Aký je rozdiel medzi optickou mikroskopiou blízkeho poľa a mikroskopom vzdialeného poľa
Čo je to optický mikroskop blízkeho poľa?
Od 80. rokov 20. storočia s pokrokom vedy a techniky smerom k malému a nízkorozmernému priestoru a rozvojom technológie skenovacej sondovej mikroskopie sa v oblasti optiky objavil nový interdisciplinárny odbor - optika blízkeho poľa. Optika blízkeho poľa spôsobila revolúciu v tradičnom limite optického rozlíšenia. Vznik nového typu skenovacieho optického mikroskopu blízkeho poľa (NSOM), známeho aj ako SNOM, rozšíril zorné pole ľudí z polovičnej vlnovej dĺžky dopadajúceho svetla na niekoľko desiatok vlnových dĺžok, teda nanometrov. V optickej mikroskopii blízkeho poľa je šošovka v tradičných optických prístrojoch nahradená malou optickou sondou, ktorej hrotová apertúra je oveľa menšia ako vlnová dĺžka svetla.
Už v roku 1928 Synge navrhol, že ultravysoké rozlíšenie by sa dalo dosiahnuť osvetlením dopadajúceho svetla cez malý otvor s apertúrou 10 nm na vzorku so vzdialenosťou 10 nm, skenovaním a zhromažďovaním svetelných signálov v mikroregióne v krokovej veľkosti. 10 nm. V tomto intuitívnom popise Synge jasne predpovedal hlavné vlastnosti moderných optických mikroskopov blízkeho poľa.
V roku 1970 Ash a Nicholls aplikovali koncept blízkeho poľa na dosiahnutie dvojrozmerného zobrazovania s rozlíšením K/60 v mikrovlnnom pásme (K=3}cm). V roku 1983 výskumné centrum BM Zurich úspešne pripravilo optické póry nanometrov na špičkách kryštálov kremeňa potiahnutých kovom. Použitím tunelovacieho prúdu ako spätnej väzby medzi sondou a vzorkou získate obraz s ultravysokým optickým rozlíšením K/20. Hnacia sila optiky blízkeho poľa na pritiahnutie väčšej pozornosti pochádza z laboratória AT&T Bell Lab. V roku 1991 Betzig a spol. vyrobili vysokovýkonné kužeľové optické otvory pomocou optických vlákien, naniesli tenké kovové filmy na bočnú stranu a použili jedinečnú metódu kontroly rozstupu vzoriek sondy šmykovej sily. To nielen zvýšilo tok fotónov o niekoľko rádov, ale poskytlo aj stabilnú a spoľahlivú kontrolnú metódu, ktorá spustila sériu štúdií o optickom pozorovaní s vysokým rozlíšením v rôznych oblastiach, ako je biológia, chémia, magnetooptické domény, vysokofrekvenčné zariadenia na ukladanie informácií o hustote a kvantové zariadenia využívajúce optickú mikroskopiu blízkeho poľa. Takzvaná optika blízkeho poľa je príbuzná optike vzdialeného poľa. Tradičné optické teórie, ako je geometrická optika a fyzikálna optika, zvyčajne študujú iba distribúciu svetelných polí ďaleko od svetelných zdrojov alebo objektov, bežne označovaných ako optika vzdialeného poľa. Optika ďalekého poľa má v princípe limit difrakcie ďalekého poľa, ktorý obmedzuje minimálnu veľkosť rozlíšenia a minimálnu veľkosť označenia pri použití princípov optiky ďalekého poľa pre mikroskopiu a iné optické aplikácie. Optika blízkeho poľa študuje distribúciu svetelného poľa v rozsahu vlnových dĺžok zo svetelného zdroja alebo objektu. V oblasti výskumu optiky blízkeho poľa je prelomený limit difrakcie vzdialeného poľa a limit rozlíšenia už nie je v princípe obmedzený a môže byť nekonečne malý. Preto je možné na základe princípov optiky blízkeho poľa zlepšiť optické rozlíšenie mikroskopického zobrazovania a iných optických aplikácií.
Optické rozlíšenie založené na optickej technológii blízkeho poľa môže dosiahnuť úroveň nanometrov a prelomiť difrakčný limit tradičnej optiky. To poskytne výkonnú prevádzku, meracie metódy a prístrojové systémy pre mnohé oblasti vedeckého výskumu, najmä pre vývoj nanotechnológií. V súčasnosti sa skenovacie optické mikroskopy blízkeho poľa a spektrometre blízkeho poľa založené na detekcii skrytého poľa aplikujú v oblastiach ako fyzika, biológia, chémia a materiálová veda a rozsah ich použitia sa neustále rozširuje; Ďalšie aplikácie založené na optike blízkeho poľa, ako je nanolitografia a optické ukladanie v blízkom poli s ultra vysokou hustotou, nanooptické komponenty a zachytávanie a manipulácia s nanočasticami, tiež pritiahli pozornosť mnohých vedeckých pracovníkov.
Okrem toho, že sa nazývajú mikroskopy, nie je veľa podobností.
Po prvé, a tiež najväčší rozdiel, rozlíšenie je iné. Mikroskopia vzdialeného poľa, tiež známa ako tradičná optická mikroskopia, je obmedzená difrakčným limitom, čo sťažuje jasné zobrazenie v oblastiach menších ako je vlnová dĺžka svetla; A mikroskopia blízkeho poľa môže dosiahnuť jasné zobrazenie.
Po druhé, princíp je iný. Mikroskopia vzdialeného poľa využíva odraz a lom svetla a možno ju dosiahnuť kombináciou šošoviek; V blízkom poli sú potrebné sondy na získanie optických signálov prostredníctvom spojenia a konverzie evanescentných a prenosových polí.
Tiež zložitosť a cena nástrojov atď.
