Приложения ближнепольной оптической микроскопии
Поскольку оптическая микроскопия ближнего поля может преодолеть недостатки традиционной оптической микроскопии, такие как низкое разрешение и повреждение биологических образцов, вызванное сканирующей электронной микроскопией и сканирующей туннельной микроскопией, она находит все более широкое применение, особенно в таких областях биомедицины, как а также наноматериалы и микроэлектроника.
Сканирующая оптическая микроскопия ближнего поля (СНИМ) — это ответвление СНОМ, которое представляет собой применение технологии СНОМ в инфракрасной области. Для получения информации с высоким разрешением очень важными частями SNIM являются микрозонды для локализации, сканирования и зондирования в ближнем поле. Существует множество форм микрозондов, которые условно делятся на две категории: зонды с маленькими отверстиями и зонды без отверстий, а зонды с маленькими отверстиями часто представляют собой оптоволоконные зонды. Когда расстояние от оптоволоконного зонда до испытуемого образца определено, размер сквозного отверстия оптоволоконного зонда и форма угла конуса наконечника определяют разрешение, чувствительность и эффективность передачи SNIM. Однако изготовить инфракрасное волокно для СНИМ и микрозонда сложно. По сравнению с изготовлением волоконно-оптических зондов в видимом диапазоне длин волн, с одной стороны, существует слишком мало типов оптических волокон, подходящих для среднего инфракрасного диапазона длин волн (2,5-25 мм); с другой стороны, существующие инфракрасные оптические волокна являются хрупкими, имеют плохую пластичность и гибкость, а также неудовлетворительные химические свойства. Чтобы уменьшить затухание света, сложно изготовить высококачественный оптоволоконный инфракрасный зонд.
Некоторые зарубежные исследовательские учреждения SNIM в зонде используют другие способы светового зонда, такие как японский Кавата и другие разработки зонда со сферической призмой, немецкий Фишер и другие тетраэдрические зонды, а также недавно KNOLL и другие полупроводниковые (например, кремниевые) полимеры. изготовлены из непористых рассеивающих зондов и так далее. Вышеупомянутое решение с микрозондом маловероятно для нас, поскольку требуется высокий уровень производственного процесса, требующий специального оборудования, а также из-за того, что наша конструкция SNIM выбирает режим отражения, компания Zui наконец приняла решение с оптоволоконным зондом.
В процессе разработки микрозонда необходимо учитывать два аспекта: с одной стороны, необходимо сделать оптический зонд, проходящий через маленькое отверстие, как можно меньшим, с другой стороны, чтобы свет проходил через маленькое отверстие как можно меньше. как можно больше, чтобы получить высокое отношение сигнал/шум. Для волоконно-оптических зондов, чем меньше диаметр игольной части, тем выше разрешение, но световой поток станет меньше. В то же время, чем короче кончик зонда, тем лучше, поскольку чем длиннее кончик, тем дальше распространяется свет через волновод, длина которого меньше его длины волны, поэтому затухание света тем больше. Таким образом, производство волоконно-оптических зондов для достижения цели состоит в том, чтобы получить иглу небольшого размера и кончик короткого кончика.
