基于金属纳米阵列的中红外超分辨率成像研究

《基于金属纳米阵列的中红外超分辨率成像研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TN29密级：公开专业学位研究生学位论文基于金属纳米阵列的中红外论文题目（中文）超分辨率成像研究TheResearchofMid-Infrared论文题目（外文）Super-ResolutionImagingBasedonMetallicNanoarray研究生姓名王玉珍学位类别工程硕士专业学位领域电子与通信工程学位级别硕士导师姓名、职称张晓萍教授论文工作起止年月2014年4月至2016年5月论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年5月学位授予日期2016年6月校址：甘肃省兰州市原创性声明本人郑重声明：本人所

2、呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子

3、版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容：□可以公开□不宜公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。（请在以上选项内选择其中一项打“√”）论文作者签名：导师签名：日期：日期：基于金属纳米阵列的中红外超分辨率成像研究中文摘要近年来，光学成像技术取得了很大的突破，其应用也越来越广泛。对于绝大多数传统成像系统而

4、言，成像分辨率受到衍射极限的限制，很难实现纳米量级的超分辨率成像。针对这个问题，一系列基于等离子体的金属纳米成像透镜模型被提出，由于等离子体的独特特性，这类纳米成像透镜模型可以突破衍射极限，并且分别在紫外、可见光和近红外光波段具有纳米量级的超分辨率成像能力，而且分辨率也有很大提高。但是由于构成金属纳米成像模型的金属纳米结构的等离子体特性在中红外波段很难调制，所以实现中红外波段的超分辨率成像也具有一定的难度。本文采用数值仿真的方法研究了一种独特的金属纳米棒二聚体结构的光学特性，这种结构是把金属纳米棒二聚体用导电介质连接起来，结

5、果表明，这种金属纳米结构会产生一种电荷传输等离激元（ChargeTransferPlasmon,CTP）共振现象，通过调整结构参数，其CTP共振波长可以在中红外波段进行调制。在此基础上，我们利用合适结构参数的金属纳米棒二聚体设计了一种金属纳米阵列，并且对金属纳米阵列的中红外超分辨率成像能力进行了数值仿真研究。当目标物体分别为非相干点光源和相干点光源时，我们计算了不同的阵列间距时物平面和像平面的电场强度分布。结果表明，本文提出的金属纳米阵列在中红外波段具有非相干超分辨率成像和相干超分辨率成像的能力，成像效果受到光源类型、像平面

6、与金属纳米阵列的距离和阵列间距等因素的影响。其中，在相同结构参数下，非相干光源比相干光源的成像效果好。当工作波长λ为CTP共振波长4390nm时，非相干成像和相干成像的空间分辨率分别为40nm（λ/109）和60nm（λ/73）。另外，增大像平面与金属纳米阵列的距离和减小阵列间距都会降低成像效果。除此之外，结果还表明本文提出的金属纳米阵列在共振波长附近的宽带也具有超分辨率成像能力。本文提出的金属纳米阵列在生物医学成像和传感等方面具有重要的应用前景。关键词：超分辨率成像，中红外，电荷传输等离激元，金属纳米阵列ITheResea

7、rchofMid-InfraredSuper-ResolutionImagingBasedonMetallicNanoarrayAbstractInrecentyears,opticalimagingtechnologyhasmadegreatbreakthrough,anditsapplicationsaremorewidely.Forallmostconventionalimagingsystem,theimagingresolutionislimitedbythediffractionlimitanditisdiffi

8、culttorealizethenanoscalesuper-resolutionimaging.Tothisproblem,aseriesofmetallicnanoimagingmodelbasedontheplasmonicsisproposedforsuper-resolution