專利名稱：超半球型電光固浸透鏡的制作方法
技術領域：
本發明屬電光檢測技術領域，具體涉及一種外部電光檢測系統的核心部件一電光探頭，即一種超半球型電光固浸透鏡。理論上這種超半球型電光固浸透鏡可以使得電光檢測系統的空間分辨率提高Π2倍，η為電光固浸透鏡的折射率。
背景技術：
電光檢測技術是二十世紀八十年代初發展起來的一種無侵擾、抗電磁干擾能力強、無損傷的光子束檢測技術[J. A. Valdmanis，G. Mourou, and C. W. Gabel, Appl. Phys. Lett.，41, 211-212 (1982).]，這種技術技術的基本原理是基于線性電光效應，可以檢測電子器件的外部電學特性和內部節點電信號。從被測器件材料上區分，可以分為內部電光檢測技術和外部電光檢測技術。內部電光檢測又叫直接電光檢測技術[B. H. Kolner and D. Μ. Bloom, Electron. Lett.，20，818-819 (1984)]，是指被測器件的襯底本身就是電光晶體，如GaAs，GaP, InP等，直接將探測光束聚焦到被測器件的測量點處，被測點處的電信號就可以通過電光效應改變探測光束的偏振態。而外部電光檢測技術又叫間接電光檢測技術 [T. Nagatsuma, T. Shibata, E. Sano and A. Iwata. J. Appl. Phys.，66 (9) :4001 (1989) ·]，是指用某種電光材料制作成電光探頭，將電光探頭接近被測器件的表面，使得電光探頭浸在被測器件的泄漏場中，從而產生電光效應。于是當探測光束在電光探頭中傳播時，其偏振態將發生改變。外部電光檢測技術可以用于測量各種襯底的電子器件的電場分布，因而更具普遍性。從探測光束與被測電場的關系區分，電光檢測技術可以分為縱向電光檢測技術和橫向電光檢測技術。所謂縱向電光檢測技術是指只有與探測光平行的電場分量才能對探測光起調制作用，被檢測出來；而橫向電光檢測技術是指只有與探測光垂直的電場分量才能對探測光起調制作用，從而被檢測出來。電光檢測系統的空間分辨率主要由探測光束聚焦光斑的大小決定，由于受到衍射極限的限制，聚焦光斑的半極大全寬度直徑最小約為探測光波長的一半。對于縱向電光調制結構而言，其空間分辨率一般為1 3 μ m左右[K. Y. Lau and I. Ury, Appl. Phys. Lett.， 46,1117(1985).]。而對于橫向調制，其空間分辨率一般為8 15 μ m左右[Q.Chen and Χ. -C. Zhang, Appl. Phys. Lett.，74 (23) :3435 (1999).]。因此，這就限制了電光檢測技術在具有亞微米結構的電子器件測量方面的應用。如何有效提高電光檢測技術的空間分辨率就成為亟待解決的問題。減小探測光束的聚焦光斑尺寸是提高電光檢測系統空間分辨率的有效方法。由阿貝衍射極限可知，聚焦光斑的最小半極大全寬度直徑Dmin可以表示為Dmin = 0.51入/ nsin0 =0.51λ/ΝΑ.其中，λ為探測光波長，η為物方折射率，θ為聚焦系統的孔徑角的一半，稱為孔徑半角，NA = Iisine為聚焦系統的數值孔徑。由此可知，要減小Dmin，有三種辦法(1)減小探測光波長，但是波長最短不能小于電光材料的本征吸收限。( 增大孔徑半角Θ，但是θ最大為90°，所以sin θ值最大為1。所以當物方媒質為空氣時，數值孔徑最大為1。(3)增大物方折射率η，為此人們發明了油浸透鏡，可以使得數值孔徑最大可達到1.5左右。一般固體的折射率更大，為此，1990年，G. S. Kino等人發明了固浸顯微鏡(Solid Immersion Microscope) [S. Μ. Mansfield and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. , 57, 2615 (1990).]，這種顯微鏡的基本原理與液浸顯微鏡相似，也是通過增大物方空間的折射率η的辦法來提高顯微鏡的數值孔徑的，只不過是用折射率η更高的光學玻璃材料制作的固體半球代替了液體，并把這個固體半球稱作固浸透鏡。理論上，半球型固浸透鏡可以使得聚焦系統的有效數值孔徑增大η倍，即有效數值孔徑的最大值為η。固浸透鏡一般需要和顯微物鏡搭配使用。由于數值孔徑較大的顯微物鏡的工作距離較短，而受制于加工條件， 半球型固浸透鏡的尺寸不可能做得特別小，這使得固浸透鏡一般很難同數值孔徑較大的顯微物鏡搭配使用。這就限制了有效數值孔徑的大小。為了進一步增加聚焦系統的數值孔徑，1994年，G. S. Kino等人又發明了超半球型固浸透鏡[B. D. Terris, H. J. Mamin, D. Rugar, W. R. Studenmund, and G. S. Kino, App 1. Phys. Lett.，65，388 (1994)]，這種超半球型固浸透鏡的基本原理是不僅使得物方空間的折射率增大η倍，而且使得孔徑半角的正弦值sin θ 也增大η倍，理論上可以使得聚焦系統的有效數值孔徑增大η2倍。雖然這種固浸透鏡能夠獲得的有效數值孔徑的最大值也是η，但是由于它只需要和數值孔徑為1/η的顯微物鏡搭配使用，理論上就能獲得最大的有效數值孔徑，因而更容易獲得高空間分辨率。目前，絕大多數的固浸透鏡都是由光學玻璃制作而成的，固浸透鏡技術已經被廣泛應用于顯微鏡、光存儲、光刻等技術中。

發明內容
本發明將固浸透鏡技術與電光檢測技術相結合，發明了由具有線性電光效應的電光晶體材料制成的超半球型電光固浸透鏡(由于它兼具固浸透鏡和電光探頭的作用，稱之為超半球型電光固浸透鏡)，與合適的顯微物鏡搭配使用，應用于外部電光檢測系統中，可以獲得亞微米的空間分辨率，因而具有重要的實際應用價值。這種超半球型電光固浸透鏡的基本結構如附圖1所示，是由一個球體沿平行于赤道面方向去除一小部分形成的超半球，0點為超半球的球心，0'點為超半球圓形底面的中心，過0、0'點的直線為超半球的軸線，線段00'的長度為r/n，即超半球的高度(底面與球面頂點之間的距離)為(l+l/n)r，其中η為超半球材料的折射率，r為球體的半徑。原則上，只要是具有線性電光效應的電光晶體材料都可以用于制作這種超半球型電光固浸透鏡，例如，III-V族化合物、II-VI族化合物、LiNO3和LiTaO3等鐵電體化合物。但是，具體選擇材料時還需要考慮探測光的波長，要選擇對探測光透明的電光材料。為了獲得更高的空間分辨率，還要選擇折射率大的電光材料，一般要求折射率η > 2。此外還要考慮材料的質量、成本、加工的難易程度等問題。如果探測光波長為1. 3 μ m或1. 55 μ m(常用的通訊波長)，或者是1. 064 μ m,電光材料可以選用GaAs，其折射率高達3. 3，電光系數達到1. 6pm/V, 而且高純的或半絕緣GaAs材料也容易購買。如果探測光波長為650nm或633nm時，可以選用GaP材料，其折射率高達3. 1，電光系數為0. 97pm/V。最后，還要根據電光材料的晶體結構、線性電光效應的基本理論、以及所要采用的調制方式等來確定所選材料的具體晶向。例如，對于GaAs、GaP、ZnTe、CdTe等具有閃鋅礦結構的電光材料，可以選擇超半球電光固浸透鏡的底面為(100)晶面，采用縱向電光調制結構，測量被測器件的縱向電場分量；也可以選擇(110)晶面作為超半球電光固浸透鏡的底面，采用橫向電光調制的方式，測量被測器件
