一、PSTM光纖探針腐蝕系統(tǒng)的研制（論文文獻綜述）
王昭,吳世法,劉琨[1]（2010）在《使用自激振蕩法提高原子力光子掃描隧道組合顯微鏡的掃描速度》文中研究表明介紹了采用頻率偏移控制樣品/探針間距的原子力光子掃描隧道組合顯微鏡（AF/PSTM）。制備了尖端直徑<100nm,錐角為60～90°的銳利大錐角探針用于輕敲自激振蕩模式的AF/PSTM,該探針固定在壓電陶瓷片上置于一個正反饋回路中激勵探針振蕩。使用鎖相器解調(diào)自激振蕩探針的頻率,調(diào)整Z方向壓電陶瓷的運動使得鎖相器檢測到的值維持恒定來跟蹤樣品的起伏。對外加激勵模式和自激振蕩模式進行了對比。理論分析表明,自激振蕩方法減小了探針響應時間;測試試驗顯示,采用自激振蕩模式AF/PSTM的帶寬為50Hz,比外加振蕩模式快一個數(shù)量級。采用改進后的儀器對光柵樣品以1Hz的速度進行了掃描,掃描結(jié)果顯示,采用自激振蕩的方式得到的形貌和光學圖像比外加激勵模式更清晰,不僅響應時間更快,通過提高Q值還可以提高分辨率而不會增加系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)的時間。
王昭[2]（2010）在《SNOM中折射率定標與提高掃速和對比度研究》文中研究說明傳統(tǒng)光學顯微鏡的衍射極限在200到300納米之間,掃描近場光學顯微鏡（SNOM）打破了這個限制。我們研究所已于2002年研制成功原子力與光子隧道掃描組合顯微鏡（AF/PSTM）功能性樣機,2003年研制成功AF/RSNOM功能性樣機；但是,在AF/PSTM中還存在折射率圖像定標和成像掃描速度太慢兩個重要問題；在AF/RSNOM中存在需要提高反射率圖像的對比度問題。本文在總結(jié)我們所早期對SNOM開展的研究工作,重點闡述了以下三方面有一定創(chuàng)新意義的工作：1、在調(diào)整AF/PSTM兩束不同照射光強條件下,獲取六個信號聯(lián)合求解方法,用于折射率定標。2、研制檢頻電路,制備“微懸臂/光纖”組合光探針,提高AF/PSTM的兩個關(guān)鍵性能：掃描速度和靈敏度3、提出用光探針小振幅共振和鎖相技術(shù)結(jié)合方法,消除圖像反散射本底直流成分,更有效地提高了AF/RSNOM圖像的對比度。對以上三方面SNOM重要性能改進已獲初步試驗成功。文章共分為五個部分。第一部分先介紹了與SNOM具有密切關(guān)系的掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡。對SNOM從以下幾方面進行了闡述：一、SNOM的發(fā)展史。二、SNOM如何突破光學衍射極限的理論以及隱失場與樣品精細結(jié)構(gòu)的關(guān)系。三、SNOM儀器的構(gòu)成和分類。第二部分的中心是SNOM的通用器件構(gòu)成和研制方法。探針是實現(xiàn)SNOM高質(zhì)量成像的關(guān)鍵,采用了熱拉伸與動態(tài)靜態(tài)腐蝕結(jié)合方法進行制備了光纖探針,其尖端直徑小于100nm,錐角在60°-90°。掃描電路和PC端軟件使用了模塊化設計,使得系統(tǒng)具有靈活性和可擴展性。SNOM的成像需進行預處理和后處理提高成像質(zhì)量,硬件上采用雙對稱照明方法消除假象,軟件使用卷積濾波器、傅立葉濾波器和K-L濾波器濾除噪聲。第三章的重點闡述AF/PSTM如何在近場測量透明樣品折射率的絕對值、完成定標；以及為實現(xiàn)此構(gòu)想而研制的一種新型照明光可控的AF/PSTM實驗系統(tǒng)。理論上推導用該系統(tǒng)檢測六個隱失場強度（獲取六組不相關(guān)方程）求解方法測量樣品折射率,獲得定標。為了獲取滿足條件的方程組,設計了隨探針振蕩位置改變照明光強度的方法。這種新型顯微鏡中,使用一個反饋回路控制照射樣品的光強,探針與樣品保持等間距垂直振蕩,照射樣品的光有兩束且位置對稱。DSP控制照射光強改變、近場光強采樣與探針振蕩同步。在一個振蕩周期獲取一組近場光強極值,在另一個周期,改變每束光強度,隱失場分布發(fā)生改變,得到一組不同的近場光強極值,探針的三個振蕩周期就可以獲取六組不相關(guān)方程,從而計算得到樣品折射率。實驗結(jié)果表明這種方法不但能有效測量樣品折射率,而且還能夠得到樣品表面傾角。第四部分論述核心是提高AF/PSTM掃描速度和靈敏度。SNOM的探針工作在輕敲模式,有兩種主要的模式對它的探針／樣品間距進行控制：檢測控制探針振幅模式和檢測控制探針頻率模式。在振幅調(diào)制模式中,具有高Q值的探針增加了系統(tǒng)穩(wěn)定時間,掃描速度降低。新設計系統(tǒng)采用頻率調(diào)制模式,它不受探針Q值的影響,因此相對于振幅調(diào)制模式提高了掃描速度。提高AF/PSTM掃描速度的改進首先設計了一個使探針振蕩在共振頻率的正反饋系統(tǒng)；使用鎖相環(huán)路（PLL）是檢測此系統(tǒng)頻率的關(guān)鍵部件,對PLL的設計流程進行詳細介紹。實驗顯示采用檢測控制探針頻率模式的AF/PSTM實測帶寬為50Hz,比采用檢測控制探針振幅模式增加了一個數(shù)量級。為了提高AF/PSTM實驗系統(tǒng)掃描速度同時提高檢測靈敏度,研制了壓電微懸臂／光纖組合探針,敘述了使用微機械工藝制造微懸臂的流程和組合探針的裝配過程。實驗測得組合探針的共振頻率在80KHz附近,品質(zhì)因數(shù)Q為1500左右。使用組合探針的PSTM掃描紅細胞膜樣品圖像證明它的靈敏度要高于使用壓電陶瓷片驅(qū)動光纖探針系統(tǒng)。第五部分主要研究提高原子力／反射掃描近場光學顯微鏡（RSNOM）中圖像信噪比的方法。我們實驗AF/RSNOM新系統(tǒng)用的光纖分束器采用45度金屬膜光纖分束器（商品）,其散射本底比早期使用的Y-型光纖分束器??；反射本底噪聲是直流成分,因此探針以小振幅（5nm-10nm）振蕩,采集的反射隱失光信息通過鎖相環(huán)（相當于中心頻率與探針振蕩頻率相同的帶通濾波器）可消除反散射本底。對離子刻蝕金屬光柵的掃描實驗證明,新的AF/RSNOM實驗系統(tǒng)的圖像信噪比得到了有效改善。本文最后總結(jié)了對SNOM研究所取得一些成果并且提出了展望,指出了本課題現(xiàn)存在的問題和進一步發(fā)展的方向。
