Застосування оптичної мікроскопії ближнього поля
Оскільки оптична мікроскопія ближнього поля може подолати недоліки традиційної оптичної мікроскопії, такі як низька роздільна здатність і пошкодження біологічних зразків, спричинені скануючою електронною мікроскопією та скануючою тунельною мікроскопією, вона все ширше використовується, особливо в галузі біомедицини як а також наноматеріали та мікроелектроніка.
Скануюча оптична мікроскопія ближнього поля (SNIM) є розділом SNOM, який є застосуванням технології SNOM в інфрачервоному полі. Щоб отримати інформацію високої роздільної здатності, мікрозонди для локалізації, сканування та зондування 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 від волоконно-оптичного зонда до досліджуваного зразка певна, розмір наскрізного отвору волоконно-оптичного зонда та форма кута конуса наконечника визначають роздільну здатність, чутливість і ефективність передачі SNIM. Однак зробити інфрачервоне волокно для SNIM і мікрозонда складно. У порівнянні з підготовкою волоконно-оптичних зондів у видимому діапазоні довжин хвиль, з одного боку, існує занадто мало типів оптичних волокон, придатних для середнього інфрачервоного діапазону довжин хвиль (2.5-25 мм); з іншого боку, існуючі інфрачервоні оптичні волокна є крихкими, з поганою пластичністю та гнучкістю та з незадовільними хімічними властивостями. Щоб зменшити ослаблення світла, важко виготовити високоякісний інфрачервоний волоконний зонд.
Деякі зарубіжні дослідницькі установи SNIM у зонді використовували інші способи світлового зонда, такі як японський Kawata та інші розробки зонда сферичної призми, німецький Fischer та інші тетраедральні зонди, а також нещодавно KNOLL та інші використання напівпровідників (наприклад, кремнію) полімерів виготовлені з непористих зондів розсіювання тощо. Вищенаведене рішення мікрозонду малоймовірно для нас, оскільки необхідний високий рівень виробничого процесу, який потребує спеціалізованого обладнання, а також через те, що наш дизайн SNIM вибирає режим відбиття, zui нарешті прийняв рішення з волоконно-оптичним зондом.
У процесі розробки мікрозонда необхідно враховувати два аспекти: з одного боку, необхідно зробити оптичний зонд через маленький отвір якомога меншим, з іншого боку, щоб світло потік через малий отвір, як якомога більше, щоб отримати високе відношення сигнал/шум. Для волоконно-оптичних зондів чим менше діаметр голчастої частини, тим вище роздільна здатність, але світловий потік стане меншим. У той же час, чим коротша частина наконечника зонда, тим краще, оскільки чим довший наконечник, тим далі поширюється світло через хвилевід, менша за його довжину хвилі, тому ослаблення світла є більшим. Таким чином, виробництво волоконно-оптичних зондів у переслідуванні мети полягає в тому, щоб отримати невеликий розмір голки та кінчик короткого кінчика.
