Hvad er forskellen mellem et optisk mikroskop og et fjernfeltsmikroskop
Hvad er optisk nærfeltsmikroskopi?
Siden 1980'erne, med videnskabens og teknologiens fremskridt til små- og lavdimensionelle rum og udviklingen af scanning probe mikroskopi-teknologi, er et nyt tværfagligt emne - nærfeltsoptik - opstået inden for optik. Nærfeltsoptik har revolutioneret den traditionelle optiske opløsningsgrænse. Fremkomsten af en ny type nærfelts optisk mikroskop (NSOM—Near-field Scanning Optical Microscope eller SNOM) har udvidet folks synsfelt fra halvdelen af bølgelængden af indfaldende lys til nogle få tiendedele af bølgelængden, dvs. nanometer skala. I nærfelts optisk mikroskopi er linserne i konventionelle optiske instrumenter erstattet af bittesmå optiske sonder med spidsåbninger meget mindre end lysets bølgelængde.
Allerede i 1928 foreslog Synge, at efter at have bestrålet indfaldende lys gennem et lille hul med en åbning på 10 nm til en prøve med en afstand på 10 nm, scanning med en trinstørrelse på 10 nm og opsamling af det optiske signal fra mikroområdet, er det muligt for at opnå super høj opløsning. I denne intuitive beskrivelse har Synge klart forudsagt hovedtrækkene i moderne nærfelts optisk mikroskopi.
I 1970 anvendte Ash og Nicholls konceptet nærfelt til at realisere todimensionel billeddannelse med en opløsning på K/60 i mikrobølgebåndet (K=3cm). I 1983 fremstillede BM Zurich Research Center med succes lette huller i nanoskala på spidsen af en metalbelagt kvartskrystal. Billeder med ultrahøj optisk opløsning ved K/20 opnås ved hjælp af tunnelstrøm som feedback for afstanden mellem sonden og prøven. Fremdriften til at bringe nærfeltsoptik til bredere opmærksomhed kom fra AT&T Bell Laboratories. I 1991 beskrev Betzig et al. brugte optisk fiber til at lave et tilspidset optisk hul med høj lysflux, og afsatte en metalfilm på siden, kombineret med en unik metode til justering af forskydningskraftsonde-prøveafstand, som ikke kun øgede den transmitterede fotonflux. Samtidig giver det en stabil og pålidelig kontrolmetode, som har udløst en højopløsnings optisk observation af nærfelts optisk mikroskopi inden for forskellige områder såsom biologi, kemi, magneto-optiske domæner og højdensitetsinformationslagringsenheder, og kvanteudstyr. række undersøgelser. Den såkaldte nærfeltsoptik er i forhold til fjernfeltsoptik. Traditionelle optiske teorier, såsom geometrisk optik og fysisk optik, studerer normalt kun fordelingen af lysfelter langt væk fra lyskilder eller objekter og omtales generelt som fjernfeltsoptik. I princippet er der en fjernfeltsdiffraktionsgrænse i fjernfeltsoptik, som begrænser minimum opløsningsstørrelse og minimum mærkestørrelse ved anvendelse af princippet om fjernfeltsoptik til mikroskopi og andre optiske applikationer. Nærfeltsoptik studerer på den anden side fordelingen af lysfelter inden for et bølgelængdeområde fra en lyskilde eller et objekt. Inden for nærfeltsoptikforskning er fjernfeltsdiffraktionsgrænsen brudt, og opløsningsgrænsen er i princippet ikke længere underlagt nogen begrænsninger og kan være uendelig lille, således at den optiske opløsning af mikroskopisk billeddannelse og anden optisk applikationer kan forbedres baseret på princippet om nærfeltsoptik. Sats.
Den optiske opløsning baseret på nærfelts optisk teknologi kan nå nanometerniveauet og bryde gennem opløsningsdiffraktionsgrænsen for traditionel optik, hvilket vil give kraftfulde operationer, målemetoder og instrumentsystemer til mange områder af videnskabelig forskning, især udviklingen af nanoteknologi. På nuværende tidspunkt er nærfeltsskanningsmikroskoper og nærfeltsspektrometre baseret på evanescent feltdetektion blevet anvendt inden for fysik, biologi, kemi og materialevidenskab, og anvendelsesområdet udvides konstant; mens andre applikationer baseret på nærfeltsoptik, såsom nano-litografi og ultra-højdensitet nærfeltsoptisk lagring, nano-optiske komponenter, indfangning og manipulation af partikler i nanoskala, osv., også har tiltrukket sig opmærksomhed fra mange videnskabsmænd.
Udover at de begge kaldes mikroskoper, er der ikke mange ligheder.
Først og fremmest er den største forskel, at opløsningen er anderledes. Fjernfeltsmikroskopet, det vil sige det traditionelle optiske mikroskop, er begrænset af diffraktionsgrænsen. Det er vanskeligt at afbilde klart i områder, der er mindre end lysets bølgelængde; mens nærfeltsmikroskopet kan opnå klar billeddannelse.
For det andet er princippet anderledes. Fjernfeltsmikroskopet bruger refleksion og brydning af lys osv., og kan bruge kombinationen af linser; mens der i nærfeltet er en sonde nødvendig, og koblingen og omdannelsen af det flygtige felt og transmissionsfeltet bruges til at opnå lysjustering. signalopsamling.
Også kompleksiteten af instrumentet, omkostningerne osv., de to er ikke de samme.
