CN107741509A - 一种用于近场扫描光学显微镜的光纤照明透射装置 - Google Patents

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李江艳
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    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
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Abstract

本发明公开了一种用于近场扫描光学显微镜的光纤照明透射装置，包括：激光器(1)、照明光纤(2)、光纤固定器主体(3)、光纤连接孔(4)、光纤连接器安装孔(5)、光纤连接器安装头(6)、光纤连接器(7)、光纤固定器主体安装头(8)。本发明通过在近场扫描光学显微镜的物镜转换器上的安装孔上设置微功率激光照射光源，实现了外置微功率激光光源在透射收集模式的近场扫描光学显微镜上的应用，有效满足近场扫描对平面波入射的要求，尤其是对微细结构加工的测量的要求，具有结构简单、使用强、无需改装加工近场扫描光学显微镜等特点。

Description

一种用于近场扫描光学显微镜的光纤照明透射装置
技术领域
本发明属于光学显微镜技术领域，特别涉及一种用于近场扫描光学显微镜的光纤照明透射装置。
背景技术
近场扫描光学显微镜(NSOM)是继扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)之后新开发出来的一种扫描探针显微镜(SPM)，NSOM的光学空间分辨率已达到了1nm(实验室)和50nm(商品)，当今广泛应用的共聚焦显微镜的最高空间分辨率约为200nm，因此NSOM是当前唯一的具有纳米空间分辨的光学测量仪器(纳米定义为1－100nm),是纳米科学研究必不可少的测量设备。目前国内研制NSOM的工作已告结束，已转入将NSOM应用到纳米科学(纳米点，纳米线，纳米薄膜等)、光学存储(小孔激光，超分辨介质等)、材料科学(光子晶体，金属表面增强等)、生命科学(蛋白质，DNA等)等研究领域。NSOM的工作模式主要有四种：(1)远场光照明，探针收集样品表面透射光的透射收集模式；(2)探针近场照明，远场收集透射光的透射照明模式；(3)远场光照明，探针扰动样品表面，远场收集散射光的散射模式；(4)探针近场照明，远场收集反射光的反射照明模式。使用光纤探针的NSOM主要工作模式是透射收集模式和透射照明模式，透射收集模式的远场照明光一般使用卤素灯作为光源，通过物镜头聚焦到样品，达到远场照明的效果，但是到达样品的光强较小，不能保证平面波入射，最关键的是这种照明方式阻止了NSOM与激光器的结合使用，从而也限制了NSOM在很多新兴领域的使用。尤其是微细结构加工技术都需要使用近场扫描光学显微镜来测量，其中有很多是使用透射收集模式的近场扫描光学显微镜，以表征微纳结构的物理特性，这对入射光是平面波的要求更高。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于近场扫描光学显微镜的光纤照明透射装置，实现外置激光光源在透射收集模式的近场扫描光学显微镜上的应用，有效满足近场扫描对平面波入射的要求，尤其是对微细结构加工的测量的要求，具有结构简单、使用强、无需改装加工近场扫描光学显微镜等特点。
本发明的技术方案是：一种用于近场扫描光学显微镜的光纤照明透射装置，包括：激光器、照明光纤、光纤固定器主体、光纤连接孔、光纤连接器安装孔、光纤连接器安装头、光纤连接器、光纤固定器主体安装头；
所述激光器设置于近场扫描光学显微镜外围，用于发射用于照明的微功率激光；
所述照明光纤用于将所述激光器连接到所述光纤连接器，实现所述激光器发射的微功率激光对微纳结构样品的微功率激光照射；
所述光纤固定器主体用于承载所述照明光纤、光纤连接孔、光纤连接器安装孔、光纤连接器安装头、光纤连接器、光纤固定器主体安装头，实现所述照明光纤的稳固；
所述光纤连接孔设置在所述光纤固定器主体上，用于实现所述照明光纤从所述光纤固定器主体内部穿过，到达所述光纤连接器安装头及所述光纤连接器；
所述光纤连接器安装孔设置在所述光纤固定器主体上表面，用于通过所述光纤连接器安装头安装所述光纤连接器；
所述光纤连接器安装头用于实现所述光纤连接器安装孔与所述光纤连接器的连接；
所述光纤连接器用于固定所述照明光纤的纤芯，实现所述激光器发射的微功率激光通过所述照明光纤对所述微纳结构样品的微功率激光照射；
所述光纤固定器主体安装头设置在所述光纤固定器主体的下部，用于安装在近场扫描光学显微镜的物镜转换器上的近场显微镜物镜转换器上的安装孔上，实现所述光纤固定器主体的固定。
当所述激光器发射的微功率激光通过所述照明光纤照射到所述微纳结构样品上后，近场扫描光学显微镜上的光探测器通过光纤探针，采集到透过所述微纳结构样品的微功率激光，并将采集结果传送到计算机终端进行分析，从而实现对所述微纳结构样品的测量。
本发明通过在近场扫描光学显微镜的物镜转换器上的安装孔上设置微功率激光照射光源，实现了外置微功率激光光源在透射收集模式的近场扫描光学显微镜上的应用，有效满足近场扫描对平面波入射的要求，尤其是对微细结构加工的测量的要求，具有结构简单、使用强、无需改装加工近场扫描光学显微镜等特点。
附图说明
图1为本发明组成结构示意图；
图2为本发明实际应用示意图；
图3为本发明实际安装示意图。
1--激光器、2--照明光纤、3--光纤固定器主体、4--光纤孔、5--光纤连接器安装孔、6--光纤连接器安装头、7--光纤连接器、8--光纤固定器主体安装头、9--近场扫描平台、10--样品、11--光探测器、12--光纤探针、13--近场显微镜的物镜转换器、14--近场显微镜物镜转换器上的安装孔
具体实施方式
实施例1：参见图1至图3，一种用于近场扫描光学显微镜的光纤照明透射装置，包括：激光器1、照明光纤2、光纤固定器主体3、光纤连接孔4、光纤连接器安装孔5、光纤连接器安装头6、光纤连接器7、光纤固定器主体安装头8；
所述激光器1设置于近场扫描光学显微镜外围，用于发射用于照明的微功率激光；
所述照明光纤2用于将所述激光器1连接到所述光纤连接器7，实现所述激光器1发射的微功率激光对微纳结构样品10的微功率激光照射；
所述光纤固定器主体3用于承载所述照明光纤2、光纤连接孔4、光纤连接器安装孔5、光纤连接器安装头6、光纤连接器7、光纤固定器主体安装头8，实现所述照明光纤2的稳固；
所述光纤连接孔4设置在所述光纤固定器主体3上，用于实现所述照明光纤2从所述光纤固定器主体3内部穿过，到达所述光纤连接器安装头6及所述光纤连接器7；
所述光纤连接器安装孔5设置在所述光纤固定器主体3上表面，用于通过所述光纤连接器安装头6安装所述光纤连接器7；
所述光纤连接器安装头6用于实现所述光纤连接器安装孔5与所述光纤连接器7的连接；
所述光纤连接器7用于固定所述照明光纤2的纤芯，实现所述激光器1发射的微功率激光通过所述照明光纤2对所述微纳结构样品10的微功率激光照射；
所述光纤固定器主体安装头8设置在所述光纤固定器主体3的下部，用于安装在近场扫描光学显微镜的物镜转换器13上的近场显微镜物镜转换器上的安装孔14上，实现所述光纤固定器主体3的固定。
当所述激光器1发射的微功率激光通过所述照明光纤2照射到所述微纳结构样品10上后，近场扫描光学显微镜上的光探测器11通过光纤探针12，采集到透过所述微纳结构样品10的微功率激光，并将采集结果传送到计算机终端进行分析，从而实现对所述微纳结构样品10的测量。