4的橫向電場分量。使用時，超半球型電光固浸透鏡需要與顯微物鏡搭配使用。顯微物鏡的焦距需要大于(n+l)r，一般需要選取長焦距的顯微物鏡，它們的位置關系如圖2所示。首先將超半球電光固浸透鏡和顯微物鏡調成共軸狀態。假設顯微物鏡的焦點為F，則需要調整超半球型電光固浸透鏡，使其球心0點到F點的距離OF應為nr，即超半球型電光固浸透鏡的底面中心0'到F點的距離0' F應為(n-l/rOr。這時，可以證明0'是齊明點，即所有從顯微物鏡出射的會聚光線經固浸透鏡折射后都要聚焦在底面中心0'點上。從圖2可以看出，與超半球相切的光線經超半球折射后沿與超半球的軸線垂直的方向會聚于0'點，因此，有效的孔徑半角由原來的Z AFO增大為90°，又因為物方的折射率為n，因此，此時聚焦系統的有效數值孔徑達到最大值，為η。根據折射定律和相似三角形定理，還可以證明，對于任意與超半球相交的光線，其折射光線與超半球軸線之間夾角的正弦值都比沒有超半球時增大了 η倍，由于物方折射率也增大了 η倍，因此超半球電光固浸透鏡使得聚焦系統的有效數值孔徑增大了 η2倍。因此，為了實現最大的有效數值孔徑，超半球型電光固浸透鏡只需要與數值孔徑為1/η的顯微物鏡搭配就可以。在具體的電光檢測系統中，需要將偏振分束器、四分之一波片、二分之一波片、超半球型電光固浸透鏡和與之搭配的顯微物鏡一起，構成共軸反射式電光振幅調制器，如附圖3所示。偏振分束器14的兩個偏振方向分別為水平和豎直方向，根據激光器11出射的探測光波長，選擇對應波長的四分之一波片15和二分之一波片16，四分之一波片和二分之一波片的快軸方向與水平方向的夾角分別為22. 5°和33. 75°。四分之一波片和二分之一波片還可以用八分之一波片來代替，使用八分之一波片時，其快軸方向與水平方向成45°。 使用波片的作用是調整電光振幅調制器的靜態工作點，使得電光振幅調制器工作在線性工作區。顯微物鏡1和超半球型電光固浸透鏡2都安裝在精密微調架上，既可以做三維平動， 又可以繞光軸旋轉。平動精度小于5 μ m。所有光學元件都需要調整都共軸狀態。顯微物鏡1的物方焦點到超半球型電光固浸透鏡2底面中心的距離為(n-l/rOr。如果激光器11 是半導體激光器，需要用自聚焦透鏡12對半導體激光器出射的發散光進行準直，然后再用擴束器13對準直光束進行擴束，擴束的目的是為了實現顯微物鏡所能達到的最大孔徑角。 被測器件17的泄露電場對聚焦到超半球型電光固浸透鏡2底面中心處的探測光產生調制作用，由超半球型電光固浸透鏡2反射回來的被調制的探測光經會聚透鏡18后，照射到光電探測器19，轉變為電信號后輸入鎖相放大器20，最后由鎖相放大器20檢測出電光信號的大小。信號發生器21 —方面為被測器件提供電信號，一方面為鎖相放大器提供一個參考信號。示波器22—方面可以監測信號發生器提供的電信號波形，另一方面還可以監測從鎖相放大器20的前置放大器輸出的電光信號的波形。由于電光晶體的折射率η很高，全反射臨界角很小，所以折射入超半球型電光固浸透鏡中的很多光線都會發生全反射，此外，超半球型電光固浸透鏡有足夠的厚度，可以充分收集被測電路的泄露場，因此，超半球型電光固浸透鏡不僅可以使電光檢測系統的空間分辨率提高η2倍，而且可以使電光檢測系統的電壓靈敏度顯著增大。為了獲得最大的電光調制，使用時需要將超半球型電光固浸透鏡繞光軸轉動，轉動到適合的位置時，可以獲得最佳的電光調制深度。超半球電光固浸透鏡的具體工藝過程如附圖4所示，具體說明如下
(1)選料首先選擇合適的電光材料。一般要求折射率η >2，電光系數γ > 0. 5pm/V,對探測光透明的III-V族、II-VI族或某些鐵電體材料。常用的有GaAs、GaP、ZnTe、 β -ZnS, CdTe, CdSe, ZnSe, α -ZnS, CdS, ZnO, LiNb03、LiTa03、KNbO3 等。根據具體的調制結構，電光材料的晶向要選擇合適。例如，對于具有閃鋅礦結構的GaAs、GaP、ZnTe、CdTe、ZnSe、 β-ZnS等電光材料可以選擇沿(I00)晶面切割，探測光垂直于(100)晶面入射，進行縱向電光調制。對于具有:3m 和 6mm 點群對稱的 α -ZnS、CdSe, CdS, ZnO, LiNb03、LiTa03、KNbO3 等電光材料，可以選擇沿晶體c軸切割，探測光垂直于c軸入射，進行橫向電光調制。選擇好晶向后，將這些電光材料切割成長方體形狀，長方體的上下兩個大面即為所選擇的切割晶面， 其余側面的晶向可以不用考慮。長方體的尺寸由所要加工的超半球的半徑r決定。長方體的長和寬要略大于超半球的直徑2r，一般要根據加工情況來確定。例如要把立方體形的電光材料研磨、拋光成球形需要研磨掉200 μ m的一層，那么長方體的長和寬就可以設定為 2r+200 μ m。為了保證制備出的超半球的底面就是我們所要選擇的切割晶面，需要兩塊長寬相同、但厚度不同的長方體，它們的厚度之和也要等于它們的長和寬，即2Γ+200μπι。厚一些的長方體的大面必須是我們所選擇的切割晶面。如圖4(1)所示。假設電光材料的折射率為η，則厚一些的長方體的厚度可以設計為(l+l/n)r+200ym，而另一塊長方體的厚度可以設定為(l-l/n)r。考慮到晶向可能對加工難易程度的影響，薄一些的長方體的晶向要盡量與厚一些的長方體保持一致。(2)粘合將兩塊厚度不同的長方體狀電光材料沿大面緊密粘合在一起，構成一個邊長為2Γ+200μπι的立方體。如圖4( 所示。對粘合劑的基本要求是強度高、固化快、 耐熱性好、防水性好。例如常用的萬能膠、502膠等都可以。(3)磨球采用常用的球面透鏡加工工藝，將立方體形的電光材料研磨、拋光，力口工成光滑、完美的球體，球體的半徑為r。如圖4C3)所示。(4)拆分再將球形的電光晶體沿粘合處拆分成兩部分球缺。這可以通過有機溶劑溶膠的辦法來實現拆分，例如將球形的電光晶體材料泡在丙酮中，待粘合劑軟化后，用薄刀片輕輕將球體的兩部分分開。選取較厚的那一部分超半球留下來備用。如圖4(4)所示。(5)減薄進一步將超半球底面的粘合劑用有機溶劑結合超聲清洗的辦法去除干凈，然后將底面進行研磨、減薄、拋光。一面研磨拋光，一面要時常監測其厚度，直到超半球的厚度為(l+l/n)r時為止，如圖4(5)所示。這時超半球型電光固浸透鏡就制作完成了。最終制作完成的超半球型電光固浸透鏡如圖1所示。如果被測器件的表面不平整，或者為了減小電光探頭對被測器件的影響，可以切除超半球的邊緣部分，將超半球的下端加工成頂點為齊明點0'的倒圓錐或者倒棱錐(正三棱錐、正四棱錐、正五棱錐、正六棱錐等)結構，如附圖5所示。盡管這對于實現最大的有效數值孔徑有影響，但是這種影響并不十分嚴重，依然可以獲得很高的有效數值孔徑。以圖 5為例，⑶=2r，為超半球的直徑，在赤道面內。因此圖4的結構可以看成是由一個半徑為 r的半球與底面是赤道面、高是r/n的倒圓錐構成的，此時與顯微物鏡搭配所能獲得的最大有效數值孔徑為n7(n2+l)1/2，當η2 >> 1時，最大有效數值孔徑依然近似為η。


圖1 半徑為r、電光材料折射率為η的超半球型電光固浸透鏡結構示意圖2 超半球型電光固浸透鏡與顯微物鏡搭配使用時的原理示意圖；1為顯微物鏡；2為超半球型電光固浸透鏡；3為入射光線。圖3 超半球型電光固浸透鏡在電光檢測系統中的應用示意圖；各部件名稱為顯微物鏡1、超半球型電光固浸透鏡2、半導體激光器11、自聚焦透鏡12、擴束器13、偏振分束器14、四分之一波片15、二分之一波片16、被測器件17、會聚透鏡18、光電探測器19、鎖相放大器20、信號發生器21、示波器22。被測器件17可以是任何未封裝的(電極裸露的)電子器件。在這一系統中，從半導體激光器11出射的探測光經自聚焦透鏡12準直后，由擴束器13擴束，擴束后的探測光束經偏振分束器14后變為線偏振光，再依次通過四分之一波片15和二分之一波片16，經顯微物鏡1和超半球型電光固浸透鏡2折射后會聚到超半球型電光固浸透鏡2的底面中心處 (即會聚到齊明點0'處)。