Αρχές οπτικής μικροσκοπίας κοντινού πεδίου
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).
Με βάση τις αρχές ανίχνευσης και απεικόνισης μη ακτινοβολικών πεδίων, τα οπτικά μικροσκόπια κοντινού πεδίου μπορούν να ξεπεράσουν το όριο περίθλασης των συνηθισμένων οπτικών μικροσκοπίων και μπορούν να διεξάγουν οπτική απεικόνιση νανοκλίμακας και φασματική έρευνα νανοκλίμακας σε εξαιρετικά υψηλή οπτική ανάλυση.
Τα οπτικά μικροσκόπια κοντινού πεδίου αποτελούνται από ανιχνευτές, συσκευές μετάδοσης σήματος, έλεγχο σάρωσης, επεξεργασία σήματος και συστήματα ανάδρασης σήματος. Αρχή δημιουργίας και ανίχνευσης κοντινού πεδίου: Το προσπίπτον φως ακτινοβολεί ένα αντικείμενο με πολλές μικροσκοπικές δομές στην επιφάνεια. Κάτω από τη δράση του προσπίπτοντος φωτεινού πεδίου, τα ανακλώμενα κύματα που δημιουργούνται από αυτές τις δομές περιλαμβάνουν παροδικά κύματα που περιορίζονται στην επιφάνεια του αντικειμένου και διαδίδονται πολύ μακριά. διάδοση κυμάτων. Τα παροδικά κύματα προέρχονται από μικροσκοπικές δομές σε αντικείμενα (αντικείμενα μικρότερα από το μήκος κύματος). Το κύμα διάδοσης προέρχεται από την τραχιά δομή του αντικειμένου (αντικείμενα μεγαλύτερα από το μήκος κύματος), η οποία δεν περιέχει καμία πληροφορία για τη λεπτή δομή του αντικειμένου. Εάν ένα πολύ μικρό κέντρο σκέδασης χρησιμοποιηθεί ως νανοανιχνευτής (όπως ένας ανιχνευτής) και τοποθετηθεί αρκετά κοντά στην επιφάνεια του αντικειμένου, το παροδικό κύμα θα διεγερθεί και θα το κάνει να εκπέμπει ξανά φως. Αυτό το διεγερμένο φως περιέχει επίσης μη ανιχνεύσιμα παροδικά κύματα και διαδομένα κύματα που μπορούν να διαδοθούν σε μακρινές τοποθεσίες για ανίχνευση. Αυτή η διαδικασία ολοκληρώνει την ανίχνευση κοντινού πεδίου. Η μετατροπή μεταξύ του παροδικού πεδίου και του πεδίου διάδοσης είναι γραμμική και το πεδίο διάδοσης αντικατοπτρίζει επακριβώς τις αλλαγές στο παροδικό πεδίο. Εάν χρησιμοποιείται κέντρο σκέδασης για τη σάρωση της επιφάνειας ενός αντικειμένου, μπορεί να ληφθεί μια δισδιάστατη εικόνα. Σύμφωνα με την αρχή της αμοιβαιότητας, οι ρόλοι της φωτεινής πηγής φωτισμού και του νανο-ανιχνευτή ανταλλάσσονται και η πηγή νανοφωτός (φεύγον πεδίο) χρησιμοποιείται για να φωτίσει το δείγμα. Λόγω της επίδρασης σκέδασης της λεπτής δομής του αντικειμένου στο πεδίο φωτισμού, το παρερχόμενο κύμα μετατρέπεται σε σήμα που μπορεί να ανιχνευθεί από απόσταση. Τα αποτελέσματα των ανιχνευόμενων κυμάτων διάδοσης είναι ακριβώς τα ίδια.
