导读:本文包含了近场光学成像论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:有孔针尖,亚微米级空间分辨,质谱成像,形貌成像
近场光学成像论文文献综述
李晓萍,殷志斌,程肖玲,刘蓉,杭纬[1]（2019）在《近场光学用于激光解吸飞行时间质谱的亚微米级空间分辨成像》一文中研究指出基于激光离子源的飞行时间质谱法作为一门新兴的成像方法,已经被广泛应用于材料、地质、环境、药物和生命科学领域中。但受限于光学衍射极限、聚焦透镜的焦距和数值孔径等因素,使其难以实现亚微米尺寸的高空间分辨率成像。近场技术的引入成功地解决了光学衍射极限的限制,将近场技术与激光电离技术相结合,可以实现对固体样品表面纳米级弹坑的剥蚀。此外,传统的质谱成像技术常常假设样品表面是平整的,忽略其表面形貌的高低起伏,但这往往会导致信号强度不稳定和成像假象。为此,不仅需要获得样品中的化学组成与空间分布,还需同时获得样品表面的形貌信息,才能实现多功能的原位表征。在自行研制的激光解吸/电离飞行时间质谱的基础上,采用近场纳米有孔针尖离子源代替传统的远场激光聚焦,以532 nm波长激光为第一束解析激光, 355 nm波长激光为后电离激光,音叉式原子力显微镜控制系统针尖与样品之间的距离维持在近场范围内,对酞菁铜镀层样品表面进行了弹坑剥蚀实验,获得了直径为550～850 nm的弹坑点阵;并对7.5μm×7.5μm的标准酞菁铜网格样品进行了铜离子亚微米级的高分辨率成像;此外,纳米有孔针尖离子源作为原子力显微镜的一种变体,还可同时获得成像区域的表面形貌信息,这一结合优势大大拓展了质谱技术在微纳尺度下的原位表征能力。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2019年05期）
杨爱萍[2]（2018）在《新型超分辨近场光学扫描成像基础研究及应用》一文中研究指出近场光学扫描成像在近现代迅速发展,目前已经成为科学前沿领域无法代替的纳米尺度表征手段,具有越来越重要的应用价值。近场光学扫描成像技术通过近场探针将无法在远场探测到的隐失波转化为可探测的光学信号,实现了衍射极限的突破,具有超分辨、无标记、多参量等特点,因而在物理、化学、生物等诸多领域有广泛的应用。然而,传统的近场扫描显微镜由于探针的局限性,存在分辨率有限、技术复杂和成像耗时长等许多问题。近年来,近场光学扫描成像向着更高的分辨率、更快的成像速度、更多样的成像参量和更常规的成像条件发展。针对近场光学扫描成像的发展需求,金属材料等新型近场探针得到了快速的发展,但仍然存在成像参量有限、信号提取困难等缺点。针对目前近场光学扫描成像存在的困难,本文在对纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应进行系统研究之后,提出利用纳米颗粒-金属膜构成的表面等离子体结构作为近场探针进行近场光学扫描成像,并就其应用展开了探索性的研究。本论文主要内容包括:1.聚焦矢量光场的强度分布成像研究,包括对其纵向场分量和横向场分量的强度分布选择性成像。针对纵向分量,提出以金属纳米颗粒-金属膜结构为近场探针进行强度分布表征,其中研究了金属纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应特性及其影响因素,理论上探索了金属纳米颗粒-金属膜结构作为近场探针进行光场纵向场分量成像的原理,实验上采用银纳米颗粒-银膜结构对多种聚焦矢量光束的纵向场分量进行了表征,证明了该成像手段的可行性和优越性。针对横向场分量,提出利用介质纳米颗粒-金属膜结构进行强度分布表征,理论研究了介质纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应特性,为实现光场横向场分量表征提供了设计方案,通过实验和理论相结合的方法甄选出了最优的介质纳米颗粒尺寸,并实验对常见的SPP光场的横向场分量的强度分布进行了成像。该部分的研究解决了传统近场扫描显微镜(Scanning Near-field Optical Microscopy,NSOM)成像参量单一、信号光提取困难、成像效率低等关键性问题。2.聚焦矢量光场的自旋特性研究,包括聚焦矢量光场的横向自旋和特殊聚焦矢量光场-涡旋表面光场(Surface Plasom with Optical Vortex,SPOV)的纵向自旋两个方面。