被測器件上傳輸的電信號產生的泄露電場一部分進入到電光固浸透鏡2中，與會聚到齊明點0'處的探測光束相互作用，發生線性電光效應，于是，從超半球型電光固浸透鏡2底面反射回去的探測光的偏振態發生了改變，攜帶了被測器件上傳輸的電信號的信息，即反射回去的探測光包含了線性電光信號，經顯微物鏡變為平行光束，再經過二分之一波片16、四分之一波片15和偏振分束器14后，一部分反射光將經由會聚透鏡 18會聚后進入光電探測器19中，由探測器轉變為電信號后輸入到鎖相放大器20中，最后由鎖相放大器20檢測出電光信號的大小。電光信號的波形可以從鎖相放大器20的前置放大器輸出端口輸出到示波器22中進行觀測。信號發生器21 —方面為被測器件提供電信號， 同時為鎖相放大器提供一個參考信號，為被測器件提供的電信號也可以接入示波器進行觀測，并與鎖相放大器20輸出的電光信號波形進行對比。圖4 超半球型電光固浸透鏡的制作過程示意圖；(1)選料；⑵粘合；(3)磨球；(4)拆分；(5)減薄；圖5 超半球下端頂點為齊明點0'的倒圓錐或者倒棱錐結構示意圖；圖6 經顯微物鏡會聚的艾里斑衍射圖樣強度分布的理論模擬曲線；顯微物鏡的數值孔徑為0. 28，曲線4是物方為平板型GaAs電光晶體時的情形，曲線5是物方為空氣時的情形，曲線6是物方為半球型GaAs電光固浸透鏡時情形，曲線6是物方為超半球型GaAs電光固浸透鏡時情形。
具體實施例方式實施例1 選用GaAs電光晶體，探測光源可以選擇1. 3 μ m或1. 55 μ m的紅外激光器。GaAs 晶體的折射率為3. 3，電光系數為1. 6pm/V。假設要制作成半徑為3mm的超半球型電光固浸透鏡。具體過程如下(1)選擇兩塊沿(100)面切割的長方體形高阻(P > 5000 Ω cm) GaAs晶體材料，它們的長和寬都是6. 2mm，一塊長方體的厚度為4. 1mm，一塊長方體的厚度為2. 1mm。(2)將這兩塊GaAs長方體材料用萬能膠緊密粘合在一起，構成一個邊長為6. 2mm 的GaAs立方體。(3)采用透鏡加工技術將GaAs長方體材料研磨加工成球形，然后對GaAs球體進行精細拋光，在研磨拋光過程中，時刻監測GaAs球體的直徑，當直徑為6mm時，停止拋光。
(4)將GaAs球體泡在丙酮等有機溶劑中，將萬能膠溶解后，把GaAs球體自然地從粘合面處拆分開兩部分。或者結合機械切割的方法，將GaAs球體從粘合面處拆分開。(5)把拆分開來的GaAs超半球底面進一步去除粘合劑，并進行研磨、減薄和拋光。 拋光過程中，要時刻監測GaAs超半球的厚度，當GaAs超半球的厚度達到3. 91mm時，超半球型GaAs電光固浸透鏡就制作完成了。使用時，可以選用長焦距的顯微物鏡與之搭配。例如，選用數值孔徑0. 、焦距 20mm、工作距離34mm、10X的顯微物鏡與超半球GaAs電光固浸透鏡搭配，將二者調成共軸， 并使得GaAs超半球的底面與顯微物鏡焦點之間的距離為9mm，這時，從顯微物鏡出射的光線將全部會聚到GaAs超半球的底面中心處。此時，理論上的有效數值孔徑最大值約為3， 聚焦光斑最小的半極大全寬度直徑約為λ/6，λ為探測光波長。當顯微物鏡的物方媒質分別為超半球型GaAs電光固浸透鏡、半球型GaAs電光固浸透鏡、傳統的平板型GaAs電光晶體、以及空氣時，我們對高斯光束經數值孔徑為0. 28的顯微物鏡產生的聚焦光斑的歸一化強度分布分別進行了理論模擬，假設λ = 1.3μπι，模擬結果如圖6所示。曲線4是物方為平板型GaAs電光晶體時艾里斑衍射圖樣的強度分布，曲線5是物方為空氣時的情形，曲線 6和7分別是物方為半球型和超半球型GaAs電光固浸透鏡時的情形。可以看出，物方為平板型GaAs電光晶體時，艾里斑的半極大全寬度直徑最大，約為3. 0 μ m，物方為空氣時，艾里斑的半極大全寬度直徑約為2. 0 μ m，物方為半球型GaAs電光固浸透鏡時，艾里斑的半極大全寬度直徑約為0. 61 μ m,而物方為超半球型GaAs電光固浸透鏡時，艾里斑的半極大全寬度直徑最小，達到了 0.22μπι。可見，超半球型電光固浸透鏡的確能夠極大地提高空間分辨率。實施例2 選用GaP電光晶體，其電光系數為0. 97pm/V，折射率為3. 3，探測光源長可選波長為0. 65 μ m的半導體激光器。假設要制作成半徑為3mm的超半球型電光固浸透鏡，其制作方法與具體實施方式
