Panoramica e applicazioni della microscopia ottica a scansione in campo vicino
Poiché la microscopia ottica a campo vicino può superare le carenze dei microscopi ottici tradizionali come la bassa risoluzione e i danni ai campioni biologici mediante microscopi elettronici a scansione e microscopi a tunneling, è diventata sempre più ampiamente utilizzata, soprattutto in biomedicina, nanomateriali e microelettronica. campi di studio.
La microscopia ottica a scansione in campo vicino (SNIM) è un ramo di SNOM e un'applicazione della tecnologia SNOM nel campo degli infrarossi. Per ottenere informazioni ad alta risoluzione, le microsonde utilizzate per il posizionamento, la scansione e il rilevamento del campo vicino sono parti molto critiche di SNIM. Esistono molte forme di microsonde, che sono grosso modo divise in due categorie: sonde a foro piccolo e sonde senza foro, e le sonde a foro piccolo sono spesso sonde in fibra ottica. Quando la distanza tra la sonda a fibra ottica e il campione da misurare è costante, la dimensione del foro di passaggio della luce della sonda a fibra ottica e la forma dell'angolo del cono della punta determinano la risoluzione, la sensibilità e l'efficienza di trasmissione dello SNIM. Ma è più difficile realizzare fibre ottiche a infrarossi per SNIM e microsonde. Rispetto alla preparazione delle sonde in fibra ottica nella banda della luce visibile, da un lato, ci sono troppo pochi tipi di fibre ottiche adatte alla banda del medio infrarosso (2,5~25 mm); d'altro canto, le fibre ottiche a infrarossi esistenti sono relativamente fragili e presentano scarsa duttilità e flessibilità. E le proprietà chimiche non sono ideali. Al fine di ridurre l'attenuazione della luce, è difficile realizzare sonde in fibra ottica a infrarossi di alta qualità.
Alcune istituzioni straniere che effettuano ricerche sulla SNIM hanno adottato altre forme di sonde ottiche nelle sonde, come la sonda a prisma sferico sviluppata da Kawata e altri in Giappone, la sonda tetraedrica sviluppata da Fischer e altri in Germania e, più recentemente, KNOLL e altri che utilizzano semiconduttori ( come sonde di diffusione non porose in polimeri di silicio, ecc. La soluzione con microsonda sopra menzionata è impossibile per noi perché richiede un alto livello di tecnologia di produzione e attrezzature specializzate. E poiché il nostro progetto SNIM ha scelto la modalità di riflessione, abbiamo infine adottato la soluzione con sonda in fibra ottica. .
Nel processo di sviluppo delle microsonde bisogna considerare due aspetti: da un lato, l'apertura della sonda ottica per il passaggio della luce deve essere quanto più piccola possibile; d'altro canto il flusso luminoso attraverso l'apertura passante la luce deve essere il più piccolo possibile. grande per ottenere un elevato rapporto segnale-rumore. Per le sonde in fibra ottica, minore è il diametro dell'ago, maggiore è la risoluzione, ma la trasmissione della luce diminuirà. Allo stesso tempo, è necessario che la punta del cono della sonda sia la più corta possibile, poiché quanto più lunga è la punta del cono, tanto più lontano si propagherà la luce attraverso una guida d'onda più piccola della sua lunghezza d'onda, quindi l'attenuazione della luce sarà maggiore . Pertanto, l'obiettivo perseguito nella produzione di sonde in fibra ottica è quello di ottenere una punta dell'ago con una dimensione dell'ago piccola e una punta conica corta.
