Přehled a aplikace rastrovací optické mikroskopie blízkého pole
Protože optická mikroskopie v blízkém poli dokáže překonat nedostatky tradičních optických mikroskopů, jako je nízké rozlišení a poškození biologických vzorků rastrovacími elektronovými mikroskopy a rastrovacími tunelovými mikroskopy, je stále více a více využívána, zejména v biomedicíně, nanomateriálech a mikroelektronice. obory studia.
Skenovací optická mikroskopie blízkého pole (SNIM) je odvětvím SNOM a aplikací technologie SNOM v infračerveném poli. Aby bylo možné získat informace s vysokým rozlišením, jsou velmi kritickými částmi SNIM mikrosondy používané pro určování polohy, skenování a detekci blízkého pole. Existuje mnoho forem mikrosond, které jsou zhruba rozděleny do dvou kategorií: sondy s malými otvory a sondy bez otvoru a sondy s malými otvory jsou často sondy z optických vláken. Když je vzdálenost mezi sondou z optického vlákna a měřeným vzorkem konstantní, velikost otvoru pro průchod světla sondy z optického vlákna a tvar kuželového úhlu hrotu určují rozlišení, citlivost a účinnost přenosu SNIM. Ale vyrobit infračervená optická vlákna pro SNIM a mikrosondy je složitější. Ve srovnání s přípravou optických vláknových sond v pásmu viditelného světla je na jedné straně příliš málo typů optických vláken vhodných pro střední infračervené pásmo (2,5~25mm); na druhé straně jsou stávající infračervená optická vlákna relativně křehká a mají špatnou tažnost a ohebnost. A chemické vlastnosti nejsou ideální. Aby se snížil útlum světla, je obtížné vyrobit vysoce kvalitní infračervené optické vláknové sondy.
Některé zahraniční instituce zabývající se výzkumem SNIM přijaly jiné formy optických sond v sondách, jako je sférická hranolová sonda vyvinutá Kawatou a dalšími v Japonsku, tetraedrická sonda vyvinutá Fischerem a dalšími v Německu a nejnověji KNOLL a další využívající polovodiče ( jako jsou neporézní rozptylové sondy vyrobené z křemíkových polymerů atd. Výše uvedené řešení mikrosond je pro nás nemožné, protože vyžaduje vysokou úroveň výrobní technologie a vyžaduje specializované vybavení. A protože náš návrh SNIM zvolil režim odrazu, nakonec jsme přijali řešení sondy z optických vláken. .
Při vývoji mikrosond je třeba vzít v úvahu dva aspekty: na jedné straně musí být světlopropustná apertura optické sondy co nejmenší; na druhé straně musí být světelný tok světloprostupnou aperturou co nejmenší. velký, abyste získali vysoký odstup signálu od šumu. U sond z optických vláken platí, že čím menší je průměr jehly, tím vyšší je rozlišení, ale propustnost světla bude menší. Zároveň je požadováno, aby hrot kužele sondy byl co nejkratší, protože čím delší je hrot kužele, tím dále se bude světlo šířit vlnovodem menším, než je jeho vlnová délka, takže útlum světla bude větší. . Proto je cílem při výrobě sond z optických vláken získat hrot jehly s malou velikostí jehly a krátkým zúženým hrotem.
