原子光學
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
原子光學的實例教程
摘要：為了探究原子光刻中基片與會聚激光場間距對沉積納米光柵質量的影響，我們基于VirtualLab Fusion平臺實現了基片定位控制方案中光學系統的建模和仿真。結果顯示：基片在切割會聚激光時將產生直邊衍射圖像，其輪廓形狀和最大值都會隨著基片切割激光截面區域大小的變化而變化：虛擬光電探測器上所得到的反射光強度值將隨著基片－會聚激光間距的變化給出了倒置的高斯線型，其最低點出現在基片中心和會聚激光場軸線重合時的位置上。當會聚激光場截面恰好被基片阻擋一半時，探測處的強度值降至45.5%。這種光強隨基片位置的變化情況為精確地定位基片位置提供了理論支撐。
關鍵詞：原子光刻；鉻原子；會聚激光；VirtualLab Fusion平臺
納米科技的快速發展，迫切需要相關檢測儀器具有量值溯源的特性，以保證加工對象的精度和成品率．現在開發出來的計量型納米測量儀器有如下原因而不能滿足現場或者一般實驗室快速 溯源檢測的要求。１）設計復雜，價格昂貴，工作環境要求苛刻；2）只能建立在國家級計量院所
展開 張寶武1，霍劍鋒1，饒鵬輝2，張明月1，劉媛媛1，余桂英1，王道檔1
（1.中國計量大學計量測試工程學院，浙江 杭州310018； 2.訊技光電科技（上海）有限公司，上海200092）
摘要：為了探究原子光刻中基片與會聚激光場間距對沉積納米光柵質量的影響，我們基于VirtualLab Fusion平臺實現了基片定位控制方案中光學系統的建模和仿真。結果顯示：基片在切割會聚激光時將產生直邊衍射圖像，其輪廓形狀和最大值都會隨著基片切割激光截面區域大小的變化而變化：虛擬光電探測器上所得到的反射光強度值將隨著基片－會聚激光間距的變化給出了倒置的高斯線型，其最低點出現在基片中心和會聚激光場軸線重合時的位置上。當會聚激光場截面恰好被基片阻擋一半時，探測處的強度值降至45.5%。這種光強隨基片位置的變化情況為精確地定位基片位置提供了理論支撐。
關鍵詞：原子光刻；鉻原子；會聚激光；VirtualLab Fusion平臺
納米科技的快速發展，迫切需要相關檢測儀器具有量值溯源的特性，以保證加工對象的精度和成品率．現在開發出來的計量型納米測量儀器有如下原因而不能滿足現場或者一般實驗室快速 溯源檢測的要求。１）設計復雜，價格昂貴，工作環境要求苛刻；2）只能建立在國家級計量院所
展開 比如，原子光學、原子刻蝕、原子鐘、光鑷子、高分辨率等基礎研究。還可以使用這種技術進行金屬焊接和施行人體手術。相信在未來，這種技術一定會得到更廣闊的應用。
其技術源自于原子力顯微鏡(AFM)，通過精準控制的平臺(XY 軸控制精度±250nm；Z 軸控制精度<5nm)并結合可輸送納米等級材料的封閉微型通道 (iontip) 來制作成型 3D 或 2.5D 結構，藉由不同的 iontip 方案模塊噴頭，將能應用于生物物理學、生命科學與微機電、半導體等3D 打印領域的研發驗證，協助提供微結構研究的解決方案．可望引領國內半導體及醫藥生物技術的研發應用邁向新的一頁。
△FluidFM μ3Dprinter用于納米光刻、崎嶇表面打印、納米和微米等級的3D金屬和聚合物結構打印。
FluidFM 技術結合微流體及原子力顯微鏡的優勢壓力感測，離子探頭內顯微通道可供微量液體流通。
微流體與原子力顯微鏡的獨特組合可創造出形體更復雜、純度更高的金屬物體。光學原子力反饋機構可進行即時的過程控制。FluidFM離子探頭注射口的最小口徑可小于人類頭發直徑1/500。在這個注射口徑尺寸下，最低流速可達每秒數飛升，是目前最先進流量探測器的探測限值1/1,000,000。FluidFM技術使微納米級復雜金屬物體的制造成為可能。
其技術參數看起來更是令人驚嘆：
? 理論打印空間（金屬）：高達 1,000,000 μm3
? 成型空間 (mm)：100 x 70 x 60
