Tổng quan và ứng dụng quét kính hiển vi quang học trường gần
Do kính hiển vi quang học trường gần có thể khắc phục những thiếu sót của kính hiển vi quang học truyền thống như độ phân giải thấp và làm hỏng mẫu sinh học bằng kính hiển vi điện tử quét và kính hiển vi quét đường hầm nên nó ngày càng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong y sinh, vật liệu nano và vi điện tử. các lĩnh vực nghiên cứu.
Kính hiển vi quang học trường gần quét (SNIM) là một nhánh của SNOM và là ứng dụng của công nghệ SNOM trong trường hồng ngoại. Để thu được thông tin có độ phân giải cao, các đầu dò vi mô được sử dụng để định vị, quét và phát hiện trường gần là những bộ phận rất quan trọng của SNIM. Có nhiều dạng đầu dò vi mô, đại khái được chia thành hai loại: đầu dò lỗ nhỏ và đầu dò không lỗ, còn đầu dò lỗ nhỏ thường là đầu dò sợi quang. Khi khoảng cách giữa đầu dò sợi quang và mẫu được đo không đổi, kích thước lỗ truyền ánh sáng của đầu dò sợi quang và hình dạng góc côn của đầu dò xác định độ phân giải, độ nhạy và hiệu suất truyền của SNIM. Nhưng việc chế tạo sợi quang hồng ngoại cho SNIM và microprobe còn khó khăn hơn. So với việc chế tạo đầu dò sợi quang ở dải ánh sáng khả kiến, một mặt có quá ít loại sợi quang phù hợp với dải hồng ngoại trung (2,5~25 mm); mặt khác, các sợi quang hồng ngoại hiện có tương đối giòn và có độ dẻo và tính linh hoạt kém. Và các tính chất hóa học không lý tưởng. Để giảm sự suy giảm ánh sáng, rất khó chế tạo đầu dò sợi quang hồng ngoại chất lượng cao.
Một số tổ chức nước ngoài nghiên cứu SNIM đã áp dụng các dạng đầu dò quang học khác trong đầu dò, chẳng hạn như đầu dò lăng kính hình cầu do Kawata và những người khác ở Nhật Bản phát triển, đầu dò tứ diện do Fischer và những người khác ở Đức phát triển, và gần đây nhất là KNOLL và những người khác sử dụng chất bán dẫn ( chẳng hạn như đầu dò tán xạ không xốp làm từ polyme silicon), v.v. Giải pháp đầu dò vi mô nêu trên là không thể đối với chúng tôi vì nó đòi hỏi công nghệ chế tạo cao và cần có thiết bị chuyên dụng. Và vì thiết kế SNIM của chúng tôi đã chọn chế độ phản xạ nên cuối cùng chúng tôi đã áp dụng giải pháp đầu dò sợi quang. .
Trong quá trình phát triển đầu dò vi mô, phải xem xét hai khía cạnh: một mặt, khẩu độ truyền ánh sáng của đầu dò quang học phải được làm càng nhỏ càng tốt; mặt khác, luồng ánh sáng đi qua khe hở ánh sáng phải càng nhỏ càng tốt. lớn để đạt được tỷ số tín hiệu trên tạp âm cao. Đối với đầu dò sợi quang, đường kính kim càng nhỏ thì độ phân giải càng cao nhưng độ truyền ánh sáng sẽ nhỏ hơn. Đồng thời, yêu cầu đầu côn của đầu dò càng ngắn càng tốt, vì đầu côn càng dài thì ánh sáng sẽ truyền qua ống dẫn sóng nhỏ hơn bước sóng của nó càng xa nên độ suy giảm ánh sáng sẽ lớn hơn. . Do đó, mục tiêu theo đuổi trong việc sản xuất đầu dò sợi quang là thu được đầu kim có kích thước kim nhỏ và đầu côn ngắn.
