Принцип на оптичната микроскопия в близост до изображение
Оптичната микроскопия в близко поле, базирана на принципите за откриване и изобразяване на нерадиационни полета, може да преодолее дифракционната граница на обикновените оптични микроскопи и да извърши наномащабни оптични изображения и спектроскопски изследвания при ултрависока оптична резолюция.
Оптичният микроскоп в близко поле се състои от сонда, устройство за предаване на сигнал, сканиращ контрол, обработка на сигнала и система за обратна връзка на сигнала. Принцип на генериране и откриване на близко поле: Когато падащата светлина свети върху обект с много малки и фини структури на повърхността му, отразените вълни, генерирани от тези фини структури под действието на падащото светлинно поле, включват мимолетни вълни, ограничени до повърхността на обектът и разпространяващите се вълни, които се разпространяват на разстояние. Еванесцентните вълни идват от фини структури в обекти (обекти, по-малки от дължината на вълната). А разпространяващите се вълни идват от грубите структури в обекта (обекти, по-големи от дължината на вълната), които не съдържат никаква информация за фините структури на обекта. Ако много малък център на разсейване се използва като нанодетектор (като сонда) и се постави достатъчно близо до повърхността на обект, мимолетната вълна ще бъде възбудена, което ще я накара да излъчва светлина отново. Светлината, генерирана от това възбуждане, също съдържа неоткриваеми мимолетни вълни и разпространяващи се вълни, които могат да бъдат открити на разстояние, завършвайки процеса на откриване на близко поле. Преобразуването между мимолетното поле и полето на разпространение е линейно и полето на разпространение точно отразява промените в мимолетното поле. Ако се сканира център на разсейване върху повърхността на обект, може да се получи двуизмерно изображение. Съгласно принципа на реципрочност, взаимодействието между източника на осветителна светлина и нано детектора се разменя. За осветяване на пробата се използва източник на нано светлина (изчезващо поле). Благодарение на ефекта на разпръскване на фината структура на обекта върху полето на осветяване, мимолетната вълна се преобразува в разпространяваща се вълна, която може да бъде открита на разстояние, и резултатът е напълно същият.
Оптичната микроскопия в близко поле е техника за цифрово изобразяване, която включва сканиране и запис на сонда точка по точка върху повърхността на проба. Фигура 1 е принципна диаграма на изобразяване на оптичен микроскоп в близко поле. Методът на грубо приближение xyz на фигурата може да регулира разстоянието между сондата и пробата с точност от десетки нанометри; А xy сканирането и z-контролът могат да се използват за контролиране на сканирането на сондата и проследяването на обратната връзка в z-посоката с точност от 1nm. Инцидентният лазер на фигурата се въвежда в сондата през оптично влакно и състоянието на поляризация на падащата светлина може да се променя според изискванията. Когато инцидентният лазер облъчи пробата, детекторът може отделно да събере модулирания сигнал за предаване и сигнала за отражение на пробата, да ги усили от фотоумножителна тръба и след това директно да ги преобразува от аналогови в цифрови и да ги събере чрез компютър или да влезе в спектрометъра чрез спектроскопска система за получаване на спектрална информация. Системният контрол, събирането на данни, показването на изображения и обработката на данни се извършват от компютри. От горния процес на изобразяване може да се види, че оптичната микроскопия в близко поле може едновременно да събира три вида информация, а именно повърхностната морфология на пробата, оптични сигнали в близко поле и спектрални сигнали.