? 打印速度：高達 100 μm/s
? 定位精度：XY ± 250 nm & Z ± 5 nm
? 打印控制：即時
? 打印精度：納米級
? 打印注射量：飛升級
如此獨特的技術，主要用于：
? 3D 打印：FluidFM 微納米3D打印機可直接打印微納米級的復雜金屬物體。
? 多種金屬打印：銅、銀、金、鉑，目前正在研究30多種金屬（鎳、鉻、鎘、鐵、銦、鋅等）的電化學增材制造技術。
展開 激光光源部分包括半導體激光源、頻率鎖定模塊和光學模塊，半導體激光源通過溫度和電流穩定裝置維持輸出頻率的穩定性，頻率鎖定模塊使半導體激光源輸出光束精確鎖定在Cs原子的D1躍遷能級上，并維持輸出光束頻率穩定性，光學模塊用以產生能使氣態原子極化的左旋圓偏振光；探頭部分包括恒溫加熱裝置、吸收室和射頻線圈，恒溫加熱裝置用以給吸收室原子氣體加熱并維持溫度穩定性，吸收室工作原子在左旋圓偏振光作用下產生沿光束方向上的極化，射頻線圈用以產生引起塞曼子能級間躍遷的射頻信號；檢測電路部分包括光電探測器、鎖相放大器、PID反饋控制器和信號發生器，光電探測器接受透過吸收室的左旋圓偏振光，鎖相放大器用以對光電探測器的信號調制解調，得到各倍頻信號，PID反饋控制器接受鎖相放大器輸出信號并產生誤差信號，通過誤差信號反饋控制信號發生器的輸出，信號發生器給射頻線圈提供射頻信號。
國外代表性的光泵磁力儀有美國Polatomic公司研制的P-2000型光泵磁力儀，加拿大GEMsystem公司的GSM系列鉀光泵磁力儀。美國Geometrics公司生產的G-882型銫光泵磁力儀，如圖9所示。加拿大Scintrex公司研制的CS-VL型光泵磁力儀。
圖9 G-882型銫光泵磁力儀
國內光泵磁力儀主要有中國科學院電子所研制的CVS-18型光泵磁力儀、上海衛導公司研制的GSN-830Cs型光泵磁力儀、中船重工715所研制的RS-YGB6A型光泵磁力儀等。
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摘要：為了探究原子光刻中基片與會聚激光場間距對沉積納米光柵質量的影響，我們基于VirtualLab Fusion平臺實現了基片定位控制方案中光學系統的建模和仿真。結果顯示：基片在切割會聚激光時將產生直邊衍射圖像，其輪廓形狀和最大值都會隨著基片切割激光截面區域大小的變化而變化：虛擬光電探測器上所得到的反射光強度值將隨著基片－會聚激光間距的變化給出了倒置的高斯線型，其最低點出現在基片中心和會聚激光場軸線重合時的位置上
張寶武1，霍劍鋒1，饒鵬輝2，張明月1，劉媛媛1，余桂英1，王道檔1
（1.中國計量大學計量測試工程學院，浙江 杭州310018； 2.訊技光電科技（上海）有限公司，上海200092）
摘要：為了探究原子光刻中基片與會聚激光場間距對沉積納米光柵質量的影響，我們基于VirtualLab Fusion平臺實現了基片定位控制方案中光學系統的建模和仿真。結果顯示：基片在切割會聚激光時將產生直邊衍射圖像
⒈磁場傳感技術趨于更高靈敏度
隨著磁場探測距離的增加和磁性目標經過消磁處理之后磁場變得更加微弱，現在磁場傳感技術的靈敏度逐漸難以適應新形勢的需要，為了提升磁場探測距離，并探測到更加微弱的磁性目標，需要提升磁場傳感技術的靈敏度，發展SQUID磁梯度儀、高靈敏度微型光學原子磁力儀、石墨烯磁傳感器等前沿高端磁傳感器，使磁場傳感技術更加敏感，進而探測fT級甚至更高級別的磁場信息，提升磁場探測距離
比如，原子光學、原子刻蝕、原子鐘、光鑷子、高分辨率等基礎研究。還可以使用這種技術進行金屬焊接和施行人體手術。相信在未來，這種技術一定會得到更廣闊的應用。
光學原子力反饋機構可進行即時的過程控制。FluidFM離子探頭注射口的最小口徑可小于人類頭發直徑1/500。在這個注射口徑尺寸下，最低流速可達每秒數飛升，是目前最先進流量探測器的探測限值1/1,000,000。FluidFM技術使微納米級復雜金屬物體的制造成為可能。
