《基於探針外差干涉的納米光場相位測量研究》是依託清華大學，由王佳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於探針外差干涉的納米光場相位測量研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王佳
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光學探針外差干涉方法是將雷射外差干涉術引入近場光學測量，具有超衍射解析度、高精度光場相位檢測和同步納米形貌檢測等特點。不僅可以探測光強和形貌信息，還可以獲得納米光場的相位和振幅信息。光場相位測量是研究納米尺度下光的電磁場行為以及光與物質相互作用機理的重要基礎。通過物理建模、數值方法，研究納米尺度下光與納米結構、物質相互作用、影響因素以及擾動探測中相位、振幅、偏振變化等對隱失場和激勵發射的傳播場的影響。建立光學探針外差干涉相位測量系統，探索探針外差干涉方法測量納米光場的機理，最佳化相位測量條件，發展外差干涉信號編碼解碼和相位信號的處理方法，使其具有納米空間解析度，具有確定的空間對應關係。本課題的研究將為納米光子學、等離激元光學、Metamaterials的研究提供重要實驗測量手段。為充分理解納米尺度光與物質相互作用、納米光學器件的工作原理、檢驗理論計算、最佳化設計及套用具有重要意義。
結題摘要
本項目研究中利用近場光學互易定理解釋SNOM系統測量機理和回響特性，得到了在微擾近似條件下圓偏振正交基展開的互易定理形式。建立了探針與納米光場相互作用模型，引入系統點擴散函式的概念，根據互易定理進行了模擬和解釋了探針的卷積效應。建立了外差干涉孔徑型SNOM相位/振幅測量系統。系統可精確地調整入射光的入射角、偏振態、激發模式等參數；收集光路具備高信噪比，高抗干擾能力。實現了納米光場可見光波段相位/振幅Mapping測量。提出了新的實時相位誤差補差方法，利用共光路和共模抑制的原理建立了具有實時相位誤差補償功能的相位測量系統，減小了漂移影響，提高了測量精度。對等離激元光學器件、光柵、超穎表面等樣品進行了相位和振幅的Mapping測量並獲得了很好的相位/振幅分布實驗測量結果。根據相位測量數據對等離激元光學器件的功能和納米光場傳播特性進行了分析。本項目對於納米光場相位分布的實驗測量和分析研究為光與物質相互作用的探索提供了切入點，為等離激元光學中相位調控提供了理論依據。發表SCI收錄的學術論文11篇，其他學術論文4篇，申請國家發明專利3項。預期研究目標和技術指標已全部實現。
