• 제목/요약/키워드: near-field scanning optical microscope.

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Developing a Cantilever-type Near-field Scanning Optical Microscope Using a Single Laser for Topography Detection and Sample Excitation

  • Ng'ang'a, Douglas Kagoiya;Ali, Luqman;Lee, Yong Joong;Byeon, Clare Chisu
    • Current Optics and Photonics
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    • 제5권3호
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    • pp.229-237
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    • 2021
  • The capabilities of the near-field scanning optical microscope (NSOM) for obtaining high resolution lateral topographical images as well as for mapping the spectroscopic and optical properties of a sample below the diffraction limit of light have made it an attractive research field for most researchers dealing with optical characteristics of materials in nano scales. The apertured NSOM technique involves confining light into an aperture of sub-wavelength size and using it to illuminate a sample maintained at a distance equal to a fraction of the sub-wavelength aperture (near-field region). In this article, we present a setup for developing NSOM using a cantilever with a sub-wavelength aperture at the tip. A single laser is used for both cantilever deflection measurement and near-field sample excitation. The laser beam is focused at the apex of the cantilever where a portion of the beam is reflected and the other portion goes through the aperture and causes local near-field optical excitation of the sample, which is then raster scanned in the near-field region. The reflected beam is used for an optical beam deflection technique that yields topographical images by controlling the probe-sample in nano-distance. The fluorescence emissions signal is detected in far-field by the help of a silicon avalanche photodiode. The images obtained using this method show a good correlation between the topographical image and the mapping of the fluorescence emissions.

근접장 주사 광학 현미경을 이용한 표면 플라즈몬의 측정 (Measurement of surface plasmon using near-field scanning optical microscope)

  • 고선아;이관수;박승룡;윤재웅;송석호;김필수;오차환
    • 한국광학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.51-55
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    • 2004
  • 표면 플라즈몬은 금속 표면에 존재하는 자유전자의 밀도파이며, 광자와 결합하여 존재한다. 본 논문에서는 근접장 주사 광학 현미경을 구성하고 이를 이용하여 표면에서 지수함수적으로 감소하는 표면 플라즈몬과 두 표면 플라즈몬에 의한 간섭무늬를 측정하였다. 표면 플라즈몬은 표면의 작은 광학적 분포에도 민감하게 변화하여, 광학 탐침이 금속 표면에 접근함에 따라서 표면 플라즈몬의 공명 조건에 영향을 준다. 이로 인해 광학 탐침이 금속 표면으로부터 약 250nm 떨어진 곳에서 광의 세기가 최대가 됨을 확인하였다.

Multi-Functional Probe Recording: Field-Induced Recording and Near-Field Optical Readout

  • Park, Kang-Ho;Kim, Jeong-Yong;Song, Ki-Bong;Lee, Sung-Q;Kim, Jun-Ho;Kim, Eun-Kyoung
    • ETRI Journal
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    • 제26권3호
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    • pp.189-194
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    • 2004
  • We demonstrate a high-speed recording based on field-induced manipulation in combination with an optical reading of recorded bits on Au cluster films using the atomic force microscope (AFM) and the near-field scanning optical microscope (NSOM). We reproduced 50 nm-sized mounds by applying short electrical pulses to conducting tips in a non-contact mode as a writing process. The recorded marks were then optically read using bent fiber probes in a transmission mode. A strong enhancement of light transmission is attributed to the local surface plasmon excitation on the protruded dots.

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수정 진동자를 이용한 근접장광학계 (Near-Field Scanning Optical Microscope) 제작 및 특성연구 (A study on the feedback control system for near field scanning optical microscope based on the tuning fork oscillator)

  • 윤선현
    • 한국광학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.267-272
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    • 1999
  • 근접장광학계 (Near-Field Scanning Optical Microscope :NSOM)의 표본과 팁의 거리 유지를 위해 소리굽쇠모양의 수정발진자 (tuning forktype quartz crystal unit)의 한쪽 다리에 광섬유를 고정시키고 광섬유 팁을 수정발진자와 같이 진동하게 만들어 사용하였다. 수정 진동자는 광섬유 팁이 시료에 얼마나 가까이 갔느냐에 따라 진폭이 바뀌게 되고 이 변화를 일반적인 방법인 레이저 빛에 의하여 읽어내는 것이 아니라 바로 수정 발진자의 임피던스 변화에 따른 전압 변화를 측정하여 알아냈다. 팁이 표면에 접근함에 따라 수정발진자 진동폭의 변화와 팁을 통해 들어오는 빛의 세기 변화 등을 측정하여 계의 감도를 조사하였다.

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근접장 주사 현미경을 이용한 광도파로 특성 연구 (A study for the waveguide characterization using the near-field scanning optical microscope)

  • 지원수;김대찬;정재완;이승걸;오범환;이일항
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.122-123
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    • 2001
  • 본 연구에서는 주사 근접장 광학 현미경(Near-field Scanning Optical Microscope, 이하 NSOM이라 한다)을 이용하여 빛이 전파되고 있는 광 도파로 주변에 형성되는 evanescent field를 측정함으로써 광도파로 내부에서의 빛의 전파특성을 알아보았다. 광소자의 설계에 있어서 광도파로 내부에서의 빛이 어떻게 전파되어지는 가는 매우 중요한 인자가 된다. (중략)

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근접장 주사 광학현미경을 이용한 광 도파로 특성 연구 (Characterization of optical waveguides with near - field scanning optical microscope)

  • 지원수;김대찬;이승걸;오범환;이일항
    • 한국광학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.301-307
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    • 2002
  • 광 도파로를 따라 전파하는 빛의 특성을 측정하기 위해 근접장 주사 광학현미경(Near-field scanning optical microscope, NSOM)으로 광 도파로의 표면에 형성된 에바네슨트 파 evanescent wave)의 분포를 측정하였다. 사용된 NSOM은 photon scanning tunneling microscope방식으로 본 연구의 목적에 적합하도록 직접 제작한 것이다. 광원 파장 1550㎚에서 단일 모드 다중 모드 채널형 광 도파로에 대해 도파로 표면에 형성된 에바네슨트 파의 분포를 측정하였으며, 3차원 빔전파방법(Beam Propagation Method)으로 계산된 수치 해석 결과와 두 모드 간의 간섭 형상을 직접적으로 확인할 수 있었다.

근접장 광학 현미경을 이용한 $a-As_2S_3$ 박막에서의 자체집광 및 구조변화 측정 (Self-focusing and Structure Measurement of $a-As_2S_3$ Using Near-field Scanning Optical Microscopy)

  • 전태종;정희성;조규만
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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    • pp.122-123
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    • 2002
  • 능동적으로 안정화시킨 반도체 레이저의 빛살되먹임을 이용한 근접장 광학현미경(Near-field Scanning Optical Microscope)을 이용하여 칼코게나이드계 유리인 a-As$_2$S$_3$에서 광조사에 따른 자체집광 현상과 구조변화를 관찰하였다. 여러 비선형 광학현상 중 광 커르 효과(Optical Kerr effect)에 기인하는 자체집광(Self-focusing)은 광범위하게 연구되어 왔다. (중략)

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SPM을 이용한 박막의 모폴로지, 표면전위와 광투과이미지 관찰 (Observation of Morphology, Surface potential and Optical Transmission Images in the Thin Film Using SPM)

  • 신훈규;권영수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 영호남학술대회 논문집
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    • pp.327-330
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    • 2000
  • The scanning Maxwell-stress microscopy (SMM) is a dynamic noncontact electric force microscopy that allows simultaneous access to the electrical properties of molecular system such as surface potential, surface charge, dielectric constant and conductivity along with the topography. The Scanning near-field optical / atomic force microscopy (SNOAM) is a new tool for surface imaging which was introduced as one application of the atomic force microscope (AFM). Operated with non-contact forces between the optical fiber and sample as well as equipped with the piezoscanners, the instrument reports on surface topology without damaging or modifying the surface for measuring of optical characteristic in the films. We report our recent results of its application to nanoscopic study of domain structures and electrical functionality in organic thin films by SMM. Furthermore, we have illustrated the SNOAM image in obtaining the merocyanine dye films as well as the optical image.

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