Oversigt og anvendelser af scanning nærfelts optisk mikroskopi
Fordi nærfelts optisk mikroskopi kan overvinde manglerne ved traditionelle optiske mikroskoper såsom lav opløsning og beskadigelse af biologiske prøver ved scanning af elektronmikroskoper og scanning af tunnelmikroskoper, er det blevet mere og mere udbredt, især inden for biomedicin, nanomaterialer og mikroelektronik. studieområde.
Scanning nærfelt optisk mikroskopi (SNIM) er en gren af SNOM og en anvendelse af SNOM-teknologi i det infrarøde felt. For at opnå information i høj opløsning er mikrosonder, der bruges til positionering, scanning og nærfeltsdetektion, meget kritiske dele af SNIM. Der er mange former for mikroprober, som groft er opdelt i to kategorier: Småhulssonder og ikke-hulssonder, og småhulssonder er ofte fiberoptiske sonder. Når afstanden mellem den optiske fibersonde og prøven, der måles, er konstant, bestemmer størrelsen af lysgennemstrømningshullet i den optiske fibersonde og formen af spidsens keglevinkle SNIM's opløsning, følsomhed og transmissionseffektivitet. Men det er sværere at lave infrarøde optiske fibre til SNIM og mikroprober. Sammenlignet med fremstillingen af optiske fiberprober i det synlige lysbånd er der på den ene side for få typer optiske fibre, der er egnede til det mellem-infrarøde bånd (2,5 ~ 25 mm); på den anden side er eksisterende infrarøde optiske fibre relativt skøre og har dårlig duktilitet og fleksibilitet. Og de kemiske egenskaber er ikke ideelle. For at reducere lysdæmpningen er det vanskeligt at lave højkvalitets infrarøde optiske fibersonder.
Nogle udenlandske institutioner, der forsker i SNIM, har taget andre former for optiske sonder i sonder, såsom den sfæriske prismesonde udviklet af Kawata og andre i Japan, den tetraedriske sonde udviklet af Fischer og andre i Tyskland, og senest KNOLL og andre, der bruger halvledere ( såsom ikke-porøse spredningsprober lavet af silicium) polymerer osv. Ovennævnte mikrosondeløsning er umulig for os, fordi den kræver et højt niveau af fremstillingsteknologi og kræver specialiseret udstyr. Og fordi vores SNIM-design valgte reflektionstilstanden, adopterede vi endelig den optiske fibersondeløsning. .
I udviklingsprocessen af mikroprober skal der tages hensyn til to aspekter: på den ene side skal lysgennemgangsåbningen af den optiske sonde gøres så lille som muligt; på den anden side skal lysstrømmen gennem lysgennemløbsåbningen være så lille som muligt. stor for at opnå et højt signal-til-støj-forhold. For fiberoptiske sonder, jo mindre diameteren af nålen er, jo højere opløsning, men lystransmittansen bliver mindre. Samtidig kræves det, at sondens keglespids er så kort som muligt, for jo længere keglespidsen er, jo længere vil lyset forplante sig gennem en bølgeleder, der er mindre end dens bølgelængde, så lysdæmpningen bliver større . Derfor er målet, der forfølges i produktionen af fiberoptiske sonder, at opnå en nålespids med en lille nålestørrelse og en kort tilspidset spids.
