Принципи оптичке микроскопије у блиском пољу
Traditional optical microscopes are composed of optical lenses that can magnify objects to thousands of times to observe details. Due to the diffraction effect of light waves, it is impossible to increase the magnification infinitely because it will encounter the obstacle of the diffraction limit of light waves. Traditional optics The resolution of a microscope cannot exceed half the wavelength of light. For example, using green light with a wavelength of λ=400nm as a light source, it can only distinguish two objects that are 200nm apart. In practical applications, λ>400nm, the resolution is lower. This is because general optical observations are performed far away from the object (>>λ).
Засновани на принципима детекције и снимања нерадијативних поља, оптички микроскопи блиског поља могу да пробију границу дифракције обичних оптичких микроскопа и могу да спроведу оптичко снимање на наносмерама и спектрално истраживање наноразмера при ултра високој оптичкој резолуцији.
Оптички микроскопи блиског поља се састоје од сонди, уређаја за пренос сигнала, контроле скенирања, обраде сигнала и система повратне спреге. Принцип генерисања и детекције блиског поља: Упадна светлост зрачи објекат са много сићушних структура на површини. Под дејством упадног светлосног поља, рефлектовани таласи које стварају ове структуре укључују пролазне таласе ограничене на површину објекта и ширећи се далеко. ширење таласа. Еванесцентни таласи потичу из сићушних структура у објектима (објекти мањи од таласне дужине). Талас који се шири потиче од грубе структуре објекта (објекти већи од таласне дужине), која не садржи никакве информације о финој структури објекта. Ако се веома мали центар расејања користи као нанодетектор (као што је сонда) и буде постављен довољно близу површине објекта, еминентни талас ће бити узбуђен и натерати га да поново емитује светлост. Ова побуђена светлост такође садржи неоткривене пролазне таласе и пропагиране таласе који се могу ширити до удаљених локација ради детекције. Овај процес завршава детекцију блиског поља. Конверзија између еванесцентног поља и пропагирајућег поља је линеарна, а пропагирајуће поље тачно одражава промене у пролазном пољу. Ако се за скенирање површине објекта користи центар расејања, може се добити дводимензионална слика. По принципу реципроцитета, улоге извора светлости осветљења и нано-детектора се замењују, а за осветљавање узорка користи се нано-светлосни извор (еванесцентно поље). Због ефекта расејања фине структуре објекта на поље осветљења, еванесцентни талас се претвара у сигнал који се може детектовати на даљину. Резултати откривених таласа који се шире су потпуно исти.
Оптичка микроскопија блиског поља користи сонду за скенирање тачку по тачку на површини узорка и снимање тачку по тачку пре дигиталног снимања. Слика 1 је дијаграм принципа снимања оптичког микроскопа блиског поља. На слици, метода грубе апроксимације киз може подесити растојање између сонде и узорка са тачношћу од десетина нанометара; док ки скенирање и з контрола могу да контролишу скенирање сонде и праћење повратне спреге у правцу з са тачношћу од 1 нм. Упадни ласер на слици се уводи у сонду кроз оптичко влакно, а стање поларизације упадне светлости може се променити према захтевима. Када упадни ласер озрачи узорак, детектор може одвојено прикупити сигнал преноса и сигнал рефлексије модулиран узорком, који се појачавају помоћу фотомултипликаторске цеви, а затим директно претварају из аналогног у дигитални, а затим прикупљају рачунаром или уносе у спектрометар кроз спектроскопски систем за добијање спектра. информације. Контролу система, прикупљање података, приказ слике и обраду података обављају компјутери. Из горњег процеса снимања може се видети да оптички микроскопи блиског поља могу истовремено да прикупљају три врсте информација, а то су морфологија површине узорка, оптички сигнали блиског поља и спектрални сигнали.