孫敬霞[3]（2008）在《AF/PSTM全內(nèi)反射照明方案及其浸油物鏡的設計》文中指出近場光學顯微鏡可以突破傳統(tǒng)光學顯微鏡無法逾越的衍射極限,具有超高的光學分辨率,對樣品無侵入性,無破壞性,能夠在生物或材料的自然狀態(tài)環(huán)境下進行觀測和研究,廣泛應用于納米尺度光學成像和納米尺度光譜的研究中。原子力與光子掃描隧道顯微鏡（AF/PSTM）在第一代光子掃描隧道顯微鏡（PSTM）的基礎上利用π對稱雙光束照明消除假象,可以應用于多種樣品的檢測中,在生物醫(yī)學,納米科技等領域有著巨大的應用價值。但原有的雙功能原子力與光子掃描隧道顯微鏡的照明系統(tǒng)調(diào)節(jié)上存在很大的難度,不利于儀器的商品化及存活時間較短的活細胞等樣品的檢測。本文提出一種新的照明方案,該照明系統(tǒng)勿需每次更換針尖時重新調(diào)節(jié),可以大大降低儀器操作的難度。并根據(jù)該新照明方案的要求,詳細介紹了適用于新的照明系統(tǒng)的浸油顯微物鏡的設計過程,并對該浸油物鏡的設計結(jié)果進行全面的像質(zhì)分析和像質(zhì)評價,設計結(jié)果顯示該浸油物鏡的數(shù)值孔徑可達1.55,很好的滿足了新照明系統(tǒng)的需要。雙功能彎曲光纖探針是原子力與光子掃描隧道顯微鏡的核心部件,用于采集原子力顯微鏡和光子掃描隧道顯微鏡的信號。當光纖探針至被照明樣品距離一定時,光纖探針透光孔徑的大小決定了儀器的分辨率。因此,彎曲光纖探針的制作對原子力與光子掃描隧道顯微鏡的檢測至關(guān)重要。雙功能彎曲光纖探針采用普通單模光纖,尖端直徑低于100nm,它的制作過程包括熱拉伸和化學腐蝕兩個過程。本文對在原子力與光子掃描隧道顯微鏡上使用的彎曲光纖探針的制作方法做出了全面的實驗總結(jié),包括實驗參數(shù)的選擇,腐蝕時間的確定等等。
霍鑫[4]（2008）在《激光光刀光鑷耦合微束系統(tǒng)的設計及相關(guān)器件的研制》文中指出激光微束技術(shù)是一種新型的光學生物顯微操控技術(shù),它包括激光光鑷和激光光刀兩種性質(zhì)不同的生物微操控手段。光鑷技術(shù)是利用光子的動量傳遞所產(chǎn)生的梯度力捕捉細胞、病毒、生物大分子等。而光刀技術(shù)利用的是紫外高強度的短脈沖激光束的光蝕除作用,可以對細胞壁、染色體等生物組織進行精確的激光微手術(shù)。光鑷與光刀二者組合形成的激光微束技術(shù)功能更加豐富,是生命科學研究中不可或缺的研究手段。本論文圍繞激光光鑷與光刀的基本功能要求,結(jié)合本實驗室LOTⅡ型光鑷儀器和近場光學的研究方向,對激光微束系統(tǒng)作了相關(guān)理論設計和實驗研究。本論文包括兩方面主要內(nèi)容:其一是激光微束系統(tǒng)的設計及實驗,包括與光鑷捕獲相關(guān)的實驗內(nèi)容、激光光刀耦合光路的設計和實驗等。其二是微納米光纖器件的研制加工,包括近場光學納米光纖探針的研制和微米尺度透鏡光纖的加工。微納米光纖器件的研制是為近場光鑷光刀技術(shù)、光纖光鑷光刀技術(shù)、激光光源與光纖的高效耦合提供器材上的支持,外形和尺寸合適的光纖器件是上述研究所必備的。本文前兩章概述了激光光鑷技術(shù)的發(fā)展歷史,理論方法及最新研究進展,介紹了紫外激光光刀的作用原理、特點,追述和展望了激光微束技術(shù)歷史和前景。分析了近場光鑷技術(shù)的優(yōu)勢以及目前的研究現(xiàn)狀和存在的主要問題。對化學腐蝕加工近場光纖探針的方法作了詳盡的推導、介紹和分析,為后文的展開作了理論鋪墊。基于LOTⅡ型光鑷系統(tǒng),使用40×和100×顯微物鏡進行捕獲酵母菌的實驗,對實驗結(jié)果進行了對比。分析了聚焦物鏡數(shù)值孔徑（NA）的大小對光鑷捕獲精度、操作穩(wěn)定性和捕獲功率的影響。對大尺寸的乳腺癌細胞和不規(guī)則形狀的大鼠海馬神經(jīng)元細胞進行的光學捕獲,對結(jié)果進行了分析。提出了光鑷與膜片鉗組合研究懸浮細胞電生理特征的設計方案,對該方案的可操作性做了實驗驗證。在光鑷儀器的基礎上設計了光刀耦合光路,分析和計算了插入分色鏡轉(zhuǎn)鏡對光鑷光路的影響、轉(zhuǎn)鏡對光刀焦點的位移控制,不同波長經(jīng)物鏡聚焦后產(chǎn)生的位置色差,計算了FTSS 355-50型紫外脈沖激光器的光束參數(shù)乘積,計算和設計了滿足實驗要求的耦合透鏡的參數(shù)。使用紫外激光光刀對洋蔥表皮細胞進行了初步穿孔實驗。采用電弧熱熔微拉伸與靜態(tài)腐蝕相結(jié)合的方法研制出大錐角近場納米光纖探針尖。采用管腐蝕法研制了純石英纖芯紫外多模微米尺度光纖探針。使用化學腐蝕與電弧熱熔結(jié)合的方法制作了具有微米量級曲率半徑的紫外光纖微透鏡,微米尺度紫外光纖器件的研制可以為光纖光刀的研究提供器件支持。對腐蝕熱熔法制作球錐形光纖微透鏡進行了研究,提出熱融光纖錐平端面成半球端面的幾何計算模型,已知光纖錐的錐頂尺寸和錐角,可以計算出熱融加工后的球透鏡曲率半徑。根據(jù)腐蝕光纖直徑與腐蝕時間具有線性變化關(guān)系,通過對腐蝕過程中光纖的取樣分析,確定腐蝕速率,根據(jù)加工設計要求,計算出腐蝕時間,嚴格控制腐蝕時間,使用腐蝕—切割—熔融三步法可以加工出與設計尺寸符合較好的多種曲率半徑的球面透鏡光纖。論文的研究結(jié)果表明:（1）捕獲聚焦鏡的數(shù)值孔徑NA對捕獲的穩(wěn)定性和精度影響很大。NA越大,光束的會聚度越高,梯度力越強,捕獲穩(wěn)定性就越高。使用小NA物鏡作捕獲時,發(fā)現(xiàn)了軸向可以捕捉多個粒子的現(xiàn)象,說明軸向捕獲精度低。大NA物鏡的光鑷捕獲沒有發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象,說明NA越大,捕獲精度越高。光鑷的捕獲效率與光源的光束質(zhì)量密切相關(guān)。光束質(zhì)量越好,捕獲效率越高。另外,光鑷可以操縱比光斑尺寸大數(shù)倍的粒子。光鑷與膜片鉗組合研究懸浮細胞電生理特征的設計方案在實驗上是可行的。（2）利用在光鑷光路中插入設計參數(shù)合理的紅透紫反分色鏡的方法,可以將激光光刀光源耦合入光鑷系統(tǒng),而不會影響光鑷的捕獲操作?？梢酝ㄟ^轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鏡的方法對光刀焦點位移進行控制,完成光刀切割操作的功能設計。FTSS 355-50型紫外光源的光束參數(shù)特征滿足光纖耦合基本要求,通過設計耦合透鏡,能夠滿足高效耦合的條件。光刀對洋蔥表皮細胞的穿孔實驗表明,光斑能量分布決定了穿孔的形狀,脈沖個數(shù)多少與穿孔的面積直接相關(guān),光蝕除與光熱作用同時存在。（3）采用電弧加熱微拉伸熱熔與靜態(tài)腐蝕相結(jié)合的方法可以研制出近場光學成像所需的大錐角納米光纖探針。成品探針錐形過渡區(qū)內(nèi)纖芯不隨包層同步錐化,其光透過率要高于熱拉伸法制作的探針,探針錐角大于靜態(tài)腐蝕法,有利于提高光傳輸效率,熱微拉伸步驟減小了需要腐蝕掉的包層體積,使腐蝕時間減少,降低了腐蝕過程中不確定因素的影響,可以提高探針的成品率。（4）采用腐蝕—切割—熱熔三步法可以制作出各種曲率半徑的球面光纖微透鏡。根據(jù)化學腐蝕光纖錐直徑隨腐蝕時間的線性變化關(guān)系以及電弧熔融前后光纖材料體積不變的特點,推導出光纖球面微透鏡曲率半徑與腐蝕時間之間的關(guān)系,通過控制腐蝕時間來制作具有指定曲率半徑大小的球面透鏡光纖。
