Nguyên lý của kính hiển vi quang học trong trường gần
The optical microscope of the principle of near-field optical microscope consists of optical lenses, which can magnify the object up to thousands of times to observe the details. Due to the diffraction effect of light waves, it is impossible to increase the magnification indefinitely because the obstacle of the diffraction limit of light waves will be encountered, and the resolution of the traditional optical microscope can not be more than half of the wavelength of the light. For example, with a wavelength of λ = 400nm of green light as a light source, can only distinguish between two objects that are 200nm apart. In practice λ>400nm, the resolution is somewhat lower. This is due to the fact that optical observation in general is made at a great distance from the object (>>λ).
Kính hiển vi quang học trường gần, dựa trên nguyên lý thăm dò và chụp ảnh trường không bức xạ, có thể vượt qua giới hạn nhiễu xạ mà kính hiển vi quang học thông thường phải chịu, cho phép thực hiện các nghiên cứu quang phổ và hình ảnh quang học có kích thước nano ở mức siêu nhỏ. độ phân giải quang học cao.
Kính hiển vi quang học trường gần bao gồm đầu dò, thiết bị truyền tín hiệu, điều khiển quét, xử lý tín hiệu và hệ thống phản hồi tín hiệu. Nguyên lý phát hiện và tạo trường gần: chiếu xạ ánh sáng tới bề mặt vật thể có nhiều cấu trúc vi mô nhỏ, các cấu trúc vi mô này đóng vai trò là trường ánh sáng tới, sóng phản xạ thu được chứa sóng đột ngột giới hạn trên bề mặt vật thể và lan truyền sóng truyền đi xa. Sóng đột ngột đến từ các cấu trúc tinh tế trong vật thể (vật thể nhỏ hơn bước sóng). Sóng truyền đến từ cấu trúc thô của vật thể (vật thể lớn hơn bước sóng) không chứa bất kỳ thông tin nào về cấu trúc tinh tế của vật thể. Nếu một trung tâm tán xạ rất nhỏ được sử dụng làm máy dò nano (ví dụ: đầu dò), được đặt đủ gần bề mặt của vật thể để kích thích sóng nhanh, khiến nó phát ra ánh sáng trở lại. Ánh sáng được tạo ra bởi sự kích thích này cũng chứa các sóng nhanh không thể phát hiện được và các sóng lan truyền có thể được truyền đến các thiết bị phát hiện ở xa và quá trình này hoàn thành việc phát hiện trường gần. Sự chuyển đổi giữa trường nhanh và trường lan truyền là tuyến tính và trường lan truyền phản ánh chính xác những thay đổi trong trường ẩn. Nếu sử dụng tâm tán xạ để quét trên bề mặt của vật thể thì có thể thu được hình ảnh hai chiều. Theo nguyên lý tương hỗ, vai trò của nguồn sáng chiếu xạ và máy dò nano được hoán đổi cho nhau và mẫu được chiếu xạ bằng nguồn sáng nano (trường đột ngột) và do sự tán xạ của trường chiếu xạ bởi cấu trúc tinh tế của vật thể, sóng đột ngột được chuyển thành sóng lan truyền có thể phát hiện được ở khoảng cách xa và kết quả hoàn toàn giống nhau.
