光学隧道效应的.ppt

Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 当一束单色平面光波由折射率为 的光密介质射向折射率为的光疏介质 时, 通 常在两种介质的分界面上产生反射和折射现象。如果入射角 大于全反射临界角, 将发生全反射现象，这时, 入射到界面上的全部能量都被反射回介中,没有能量流 过界面进入介质2中。 现在把另一折射率为 介质3放在介质2中, 使介质3的表面与介质1、2的界面平 行并且相距波长 的数量级, 见下图， 来测量介质3 中是否有光波存在。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 实验上的确在介质3中测量到了透过介质2进入介质3的光波。这种当入射角超过全反射临界角，而透过介质2进入介质3的现象称为光学隧道效应。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 光学隧道效应的最直接应用就是在集成光学中作为光耦合器、用棱镜耦合器将激光耦合进薄膜波导，见示意图。将一个高折射率的棱镜压在波导上，在棱镜和波导薄膜之间形成一间隙很小的空气薄层，调整入射光束的方向，使其在下表面的入射角大于棱镜空气界面的全反射临界角，则由光学隧道效应，入射光就被耦合进光波导中，这种把光耦合进波导的器件称为输人耦合器。 根据光路的可逆性, 同理可以利用光学隧道效应把光从波导中藕合出来, 这种器件叫做输出耦合器，耦合效率的理论值最高可达100%, 现在，实验上已经实现了80% 的耦合效率 . Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. AFM是用一端固定而另一端装有纳米级针尖的弹性微悬臂来检测样品表面形貌的。 当样品在针尖下面扫描时，同距离密切相关的针尖-样品相互作用就会引起微悬臂的形变。也就是说，微悬臂的形变是对样品-针尖相互作用的直接反映。通过检测微悬臂产生的弹性形变ΔZ, 就可以根据微悬臂的弹性系数ｋ和函数式Ｆ =k·Δ Z直接求出样品-针尖间相互作用Ｆ。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. AFM利用照射在悬臂尖端的激光束的反射接收来检测微悬臂的形变。 由于光杠杆作用原理，即使小于0.01nm的微悬臂形变也可在光电检测器上产生10nm 左右的激光点位移，由此产生的电压变化对应着微悬臂的形变量，通过一定的函数变换便可得到悬臂形变量的测量值。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 当样品在XY 平面内扫描时(对某一点其坐标为[x,y])，若保持样品在Z 轴方向静止，且令探针的竖直初始位置为零，则可根据针尖-样品相互作用与间距的关系得到样品表面的高度变化信息Δh(x,y)，即样品表面任意点(x,y)相对于初始位点的高度。对样品表面进行定域扫描便可得到此区域的表面形貌A=A(x,y, Δ h(x,y))。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. AFM仪器的核心部件包括以下四大系统： 反馈光路提供光源的激光系统 进行力- 距离反馈的微悬臂系统 执行光栅扫描和Z