Lähikenttäoptisen mikroskopian periaatteet
Traditional optical microscopes are composed of optical lenses that can magnify objects to thousands of times to observe details. Due to the diffraction effect of light waves, it is impossible to increase the magnification infinitely because it will encounter the obstacle of the diffraction limit of light waves. Traditional optics The resolution of a microscope cannot exceed half the wavelength of light. For example, using green light with a wavelength of λ=400nm as a light source, it can only distinguish two objects that are 200nm apart. In practical applications, λ>400nm, the resolution is lower. This is because general optical observations are performed far away from the object (>>λ).
Säteilemättömien kenttien havaitsemis- ja kuvantamisperiaatteisiin perustuen lähikenttäoptiset mikroskoopit voivat rikkoa tavallisten optisten mikroskooppien diffraktiorajan ja suorittaa nanomittakaavan optista kuvantamista ja nanomittakaavan spektritutkimusta erittäin korkealla optisella resoluutiolla.
Lähikenttäoptiset mikroskoopit koostuvat antureista, signaalinsiirtolaitteista, skannauksen ohjauksesta, signaalinkäsittelystä ja signaalin takaisinkytkentäjärjestelmistä. Lähikentän luomisen ja havaitsemisen periaate: Tuleva valo säteilyttää kohteen, jonka pinnalla on monia pieniä rakenteita. Tulevan valokentän vaikutuksesta näiden rakenteiden tuottamiin heijastuneisiin aalloihin kuuluvat vaimenevat aallot, jotka rajoittuvat kohteen pintaan ja leviävät kauas. etenevät aallot. Evanescent-aallot ovat peräisin esineiden pienistä rakenteista (aallonpituutta pienemmistä esineistä). Etenevä aalto tulee kohteen karkeasta rakenteesta (aallonpituutta suuremmat kohteet), joka ei sisällä mitään tietoa kohteen hienorakenteesta. Jos hyvin pientä sirontakeskusta käytetään nanodetektorina (kuten koettimena) ja se sijoitetaan riittävän lähelle kohteen pintaa, häipyvä aalto virittyy ja saa sen jälleen säteilemään valoa. Tämä kiihtynyt valo sisältää myös havaitsemattomia vaimenevia aaltoja ja leviäviä aaltoja, jotka voivat levitä kaukaisiin paikkoihin havaitsemista varten. Tämä prosessi viimeistelee lähikentän havaitsemisen. Muunnos vaimenevan kentän ja etenevän kentän välillä on lineaarinen ja etenevä kenttä heijastaa tarkasti vaimenevan kentän muutoksia. Jos kohteen pinnan skannaamiseen käytetään sirontakeskusta, saadaan kaksiulotteinen kuva. Vastavuoroisuuden periaatteen mukaisesti valaistusvalonlähteen ja nano-ilmaisimen roolit vaihtuvat ja näytteen valaisemiseen käytetään nanovalonlähdettä (evanesenssikenttä). Kohteen hienon rakenteen valaistuskenttään sirottavan vaikutuksen vuoksi vaimeneva aalto muuttuu signaaliksi, joka voidaan havaita kaukaa. Havaittujen etenevien aaltojen tulokset ovat täsmälleen samat.
