Optisen lähikenttämikroskoopin mittakärjen pyyhkäisykorkeuden ohjaus

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2001

Department

Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto

Major/Subject

Materiaalifysiikka

Mcode

Tfy-44

Degree programme

Language

fi

Pages

69

Series

Abstract

Optinen lähikenttämikroskopia tarjoaa keinon saavuttaa optisessa mikroskopiassa diffraktiorajaa parempi erotuskyky. Kriittinen edellytys tälle on mittakärjen pysyminen lähikenttäalueessa mittausten ajan. Tämä vaatii aktiivista etäisyydensäätöjärjestelmää, joka perustuu useimmiten näytteen ja mittakärjen välisen leikkausvoiman mittaamiseen. Menetelmän ideana on havainnoida leikkausvoiman aiheuttamaa mittakären värähtelyn vaimentumista kärjen lähestyessä näytettä. Yleisesti leikkausvoimaa mitataan havaitsemalla ulkoisen lasersäteen diffraktiota mittakärjestä. Tämä menetelmä on tarkka, mutta se soveltuu huonosti valoa emittoivien, epätasaisten tai valoa absorboivien näytteiden tutkimiseen. Tämän työn tavoitteena oli korvata kaupallisen lähikenttämikroskoopin optiseen menetelmään perustuva värähtelyanturi pietsosähköistä ilmiötä hyödyntävällä anturilla. Uusi anturi perustuu pietsoputkeen, jonka elektrodeista yhtä käytetään värähtelyn aikaansaamiseen ja muita värähtelyn havainnointiin. Testimittausten avulla demonstroidaan anturin toimivuus. Kokeellisen työn lisäksi työssä mallinnetaan värähtelyanturista saatavaa pietsosignaalia. Signaali oletetaan pietsoputken ajoelektrodista kulkeutuvan signaalin ja värähtelevän mittakärjen aiheuttaman signaalin interferenssiksi. Malli selittää selittää. hyvin havaitut mittakärjen resonanssikäyrät. Toisessa osassa työtä kehitettiin optisessa lähikenttämikroskoopissa käytettävien mittakärkien valmistusprosessia. Mittakärjet valmistetaan optisesta kuidusta mikropipettien valmistuslaitteistoa käyttäen. Tämän jälkeen kuidut päällystetään tyhjöhöyrystämällä alumiinia niiden kylkiin siten, että valo pääsee ulos kuidusta ainoastaan kuidun päähän jäävästä pienestä aukosta. Valmistuksen kriittisin vaihe on alumiinin höyrystys. Työssä valmistusprosessia pyrittiin parantamaan rakentamalla yksinomaan mittakärkien päällystämiseen suunniteltu höyrystinlaitteisto. Värähtelyanturin toiminta demonstroitiin mittaamalla puolijohdelaserin emissio optisessa lähialueessa. Saaduista tuloksista nähdään laserin lähikentän intensiteettijakauma diffraktiorajaa paremmalla erotuskyvyllä.

Description

Supervisor

Kaivola, Matti

Thesis advisor

Lindfors, Klas

Keywords

scanning near-field optical microscopy, optinen lähikenttämikroskopia, shear-force detection, leikkausvoiman mittaus, vacuum coating, tyhjöhöyrystys

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120447861

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK