[发明专利]一种基于金属探针的太赫兹超分辨成像装置及成像方法

权利要求书

1.一种基于金属探针的太赫兹超分辨成像装置，其特征在于：在沿太赫兹波传播的方向上依次有太赫兹辐射源(1)、太赫兹棱镜(2)、金属探针(3)、开有小孔的金属挡板(4)、待成像样品(5)、垂直度检测模块(6)、近场距离反馈模块(7)、太赫兹探测器(8)；其中太赫兹棱镜(2)与金属探针(3)之间采用表面接触式的Kretschmann耦合方式来激发起金属探针(3)上的太赫兹表面等离激元；其中金属探针(3)是任意一种金属材料制成的锥形探针。

2.根据权利要求1所述的基于金属探针的太赫兹超分辨成像装置，其特征在于在金属探针(3)的针尖与待成像样品(5)之间的近场区域内设置所述的垂直度检测模块(6)与近场距离反馈模块(7)，用来实时监测针尖与待成像样品之间的距离，满足进场条件的同时也保证样品与针尖一直处于完全垂直状态。

3.一种基于金属探针的太赫兹超分辨成像方法，包括权利要求1-2所述的装置，其特征在于：

首先，将太赫兹辐射源(1)辐射出的太赫兹波照射于太赫兹棱镜(2)的前侧表面，太赫兹波经太赫兹棱镜(2)前侧表面的折射后到达太赫兹棱镜(2)的上表面；

然后，在太赫兹棱镜(2)的上表面放置金属探针(3)，金属探针(3)与太赫兹棱镜(2)之间采用Kretschmann耦合方式来激发太赫兹表面等离激元；

其次，太赫兹表面等离激元沿着金属探针(3)向前传播，在传播方向上放置开有小孔的金属挡板(4)以隔绝太赫兹棱镜(2)后侧面传播的太赫兹信号；

再次，太赫兹信号以表面等离激元的形式传输至金属探针(3)针尖处，针尖末端形成环形分布的太赫兹光斑；

最后，将待成像样品(5)经二维电控平移台固定于针尖末端近场区域内进行二维扫描，即可突破照明成像衍射极限从而实现超分辨成像。

4.根据权利要求3所述的基于金属探针的太赫兹超分辨成像方法，其特征是：所述的超分辨成像为万分之一波长的超分辨成像。

5.根据权利要求4所述的基于金属探针的太赫兹超分辨成像方法，其特征是：所述的超分辨成像的分辨率取决于针尖尺寸及扫描步进位移，针尖越细成像的分辨率越高。