针对聚焦矢量光场的横向自旋,提出利用表面等离子体耦合共振辐射(surface plasmon emission,SPCE)对其进行定性研究。针对SPOV光场纵向自旋,提出一种基于光场局域自旋的超精细结构-SPOV纵向自旋精细结构,对其精细程度进行了实验表征,表征结果为15nm。另外,设计了一种共轭SPOV光场自旋精细结构用于超高精度位置探测,实验完成位移分辨率可达1nm以下,探测范围为百纳米量级,位置探测的精度范围比为10~(-5)量级。这一位置探测精度在目前以光学手段进行位置探测的研究中属于最高水平,有望应用在高精度纳米平移台,原子力显微镜反馈系统等高精度位置需求领域。这部分的研究突破了目前聚焦矢量光场的自旋特性研究难以进行实验研究的窘境,同时提出了一种应用场景,将自旋特性的优势体现到实用价值的层面。3.金属颗粒-金属膜Gap结构为基底的表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)研究,理论和实验两方面证明了入射光偏振态对SERS增强的影响,揭示了其电场耦合能力的强弱关系,证明了径向偏振光在金属颗粒-金属膜Gap结构中的电场耦合能力比传统的线偏振光束强。更进一步,提出对径向偏振光进行调制,产生完美径向偏振光,将其应用到基于金属颗粒-金属膜Gap结构的近场拉曼检测中,实现了更高的SERS增强能力,相对于普通径向偏振光,增强达20倍以上。该研究对SERS增强的研究指出了一个新的方向,即通过激发光的调制也能达到更进一步的SERS增强,这种改进相对于基底的改进等更加简单有效。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
朱星[3]（2017）在《探索更高分辨本领的成像技术——兼评《扫描近场光学显微镜与纳米光学测量》》一文中研究指出视觉是人类感知外部客观世界的重要方式。我们常说"眼见为实",说明人们通过图形图像识别而理解世界本质的重要性。从天文望远镜到电子显微镜,人们的视野从遥远的宇宙延伸到单个分子、原子。由于当代光学、电子学的快速发展,尤其是激光、超灵敏度的光电转换器件、计算机控制及图像处理的快(本文来源于《物理》期刊2017年05期）
刘思尧[4]（2017）在《近场光学成像中无界粗糙表面的逆散射问题》一文中研究指出本文主要研究近场光学成像中无穷区域粗糙表面上的逆散射问题,所谓近场成像即超过衍射极限分辨率来重构散射面.无穷粗糙散射面可以看作是平面的小光滑的扰动,这里我们考虑两个尺度的扰动,即在正半轴和负半轴小扰动阶数不同.首先对于正散射问题,我们通过引入透明边界条件(TBC),将无界域散射问题转化为狭长带状域内的边值问题,利用Lax-Milgram定理得到正散射问题弱解的适定性.然后通过变换域扩张法和摄动展开法将带有复杂散射面的边值问题转化为频域上的光滑迭代列的两点边值问题,再通过积分方程法求出正问题收敛的解析解.本文中对两个尺度的散射问题,将近场数据作为测量数据来重构散射面.在重构过程中,通过忽略无穷幂级数展开中的高阶项来将非线性逆问题线性化,并得到一个关于散射面的表达式.由于散射表面的隐失波主要由高空间频部分组成,其对近场成像的超分辨率起有一定的作用,我们主要采用光谱切断正则化的方法来控制隐失波部分噪声的指数增长.本文中的方法适用于软(sound soft)边界,硬(sound hard)边界以及阻抗(impedance)边界.此外,重构两个尺度的散射面,通过快速Fourier变换我们只需要单个频率的入射波条件,并且,可以证明在单频入射条件下,逆散射问题的解是局部唯一的.(本文来源于《东北师范大学》期刊2017-05-01）
蔡怀鸿,杨培慧,蔡继业[5]（2013）在《基于金属增强荧光效应的金复合纳米二氧化硅在细胞近场光学成像中的应用》一文中研究指出金纳米颗粒因其具有独特的物理化学及光学性质,在生物影像、疾病诊断治疗等领域表现出极大的应用前景,但因小尺寸纳米金颗粒(<30 nm)荧光效率低、易淬灭荧光信号等问题,使其在细胞内荧光成像中受到较大局限。金属增强荧光效应(Metal-enhancedfluorescence effect)通过调控金纳米颗粒与荧光团间距离,能显着增强体系荧光强度。(本文来源于《广东省生物物理学会2013年学术研讨会论文集》期刊2013-12-06）
