Lähivälja lähivälja optiliste mikroskoopia põhimõtted optilise mikroskoopia jaoks
Traditional optical microscopes are composed of optical lenses that can magnify objects up to thousands of times to observe details. Due to the diffraction effect of light waves, it is impossible to infinitely increase the magnification because it will encounter the obstacle of the diffraction limit of light waves. The resolution of traditional optical microscopes cannot exceed half of the wavelength of light. For example, using green light with a wavelength of λ=400nm as the light source, only two objects separated by 200nm can be distinguished. In practical applications, when λ>400nm, the resolution is lower. This is because general optical observations are made at a distance (>>λ) objektist.
Välja lähedal optiline mikroskoopia, mis põhineb mitte-radiatiivsete väljade tuvastamise ja kuvamispõhimõtete põhjal, võib läbi murda tavaliste optiliste mikroskoopide difraktsioonipiiri ja teha nanoskaala optilise kujutise ja spektroskoopia uuringuid ülikõrge optilise eraldusvõime korral.
Lähivälja optiline mikroskoop koosneb sondist, signaaliülekandeseadmest, skaneerimise juhtimisest, signaali töötlemisest ja signaali tagasiside süsteemist. Lähiväljade genereerimise ja tuvastamise põhimõte: kui langeb langeval valgust, mille pinnal on palju pisikesi ja peeneid struktuure, hõlmavad nende peenete konstruktsioonide tekitatud peegeldatud lained, mis on seotud valguse väljal, evangensed lained, mis piirduvad objekti pinnaga, ja levivad levivad lained, mis levitavad kaugust. Evanestsentsed lained pärinevad objektides peenetest struktuuridest (objektid, mis on väiksemad kui lainepikkus). Ja levivad lained pärinevad objekti töötlemata struktuuridest (objektid suuremad kui lainepikkus), mis ei sisalda teavet objekti peenete struktuuride kohta. Kui nanodetektorina (näiteks sond) kasutatakse väga väikest hajumiskeskust ja asetatakse objekti pinnale piisavalt lähedale, on evanestsentse laine erutunud, põhjustades selle uuesti valgust. Selle ergutuse abil genereeritud valgust sisaldab ka tuvastamatuid evangentseid laineid ja levimislaineid, mida saab tuvastada kaugusel, lõpetades lähivälja tuvastamise protsessi. Evanentsevälja ja levimisvälja vaheline muundamine on lineaarne ning levimisväli kajastab täpselt muutusi evanestsentses väljas. Kui objekti pinnale skaneeritakse hajumiskeskus, võib saada kahemõõtmelise pildi. Vastastikkuse põhimõtte kohaselt vahetatakse valgustuse valgusallika ja nanodetektori vastastikmõju. Proovi valgustamiseks kasutatakse nano valgusallikat (Evanescent väli). Objekti peene struktuuri hajumise mõju tõttu valgustusväljale muundatakse evanestseeriv laine levivaks laineks, mida saab tuvastada kaugusel, ja tulemus on täiesti sama.
