Kakšna je razlika med optično mikroskopijo bližnjega polja in mikroskopijo daljnega polja
Kaj je optični mikroskop bližnjega polja?
Od osemdesetih let prejšnjega stoletja se je z napredkom znanosti in tehnologije v smeri majhnega in nizkodimenzionalnega prostora ter razvojem tehnologije vrstične sondne mikroskopije na področju optike pojavilo novo interdisciplinarno področje - optika bližnjega polja. Optika bližnjega polja je revolucionirala tradicionalno mejo optične ločljivosti. Pojav nove vrste skenirnega optičnega mikroskopa bližnjega polja (NSOM), znanega tudi kot SNOM, je razširil vidno polje ljudi s polovice valovne dolžine vpadne svetlobe na nekaj deset valovnih dolžin, to je nanometrsko. V optični mikroskopiji bližnjega polja je leča v tradicionalnih optičnih instrumentih nadomeščena z majhno optično sondo, katere odprtina konice je veliko manjša od valovne dolžine svetlobe.
Že leta 1928 je Synge predlagal, da bi lahko dosegli ultra visoko ločljivost s svetlenjem vpadne svetlobe skozi majhno luknjo z odprtino 10 nm na vzorec z razdaljo 10 nm, skeniranjem in zbiranjem svetlobnih signalov v mikro regiji v velikosti korakov. od 10nm. V tem intuitivnem opisu je Synge jasno napovedal glavne značilnosti sodobnih optičnih mikroskopov bližnjega polja.
Leta 1970 sta Ash in Nicholls uporabila koncept bližnjega polja, da bi dosegla dvodimenzionalno slikanje z ločljivostjo K/60 v mikrovalovnem pasu (K=3cm). Leta 1983 je Raziskovalni center BM Zurich uspešno pripravil optične pore v nanometru na konicah s kovino prevlečenih kvarčnih kristalov. Z uporabo tunelskega toka kot povratne informacije med sondo in vzorcem pridobite sliko ultravisoke optične ločljivosti K/20. Gonilna sila za optiko bližnjega polja, ki pritegne širšo pozornost, prihaja iz laboratorija AT&T Bell. Leta 1991 sta Betzig et al. izdelal visoko zmogljive stožčaste optične luknje z uporabo optičnih vlaken, na stran nanesel kovinske tanke plasti in uporabil edinstveno metodo nadzora razmika vzorcev sonde strižne sile. To ni samo povečalo tok fotonov za več velikosti, temveč je zagotovilo tudi stabilno in zanesljivo kontrolno metodo, kar je sprožilo vrsto študij o optičnem opazovanju visoke ločljivosti na različnih področjih, kot so biologija, kemija, magnetno-optične domene, visoke ločljivosti. naprave za shranjevanje podatkov o gostoti in kvantne naprave, ki uporabljajo optično mikroskopijo bližnjega polja. Tako imenovana optika bližnjega polja se nanaša na optiko daljnega polja. Tradicionalne optične teorije, kot sta geometrijska optika in fizikalna optika, običajno preučujejo le porazdelitev svetlobnih polj daleč stran od svetlobnih virov ali predmetov, kar se običajno imenuje optika daljnega polja. Optika daljnega polja ima načeloma mejo uklona daljnega polja, ki omejuje najmanjšo velikost ločljivosti in najmanjšo velikost oznak pri uporabi načel optike daljnega polja za mikroskopijo in druge optične aplikacije. Optika bližnjega polja proučuje porazdelitev svetlobnega polja znotraj območja valovnih dolžin od vira svetlobe ali predmeta. Na področju raziskav optike bližnjega polja je uklonska meja v daljnem polju prebita, meja ločljivosti pa načeloma ni več omejena in je lahko neskončno majhna. Zato je mogoče na podlagi načel optike bližnjega polja izboljšati optično ločljivost mikroskopskih slik in drugih optičnih aplikacij.
Optična ločljivost, ki temelji na optični tehnologiji bližnjega polja, lahko doseže nanometrsko raven in preseže mejo uklona tradicionalne optike. To bo zagotovilo zmogljivo delovanje, merilne metode in instrumentalne sisteme za številna področja znanstvenih raziskav, zlasti razvoj nanotehnologije. Trenutno se skenirni optični mikroskopi bližnjega polja in spektrometri bližnjega polja, ki temeljijo na zaznavanju skritega polja, uporabljajo na področjih, kot so fizika, biologija, kemija in znanost o materialih, njihov obseg uporabe pa se nenehno širi; Pozornost številnih znanstvenih delavcev so pritegnile tudi druge aplikacije, ki temeljijo na optiki bližnjega polja, kot je nanolitografija in optično shranjevanje v bližnjem polju ultravisoke gostote, nanooptične komponente ter zajem in manipulacija delcev v nanometru.
Poleg tega, da se imenujejo mikroskopi, ni veliko podobnosti.
Prvič, in tudi največja razlika, je drugačna ločljivost. Mikroskopija daljnega polja, znana tudi kot tradicionalna optična mikroskopija, je omejena z mejo uklona, zaradi česar je težko jasno slikati območja, manjša od valovne dolžine svetlobe; In mikroskopija bližnjega polja lahko doseže jasne slike.
Drugič, princip je drugačen. Mikroskopija z daljnim poljem uporablja odboj in lom svetlobe in se lahko doseže s kombiniranjem leč; V bližnjem polju so sonde potrebne za pridobitev optičnih signalov s povezovanjem in pretvorbo evanescentnih in transmisijskih polj.
Tudi zapletenost in stroški instrumentov itd.