董亮[6]（2008）在《一种新型近场光学显微镜成像数值模拟》一文中研究指出光子扫描隧道显微镜(PSTM)是一种新近发展起来的能够突破传统光学显微镜的分辨率极限的高分辨光学显微镜，适用于透光样品以及对观察样品的无损探测，在透光材料，医学，生物领域具有诸多应用。探针作为光子隧道扫描显微镜的关键部件之一，对高分辨，高效率地获取真实的样品形貌图像具有十分重要的作用。由于样品和探针的相互作用的过程非常复杂，其物理模型构成多体散射电磁系统，严格的理论分析和解析方程表达十分困难，因此数值模拟的方法在近场光学的研究中占有重要地位。其中，时域有限差分法是各种数值模拟方法中相对简捷有效的方法，在近场光学数值模拟中有着广泛的应用。光纤探针作为PSTM成像的关键因素，受到了广泛的关注。但是在本课题组以往的工作中已注意到对介质样品和介质探针的近场成像分辨率和灵敏度很差，甚至用只激励探针尖一小部分的方法回避这一问题。本论文对此作了改进，用激励全部探针尖方法重新作了数值模拟，得出的结果是PSTM在入射波方向分辨率仅为100多纳米，而在垂直于入射波方向更差。为了减少FDTD误差，对程序作了改进，采用高性能的UPML边界算法替代以前的MUR边界算法。本课题组以往的工作中已注意到探针尖带纳米尺度的金属颗粒，可以提高近场光学显微镜的分辨率和灵敏度，但工艺不易实现，颗粒易脱落。针对这一问题，我们已提出所谓用纳米薄膜解决方案，即介质探针外再镀含纳米颗粒薄膜方案，并对二维情形作了数值模拟。本文在此基础上，对叁维情况的纳米薄膜探针作了数值模拟，进一步证实了这是一个高分辨，高效率，不易损坏，工艺易实现的一种新型近场光学显微镜设计方案，从而为制备这种光纤探针提供理论支持。(本文来源于《大连理工大学》期刊2008-01-01）
林琳[7]（2007）在《近场光学不同成像方式的数值模拟》一文中研究指出近场光学成像理论建立至今，已经有多种形式的近场光学显微镜陆续问世，其中扫描近场光学显微镜和光子扫描隧道显微镜有了较为快速的发展。扫描近场光学显微镜是80年代发展起来的具有亚波长量级的扫描探针型显微镜，有反射式、透射式多种类型；光子扫描隧道显微镜是随后发展起来的另一种类型，是通过光纤探针探测样品表面的隐失场，来获得携带样品表面形貌和光学性质的信息。他们都能对纳米尺度的样品成像，且具有光学无损探测的特点，可观察活性样品，应用广泛。本文在其成像原理的基础上，采用时域有限差分法对这两种成像系统进行数值模拟分析及讨论其各自的成像特点。为了研究在这两种成像模型中，应用不同类型探针作用时的成像特点，本文在课题组以前研究的基础上，应用色散介质Drude计算模型，用叁维时域有限差分法模拟了等高扫描模式下，探测多种聚氯乙稀球形样品的电场强度分布：首先，在无探针的情况下，数值模拟得到样品表面的隐失场信息，及其近场图像；然后，分别加入介质探针(无镀膜光纤探针)和镀金属膜孔径探针对球形样品进行等高探测，由于此过程涉及在近场成像过程中不同种类探针和样品散射场，以及系统中样品之间的相互作用影响，使得成像过程非常复杂。虽然在系统无探针的情况下，能够数值模拟得到较为清晰的样品近场成像，但是这个过程只涉及到入射场和样品、样品和样品之间的相互作用，而在实际操作中，都需要应用探针来收集样品的近场信息，所以在数值模拟过程中设置探针是很有必要的，并且探针类型的不同也是影响成像的关键因素。结果可以显示：介质探针对介质样品的探测成像有较为严重的相互干涉影响。镀金属膜孔径光纤探针在近场探测中对分辨率和灵敏度的提高有着重要的作用。本文得出了一些有意义的结果，对近场成像系统模型的改进和实验的设置有一定的指导意义。(本文来源于《大连理工大学》期刊2007-06-10）