張仁群[5]（2007）在《近場光學探針及光纖透鏡的制作》文中進行了進一步梳理近場光學是研究距離物體表面一個波長以內(nèi)光學現(xiàn)象的交叉學科，基于非輻射場的探測與成像原理。近場光學顯微鏡能夠突破常規(guī)光學顯微鏡受到的衍射極限，在超高光學分辨率下進行納米尺度光學成像與納米尺度光譜的研究。探針是所有掃描探針顯微鏡的關(guān)鍵部分。論文中提出了一種采用普通單模光纖制作在原子力和光子掃描隧道組合顯微鏡（AF／PSTM）上使用的彎曲光纖探針的方法。通過優(yōu)化操作方法及合理的選擇實驗參數(shù)，經(jīng)過熱拉伸與化學腐蝕兩個過程，我們得到彎曲部分的角度大約在110°～120°之間，錐角大約在60°～80°之間的彎曲光纖探針。通過掃描電鏡觀察可以發(fā)現(xiàn)，光纖探針尖端的直徑低于100nm。光鑷是利用光的輻射壓來研究微觀及介觀粒子的工具。光鑷能對生物樣品進行非侵入式微操作。單模光纖微探頭式光鑷系統(tǒng)是利用單模光纖出射的激光束來實現(xiàn)對生物粒子的微操縱，與傳統(tǒng)的光鑷相比具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、捕獲范圍大等優(yōu)點。光纖透鏡是光纖光鑷系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件。本文提出采用化學腐蝕與熱熔相結(jié)合的方法，可以制作出在光纖光鑷系統(tǒng)中使用的光纖透鏡。
張仁群,潘石,李鵬飛[6]（2006）在《雙功能彎曲光纖探針的制作》文中認為探針是所有掃描探針顯微鏡的關(guān)鍵部件。本文提出了一種采用普通單模光纖制作在原子力和光子掃描隧道組合顯微鏡（AF/PSTM）上使用的彎曲光纖探針的方法。通過合理的選擇實驗參數(shù),經(jīng)過熱拉伸與化學腐蝕兩個過程,得到彎曲部分的角度為110°120°、錐角約60°80°的彎曲光纖探針。經(jīng)掃描電鏡觀察,光纖探針的尖端直徑小于100nm。此種方法加工光纖探針的成品率約70%左右。
李鵬飛[7]（2006）在《近場光學探針的研制改進》文中研究表明近場光學顯微鏡（NSOM）是利用樣品近場光信號成像的一種光學顯微鏡,它的應用使人們突破光學顯微鏡的衍射極限,以光學的方法,觀察得到樣品微米以及納米尺度的形貌和光學圖像,為科學研究提供新的方法和手段,在納米科技發(fā)展中將具有重要的應用價值。 本文主要圍繞近場光學顯微鏡關(guān)鍵部件—光纖探針的研制改進展開。根據(jù)近場光學顯微鏡對掃描光纖探針的要求制作了不同類型的光纖探針,并根據(jù)AF/PSTM（原子力/光子掃描隧道顯微鏡）近場光學顯微鏡的要求,研制改進彎曲光纖探針的制作方法—熱拉伸與化學腐蝕相結(jié)合制作彎曲光纖探針的方法。在實驗中總結(jié)了一套拉制和腐蝕的完整流程:通過對實驗儀器參數(shù)的優(yōu)化設置,熱拉伸過程中的操作流程的規(guī)范,腐蝕時間的研究以及溫度的影響,總結(jié)了一個完整的工藝流程。按照這個流程可以很快制作符合需求的光纖探針。 利用該方法研制的成品彎曲光纖探針應用于光子掃描隧道顯微鏡系統(tǒng),得到了比較理想的樣品圖像。 另外初步研究了腐蝕溫度和腐蝕時間對探針的影響。在不同溫度條件腐蝕實驗,并得到了初步的實驗結(jié)果。
孫偉[8]（2006）在《掃描探針顯微鏡生物成像研究與光鑷的FDTD模擬》文中進行了進一步梳理本文描述了掃描探針顯微鏡在生物領域的應用和光鑷的數(shù)值模擬研究。對于前者，闡述了原子力顯微鏡（AFM）對生物樣品的成像研究，原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡（AF／PSTM）的實驗操作及其對各種樣品的成像，特別是生物樣品的成像。對于后者，探討了時域有限差分法在光鑷理論研究中的應用。 掃描探針顯微鏡是對固體表面進行高分辨研究的工具。原子力顯微鏡由于對樣品的導電性沒有特殊要求，并且能在接近生理條件下測量活的生物樣品，從而成為生物領域的重要研究工具。本文通過對變形桿菌、狗腎上皮細胞和流感病毒的原子力顯微鏡成像研究，說明了原子力顯微鏡對臨床醫(yī)學和環(huán)境科學的應用。在對狗腎上皮細胞成像時，觀察到細胞表面的小孔凹陷和突起，并獲得了細胞膜表面細胞被（糖萼）的結(jié)構(gòu)。在對流感病毒成像時，觀察到了病毒表面的糖蛋白突起。 原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡結(jié)合了原子力顯微鏡與光子掃描隧道顯微鏡的功能，能夠在獲得原子力顯微鏡形貌和相位圖像的同時，通過對稱照明樣品，減少了原有光子掃描隧道顯微鏡所存在的假象；通過圖像分解，可以獲得樣品的透過率和折射率圖像。本文探討了原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡的實驗操作，即如何具體實現(xiàn)原子力顯微鏡與光子掃描隧道顯微鏡的功能。文章通過對各種樣品成像，驗證了原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡的功能。論文探討了原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡在生物領域的應用，揭示出它也能成為生物應用的重要研究工具。特別是在對海灣扇貝雄性生殖腺切片成像時，不僅觀察到了海灣扇貝精子切片的表面形貌，通過光子掃描隧道顯微鏡透過率和折射率圖像，還觀察到精子頭部細胞核內(nèi)的精細結(jié)構(gòu)。 光鑷是利用光的輻射壓來研究微觀及介觀粒子的工具。光鑷能對生物樣品進行非侵入式微操作。本文利用光鑷對酵母菌細胞進行了捕獲與操作。 光鑷的理論是不完備的，特別是對于微米尺度（光波長）的粒子，至今尚沒有較好的理論來描述。本文用三維時域有限差分法，探討了微米尺度粒子所受的光輻射壓力。光輻射壓力由Minkowski電介質(zhì)中的動量轉(zhuǎn)換推出，入射聚焦光場用Richards-Wolf散射場理論來確定。計算所得的輻射壓力與實驗結(jié)果非常符合。 論文的研究結(jié)果表明： （1） 用AFM對生物樣品成像，可以得到樣品表面精細結(jié)構(gòu)的信息；用自行研制的AF／PSTM不僅可以得到表面形貌，還可以得到生物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息。以AFM為基礎的顯微成像工具在生物領域具有廣闊的應用前景。