Claims (1)

1.一种用于近场扫描光学显微镜的光纤照明透射装置，其特征在于，包括：激光器(1)、照明光纤(2)、光纤固定器主体(3)、光纤连接孔(4)、光纤连接器安装孔(5)、光纤连接器安装头(6)、光纤连接器(7)、光纤固定器主体安装头(8)；
所述激光器(1)设置于近场扫描光学显微镜外围，用于发射用于照明的微功率激光；
所述照明光纤(2)用于将所述激光器(1)连接到所述光纤连接器(7)，实现所述激光器(1)发射的微功率激光对微纳结构样品(10)的微功率激光照射；
所述光纤固定器主体(3)用于承载所述照明光纤(2)、光纤连接孔(4)、光纤连接器安装孔(5)、光纤连接器安装头(6)、光纤连接器(7)、光纤固定器主体安装头(8)，实现所述照明光纤(2)的稳固；
所述光纤连接孔(4)设置在所述光纤固定器主体(3)上，用于实现所述照明光纤(2)从所述光纤固定器主体(3)内部穿过，到达所述光纤连接器安装头(6)及所述光纤连接器(7)；
所述光纤连接器安装孔(5)设置在所述光纤固定器主体(3)上表面，用于通过所述光纤连接器安装头(6)安装所述光纤连接器(7)；
所述光纤连接器安装头(6)用于实现所述光纤连接器安装孔(5)与所述光纤连接器(7)的连接；
所述光纤连接器(7)用于固定所述照明光纤(2)的纤芯，实现所述激光器(1)发射的微功率激光通过所述照明光纤(2)对所述微纳结构样品(10)的微功率激光照射；
所述光纤固定器主体安装头(8)设置在所述光纤固定器主体(3)的下部，用于安装在近场扫描光学显微镜的物镜转换器(13)上的近场显微镜物镜转换器上的安装孔(14)上，实现所述光纤固定器主体(3)的固定。
当所述激光器(1)发射的微功率激光通过所述照明光纤(2)照射到所述微纳结构样品(10)上后，近场扫描光学显微镜上的光探测器(11)通过光纤探针(12)，采集到透过所述微纳结构样品(10)的微功率激光，并将采集结果传送到计算机终端进行分析，从而实现对所述微纳结构样品(10)的测量。
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