Near-field optische microscopie Principes en toepassingen
Near-field optische microscopie (Engelse naam: SNOM) is gebaseerd op het principe van niet-stralingsvelddetectie en beeldvorming, kan de diffractielimiet van de gewone optische microscoop doorbreken, het gebruik van sub-golflengteschaalsonde in het nabije veld bereik van enkele nanometers verwijderd van het oppervlak van het monster voor scan- en beeldtechnologie, in het nabije veldobservatiebereik, scannen in het monster en tegelijkertijd een resolutie verkrijgen die hoger is dan de diffractielimiet van het topografische beeld en optisch afbeeldingen van de microscoop.
Near-field optische microscopie is geschikt voor optische beeldvorming op nanoschaal en spectroscopische studies op nanoschaal met ultrahoge optische resolutie. De resolutie van conventionele optische microscopen wordt beïnvloed door de optische diffractielimiet, en de resolutie overschrijdt die golflengteschaal niet. In tegenstelling tot conventionele optische microscopen maken optische microscopen in het nabije veld gebruik van sondes op subgolflengteschaal om kleinere resoluties te verkrijgen.
Principe van optische microscopie in het nabije veld:
Het gebruik van gefuseerde of gecorrodeerde glasvezelgolfgeleiders gemaakt van sondes, bekleed met een metalen film aan de buitenkant, heeft het einde gevormd van de diametergrootte van 15 nm tot 100 nm van de optische opening (optische opening) van de nabije veldoptische sonde, en kan vervolgens worden gebruikt als nauwkeurige verplaatsings- en scandetectie van piëzo-elektrische keramische materialen (piëzo-elektrische keramiek) met de atoomkracht Atoomkrachtmicroscopie (atoomkrachtmicroscopie, AFM) om nauwkeurige hoogtefeedbackcontrole te bieden, de optische in het nabije veld sonde zal zeer nauwkeurig zijn (verticaal en horizontaal in de richting van het monsteroppervlak van de ruimtelijke resolutie kan ongeveer 0,1 nm en 1 nm zijn) controle in het monsteroppervlak op de hoogte van 1 nm tot 100 nm, driedimensionale ruimtelijke feedbackcontrole van bijna- veldscannen (scannen), en heeft een nano-optische opening van de glasvezelsonde, kan worden gebruikt om optische informatie te ontvangen of te verzenden, waardoor een echte ruimte van het driedimensionale optische beeld in het nabije veld wordt verkregen, omdat de afstand tussen deze en de monsteroppervlak is veel kleiner dan de algemene golflengte van licht, de gemeten informatie is allemaal optische informatie in het nabije veld, zonder de gebruikelijke gemeenschappelijke optische optische limiet in het verre veld van de limiet van de optische resolutie van het omringende schot.
Toepassing van optische microscoop in het nabije veld:
Near-field optische microscoop doorbreekt de traditionele optische bypass-limiet, kan licht direct gebruiken om nanomaterialen te observeren, de microstructuur en defecten van nano-elementen te analyseren, en is de afgelopen jaren toegepast om halfgeleiderlasercomponenten te analyseren. Vanwege de hoge resolutie kan het worden gebruikt voor gegevenstoegang met hoge dichtheid. Momenteel is met deze technologie met succes meer dan 100 GB aan optische schijven met superresolutie in het nabije veld geproduceerd. Het kan ook worden gebruikt voor microscopische analyse in het nabije veld van biomoleculen en eiwitfluorescentie.
Principe en structuur van een optische microscoop in het nabije veld:
Over het algemeen bedraagt de resolutie van een optische microscoop slechts een paar honderd nanometer bij waarnemingen in het verre veld, vanwege de beperking van de lichtgolfomtrek. Wanneer ze echter in het nabije veld worden waargenomen, kunnen de wikkelingen en interferentie worden vermeden, en kan de beperking van de wikkelingen worden overwonnen door de resolutie te verhogen tot ongeveer tientallen nanometers. In de structuur van een optische microscoop in het nabije veld wordt een taps toelopende optische vezel met aan het uiteinde een opening van tientallen nanometers als sonde gebruikt. De afstand tussen de sonde en het te meten object wordt nauwkeurig geregeld binnen het nabije veldobservatiebereik, en de piëzo-elektrische keramiek die nauwkeurig kan worden gepositioneerd en gescand, wordt gebruikt om driedimensionale ruimtelijke nabijveldscans uit te voeren in combinatie met de high-feedback controlesysteem geleverd door de atoomkrachtmicroscoop. De glasvezelsonde ontvangt of verzendt optische signalen om een optisch 3D-beeld in het nabije veld te verkrijgen.