一中完全類似，GaP超半球的厚度也為3. 91mm，其余不再贅述。使用時與長焦距的顯微物鏡搭配，假設也選用數值孔徑0.觀，焦距20mm，工作距離34mm，10 X的顯微物鏡，將二者調成共軸，并使得GaP超半球的底面與顯微物鏡焦點之間的距離為9mm，此時，理論上的有效數值孔徑最大值約為3，聚焦光斑最小的半極大全寬度直徑約為λ/6，對于λ =0.65 μ m的探測光而言，電光檢測系統理論上的空間分辨率將達至Ij 108nm。
權利要求
1.一種超半球型電光固浸透鏡，其特征在于具有超半球結構，即是一個球體沿平行于赤道面方向去除一小部分形成的超半球，超半球底面的中心到球面頂點的距離為(1+1/ n)r，其中η為超半球材料的折射率，r為超半球球體的半徑；超半球材料為折射率η > 2，電光系數Y >0.5pm/V，對探測光透明的III-V族電光材料、II-VI族電光材料或鐵電體電光材料。
2.如權利要求1所述的一種超半球型電光固浸透鏡，其特征在于切除超半球的邊緣部分，將超半球的下端加工成頂點為齊明點的倒圓錐或者倒棱錐結構，齊明點到球面頂點的距離為(l+l/n)r，其中η為超半球材料的折射率，r為超半球球體的半徑；超半球材料為折射率η > 2，電光系數Y > 0. 5pm/V，對探測光透明的III-V族電光材料、II-VI族電光材料或鐵電體電光材料。
3.如權利要求1或2所述的一種超半球型電光固浸透鏡，其特征在于超半球材料為 GaAs, GaP、ZnTe, β -ZnS, CdTe, ZnSe, CdSe, α -ZnS, CdS、ZnO, LiNb03、LiTaO3 或 KNb03。
4.如權利要求3所述的一種超半球型電光固浸透鏡，其特征在于對于具有閃鋅礦結構的GaAs、GaP、ZnTe, CdTe, ZnSe或β -ZnS電光材料選擇沿(100)晶面切割，進行縱向電光調制，測量被測器件的縱向電場分量。
5.如權利要求3所述的一種超半球型電光固浸透鏡，其特征在于對于具有: 和6mm 點群對稱的α -ZnS, CdS、ZnO, CdSe, LiNb03、LiTaO3或KNbO3電光材料，選擇沿晶體c軸切害I]，探測光垂直于c軸入射，進行橫向電光調制，測量被測器件的橫向電場分量。
6.如權利要求1或2所述的一種超半球型電光固浸透鏡，其特征在于超半球型電光固浸透鏡與顯微物鏡搭配使用，將超半球電光固浸透鏡和顯微物鏡調成共軸狀態，顯微物鏡的焦距大于(n+l)r，超半球型電光固浸透鏡的底面中心到顯微物鏡焦點的距離為(n-1/ n)r0
全文摘要
本發明屬電光檢測技術領域，具體涉及一種超半球型電光固浸透鏡。理論上這種超半球型電光固浸透鏡可以使得電光檢測系統的空間分辨率提高n2倍，n為電光固浸透鏡的折射率。超半球型電光固浸透鏡是一個球體沿平行于赤道面方向去除一小部分形成的超半球，超半球底面的中心到球面頂點的距離為(1+1/n)r，其中n為超半球材料的折射率，r為超半球球體的半徑；超半球材料為折射率n＞2，電光系數γ＞0.5pm/V，對探測光透明的III-V族電光材料、II-VI族電光材料或鐵電體電光材料。超半球型電光固浸透鏡與合適的顯微物鏡搭配使用，應用于外部電光檢測系統中，可以獲得亞微米的空間分辨率，因而具有重要的實際應用價值。
文檔編號G02B13/00GK102540408SQ20111044251
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者劉秀環, 朱景程, 賈剛, 陳占國, 高延軍 申請人:吉林大學