Огляд і застосування скануючої оптичної мікроскопії ближнього поля
Оскільки оптична мікроскопія ближнього поля може подолати недоліки традиційних оптичних мікроскопів, такі як низька роздільна здатність і пошкодження біологічних зразків за допомогою скануючих електронних мікроскопів і скануючих тунельних мікроскопів, вона набула все більш широкого застосування, особливо в біомедицині, наноматеріалах і мікроелектроніці. напрями навчання.
Скануюча оптична мікроскопія ближнього поля (SNIM) є розділом SNOM і застосуванням технології SNOM в інфрачервоному полі. Щоб отримати інформацію з високою роздільною здатністю, мікрозонди, які використовуються для позиціонування, сканування та виявлення ближнього поля, є дуже важливими частинами SNIM. Існує багато форм мікрозондів, які приблизно поділяються на дві категорії: зонди з малими отворами та зонди без отворів, причому зонди з малими отворами часто є волоконно-оптичними зондами. Коли відстань між волоконно-оптичним зондом і вимірюваним зразком постійна, розмір світлопроникного отвору волоконно-оптичного зонда та форма кута конуса вістря визначають роздільну здатність, чутливість і ефективність передачі SNIM. Але складніше зробити інфрачервоні оптоволокна для SNIM і мікрозондів. У порівнянні з підготовкою волоконно-оптичних зондів у діапазоні видимого світла, з одного боку, існує занадто мало типів оптичних волокон, придатних для середнього інфрачервоного діапазону (2,5~25 мм); з іншого боку, існуючі інфрачервоні оптичні волокна є відносно крихкими та мають погану пластичність і гнучкість. І хімічні властивості не ідеальні. Щоб зменшити ослаблення світла, важко зробити високоякісні інфрачервоні волоконно-оптичні зонди.
Деякі зарубіжні установи, які досліджують SNIM, застосували інші форми оптичних зондів у зондах, такі як зонд зі сферичною призмою, розроблений Каватою та іншими в Японії, тетраедричний зонд, розроблений Фішером та іншими в Німеччині, а останнім часом KNOLL та інші використовують напівпровідники ( наприклад непористі зонди розсіювання, виготовлені з кремнієвих) полімерів тощо. Вищезазначене рішення для мікрозондів неможливе для нас, оскільки воно потребує високого рівня технології виробництва та спеціалізованого обладнання. І оскільки наш дизайн SNIM вибрав режим відбиття, ми нарешті прийняли оптико-волоконний зонд. .
У процесі розробки мікрозондів необхідно враховувати два аспекти: з одного боку, світлопропускаюча апертура оптичного зонда повинна бути якомога меншою; з іншого боку, світловий потік через світлопропускний отвір повинен бути якомога меншим. великий для отримання високого співвідношення сигнал/шум. Для волоконно-оптичних зондів чим менший діаметр голки, тим вище роздільна здатність, але пропускна здатність світла стане меншою. При цьому необхідно, щоб конус зонда був якомога коротшим, тому що чим довше конус, тим далі світло буде поширюватися через хвилевід, менший за його довжину хвилі, тому ослаблення світла буде більше. . Тому мета, яка переслідується при виробництві волоконно-оптичних зондів, полягає в тому, щоб отримати кінчик голки з малим розміром голки і коротким конусним кінчиком.
