Tuva lauka optiskā mikroskopija Principi un pielietojumi
Tuva lauka optiskā mikroskopija (angļu valodā: SNOM) ir balstīta uz bezstarojuma lauka noteikšanas un attēlveidošanas principu, tā var pārvarēt parastā optiskā mikroskopa difrakcijas robežu, izmantojot tuvajā laukā mazāka viļņa garuma skalas zondi. dažu nanometru attālumā no parauga virsmas skenēšanas un attēlveidošanas tehnoloģijai, tuva lauka novērošanas diapazonā, skenēšanai paraugā un tajā pašā laikā, lai iegūtu izšķirtspēju, kas ir augstāka par topogrāfiskā attēla un optiskā attēla difrakcijas robežu. mikroskopa attēli.
Tuva lauka optiskā mikroskopija ir piemērota nanomēroga optiskai attēlveidošanai un nanomēroga spektroskopiskiem pētījumiem ar īpaši augstu optisko izšķirtspēju. Parasto optisko mikroskopu izšķirtspēju ietekmē optiskās difrakcijas robeža, un izšķirtspēja nepārsniedz šo viļņa garuma skalu. Atšķirībā no parastajiem optiskajiem mikroskopiem, tuvā lauka optiskie mikroskopi izmanto mazāka viļņa garuma skalas zondes, lai iegūtu mazāku izšķirtspēju.
Tuva lauka optiskās mikroskopijas princips:
Izmantojot kausētu vai korodētu optisko šķiedru viļņvadu, kas izgatavots no zondēm, kas no ārpuses pārklātas ar metāla plēvi, ir izveidojis 15nm līdz 100nm diametra optiskās apertūras (optiskās apertūras) galu. lauka optiskā zonde, un pēc tam to var izmantot kā pjezoelektrisko keramikas materiālu (pjezoelektriskās keramikas) precīzas pārvietošanas un skenēšanas noteikšanu ar atomu spēku Atomu spēka mikroskopija (atomspēka mikroskopija, AFM), lai nodrošinātu precīzu augstuma atgriezeniskās saites kontroli, tuvā lauka optiskā ierīce zonde būs ļoti precīza (vertikāli un horizontāli parauga virsmas virzienā, telpiskā izšķirtspēja var būt aptuveni 0,1 nm un 1 nm) kontrole parauga virsmā augstumā no 1 nm līdz 100 nm, trīsdimensiju telpiskās atgriezeniskās saites kontrole gandrīz lauka skenēšana (skenēšana), un tai ir optiskās šķiedras zondes nano optiskā apertūra, ko var izmantot optiskās informācijas saņemšanai vai pārraidīšanai, tādējādi iegūstot reālu trīsdimensiju tuva lauka optiskā attēla telpu, jo attālums starp to un parauga virsma ir daudz mazāka par vispārējo gaismas viļņa garumu, izmērītā informācija ir visa tuvā lauka optiskā informācija, bez parastās kopējās tālā lauka optiskās robežvērtības, kas ir apņemtā kadra optiskās izšķirtspējas robeža.
Tuva lauka optiskā mikroskopa pielietojums:
Tuva lauka optiskais mikroskops pārkāpj tradicionālo optiskā apvedceļa robežu, var tieši izmantot gaismu, lai novērotu nanomateriālus, analizētu nanoelementu mikrostruktūru un defektus, un pēdējos gados tas tiek izmantots pusvadītāju lāzera komponentu analīzei. Augstās izšķirtspējas dēļ to var izmantot augsta blīvuma datu piekļuvei. Pašlaik, izmantojot šo tehnoloģiju, ir veiksmīgi ražoti vairāk nekā 100 GB superizšķirtspējas tuva lauka optiskie diski. To var izmantot arī biomolekulu un proteīna fluorescences tuvā lauka mikroskopiskai analīzei.
Tuva lauka optiskā mikroskopa darbības princips un struktūra:
Kopumā optiskā mikroskopa izšķirtspēja ir tikai daži simti nanometru, novērojot tālā laukā gaismas viļņu apkārtmēra ierobežojumu dēļ. Tomēr, novērojot tuvajā laukā, var izvairīties no tinuma un traucējumiem, un tinuma ierobežojumus var pārvarēt, lai palielinātu izšķirtspēju līdz aptuveni desmitiem nanometru. Tuva lauka optiskā mikroskopa struktūrā kā zonde tiek izmantota konusveida optiskā šķiedra ar desmitiem nanometru atvērumu galā. Attālums starp zondi un mērāmo objektu tiek precīzi kontrolēts tuvā lauka novērošanas diapazonā, un pjezoelektriskā keramika, ko var precīzi pozicionēt un skenēt, tiek izmantota, lai veiktu trīsdimensiju telpisko tuva lauka skenēšanu kopā ar augstas atgriezeniskās saites vadības sistēma, ko nodrošina atomu spēka mikroskops. Optiskās šķiedras zonde saņem vai pārraida optiskos signālus, lai iegūtu 3D tuvā lauka optisko attēlu.
