Оптическая микроскопия ближнего поля. Принципы и приложения.
Оптическая микроскопия ближнего поля (английское название: SNOM) основана на принципе обнаружения и визуализации поля без излучения, может преодолеть дифракционный предел обычного оптического микроскопа, использование зонда субволнового масштаба в ближнем поле. в диапазоне нескольких нанометров от поверхности образца для технологии сканирования и визуализации, в ближнем диапазоне наблюдения, сканирования в образце и в то же время для получения разрешения, превышающего дифракционный предел топографического изображения и оптического изображения микроскопа.
Ближнепольная оптическая микроскопия подходит для наномасштабных оптических изображений и наномасштабных спектроскопических исследований со сверхвысоким оптическим разрешением. На разрешение обычных оптических микроскопов влияет предел оптической дифракции, и разрешение не превышает этот масштаб длин волн. В отличие от обычных оптических микроскопов, в оптических микроскопах ближнего поля используются датчики субволнового масштаба для получения меньшего разрешения.
Принцип ближнепольной оптической микроскопии:
Использование оплавленного или корродированного волоконно-оптического волновода, изготовленного из зондов, покрытых снаружи металлической пленкой, сформировало на конце диаметром от 15нм до 100нм размер оптической апертуры (оптической апертуры) ближнего диапазона. полевой оптический зонд, а затем может использоваться в качестве прецизионного смещения и сканирования пьезоэлектрических керамических материалов (пьезоэлектрической керамики) с помощью атомной силы. Атомно-силовая микроскопия (атомно-силовая микроскопия, AFM) для обеспечения точного контроля высоты с обратной связью, ближнепольная оптическая микроскопия. Зонд будет очень точным (по вертикали и горизонтали в направлении поверхности образца, пространственное разрешение может составлять около 0,1 нм и 1 нм), контроль поверхности образца на высоте от 1 до 100 нм, трехмерный пространственный контроль с обратной связью вблизи поле сканирования (сканирования), а также нанооптическая апертура волоконно-оптического зонда может использоваться для приема или передачи оптической информации, таким образом получая в реальном пространстве трехмерное ближнепольное оптическое изображение, поскольку расстояние между ним и полем сканирования поверхность образца намного меньше общей длины волны света, измеренная информация представляет собой всю оптическую информацию ближнего поля, без обычного оптического оптического предела дальнего поля предела оптического разрешения окружающего выстрела.
Применение оптического микроскопа ближнего поля:
Оптический микроскоп ближнего поля преодолевает традиционные ограничения оптического обхода, может напрямую использовать свет для наблюдения наноматериалов, анализа микроструктуры и дефектов наноэлементов, а в последние годы он применяется для анализа компонентов полупроводниковых лазеров. Благодаря высокому разрешению его можно использовать для доступа к данным с высокой плотностью. В настоящее время с использованием этой технологии успешно произведено более 100 ГБ оптических дисков ближнего поля сверхвысокого разрешения. Его также можно использовать для ближнепольного микроскопического анализа биомолекул и флуоресценции белков.
Принцип и устройство оптического микроскопа ближнего поля:
В общем, разрешение оптического микроскопа составляет всего несколько сотен нанометров при наблюдении в дальней зоне из-за ограничения окружности световой волны. Однако при наблюдении в ближнем поле можно избежать намотки и помех, а ограничение намотки можно преодолеть, увеличив разрешение примерно до десятков нанометров. В конструкции ближнепольного оптического микроскопа в качестве зонда используется конусное оптическое волокно с апертурой в десятки нанометров на конце. Расстояние между датчиком и измеряемым объектом точно контролируется в пределах диапазона наблюдения ближнего поля, а пьезоэлектрическая керамика, которую можно точно позиционировать и сканировать, используется для выполнения трехмерного пространственного сканирования ближнего поля в сочетании с система управления с высокой обратной связью, обеспечиваемая атомно-силовым микроскопом. Волоконно-оптический зонд принимает или передает оптические сигналы для получения трехмерного оптического изображения ближнего поля.
