كليدواژه :
اصل عدم قطعيت هايزنبرگ , حد تفرق رلي , ميدان نزديك , تصويربرداري , شبه مدهاي پلاسمون
چكيده فارسي :
يكي از محدوديت هاي اساسي در حوزه تصويربرداري تراهرتز و نوري كه از ماهيت موجي بودن نور نشات مي گيرد و با حد تفرق رلي شناخته مي شود، وضوح فضايي محدود به نصف طول موج است. اين وضوح براي مطالعه سلول هاي زيستي، حامل هاي سيار در نانوافزاره هاي نيمه هادي، و نيز پديده هاي انتقال حرارات و تداخل الكترومغناطيسي در مدارهاي نانوالكترونيك، البته ناكافي است. در چند دهه اخير، تلاش هاي فراواني در معرفي و توسعه تكنيك هايي براي غلبه بر اين محدوديت پايه اي انجام شده است؛ از آن جمله مي توان به روش هاي مبتني بر استفاده از ميدان نزديك، كه ايده آشكارسازي امواج ميراشونده را در ميان دارد، اشاره نمود. در اكثر روش هاي پيشنهادي از يك ساختار نمونه بردار براي تمركز ميدان در نزديكي نمونه و تزويج ميدان نزديك (ميرا شونده) به ميدان تابشي يا هدايت شونده استفاده مي شود. در اين مقاله، در ابتدا حد تفرق و منشا نظري آن، ضرورت تصويربرداري ميدان نزديك، امكان دستيابي به وضوح زير طول موجي و عدم مغايرت آن را با اصل عدم قطعيت هايزنبرگ را بطور مختصر مرور مي كنيم. در ادامه اين پژوهش، با تشريح فرايند طراحي سه نوع ساختار بعنوان نمونه بردارهاي ميدان نزديك، يعني؛ موجبر تيغه عايقي غير تابشي، سيم مسي مخروطي با شيارهاي متناوب و نمونه بردار مخروطي ساده، قابليت تصويربرداري آنها با قدرت تفكيك زير طول موج را در باند تراهرتز و نوري مورد تحقيق قرار مي دهيم.
چكيده لاتين :
One of the fundamental limitations in terahertz and optical imaging, is the spatial resolution limited to half of the wavelength which is caused by the wave nature of light, and is known as the Rayleigh diffraction limit. Such resolution is insufficient for the study of many objects and phenomena including biological cells, mobile carriers in semiconductor nano-devices, as well as heat transfer and electromagnetic interference phenomena in nano-electronic circuits. In recent decades, some efforts have been made to introduce and develop techniques to overcome this limitation, including methods based on using near-field and detecting evanescent waves. In most of the proposed methods, a near-field probe is used to concentrate the field near the sample, and to couple the near-field (evanescent field) into radiation or propagating wave. In this paper, with an emphasis on the fundamental aspects of the near-field technique, we review, investigate, and work on a harmonized set of basic definitions associated with near-field imaging. The diffraction limit and its theoretical origin, the applications of near-field imaging, possibility to achieve sub-wavelength resolution in accordance with Heisenberg uncertainty principle have been explored. Finally, by describing the design process of three near-field imaging probes, their capabilities are investigated.
