Principy optické mikroskopie blízkého pole
Traditional optical microscopes are composed of optical lenses that can magnify objects to thousands of times to observe details. Due to the diffraction effect of light waves, it is impossible to increase the magnification infinitely because it will encounter the obstacle of the diffraction limit of light waves. Traditional optics The resolution of a microscope cannot exceed half the wavelength of light. For example, using green light with a wavelength of λ=400nm as a light source, it can only distinguish two objects that are 200nm apart. In practical applications, λ>400nm, the resolution is lower. This is because general optical observations are performed far away from the object (>>λ).
Na základě principů detekce a zobrazování neradiačních polí mohou optické mikroskopy blízkého pole prolomit difrakční mez běžných optických mikroskopů a mohou provádět optické zobrazování v nanoměřítku a spektrální výzkum v nanoměřítku při ultra vysokém optickém rozlišení.
Optické mikroskopy blízkého pole se skládají ze sond, zařízení pro přenos signálu, řízení skenování, zpracování signálu a systémů zpětné vazby signálu. Princip generování a detekce blízkého pole: Dopadající světlo ozařuje objekt s mnoha drobnými strukturami na povrchu. Při působení pole dopadajícího světla zahrnují odražené vlny generované těmito strukturami evanescentní vlny omezené na povrch objektu a šířící se daleko. šířící se vlny. Evanescentní vlny pocházejí z drobných struktur v objektech (objekty menší než vlnová délka). Šířící se vlna pochází z hrubé struktury předmětu (předměty větší než vlnová délka), která neobsahuje žádnou informaci o jemné struktuře předmětu. Pokud je jako nanodetektor (jako je sonda) použito velmi malé rozptylové centrum a je umístěno dostatečně blízko k povrchu objektu, evanescentní vlna bude excitována a přiměje ji znovu emitovat světlo. Toto excitované světlo také obsahuje nedetekovatelné evanescentní vlny a šířené vlny, které se mohou šířit do vzdálených míst pro detekci. Tento proces dokončí detekci blízkého pole. Převod mezi evanescentním polem a šířícím se polem je lineární a šířící se pole přesně odráží změny v evanescentním poli. Pokud se pro skenování povrchu předmětu použije rozptylové centrum, lze získat dvourozměrný obraz. Podle principu reciprocity jsou role světelného zdroje osvětlení a nanodetektoru zaměněny a k osvětlení vzorku se používá nanosvětelný zdroj (evanescenční pole). Vlivem rozptylového efektu jemné struktury objektu na osvětlovací pole se evanescentní vlna přemění na signál, který lze detekovat na dálku. Výsledky zjištěných šířících se vln jsou naprosto stejné.
