science >> Wetenschap >  >> Fysica

Onderzoekers gebruiken antennes voor detectie van verplaatsing van angstrom

Schema van de near-field interactie tussen de antennes en het invallende lichtveld. Krediet:Zang Tianyang et al.

De Micro-nano Optics and Technology Research Group onder leiding van prof. Lu Yonghua en prof. Wang Pei van de University of Science and Technology of China (USTC) van de Chinese Academy of Sciences (CAS) realiseerde nanometrische verplaatsingsmetingen door de interactie tussen de verlichting optische veld en de optische antennes. Deze studie is gepubliceerd op Fysieke beoordelingsbrieven .

Optische metrologie is van bijzonder belang omdat het metingen van afstand of verplaatsing mogelijk maakt op een contactloze, zeer nauwkeurige manier. Echter, ondanks de brede toepassing in longitudinale verplaatsingsmetingen van interferometrische methoden, zoals laserradar, laserbereik en kleine trillingsmeting, zijdelingse verplaatsing loodrecht op de richting van de bundel is moeilijk te detecteren met conventionele methoden.

De onderzoekers presenteerden een nieuwe techniek op basis van gerichte excitatie van oppervlakteplasmonpolaritonen (SPP's).

Ze bekrachtigden eerst asymmetrische SPP's met een paar optische gleufantennes onder de verlichting van een gerichte Hermite-Gaussion (HG) (1, 0) modus licht. Vervolgens, door het detecteren van de SPP-lekkage op het achtervlak van een in olie ondergedompeld objectief, ze maten gevoelig de transversale verplaatsing.

In tegenstelling tot de vorige strategie om de vrije verstrooiingssignalen op te halen, wat een uitdaging blijft, zelfs bij gebruik van een zwakke meettechniek, het SPP-lekpatroon is ruimtelijk gescheiden van de voorwaartse verstrooiing van de sleufantennes, en zou dus kunnen worden gebruikt om verplaatsingen in het back-focale vlak te volgen.

De resolutie van hun systeem bereikt subgolflengteniveau (~0,3 nm). Echter, de extreme resolutie kan tot op het angstrom-niveau liggen. Het is mogelijk toepasbaar in superresolutiemicroscopie, halfgeleiderlithografie, en kalibratie van nanodevices.