田興華[9]（2006）在《亞微米光纖探針制備及其對光信號的探測》文中指出傳統(tǒng)的光纖探針的制備方法有兩大類:熱拉伸法和化學腐蝕法,但都不能滿足理想的光傳輸效率。本文基于虹吸原理和動態(tài)大錐角化學腐蝕方法進行改進融合,成功制備出理想的光纖探針。并通過SPSS（statistical product and service solutions）數(shù)據(jù)分析軟件從數(shù)理統(tǒng)計方面客觀分析了該方法與靜態(tài)化學腐蝕方法的顯著差異。并設計另一實驗系統(tǒng),利用亞微米探針來獲得高反射系數(shù)物體,如金屬表面等的反射光信號。全文共分六章,具體如下: 第一章 緒論。介紹了一些目前常用的光纖探針制備方法,并對這些方法進行比較,分析其優(yōu)點和缺點,以及本文研究目標、主要工作及創(chuàng)新之處等。 第二章 光纖探針制備及其信號探測理論。介紹大錐角光纖探針制備基本情況以及平頭光纖探針對高反射系數(shù)樣品表面反射光信號的探測的基本理論。 第三章 虹吸動態(tài)腐蝕大錐角光纖探針的制備。根據(jù)前人的研究,結(jié)合自己思路,設計出制備光纖探針的新方法,搭建該實驗系統(tǒng)裝置,并列出了一些實驗所得的結(jié)果。 第四章 利用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件分析虹吸動態(tài)腐蝕大錐角光纖探針制備與傳統(tǒng)靜態(tài)腐蝕制備的光纖探針進行對比,從數(shù)量統(tǒng)計的角度分析該新方法的優(yōu)勢。 第五章 亞微米光纖探針對高反射物體的光信號探測。搭建實驗裝置,來進行未腐蝕的單模光纖和腐蝕過的亞微米光纖探針對高反射系數(shù)物體表面的光反射信號收集。 第六章 總結(jié)及展望?？偨Y(jié)本文的主要工作,找出目前存在的問題,并探討今后進一步深入研究和需要完善的方向。
李銀麗[10]（2006）在《多功能掃描探針顯微鏡的研制和應用》文中研究說明掃描探針顯微鏡是近二十幾年發(fā)展起來的一種納米分辨的成像分析儀器,它利用細小的掃描探針來探測樣品表面的細微信息,突破了常規(guī)光學顯微鏡衍射極限的限制,可對樣品表面納米尺度信息進行掃描成像,是納米科學技術(shù)發(fā)展中重要的測量工具。本文的主要內(nèi)容是多功能掃描探針顯微鏡（即原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡（AF/PSTM）和原子力與反射式掃描近場光學組合顯微鏡（AF/RSNOM））的研制和應用。 論文內(nèi)容主要分為五個部分: 第一部分是有關(guān)顯微鏡的歷史進展及其原理和應用,從顯微鏡的應用著手,簡要介,紹了從普通顯微鏡到掃描探針顯微鏡的發(fā)展過程和各種顯微鏡的特點,并介紹了掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡和掃描近場光學顯微鏡的工作原理,然后著重介紹了近場光學成像的原理和近場光學的探測方法,并比較了各種探測方法的優(yōu)缺點。在對比了目前唯一的掃描近場光學顯微鏡商品——小孔徑掃描探針顯微鏡（A-SNOM）和光子掃描隧道顯微鏡（PSTM）之后,提出發(fā)展PSTM的優(yōu)勢,這是課題的起始緣由。 第二部分介紹了近場光學的理論研究方法,從宏觀近場光學理論開始,介紹了麥克斯韋方程和邊界條件方法、應用于小起伏樣品的微擾近似方法、適合于局域變化大的多極子展開法和適合于模擬幾何空間尺寸在幾個波長數(shù)量級的時域有限差分法。在介觀和微觀近場光學理論中,則介紹了以散射理論為基礎的格林函數(shù)方法和極化率方法,它們雖然避免了邊界條件的求解問題,但也只有簡單系統(tǒng)的格林并矢才比較容易求出其解析解的形式。這些理論方法是近場光學理論研究的基礎。 第三部分詳細介紹了原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡（AF/PSTM）的研制過程和實驗結(jié)果。因為一般的PSTM系統(tǒng)的光學圖像中存在假像,因此在詳細介紹了消假像理論的基礎上開展了AF/PSTM的研制工作。從系統(tǒng)的設計要求開始,逐步介紹了AF/PSTM的主機設計、電子系統(tǒng)設計、處理軟件設計和AF/PSTM的主要部件如彎光纖探針和掃描壓電陶瓷的設計,并介紹了易于調(diào)節(jié)的非相干、p偏振光對稱照明系統(tǒng)的實現(xiàn)方法和掃描圖像的采集及圖像的物理意義。其中為實現(xiàn)非相干、p偏振光對稱照明,設計了提高p波偏振度的全內(nèi)反射樣品臺,兩個半導體激光器發(fā)出的偏振光從對稱方向以布儒斯特角在水平方向入射,然后在樣品上方同一個位置發(fā)生全內(nèi)反射。采用水平方向入射解決了全內(nèi)反射對稱照明光束的調(diào)整難題,同時,采用兩個激光器可以實現(xiàn)非相干光照吼使得光學圖像不受干涉條紋的影響,保證了光學圖像的質(zhì)量。在儀器研制成功后對儀器
二、PSTM光纖探針腐蝕系統(tǒng)的研制（論文開題報告）
（1）論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求：
首先簡單簡介論文所研究問題的基本概念和背景，再而簡單明了地指出論文所要研究解決的具體問題，并提出你的論文準備的觀點或解決方法。
寫法范例：
本文主要提出一款精簡64位RISC處理器存儲管理單元結(jié)構(gòu)并詳細分析其設計過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲器并行查找,支持粗粒度為64KB和細粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細論述了四級頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的一個重要組成部分。
（2）本文研究方法
調(diào)查法：該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對象的具體信息。
觀察法：用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對象從而得到有關(guān)信息。
實驗法：通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認事物間的因果關(guān)系。
文獻研究法：通過調(diào)查文獻來獲得資料，從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實證研究法：依據(jù)現(xiàn)有的科學理論和實踐的需要提出設計。
定性分析法：對研究對象進行“質(zhì)”的方面的研究，這個方法需要計算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法：通過具體的數(shù)字，使人們對研究對象的認識進一步精確化。
跨學科研究法：運用多學科的理論、方法和成果從整體上對某一課題進行研究。
功能分析法：這是社會科學用來分析社會現(xiàn)象的一種方法，從某一功能出發(fā)研究多個方面的影響。
模擬法：通過創(chuàng)設一個與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、PSTM光纖探針腐蝕系統(tǒng)的研制（論文提綱范文）
（1）使用自激振蕩法提高原子力光子掃描隧道組合顯微鏡的掃描速度（論文提綱范文）
| 1 引 言 |
| 2 AF/PSTM光纖探針 |
| 3 探針樣品間距控制 |
| 3.1 外加激勵驅(qū)動模式 |
| 3.2 自激振蕩模式 |
| 4 試驗結(jié)果 |
| 5 結(jié) 論 |
