针对原子自旋器件的碱金属气室镀膜层厚度的精确测量，提出了一种基于受抑全反射的膜层厚度测量方法。根据该方法搭建了膜厚测量系统，并进行了实验测试。分析了受抑全反射的基本理论和基于受抑全反射的膜厚测量原理，介绍了基于该方法的膜厚测量系统的构成及工作原理并分析了影响系统测量精度的主要因素和解决方案。通过分析和仿真激光器波长的波动、入射角变化以及折射率参数的不准确等对膜厚测量结果的影响评价了系统的性能。最后，利用该系统对镀膜样品进行了测量实验，并利用薄膜分析仪做了对比试验。实验结果表明: 该方法的测量结果存在一个2.6 nm左右的常值偏差，对其补偿后能够较为准确地对镀膜层厚度进行测量，测量精度接近1 nm，基本满足碱金属气室镀膜质量检测的需求，且具有较高的稳定性和可靠性。

受抑全反射结构中,反射光束和透射光束的古斯汉欣(Goos-Hnchen)位移同时存在,对称双棱镜结构的受抑全反射古斯汉欣位移通常只有波长量级,在实验中很难测量。计算了在入射角大于棱镜与空气界面的临界角小于棱镜与薄膜界面临界角时,镀有电介质膜的对称双棱镜的受抑全反射过程中入射光束的反射系数和透射系数的复数表达式。利用稳态相位法计算得出透射光束和全反射光束的古斯汉欣位移。结果表明,反射光束和透射光束古斯汉欣位移量相同,与入射角大小、薄膜厚度以及空气层厚度有关。在入射角小于但接近棱镜与薄膜界面的临界角,薄膜厚度和空气层厚度一定时,古斯汉欣位移量共振增强达到波长的数百倍。

建立了受抑全反射理论模型,设计了受抑全反射光调制器和激光腔外、腔内调制实验,分析了实验结果, 证明了利用受抑全反射可实现光调制。并提出了提髙调制深度的方法,展望了受抑全反射光调制器用于激光调Q的前景。

介绍的扫描近场光学显微镜能够以探针作为亚微米光源或探测器以及受抑全反射等三种工作方式探测样品,在没有样品-探针间距控制的情况下对全息光栅、脂质体以及沸石粉末等进行了扫描成像,并获得了超衍射极限的光学分辨率,其中最优分辨率可达约100 nm。

系统地分析了各种常见的不同形状探针，综合考虑其纳米区的能量耦合和模式耦合，并给出数值模拟结果。