[发明专利]一种集成光纤探针型近场光镊与AFM测量近场光阱力的方法

摘要

本发明公开了一种集成光纤探针型近场光镊与AFM对近场光阱力进行测量的方法。它是一种利用AFM测量通光前后作用力对探针-基底间距离的关系曲线，根据两种力-距离曲线的差别探测近场光阱力的方法。在AFM探针逼近与离开基底表面获取力-距离曲线的过程中，通过光纤探针型近场光镊外加一个近场光场后，AFM探针在把隐失场转换成传播场的过程中会受到光阱力的作用。通过比较通光前后的力-距离曲线，可以实现光纤探针型近场光镊中近场光阱力的标定。本发明克服了流体力学探测方法的难点，提供了一种测量激光近场光镊的光阱力分布的方法。

主权项

一种集成光纤探针型近场光镊与AFM测量近场光阱力的方法，采用测量近场光阱力的系统结构，该系统结构包括光纤探针型近场光镊系统和AFM系统，光纤探针型近场光镊系统包括半导体二极管激光器(7)、法兰可调光衰减器(9)、光纤偏振旋转器(10)、光纤分路器(11)、光纤功率计(12)、单模近场光纤探针(13)、三维调整台(14)及样品池(16)；AFM系统包括压电陶瓷扫描管(17)、反馈控制电路(19)、激光器(4)、位置检测器(5)及图像显示和数据处理系统(20)，半导体激光器(7)由保偏尾纤(8)输出后加法兰可调光衰减器(9)，通过调节驱动源电流和衰减器(9)来调节功率，接着经光纤偏振旋转器(10)调整偏振方向，随后由光纤分路器(11)分出一束激光用于光纤功率计(12)的功率监测，另一束光耦合进入单模近场光纤探针(13)，所述方法包括以下步骤：粗定位：利用三维调整台调节好光纤探针的插入角度，并移动到AFM探针处；细定位：通过压电陶瓷扫描管控制AFM探针逼近光纤探针，找准光纤探针的尖端位置；精定位：不断调整扫描成像的中心位置，将光纤探针与AFM探针之间的距离精确地保持在光纤探针孔径范围内；通光前曲线测量：控制AFM探针逼近基底表面，然后离开基底，通过记录AFM探针所感受的力得到力‑距离曲线；通光后曲线测量：将光纤探针型近场光镊通光，在光纤探针尖端外加一个近场光场，之后再次测量AFM探针逼近并离开基底表面时的力‑距离曲线。