Hva er forskjellen mellom optisk nærfeltsmikroskopi og fjernfeltsmikroskopi
Hva er et nærfelt optisk mikroskop?
Siden 1980-tallet, med utviklingen av vitenskap og teknologi mot småskala og lavdimensjonalt rom, og utviklingen av skanningsprobe-mikroskopiteknologi, har et nytt tverrfaglig felt - nærfeltoptikk dukket opp innen optikk. Nærfeltoptikk har revolusjonert den tradisjonelle optiske oppløsningsgrensen. Fremveksten av en ny type nærfeltsskannende optisk mikroskop (NSOM), også kjent som SNOM, har utvidet folks synsfelt fra halve bølgelengden til innfallende lys til flere titalls bølgelengder, det vil si nanoskala. I optisk nærfeltsmikroskopi er linsen i tradisjonelle optiske instrumenter erstattet av en liten optisk sonde, hvis spissåpning er mye mindre enn lysets bølgelengde.
Allerede i 1928 foreslo Synge at ultrahøy oppløsning kunne oppnås ved å skinne innfallende lys gjennom et lite hull med en blenderåpning på 10 nm på en prøve med en avstand på 10 nm, skanne og samle lyssignaler i mikroregionen i en trinnstørrelse på 10nm. I denne intuitive beskrivelsen har Synge tydelig spådd hovedtrekkene til moderne optiske nærfeltsmikroskoper.
I 1970 brukte Ash og Nicholls konseptet med nærfelt for å oppnå todimensjonal bildebehandling med en oppløsning på K/60 i mikrobølgebåndet (K=3cm). I 1983 forberedte BM Zurich Research Center med suksess optiske porer i nanoskala ved tuppen av metallbelagte kvartskrystaller. Ved å bruke tunnelstrøm som tilbakemelding mellom sonden og prøven, få et ultrahøy optisk oppløsningsbilde på K/20. Drivkraften for nærfeltoptikk for å tiltrekke seg mer utbredt oppmerksomhet kommer fra AT&T Bell Lab. I 1991, Betzig et al. laget koniske optiske hull med høy gjennomstrømning ved å bruke optiske fibre, avsatte tynne metallfilmer på siden og brukte en unik skjærkraftsondeprøveavstandskontrollmetode. Dette økte ikke bare fotonfluksen med flere størrelsesordener, men ga også en stabil og pålitelig kontrollmetode, og utløste en serie studier på høyoppløselig optisk observasjon innen forskjellige felt som biologi, kjemi, magneto-optiske domener, høy- lagringsenheter for tetthetsinformasjon og kvanteenheter som bruker nærfelt optisk mikroskopi. Den såkalte nærfeltsoptikken er i forhold til fjernfeltsoptikken. Tradisjonelle optiske teorier, som geometrisk optikk og fysisk optikk, studerer vanligvis bare fordelingen av lysfelt langt borte fra lyskilder eller objekter, ofte referert til som fjernfeltsoptikk. Fjernfeltoptikk har i prinsippet en fjernfeltdiffraksjonsgrense, som begrenser minimumsoppløsningsstørrelsen og minimumsmarkeringsstørrelsen ved bruk av fjernfeltsoptikkprinsipper for mikroskopi og andre optiske applikasjoner. Nærfeltoptikk studerer fordelingen av lysfeltet innenfor et bølgelengdeområde fra en lyskilde eller et objekt. Innenfor nærfeltoptikkforskning brytes fjernfeltdiffraksjonsgrensen, og oppløsningsgrensen er ikke lenger begrenset i prinsippet og kan være uendelig liten. Derfor, basert på prinsippene for nærfeltsoptikk, kan den optiske oppløsningen til mikroskopisk avbildning og andre optiske applikasjoner forbedres.
Den optiske oppløsningen basert på optisk nærfeltsteknologi kan nå nanometernivået, og bryte gjennom diffraksjonsgrensen til tradisjonell optikk. Dette vil gi kraftige operasjoner, målemetoder og instrumentsystemer for mange felt av vitenskapelig forskning, spesielt utviklingen av nanoteknologi. For tiden har nærfeltsskannende optiske mikroskoper og nærfeltspektrometre basert på skjult feltdeteksjon blitt brukt i felt som fysikk, biologi, kjemi og materialvitenskap, og deres anvendelsesområde utvides stadig; Andre applikasjoner basert på nærfeltsoptikk, som nanolitografi og optisk lagring i nærfelt med ultrahøy tetthet, nanooptiske komponenter og fangst og manipulering av partikler i nanoskala, har også tiltrukket seg oppmerksomheten til mange vitenskapelige arbeidere.
Foruten å bli kalt mikroskop, er det ikke mange likheter.
For det første, og også den største forskjellen, er oppløsningen annerledes. Fjernfeltmikroskopi, også kjent som tradisjonell optisk mikroskopi, er begrenset av diffraksjonsgrensen, noe som gjør det vanskelig å avbilde klart i områder som er mindre enn lysets bølgelengde; Og nærfeltsmikroskopi kan oppnå klar avbildning.
For det andre er prinsippet annerledes. Fjernfeltmikroskopi utnytter refleksjon og brytning av lys, og kan oppnås ved å kombinere linser; I nærfeltet er det nødvendig med sonder for å oppnå innhenting av optiske signaler gjennom kobling og konvertering av flyktige felt og overføringsfelt.
Også kompleksiteten og kostnadene til instrumentene osv.
