河南工业大学

发布时间:2024年10月10日 分类:合作案例 浏览量:44

成都觅几科技有限公司于2024年成功向河南工业大学交付了一套太赫兹近场光学显微系统。该系统可进行反射式太赫兹近场成像。系统主体由固态源(97.8GHz,80mW)、检波器和近场专用原子力主机构成。

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图1近场成像示意图

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图2 THz s-SNOM系统图

系统功能介绍:

该系统是一套散射式太赫兹近场扫描成像系统,包含一个散射近场优化的AFM,一个带有XY轴闭环和Z轴开环扫描仪的样品扫描仪,并集成了包括三维电动位移台的抛物面镜,用于将外部光源聚焦到AFM尖端。系统能够有效的提取近场信号和抑制背景噪声:支持2个独立信号(机械/AFM和s-SNOM信号)的尖端频率的1到3次谐波阶的每个像素的同时信号解调。

太赫兹近场成像:

太赫兹近场显微镜是一种利用太赫兹波(频率范围约为0.1-10 THz,波长为30 μm至3 mm)进行高分辨率成像的技术。传统的太赫兹成像受限于光学衍射极限,其分辨率通常与波长相当。然而,利用尖端增强效应,THz s-SNOM可以突破这一限制,将太赫兹波局限到纳米尺度的体积中,实现纳米级的超分辨率成像,同时保持太赫兹波段的独特光谱特性,同时通过表面等离子体、尖端场增强以及谐振结构,实现对弱太赫兹信号的有效增强。这种技术在材料科学、生物医学、物理化学和半导体检测等领域具有重要应用前景。

觅几科技推出的太赫兹散射式近场成像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。经实际测量,系统可在实现纳米级分辨率的同时,保持一阶200、二阶80的优秀信噪比

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图3系统实际测量所得分辨率和信噪比

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图4系统用户使用界面

系统在追求近场成像质量的同时,也在软件上为用户提供了最大的交互友好性:基于工作流程的系统操作用户界面,界面简洁,便于对近场成像尚不熟悉的研究或工作人员在短时间内轻松上手操作。

近场系统中的原子力显微镜(AFM)采用开放型结构,专为近场光学应用设计。与市面上多数传统AFM不同,近场光学用AFM需要在保持空间开放性的基础上,同时具备多通道解调输出的能力。开放结构的设计旨在确保外部光源(如可见光、红外光和太赫兹波)能够精确聚焦至针尖位置。目前市场上主流的近场AFM设备以德国品牌为主(如Nearspec系列和Bruker IR系列),虽然性能出色,但价格昂贵,且难以与客户自有的太赫兹设备实现高效集成。针对这一现状,我司研发的近场AFM在保持开放结构的同时,设计了多种类型和焦距的异形离轴聚焦镜,能够更广泛地适配各种类型的太赫兹光源,显著提升了设备的兼容性和实用性。

系统参数表:

太赫兹源频率97.8GHz
AFM近场单次扫描范围80um*80um*5um(XYZ)
AFM扫描精度0.2nm*0.2nm*0.6nm(XYZ)
光学CCD相机500万像素
检波器频带73.8GHz~110GHz
近场成像分辨率80nm
近场分辨信噪比一阶200;二阶80
近场可观测阶数4
样品台能容纳的最大样品尺寸40mm×50mm×15mm
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