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衰减全反射(ATR)结构是光学上一种较为特殊的反射型结构,在一定的条件下,反射光的空间强度和频谱成分都会受到结构参数的影响和控制,同时反射光也携带上了结构本身的信息。
80年代末期,Benno、Rothenhausler等人开创性地提出利用衰减全反射结构(表面等离子波)来显示处于金属薄膜表面的微小物体的图像,即表面等离子波显微技术,并取得了很好的效果。该技术具有操作简单化,制作成本低,易于普及等优点,自问世起便受到广泛的关注。然而,因为在表面等离子波显微结构中,样品处在迅衰场中,导致了光强对样品变化的灵敏度有限。
针对上述不足,本文提出了一种新型的显微方法:光波导显微技术,它同样利用衰减全反射原理进行显微。同表面等离子波显微技术相比,光波导显微技术的样品处在振荡场中,从而大大提高了光强对样品的变化灵敏度。
文中对光波导显微技术和表面等离子波显微技术进行了深入的理论分析,得到了理想条件下光波导显微技术和表面等离子波显微技术各自样品的理论公式。实验结果验证了光波导显微理论的正确性。
本文还介绍了一项衍生实验,其设计思想是:在保持透明薄膜反射图案高对比度特点的条件下,通过双面金属包覆结构增强透明薄膜的反射率。理论分析和实验结果都证明,具有双面金属包覆结构的透明薄膜可以获得同时具有高对比度和高光强反射率的反射图案,这对研究透明薄膜的性质有很大的帮助。