Optická mikroskopie blízkého pole Principy a aplikace
Optická mikroskopie v blízkém poli (anglický název: SNOM) je založena na principu detekce a zobrazování neradiačního pole, může prolomit difrakční limit běžného optického mikroskopu, použití sondy s podvlnovou délkou v blízkém poli dosah několika nanometrů od povrchu vzorku pro technologii skenování a zobrazování, v oblasti pozorování v blízkém poli, skenování ve vzorku a současně pro získání rozlišení vyššího než je difrakční mez topografického obrazu a optické obrázky mikroskopu.
Optická mikroskopie blízkého pole je vhodná pro optické zobrazování v nanoměřítku a spektroskopické studie v nanoměřítku při ultra vysokém optickém rozlišení. Rozlišení běžných optických mikroskopů je ovlivněno limitem optické difrakce a rozlišení nepřekračuje tuto stupnici vlnových délek. Na rozdíl od konvenčních optických mikroskopů využívají optické mikroskopy v blízkém poli sondy s menším rozsahem vlnových délek k získání menších rozlišení.
Princip optické mikroskopie blízkého pole:
Použití taveného nebo zkorodovaného vlnovodu z optických vláken vyrobeného ze sond, potažených kovovým filmem na vnější straně vytvořilo konec velikosti průměru 15nm až 100nm optické apertury (optické apertury) blízkého polní optická sonda, a poté může být použita jako přesná posunová a skenovací detekce piezoelektrických keramických materiálů (piezoelektrická keramika) s mikroskopií atomové síly (mikroskopie atomové síly, AFM) pro zajištění přesné výškové zpětné vazby, optická optika blízkého pole sonda bude velmi přesná (vertikální i horizontální ve směru povrchu vzorku prostorové rozlišení může být cca 0,1nm a 1nm) kontrola v povrchu vzorku na výšce 1nm až 100nm, trojrozměrná prostorová zpětná vazba ovládání blízké- pole skenování (skenování), a má nano optickou aperturu sondy z optických vláken lze použít k příjmu nebo přenosu optických informací, čímž se získá skutečný prostor trojrozměrného optického obrazu v blízkém poli, protože vzdálenost mezi ním a povrch vzorku je mnohem menší než obecná vlnová délka světla, naměřené informace jsou všechny optické informace blízkého pole, bez obvyklého běžného optického limitu pro vzdálené pole limitu optického rozlišení obklopeného záběru.
Použití optického mikroskopu v blízkém poli:
Optický mikroskop pro blízké pole překonává tradiční limit optického bypassu, může přímo využívat světlo k pozorování nanomateriálů, analyzovat mikrostrukturu a defekty nanoprvků a v posledních letech se používá k analýze polovodičových laserových komponent. Díky vysokému rozlišení jej lze použít pro přístup k datům s vysokou hustotou. V současné době bylo pomocí této technologie úspěšně vyrobeno přes 100 GB optických disků pro blízké pole v super rozlišení. Může být také použit pro mikroskopickou analýzu biomolekul a fluorescenci proteinů v blízkém poli.
Princip a struktura optického mikroskopu pro blízké pole:
Obecně je rozlišovací schopnost optického mikroskopu při pozorování ve vzdáleném poli pouze několik stovek nanometrů kvůli omezení obvodu světelných vln. Při pozorování v blízkém poli se však lze vinutí a interferenci vyhnout a omezení vinutí lze překonat a zvýšit rozlišení na přibližně desítky nanometrů. Ve struktuře optického mikroskopu pro blízké pole je jako sonda použito zúžené optické vlákno s aperturou desítek nanometrů na konci. Vzdálenost mezi sondou a měřeným objektem je přesně řízena v rámci pozorovacího rozsahu blízkého pole a piezoelektrická keramika, kterou lze přesně umístit a skenovat, se používá k provádění trojrozměrného prostorového skenování blízkého pole ve spojení s systém řízení s vysokou zpětnou vazbou poskytovaný mikroskopem atomárních sil. Sonda z optických vláken přijímá nebo vysílá optické signály pro získání 3D optického obrazu blízkého pole.
