近场光学显微镜新方法：测量折射率与倾角

"照明光可控收集式近场光学显微镜测量样品倾角和折射率" 在光学显微镜领域，近场光学显微镜（Near-field Optical Microscopy, NFM）是一种具有高分辨率的成像技术，尤其适用于观察亚波长尺度的结构。本文介绍了一种针对收集模式近场光学显微镜的新方法，该方法可以同时测量样品的折射率和倾斜角，提高了实验的精确性和应用范围。 传统的近场光学显微镜通常利用探针与样品表面之间的非常小的距离（小于光的波长）来采集非衍射光信号，实现超分辨率成像。然而，本文提出的方法引入了一个反馈控制系统，用于调整照射到样品的光强，并确保探针与样品保持恒定间距进行垂直振荡。在这种设置下，探针两侧对称地照射两束光，通过数字信号处理器（DSP）同步控制照射光强的改变、近场光强的采样以及探针的振动。 在一个振动周期内，系统会记录一组近场光强的极值。随后，在下一个周期，通过调整每束光的强度，改变隐失场（Evanescent Field）的分布，从而得到一组不同的近场光强极值。通过分析多个振荡周期内采集的不同光强数据，可以计算出样品的倾角和折射率。 为了验证这一方法的有效性，研究人员对光栅和细胞膜进行了测试。在光栅样品的实验中，他们获得了分辨率优于400纳米的形貌图像，证明了这种方法在横向分辨率上的优越性。而在细胞膜的测试中，结果显示细胞膜的折射率大约为1.4，这不仅验证了折射率测量的准确性，还展示了该方法在利用光学信息构建样品形貌方面的潜力。 此创新技术的实施不仅提供了更准确的样品参数测量，还有望在材料科学、生物学和微纳技术等领域得到广泛应用，推动近场光学显微镜技术的进一步发展。通过改进近场成像系统的功能，科学家们能够更好地理解和研究微小结构的物理特性，这对于纳米尺度的科学研究和技术开发至关重要。