[发明专利]一种基于悬臂型圆孔探针的偏振调制扫描近场光学显微镜系统装置

权利要求书

1.一种基于悬臂型圆孔探针的偏振调制扫描近场光学显微镜系统装置，其特征在于，所述偏振调制扫描近场光学显微镜系统装置包括：

光源单元，用于为扫描单元提供偏振方向可调的线偏振扫描光源；

所述光源单元包括激光器、线偏振片、光调制器、四分之一波片、透反射镜以及物镜；所述激光器输出的光依次经过线偏振片、光调制器、四分之一波片、透反射镜耦合到物镜；

所述光调制器为光弹调制器、电光调制器或者贴有偏振片的斩波器；所述四分之一波片、线偏振片和光调制器与激光器输出的入射光的波长匹配；

扫描单元，包括悬臂型圆孔探针、扫描头、位于所述扫描头下方的扫描台，所述悬臂型圆孔探针通过针尖座固定于扫描头，样品固定在扫描台上；

所述悬臂型圆孔探针包括基座、悬臂以及圆锥形针尖；

所述悬臂的一端与基座相连，悬臂的另一端连有圆锥形针尖，所述圆锥形针尖的底部部分连接于悬臂端部；

所述圆锥形针尖的内部具有锥形孔，圆锥形针尖的尖部具有圆形通孔；

所述扫描单元将线偏振扫描光源经透反射镜耦合到扫描头里的物镜，并聚焦到悬臂型探针的孔径里照射到样品上，经扫描台里的物镜收集光信号；或将线偏振扫描光源经透反射镜耦合到扫描台里的物镜，并聚焦到样品下表面，扫描台里的物镜聚焦到悬臂型探针的孔径，使悬臂型探针的孔径在水平面内的位置与经过样品的光束光斑一致，扫描头的物镜接收经所述悬臂型圆孔探针收集的样品的偏振扫描光信号，进行接触模式或轻敲模式的近场扫描成像；

成像单元，用于对所收集的光信号进行处理，获得待扫描样品图像信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于悬臂型圆孔探针的偏振调制扫描近场光学显微镜系统装置，其特征在于：所述圆锥形针尖外部包覆金属铝层，内部为二氧化硅层，金属铝层厚度70-150nm；所述圆锥形针尖内部的锥形孔的最大直径为15-25μm、高度10-15μm，尖部的圆形通孔直径80-150nm。

3.根据权利要求1-2任一所述的一种基于悬臂型圆孔探针的偏振调制扫描近场光学显微镜系统装置，其特征在于：所述悬臂型圆孔探针是通过微加工的工艺方法制备得到的；所述微加工的工艺方法包括湿法腐蚀、光刻、反应离子束刻蚀、化学气相沉积、物理气相沉积、聚焦离子束刻蚀。

4.根据权利要求1所述的一种基于悬臂型圆孔探针的偏振调制扫描近场光学显微镜系统装置，其特征在于：所述成像单元包括探测器、锁相放大器、系统控制器和计算机。

5.根据权利要求4所述的一种基于悬臂型圆孔探针的偏振调制扫描近场光学显微镜系统装置，其特征在于：所述光调制器与锁相放大器的频率输入端连接，将调制频率信息输入到锁相放大器，使得锁相放大器与光调制器同频率；所述探测器与锁相放大器的信号输入端连接，将强度信息输入到锁相放大器；所述锁相放大器的输出端与系统控制器连接；所述系统控制器控制扫描头和扫描台的相对运动，并控制探针的扫描过程。

6.根据权利要求1所述的一种基于悬臂型圆孔探针的偏振调制扫描近场光学显微镜系统装置，其特征在于：所述系统装置还包括照明光源、分光元件以及成像CCD。