[发明专利]一种样品结构及其制作方法、入射空间角标定方法

说明书

本申请提供一种样品结构及其制作方法、入射空间角标定方法，所述样品结构，包括衬底、位于衬底上的金属薄膜，以及位于金属薄膜内部或其上的纳米结构。样品结构简单，制作方法简易，但是能够在倾斜入射光照射下，产生的近场光场分布能够被SNOM检测到，且对入射光空间角具有良好响应，能够用于SNOM近场光场成像，进而由SNOM近场光场成像测量结果反推出入射光空间角分量，从而实现对SNOM设备入射光空间角的标定。该标定方法简便易行，样品结构制备工艺简单，可作为标准样品对不同厂家型号或实验室搭建的散射式扫描近场光学显微镜入射光空间角进行标定，适用范围广泛，可大批量生产。

技术领域

本发明属于纳米光学测量技术领域，尤其涉及一种样品结构及其制作方法、入射空间角标定方法。

背景技术

散射式扫描近场光学显微镜(Scattering Scanning Near-field OpticalMicroscopy,s-SNOM)是一种基于扫描探针的光学超分辨显微技术，主要用于表征样品上微区内(微米-纳米级别)的近场光场分布。其基本原理是：利用AFM探针对激光光束聚焦照明，在针尖附近激发一个纳米尺度的增强近场信号区域。当针尖接近样品表面时，由于不同物质的介电性质差异，近场光学信息将有相应改变。通过背景压制技术对采集的散射信号进行解析，就能获取到样品表面的近场光场成像。该技术突破了传统光学成像机制的衍射极限限制，可对样品表面纳米尺度近场光学信息进行扫描成像，是纳米科学技术发展中重要的测量工具。

在SNOM近场光场成像测量时，需要在探针针尖与样品接触区域照射一束激光作为激发光源，以实现对样品表面近场光场的激发和检测。对于散射式SNOM系统，激光大多为三维空间内的倾斜入射，其入射角度与SNOM光路结构、样品需求及其它测量条件有关。样品的近场信号通常对入射光空间角十分敏感，甚至会直接影响近场光强及相位的分布。因此正确标定入射光空间角对于校准和分析SNOM测量结果具有重要意义。但由于SNOM光路系统通常较为复杂，并且空间结构紧凑，缺乏有效手段对入射光空间角进行直接测量和精确标定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种样品结构及其制作方法、入射空间角标定方法，以解决现有技术中缺乏对入射光空间角进行直接测量和精确标定的有效手段的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种样品结构，应用在反射式照明方式的扫描近场光学显微镜中，所述样品结构包括：

衬底；

位于衬底上的金属薄膜；

位于所述金属薄膜内或位于所述金属薄膜上的纳米结构。

优选地，所述纳米结构为位于所述金属薄膜内且贯穿所述金属薄膜的纳米单缝、位于所述金属薄膜内且未贯穿所述金属薄膜的纳米凹槽；或位于所述金属薄膜上的纳米凸台。

优选地，当所述纳米结构为位于所述金属薄膜内的纳米单缝时，所述纳米单缝的长度为10μm-500μm，包括端点值；所述纳米单缝的宽度为100nm-1μm，包括端点值。

优选地，所述纳米单缝的长度为20μm-40μm，包括端点值；所述纳米单缝的宽度为100nm-200nm，包括端点值。

优选地，所述金属薄膜的材质为金、银或铜。

优选地，所述金属薄膜的厚度为10nm-500nm，包括端点值。

优选地，所述衬底的材质包括硅片或石英片。

本发明还提供一种样品结构制作方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底表面形成金属薄膜层；

对所述金属薄膜层进行加工，形成纳米结构。