马业万[8]（2006）在《格林函数—共轭梯度法—快速傅立叶变换在近场光学成像中的应用》一文中研究指出光子扫描隧道显微镜(PSTM)是扫描隧道显微镜的一种，利用样品表面的隐失波携带高频信息，通过探测近场区域的隐失波成像，突破了衍射极限的限制，获得了纳米尺度的超分辨率图像。本文利用近场光学理论—格林函数法—来研究近场光学成像，有效的描述了近场区域的光场与物质之间相互作用。通过将求解的Lippmann-Schwinger积分方程离散化进而求得空间近场的散射场分布，与微分方程FDTD法比较，由于格林函数法通过求解积分方程，边界条件被包含在积分方程里面，避免了边界条件的处理，及因边界条件不理想所产生的误差。但由于传统求解Lippmann-Schwinger积分方程的解法主要通过矩阵求逆—矩量法(Method of Moment，MOM)，而格林函数系数矩阵的存储量和矩阵与向量的乘积运算量分别为～N~2和～N~3，因此矩量法不适合求解大尺寸及多体的电磁场散射。本文采用共轭梯度法和快速傅立叶变换算法求解离散Lippmann-Schwinger积分方程，与传统的格林函数解法矩量法相比，由于共轭梯度法降低了计算机内存的占有量并结合格林函数本身特点只是空间坐标的函数，使矩阵的存储量由～N~2降低为～N；在共轭梯度法迭代过程中矩阵与向量的乘积运算满足卷积运算，因此可以利用快速傅立叶变换算法来加速运算，这样矩阵与向量的乘积运算量由～N~3降低为～NlogN，从而实现了近场大尺寸及多体电磁散射的数值模拟。 本文主要利用格林函数共轭梯度法和快速傅立叶变换算法来研究一些样品的近场光学成像，解释样品成像的物理意义，通过成像理论看出，近场光学成像是一种复杂的近场干涉图像，同时对金属样品的成像可看出，金属样品的光学成像表现为近场的场增强效应，且其光强的分布随探测面高度的增加到快速衰减，这主要是对金属来说场强起主导作用的是沿Z方向电场—隐失场，这也符合金属表面等离子激元共振仅存在样品表面几个纳米尺度范围内情况。(本文来源于《大连理工大学》期刊2006-12-01）
雷,F,H,卡里德,K,科瑞特,L,特萨迪,A,特洛瓦约,M[9]（2006）在《具有高品质因数的剪切力扫描近场光学显微镜在液体中的生物成像(英文)》一文中研究指出基于剪切力的探针-试样间距控制扫描近场光学显微镜用于生物材料在液体中的成像比在空气中难得多。液体的黏性阻尼和软的试样表面要求更高的力检测灵敏度。最近我们试验成功的压电双晶片剪切力检测器结合力反馈技术,可以大幅度提高双晶片的机械谐振品质因数,从而改善在粘滞液体中力检测灵敏度。当双晶片在它的某一本征频率下被激励,通过调节一个适当的反馈力,它的机械谐振品质因数在水中可以从40增强到103,因此成像灵敏度获得显着改善。上述力检测技术被用于一些生物试样在液体环境下的拓扑和近场光学成像。所得到的力、相位和光学图像显示了高的成像质量和分辨率。实验结果证明上述装置尤其适宜于近场光学显微镜在生物领域的应用。(本文来源于《电子显微学报》期刊2006年04期）
崔国才,叶梅,叶虎年[10]（2005）在《非探针近场光学显微镜的成像实现》一文中研究指出介绍一种非探针近场光学显微镜,并对它的图像实现过程及处理方法进行了讨论。该装置以阿达玛变换成像理论为基础,用纳米多孔编码板代替光纤探针获得了较高的光学信噪比。成像研究表明,该装置可对近场衰逝波分量进行有效探测并能实现超衍射极限成像,为近场光学探测研究提供了一种新的思路。(本文来源于《应用光学》期刊2005年02期）
近场光学成像论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近场光学扫描成像在近现代迅速发展,目前已经成为科学前沿领域无法代替的纳米尺度表征手段,具有越来越重要的应用价值。近场光学扫描成像技术通过近场探针将无法在远场探测到的隐失波转化为可探测的光学信号,实现了衍射极限的突破,具有超分辨、无标记、多参量等特点,因而在物理、化学、生物等诸多领域有广泛的应用。然而,传统的近场扫描显微镜由于探针的局限性,存在分辨率有限、技术复杂和成像耗时长等许多问题。近年来,近场光学扫描成像向着更高的分辨率、更快的成像速度、更多样的成像参量和更常规的成像条件发展。针对近场光学扫描成像的发展需求,金属材料等新型近场探针得到了快速的发展,但仍然存在成像参量有限、信号提取困难等缺点。针对目前近场光学扫描成像存在的困难,本文在对纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应进行系统研究之后,提出利用纳米颗粒-金属膜构成的表面等离子体结构作为近场探针进行近场光学扫描成像,并就其应用展开了探索性的研究。本论文主要内容包括:1.聚焦矢量光场的强度分布成像研究,包括对其纵向场分量和横向场分量的强度分布选择性成像。