Quina diferència hi ha entre un microscopi òptic i un microscopi de camp llunyà
Què és la microscòpia òptica de camp proper?
Des de la dècada de 1980, amb l'avenç de la ciència i la tecnologia als espais a petita escala i de dimensions baixes i el desenvolupament de la tecnologia de microscòpia amb sondes d'escaneig, ha sorgit una nova assignatura interdisciplinària - l'òptica de camp proper - en el camp de l'òptica. L'òptica de camp proper ha revolucionat el límit de resolució òptica tradicional. L'aparició d'un nou tipus de microscopi òptic de camp proper (NSOM-Near-field Scanning Optical Microscope, o SNOM) ha ampliat el camp de visió de les persones des de la meitat de la longitud d'ona de la llum incident a unes poques dècimes de la longitud d'ona, és a dir, el escala nanomètrica. En la microscòpia òptica de camp proper, les lents dels instruments òptics convencionals es substitueixen per petites sondes òptiques amb obertures de punta molt més petites que la longitud d'ona de la llum.
Ja el 1928, Synge va proposar que després d'irradiar la llum incident a través d'un petit forat amb una obertura de 10 nm a una mostra amb una distància de 10 nm, escanejar amb una mida de pas de 10 nm i recollir el senyal òptic de la microàrea, és possible per obtenir una super alta resolució. En aquesta descripció intuïtiva, Synge ha predit clarament les principals característiques de la moderna microscòpia òptica de camp proper.
El 1970, Ash i Nicholls van aplicar el concepte de camp proper per realitzar imatges bidimensionals amb una resolució de K/60 a la banda de microones (K=3cm). El 1983, el Centre de Recerca BM Zurich va fabricar amb èxit forats de llum a nanoescala a la punta d'un cristall de quars recobert de metall. Les imatges d'alta resolució òptica a K/20 s'obtenen utilitzant el corrent de túnel com a retroalimentació de la distància entre la sonda i la mostra. L'impuls per atreure l'òptica de camp proper a una atenció més àmplia va venir dels laboratoris AT&T Bell. El 1991, Betzig et al. va utilitzar fibra òptica per fer un forat òptic afilat amb un alt flux de llum i va dipositar una pel·lícula metàl·lica al costat, juntament amb un mètode d'ajust de l'espaiat de la sonda de força de tall únic, que no només augmentava el flux de fotons transmès. Al mateix temps, proporciona un mètode de control estable i fiable, que ha desencadenat una observació òptica d'alta resolució de la microscòpia òptica de camp proper en diferents camps com ara la biologia, la química, els dominis magneto-òptics i els dispositius d'emmagatzematge d'informació d'alta densitat, i dispositius quàntics. sèrie d'estudis. L'anomenada òptica de camp proper és relativa a l'òptica de camp llunyà. Les teories òptiques tradicionals, com l'òptica geomètrica i l'òptica física, normalment només estudien la distribució de camps de llum lluny de fonts o objectes de llum, i generalment s'anomena òptica de camp llunyà. En principi, hi ha un límit de difracció de camp llunyà a l'òptica de camp llunyà, que limita la mida de resolució mínima i la mida de marca mínima quan s'utilitza el principi de l'òptica de camp llunyà per a la microscòpia i altres aplicacions òptiques. L'òptica de camp proper, d'altra banda, estudia la distribució dels camps de llum dins d'un rang de longituds d'ona des d'una font o objecte de llum. En el camp de la investigació òptica de camp proper, el límit de difracció de camp llunyà es trenca i el límit de resolució ja no està subjecte a cap restricció en principi i pot ser infinitament petit, de manera que la resolució òptica de la imatge microscòpica i altres òptiques. les aplicacions es poden millorar basant-se en el principi de l'òptica de camp proper. Taxa.
La resolució òptica basada en la tecnologia òptica de camp proper pot arribar al nivell nanòmetre, trencant el límit de difracció de resolució de l'òptica tradicional, que proporcionarà operacions potents, mètodes de mesura i sistemes d'instruments per a molts camps de la investigació científica, especialment el desenvolupament de la nanotecnologia. Actualment, els microscopis òptics d'exploració de camp proper i els espectròmetres de camp proper basats en la detecció de camp evanescent s'han aplicat en els camps de la física, la biologia, la química i la ciència dels materials, i l'àmbit d'aplicació s'amplia constantment; mentre que altres aplicacions basades en l'òptica de camp proper, com la nanolitografia i l'emmagatzematge òptic de camp proper d'ultra densitat, els components nanoòptics, la captura i manipulació de partícules a nanoescala, etc., també han cridat l'atenció de molts científics.
A part que tots dos s'anomenen microscopis, no hi ha moltes similituds.
En primer lloc, la diferència més gran és que la resolució és diferent. El microscopi de camp llunyà, és a dir, el microscopi òptic tradicional, està limitat pel límit de difracció. És difícil fer imatges clarament en regions més petites que la longitud d'ona de la llum; mentre que el microscopi de camp proper pot aconseguir imatges clares.
En segon lloc, el principi és diferent. El microscopi de camp llunyà utilitza la reflexió i la refracció de la llum, etc., i pot utilitzar la combinació de lents; mentre que en el camp proper, es necessita una sonda i l'acoblament i la conversió del camp evanescent i el camp de transmissió s'utilitzen per aconseguir l'alineació de la llum. adquisició del senyal.
A més, la complexitat de l'instrument, el cost, etc., els dos no són el mateix.
