Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ СВЕТА В СКАНИРУЮЩЕЙ МИКРОСКОПИИ БЛИЖНЕГО ПОЛЯ

Работа №54352

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

физика

Объем работы38
Год сдачи2017
Стоимость4750 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
61
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 4
Глава 1. Основы сканирующей микроскопии ближнего поля 6
1.1 Зонды для сканирующей микроскопии ближнего поля 6
1.2 Принцип работы сканирующего микроскопа ближнего поля 13
1.3 Процесс локализации света в апертурном зонде 18
1.4 Фотоиндуцированные поверхностные деформации светочувствительных азополимеров 21
Глава 2. Исследование поверхностных деформаций фоточувствительного азополимера под действием оптических ближних полей.
2.1 Численное моделирование оптических ближних полей под СБОМ-зондом
2.2 Методы и объекты исследования
2.3 Получение поверхностных деформаций для сфокусированных гауссовых
пучков высших порядков
Результаты и выводы
Заключение
Литература 25

Сканирующая микроскопия ближнего поля (СБОМ, англ. Scanning nearfield microscopy, SNOM/NSOM) - экспериментальная техника, созданная в 80-х годах прошлого века. Это первая экспериментальная оптическая техника, работающая в видимом диапазоне, позволившая преодолеть дифракционный предел. В настоящее время, с развитием оптоволоконных технологий, сканирующая микроскопия ближнего поля переживает новый всплеск популярности. Так, апертурные зонды - неотъемлемая часть сканирующего микроскопа ближнего поля - находит применение в качестве биосенсоров[1], в составе интегральной оптики [2] и квантовых коммуникационных сетей [3].
Одной из важнейших задач современной фотоники и спектроскопии является анализ и управление поляризацией оптических ближних полей в апертурных зондах. Знание о поляризационных свойствах ближнего поля позволяет управлять светом за пределами дифракции. В свою очередь, это открывает новые возможности в дизайне наноразмерных оптических устройств, как энергонезависимая память повышенной емкости [4] и интегральные оптические чипы [5]. Также, контроль и управление поляризацией ближнего поля в сканирующей микроскопии ближнего поля (SNOM/NSOM) и спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния (TERS) позволяет детектировать молекулярные ориентации в исследуемых образцах [6], производить спектроскопические исследования одиночных молекул [7] и визуализировать объекты в видимом диапазоне за пределом дифракции света
[8] . Контроль поляризации ближнего поля открывает путь к развитию 3D поляризационной TERS микроскопии [9] и флуоресцентной микроскопии ближнего поля [10], что уже находит применение в физических [11], биологических [12], и химических областях исследования [13].
На данный момент техники поляризационного анализа ближних полей активно разрабатываются. Поскольку свойства как апертурных, так и безапертурных зондов зависят от их геометрических параметров и материалов, необходим простой метод для параметриции ближнего поля этих антенн. Так, например, для определения поляризации ближнего поля у безапертурных зондов применяются фоточувствительные азо-полимеры [14, 15], а также исследование колебания плазмонного диполя посредствам Релеевского рассеяния [16].
В данной работе мы предлагаем метод по визуализации поляризации ближнего поля апертурного зонда посредством фотоиндуцированных поверхностных деформаций фотохромных азо-полимерных пленок.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

В данной работе был продемонстрирован метод визуализации оптических полей в сканирующей микроскопии ближнего поля с помощью фоточувствительных азополимеров. Это недорогой и легкий метод для параметризации ближнего поля апертурных зондов. Знание о поляризации ближнего поля помогает раскрыть потенциал сканирующей микроскопии ближнего поля на различные приложения, где требуется исходные данные о поляризационных свойствах света. Так же, в ходе исследования, было обнаружено, что свет, проходя через оптоволокно, изменяет свою поляризацию. Это может быть следствием наличия механических напряжений в оптоволокне, которые являются побочным продуктом производства оптоволокна методом вытягивания.


