提出一种利用镀有金属薄膜的V形无孔光学探针构建的扫描近场光学显微镜, 将圆偏振光注入镀有金属薄膜的V形槽内在针尖处形成近场照射光源, 并利用探针收集样品表面近场光信号。理论分析表明: 探针收集的近场和远场反射光之间存在一定的相位差, 该相位差与探针机械结构、探针与样品的距离有关, 可通过探针与样品之间的距离加以控制, 因此利用偏振性器件可有效抑制远场光强。实验中, 探针与样品之间的距离通过范德华力回馈控制, 探针操作在接触模式, 实验结果显示所测近场与远场光相位相差57°, 近场光学图像横向分辨率优于12 nm。

研究了基于微波光子技术的相控阵雷达天线现场校准技术。介绍了微波光子技术进行相控阵天线现场校准的基本原理, 通过利用架设在相控阵天线阵面上的光学探针中的电光晶体的泡克尔斯效应, 使得自探针反射的光学信号携带有天线单元的近场辐射信息, 在将其进行光电转换后采用外差相干检测的方法来获得信号中所携带的天线单元的幅相信息, 便可实现对天线阵面天线单元辐射场信息的快速检测, 实验验证系统的电场幅度和相位测量精度可以分别达到0.3 dB和2°, 同时该方法对被测天线单元具有侵入性低、抗干扰能力强、体积小等优点, 满足相控阵天线现场校准的实际需要, 具有很强的工程实用价值。

先进的光学纳米探针对于生物组织的光学成像、疾病的诊断和治疗具有巨大的促进作用, 尤其是对于生物体分子水平活动的动态信息的深入了解。新型的光学探针如纳米金棒、上转换纳米颗粒和氧化石墨烯等, 能克服传统探针的一些不足, 具有较高的对比度、稳定性和生物兼容性, 而且还拥有深层组织成像和实时动态成像的能力。本文对这些纳米光学探针的光学性质和优点进行了简要的介绍, 并通过综述作者及其他研究者在过去几年的研究成果, 总结这些先进的纳米探针在生物成像和医学诊断、治疗方面的应用, 并展望其应用前景。

为了快速、准确地获得大尺寸工业产品或带有深槽孔工件的关键点三维坐标, 本文基于工业近景摄影测量理论、立体视觉技术等, 研究并实现了两种工业便携式、接触式光学探针测量系统。研究了测量系统涉及的探针设计、探针标定以及三维点解算等关键技术, 设计了点阵式和手持相机式两种适用于不同工业场合的工业探针。针对点阵式探针的测量, 提出了一种用于解算探针坐标系与世界坐标系相对关系的点云匹配方法。此外, 采用拟合虚拟球的方法准确标定了两种探针的内部参数。最后, 通过对比标准球与三坐标测量机的测量结果, 得到系统的测量精度可达0.1 mm/m。该精度满足一般大、中型工件的三维点测量精度标准。

The measurement of boreholes with diameters smaller than 500 μm is a demanding task that cannot be performed using state-of-the-art production metrology. In this letter, a miniaturized fiber probe with a diameter of 80 \mu m is presented. A probe is used for low-coherence interferometry to conduct highly precise measurements of form deviations of small boreholes. Measurements conducted in nozzles are also presented. The results prove the potential of the fiber-optical sensor for quality inspection of high-precision parts, such as injection nozzles, for common-rail diesel engines.

提出了一种基于纳米光学天线的新型扫描近场光学探针,基本结构是在传统光学探针的下端面集成金属偶极纳米光学天线,当入射光照射金属纳米偶极天线时激发金属表面等离激元共振,在天线间隙处产生了巨大的局域场增强,既提高耦合进入探针的光信号强度,又提高信噪比,实现高分辨率。利用时域有限差分(FDTD)法研究了不同孔径(50,100,130,150,170和200 nm)的新型探针对同一样品的探测结果。照明光源为830 nm平面波,TE极化,扫描高度10 nm。研究结果表明新型探针分辨率随孔径增大时变化规律是先增加后减小,在孔径150 nm 时分辨率最高,达 45 nm,比同样孔径传统探针分辨率提高近4倍。对比分析了当探针位于样品中心时不同孔径探针端面光场分布图,认为新型探针分辨率变化规律是纳米天线在探针上的有效长度不同所致。对其灵敏度和对比度也进行了初步分析。

By using mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) self-assembled monolayers (SAMs), electroless silver plating is developed for the metallization of near-field optical fiber probes. This method has the advantages of controllability, no pinholes, convenience, low cost, and smooth tip surface. The metallized probes are characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDXS).