而成的传播场。前者的实用和推广需先解决信号的大小问题，即如何对太赫兹波进行有效局域和增强增透；后者伴随隐失场的衍射，故需解决近场距离的控制及太赫兹波的高效耦合与转化大、太赫兹波透过率低的问题，但多存在背景噪声及照明接收光路相互干扰等缺点，系统信噪比有待提高，分辨率普遍不及前者。

通常的近场成像系统中，使用光束分束镜来实现近场信号的产生和提取，而分束镜在宽波段很难保证一致的色散特性，这就影响了近场成像系统在宽波段的应用。

实用新型内容

通常的近场成像系统中，使用光束分束镜来实现近场信号的产生和提取，而分束镜在宽波段很难保证一致的色散特性，这就影响了近场成像系统在宽波段的应用，针对这一问题，本实用新型提供了一种可真正实现测量与样品及波长无关化，宽波段的近场信号产生及散射信号提取的基于透射方法的散射式近场显微光学系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种基于透射方法的散射式近场显微光学系统，包括照射光源、抛物面反射镜组、样品台、金属纳米针、大口径抛物面反射镜、平面反射镜组、抛物面反射镜、探测器；待测样品置于该样品台上，金属纳米针置于该待测样品上方；

照射光源发出的光经过抛物面反射镜组先准直成平行光，再汇聚到样品台的下方，光从样品台透射到待测样品上，再从金属纳米针尖处激发出散射信号，散射信号经放置在其上方的大口径抛物面反射镜收集，并准直输出，准直输出的光再经过平面反射镜组入射到抛物面反射镜，最终将信号汇聚到探测器上。

接上述技术方案，照射光源发出的光为微波、可见光、红外或太赫兹波。

接上述技术方案，照射光源的出射光为平行光或发散光束。

接上述技术方案，所述样品台为可移动样品台。