Система ввода-вывода излучения с тремя независимыми оптическими каналами и вспомогательными оптико-механическими элементами для стыковки сканирующего зондового микроскопа с микроспектрометром (360957)

Информация об УНУ:

AIST-NT TrIOS представляет из себя микроскоп с тремя независимыми оптическими каналами, совмещающий в себе функциональность инвертированного и прямого микроскопов, а также реализующий геометрию засветки образца сбоку. Среди аналогов прибора можно отметить различные коммерческие модели микроскопов (Olympus - серии IX/BX/CX, Nikon – серии Eclipse Ti/Ci/Ni). Однако, ни одна из них не объединяет в себе фуникциональности системы TrIOS. Для исследования пространственного распределения рассеяния, в основном,  используется метод темнопольной микроспектроскопии. Возбуждение производится сфокусированным пучком под углом 65 градусов к нормали, а сбор - по нормали. С использованием объективов с большим рабочим отрезком, в отличие от традиционных темнопольных оптических схем, использующих специализированные объективы, такой метод позволяет контролировать и поляризацию возбуждения. Пропускание эванесцентно связанных с резонаторами микроволноводов  исследоуетсяся на той же установке, но в геометрии отражения. Здесь уникальной особенностью применяемой схемы является возможность позиционирования пятна точечной засветки для возбуждения микроволновода и пятна сбора в пределах до 100 микрон с сохранением положения пятна сбора. При этом локальность возбуждения и сбора, в некоторых случаях может составлять единицы микрон.

Преимущества УНУ

Установка не имеет аналогов не только в России, но и в мире именно за счет особенностей конфигурации и реализованных на ее базе методик и получаемых с ее помощью результатов. В частности, существенным превосходством AIST-NT TrIOS над аналогами является то, что данная система совмещена с блоком зондовой микроскопии AIST CombiScope, и конфокальным спектрометром Horiba LabRAM HR UV-VIS-NIR, что позволяет использовать непревзойденную свободу в выборе геометрии возбуждения и сбора оптического сигнала и в экспериментах по спектроскопии и ближнепольной оптической микроскопии. Установка не является серийно производимой и имеет уникальную конфигурацию. На базе УНУ реализуется уникальная методика темнопольной спектроскопии с разрешением по поляризации (как в канале возбуждения, так и в канале сбора), позволяющая изучать резонансные оптические свойства одиночных субволновых наноструктур. При этом вместо традиционных темнопольных объективов используется боковая засветка через объективы с большим рабочим отрезком, что является уникальной особенностью установки. Также на УНУ реализуются методики конфокальной спектроскопии отражения и пропускания, позволяющие исследовать оптические свойства образцов размером менее 10 мкм. На AIST-NT TrIOS реализован уникальный метод плоского сканирования ближнепольного зонда над поверхностью исследуемого образца, который позволяет проводить сбор оптического сигнала в плоскости на фиксированной высоте над образцом. Эта методика позволяет избежать артефактов в измеряемом сигнале, связанных с топографией исследуемой структуры, а также получить полную трехмерную картину распределения электромагнитного поля вблизи структуры.

Наиболее значимые научные результаты исследований
  1. Впервые было экспериментально наблюдено возбуждение топологически нетривиальных электромагнитных состояний на наномасштабе в структурах на основе плазмонных нанодисков (I. Sinev et al. Nanoscale 7, 11904, 2015).
  2. Разработан и реализован метод исследования характеристик рассеяния субволновых структур с возможностью прямого различения электрического и магнитного дипольных откликов (D. Permyakov et al. Appl. Phys. Lett. 106, 171110, 2015).
Направления научных исследований
  • получение новых знаний в области нанофотоники и плазмоники, исследование характеристик рассеяния субволновых структур, а также измерения картин ближнего поля в произвольных геометриях оптического возбуждения структуры;
  • создание структур для управления светом за счет наличия как электрического, так и магнитного откликов в оптическом диапазоне;
  • исследования характеристик рассеяния полностью диэлектрических и металлических наноантенн;
  • исследование топологически нетривиальных электромагнитных состояний на наномасштабах;
  • исследование модовой структуры диэлектрических резонаторов.
Приоритетные направления Стратегии НТР РФ (п. 20):
цифровые технологии, роботизированные системы, новые материалы, большие данные, машинное обучение, искусственный интеллект
Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899)
Индустрия наносистем
Состав УНУ и вспомогательное оборудование

Источник суперконтинуума Fianium SC400-6
Фирма-изготовитель:  Fianium
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Великобритания
Год выпуска:  2013
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Мощный источник лазерного суперконтинуума с полной мощностью до 6 Вт и спектром излучения от 400 до 2200 нм

Пьезосканер PIStage
Фирма-изготовитель:  PI
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Германия
Год выпуска:  2014
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Высокоточный пьезосканер с диапазоном сканирования 100x100x14 мкм

Фото