（2）SNOM中折射率定標與提高掃速和對比度研究（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 緒論 |
| 1.1 掃描隧道顯微鏡 |
| 1.1.1 STM中的隧道效應 |
| 1.1.2 STM儀器構(gòu)成 |
| 1.1.3 STM原子分辨原理 |
| 1.2 原子力顯微鏡 |
| 1.2.1 AFM探針—樣品間作用力 |
| 1.2.2 AFM試驗裝置及懸臂形變檢測方法 |
| 1.2.3 AFM的操作模式 |
| 1.2.4 AFM實現(xiàn)原子分辨的機理 |
| 1.3 掃描近場光學顯微鏡成像理論概述 |
| 1.3.1 衍射極限和不確定性原理 |
| 1.3.2 近場光學顯微鏡早期發(fā)展 |
| 1.3.3 使用傅立葉光學分析樣品精細結(jié)構(gòu) |
| 1.4 掃描近場光學顯微鏡儀器研究 |
| 1.4.1 SNOM儀器基本部件 |
| 1.4.2 SNOM儀器分類 |
| 1.5 組合掃描近場光學顯微鏡 |
| 1.6 小結(jié) |
| 2 近場光學顯微鏡構(gòu)造 |
| 2.1 SNOM的硬件構(gòu)成 |
| 2.1.1 光纖探針對成像質(zhì)量的影響 |
| 2.1.2 光纖探針的研制 |
| 2.1.3 機械掃描用壓電陶瓷管 |
| 2.1.4 掃描控制電路 |
| 2.2 軟件設計 |
| 2.2.1 PC端控制性任務 |
| 2.2.2 DSP端實時性任務 |
| 2.2.3 控制器算法 |
| 2.3 掃描圖像處理 |
| 2.3.1 硬件采用對稱照明消除假象 |
| 2.3.2 圖像軟件濾波 |
| 2.4 SNOM儀器研制存在的問題 |
| 2.5 小結(jié) |
| 3 折射率可定標的AF/PSTM系統(tǒng)設計與試驗 |
| 3.1 光子掃描隧道顯微鏡 |
| 3.2 計算樣品折射率與表面傾角原理 |
| 3.2.1 近場光學顯微鏡探測樣品折射率現(xiàn)狀 |
| 3.2.2 新AF/PSTM系統(tǒng)測定折射率定標的原理 |
| 3.3 實驗裝置和時序同步 |
| 3.4 實驗研究 |
| 3.4.1 雙光束照明隱失場的探測與討論 |
| 3.4.2 掃描圖像分析 |
| 3.5 小結(jié) |
| 4 提高AF/PSTM成像掃描速度和靈敏度 |
| 4.1 SNOM探針/樣品間距控制方法 |
| 4.2 動態(tài)掃描探針顯微鏡分類 |
| 4.2.1 檢測控制探針振幅模式 |
| 4.2.2 檢測控制探針頻率模式 |
| 4.2.3 檢測控制探針相位模式 |
| 4.3 使用FM方法加快PSTM掃描速度的實驗 |
| 4.3.1 探針的頻率特性 |
| 4.3.2 檢測控制探針振幅的設計 |
| 4.3.3 檢測控制探針頻率模式改進儀器性能 |
| 4.3.4 檢測控制探針頻率模式改進儀器試驗測試 |
| 4.4 壓電微懸臂/光纖探針提高PSTM掃描精度 |
| 4.4.1 壓電微懸臂/光纖組合探針的制備 |
| 4.4.2 組合探針提高掃描精度的試驗測試 |
| 4.5 小結(jié) |
| 5 小振幅反射式近場掃描光學顯微鏡 |
| 5.1 反射式近場掃描光學顯微鏡 |
| 5.2 RSNOM中的反射和散射本底噪聲 |
| 5.3 小振幅振蕩AF/RSNOM |
| 5.4 實驗研究 |
| 5.5 小結(jié) |
| 結(jié)論 |
| 研究總結(jié) |
| 后續(xù)工作 |
| 展望 |
| 創(chuàng)新點摘要 |
| 參考文獻 |
| 攻讀博士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況 |
| 致謝 |
（3）AF/PSTM全內(nèi)反射照明方案及其浸油物鏡的設計（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 掃描探針顯微鏡 |
| 1.1 掃描隧道顯微鏡 |
| 1.2 原子力顯微鏡 |
| 1.3 掃描近場光學顯微鏡 |
| 1.3.1 掃描近場光學顯微鏡的發(fā)展歷程 |
| 1.3.2 掃描近場光學顯微鏡的原理 |
| 1.3.3 掃描近場光學顯微鏡的結(jié)構(gòu),工作模式及分類 |
| 1.3.4 掃描近場光學顯微鏡的應用及展望 |
| 1.4 本章小結(jié) |
| 2 原子力與光子掃描隧道顯微鏡AF/PSTM |
| 2.1 AF/PSTM的理論基礎-近場光學及其探測 |
| 2.1.1 近場光學可以突破衍射極限 |
| 2.1.2 近場探測原理 |
| 2.1.3 光子隧道效應及光子隧道信息的數(shù)學描述 |
| 2.2 原子力與光子掃描隧道顯微鏡的構(gòu)成及操作要領 |
| 2.2.1 AF/PSTM探針基板及探針安裝 |
| 2.2.2 AF/PSTM的光纖探針的共振峰搜索 |
| 2.2.3 AF/PSTM的主機 |
| 2.2.4 AF/PSTM的電子系統(tǒng) |
| 2.2.5 AF/PSTM控制處理軟件 |
| 2.2.6 AF/PSTM的圖像采集 |
| 2.2.7 AF/PSTM的實驗研究和應用 |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 3 原子力與光子掃描隧道顯微鏡照明系統(tǒng)的改進方案 |
| 3.1 消假象原理及現(xiàn)有的照明系統(tǒng) |
| 3.1.1 AF/PSTM消假象原理及圖像分解方法 |
| 3.1.2 現(xiàn)有的照明系統(tǒng)-p偏振光照明系統(tǒng) |
| 3.1.3 現(xiàn)有照明系統(tǒng)存在的問題 |
| 3.2 新的照明系統(tǒng)方案 |
| 3.3 新照明方案中的浸油物鏡設計 |
| 3.3.1 顯微物鏡及其設計概述 |
| 3.3.2 照明方案中浸油物鏡的結(jié)構(gòu)選擇,設計過程及結(jié)果分析 |
| 3.4 本章小結(jié) |
| 4 雙功能彎光纖尖 |
| 4.1 近場光纖探針概述 |
| 4.1.1 近場光纖探針的主要類型 |
| 4.1.2 光纖探針的制作方法 |
| 4.2 雙功能彎光纖探針的制備 |
| 4.2.1 半成品彎光纖尖的制備 |
| 4.2.2 彎光纖尖的腐蝕 |
| 4.2.3 光纖尖的鍍膜 |
| 4.3 本章小結(jié) |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻 |
| 致謝 |
（4）激光光刀光鑷耦合微束系統(tǒng)的設計及相關(guān)器件的研制（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 激光光鑷光刀及微束技術(shù) |
| 1.1 光鑷的發(fā)展歷史 |
| 1.2 光鑷的基本原理 |
| 1.2.1 Mie粒子尺度 |
| 1.2.2 Rayleigh粒子尺度 |
| 1.2.3 尺度介于Mie粒子與Rayleigh粒子之間 |
| 1.3 光鑷的結(jié)構(gòu)形式 |
| 1.3.1 系統(tǒng)的基本形式 |
| 1.3.2 非高斯光束光阱 |
| 1.3.3 光纖光鑷 |
| 1.3.4 全息光鑷 |
| 1.4 光鑷在生命科學中的典型應用及前景 |
| 1.4.1 操控單個DNA分子 |
| 1.4.2 研究分子馬達 |
| 1.4.3 光鑷的應用前景 |
| 1.5 激光光刀的作用原理 |
| 1.5.1 激光與生物組織的相互作用 |
| 1.5.2 紫外激光光刀的特點 |
| 1.5.3 光纖光刀構(gòu)想 |
| 1.6 激光微束技術(shù)展望 |
| 1.7 本章小節(jié) |
| 2 近場光鑷及近場光纖探針腐蝕加工技術(shù) |
| 2.1 近場光鑷技術(shù)的提出 |
| 2.2 近場光鑷技術(shù)的幾種研究形式 |
| 2.2.1 利用棱鏡全內(nèi)反射形成隱失場實現(xiàn)粒子排列 |
| 2.2.2 利用鍍膜光纖探針尖 |
| 2.2.3 利用激光照明金屬探針尖 |
| 2.2.4 利用聚焦隱失場實現(xiàn)近場捕獲 |
| 2.2.5 各種近場光學捕獲方法的比較 |
| 2.3 近場光學與近場光纖探針的加工方法 |
| 2.4 化學腐蝕加工方法及影響腐蝕效果的因素 |
| 2.5 化學腐蝕加工方法的分類 |
| 2.5.1 靜態(tài)腐蝕法 |
| 2.5.2 動態(tài)腐蝕法 |
| 2.5.3 選擇腐蝕法 |
| 2.5.4 管腐蝕法 |
| 2.5.5 各種腐蝕加工方法的比較 |
| 2.6 本章小節(jié) |
| 3 常規(guī)光鑷系統(tǒng)的實驗研究 |
| 3.1 LOT Ⅱ型光鑷系統(tǒng) |
| 3.1.1 系統(tǒng)的主要組成部分 |
| 3.1.2 系統(tǒng)的基本光路 |
| 3.2 激光電源電流與激光輸出功率的對應關(guān)系的測量 |
| 3.2.1 測量工具與方法 |
| 3.2.2 測量結(jié)果與分析 |
| 3.3 計算機屏幕顯示圖像大小的標定 |
| 3.3.1 標定工具與方法 |
| 3.3.2 標定數(shù)據(jù)處理 |
| 3.3.3 對定標結(jié)果的檢驗 |
| 3.4 光鑷光阱位置的確定 |
| 3.5 常規(guī)光鑷操縱酵母菌細胞的實驗結(jié)果與討論 |
| 3.5.1 酵母菌樣品及其制備 |
| 3.5.2 實驗步驟 |
| 3.5.3 實驗結(jié)果 |
| 3.5.4 分析與討論 |
| 3.6 光鑷對較大尺寸不規(guī)則形狀細胞的操控與討論 |
| 3.6.1 光鑷捕獲球形乳腺癌細胞 |
| 3.6.2 光鑷捕獲錐形大鼠海馬神經(jīng)元細胞 |
| 3.6.3 實驗結(jié)果分析與討論 |
| 3.7 光鑷與膜片鉗組合研究懸浮細胞電生理特征的設計方案 |
| 3.7.1 問題的提出及設計方案 |
| 3.7.2 在微電極灌液正壓作用下的穩(wěn)定光學捕獲 |
| 3.7.3 光鑷與膜片鉗組合操作懸浮狀態(tài)海馬神經(jīng)元細胞 |
| 3.7.4 對設計方案的分析和問題討論 |
| 3.8 本章小節(jié) |
| 4 激光微束系統(tǒng)耦合光路的設計及應用研究 |
| 4.1 激光光刀與光鑷耦合激光微束系統(tǒng)的光路設計 |
| 4.1.1 紫外激光器類型及參數(shù) |
| 4.1.2 在光鑷儀器上的光刀光路設計 |
| 4.1.3 分色鏡的設計參數(shù)及對光路偏移量的計算 |
| 4.1.4 轉(zhuǎn)動分色鏡對光刀焦點橫向位移影響的計算 |
| 4.1.5 用ZEMAX軟件計算NIR與UV光的位置色差 |
| 4.2 激光光刀作用于生物組織的實驗研究 |
| 4.2.1 紫外脈沖激光輸出能量和功率密度的計算 |
| 4.2.2 FTSS 355-50型紫外激光器光束參數(shù)的計算 |
| 4.2.3 低強度紫外納秒激光光刀對洋蔥表皮細胞的穿孔實驗 |
| 4.2.4 實驗結(jié)果分析與討論 |
| 4.3 激光與光纖耦合相關(guān)問題的研究 |
| 4.3.1 高效激光光纖耦合的條件 |
| 4.3.2 FTSS 355-50型激光器與紫外光纖的光束參數(shù)乘積比較 |
| 4.3.3 光纖耦合透鏡的參數(shù)設計 |
| 4.3.4 透鏡光纖對激光光纖耦合效率的提高 |
| 4.4 本章小節(jié) |
| 5 微納米尺度光纖探針和器件的研制 |
| 5.1 電弧加熱微拉伸熱熔與靜態(tài)腐蝕相結(jié)合研制大錐角近場納米光纖探針 |
| 5.1.1 近場光學顯微及近場光刀、光鑷對光纖探針的要求 |
| 5.1.2 熱微拉伸實驗儀器 |
| 5.1.3 近場光纖探針的研制工藝 |
| 5.1.4 實驗結(jié)果與討論 |
| 5.2 管腐蝕法研制純石英纖芯紫外多模微米光纖探針 |
| 5.2.1 探針制作步驟 |
| 5.2.2 實驗結(jié)果與討論 |
| 5.3 化學腐蝕與熱熔結(jié)合制作紫外多模光纖微透鏡 |
| 5.4 本章小節(jié) |
| 6 腐蝕-切割-熱融三步法制作球面微透鏡光纖 |
| 6.1 實驗模型與加工方法 |
| 6.1.1 化學腐蝕控制腐蝕光纖直徑 |
| 6.1.2 電弧熱融光纖平端面成球透鏡的計算模型 |
| 6.1.3 通過控制腐蝕時間加工具有特定曲率半徑的球端微透鏡 |
| 6.2 對模型及實驗的討論 |
| 6.3 光纖球面微透鏡對出射光線聚焦的計算 |
| 6.4 本章小節(jié) |
| 7 結(jié)論與建議 |
| 7.1 本文結(jié)論 |
| 7.2 問題與后續(xù)工作 |
| 7.3 展望 |
| 參考文獻 |
| 攻讀博士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況 |
| 創(chuàng)新點摘要 |
| 致謝 |
（5）近場光學探針及光纖透鏡的制作（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 近場光學基本原理及掃描探針顯微鏡介紹 |
| 1.1 近場光學隱失場理論 |
| 1.2 近場光學顯微鏡 |
| 1.2.1 近場光學顯微鏡的發(fā)展 |
| 1.2.2 原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡(AF/PSTM) |
| 2 近場光學探針 |
| 2.1 近場光學探針簡介 |
| 2.2 探針修飾 |
| 2.3 近場光學探針的制作方法 |
| 2.3.1 化學腐蝕法 |
| 2.3.2 熱拉伸法 |
| 2.3.3 其它制備探針的方法 |
| 2.3.4 雙功能彎曲光纖的制作 |
| 2.4 光纖探針的特性分析 |
| 2.4.1 光纖探針的外部形貌 |
| 2.4.2 光纖探針的傳輸特性分析 |
| 3 光纖光鑷用光纖透鏡的制作 |
| 3.1 傳統(tǒng)光鑷簡介 |
| 3.2 光纖光鑷原理 |
| 3.3 光纖透鏡的制作 |
| 參考文獻 |
