专利名称:用于近场扫描光学显微镜的光纤固定器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及近场扫描光学显微镜领域，具体涉及用于近场扫描光学显微镜的 光纤固定器。
背景技术：
近场扫描光学显微镜(NS0M)是继扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM) 之后新开发出来的一种扫描探针显微镜(SPM)，NS0M的光学空间分辨率已达到了 lnm(实 验室)和50nm(商品)，当今广泛应用的共聚焦显微镜的最高空间分辨率约为200nm，因此 NS0M是当前唯一的具有纳米空间分辨的光学测量仪器(纳米定义为1-lOOnm)，是纳米科学 研究必不可少的测量设备。
NS0M主要有透射和反射两种工作模式。透射式的NS0M的远场照明光一般使用卤 素灯作为光源，通过显微镜物镜头聚焦到样品，达到远场照明的效果，但是到达样品的光强 较弱，并且不能保证平面波入射，而且最关键的是这种照明方式阻止了 NS0M与激光器的结 合使用，从而也限制了 NS0M在很多新兴领域的使用。
同时，随着微纳结构加工技术的巨大进步，比如曝光技术，刻蚀技术的发展，使人 们可以在金属、半导体材料上加工各种微纳结构。这些微纳结构表面的光学特性，比如金属 表面等离子体激发和传播、光波导模式的分布，都需要使用近场扫描光学显微镜来测量，其 中有很多是使用透射式的近场扫描光学显微镜，以表征微纳结构的物理特性，这对入射光 是平面波的要求更高。而利用光纤将激光引入到近场扫描光学显微镜中能够带来近似平面 波的照明，所以需要一种能够利用光纤照明的透射式的近场扫描光学显微镜，并且需要解 决照明光纤的固定问题，但是目前尚没有能够解决近场扫描光学显微镜中照明光纤的固定 问题。
发明内容
本发明的目的在于克服商用近场扫描光学显微镜只能通过物镜照明的缺点，提供 了一种用于近场扫描光学显微镜的光纤固定器，其能够实现近场扫描光学显微镜的光纤照 明。本发明提供一种用于近场扫描光学显微镜的光纤固定器，包括
固定器主体，所述固定器主体为中空柱体，其上端带有穿孔接口，中部开有一个或 多个外置孔，下端带有用于将固定器主体固定至近场扫描光学显微镜的物镜转换器的物镜 转换器接口；
用于将照明光纤固定至所述固定器主体的光纤连接头，所述光纤连接头带有与所 述穿孔接口匹配的固定接口；
所述穿孔接口允许所述照明光纤通过并可以与所述固定接口接合。
如上所述的光纤固定器，所述固定器主体固定在所述物镜转换器上之后，其上端 面与近场扫描光学显微镜的扫描平台平行。
如上所述的光纤固定器，所述固定器主体为中空圆柱体、中空方柱体或中空三棱柱体。
如上所述的光纤固定器，所述固定器主体为中空圆柱体，其长度为20-50mm，外径 为 20-35mm，内径为 10_20mm。
如上所述的光纤固定器，所述固定器主体长为38. 0mm，外径为24.0mm，内径为 15. 0mm
如上所述的光纤固定器，所述外置孔的个数为2个、3个或4个。
利用本实用新型的光纤固定器，能够容易地将照明光纤固定在近场扫描光学显微 镜的物镜转换器上，进而通过照明光纤将激光引入近场扫描光学显微镜，实现对样品的平 面波照明。
图1为根据本实用新型实施例的光纤固定器示意图；
图2为将根据本实用新型实施例的光纤固定器应用于近场扫描光学显微镜的结 构示意图；
图3为光纤固定器与物镜转换器彼此接合时的分解示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细阐述
图1为根据本实用新型实施例的光纤固定器示意图。如图所示，根据本实用新 型实施例的光纤固定器包括固定器主体5和光纤连接头6。固定器主体5为中空圆柱体， 其是采用黄铜材料制作而成，中间掏空，长约20-50mm，优选38. 0mm ；外径约20_35mm，优选 24. 0mm ；内径约10_20mm，优选15. 0mm。固定器主体5上端带有穿孔螺纹12用来与光纤连 接头6固定，中部两侧开有两个外置孔11以便于照明光纤通过，下端带有固定器主体外螺 纹7用来与物镜转换器16 (参见图3)固定。光纤连接头6的下端带有可与穿孔螺纹12接 合的光纤连接头外螺纹8 (或其它类型的固定接口)，该光纤连接头外螺纹8与穿孔螺纹12 匹配，优选地，光纤连接头6的固定方向与固定器主体5的上端面垂直，即保证当照明光纤 固定至光纤连接头6处时光纤出光方向与固定器主体5的上端面垂直。
图2是将图1中所示的光纤固定器应用于近场扫描光学显微镜的示意图，本图中 未示出光纤固定器下方的物镜转换器16 (如图3所示)以及近场扫描光学显微镜的其他部 分(这些部分的构造均为本领域中的公知常识)，并且为了更清楚的示意，光纤固定器与扫 描平台9并非按等比例画出。
如图2所示，在使用时首先将光纤固定器主体5固定在物镜转换器16的一个物镜 接口上(参照图3)，然后将激光器1与照明光纤2的一端光学耦合，使得激光器1发出的激 光直接输入至照明光纤2。照明光纤2的另一端穿过已固定在物镜转换器16上的固定器主 体5的一个外置孔11并从固定器主体5的内侧穿过穿孔螺纹12与光纤连接头6耦合。在 将照明光纤2与光纤连接头6连接好以后，可以将光纤连接头6通过光纤连接头外螺纹8 与固定器主体5的穿孔螺纹12接合。这样就通过光纤固定器和照明光纤2将激光器1发 出的激光用作近场扫描光学显微镜的照明光。
并且，本实施例中固定器主体5的上下端面平行，并且其固定在物镜转换器16上
