●  光场相位操控技术对光场耦合透过中空探针的影响

     近场扫描光学显微镜的透过率一直以来都是该仪器的瓶颈,使用自适应空间光调制的方法,能够有效的调节探针中光场的分布,使得更多的光能从探针尖端耦合出来。在理论上,我们进一步分析了锥型探针中的光场耦合物理机理,当探针锥角大于13度后,绝热近似不再适用,锥型探针中的光场模式是可以互相转换的,如TE01模、TE02模、TE03模……之间是存在能量转换,任何一个边界条件的微小变化,都足以影响几个模式间能量的大小,使最后从探针尖端倏逝出来的能量(正比于最低阶模存在的能量)发生明显的改变。我们发现通过调节入射波的波前,能够在不改变探针内部结构的情况下,起到相同的作用。能够通过空间光的调制,使得入射光更多的耦合到探针的尖端。通过研究不同角度的锥型探针的相控耦合行为发现,相位调制的作用是使得锥型探针的锥角退化到平板小孔的透过模式,也就是经典的Bethe和Bouwkamp的理论。


图1、自适应锥形波导耦合透过优化实验光路


图2、自适应锥形波导耦合透过优化过程 


图3、空间光场的分布能够影响锥型波导中不同模式存在的能量


图4、最优化的透过效率,逼近于Bethe- Bouwkamp的理论

 
 
 
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