| 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況 |
| 致謝 |
（6）雙功能彎曲光纖探針的制作（論文提綱范文）
| 1 光纖探針的制作 |
| 1.1 熱拉伸法制備半成品光纖探針 |
| 1.2 腐蝕半成品光纖 |
| 2 結(jié)果與討論 |
（7）近場光學探針的研制改進（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 近場光學基本原理和近場光學顯微鏡的發(fā)展 |
| 1.1 近場光學的發(fā)展 |
| 1.1.1 近場光學隱失場理論 |
| 1.1.2 近場光學理論介紹 |
| 1.2 近場光學顯微鏡與光學探針 |
| 1.2.1 近場光學顯微鏡簡介 |
| 1.2.2 近場光學顯微鏡的探針主要類型 |
| 1.2.3 幾種特殊用途的近場光學顯微鏡 |
| 2 近場光學顯微鏡光纖探針分析 |
| 2.1 近場光學光纖探針探測成像原理 |
| 2.2 光纖探針的特性分析 |
| 2.2.1 光纖探針的外部形貌 |
| 2.2.2 光纖探針的傳輸特性分析 |
| 2.2.3 光強分布和光通率 |
| 3 應用于AF／PSTM系統(tǒng)的光纖探針的研制 |
| 3.1 光纖探針的制作 |
| 3.1.1 熔拉法與化學腐蝕法相結(jié)合制備光纖探針 |
| 3.1.2 化學腐蝕法制作的光纖探針 |
| 3.1.3 對化學腐蝕時間和溫度的研究 |
| 3.2 光纖探針掃描成像 |
| 4 應用于不同用途的其他探針 |
| 4.1 應用于光刀光鑷的探針 |
| 4.2 AFM探針 |
| 結(jié)論 |
| 參考文獻 |
| 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況 |
| 致謝 |
| 大連理工大學學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 |
（8）掃描探針顯微鏡生物成像研究與光鑷的FDTD模擬（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 掃描探針顯微學 |
| 1.1 掃描隧道顯微學 |
| 1.2 原子力顯微學 |
| 1.2.1 針尖-樣品力 |
| 1.2.2 力傳感器(懸臂) |
| 1.2.3 AFM的工作模式 |
| 1.2.4 存在的困難 |
| 1.3 掃描近場光學顯微學 |
| 1.3.1 概述 |
| 1.3.2 小孔SNOM |
| 1.3.3 無孔徑SNOM |
| 1.3.4 針尖增強拉曼散射 |
| 1.4 本章小結(jié) |
| 2 生物學中的原子力顯微學 |
| 2.1 基本原理 |
| 2.1.1 AFM工作原理 |
| 2.1.2 成像模式 |
| 2.1.3 分辨率與針尖展寬 |
| 2.2 生物成像應用概述 |
| 2.3 AFM對生物樣品的成像研究 |
| 2.3.1 變形桿菌的AFM成像研究 |
| 2.3.2 狗腎上皮細胞(MDCK)的AFM成像研究 |
| 2.3.3 流感病毒的AFM成像研究 |
| 2.4 本章小結(jié) |
| 3 AF／PSTM及其實驗研究 |
| 3.1 光子掃描隧道顯微鏡 |
| 3.1.1 光學近場 |
| 3.1.2 表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光學近場 |
| 3.1.3 近場的局域探測 |
| 3.1.4 存在的問題 |
| 3.2 PSTM消假象及圖像分解方法 |
| 3.3 AF／PSTM |
| 3.3.1 AF／PSTM探針 |
| 3.3.2 AF／PSTM主機 |
| 3.3.3 掃描器 |
| 3.3.4 AF／PSTM的電子系統(tǒng) |
| 3.3.5 AF／PSTM控制處理軟件 |
| 3.4 AF／PSTM光纖探針的機械特性 |
| 3.4.1 彎曲光纖探針的彈性常數(shù) |
| 3.4.2 彎曲光纖探針的頻率 |
| 3.5 AF／PSTM成像的初步研究 |
| 3.5.1 方形定標光柵 |
| 3.5.2 2.4kpl／mm(2400線對每毫米)光柵樣品 |
| 3.5.3 1kpl／mm全息光柵樣品 |
| 3.5.4 帶孔的氟化鎂薄膜樣品 |
| 3.6 AF／PSTM對生物樣品成像 |
| 3.6.1 細胞組織切片成像 |
| 3.6.2 細胞成像 |
| 3.6.3 微生物成像 |
| 3.6.4 結(jié)論 |
| 3.7 本章小結(jié) |
| 4 光鑷及其操作 |
| 4.1 光學捕獲微操縱的歷史 |
| 4.2 捕獲的基礎 |
| 4.3 力的測量 |
| 4.4 力測量的定標 |
| 4.4.1 粘滯拉力定標 |
| 4.4.2 布朗運動定標 |
| 4.5 光鑷在生物學中的應用概述 |
| 4.6 光鑷對酵母菌的捕獲與操作 |
| 4.6.1 光鑷裝置 |
| 4.6.2 光鑷對酵母菌的捕獲 |
| 4.7 本章小結(jié) |
| 5 光鑷的理論研究 |
| 5.1 捕獲理論及其進展 |
| 5.1.1 瑞利粒子 |
| 5.1.2 Mie粒子 |
| 5.1.3 電磁理論 |
| 5.2 FDTD方法 |
| 5.2.1 Yee氏算法 |
| 5.2.2 網(wǎng)格與結(jié)構(gòu) |
| 5.2.3 散射場方法 |
| 5.2.4 邊界條件 |
| 5.3 動量轉(zhuǎn)換 |
| 5.4 聚焦電場 |
| 5.5 捕獲力計算 |
| 5.5.1 半徑為1μm的聚苯乙烯小球受力 |
| 5.5.2 半徑為0.5μm的聚苯乙烯小球受力 |
| 5.6 本章小結(jié) |
| 6 結(jié)論與展望 |
| 6.1 結(jié)論 |
| 6.2 存在的問題 |
| 6.3 前景展望 |
| 6.4 創(chuàng)新點摘要 |
| 參考文獻 |
| 附錄A 獲獎證書 |
| 攻讀博士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況 |
| 致謝 |
| 大連理工大學學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 |
（9）亞微米光纖探針制備及其對光信號的探測（論文提綱范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 緒論 |
| 1.1 微／納米級精密測量技術(shù)的發(fā)展 |
| 1.2 亞微米光纖探針的制備方法綜述 |
| 1.3 亞微米光纖探針制備方法的優(yōu)缺點評價 |
| 1.4 本文研究的內(nèi)容及其研究成果 |
| 參考文獻 |
| 第二章 光纖探針制備分析及其光信號探測理論 |
| 2.1 大錐角光纖探針制備分析 |
| 2.2 亞微米光纖探針信號探測時不同工作配置 |
| 2.3 平頭單模光纖探針對金屬表面探測工作原理 |
| 2.4 平頭單模光纖探針對物體表面探測的理論分析 |
| 參考文獻 |