1. Agrval H. Surface Plasmon resonance based optical fiber sensor for atrazine detection using molecular imprinting technique[Text] / Shrivastav A. M., Gupta B. D. // Sensors and Acuators B. - 2016. - V.227. - P.204-211.
2. 2
3. 3
4. Meng X. Azo Polymers for Reversible Optical Storage 10. Cooperative Motion of Polar Side Groups in Amorphous Polymers [Text] / Natansohn A., Barrett
C. , Rochon P. // Macromolecules. - 1996. - V. 29. - P. 946-952
5. w
6. Taubner T. Nanoscale-resolved subsurface imaging by scattering-type nearfield optical microscopy [Text] / Eilmann F., Hillenbrand R. // Opt. Express. -
2005. - V.13. - P. 8893.
7. Sonntag M. D. Single-Molecule Tip-Enhanced Raman Spectroscopy [Text] / Klingsporn J. M., Garibay L. K., Roberts J. M., Dieringer J. A. // Phys. Chem.
- 2012. - V.116. - P.478
8. Celebrano M. Single-molecular imaging by optical absorbation [Text] / Kukura
P., Renn A., Sandoghdar V. // Nat. Photonics. - 2011. - V. 5. - P. 95.
9. Florio G. Polarized 3D Raman and nanoscale near-field optical microscopy of optically inscribed surface relief gratings: chromophore orientation in azo- doped polymer films [Text] / Brundermann E., Yadavalli N. S., Santer S., Havenith M. //Soft Matter. - 2014. - V.10. - P.1544.
10. Vicery S. A. Scanning near-field fluorescence resonance energy transfer microscopy [Text] / Dunn R. C. // Biophys. J. - 1999. - V. 76. - P. 1812
11. Xiao R. Effects of structure parameters on the sensor performance of photonic crystal fiber [Text]/ Rong Zh., Pang Y., Bo X.// Opt. Comm. - 2015. - V. 336.
- P. 116-119.
12. Choi W. J. Light-guided localization within tissue using biocompatible surgical suture fiber as an optical waveguide [Text] / Park K. S., Lee B. H. // J. Biomed. Opt. - 2014. - V.19. - P. 090503
13. Silva E. L. All-diamond microelectrodes as solid state probes for localized electrochemical sensing[Text] / Gouvea C. P., Quevedo M. C., Archnjo B. S., Fernandes A. S., Achete C. A., Silva R. F., Zheludkevich M. L., Oliviera F. J. // Anal. Chem. - 2015. - V. 24. - P. 123-130.
14. Ishitobi H. Near-field mapping of single gold nano particles using photo indused polymer movement of azo-polymer[Text] / Kobayashi T., Ono A., Inouye Y. // Opt. Comm. - 2017. - V. 37. - P. 24-29.
15. Kharintsev S. S. Polarisation of near-field light indused with a plasmonic nanoantenna [Text] / Fishman A. I., Kazarian S. G., Salakhov M. Kh.// Phys. Rev. B. - 2015. - V. 92. - P. 115113.
16. Mino T. Quantitative analysis of polarization controlled tip-enhanced Raman imaging through the evolution of the tip dipole [Text] / Satio Y., Verma P. // ACS Nano. - 2014. - V. 8. - P. 10187.
17. T
18. Pan Z. Y. Quasi-vertical tapers for polymer-waveguide-based interboard optical interconnects[Text] / Subbaraman H., Zou Y., Xu X. C., Zhang X. Y., Zhang C., Li Q. C., Guo L. J., Chen R. T. // Phot. Research. - 2015. - V. 3. - P. 317-323.
19. Darafsheh A. Fiber optic probes based on silver-only coated hollow glass waveguides for ionizing beam radiation dosimetry [Text] / Liu H. Y., Melzer J.
E. , Taleei R., Harrington J. A., Kassaee A., Zhu T. C., Finlay J. C. // Proc. of SPIE. - 2016. - V. 9702. - P. 970210.
20. Latha G. Photonic crystal fiber based optical studies of oil deterioration by near field imaging [Text] / Nair P. // Optik - 2016. - V.127. - P. 10991-10998.
