平整基底表面的光学指纹及无标记埃级精度横向位移检测

我们报道，当使用高灵敏度干涉显微镜观察时，表面粗糙度远低于 0.5 nm 的平整基底（如玻璃盖片）呈现出显著的散斑图案。我们揭示这些散斑图案明确源于亚纳米级表面起伏，并建立了一种直观模型来说明亚纳米级非共振介电特征如何在远场产生显著的干涉对比度。我们引入光学指纹的概念，用于表征与特定基底表面区域相关的确定性散斑图案，并有意增强散斑幅度以用于潜在应用。我们证明此类光学指纹可用于可复现的位置识别以及无标记横向位移检测，实验精度达 0.22 nm。可复现的位置识别使我们能够检测在显微镜外进行的繁琐过程中产生的新纳米级特征。所展示的超灵敏位移检测能力可在半导体工业和超分辨率光学显微镜中找到应用。