| 第三章.虹吸動態(tài)腐蝕大錐角光纖探針制備 |
| 3.1 虹吸原理 |
| 3.2 虹吸動態(tài)腐蝕大錐角探針制備系統(tǒng)結(jié)構(gòu) |
| 3.3 實驗方法及結(jié)果 |
| 參考文獻 |
| 第四章 靜態(tài)腐蝕與虹吸腐蝕大錐角探針比較 |
| 4.1 方差分析 |
| 4.2 利用SPSS進行數(shù)據(jù)分析 |
| 參考文獻 |
| 第五章 亞微米光纖探針的光信號探測 |
| 5.1 實驗的設計 |
| 5.2 實驗裝置的搭建及實驗結(jié)果 |
| 參考文獻 |
| 第六章 總結(jié)及展望 |
| 6.1 工作總結(jié) |
| 6.2 展望 |
| 碩士在讀期間發(fā)表的論文 |
| 致謝 |
（10）多功能掃描探針顯微鏡的研制和應用（論文提綱范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 顯微鏡的發(fā)展歷史 |
| 1.1 顯微鏡的應用 |
| 1.2 普通光學顯微鏡 |
| 1.2.1 普通光學顯微鏡的發(fā)展歷史 |
| 1.2.2 普通光學顯微鏡的原理和基本結(jié)構(gòu) |
| 1.3 電子顯微鏡 |
| 1.3.1 電子顯微鏡的發(fā)展狀況 |
| 1.3.2 電子顯微鏡的原理 |
| 1.4 掃描探針顯微鏡 |
| 1.4.1 掃描隧道顯微鏡 |
| 1.4.2 原子力顯微鏡 |
| 1.4.3 掃描近場光學顯微鏡 |
| 1.5 本論文的主要內(nèi)容 |
| 2 近場光學掃描成像原理 |
| 2.1 超分辨衍射極限的可能性 |
| 2.1.1 海森伯測不準原理與瑞利判據(jù)的關(guān)系 |
| 2.1.2 海森伯測不準原理與超衍射極限的關(guān)系 |
| 2.1.3 超衍射極限與隱失場 |
| 2.2 隱失場的探測 |
| 2.2.1 隱失場探測的原理 |
| 2.2.2 隱失場探測的主要難題和解決方法 |
| 2.3 本章小結(jié) |
| 3 近場光學的理論研究方法 |
| 3.1 宏觀近場光學理論 |
| 3.1.1 麥克斯韋方程和邊界條件方法 |
| 3.1.2 微擾近似法 |
| 3.1.3 多重多極子(Multiple MultiPole，MMP)方法 |
| 3.1.4 時域有限差分法(FDTD) |
| 3.2 介觀和微觀近場光學理論 |
| 3.2.1 格林函數(shù)方法 |
| 3.2.2 場極化率方法 |
| 3.3 本章小結(jié) |
| 4 新一代原子力與光子掃描隧道組合顯微鏡(AF／PSTM) |
| 4.1 PSTM的物理機制和隧道信息 |
| 4.2 第一代PSTM及其存在的問題 |
| 4.3 PSTM消假像 |
| 4.3.1 PSTM中圖像分解方法 |
| 4.3.2 C.Bainier，D.Courjon和F.Baida采用的對稱照明PSTM系統(tǒng) |
| 4.3.3 PSTM中照明光束的問題 |
| 4.4 理論計算證實近場的分辨率遠高于遠場的分辨率 |
| 4.5 AF／PSTM的設計 |
| 4.5.1 AF／PSTM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計 |
| 4.5.2 AF／PSTM主機設計 |
| 4.5.3 AF／PSTM的電子系統(tǒng)設計 |
| 4.5.4 AF／PSTM控制處理軟件設計 |
| 4.5.5 AF／PSTM掃描探針的制備和安裝 |
| 4.5.6 掃描壓電陶瓷管 |
| 4.5.7 p偏振光照明系統(tǒng)設計 |
| 4.5.8 AF／PSTM圖像的采集和圖像解釋 |
| 4.6 AF／PSTM儀器功能考核 |
| 4.6.1 2.4kpl／mm(2400線對每毫米)光柵樣品 |
| 4.6.2 1kpl／mm全息光柵樣品 |
| 4.6.3 對稱光束照明消假像的理論證明 |
| 4.6.4 小結(jié) |
| 4.7 AF／PSTM的應用 |
| 4.7.1 帶孔的氟化鎂薄膜樣品 |
| 4.7.2 血紅細胞膜樣品 |
| 4.7.3 免疫復合物樣品 |
| 4.7.4 紅血球切片樣品和海灣扇貝精巢切片樣品 |
| 4.7.5 不經(jīng)過任何處理的生物樣品 |
| 4.7.6 納米燃油添加劑樣品 |
| 4.7.7 不透明樣品 |
| 4.8 探針對掃描圖像的影響 |
| 4.9 本章小結(jié) |
| 5 輕敲模式的原子力與反射式掃描近場光學組合顯微鏡(AF／RSNOM) |
| 5.1 AF／RSNOM的研制背景 |
| 5.2 反射式掃描探針顯微鏡的背景噪聲 |
| 5.3 對稱照明的RSNOM中沒有不對稱照明引起的光學假像 |
| 5.4 AF／RSNOM的工作原理 |
| 5.5 AF／RSNOM的圖像采集和圖像解釋 |
| 5.6 AF／RSNOM的實驗結(jié)果 |
| 5.6.1 光學玻璃基底上的帶孔的氟化鎂薄膜樣品 |
| 5.6.2 1kpl／mm的全息光柵樣品 |
| 5.7 本章小結(jié) |
| 6 結(jié)論與展望 |
| 6.1 結(jié)論 |
| 6.2 問題后續(xù)工作 |
| 6.3 展望 |
| 7 參考文獻 |
| 8 攻讀博士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況 |
| 9 創(chuàng)新點摘要 |
| 10 致謝 |
| 11 大連理工大學學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 |
四、PSTM光纖探針腐蝕系統(tǒng)的研制（論文參考文獻）
- [1]使用自激振蕩法提高原子力光子掃描隧道組合顯微鏡的掃描速度[J]. 王昭,吳世法,劉琨. 光學精密工程, 2010(04)
- [2]SNOM中折射率定標與提高掃速和對比度研究[D]. 王昭. 大連理工大學, 2010(05)
- [3]AF/PSTM全內(nèi)反射照明方案及其浸油物鏡的設計[D]. 孫敬霞. 大連理工大學, 2008(08)
- [4]激光光刀光鑷耦合微束系統(tǒng)的設計及相關(guān)器件的研制[D]. 霍鑫. 大連理工大學, 2008(08)
- [5]近場光學探針及光纖透鏡的制作[D]. 張仁群. 大連理工大學, 2007(02)
- [6]雙功能彎曲光纖探針的制作[J]. 張仁群,潘石,李鵬飛. 電子顯微學報, 2006(06)
- [7]近場光學探針的研制改進[D]. 李鵬飛. 大連理工大學, 2006(08)
- [8]掃描探針顯微鏡生物成像研究與光鑷的FDTD模擬[D]. 孫偉. 大連理工大學, 2006(12)
- [9]亞微米光纖探針制備及其對光信號的探測[D]. 田興華. 浙江大學, 2006(05)
- [10]多功能掃描探針顯微鏡的研制和應用[D]. 李銀麗. 大連理工大學, 2006(04)
標簽：掃描隧道顯微鏡論文; 顯微鏡論文; 分子和原子論文; 照明系統(tǒng)設計論文; 激光加工技術(shù)論文;