Prehľad a aplikácie skenovacej optickej mikroskopie blízkeho poľa
Pretože optická mikroskopia v blízkom poli dokáže prekonať nedostatky tradičných optických mikroskopov, ako je nízka rozlišovacia schopnosť a poškodenie biologických vzoriek rastrovacím elektrónovým mikroskopom a rastrovacím tunelovým mikroskopom, je čoraz viac využívaná najmä v biomedicíne, nanomateriáloch a mikroelektronike. študijných odboroch.
Skenovacia optická mikroskopia blízkeho poľa (SNIM) je odvetvím SNOM a aplikáciou technológie SNOM v infračervenom poli. Na získanie informácií s vysokým rozlíšením sú veľmi kritickými časťami SNIM mikrosondy používané na určovanie polohy, skenovanie a detekciu blízkeho poľa. Existuje mnoho foriem mikrosond, ktoré sú zhruba rozdelené do dvoch kategórií: sondy s malými otvormi a sondy bez otvorov a sondy s malými otvormi sú často sondy z optických vlákien. Keď je vzdialenosť medzi sondou z optického vlákna a meranou vzorkou konštantná, veľkosť otvoru pre priechod svetla sondy z optického vlákna a tvar uhla kužeľa hrotu určujú rozlíšenie, citlivosť a účinnosť prenosu SNIM. Ale je ťažšie vyrobiť infračervené optické vlákna pre SNIM a mikrosondy. V porovnaní s prípravou sond z optických vlákien v pásme viditeľného svetla je na jednej strane príliš málo typov optických vlákien vhodných pre stredné infračervené pásmo (2,5 ~ 25 mm); na druhej strane sú existujúce infračervené optické vlákna relatívne krehké a majú slabú ťažnosť a flexibilitu. A chemické vlastnosti nie sú ideálne. Aby sa znížil útlm svetla, je ťažké vyrobiť vysokokvalitné infračervené sondy z optických vlákien.
Niektoré zahraničné inštitúcie, ktoré sa zaoberajú výskumom SNIM, prijali iné formy optických sond v sondách, ako je sférická hranolová sonda vyvinutá Kawatou a ďalšími v Japonsku, tetraedrická sonda vyvinutá Fischerom a ďalšími v Nemecku a najnovšie KNOLL a ďalšie využívajúce polovodiče ( ako sú neporézne rozptylové sondy vyrobené z kremíkových polymérov atď. Vyššie uvedené riešenie mikrosond je pre nás nemožné, pretože vyžaduje vysokú úroveň výrobnej technológie a vyžaduje špeciálne vybavenie. A pretože náš návrh SNIM zvolil režim odrazu, nakoniec sme prijali riešenie so sondou z optických vlákien. .
V procese vývoja mikrosond treba brať do úvahy dva aspekty: na jednej strane musí byť svetelná apertúra optickej sondy čo najmenšia; na druhej strane musí byť svetelný tok cez svetelný priechod čo najmenší. veľký, aby sa dosiahol vysoký odstup signálu od šumu. V prípade sond z optických vlákien platí, že čím menší je priemer ihly, tým vyššie je rozlíšenie, ale priepustnosť svetla sa zníži. Zároveň sa vyžaduje, aby hrot kužeľa sondy bol čo najkratší, pretože čím dlhší je hrot kužeľa, tým ďalej sa bude svetlo šíriť vlnovodom menším, ako je jeho vlnová dĺžka, takže zoslabenie svetla bude väčšie. . Preto je cieľom pri výrobe sond z optických vlákien získať hrot ihly s malou veľkosťou ihly a krátkym kužeľovým hrotom.
