Каква е разликата между оптичен микроскоп за близко поле и микроскоп за далечно поле
Какво е оптична микроскопия в близко поле?
От 80-те години на миналия век, с напредъка на науката и технологиите към малки и нискоразмерни пространства и развитието на технологията за сканираща сондова микроскопия, в областта на оптиката се появи нов интердисциплинарен предмет - оптика на близкото поле. Оптиката за близко поле революционизира традиционното ограничение на оптичната разделителна способност. Появата на нов тип оптичен микроскоп за близко поле (NSOM — сканиращ оптичен микроскоп за близко поле, или SNOM) разшири зрителното поле на хората от половината от дължината на вълната на падащата светлина до няколко десети от дължината на вълната, т.е. нанометров мащаб. В оптичната микроскопия в близко поле лещите в конвенционалните оптични инструменти се заменят с малки оптични сонди с отвори на върха, много по-малки от дължината на вълната на светлината.
Още през 1928 г. Synge предложи, че след облъчване на падаща светлина през малък отвор с апертура от 10 nm до проба с разстояние от 10 nm, сканиране с размер на стъпка от 10 nm и събиране на оптичния сигнал от микрообластта, е възможно за получаване на супер висока резолюция. В това интуитивно описание Synge ясно е предвидил основните характеристики на съвременната оптична микроскопия в близко поле.
През 1970 г. Аш и Никълс прилагат концепцията за близко поле, за да реализират двуизмерно изображение с разделителна способност K/60 в микровълновата лента (K=3cm). През 1983 г. Изследователският център BM Zurich успешно произведе наномащабни светлинни дупки на върха на кварцов кристал с метално покритие. Изображения с ултрависока оптична разделителна способност при K/20 се получават с помощта на тунелен ток като обратна връзка за разстоянието между сондата и пробата. Импулсът да се привлече по-широко внимание към оптиката на близкото поле дойде от AT&T Bell Laboratories. През 1991 г. Betzig et al. използва оптично влакно, за да направи заострен оптичен отвор с висок светлинен поток и отложи метален филм отстрани, съчетан с уникален метод за регулиране на разстоянието между сондата и пробата, което не само увеличи предавания фотонен поток. В същото време той осигурява стабилен и надежден контролен метод, който е задействал оптично наблюдение с висока разделителна способност на оптична микроскопия в близко поле в различни области като биология, химия, магнитооптични домейни и устройства за съхранение на информация с висока плътност, и квантови устройства. поредица от изследвания. Така наречената оптика на близкото поле е относителна към оптиката на далечното поле. Традиционните оптични теории, като геометрична оптика и физическа оптика, обикновено изучават само разпределението на светлинни полета далеч от светлинни източници или обекти и обикновено се наричат оптика на далечно поле. По принцип има ограничение на дифракцията на далечното поле в оптиката на далечното поле, което ограничава минималния размер на разделителната способност и минималния размер на маркировката при използване на принципа на оптиката на далечното поле за микроскопия и други оптични приложения. Оптиката на близкото поле, от друга страна, изучава разпределението на светлинните полета в диапазона на дължината на вълната от светлинен източник или обект. В областта на изследването на оптиката в близкото поле границата на дифракция в далечното поле е нарушена и границата на разделителната способност вече не подлежи на никакви ограничения по принцип и може да бъде безкрайно малка, така че оптичната разделителна способност на микроскопичните изображения и други оптични приложенията могат да бъдат подобрени въз основа на принципа на оптиката на близкото поле. Оценете.
Оптичната разделителна способност, базирана на оптична технология за близко поле, може да достигне нанометрово ниво, пробивайки дифракционната граница на разделителната способност на традиционната оптика, което ще осигури мощни операции, методи за измерване и системи от инструменти за много области на научните изследвания, особено развитието на нанотехнологиите. Понастоящем сканиращи оптични микроскопи в близко поле и спектрометри в близко поле, базирани на откриване на мимолетни полета, се прилагат в областта на физиката, биологията, химията и науката за материалите и обхватът на приложение непрекъснато се разширява; докато други приложения, базирани на оптика в близко поле, като нанолитография и оптично съхранение в близко поле с ултрависока плътност, нанооптични компоненти, улавяне и манипулиране на наномащабни частици и др., също привлякоха вниманието на много учени.
Освен факта, че и двата се наричат микроскопи, няма много прилики.
На първо място, най-голямата разлика е, че резолюцията е различна. Микроскопът с далечно поле, тоест традиционният оптичен микроскоп, е ограничен от границата на дифракция. Трудно е да се изобрази ясно в региони, по-малки от дължината на вълната на светлината; докато микроскопът в близко поле може да постигне ясно изображение.
Второ, принципът е различен. Микроскопът с далечно поле използва отражението и пречупването на светлината и т.н. и може да използва комбинацията от лещи; докато в близкото поле е необходима сонда и свързването и преобразуването на мигновеното поле и предавателното поле се използват за постигане на подравняване на светлината. получаване на сигнал.
Също така, сложността на инструмента, цената и т.н., двете не са еднакви.
