Επισκόπηση και εφαρμογές σάρωσης οπτικού μικροσκοπίου κοντινού πεδίου
Επειδή το οπτικό μικροσκόπιο κοντινού πεδίου μπορεί να ξεπεράσει τα μειονεκτήματα των παραδοσιακών οπτικών μικροσκοπίων, όπως χαμηλή ανάλυση και ζημιά σε βιολογικά δείγματα με ηλεκτρονικά μικροσκόπια σάρωσης και μικροσκόπια σάρωσης, χρησιμοποιείται όλο και πιο ευρέως, ειδικά στη βιοϊατρική, τα νανοϋλικά και τη μικροηλεκτρονική. Πεδία μελέτης.
Το οπτικό μικροσκόπιο σάρωσης κοντινού πεδίου (SNIM) είναι ένας κλάδος της SNOM και μια εφαρμογή της τεχνολογίας SNOM στο υπέρυθρο πεδίο. Προκειμένου να ληφθούν πληροφορίες υψηλής ανάλυσης, οι μικροανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό θέσης, τη σάρωση και την ανίχνευση κοντινού πεδίου είναι πολύ κρίσιμα μέρη του SNIM. Υπάρχουν πολλές μορφές μικροανιχνευτών, οι οποίοι χωρίζονται χονδρικά σε δύο κατηγορίες: ανιχνευτές μικρών οπών και ανιχνευτές χωρίς τρύπες, και οι ανιχνευτές μικρών οπών είναι συχνά ανιχνευτές οπτικών ινών. Όταν η απόσταση μεταξύ του καθετήρα οπτικής ίνας και του δείγματος που μετράται είναι σταθερή, το μέγεθος της οπής διέλευσης φωτός του καθετήρα οπτικής ίνας και το σχήμα της γωνίας κώνου του άκρου καθορίζουν την ανάλυση, την ευαισθησία και την απόδοση μετάδοσης του SNIM. Αλλά είναι πιο δύσκολο να κατασκευαστούν υπέρυθρες οπτικές ίνες για SNIM και μικροανιχνευτές. Σε σύγκριση με την προετοιμασία των ανιχνευτών οπτικών ινών στη ζώνη του ορατού φωτός, αφενός, υπάρχουν πολύ λίγοι τύποι οπτικών ινών που είναι κατάλληλοι για τη ζώνη μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (2,5~25 mm). Από την άλλη πλευρά, οι υπάρχουσες υπέρυθρες οπτικές ίνες είναι σχετικά εύθραυστες και έχουν χαμηλή ολκιμότητα και ευελιξία. Και οι χημικές ιδιότητες δεν είναι ιδανικές. Προκειμένου να μειωθεί η εξασθένηση του φωτός, είναι δύσκολο να κατασκευαστούν υψηλής ποιότητας ανιχνευτές υπέρυθρων οπτικών ινών.
Ορισμένα ξένα ιδρύματα που ερευνούν το SNIM έχουν υιοθετήσει άλλες μορφές οπτικών ανιχνευτών σε ανιχνευτές, όπως ο ανιχνευτής σφαιρικού πρίσματος που αναπτύχθηκε από την Kawata και άλλους στην Ιαπωνία, ο τετραεδρικός ανιχνευτής που αναπτύχθηκε από τον Fischer και άλλους στη Γερμανία, και πιο πρόσφατα, ο KNOLL και άλλοι που χρησιμοποιούν ημιαγωγούς. όπως μη πορώδεις ανιχνευτές σκέδασης από πυρίτιο) πολυμερή κ.λπ. Η προαναφερθείσα λύση μικροανιχνευτή είναι αδύνατη για εμάς γιατί απαιτεί υψηλό επίπεδο τεχνολογίας κατασκευής και απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό. Και επειδή η σχεδίασή μας SNIM επέλεξε τη λειτουργία ανάκλασης, τελικά υιοθετήσαμε τη λύση αισθητήρα οπτικών ινών. .
Στη διαδικασία ανάπτυξης των μικροανιχνευτών, δύο πτυχές πρέπει να ληφθούν υπόψη: αφενός, το άνοιγμα διέλευσης του φωτός του οπτικού καθετήρα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερο. Από την άλλη πλευρά, η ροή φωτός μέσω του ανοίγματος διέλευσης φωτός πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη. μεγάλο για να αποκτήσετε υψηλή αναλογία σήματος προς θόρυβο. Για τους αισθητήρες οπτικών ινών, όσο μικρότερη είναι η διάμετρος της βελόνας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση, αλλά η διαπερατότητα του φωτός θα γίνεται μικρότερη. Ταυτόχρονα, απαιτείται η κορυφή του κώνου του ανιχνευτή να είναι όσο το δυνατόν κοντύτερη, γιατί όσο πιο μακρύ είναι το άκρο του κώνου, τόσο πιο μακριά θα διαδίδεται το φως μέσω ενός κυματοδηγού μικρότερου από το μήκος κύματός του, οπότε η εξασθένηση του φωτός θα είναι μεγαλύτερη . Ως εκ τούτου, ο στόχος που επιδιώκεται στην παραγωγή ανιχνευτών οπτικών ινών είναι να αποκτηθεί ένα άκρο βελόνας με μικρό μέγεθος βελόνας και κοντό κωνικό άκρο.
