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78 Kapitel 5: Lokale optische Effekte an texturierten TCO-Oberflächen
den NSOM-Messungen wird der Mittelwert des evaneszenten Anteils extrahiert
und auf den Mittelwert des evaneszenten Anteils im Nahfeld normiert. Das
schrittweise Zurückfahren der NSOM-Spitze bewirkt, dass die Topographie nur
noch an höheren Stellen gemessen werden kann. Der normierte Mittelwert des
evaneszenten Anteils ist in Abb. 5.15 gegen dem Verhältnis der Flächen aus
noch messbarer Topographie zur gesamten Messfläche aufgetragen. Verringert
sich der Anteil der gemessenen Topographie an der Gesamtfläche, so sinkt auch
der evaneszente Anteil. Ist der Abstand zur Oberfläche groß genug, also keine
Topographie messbar, so verharrt der Mittelwert des evaneszenten Anteils auf
einen nahezu konstanten Wert. Dieser Wendepunkt markiert eine Trennlinie
zwischen den Nahfeldeigenschaften der Oberfläche und dem ins Fernfeld propagierenden
Licht. Da erstens evaneszente Felder keinen Beitrag für das Fernfeld
liefern [169] und zweitens dieser Wert, über viele Messungen hinweg, nur ganz
schwach variiert, ist er als Messrauschen zu identifizieren. Dieses Störsignal kann
unterschiedliche Ursachen haben, z. B. eine nicht exakte Modulierung des Lasers
oder eine Einkopplung von externen Signalen. Es ist bekannt, dass dieses Signal
durch Fourieranalyse hervortritt, da die Fourieranalyse in vielen Bereichen zum
Herausfiltern von Rauschsignalen benutzt wird [170]. Abhängig von der Qualität
der jeweiligen Messreihe und von der verwendeten Wellenlänge ist dieses
Rauschen mehr oder weniger stark ausgeprägt. 2 Für jede Messreihe kann ein
Bereich bestimmt werden, der als Hintergrundrauschen interpretiert wird. Dieser
stellt damit die Messgenauigkeit des Nahfeldmikroskops dar. In Abb. 5.15 ist
ein solcher Bereich exemplarisch rot schraffiert. Typischerweise liegt dieser Wert
allerdings unter 2%.
Das systematische Vermessen der Topographie und des optischen Signals im
Nahfeld in Verbindung mit dem wiederholten Messen nach einem schrittweisen
Entfernen der Nahfeldsonde von der Oberfläche ermöglichen eine dreidimensionale
Darstellung der Intensität des transmittierten Lichts über der rauen
Oberfläche. Dazu werden die einzelnen Messungen dem jeweiligen Höhenschritt
entsprechend übereinander gelegt. Fehlende Bereiche werden linear interpoliert,
wodurch eine kontinuierliche dreidimensionale Darstellung gewährleistet ist (vgl.
Kap. 3.1 und [20]). In Abb. 5.16(a) ist die Topographie einer stochastisch texturierten
ZnO:Al-Oberfläche zu sehen. Die durch die schwarze Linie exemplarisch
ausgewählte Messzeile ist auf der rechten Seite der Abbildung dargestellt. Für
die Wellenlängen 473 nm und 780 nm zeigt diese Illustration für die ausgewählte
Messzeile die lokalen Intensitäten des ins Fernfeld propagierenden Lichts. Für
beide Wellenlängen sind zunächst zwei Aspekte zu beobachten. Zum einen treten
strahlenförmige Säulen aus den Spitzen der Kraterränder heraus. Diese werden
im Folgenden als Photonenjets bezeichnet. Zum anderen erfährt das Licht in
ausreichender Entfernung eine Fokussierung. Diese Form der Fokussierung ist
2 Alle verwendeten Lasersysteme werden individuell moduliert, wodurch jede Wellenlänge
unterschiedlich starke Störsignale in die Messung einbringt.