研究目的
通过引入谐波外差检测和顺序外差检测来推广光诱导力显微镜（PiFM）的外差配置，从而实现约10纳米空间分辨率的化学成像和宽带光谱分析。
研究成果
广义外差配置的PiFM和轻敲模式AFM-IR在实施中具有灵活性，允许使用中等重复频率光源并引入额外的调制通道以实现信号提取。这些配置适用于跨学科的多种纳米尺度异质样品。
研究不足
该研究表明广义外差配置用于PiFM具有可行性和优势，但未广泛探究其在更广泛材料和条件下空间分辨率与灵敏度的极限。
1：实验设计与方法选择：
本研究探索了两种用于光诱导力显微镜（PiFM）的新外差配置——谐波外差检测和顺序外差检测。前者通过将激光重复频率设置为原子力显微镜（AFM）悬臂两个机械共振模式差值的整数分数来实现；后者则通过组合激光重复频率与偏振调制频率来匹配AFM两个机械模式的差值。
2：样本选择与数据来源：
样本包括结构化聚合物、细菌肽聚糖细胞壁以及极化激元六方氮化硼（h-BN）材料。
3：实验设备与材料清单：
可调谐量子级联激光器（QCL）、原子力显微镜（AFM）、用于引导和聚焦红外激光束的光学元件，以及用于偏振切换的光弹调制器（PEM）。
4：实验流程与操作步骤：
AFM在悬臂第二机械共振频率下以轻敲模式反馈运行，通过第一机械共振频率进行锁相检测以提取解调信号。顺序外差检测时使用PEM切换红外脉冲的偏振状态。
5：数据分析方法：
研究包含描述新外差配置工作原理的数值模拟，以及验证这些配置可行性和优势的实验测量。
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