利用偶极子及镜像偶极子模型推导出探针扫描样品表面时的场分布，给出数值计算的扫描光强分布。引入光强对比强度概念，获得了该对比值随样品小球间距变化的曲线和该对比值随探针与样品距离变化的曲线。结果表明，当探针在一定高度上扫描时，近场光学显微镜系统存在最小分辨率，而该分辨率随着探针与样品的距离增加而降低。

本文利用反射式扫描近场光学显微镜观察了硫酸三甘氨酸[(NH3CH2COOH)3*H2SO4)](简称TGS)晶体的电畴结构和铝酸镧晶体的孪晶畴.横向分辨率约为50nm.对原有的Topometrix Aurora NSOM 系统作了较大的改进.采用音叉(tuning fork)检测光纤探针与样品间的剪切力取代了原有的光学法振动检测.对TGS的观察说明,反射式扫描近场光学显微镜适合研究垂直B轴切割的TGS(010)面的自发极化.对这种180°极化的多畴,可获得光学衬度较好的电畴分布图像.与形貌图像相比电畴与形貌无关.无论是新鲜解理的原子级光滑表面和表面水解的较为粗糙表面均可观察到分布较为均匀的电畴分布.采用探针发光的透射式和反射式观察铝酸镧晶体,发现只有反射式探测能够给出晶体表面的孪晶畴.

纳米技术应用到生物医学领域是目前研究的热点,特别是扫描探针显微镜的出现,给生物医学研究带来了新的发展。本文简单地总结了原子力显微镜（AFM）和扫描近场光学显微镜（SNOM）在细胞分子生物学方面的应用,重点介绍了AFM对细胞及其表面分子成像、细胞机械性能及分子力谱的测量等方面的研究,同时也阐述了SNOM在探测生物分子及其功能等方面的应用。

提出了一种制备扫描近场光学显微镜光纤探针的自动化腐蚀方案.该方案利用静态腐蚀过程中光纤所形成的特殊结构,及动态腐蚀过程中光纤在氢氟酸中的移动所带来的新月形弯液面在光纤表面接触位置的变化，通过合理控制腐蚀时间来制备尖端锐利、大锥角或多锥体角等各种结构的探针.设计方案采用计算机控制整个装置实现了探针制备过程的自动化，保持了腐蚀光纤探针实验条件的一致性.实验结果表明，采用此方案可以制备出尖端孔径小于100 nm且锥体角高达70°的光纤探针，且重复性高.此外，该方案的装置结构简单，实现容易.

在同时考虑样品的形貌及材料光学参量和入射光偏振模式的情况下,利用基于边界元方法编写的二维矢量电磁场计算程序,对工作在照明模式下的扫描近场光学显微镜（Scanning Near-field Optical Microscope,SNOM）的近场矢量电磁场分布进行了数值计算模拟研究.结果表明,在没有表面形貌特征时,探针的光能量透射率随样品材料的折射率和损耗角的增加而增大,而样品表面光斑尺寸受折射率和损耗角的影响很小;对有形貌特征的探针扫描像研究结果表明,SNOM的分辨率随着样品的折射率和损耗角的增加而提高;对SNOM不同的工作模式的扫描成像信号进行的计算结果表明,恒定间距扫描方式比恒定高度扫描方式对样品表面的细节有较强的分辨能力.

采用有限积分法对用于近场光学显微镜的旋转对称光纤探针进行了数值模拟计算,研究了光纤探针开口附近亚波长范围的电磁场及其能量密度的分布.计算结果表明,在探针外,光场为沿探针轴线方向的近逝波,其空间光场的分布与激励光场及其极化方向有关,在激励光场的极化方向出现了由感应电荷引起的边缘增强效应.同时研究了近场光纤探针的空间分辨率和样品处的电磁场能量,结果表明光纤探针孔的尺寸及其与样品的作用距离是影响探针的分辨率和样品内电磁场能量的重要因素.

近场光学显微镜是对于常规光学显微镜的革命。它不用光学透镜成像，而用探针的针尖在样品表面上方扫描获得样品表面的信息。分析了传统光学显微镜与近场光学显微镜成像原理的物理本质和两种显微镜系统结构的异同点。介绍了光纤探针的制作方法。重点讨论了近场探测原理、光学隧道效应及非辐射场的性质。

悬臂式探针的研制是ＳＮＯＭ－ＡＦＭ的重要技术之一。用熔拉－腐蚀相结合的方法，将普通单位模石英光纤制成直锥型探针。再利用自制的工具在ＣＯ２激光束下将针尖打弯，制成悬臂式探针样品。简单地讨论了此种探针的弹性常数。光束下将针尖打弯，制成悬臂式探样品。简单地讨论了此种探针的弹性常数。

为了实现敲击模式的扫描近场光学显微镜，采用以石英音叉为灵敏探测器件，将光纤探针垂直音叉侧臂粘接，使探针在垂直样品的方向上振动，以“敲击”方式探测样品表面的信息，实现近场范围的高度控制。仪器结构紧凑，操作方便，灵敏度高，可用于液体环境下的样品探测，在对样品形貌进行探测的同时可实现对光信号的调制。将这种探测模式应用于实验，获得2 400线/mm光栅、光盘母盘和生物细胞的形貌图像。实验证明：这种探测方式分辨率优于200 nm，适用于不同硬度的样品，可以作为材料学、生物学等领域的有力工具。

为了研究扫描近场光学显微镜中探针和粗糙样品表面的耦合相互作用,提出了一种光耦合偶极子模型.在该模型中,探针和样品突起都由光极化偶极子表示,在准静态电磁场近似的情况下样品表面的诱导极化效应由影像偶极子表示,应用偶板子辐射理论可以得到系统的自洽场方程.此模型提供了一种直观分析扫描近场光学显微镜中探针和样品相互作用机理的方法.在此基础上,进一步讨论了金属样品的近场成像特点和其特有的局域光学共振现象.数值结果表明不同于一般的介质样品,金属样品的近场图像与入射光频率直接相关,改变入射光的频率,获得的样品近场图像的形状和对比度都会发生变化.特别是当入射光频率处于样品极化共振范围内时,金属纳米粒子的极化率会出现光极化共振,这样就可以获得样品粒子的最大有效尺寸,为提高系统的分辨率提供了一条重要...