Pregled in aplikacije skenirajoče optične mikroskopije bližnjega polja
Ker lahko optična mikroskopija bližnjega polja odpravi pomanjkljivosti tradicionalnih optičnih mikroskopov, kot sta nizka ločljivost in poškodbe bioloških vzorcev z vrstičnimi elektronskimi mikroskopi in vrstičnimi tunelskimi mikroskopi, se vse bolj uporablja, zlasti v biomedicini, nanomaterialih in mikroelektroniki. smeri študija.
Skenirna optična mikroskopija bližnjega polja (SNIM) je veja SNOM in uporaba tehnologije SNOM v infrardečem polju. Da bi pridobili informacije visoke ločljivosti, so mikrosonde, ki se uporabljajo za pozicioniranje, skeniranje in zaznavanje bližnjega polja, zelo kritični deli SNIM. Obstaja veliko oblik mikrosond, ki so v grobem razdeljene v dve kategoriji: sonde z majhnimi luknjami in sonde brez lukenj, sonde z majhnimi luknjami pa so pogosto sonde z optičnimi vlakni. Ko je razdalja med sondo iz optičnih vlaken in merjenim vzorcem konstantna, velikost luknje za prepuščanje svetlobe sonde iz optičnih vlaken in oblika stožčastega kota konice določata ločljivost, občutljivost in učinkovitost prenosa SNIM. Toda težje je izdelati infrardeča optična vlakna za SNIM in mikrosonde. V primerjavi s pripravo sond iz optičnih vlaken v pasu vidne svetlobe je na eni strani premalo vrst optičnih vlaken, primernih za srednji infrardeči pas (2,5 ~ 25 mm); po drugi strani pa so obstoječa infrardeča optična vlakna razmeroma krhka ter imajo slabo duktilnost in prožnost. In kemijske lastnosti niso idealne. Da bi zmanjšali slabljenje svetlobe, je težko izdelati visokokakovostne infrardeče optične sonde.
Nekatere tuje ustanove, ki raziskujejo SNIM, so sprejele druge oblike optičnih sond v sondah, kot je sonda s sferično prizmo, ki so jo razvili Kawata in drugi na Japonskem, tetraedrična sonda, ki so jo razvili Fischer in drugi v Nemčiji, in nazadnje KNOLL in drugi, ki uporabljajo polprevodnike ( kot so Neporozne razpršilne sonde iz silicija) polimerov itd. Zgoraj omenjena rešitev mikrosonde je za nas nemogoča, ker zahteva visoko raven proizvodne tehnologije in zahteva specializirano opremo. In ker je naš dizajn SNIM izbral odsevni način, smo končno sprejeli rešitev sonde z optičnimi vlakni. .
V procesu razvoja mikrosond je treba upoštevati dva vidika: na eni strani mora biti odprtina optične sonde za prepuščanje svetlobe čim manjša; po drugi strani pa mora biti svetlobni tok skozi svetlobno odprtino čim manjši. velika, da dobite visoko razmerje med signalom in šumom. Za sonde z optičnimi vlakni velja, da manjši kot je premer igle, večja je ločljivost, vendar bo prepustnost svetlobe manjša. Hkrati je potrebno, da je stožčasta konica sonde čim krajša, saj daljša kot je stožčasta konica, dlje se bo svetloba širila po valovodu, ki je manjši od njene valovne dolžine, zato bo slabljenje svetlobe večje. . Zato je cilj, ki ga zasledujemo pri izdelavi sond iz optičnih vlaken, pridobiti konico igle z majhno velikostjo igle in kratko konično konico.
