Quina diferència hi ha entre la microscòpia òptica de camp proper i la microscòpia de camp llunyà
Què és un microscopi òptic de camp proper?
Des de la dècada de 1980, amb l'avenç de la ciència i la tecnologia cap a l'espai a petita escala i de baixa dimensió, i el desenvolupament de la tecnologia de microscòpia de sondes d'escaneig, ha sorgit un nou camp interdisciplinari: 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 d'escaneig de camp proper (NSOM), també conegut com SNOM, ha ampliat el camp de visió de les persones des de la meitat de la longitud d'ona de la llum incident a diverses desenes de longituds d'ona, és a dir, nanoescala. En la microscòpia òptica de camp proper, la lent dels instruments òptics tradicionals es substitueix per una petita sonda òptica, l'obertura de la punta és molt més petita que la longitud d'ona de la llum.
Ja l'any 1928, Synge va proposar que es podia aconseguir una resolució ultraalta fent brillar la llum incident a través d'un petit forat amb una obertura de 10 nm sobre una mostra amb una distància de 10 nm, escanejant i recollint senyals de llum a la microregió a una mida de pas. de 10 nm. En aquesta descripció intuïtiva, Synge ha predit clarament les característiques principals dels moderns microscopis òptics de camp proper.
El 1970, Ash i Nicholls van aplicar el concepte de camp proper per aconseguir imatges bidimensionals amb una resolució de K/60 a la banda de microones (K=3cm). El 1983, el Centre de Recerca BM Zurich va preparar amb èxit porus òptics a nanoescala a les puntes dels cristalls de quars recoberts de metall. Utilitzant el corrent de túnel com a retroalimentació entre la sonda i la mostra, obteniu una imatge de resolució òptica ultra alta de K/20. La força motriu de l'òptica de camp proper per atraure una atenció més generalitzada prové del laboratori Bell d'AT&T. El 1991, Betzig et al. va fer forats òptics cònics d'alt rendiment mitjançant fibres òptiques, va dipositar pel·lícules fines metàl·liques al costat i va utilitzar un mètode únic de control de l'espaiat de la mostra de la sonda de força de tall. Això no només va augmentar el flux de fotons en diversos ordres de magnitud, sinó que també va proporcionar un mètode de control estable i fiable, desencadenant una sèrie d'estudis sobre observació òptica d'alta resolució en diferents camps com la biologia, la química, els dominis magneto-òptics, els dispositius d'emmagatzematge d'informació de densitat i dispositius quàntics que utilitzen microscòpia òptica de camp proper. 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, comunament anomenada òptica de camp llunyà. L'òptica de camp llunyà té en principi un límit de difracció de camp llunyà, que limita la mida de resolució mínima i la mida de marcatge mínima quan s'utilitzen principis d'òptica de camp llunyà per a la microscòpia i altres aplicacions òptiques. L'òptica de camp proper estudia la distribució del camp de llum dins d'un rang de longituds d'ona des d'una font o objecte de llum. En el camp de la investigació de l'òptica de camp proper, el límit de difracció de camp llunyà es trenca i el límit de resolució ja no està limitat en principi i pot ser infinitament petit. Per tant, basant-se en els principis de l'òptica de camp proper, es pot millorar la resolució òptica de la imatge microscòpica i altres aplicacions òptiques.
La resolució òptica basada en la tecnologia òptica de camp proper pot arribar al nivell nanòmetre, trencant el límit de difracció de l'òptica tradicional. Això proporcionarà un funcionament potent, 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 ocult s'han aplicat en camps com la física, la biologia, la química i la ciència dels materials, i el seu àmbit d'aplicació s'amplia constantment; 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 i la captura i manipulació de partícules a nanoescala, també han cridat l'atenció de molts treballadors científics.
A més d'anomenar-se microscopis, no hi ha moltes similituds.
En primer lloc, i també la diferència més gran, la resolució és diferent. La microscòpia de camp llunyà, també coneguda com a microscòpia òptica tradicional, està limitada pel límit de difracció, cosa que dificulta la imatge clara en àrees més petites que la longitud d'ona de la llum; I la microscòpia de camp proper pot aconseguir imatges clares.
En segon lloc, el principi és diferent. La microscòpia de camp llunyà utilitza la reflexió i la refracció de la llum, i es pot aconseguir combinant lents; En el camp proper, es necessiten sondes per aconseguir l'adquisició de senyals òptics mitjançant l'acoblament i la conversió de camps evanescents i de transmissió.
També, la complexitat i el cost dels instruments, etc.
