Lähikenttäoptinen mikroskopia Periaatteet ja sovellukset
Lähikenttäoptinen mikroskopia (englanninkielinen nimi: SNOM) perustuu ei-säteilykentän havaitsemisen ja kuvantamisen periaatteeseen, se voi rikkoa tavallisen optisen mikroskoopin diffraktiorajan, aliaallonpituuden mittakaavan anturin käyttöä lähikentässä. muutaman nanometrin etäisyydellä näytteen pinnasta skannaus- ja kuvantamistekniikkaa, lähikenttähavaintoaluetta, skannausta näytteessä ja samanaikaisesti topografisen kuvan ja optisen kuvan diffraktiorajaa korkeamman resoluution saavuttamiseksi. kuvia mikroskoopista.
Lähikenttäoptinen mikroskopia soveltuu nanomittakaavaiseen optiseen kuvantamiseen ja nanomittakaavaisiin spektroskooppisiin tutkimuksiin ultrakorkealla optisella resoluutiolla. Perinteisten optisten mikroskooppien resoluutioon vaikuttaa optinen diffraktioraja, eikä resoluutio ylitä tätä aallonpituusasteikkoa. Toisin kuin perinteiset optiset mikroskoopit, lähikenttäoptiset mikroskoopit käyttävät aliaallonpituuden mittakaavaa pienempien resoluutioiden saavuttamiseksi.
Lähikenttäoptisen mikroskopian periaate:
Sulatetun tai syöpyneen kuituoptisen aaltoputken käyttö, joka on valmistettu antureista, jotka on päällystetty metallikalvolla ulkopuolelta, on muodostanut 15 nm - 100 nm halkaisijaltaan 15 nm - 10 0 nm:n pään optisen aukon (optisen aukon) päähän. kenttäoptinen koetin, ja sitä voidaan sitten käyttää pietsosähköisten keraamisten materiaalien (pietsosähköisten keramiikka) tarkkuussiirtymän ja skannauksen havaitsemiseen atomivoimalla Atomivoimamikroskopia (atomivoimamikroskopia, AFM) tarjoaa tarkan korkeuden takaisinkytkennän ohjauksen, lähikentän optinen anturi on erittäin tarkka (pysty- ja vaakasuuntainen näytteen pinnan suuntainen tilaresoluutio voi olla noin 0,1 nm ja 1 nm) ohjaus näytteen pinnalla korkeudella 1 nm - 100 nm, kolmiulotteinen spatiaalinen takaisinkytkentäohjaus lähes kenttäskannaus (skannaus), ja siinä on nanooptinen aukko kuituoptisen anturin avulla voidaan vastaanottaa tai lähettää optista tietoa, jolloin saadaan kolmiulotteisen lähikentän optisen kuvan todellinen tila, koska sen ja kuvan välinen etäisyys näytteen pinta on paljon pienempi kuin yleinen valon aallonpituus, mitatut tiedot ovat kaikki lähikentän optista tietoa, ilman tavallista yhteistä optista kaukokentän optista rajaa ympäröivän laukauksen optisen resoluution rajalle.
Lähikenttäoptisen mikroskoopin käyttö:
Lähikenttäoptinen mikroskooppi rikkoo perinteisen optisen ohitusrajan, voi käyttää suoraan valoa nanomateriaalien tarkkailuun, nanoelementtien mikrorakenteen ja vikojen analysointiin, ja viime vuosina sitä on sovellettu puolijohdelaserkomponenttien analysointiin. Korkean resoluutionsa ansiosta sitä voidaan käyttää suuren tiheyden dataan. Tällä tekniikalla on tällä hetkellä tuotettu yli 100 Gt superresoluutioisia lähikenttäoptisia levyjä. Sitä voidaan käyttää myös biomolekyylien ja proteiinin fluoresenssin lähikenttämikroskooppiseen analyysiin.
Lähikenttäoptisen mikroskoopin periaate ja rakenne:
Yleensä optisen mikroskoopin resoluutio on vain muutama sata nanometriä kaukokentässä tarkasteltaessa valoaallon ympärysmitan rajoituksesta johtuen. Lähikentässä havaittuna käämitys ja häiriöt voidaan kuitenkin välttää ja käämityksen rajoitus voidaan ylittää ja nostaa resoluutio noin kymmeniin nanometreihin. Lähikenttäoptisen mikroskoopin rakenteessa anturina käytetään kartiomaista optista kuitua, jonka päässä on kymmenien nanometrien aukko. Anturin ja mitattavan kohteen välinen etäisyys säädellään tarkasti lähikenttähavaintoalueella, ja tarkasti sijoitettavaa ja skannattavaa pietsosähköistä keramiikkaa käytetään kolmiulotteiseen spatiaaliseen lähikenttäskannaukseen yhdessä atomivoimamikroskoopin tarjoama korkeapalauteinen ohjausjärjestelmä. Kuituoptinen anturi vastaanottaa tai lähettää optisia signaaleja 3D-lähikenttäoptisen kuvan saamiseksi.
