我司交付纳米近场成像成谱设备

发布时间:2024年4月11日 分类:公司动态 浏览量:287

作者:唐福

成都觅几科技有限公司于2022年成功向成都某研究所交付了一套太赫兹近场光学显微系统。该系统集成太赫兹远场透射、反射以及太赫兹近场成像、成谱等多种功能。系统主体由Toptica远场太赫兹时域光谱仪(可定制国产化时域光谱仪方案)和近场专用原子力主机构成。

我司交付纳米近场成像成谱设备

图1 太赫兹近场光学显微系统图

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图2 太赫兹近场光学显微光路图(带红光指引)

系统功能介绍

该系统主要集成了太赫兹远场和近场测试功能,两者之间通过磁吸底座进行切换,方便快捷,无需额外的光路调节,极大节约了实验人员的光路调节时间。在近场测量中,该系统可进行太赫兹近场成像、近场成谱测量。在远场光谱测量中,我司随系统附赠了透射及反射样品测量系统,两者间亦可通过磁吸底座进行切换实验,方便快捷。

近场测量

传统的近场光学显微系统主要集中在可见光以及近红外频段,利用收集到的针尖散射近场信号,实现突破衍射极限,达到超分辨成像的效果,分辨率可达纳米级。太赫兹波在电磁波谱中位于红外和微波之间,具备很多独特的物理性质,将太赫兹时域光谱系统和近场光学技术相结合就可实现纳米级分辨的太赫兹成像,这将为纳米科技,先进材料,半导体检测以及生物医学领域带来新的检测手段。

觅几科技推出的太赫兹近场光学显微系统采用高信噪比太赫兹系统,可实现高达3阶的近场成像,同时可获得样品表面的AFM形貌数据。在实现近场成像的同时,还能够对系统内每个像素点实现太赫兹近场频谱的测量。

需要说明的是,太赫兹近场频谱的测量与远场光谱的测量有着本质的不同。以单个蝴蝶结天线为例。近场环境下能够测试出其天线的谐振特性,这一点在远场太赫兹时域光谱测量中却无法办到。

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图3、太赫兹近场天线谐振测量图。(a)太赫兹近场天线谐振测量示意图;(b)蝴蝶结天线结构图;(c)我司设备近场测量图,模拟与实际对应;(d)某进口设备近场测量图,模拟与实际不符

近场系统中的原子力主机为开放型结构的近场专用原子力显微镜(AFM)。与市面上绝大部分AFM不同的是,近场光学用原子力系统需保持空间开放性的同时具备多通道解调输出的特性。结构开放性是为了确保外部光源(可见-红外-太赫兹)能够顺利聚焦到针尖处,目前市面上主流的近场用AFM主要是德国设备(Nearspec系列,Bruker IR系列),价格昂贵的同时,较难集成客户自主的太赫兹设备。我司近场用AFM在结构开放性的同时,设计不同种类、不同焦距的异形离轴聚焦镜,能够最大程度适配不同种类的太赫兹源。

我司交付纳米近场成像成谱设备

图4、不同种类太赫兹近场光学系统。(a)固态源(97.8GHz,80mW)太赫兹近场;(b)340Ghz返波管太赫兹近场;(c)矢量网络分析仪(110GHz-1100GHz)近场

在近场测量中,由于太赫兹是不可见的,我司集成了红光准直同轴光源,方便进行光路指引,大为缩减光路调节时间,这一点同样适用于红外近场系统。

远场测量:

为了最大程度的发挥太赫兹时域光谱系统的优势,我司随系统同时附赠了太赫兹远场透射、反射扫描系统光路,协助客户同时进行太赫兹远场扫描实验。

我司交付纳米近场成像成谱设备

图5、系统总成示意图

系统总体参数表:

太赫兹远场光谱范围0.1-6THz
太赫兹远场光谱动态范围90dB
太赫兹近场光谱范围0.5-2.5THz
太赫兹近场成像分辨率40nm
AFM近场单次扫描范围91um*91um*8um(XYZ)
AFM扫描精度0.5nm*0.5nm*0.2nm(XYZ)
光学CCD相机500万像素
系统高性能工作站内存32G,CPU3.0GHz,硬盘2T

成都觅几科技有限公司长期致力于高端太赫兹设备,近场光学设备的国产化。后续公司也将继续关注相关方向的国际前沿进展,陆续推出相关工作的专业解读,欢迎关注。公司目前拥有太赫兹远场成像,成谱时域系统,太赫兹近场成像、成谱系统,太赫兹光导探针近场系统(微米级分辨率),感兴趣测样的老师同学也欢迎联系我们寄样测试。

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