Principi de microscòpia òptica d'imatge propera
La microscòpia òptica de camp proper, basada en els principis de detecció i imatge de camps no radiatius, pot superar el límit de difracció dels microscopis òptics ordinaris i realitzar investigacions d'imatges òptiques i espectroscòpia a nanoescala amb una resolució òptica ultra alta.
Un microscopi òptic de camp proper consta d'una sonda, dispositiu de transmissió de senyal, control d'escaneig, processament de senyal i sistema de retroalimentació de senyal. Principi de generació i detecció de camp proper: quan la llum incident brilla sobre un objecte amb moltes estructures petites i fines a la seva superfície, les ones reflectides generades per aquestes estructures fines sota l'acció del camp de llum incident inclouen ones evanescents limitades a la superfície de l'objecte i les ones que es propaguen a distància. Les ones evanescents provenen d'estructures subtils en objectes (objectes més petits que la longitud d'ona). I les ones que es propaguen provenen de les estructures rugoses de l'objecte (objectes més grans que la longitud d'ona), que no contenen cap informació sobre les estructures subtils de l'objecte. Si s'utilitza un centre de dispersió molt petit com a nanodetector (com una sonda) i es col·loca prou a prop de la superfície d'un objecte, l'ona evanescent s'excitarà i farà que torni a emetre llum. La llum generada per aquesta excitació també conté ones evanescents indetectables i ones de propagació que es poden detectar a distància, completant el procés de detecció de camp proper. La conversió entre el camp evanescent i el camp de propagació és lineal, i el camp de propagació reflecteix amb precisió els canvis en el camp evanescent. Si s'escaneja un centre de dispersió a la superfície d'un objecte, es pot obtenir una imatge bidimensional. Segons el principi de reciprocitat, s'intercanvia la interacció entre la font de llum d'il·luminació i el nanodetector. S'utilitza una font de llum nano (camp evanescent) per il·luminar la mostra. A causa de l'efecte de dispersió de l'estructura fina de l'objecte sobre el camp d'il·luminació, l'ona evanescent es converteix en una ona de propagació que es pot detectar a distància i el resultat és completament el mateix.
La microscòpia òptica de camp proper és una tècnica d'imatge digital que consisteix a escanejar i registrar una sonda punt per punt a la superfície d'una mostra. La figura 1 és un diagrama de principis d'imatge d'un microscopi òptic de camp proper. El mètode d'aproximació gruixuda xyz de la figura pot ajustar la distància entre la sonda i la mostra amb una precisió de desenes de nanòmetres; I l'escaneig xy i el control z es poden utilitzar per controlar l'exploració de la sonda i el seguiment de retroalimentació en la direcció z amb una precisió d'1 nm. El làser incident de la figura s'introdueix a la sonda mitjançant una fibra òptica i l'estat de polarització de la llum incident es pot canviar segons els requisits. Quan el làser incident irradia la mostra, el detector pot recollir per separat el senyal de transmissió modulat i el senyal de reflexió de la mostra, amplificar-los mitjançant un tub fotomultiplicador i després convertir-los directament d'analògic a digital i recollir-los a través d'un ordinador o entrar a l'espectròmetre. mitjançant un sistema espectroscòpic per obtenir informació espectral. El control del sistema, l'adquisició de dades, la visualització d'imatges i el processament de dades es completen amb ordinadors. A partir del procés d'imatge anterior, es pot veure que la microscòpia òptica de camp proper pot recollir simultàniament tres tipus d'informació, és a dir, la morfologia superficial de la mostra, els senyals òptics de camp proper i els senyals espectrals.
