Princípios da microscopia óptica de campo próximo
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).
Com base nos princípios de detecção e imagem de campos não radiativos, os microscópios ópticos de campo próximo podem romper o limite de difração dos microscópios ópticos comuns e podem conduzir imagens ópticas em nanoescala e pesquisas espectrais em nanoescala em resolução óptica ultra-alta.
Os microscópios ópticos de campo próximo são compostos de sondas, dispositivos de transmissão de sinal, controle de varredura, processamento de sinal e sistemas de feedback de sinal. Princípio de geração e detecção de campo próximo: A luz incidente irradia um objeto com muitas estruturas minúsculas na superfície. Sob a ação do campo de luz incidente, as ondas refletidas geradas por essas estruturas incluem ondas evanescentes limitadas à superfície do objeto e propagadas para longe. propagação de ondas. As ondas evanescentes originam-se de pequenas estruturas em objetos (objetos menores que o comprimento de onda). A onda que se propaga vem da estrutura áspera do objeto (objetos maiores que o comprimento de onda), que não contém nenhuma informação sobre a estrutura fina do objeto. Se um centro de espalhamento muito pequeno for usado como nanodetector (como uma sonda) e for colocado próximo o suficiente da superfície do objeto, a onda evanescente será excitada e fará com que emita luz novamente. Esta luz excitada também contém ondas evanescentes indetectáveis e ondas propagadas que podem se propagar para locais distantes para detecção. Este processo completa a detecção de campo próximo. A conversão entre o campo evanescente e o campo de propagação é linear, e o campo de propagação reflete com precisão as mudanças no campo evanescente. Se um centro de espalhamento for usado para escanear a superfície de um objeto, uma imagem bidimensional poderá ser obtida. De acordo com o princípio da reciprocidade, os papéis da fonte de luz de iluminação e do nanodetector são trocados, e a fonte de nanoluz (campo evanescente) é usada para iluminar a amostra. Devido ao efeito de dispersão da estrutura fina do objeto no campo de iluminação, a onda evanescente é convertida em um sinal que pode ser detectado à distância. Os resultados das ondas de propagação detectadas são exatamente os mesmos.
