深圳市普達鐳射科技有限公司

表面等離子激元數字全息成像

 

外表等離子激元:數字技術可以在沒有透鏡的狀況下實時全息成像

研討人員應用等離子激元波對外表特征的極端敏理性,可以使全息成像系統快到足以監測微秒級的結合進程。來自美國伯特利大學的Nathan Lindquist及其加拿大維多利亞大學的同事們采用激光激起的辦法,將相關的等離子激元波導向目的物體,例如位于超潤滑銀膜上的微珠。參考波和從樣品收回的波之間構成的干預圖案,經掃描探針尖端或熒光膜捕捉后構成了不同的全息圖像。數字重建技術使得系統可以在沒有等離子光學元件的狀況下再現等離子激元場,并發生多個物體的高分辨率全息圖像?,F有的等離子傳感器需求二維數據,速度較慢,而數字重建技術技術可以從單一的一維掃描中發生全息圖像,所以它在實時成像使用中前景十分黑暗。

文章中,作者展現了外表等離子激元數字全息成像技術,應用外表等離子激元波的傳達直接立體內成像。外表等金屬普達鐳射字焊接機離子激元成像受限于缺乏復雜的立體內透鏡和反射鏡,而無透鏡的數字全息成像依賴于對參考波和目的波之間的干預圖案停止的數字解碼技術。應用遠場衍射光學技術,數字解碼可以依據二維記載的數據給出三維信息,提供出目的波的振幅和相位的完整記載,即全息圖。但是,關于等離子激元,僅僅需求一維的記載數據,傳達的等離子激元波的相位和振幅經提取后可被用于高分辨率的面內成像。實驗中,研討者使用了雙探針近場掃描光學顯微鏡和光刻圓形熒光屏,兩種不同的辦法來記載無鏡頭點光源等離子激元數字全息成像的等離子激元全息圖。由于點光源的幾何構造具有提供立體內縮小的功用,所以可以使用絕對較低分辨率的顯微鏡物鏡停止高分辨率成像。這項技術無需等離子激元反射鏡或透鏡而可以收集完整的復雜波形,為新型面內等離子激元成像技術的開展奠定了根底。

(a)等離子激元參考波在外表傳達;(b)在外表傳達的等離子激元波與微小的物體互相作用構成散射的目的波,目的波與參考波干預構成等離子激元全息圖;(c)通過雙探針近場掃描光學顯微鏡記載全息圖像;(d)通過熒光屏記載全息圖像。通常在y或φ方向上記載全息圖,并且在已知的參考波被移除之后,等離子激元場可以在-x或-ρ方向上反向傳達以重建原始物體波的幅度和相位

圖1 實驗原理示意圖

(a)帶有固定光源和第二個掃描探針的雙探針安裝-用于記載全息圖像;(b)通過挪動樣品臺將聚苯乙烯球置于兩個探針之間;(c)物體的原子力顯微鏡掃描圖像;(d)等離子激元的同步近場掃描圖像;(e)全息圖在圖(d)虛線處的橫截面特征

圖2 使用雙探針近場掃描光學顯微鏡(NSOM)的等離子激元數字全息成像

(a)用于等離子激元全息成像的PMMA屏幕的掃描圖像;(b)等離子激元全息圖的熒光圖像;(c)沿著虛線從圖像中提取一維等離子激元全息圖;(d)物體的數字重建;(e)三個物體的熒光圖像;(f)三個物體的全息圖;(g)三個物體的數字重建

圖3 使用熒光屏的等離子激元數字全息成像

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