Qual é a diferença entre um microscópio óptico e um microscópio de campo distante
O que é microscopia óptica de campo próximo?
Desde a década de 1980, com o avanço da ciência e da tecnologia para espaços de pequena escala e baixa dimensão e o desenvolvimento da tecnologia de microscopia de sonda de varredura, um novo assunto interdisciplinar - óptica de campo próximo - surgiu no campo da óptica. A óptica de campo próximo revolucionou o limite de resolução óptica tradicional. O surgimento de um novo tipo de microscópio óptico de campo próximo (NSOM - Near-field Scanning Optical Microscope, ou SNOM) expandiu o campo de visão das pessoas de metade do comprimento de onda da luz incidente para alguns décimos do comprimento de onda, ou seja, o escala nanométrica. Na microscopia óptica de campo próximo, as lentes dos instrumentos ópticos convencionais são substituídas por minúsculas sondas ópticas com aberturas de ponta muito menores que o comprimento de onda da luz.
Já em 1928, Synge propôs que, após irradiar luz incidente através de um pequeno orifício com abertura de 10 nm para uma amostra com distância de 10 nm, digitalizar com um tamanho de passo de 10 nm e coletar o sinal óptico da microárea, é possível para obter super alta resolução. Nesta descrição intuitiva, Synge previu claramente as principais características da moderna microscopia óptica de campo próximo.
Em 1970, Ash e Nicholls aplicaram o conceito de campo próximo para obter imagens bidimensionais com uma resolução de K/60 na banda de micro-ondas (K=3cm). Em 1983, o BM Zurich Research Center fabricou com sucesso furos de luz em nanoescala na ponta de um cristal de quartzo revestido de metal. Imagens de ultra-alta resolução óptica em K/20 são obtidas usando a corrente de tunelamento como feedback para a distância entre a sonda e a amostra. O ímpeto de trazer a óptica de campo próximo a uma atenção mais ampla veio dos Laboratórios AT&T Bell. Em 1991, Betzig e cols. usou fibra óptica para fazer um orifício óptico cônico com alto fluxo de luz e depositou um filme de metal na lateral, juntamente com um método exclusivo de ajuste de espaçamento de sonda de força de cisalhamento, que não apenas aumentou o fluxo de fótons transmitidos. Ao mesmo tempo, fornece um método de controle estável e confiável, que desencadeou uma observação óptica de alta resolução de microscopia óptica de campo próximo em diferentes campos, como biologia, química, domínios magneto-ópticos e dispositivos de armazenamento de informações de alta densidade, e dispositivos quânticos. série de estudos. A chamada óptica de campo próximo é relativa à óptica de campo distante. As teorias ópticas tradicionais, como a óptica geométrica e a óptica física, geralmente estudam apenas a distribuição de campos de luz distantes de fontes ou objetos de luz e são geralmente chamadas de óptica de campo distante. Em princípio, há um limite de difração de campo distante na óptica de campo distante, que limita o tamanho mínimo de resolução e o tamanho mínimo da marca ao usar o princípio da óptica de campo distante para microscopia e outras aplicações ópticas. A óptica de campo próximo, por outro lado, estuda a distribuição de campos de luz dentro de uma faixa de comprimento de onda de uma fonte de luz ou objeto. No campo da pesquisa óptica de campo próximo, o limite de difração de campo distante é quebrado e o limite de resolução não está mais sujeito a nenhuma restrição em princípio e pode ser infinitamente pequeno, de modo que a resolução óptica de imagens microscópicas e outras ópticas as aplicações podem ser melhoradas com base no princípio da óptica de campo próximo. Avaliar.
A resolução óptica baseada na tecnologia óptica de campo próximo pode atingir o nível nanométrico, rompendo o limite de difração de resolução da óptica tradicional, o que fornecerá operações poderosas, métodos de medição e sistemas de instrumentos para muitos campos de pesquisa científica, especialmente o desenvolvimento da nanotecnologia. Atualmente, os microscópios ópticos de varredura de campo próximo e os espectrômetros de campo próximo baseados na detecção de campo evanescente têm sido aplicados nos campos da física, biologia, química e ciência dos materiais, e o escopo de aplicação está em constante expansão; enquanto outras aplicações baseadas em óptica de campo próximo, como nanolitografia e armazenamento óptico de campo próximo de densidade ultra-alta, componentes nano-ópticos, captura e manipulação de partículas em nanoescala, etc., também atraíram a atenção de muitos cientistas.
Além do fato de ambos serem chamados de microscópios, não há muitas semelhanças.
Em primeiro lugar, a maior diferença é que a resolução é diferente. O microscópio de campo distante, ou seja, o microscópio óptico tradicional, é limitado pelo limite de difração. É difícil obter imagens nítidas em regiões menores que o comprimento de onda da luz; enquanto o microscópio de campo próximo pode obter imagens nítidas.
Em segundo lugar, o princípio é diferente. O microscópio de campo distante usa a reflexão e a refração da luz, etc., e pode usar a combinação de lentes; enquanto no campo próximo, é necessária uma sonda e o acoplamento e a conversão do campo evanescente e do campo de transmissão são usados para obter o alinhamento da luz. aquisição de sinal.
Além disso, a complexidade do instrumento, o custo, etc., os dois não são os mesmos.
