Nguyên lý của kính hiển vi quang học trường gần
Traditional optical microscopes are composed of optical lenses that can magnify objects to thousands of times to observe details. Due to the diffraction effect of light waves, it is impossible to increase the magnification infinitely because it will encounter the obstacle of the diffraction limit of light waves. Traditional optics The resolution of a microscope cannot exceed half the wavelength of light. For example, using green light with a wavelength of λ=400nm as a light source, it can only distinguish two objects that are 200nm apart. In practical applications, λ>400nm, the resolution is lower. This is because general optical observations are performed far away from the object (>>λ).
Dựa trên nguyên tắc phát hiện và chụp ảnh của trường không bức xạ, kính hiển vi quang học trường gần có thể vượt qua giới hạn nhiễu xạ của kính hiển vi quang học thông thường và có thể tiến hành nghiên cứu quang phổ và hình ảnh quang học cỡ nano ở độ phân giải quang học cực cao.
Kính hiển vi quang học trường gần bao gồm các đầu dò, thiết bị truyền tín hiệu, điều khiển quét, xử lý tín hiệu và hệ thống phản hồi tín hiệu. Nguyên lý tạo và phát hiện trường gần: Ánh sáng tới chiếu xạ một vật thể có nhiều cấu trúc cực nhỏ trên bề mặt. Dưới tác dụng của trường ánh sáng tới, sóng phản xạ do các cấu trúc này tạo ra bao gồm sóng biến mất giới hạn trên bề mặt vật thể và truyền đi rất xa. sóng lan truyền. Sóng phù du bắt nguồn từ các cấu trúc nhỏ 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 (chẳng hạn như đầu dò) và được đặt đủ gần bề mặt của vật thể, thì sóng biến mất sẽ bị kích thích và khiến nó phát ra ánh sáng trở lại. Ánh sáng kích thích này cũng chứa các sóng phù du không thể phát hiện được và các sóng lan truyền có thể truyền đến các vị trí ở xa để phát hiện. Quá trình này hoàn thành việc phát hiện trường gần. Sự chuyển đổi giữa trường phù du và trường lan truyền là tuyến tính và trường lan truyền phản ánh chính xác những thay đổi trong trường phù du. Nếu sử dụng tâm tán xạ để quét 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 sáng và máy dò nano được hoán đổi cho nhau và nguồn ánh sáng nano (trường phù du) được sử dụng để chiếu sáng mẫu. Do hiệu ứng tán xạ của cấu trúc mịn của vật thể lên trường chiếu sáng, sóng biến dạng được chuyển thành tín hiệu có thể phát hiện được ở khoảng cách xa. Kết quả của các sóng lan truyền được phát hiện là hoàn toàn giống nhau.
