Overzicht en toepassingen van scanning near-field optische microscopie
Omdat optische microscopie in het nabije veld de tekortkomingen van traditionele optische microscopen kan overwinnen, zoals lage resolutie en schade aan biologische monsters door scanning-elektronenmicroscopen en scanning-tunnelingmicroscopen, wordt het steeds vaker gebruikt, vooral in de biogeneeskunde, nanomaterialen en micro-elektronica. vakgebieden.
Scanning Near Field Optical Microscopie (SNIM) is een tak van SNOM en een toepassing van SNOM-technologie in het infraroodveld. Om informatie met een hoge resolutie te verkrijgen, zijn microsondes die worden gebruikt voor positionering, scannen en detectie in het nabije veld zeer cruciale onderdelen van SNIM. Er zijn vele vormen van microsondes, die grofweg in twee categorieën kunnen worden verdeeld: sondes met kleine gaten en sondes zonder gaten, en sondes met kleine gaten zijn vaak glasvezelsondes. Wanneer de afstand tussen de optische vezelsonde en het te meten monster constant is, bepalen de grootte van het lichtdoorlatende gat van de optische vezelsonde en de vorm van de kegelhoek van de punt de resolutie, gevoeligheid en transmissie-efficiëntie van SNIM. Maar het is moeilijker om infrarood optische vezels te maken voor SNIM en microsondes. Vergeleken met de voorbereiding van optische vezelsondes in de zichtbare lichtband zijn er enerzijds te weinig soorten optische vezels die geschikt zijn voor de midden-infraroodband (2,5 ~ 25 mm); aan de andere kant zijn bestaande infrarood optische vezels relatief bros en hebben ze een slechte ductiliteit en flexibiliteit. En de chemische eigenschappen zijn niet ideaal. Om de verzwakking van licht te verminderen, is het moeilijk om infrarood-optische vezelsondes van hoge kwaliteit te maken.
Sommige buitenlandse instellingen die onderzoek doen naar SNIM hebben andere vormen van optische sondes in sondes overgenomen, zoals de bolvormige prismasonde ontwikkeld door Kawata en anderen in Japan, de tetraëdrische sonde ontwikkeld door Fischer en anderen in Duitsland, en meest recentelijk KNOLL en anderen die halfgeleiders gebruiken ( zoals niet-poreuze verstrooiingssondes gemaakt van siliciumpolymeren, enz. De bovengenoemde microsonde-oplossing is voor ons onmogelijk omdat deze een hoog niveau van productietechnologie vereist en gespecialiseerde apparatuur vereist. En omdat ons SNIM-ontwerp voor de reflectiemodus koos, hebben we uiteindelijk de sondeoplossing met optische vezels overgenomen. .
Bij het ontwikkelingsproces van microsondes moeten twee aspecten in overweging worden genomen: enerzijds moet de lichtdoorlatende opening van de optische sonde zo klein mogelijk worden gemaakt; anderzijds moet de lichtstroom door de lichtdoorlatende opening zo klein mogelijk zijn. groot om een hoge signaal-ruisverhouding te verkrijgen. Voor glasvezelsondes geldt: hoe kleiner de diameter van de naald, hoe hoger de resolutie, maar de lichttransmissie zal kleiner worden. Tegelijkertijd is het vereist dat de kegelpunt van de sonde zo kort mogelijk is, want hoe langer de kegelpunt is, hoe verder het licht zich zal voortplanten door een golfgeleider die kleiner is dan zijn golflengte, dus de lichtverzwakking zal groter zijn. . Daarom is het nagestreefde doel bij de productie van glasvezelsondes het verkrijgen van een naaldpunt met een kleine naaldgrootte en een korte, taps toelopende punt.