21. Alhafez I. A. Influence of Tip Geometry on Nanoscratching[Text] / Brodyanski A., Kopnarski M., Urbassek H. M. // Trib.Lett. - 2017. - V.65. - P. 145-152
22. Goncharenko A. V. Electric near-field enhancing properties of a finite-size metal conical nano-tip [Text] / Chang H. C., Wang J. K. // Ultramicroscopy -
2007. - V. 107. - P. 151-157.
23. Sneppen L. Scanning near-field optical microscopy - looking at the subwavelength scale / Ariese F., Zwan G. - Vrije Universiteit Press. 2004. - p. 102.
24. Novotny, L. Principles of nano-optics [Text] / L.Novotny, B.Hecht. - C.: Cambridge University Press, 2006. - P.177 -189.
25. Lui X. Simple device and reproducible approach for producing high efficiency optical fiber tips for a scanning near-field optical microscope[Text] / Wang J., Li D. // Rev. Sci. Inst. - 1998. - V. 69. - P. 3439-3440/
26. Xiao M. Fabrication of probe tips for reflection scanning near-field optical microscopes: Chemical etching and heating-pulling methods[Text] /Machorro
R., Siqueiror J., Escamilla H. // J. Vac. Sci.&Tech. B. - 1997. - V. 15. - 15161522.
27. Williamson R. L. Meltdrawn scanning nearfield optical microscopy probe profiles[Text]/ Miles M. J.// J. Appl. Phys. - 1996. -V. 80. - P. 4804-4814.
28. Chaingneau M. Nanoprobes for near-field optical microscopy manufactured by substitute-sheath etching and hollow cathode sputtering[Text]/ Oliver G., Minea T., Louam G. // Rev. Sci. Instr. - 2006. - V. 77. - P. 103702.
29. Jung B. Fabrication of Sharp-needled conical polymer tip on the cross-section of optical fiber via two-photon polymerization for tuning-fork-based atomic force microscopy [Text]/ Kong H. J., Cho Y.-H., Lee K.-S., Park C. H., Yang
D. -Y., Lee K.-S.// Opt. Comm. - 2013. - V. 286. - P. 197-203.
30. Chuang Y.-H. A simple chemical etching technique for reproducible fabrication of robust scanning near-field fiber probes[Text] / Sun K.-G., Wang Ch.-J., Huang J. Y. // Rev. Sci. Instr. - 1998. - V. 69. - P. 437.
31. Mononobe Sh. Fabrication of a triple tapered probe for near-field optical spectroscopy in UV region based on selective etchin of multistep index fiber[Text] / Saiki T., Suzuki T., Koshibara S., Ohtsu M. // Opt. Comm. -
1997. - V. 146. - P. 45-48.
32. Lambelet P. Chemically etched fiber for near-field optical microscopy: a process for smoother tips [Text] / Sayah A., Pfeffer M., Philipona C., Marcus- Weible F.// Appl. Opt. - 1996. - V. 37. - P.7289-7293.
33. Mononobe Sh. Reproducible fabrication of a fiber probe with a nanometric protrusion for near-field optics [Text]/ Naya M., Saiki T., Ohtsu M. // Appl. Opt. - 1997. - V. 36. - P. 1496-1501.
34. Veiko V. P. Multifunctional Universal SPM Nanoprobe Fabrication with Laser Technology [Text]/ Golubok A. O. Levichev V. V., Zuong Z., Yakovlev
E. B.// Laser Phys. - 2009. - V. 19. - P. 1142-1151.
35. Lazarev A. Formation of fine near-field scanning optical microscopy tips. Part
I. By static and dynamic chemical etching [Text]/ Fang N., luo Q., Zhang X. // Rev. Sci. Instr. - 2003. - V. 74. - P. 3679-3685.
36. Hoffman P. Comparison of mechanically drawn and protection layer chemically etched optical fiber tips [Text] / Dutoit B., Salathe R.-P. // Ultramicroscopy - 1995. - V. 61. - P.165-170.
