Optická mikroskopia blízkeho poľa Princípy a aplikácie
Optická mikroskopia v blízkom poli (anglický názov: SNOM) je založená na princípe detekcie a zobrazovania neradiačného poľa, môže prelomiť difrakčný limit bežného optického mikroskopu, použitie sondy so stupnicou pod vlnovou dĺžkou v blízkom poli rozsah niekoľkých nanometrov od povrchu vzorky pre technológiu skenovania a zobrazovania, v oblasti pozorovania v blízkom poli, skenovanie vo vzorke a súčasne na získanie rozlíšenia vyššieho ako je difrakčný limit topografického obrazu a optického obrázky mikroskopu.
Optická mikroskopia v blízkom poli je vhodná na optické zobrazovanie v nanometroch a spektroskopické štúdie nanometrov pri ultravysokom optickom rozlíšení. Rozlíšenie konvenčných optických mikroskopov je ovplyvnené limitom optickej difrakcie a rozlíšenie nepresahuje túto škálu vlnových dĺžok. Na rozdiel od bežných optických mikroskopov optické mikroskopy v blízkom poli využívajú sondy so stupnicou pod vlnovou dĺžkou na získanie menšieho rozlíšenia.
Princíp optickej mikroskopie blízkeho poľa:
Použitie zataveného alebo skorodovaného vlnovodu z optických vlákien vyrobeného zo sond, potiahnutých na vonkajšej strane kovovým filmom, vytvorilo koniec veľkosti priemeru 15nm až 100nm optickej apertúry (optická apertúra) blízkeho poľná optická sonda a potom môže byť použitá ako presná detekcia posunu a skenovania piezoelektrických keramických materiálov (piezoelektrická keramika) pomocou mikroskopie atómovej sily (mikroskopia atómovej sily, AFM) na zabezpečenie presného riadenia spätnej väzby výšky, optickej sústavy blízkeho poľa sonda bude veľmi presná (vertikálne a horizontálne v smere povrchu vzorky s priestorovým rozlíšením môže byť cca 0,1nm a 1nm) kontrola na povrchu vzorky na výške 1nm až 100nm, trojrozmerná priestorová spätná väzba kontroly blízko- pole skenovanie (skenovanie), a má nano optickú apertúru optického vlákna sondy možno použiť na príjem alebo prenos optických informácií, čím sa získa skutočný priestor trojrozmerného blízkeho optického obrazu, pretože vzdialenosť medzi ním a povrch vzorky je oveľa menší ako všeobecná vlnová dĺžka svetla, namerané informácie sú všetky optické informácie blízkeho poľa, bez obvyklého bežného optického limitu pre ďaleké pole limitu optického rozlíšenia obklopeného záberu.
Aplikácia optického mikroskopu blízkeho poľa:
Optický mikroskop v blízkom poli prekračuje tradičný limit optického bypassu, môže priamo využívať svetlo na pozorovanie nanomateriálov, analyzovať mikroštruktúru a defekty nanoprvkov a v posledných rokoch sa používa na analýzu polovodičových laserových komponentov. Vďaka vysokému rozlíšeniu ho možno použiť na prístup k údajom s vysokou hustotou. V súčasnosti bolo pomocou tejto technológie úspešne vyrobených viac ako 100 GB optických diskov pre blízke pole s vysokým rozlíšením. Môže sa tiež použiť na mikroskopickú analýzu biomolekúl a fluorescencie proteínov v blízkom poli.
Princíp a štruktúra blízkeho optického mikroskopu:
Vo všeobecnosti je rozlíšenie optického mikroskopu len niekoľko stoviek nanometrov pri pozorovaní vo vzdialenom poli kvôli obmedzeniu obvodu svetelných vĺn. Pri pozorovaní v blízkom poli sa však dá vyhnúť vinutiu a interferencii a možno prekonať obmedzenie vinutia, aby sa zvýšilo rozlíšenie na približne desiatky nanometrov. V štruktúre optického mikroskopu blízkeho poľa je ako sonda použité zúžené optické vlákno s apertúrou desiatok nanometrov na konci. Vzdialenosť medzi sondou a meraným objektom je presne kontrolovaná v rámci pozorovacieho rozsahu blízkeho poľa a piezoelektrická keramika, ktorú možno presne umiestniť a skenovať, sa používa na vykonávanie trojrozmerného priestorového skenovania blízkeho poľa v spojení s systém riadenia s vysokou spätnou väzbou poskytovaný mikroskopom atómovej sily. Sonda z optických vlákien prijíma alebo prenáša optické signály na získanie 3D optického obrazu blízkeho poľa.
