近场光学分布检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-26  

本检测系统介绍了近场光学分布检测技术,涵盖其核心检测项目、广泛的应用范围、关键的技术方法以及所需的精密仪器设备。近场光学技术突破了传统光学衍射极限,能够实现纳米尺度的光学信息探测与成像,在材料科学、生命科学和纳米光子学等领域具有重要价值。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

近场光强分布:探测样品表面纳米尺度区域内的局域光场强度分布,是近场光学成像的基础。

近场相位分布:测量隐失波或散射光的相位信息,用于研究光与物质相互作用的动力学过程。

表面等离激元分布:对金属纳米结构激发的表面等离激元共振模式进行成像和表征。

光子晶体能带结构:通过扫描近场光学显微镜探测光子晶体的局域态密度和能带结构。

单分子荧光成像:在近场条件下对单个荧光分子的位置、取向和发光特性进行超高分辨率检测。

纳米结构散射特性:分析亚波长纳米结构对光的散射场分布,包括振幅和偏振特性。

近场光谱分析:在纳米尺度上获取样品的光谱信息,如荧光光谱、拉曼光谱等。

偏振态分布:检测样品表面局域光场的偏振状态,用于研究各向异性材料和结构。

热辐射近场分布:测量微纳结构在热激发下产生的近场热辐射分布。

非线性光学响应:探测由高强度近场光激发的二次谐波、和频等非线性光学信号的分布。

检测范围

半导体量子点与纳米线:表征其发光效率、载流子动力学及波导特性。

金属纳米颗粒与纳米结构:研究其局域表面等离激元共振模式及增强电磁场分布。

二维材料:如石墨烯、过渡金属硫化物等的激子行为、等离激元及光学各向异性。

光子晶体与超材料:直接观测其带隙结构、异常折射及负折射等现象的近场分布。

生物大分子与细胞膜:对标记或未标记的生物样本进行纳米级光学成像,研究分子分布与相互作用。

集成电路与光电子器件:检测芯片内部光波导、光源及调制器的近场光泄露与模式特性。

太阳能电池材料:分析薄膜太阳能电池中光吸收、载流子生成与收集效率的纳米尺度不均匀性。

单光子源与量子发射器:定位和表征金刚石NV色心、量子点等单光子发射体的光学特性。

表面化学催化反应位点:通过近场光谱技术原位观测催化反应过程中的局域化学变化。

艺术品与文物微区分析:无损检测珍贵文物表面颜料、涂层等的纳米级化学成分与结构。

检测方法

孔径型扫描近场光学显微镜:使用镀金属膜的锥形光纤探针形成亚波长小孔,探测透射或反射的隐失场。

散射型扫描近场光学显微镜:利用尖锐的金属或介电探针作为纳米散射体,将隐失场转换为传播光进行探测。

光子扫描隧道显微镜:基于光学隧道效应,用光纤探针在样品表面扫描探测全反射产生的隐失场。

近场光谱术:将光谱仪与SNOM联用,在获取形貌像的同时采集每个像素点的光谱信息。

时间分辨近场光学检测:结合超快激光技术,探测纳米尺度上光物理或光化学过程的超快动力学。

近场光学相干断层扫描:将低相干干涉技术引入近场探测,用于获取样品的层析信息。

弹道电子发射显微镜:通过测量探针注入的弹道电子产生的光子,间接获得金属-半导体界面的电子与光学信息。

近场荧光寿命成像:测量近场条件下荧光团的荧光寿命分布,反映其局域微环境变化。

近场拉曼光谱与成像:实现空间分辨率远超衍射极限的拉曼光谱检测,用于化学指纹识别。

近场红外光谱与成像:利用原子力显微镜探针探测样品的近场红外吸收,实现纳米级化学成像。

检测仪器设备

扫描近场光学显微镜:核心设备,集成了纳米定位、近场探测和信号采集系统。

原子力显微镜平台:通常作为s-SNOM的基底,提供精确的形貌反馈和探针-样品间距控制。

镀膜光纤探针:用于a-SNOM,尖端有纳米孔径,是收集隐失场的关键部件。

金属化AFM探针:用于s-SNOM,通常为硅探针镀金或铂,作为纳米天线散射隐失场。

稳频激光器:提供高强度、单色性好的相干光源,波长覆盖紫外到红外。

超快飞秒激光系统:用于时间分辨近场光学检测,提供超短脉冲光源。

高灵敏度光电探测器:如雪崩光电二极管、光电倍增管,用于探测微弱近场光信号。

锁相放大器:通过探针 tapping 调制和锁相检测技术,从强背景噪声中提取微弱的近场信号。

光谱仪与CCD:用于近场光谱分析,分散和记录不同波长的光信号。

超精密三维纳米位移台:实现探针或样品在XYZ三个方向上的纳米级精度扫描与定位。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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