37. Mononobe Sh. Fabrication of a pencil-shaped fiber probe with a nanometric protrusion from a metal film for near-field optical microscopy [Text] / Uma Maheswari R., Ohtsu M. // Opt. Exp. - 1997. - V. 1. - P. 229-234.
38. Shi J. Formation of glass fiber tips for scanning near-field optical microscopy by sealed- and open-tube etching[Text] / Qin X. R.// Rev. Sci. Instrum. - 2005. - V. 76. - P. 013702.
39. Held T. Method to produce high-resolution scanning near-field optical microscope probes by beveling optical fibers[Text] / Emonin S., Marti O., Hollricher O. // Rev. Sci. Instrum. - 2000. - V.71. - P.3118-3124.
40. Гусев А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. - М., Наука-Физматлит, 2007. - 416 с.
41.Satoh N. Optical and mechanical detection of near-field light by atomic force microscopy using a piezoelectric cantilever[Text]/ Kobayashi K., Watanabe S.,
Fujii T., Matsushige K., Yamada H.// Jap. J. Appl. Phys. - 2016. - V. 55. - P. 08NB04.
42. Mora C. A. G. Microsphere-based cantilevers for polarization-resolved and femtosecond SNOM [Text]/ Hartelt M., Bayer D., Aeschlimann M., Ilin E. A., Oesterschulze E. // Appl. Phys. B. - 2016. - V. 122. - P. 86.
43. Mourched B. Study of light emission and collection in a transparent dielectric cantilever-based near-field optical probe [Text]/ Nativel E. L., Kribich R., Falgayrettes P., Gall-Borrut P.// J. Microscopy. - 2016. - V. 262. - P. 3-11.
44. Харинцев С. С. Оптические антенны. Методическое пособие. Учебнометодическое пособие. Казань 2015, 40 с.
45. Novotny, L. Principles of nano-optics [Text] / L.Novotny, B.Hecht. - C.: Cambridge University Press, 2006.
46. Hecht В. Seanning near-field optica1 microscopy with aperture probes Fundamentals and applieations[Picture]/ Hecht В., Sick В., Wild U. Р , et al / /
J. Chem Phys. - 2000. - V. 112. - P. 7761-7774.
47. Stбсklе R.M. Brighter near-field optical probes by means of improving the optical destruction threshold [Text]/ Stбсklе R.M., Schaller N , Deckert V., Fokas С, and Zenobi R / / J. Microsc. - 1999. - V. 194. - Р. 378-382.
48. Mendez, A. Specialty Optical Fibers Handbook [Text]/ Mendez, A., Morse T.
F. - C.: Elsevier Academic Press, 2007.
49. Natansohn А. Photoinduced Motions in Azo-Containing Polymers [Text] / A. Natansohn, P. Rochon // Chem. Rev. - 2002. - V.102. - P.4139-4175.
50. Viswanathan N.K. Surface relief structures on azo polymer films [Text] / N.K. Viswanathan, D.Y. Kim, S. Bian, J. Williams, W. Liu // J. Mater. Chem. -
1999. - V.9. - P.1941-1955.
51. Kharintsev S.S. Experimental evidence for axial anisotropy beyond the diffraction limit induced with a bias voltage plasmonic nanoantenna and longitudinal optical near-fields in photoreactive polymer thin films [Text] /
S.S. Kharintsev, A.I. Fishman, S.G. Kazarian, I.R. Gabitov, M.Kh. Salakhov// ACS Photonics. - 2014. - V.1. - P.1025-1032.
52. Bian S. Photoinduced surface deformations on azobenzene polymer films [Text] / S. Bian, J.M. Williams, D.Y. Kim, L. Li, S. Balasubramanian, J. Kumar, S. Tripathy // J. Appl. Phys. - 1999. - V.86. - P.4497-4508.
53. Bian S. Single beam-induced surface deformation on azobenzene polymer films [Text]/ S. Bian, J.M. Williams, D.Y. Kim, L. Li, J. Kumar et al // J. Appl. Phys. - 1998. - V. 73. - P. 1817.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.