[发明专利]高效率突破衍射极限的探针及其制备方法在审
| 申请号： | 201510149786.8 | 申请日： | 2015-03-31 |
| 公开（公告）号： | CN104777332A | 公开（公告）日： | 2015-07-15 |
| 发明（设计）人： | 李明;任希锋;郭光灿 | 申请（专利权）人： | 中国科学技术大学 |
| 主分类号： | G01Q60/22 | 分类号： | G01Q60/22 |
| 代理公司： | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人： | 宋焰琴 |
| 地址： | 230026 安*** | 国省代码： | 安徽;34 |
| 权利要求书： | 查看更多 | 说明书： | 查看更多 |
| 摘要： | 本发明公开了高效率突破衍射极限的探针及其制备方法，探针包括光纤锥和固定于光纤锥末端的导电纳米线，光纤锥是末端逐渐缩小的光学介质波导，导电纳米线是直径在50至1000纳米的具有自由电子的线状材料。制造探针的方法包括如下步骤：S1、制备光纤锥和导电纳米线；S2、取特定长度的导电纳米线，并将其固定在所述光纤锥的末端；导电纳米线优选为银纳米线，直径优选为小于300纳米。本发明实现了从光学模式到表面等离激元模式之间的高效率转换，同时利用表面等离激元对电磁场的束缚，把能量压缩到突破衍射极限的尺度。在提高分辨率的同时，将近场探针的效率大大提高。 | ||
| 搜索关键词： | 高效率 突破 衍射 极限 探针 及其 制备 方法 | ||
【主权项】：
一种探针，其特征在于，包括光纤锥和固定于光纤锥末端的导电纳米线，所述光纤锥是末端逐渐缩小的光学介质波导，所述导电纳米线是直径在50至1000纳米的具有自由电子的线状材料。
下载完整专利技术内容需要扣除积分，VIP会员可以免费下载。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息，商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国科学技术大学，未经中国科学技术大学许可，擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作，请联系【客服】
本文链接：http://www.vipzhuanli.com/patent/201510149786.8/，转载请声明来源钻瓜专利网。
- 同类专利
- 一种增强透射的纳米环形近场光学探针-201820566435.6
- 曾志豪;王海卫;谢长生;李红云;黄涛;邹宇豪;肖瑶 - 华中科技大学
- 2018-04-20 - 2018-11-23 - G01Q60/22
- 本实用新型公开了一种增强透射的纳米环形近场光学探针，该探针由光纤纤芯、纳米环形结构、金属膜及中心增强透射孔构成，纳米环形结构分布在光纤纤芯平滑端头的二氧化硅与金属膜的界面处，能使激发光转化成等离激元，聚焦到中心增强透射孔中，并且产生纳米尺度及具备高度方向性的增强透射光。同时通过改变和优化环形结构位置与宽度、金属膜材料及厚度，中心增强透射孔尺寸大小等，皆可以实现纳米聚焦的调控和优化。本实用新型可用作扫描近场光学显微镜、原子力显微镜和针尖增强拉曼光谱仪的探针，光学探针形成的高方向性纳米尺度增强透射近场光可以用作纳米光刻和亚波长光通信的光源，并且在纳米传感、纳米成像等诸多领域具有重要的应用价值。
- 一种基于等离激元纳米钉结构的多功能近场光学探针-201810171267.5
- 张晓阳;张彤;周桓立 - 东南大学