4时，上端面与其所固定的物镜转换器16的物镜接口的接口平面平行，又因为本领域所熟知 的，当物镜转换器16的物镜接口正对工作区域时，其所在平面与扫描平台9平行，所以可以 保证上端面与扫描平台9平行，使固定至光纤连接头6处的照明光纤2的出光方向垂直于 扫描平台9。进而实现对位于扫描平台9上的样品的垂直照射，又因为本实用新型中所用光 源为激光，从而实现对样品的平面波照明。
这里激光器1可以采用Ar+激光器，如Melles Griot Model 543 Ar+激光器；或 者近红外半导体激光器，如美国GN Nettest公司生产的连续可调式激光器。照明光纤2 采用市场上所售的单模光纤，如北京利恩和公司生产的普通单模光纤，芯径8 9um，直径 125um。光纤连接头6采用市场上所售光纤连接器上的连接头，如利恩和公司出售的光纤连 接器，尺寸长约12.0mm。近场扫描光学显微镜采用市场上所售的倒置光学显微镜以及相应 的硬件软件控制部分，如美国RHK公司生产的近场扫描光学显微镜NS0M100。NS0M的扫描 平台9采用市场上出售的扫描平台，如以色列Nanonics公司生产的Multiview 400TM扫描 平台，xy方向的扫描精度可达0.01nm，z向扫描精度可达0. 005nm。如图3所示，近场扫描 光学显微镜中的近场扫描平台9、近场扫描平台的位移螺钮13以及近场扫描平台9附带的 激光二极管18、四象限探测器19、近场扫描平台位移调节平台20、激光二极管的调节螺钮 22、四象限探测器的调节螺钮23等均采用本领域中的常规配置。
参照图3，物镜转换器16是近场扫描光学显微镜上的配套器件，采用本领域中的 常规配置。本领域普通技术人员应该理解，物镜转换器16上通常带有多个物镜接口，一般 情况下该多个物镜接口具有相同的接口尺寸和形式，固定器主体外螺纹7的尺寸与近场扫 描光学显微镜的物镜转换器16上的一个物镜接口的内螺纹17匹配，使用时需要将固定器 主体5的固定器主体外螺纹7与物镜转换器16的一个内螺纹17接合。
对于不同的近场扫描光学显微镜，固定器主体5的具体尺寸需要与近场扫描光学 显微镜相适应，使其能够固定在近场扫描光学显微镜的物镜转换器16上。另外，穿孔螺纹 12可以采用其他形式的穿孔接口，只要其能够保证光纤通过并且同光纤连接头6的连接接 口匹配，实现光纤连接头6与固定器主体5之间的固定连接即可。光纤连接口外螺纹8还 可以采用其他能够与穿孔接口结合的固定接口。固定器主体外螺纹7还可以采用其它能够 与物镜转换器16的一个物镜接口接合的物镜转换器接口所替代。
另外，需要说明的是，虽然本实用新型的实施例中，固定器主体为中空圆柱体，不 过根据具体需要，其还可以采用中空方柱体、中空三棱柱体等等。而且固定器外置孔的数目 也不限于2个，还可以为1个、3个、4个等。可以同时将几台激光器所发出的激光在光纤连 接头处合束或者在引入固定器之前合束以提高激光的光束能量，相应的光纤连接头也可以 为多输入光纤连接头。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参 照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方 案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求
范围当中。
权利要求
一种用于近场扫描光学显微镜的光纤固定器，其特征在于，包括固定器主体，所述固定器主体为中空柱体，其上端带有穿孔接口，中部开有一个或多个外置孔，下端带有用于将固定器主体固定至近场扫描光学显微镜的物镜转换器的物镜转换器接口；用于将照明光纤固定至所述固定器主体的光纤连接头，所述光纤连接头带有与所述穿孔接口匹配的固定接口；所述穿孔接口允许所述照明光纤通过并可以与所述固定接口接合。
2.根据权利要求
1所述的光纤固定器，其特征在于，所述固定器主体固定在所述物镜 转换器上之后，其上端面与近场扫描光学显微镜的扫描平台平行。
3.根据权利要求
1所述的光纤固定器，其特征在于，所述固定器主体为中空圆柱体、中 空方柱体或中空三棱柱体。
4.根据权利要求
1所述的光纤固定器，其特征在于，所述固定器主体为中空圆柱体，其 长度为20-50mm，外径为20_35mm，内径为10_20mm。
5.根据权利要求
4所述的光纤固定器，其特征在于，所述固定器主体长为38.0mm，外径 为 24. 0mm,内径为 15. 0mm
6.根据权利要求
1所述的光纤固定器，其特征在于，所述外置孔的个数为2个、3个或
专利摘要
一种用于近场扫描光学显微镜的光纤固定器，包括固定器主体，所述固定器主体为中空柱体，其上端带有穿孔接口，中部开有一个或多个外置孔，下端带有用于将固定器主体固定至近场扫描光学显微镜的物镜转换器的物镜转换器接口；用于将照明光纤固定至所述固定器主体的光纤连接头，所述光纤连接头带有与所述穿孔接口匹配的固定接口；所述穿孔接口允许所述照明光纤通过并可以与所述固定接口接合。利用本实用新型的光纤固定器，能够容易地将照明光纤固定在近场扫描光学显微镜的物镜转换器上，进而通过照明光纤将激光引入近场扫描光学显微镜，实现对样品的平面波照明。
文档编号G01Q60/18GKCN201583553SQ200920246718
公开日2010年9月15日 申请日期2009年10月27日
发明者张泽渤, 李志远, 李江艳 申请人:中国科学院物理研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan