偶极子-偶极子模型的近场光学特性研究

摘要

近场光学是光学学科的一门崭新的分支，主要研究靠近物体表面的隐失场来获得物体的精细结构信息。近场光学的诞生引起了人们极大的兴趣，世界各地学者对近场光学理论和技术的研究至今方兴未艾。尤其是扫描近场光学显微镜的发明，为科学研究提供了新的方法和手段，在纳米科技发展中将具有重要的应用价值。 本论文首先介绍了近场光学发展概况、超衍射分辨率和应用，以及目前几种研究近场光学的理论方法和扫描近场光学显微镜的构成。其次，把单个偶极子的隐失场分为横向场和纵向场，并对偶极子的横向、纵向光场分布分别做了数值模拟。再次，运用自洽场理论，研究了双介质小球所组成的孤立样品系统的近场光学特性。在考虑了小球的介电常数，直径、间距等多种因素下，重点研究了介质球系统的横向和纵向的准静态光场分布。通过数值模拟，获得了介质球系统的光场强度分布图。最后，采用偶极子-偶极子极化率近场耦合理论，研究了样品和探针的相互作用，推导出了近场探测的分辨率公式，并且分析了横、纵向场的不同特性以及偏振态对分辨率的影响。 以上研究结果不仅可以进一步加深对近场光学规律的认识，而且可为开发新型的近场探测仪器提供理论依据。