Optiska mikroskopiprinciper för nära fältet för optisk mikroskopi
Traditional optical microscopes are composed of optical lenses that can magnify objects up to thousands of times to observe details. Due to the diffraction effect of light waves, it is impossible to infinitely increase the magnification because it will encounter the obstacle of the diffraction limit of light waves. The resolution of traditional optical microscopes cannot exceed half of the wavelength of light. For example, using green light with a wavelength of λ=400nm as the light source, only two objects separated by 200nm can be distinguished. In practical applications, when λ>400nm, the resolution is lower. This is because general optical observations are made at a distance (>>λ) från objektet.
Nära fältoptisk mikroskopi, baserat på detekterings- och avbildningsprinciperna för icke-strålningsfält, kan bryta igenom diffraktionsgränsen för vanliga optiska mikroskop och utföra nanoskala optisk avbildning och spektroskopiforskning vid ultratak optisk upplösning.
Ett nära fältoptiskt mikroskop består av en sond, signalöverföringsanordning, skanningskontroll, signalbehandling och signalåterkopplingssystem. Principen om generering och detektering nära fältet: När infallande ljus lyser på ett objekt med många små och fina strukturer på ytan, inkluderar de reflekterade vågorna som genereras av dessa fina strukturer under verkan av det infallande ljusfältet evanescent vågor begränsade till ytan av föremålet och förökar vågor som sprider sig på avstånd. Evenescent vågor kommer från subtila strukturer i objekt (objekt mindre än våglängden). Och de förökande vågorna kommer från de grova strukturerna i objektet (objekt som är större än våglängden), som inte innehåller någon information om objektets subtila strukturer. Om ett mycket litet spridningscenter används som en nanodetektor (såsom en sond) och placeras tillräckligt nära ytan på ett objekt, kommer den evanescenta vågen att bli upphetsad, vilket får den att avge ljus igen. Ljuset som genereras av denna excitation innehåller också odetekterbara evanescenta vågor och förökande vågor som kan detekteras på avstånd, vilket slutför detekteringsprocessen för nära fältet. Omvandlingen mellan det evanescenta fältet och förökningsfältet är linjärt och förökningsfältet återspeglar exakt förändringarna i det evanescerande fältet. Om ett spridningscenter skannas på ytan på ett objekt kan en tvådimensionell bild erhållas. Enligt principen om ömsesidighet byts interaktionen mellan belysningsljuskällan och nano -detektorn. En nano -ljuskälla (evanescenta fält) används för att belysa provet. På grund av spridningseffekten av objektets fina struktur på belysningsfältet omvandlas den evanescenta vågen till en förökande våg som kan detekteras på avstånd, och resultatet är helt detsamma.