- 2018-03-01 - 2018-09-14 - G01Q60/22
- 本发明是一种基于等离激元纳米钉结构的多功能近场光学探针，该探针由纳米钉针尖(1)、锥形光纤(2)和音叉(3)三部分构成；其中纳米钉针尖(1)由纳米线(11)与其上生长的一个或多个具有多重谐振效应的等离激元结构(12)构成；纳米钉一端(13)通过光纤(21)的芯层开孔(22)插入锥形光纤(2)中；纳米钉针尖(1)与锥形光纤(2)尖端表面通过二维材料(4)相连，在防氧化的同时，使纳米钉针尖(1)与锥形光纤(2)表面的金属导电反光层(23)形成电学导通。因此，我们提出的探针具有波长、偏振选择性(敏感性)，突破了现有近场探针的技术瓶颈，大幅提高了近场光学探针的分辨率，可同时进行样品近场光学信息、形貌信息、电信号信息的提取。
- 一种光纤探针及其制备方法-201510102095.2
- 李家方;李无瑕;牟佳佳;顾长志;李志远 - 中国科学院物理研究所
- 2015-03-09 - 2018-09-07 - G01Q60/22
- 本发明提供一种光纤探针，包括具有光滑平整的光纤端面的光纤，制作在光纤端面上的连接平台，以及制作在连接平台上的锥形结构；连接平台中心具有与光纤芯适配的通光孔，连接平台的侧壁上设置有导流孔，所述锥形结构内部中空，且其底部开口与所述连接平台的通光孔适配，所述锥形结构的表面具有波纹。本发明还提供了相应的光纤探针的制备方法，包括：1)在光纤端面均匀地布置光刻胶；2)用三维激光直写设备对光刻胶进行曝光，得到所述连接平台和所述锥形结构的形状的曝光区；3)对光刻胶进行显影和定影，将内部未曝光区域的光刻胶通过导流孔排出。本发明同时具有高空间分辨率和高通光效率；不需要在探针附近配备外部光场激发系统，集成度高。
- 一种基于近场光学的扫描微球透镜超分辨率显微镜及其成像方法-201810184274.9
- 李广勇;刘振勇 - 苏州显纳精密仪器有限公司
- 2018-03-06 - 2018-08-24 - G01Q60/22
- 本发明公开了一种用于液态环境的基于近场光学的扫描微球透镜超分辨率显微镜，包括：光学显微镜、微球透镜、容器、玻璃管探针、采样电极、接地电极、直流电源、电流放大器、实时反馈和扫描控制器以及可在三维方向上移动的预先调节位移台和扫描台，直流电源的正极和采样电极分别与电流放大器的相应端相连，所述的玻璃管探针包括：与的预先调节位移台相连的平直段、与平直段相连的斜向段，斜向段的底端设置有针尖部，采样电极置于玻璃管探针中，微球透镜设置在斜向段的针尖部，其顶点与微球透镜的底部相当。本发明所述的基于近场光学的扫描微球透镜超分辨率显微镜主要用于液态环境中需要纳米级超分辨率实时动态观测和操作的生命科学等领域。
- 用于近场光学显微镜的探针及其制备方法-201410036355.6
- 徐耿钊;樊英民;刘争晖;钟海舰;黄增立;徐科 - 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
- 2014-01-26 - 2018-08-24 - G01Q60/22
- 本发明提供一种用于近场光学显微镜的探针，包括悬臂梁基底、设置在所述悬臂梁基底上的半导体针尖，设置在半导体针尖上的两个金属电极，所述两个金属电极相对设置，所述半导体针尖与两个金属电极形成用于将光信号转换为电信号的金属‑半导体‑金属光电探测器，其中一个金属电极用于与一外部直流偏压加载装置连接，另一金属电极用于收集光电流并将光电流传输给近场光学显微镜的控制器。本发明的优点在于，能够简化近场光学显微镜结构和操作复杂度，大大拓宽其使用范围，从而方便探针在各种环境中的传递和更换。
