由于能够突破光学衍射极限,近场光学显微测量术已成为实现亚微米分辨率的重要手段。在近场光学显微系统中,光纤纳米探针是关键部件,它的性能取决于其形状参数,例如锥角和尖端半径。对于探针性能的研究,实验手段往往需要精密而昂贵的设备,理论仿真则因其低成本和可操作性的优势成为了一种重要的评估手段。在以往的文献报道中,有许多相关的理论工作,但多集中于线性锥形探针,缺乏对各种锥形探针性能的系统研究。
对此,武汉光电国家实验室(筹)博士生朱桅在导师史铁林教授、汤自荣教授的指导下,对抛物线光纤纳米探针的通光率进行了数值模拟研究。结果显示,通光率会随着入射波长或者探针形状的改变而剧烈变化,有多个波动峰值。也就是说,在长波长的情况下也能实现高通光率。通过深入的研究和分析,发现通光率的波动是由光波在光纤锥中的传导模式和表面等离激元模式共同作用的结果。该研究意味着可以通过合适的波长和锥形的选择,实现高通光率,对于近场光学显微镜性能提升具有重大的意义。
该成果发表于美国光学协会旗下杂志Optics Express上(Vol. 21, Issue 23, 28103-28110, 2013)。该研究得到了国家自然科学基金(No. 51275195)和国家重大仪器专项(No. 2011YQ160002)的支持。
(责任编辑:陈智敏)