针对纵向分量,提出以金属纳米颗粒-金属膜结构为近场探针进行强度分布表征,其中研究了金属纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应特性及其影响因素,理论上探索了金属纳米颗粒-金属膜结构作为近场探针进行光场纵向场分量成像的原理,实验上采用银纳米颗粒-银膜结构对多种聚焦矢量光束的纵向场分量进行了表征,证明了该成像手段的可行性和优越性。针对横向场分量,提出利用介质纳米颗粒-金属膜结构进行强度分布表征,理论研究了介质纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应特性,为实现光场横向场分量表征提供了设计方案,通过实验和理论相结合的方法甄选出了最优的介质纳米颗粒尺寸,并实验对常见的SPP光场的横向场分量的强度分布进行了成像。该部分的研究解决了传统近场扫描显微镜(Scanning Near-field Optical Microscopy,NSOM)成像参量单一、信号光提取困难、成像效率低等关键性问题。2.聚焦矢量光场的自旋特性研究,包括聚焦矢量光场的横向自旋和特殊聚焦矢量光场-涡旋表面光场(Surface Plasom with Optical Vortex,SPOV)的纵向自旋两个方面。针对聚焦矢量光场的横向自旋,提出利用表面等离子体耦合共振辐射(surface plasmon emission,SPCE)对其进行定性研究。针对SPOV光场纵向自旋,提出一种基于光场局域自旋的超精细结构-SPOV纵向自旋精细结构,对其精细程度进行了实验表征,表征结果为15nm。另外,设计了一种共轭SPOV光场自旋精细结构用于超高精度位置探测,实验完成位移分辨率可达1nm以下,探测范围为百纳米量级,位置探测的精度范围比为10~(-5)量级。这一位置探测精度在目前以光学手段进行位置探测的研究中属于最高水平,有望应用在高精度纳米平移台,原子力显微镜反馈系统等高精度位置需求领域。这部分的研究突破了目前聚焦矢量光场的自旋特性研究难以进行实验研究的窘境,同时提出了一种应用场景,将自旋特性的优势体现到实用价值的层面。3.金属颗粒-金属膜Gap结构为基底的表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)研究,理论和实验两方面证明了入射光偏振态对SERS增强的影响,揭示了其电场耦合能力的强弱关系,证明了径向偏振光在金属颗粒-金属膜Gap结构中的电场耦合能力比传统的线偏振光束强。更进一步,提出对径向偏振光进行调制,产生完美径向偏振光,将其应用到基于金属颗粒-金属膜Gap结构的近场拉曼检测中,实现了更高的SERS增强能力,相对于普通径向偏振光,增强达20倍以上。该研究对SERS增强的研究指出了一个新的方向,即通过激发光的调制也能达到更进一步的SERS增强,这种改进相对于基底的改进等更加简单有效。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
近场光学成像论文参考文献
[1].李晓萍,殷志斌,程肖玲,刘蓉,杭纬.近场光学用于激光解吸飞行时间质谱的亚微米级空间分辨成像[J].光谱学与光谱分析.2019
[2].杨爱萍.新型超分辨近场光学扫描成像基础研究及应用[D].深圳大学.2018
[3].朱星.探索更高分辨本领的成像技术——兼评《扫描近场光学显微镜与纳米光学测量》[J].物理.2017
[4].刘思尧.近场光学成像中无界粗糙表面的逆散射问题[D].东北师范大学.2017
[5].蔡怀鸿,杨培慧,蔡继业.基于金属增强荧光效应的金复合纳米二氧化硅在细胞近场光学成像中的应用[C].广东省生物物理学会2013年学术研讨会论文集.2013
[6].董亮.一种新型近场光学显微镜成像数值模拟[D].大连理工大学.2008
[7].林琳.近场光学不同成像方式的数值模拟[D].大连理工大学.2007
[8].马业万.格林函数—共轭梯度法—快速傅立叶变换在近场光学成像中的应用[D].大连理工大学.2006
[9].雷,F,H,卡里德,K,科瑞特,L,特萨迪,A,特洛瓦约,M.具有高品质因数的剪切力扫描近场光学显微镜在液体中的生物成像(英文)[J].电子显微学报.2006
[10].崔国才,叶梅,叶虎年.非探针近场光学显微镜的成像实现[J].应用光学.2005