Когерентная волноводная оптическая микроскопия статических микрообъектов

Abstract

Описан метод когерентной волноводной оптической микроскопии, основанный на явлении волноводного рассеяния света. Возможности метода продемонстрированы на компьютерной модели. Показано, что разработанный автором алгоритм позволяет определить радиусы корреляции эффективной неровности поверхности размером ?/60-15? с ошибкой не более 5-25%, а соответствующую среднеквадратичную высоту 25-150 A с ошибкой менее 5-35%. Показано, что метод волноводного рассеяния позволяет получить статистическую информацию за одно измерение с достаточно большой площади поверхности (объема) с существенным превышением дифракционного предела, т.е. позволяет перейти в нанометровый диапазон.

Аннотация (на русском)

Когерентная волноводная оптическая микроскопия статических микрообъектов

Описан метод когерентной волноводной оптической микроскопии, основанный на явлении волноводного рассеяния света. Возможности метода продемонстрированы на компьютерной модели. Показано, что разработанный автором алгоритм позволяет определить радиусы корреляции эффективной неровности поверхности размером ?/60-15? с ошибкой не более 5-25%, а соответствующую среднеквадратичную высоту 25-150 A с ошибкой менее 5-35%. Показано, что метод волноводного рассеяния позволяет получить статистическую информацию за одно измерение с достаточно большой площади поверхности (объема) с существенным превышением дифракционного предела, т.е. позволяет перейти в нанометровый диапазон.

For citation

References

1. Тычинский В.П. Микроскопия субволновых структур // УФН. 1996. Т. 166. C. 1219-1229.
2. Баранов Д.В., Егоров А.А., Золотов Е.М., Свидзинский К.К. Восстановление профиля микрообъекта в гетеродинном дифференциальном микроскопе // Опт. и спектр. 1997. Т. 83. С. 516-527.
3. Иваницкий Г.Р., Куниский А.С. Исследование микроструктуры объектов методами когерентной оптики. - М.: Энергия, 1981.
4. Аблеков В.К., Колядин С.А., Фролов А.В. Высокоразрешающие оптические системы. - М.: Машиностроение, 1985.
5. Егоров А.А. Волноводная сверхразрешающая микроскопия: приложение к биомедицинским и экологическим исследованиям // Тез. докл. VI-й Межд. науч.-техн. конфер. «Лазеры в науке, технике, медицине». 19-21 сентября 1995 г. Суздаль. М.: ИРЭ РАН. 1995. С. 67-69.
6. Egorov A.A. Theory of waveguide optical microscopy // Las. Phys. 1998. V. 8. P. 536-540.
7. Егоров А.А. Определение параметров статистического ансамбля микрообъектов в волноводном оптическом микроскопе // Изв. РАН. Серия Физическая. 1999. Т. 63. С. 1125-1131.
8. Egorov A. A. Optimization of characteristics and parameters of waveguide optical microscope // Las. Phys. 1999. V. 9. P. 542-547.
9. Egorov A.A. Waveguide optical microscopy // Proc. SPIE. 1997. V. 3200. P. 114-120.
10. Egorov A.A. Determination of the parameters of a statistical ensemble of microobjects in a waveguide optical microscope // Proc. SPIE. 1999. V. 3736. P. 375-384.
11. Егоров А.А. Методы контроля субмикронных структур и качества поверхности // Сб. науч. Трудов 2-й Науч.-техн. конфер. «Электроника, микро- и наноэлектроника». М.: МИФИ. 2000. С. 57-65.
12. Егоров А.А. Лазерные методы исследования микрообъектов с субволновым разрешением // Сб. науч. трудов РУДН. М.: РУДН. 2001. С. 378-384.
13. Егоров А.А. Волноводная оптическая микроскопия - новый лазерный метод исследования и контроля // Контроль. Диагностика. 2002. № 4. С. 25-30.
14. Егоров А.А. Модельный анализ волноводного рассеяния света на статистическом ансамбле биологических микрообъектов // Тез. докл. XIII-й Межд. науч.-техн. конфер. «Лазеры в науке, технике, медицине». 16-20 сентября 2002 г. Сочи. М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова. 2002. C. 22-24.
15. Егоров А.А. Восстановление экспериментальной автокорреляционной функции и определение параметров статистической неровности поверхности по данным рассеяния лазерного излучения в интегрально-оптическом волноводе // Квантовая Электроника. 2003. Т. 33. № 4. С. 335-341.
16. Egorov A.A. Inverse problem of laser light scattering in an integrated optical waveguide: 2D solution with accurate input data // Las. Phys. 2004. V. 14. P. 1296-1309.
17. Egorov A.A. Theory of laser radiation scattering in integrated optical waveguide with 3D-irregularities in presence of noise: vector consideration // Las. Phys. Let. 2004. V. 1. P. 579-585.
18. Егоров А.А. Теория волноводного рассеяния света в интегрально-оптическом волноводе при наличии шума // Изв. Вуз. Радиофизика. 2005. Т. 48. С. 63-75.
19. Egorov A.A. Super resolution in the waveguide inverse light scattering problem // Journal of Radio Electronics. 2007. N 6.
20. Тычинский В.П. Когерентная фазовая микроскопия внутриклеточных процессов // УФН. 2001. Т.171. C. 649-662.
21. Вилли К., Детье В. Биология (Биологические процессы и законы). - М.: Мир, 1974.
22. Волькенштейн М.В. Биофизика. - М.: Наука, 1981.
23. Ахманов С. А., Дьяков Ю. Е., Чиркин А. С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. - М.: Наука, 1981.