Hva er forskjellen mellom et optisk mikroskop og et fjernfeltsmikroskop
Hva er optisk nærfeltsmikroskopi?
Siden 1980-tallet, med utviklingen av vitenskap og teknologi til småskala og lavdimensjonale rom og utviklingen av skanningsprobe-mikroskopiteknologi, har et nytt tverrfaglig emne - nærfeltoptikk - dukket opp innen optikk. Nærfeltoptikk har revolusjonert den tradisjonelle optiske oppløsningsgrensen. Fremveksten av en ny type nærfelt optisk mikroskop (NSOM—Near-field Scanning Optical Microscope, eller SNOM) har utvidet folks synsfelt fra halve bølgelengden til innfallende lys til noen få tideler av bølgelengden, det vil si nanometer skala. I optisk nærfeltsmikroskopi erstattes linsene i konvensjonelle optiske instrumenter av bittesmå optiske sonder med spissåpninger som er mye mindre enn lysets bølgelengde.
Allerede i 1928 foreslo Synge at etter å ha bestrålet innfallende lys gjennom et lite hull med en blenderåpning på 10nm til en prøve med en avstand på 10nm, skanning med en trinnstørrelse på 10nm og innsamling av det optiske signalet til mikroområdet, er det mulig for å få superhøy oppløsning. I denne intuitive beskrivelsen har Synge klart forutsagt hovedtrekkene til moderne nærfelt optisk mikroskopi.
I 1970 brukte Ash og Nicholls konseptet med nærfelt for å realisere todimensjonal bildebehandling med en oppløsning på K/60 i mikrobølgebåndet (K=3cm). I 1983 produserte BM Zurich Research Center vellykket lette hull i nanoskala på spissen av en metallbelagt kvartskrystall. Bilder med ultrahøy optisk oppløsning ved K/20 oppnås ved å bruke tunnelstrøm som tilbakemelding for avstanden mellom sonden og prøven. Drivkraften til å bringe nærfeltoptikk til større oppmerksomhet kom fra AT&T Bell Laboratories. I 1991, Betzig et al. brukte optisk fiber for å lage et avsmalnende optisk hull med høy lysstrøm, og avsatte en metallfilm på siden, kombinert med en unik metode for justering av skjærkraftsonde-prøveavstand, som ikke bare økte den overførte fotonfluksen. Samtidig gir det en stabil og pålitelig kontrollmetode, som har utløst en høyoppløselig optisk observasjon av nærfelts optisk mikroskopi i forskjellige felt som biologi, kjemi, magneto-optiske domener og informasjonslagringsenheter med høy tetthet, og kvanteenheter. serie studier. 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, og blir generelt referert til som fjernfeltsoptikk. I prinsippet er det en fjernfeltsdiffraksjonsgrense i fjernfeltsoptikk, som begrenser minimumsoppløsningsstørrelsen og minimumsmerkestørrelsen ved bruk av prinsippet for fjernfeltsoptikk for mikroskopi og andre optiske applikasjoner. Nærfeltoptikk studerer derimot fordelingen av lysfelt innenfor et bølgelengdeområde fra en lyskilde eller et objekt. Innenfor nærfeltoptikkforskning brytes fjernfeltdiffraksjonsgrensen, og oppløsningsgrensen er ikke lenger underlagt noen begrensninger i prinsippet, og kan være uendelig liten, slik at den optiske oppløsningen til mikroskopisk avbildning og annen optisk applikasjoner kan forbedres basert på prinsippet om nærfeltsoptikk. Vurdere.
Den optiske oppløsningen basert på optisk nærfeltsteknologi kan nå nanometernivået, og bryte gjennom oppløsningsdiffraksjonsgrensen for tradisjonell optikk, som 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 flyktig feltdeteksjon blitt brukt innen feltene fysikk, biologi, kjemi og materialvitenskap, og anvendelsesomfanget utvides stadig; mens andre applikasjoner basert på nærfeltsoptikk, som nanolitografi og optisk lagring med ultrahøy tetthet, nanooptiske komponenter, fangst og manipulering av partikler i nanoskala, etc., også har tiltrukket seg oppmerksomheten til mange forskere.
Bortsett fra at de begge kalles mikroskop, er det ikke mange likheter.
For det første er den største forskjellen at oppløsningen er forskjellig. Fjernfeltsmikroskopet, det vil si det tradisjonelle optiske mikroskopet, er begrenset av diffraksjonsgrensen. Det er vanskelig å avbilde klart i områder som er mindre enn lysets bølgelengde; mens nærfeltsmikroskopet kan oppnå klar avbildning.
For det andre er prinsippet annerledes. Fjernfeltsmikroskopet bruker refleksjon og brytning av lys osv., og kan bruke kombinasjonen av linser; mens i nærfeltet er det nødvendig med en sonde, og koblingen og konverteringen av det flyktige feltet og transmisjonsfeltet brukes for å oppnå lysjustering. signalinnhenting.
Også kompleksiteten til instrumentet, kostnadene osv., de to er ikke de samme.
