Terahertz nærfeltsmikroskopi baseret på en luft-plasma dynamisk blænde

Som en ny langt-infrarød inspektionsmetode har udviklingen af ​​terahertz (THz) billedteknologi tiltrukket sig betydelig opmærksomhed i de seneste år. Med de unikke egenskaber ved THz-stråling, såsom ikke-ioniserende fotonenergier og bred spektral information, har denne billeddannelsesteknik vist et stærkt anvendelsespotentiale inden for mange grundlæggende forsknings- og industrielle områder. Opløsningen af ​​THz-billeddannelse er dog altid begrænset på grund af dens lange bølgelængde. Indførelsen af ​​optiske nærfeltsteknikker kan i høj grad forbedre opløsningen, men det er altid vigtigt at kræve, at en THz-kilde eller detektor nærmer sig prøven så langt som muligt. For bløde eller flydende materialer i biomedicinsk registrering og kemisk inspektion kan disse prøver let blive beskadiget, og THz-kilden eller detektoren kan være kontamineret i traditionelle THz-nærfeltsteknikker. Derfor er det stadig en udfordring at opnå THz nærfeltsmikroskopi i bredere anvendelsesområder.

I et nyt papir offentliggjort i Light:Science &Applications , et team af videnskabsmænd, ledet af professorerne Xin-ke Wang og Yan Zhang fra Beijing Key Laboratory of Metamaterials and Devices, Key Laboratory of Terahertz Optoelectronics Ministry of Education, Department of Physics, Capital Normal University, Beijing, Kina, og kolleger har udviklet en ny THz nærfeltsmikroskopi for at opnå THz sub-bølgelængde billeddannelse uden at nærme sig prøven med nogen enheder.

I denne THz nærfeltsteknik blev der dannet et krydsfilament af to krydsluftplasmaer, som åbnede en dynamisk blænde for at modulere intensiteten af ​​en THz-stråle på en prøveoverflade. Når krydsfilamentet var tæt nok på prøveoverfladen, var THz-billeddannelse med opløsningen på titusvis af mikron opfyldt. Ved at udnytte fordelene ved denne teknik blev begrænsningen af ​​prøvevalget effektivt fjernet i traditionel THz nærfeltsbilleddannelse, og prøvebeskadigelse fra krydsfilamentet blev minimeret.

For at kontrollere teknikkens ydeevne blev fire forskellige slags materialer målt, og deres THz-underbølgelængdebilleder blev opnået med succes, herunder et metallisk opløsningstestdiagram, en halvlederchip, et plastikmønster og en fedtet plet. Derudover er teknikken i princippet også velegnet til en indkapslet prøve, hvis dens emballage er transparent for THz og synligt lys. Derfor kunne det forventes, at den rapporterede metode betydeligt vil udvide anvendelserne af THz nærfeltsmikroskopi, f.eks. biomedicinsk sensing og kemisk inspektion. + Udforsk yderligere

Forskere demonstrerer etiketfri superopløsningsmikroskopi