Lähivälja optiline mikroskoopia Põhimõtted ja rakendused
Lähivälja optiline mikroskoopia (ingliskeelne nimi: SNOM) põhineb mittekiirgusvälja tuvastamise ja pildistamise põhimõttel, suudab läbida tavalise optilise mikroskoobi difraktsioonipiiri, kasutades lähiväljas alamlainepikkuse skaala sondi proovi pinnast mõne nanomeetri kaugusel skaneerimis- ja kujutistehnoloogia jaoks, lähiväljavaatluspiirkonnas, proovis skaneerimiseks ja samal ajal topograafilise kujutise ja optilise kujutise difraktsioonipiirist kõrgema eraldusvõime saamiseks. mikroskoobi pildid.
Lähivälja optiline mikroskoopia sobib nanomõõtmeliste optiliste kujutiste ja nanomõõtmeliste spektroskoopiliste uuringute jaoks ülikõrge optilise eraldusvõimega. Tavaliste optiliste mikroskoopide eraldusvõimet mõjutab optilise difraktsiooni piir ja eraldusvõime ei ületa seda lainepikkuse skaalat. Erinevalt tavapärastest optilistest mikroskoopidest kasutavad lähivälja optilised mikroskoobid väiksema eraldusvõime saamiseks alamlainepikkuse skaala sonde.
Lähivälja optilise mikroskoopia põhimõte:
Sondidest valmistatud sulatatud või korrodeerunud fiiberoptilise lainejuhi kasutamine, mis on väljastpoolt kaetud metallkilega, on moodustanud 15 nm kuni 100 nm läbimõõduga optilise apertuuri (optilise ava) otsa. välja optiline sond ja seejärel saab seda kasutada piesoelektriliste keraamiliste materjalide (piesoelektriline keraamika) täppisnihutamise ja skaneerimise tuvastamiseks aatomjõu abil Aatomjõumikroskoopia (aatomjõumikroskoopia, AFM), et tagada täpne kõrguse tagasiside juhtimine, lähivälja optiline seade sond on väga täpne (vertikaalne ja horisontaalne proovipinna suunas, ruumiline eraldusvõime võib olla umbes 0,1 nm ja 1 nm) kontroll proovipinnal kõrgusel 1 nm kuni 100 nm, kolmemõõtmeline ruumilise tagasiside juhtimine peaaegu Fiiberoptilise sondi nano-optilist ava saab kasutada optilise teabe vastuvõtmiseks või edastamiseks, saades seega kolmemõõtmelise lähivälja optilise kujutise reaalse ruumi, kuna selle ja fiiberoptilise sondi vaheline kaugus jääb vahemikku (skaneerimine). proovi pind on palju väiksem kui üldine valguse lainepikkus, mõõdetud teave on kõik lähivälja optiline teave, ilma ümbritseva kaadri optilise eraldusvõime piiri tavalise kaugvälja optilise piirita.
Lähivälja optilise mikroskoobi kasutamine:
Lähivälja optiline mikroskoop murrab läbi traditsioonilise optilise möödaviigu piiri, saab otse kasutada valgust nanomaterjalide vaatlemiseks, nanoelementide mikrostruktuuri ja defektide analüüsimiseks ning viimastel aastatel on seda kasutatud pooljuhtlaseri komponentide analüüsimiseks. Kõrge eraldusvõime tõttu saab seda kasutada suure tihedusega andmetele juurdepääsuks. Praegu on selle tehnoloogia abil edukalt toodetud üle 100 GB ülieraldusvõimega lähivälja optilisi kettaid. Seda saab kasutada ka biomolekulide ja valgu fluorestsentsi lähivälja mikroskoopiliseks analüüsiks.
Lähivälja optilise mikroskoobi põhimõte ja struktuur:
Üldiselt on optilise mikroskoobi eraldusvõime kaugväljas vaatlemisel valguslainete ümbermõõdu piiratuse tõttu vaid mõnisada nanomeetrit. Lähiväljas vaadeldes saab aga vältida mähist ja häireid ning ületada mähise piiranguid, et tõsta eraldusvõimet umbes kümnete nanomeetriteni. Lähivälja optilise mikroskoobi struktuuris kasutatakse sondina kitsenevat optilist kiudu, mille otsas on kümnete nanomeetrite ava. Sondi ja mõõdetava objekti vaheline kaugus on lähivälja vaatluspiirkonnas täpselt kontrollitud ning täpselt positsioneeritavat ja skannitavat piesoelektrilist keraamikat kasutatakse kolmemõõtmelise ruumilise lähivälja skaneerimise läbiviimiseks koos seadmega. kõrge tagasisidega juhtimissüsteem, mida pakub aatomjõumikroskoop. Fiiberoptiline sond võtab vastu või edastab optilisi signaale, et saada 3D lähivälja optiline kujutis.
