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显微角分辨光谱测量是一种电磁模式色散关系的方法
点击次数:862 发布时间:2018/11/15 17:09:26

    显微角分辨光谱测量是一种直接观测微纳米材料中电磁模式色散关系的方法。与角分辨光电子能谱(ARPES)在凝聚态物理和材料科学中的作用类似,显微角分辨光谱测量是目前所有实验手段中能直接定量测量材料的电磁模式色散关系的工具。它是在光学显微的基础上,通过引入后焦平面成像技术,将光子k空间的角度信息经傅里叶光学变换成像至实空间,实现了对材料微纳米尺度区域的微区光谱和角分辨光谱的同时探测。利用MARPS对光子与微纳米材料相互作用机制的深入研究,对于了解凝聚态物质基本性质、掌握微纳结构中的特殊的电磁模式的色散关系,并应用于微型化光电器件的开发,都具有重要的理论和实际意义。
    为了理解显微角分辨的技术原理,需要对系统中的一组共轭面进行分析,这组共轭面包括了物镜后焦平面、全内反射平面、和角分辨平面。如同共轭面的概念所表达的,这三个平面之上的图像可以同时清晰,即全内反射平面上的一点经成像后在物镜后焦平面上汇聚为一点,再经样品反射,汇聚于角分辨平面上的一点。我们知道,物镜后焦平面上的一点在物镜前对应着一个特定方向的平行光。也就是说,全内反射平面上的一点对应着物镜前一个特定方向的平行光。基于这个原理,在全内反射平面上引入一根细光纤实现点光源,即可以在物镜前形成一个特定方向的平行光(平行度受限于光纤芯径,芯径越大,平行度越差)。同样的道理,物镜前一个特定方向的平行光,可以汇聚进入角分辨平面上的一根光纤。因此,通过在全内反射平面和角分辨平面上对光纤端面的位置进行实空间扫描,即可以实现特定角度的入射和出射,从而实现显微角分辨光谱测量。由于物镜天然具有对样品微区空间分辨的能力,因此,基于这种方法的角分辨光谱技术称为显微角分辨光谱测量技术,实现这种技术的设备称为显微角分辨光谱测量。