Kính hiển vi quang học trường gần Nguyên lý và ứng dụng
Kính hiển vi quang học trường gần (tên tiếng Anh: SNOM) dựa trên nguyên tắc phát hiện và chụp ảnh trường không bức xạ, có thể vượt qua giới hạn nhiễu xạ của kính hiển vi quang học thông thường, sử dụng đầu dò thang đo bước sóng phụ trong trường gần phạm vi cách bề mặt mẫu vài nanomet đối với công nghệ quét và tạo ảnh, trong phạm vi quan sát trường gần, quét trong mẫu, đồng thời thu được độ phân giải cao hơn giới hạn nhiễu xạ của ảnh địa hình và quang học hình ảnh của Kính hiển vi.
Kính hiển vi quang học trường gần thích hợp cho nghiên cứu hình ảnh quang học và quang phổ kích thước nano ở độ phân giải quang học cực cao. Độ phân giải của kính hiển vi quang học thông thường bị ảnh hưởng bởi giới hạn nhiễu xạ quang học và độ phân giải không vượt quá thang bước sóng đó. Không giống như kính hiển vi quang học thông thường, kính hiển vi quang học trường gần sử dụng đầu dò có thang đo bước sóng phụ để thu được độ phân giải nhỏ hơn.
Nguyên lý của kính hiển vi quang học trường gần:
Việc sử dụng ống dẫn sóng sợi quang bị nung chảy hoặc bị ăn mòn làm bằng đầu dò, được phủ một lớp màng kim loại ở bên ngoài đã hình thành nên phần cuối của kích thước đường kính 15nm đến 1{4}}0nm của khẩu độ quang học (khẩu độ quang học) của ống kính gần- đầu dò quang học trường, sau đó có thể được sử dụng làm thiết bị phát hiện quét và dịch chuyển chính xác các vật liệu gốm áp điện (gốm áp điện) bằng kính hiển vi lực nguyên tử lực nguyên tử (kính hiển vi lực nguyên tử, AFM) để cung cấp khả năng kiểm soát phản hồi độ cao chính xác, quang học trường gần đầu dò sẽ rất chính xác (dọc và ngang theo hướng bề mặt mẫu có độ phân giải không gian có thể là khoảng 0,1nm và 1nm) điều khiển trên bề mặt mẫu ở độ cao từ 1nm đến 100nm, điều khiển phản hồi không gian ba chiều gần Quét trường (quét) và có khẩu độ quang học nano của đầu dò sợi quang có thể được sử dụng để nhận hoặc truyền thông tin quang học, do đó thu được không gian thực của hình ảnh quang học trường gần ba chiều, bởi vì khoảng cách giữa nó và Bề mặt mẫu nhỏ hơn nhiều so với bước sóng chung của ánh sáng, thông tin đo được đều là thông tin quang học trường gần, không có giới hạn quang học trường xa thông thường về giới hạn độ phân giải quang học của ảnh chụp xung quanh.
Ứng dụng của kính hiển vi quang học trường gần:
Kính hiển vi quang học trường gần vượt qua giới hạn quang học truyền thống, có thể sử dụng ánh sáng trực tiếp để quan sát vật liệu nano, phân tích cấu trúc vi mô và khuyết tật của các nguyên tố nano, và trong những năm gần đây đã được áp dụng để phân tích các thành phần laser bán dẫn. Do độ phân giải cao nên nó có thể được sử dụng để truy cập dữ liệu mật độ cao. Hiện tại, hơn 100 GB đĩa quang trường gần có độ phân giải siêu cao đã được sản xuất thành công bằng công nghệ này. Nó cũng có thể được sử dụng để phân tích kính hiển vi trường gần của các phân tử sinh học và huỳnh quang protein.
Nguyên lý và cấu tạo của kính hiển vi quang học trường gần:
Nhìn chung, độ phân giải của kính hiển vi quang học chỉ vài trăm nanomet khi quan sát ở trường xa do giới hạn của chu vi sóng ánh sáng. Tuy nhiên, khi quan sát ở trường gần, có thể tránh được hiện tượng cuộn dây và nhiễu, đồng thời có thể khắc phục hạn chế của cuộn dây để tăng độ phân giải lên khoảng chục nanomet. Trong cấu trúc của kính hiển vi quang học trường gần, một sợi quang thuôn nhọn có khẩu độ hàng chục nanomet ở đầu được sử dụng làm đầu dò. Khoảng cách giữa đầu dò và vật cần đo được kiểm soát chính xác trong phạm vi quan sát trường gần và gốm áp điện có thể được định vị và quét chính xác được sử dụng để thực hiện quét trường gần không gian ba chiều kết hợp với hệ thống điều khiển phản hồi cao được cung cấp bởi kính hiển vi lực nguyên tử. Đầu dò sợi quang nhận hoặc truyền tín hiệu quang để thu được hình ảnh quang học trường gần 3D.
