Prezentare generală și aplicații ale microscopiei optice de scanare în câmp apropiat
Deoarece microscopia optică în câmp apropiat poate depăși neajunsurile microscoapelor optice tradiționale, cum ar fi rezoluția scăzută și deteriorarea probelor biologice prin microscoape electronice de scanare și microscoape cu scanare tunel, aceasta a devenit din ce în ce mai utilizată, în special în biomedicină, nanomateriale și microelectronică. domenii de studiu.
Microscopia optică cu scanare în câmp apropiat (SNIM) este o ramură a SNOM și o aplicație a tehnologiei SNOM în domeniul infraroșu. Pentru a obține informații de înaltă rezoluție, microsondele utilizate pentru poziționare, scanare și detectarea în câmp apropiat sunt părți foarte critice ale SNIM. Există multe forme de microsonde, care sunt împărțite aproximativ în două categorii: sonde cu găuri mici și sonde fără găuri, iar sondele cu găuri mici sunt adesea sonde cu fibră optică. Când distanța dintre sonda cu fibră optică și proba măsurată este constantă, dimensiunea găurii de trecere a luminii a sondei din fibră optică și forma unghiului conului vârfului determină rezoluția, sensibilitatea și eficiența transmisiei SNIM. Dar este mai dificil să faci fibre optice infraroșu pentru SNIM și microsonde. În comparație cu pregătirea sondelor de fibre optice în banda de lumină vizibilă, pe de o parte, există prea puține tipuri de fibre optice potrivite pentru banda de infraroșu mediu (2,5 ~ 25 mm); pe de altă parte, fibrele optice infraroșu existente sunt relativ fragile și au ductilitate și flexibilitate slabe. Și proprietățile chimice nu sunt ideale. Pentru a reduce atenuarea luminii, este dificil să se realizeze sonde cu fibră optică infraroșu de înaltă calitate.
Unele instituții străine care cercetează SNIM au adoptat și alte forme de sonde optice în sonde, cum ar fi sonda cu prismă sferică dezvoltată de Kawata și alții în Japonia, sonda tetraedrică dezvoltată de Fischer și alții în Germania și, cel mai recent, KNOLL și alții folosind semiconductori ( cum ar fi Sonde de împrăștiere neporoase din polimeri de siliciu etc. Soluția de microsondă menționată mai sus este imposibilă pentru noi deoarece necesită un nivel înalt de tehnologie de fabricație și necesită echipamente specializate. Și pentru că designul nostru SNIM a ales modul de reflexie, am adoptat în sfârșit soluția sondei cu fibră optică. .
În procesul de dezvoltare a microsondelor trebuie avute în vedere două aspecte: pe de o parte, deschiderea de trecere a luminii a sondei optice trebuie să fie cât mai mică posibil; pe de altă parte, fluxul de lumină prin deschiderea de trecere a luminii trebuie să fie cât mai mic posibil. mare pentru a obține un raport semnal-zgomot ridicat. Pentru sondele cu fibră optică, cu cât diametrul acului este mai mic, cu atât rezoluția este mai mare, dar transmisia luminii va deveni mai mică. În același timp, este necesar ca vârful con al sondei să fie cât mai scurt posibil, deoarece cu cât vârful conului este mai lung, cu atât lumina se va propaga mai departe printr-un ghid de undă mai mic decât lungimea sa de undă, astfel încât atenuarea luminii va fi mai mare. . Prin urmare, scopul urmărit în producția de sonde cu fibră optică este obținerea unui vârf de ac cu o dimensiune mică a acului și un vârf conic scurt.