- 高效率突破衍射极限的探针及其制备方法-201510149786.8
- 李明;任希锋;郭光灿 - 中国科学技术大学
- 2015-03-31 - 2015-07-15 - G01Q60/22
- 本发明公开了高效率突破衍射极限的探针及其制备方法，探针包括光纤锥和固定于光纤锥末端的导电纳米线，光纤锥是末端逐渐缩小的光学介质波导，导电纳米线是直径在50至1000纳米的具有自由电子的线状材料。制造探针的方法包括如下步骤：S1、制备光纤锥和导电纳米线；S2、取特定长度的导电纳米线，并将其固定在所述光纤锥的末端；导电纳米线优选为银纳米线，直径优选为小于300纳米。本发明实现了从光学模式到表面等离激元模式之间的高效率转换，同时利用表面等离激元对电磁场的束缚，把能量压缩到突破衍射极限的尺度。在提高分辨率的同时，将近场探针的效率大大提高。
- 一种扫描近场光学显微镜有源集成探针及其制备方法-201410470249.9
- 李以贵;王欢 - 上海应用技术学院
- 2014-09-16 - 2014-12-24 - G01Q60/22
- 本发明涉及一种扫描近场光学显微镜有源集成探针，从上到下包括LED发光二极管、带纳米小孔的波导和PN光电二极管结构，纳米小孔的波导和PN光电二极管通过微细加工方法构成一体，为悬臂梁结构，波导上的小孔为金字塔探针结构，小孔从波导贯穿并超出下面的PN光电二极管结构，PN光电二极管结构P型部分在上，N型部分在下并不超过小孔位置，小孔末端相对N型部分的距离为5um～10um，LED发光二极管光通过带纳米小孔的波导传输，再经过小孔出射到样品上，PN光电二极管结构接收带有样品表面信息的散射光。与现有技术相比，结构简单，既没有分立的聚焦透镜又没有分立的PMT光电倍增管，克服了集成扫描近场光学显微镜有源集成探针对准困难，体积大的缺点。
- 一种新型光学显微镜近场探测装置-201420408008.7
- 龚丽辉 - 龚丽辉
- 2014-07-23 - 2014-11-19 - G01Q60/22
- 本实用新型公开了一种光学显微镜近场探测装置,包括纳米光纤探针、载物台、物镜以及与纳米光纤探针同步设置的金属探针，纳米光纤探针悬置于载物台上样品上部，所述纳米光纤探针连接有激光发射器，金属探针设置于载物台底部，金属探针与纳米光纤探针针尖位置对应，纳米光纤探针与金属探针之间设置有可灵敏调控的偏置电压。其在近场光学显微镜（SNOM）原有结构上，增加一个金属纳米探针，与光纤纳米探针同步运行，增加纳米探针上偏置电压，电场获得上千倍的尖端放大，针尖下方样品表面载流子密度增大，对入射光反射增强，提高信号强度，使得横向和纵向分辨率都提高。
- 一种倒置管腐蚀法制备大锥角光纤探针的装置-201420099866.8
- 冯静;钱哲凯;邹菊梅 - 杭州师范大学
- 2014-03-06 - 2014-07-23 - G01Q60/22
- 本实用新型涉及一种倒置管腐蚀法制备大锥角光纤探针的装置。目前制备光纤探针的方法操作复杂、光收集效率不高。本实用新型包括直角支架、光纤、塑料套筒和塑料烧杯；塑料套筒整体为J型，固定在直角支架上；塑料烧杯内由下至上依次装有溴代奈浸液、氢氟酸液体和封闭液；塑料套筒的短直管部分和弯管部分设置在溴代奈浸液内，光纤的一端伸出短直管部分的端口，且位于氢氟酸液体内，光纤的另一端伸出长直管部分的端口。本实用新型的装置简单、操作方便，保持了管腐蚀法对环境、腐蚀液的稳定性要求低，且探针表面光滑，光传输损耗小，制备可重复性好等多个优点，且获得了较传统直立放置管腐蚀法更大锥角的光纤探针。
- 具有保偏特性的光纤探针及其制备方法-201410145043.9
- 汤自荣;龚渤;孙永明;周炜;朱栀 - 华中科技大学;武汉珈伟光伏照明有限公司
- 2014-04-11 - 2014-07-02 - G01Q60/22
- 本发明公开了一种具有保偏特性的光纤探针及其制备方法。该光纤探针包括裸光纤探针和金属薄膜，裸光纤探针由去除保护层后的椭圆芯保偏光纤制得，其一端为针尖结构，针尖下端面为椭圆形，针尖顶部沿针尖下端面的长轴方向存在凹槽，将针尖顶部分割成对称的两瓣，金属薄膜覆盖除凹槽外的裸光纤探针的表面，在针尖顶部形成两瓣金属薄膜，两瓣金属薄膜与凹槽形成表面等离子体增强结构。本发明能显著提高探针顶端偶极子体的辐射率，提高相干信噪比，制备过程容易精确控制，且可重复性好。该光纤探针除能应用于近场光学显微镜外，还能应用于拉曼光谱、白光纳米椭偏仪和超快泵浦的探测。
- 一种表面等离子体激元增强针尖及针尖增强方法-201410075679.0
- 陈东学;苗俊杰;刘前 - 国家纳米科学中心
- 2014-03-04 - 2014-06-04 - G01Q60/22
- 本发明涉及一种表面等离子体激元增强针尖，所述增强针尖包括：（1）透明衬底：用于光线入射；（2）金属薄膜：设置于透明衬底的一侧，在所述金属薄膜上开有螺旋结构的狭缝；（3）金属针尖：包括金属针尖的尖部和根部，根部连接金属薄膜，且位于螺旋结构的中心。本发明提供的增强针尖的针尖增强效果好，能够实现3个数量级的针尖增强；可实现0.03λ0的分辨率，增强深度达到50nm；大大提高了信噪比和灵敏度；操作方便简单，易于形成大面积针尖阵列，提高扫描速度。
- 针尖增强暗场显微镜、电化学测试装置和调平系统-201210288539.2
- 田中群;王芳芳;詹东平;周剑章 - 厦门大学
- 2012-08-14 - 2012-11-28 - G01Q60/22
- 本发明提供一种针尖增强暗场显微镜、电化学测试装置和调平系统。本发明的针尖增强暗场显微镜的特征在于，所述针尖增强暗场显微镜使用光纤探针，所述光纤探针的针尖处修饰有金属纳米颗粒，而且入射光在修饰有金属纳米颗粒的光纤探针内部传输，针尖和样品间的距离采用光强控制模式，是一种利用了探针针尖处纳米金属颗粒与金属基底材料近场耦合作用的局域表面等离激元共振暗场耦合装置。该显微镜可用于研究基底表面的双电层结构、吸/脱附行为及多相催化等基础表界面化学问题。另外，基于LSPR距离敏感性原理，针尖增强暗场显微镜可应用于三探针水平传感器对纳米加工平台进行自适应调平。
- 一种利用聚焦离子束技术制备光纤探针的方法-201210031361.3
- 邵天敏;张少婧;刘佳琛;王惠;刘大猛 - 清华大学
- 2012-02-13 - 2012-07-18 - G01Q60/22
- 本发明涉及一种利用聚焦离子束技术制备光纤探针的方法，包括以下步骤：对原始光纤进行预处理；将预处理后的光纤的固定在聚焦离子束系统的样品台上，调整样品台的方位，使聚焦离子束系统的离子束出射方向垂直于光纤的中心轴，启动聚焦离子束系统对光纤的端面进行铣削，使其端面光滑平整；调整样品台的方位，使聚焦离子束的出射方向垂直光纤的末端面，将圆环状灰度图转换成.bmp文件通过计算机输到聚焦离子束系统的图形发生器中对光纤末端的圆柱面进行逐层铣削；改变聚焦离子束系统的加工参数，将其处于精铣削的状态，将锥角灰度图转换成.bmp文件通过计算机输到聚焦离子束系统的图形发生器中对光纤的端面进行铣削，获得所需光纤探针。本发明可以广泛应用于光纤探针的制备中。
- 专利分类
