Principi di microscopia ottica in campo vicino
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).
Basati sui principi di rilevamento e imaging dei campi non radiativi, i microscopi ottici a campo vicino possono superare il limite di diffrazione dei normali microscopi ottici e possono condurre imaging ottico su scala nanometrica e ricerca spettrale su scala nanometrica con una risoluzione ottica ultraelevata.
I microscopi ottici a campo vicino sono composti da sonde, dispositivi di trasmissione del segnale, sistemi di controllo della scansione, elaborazione del segnale e feedback del segnale. Principio della generazione e rilevamento del campo vicino: la luce incidente irradia un oggetto con molte piccole strutture sulla superficie. Sotto l'azione del campo luminoso incidente, le onde riflesse generate da queste strutture comprendono onde evanescenti limitate alla superficie dell'oggetto e propagate a grande distanza. onde che si propagano. Le onde evanescenti hanno origine da minuscole strutture negli oggetti (oggetti più piccoli della lunghezza d'onda). L'onda che si propaga proviene dalla struttura grezza dell'oggetto (oggetti più grandi della lunghezza d'onda), che non contiene alcuna informazione sulla struttura fine dell'oggetto. Se un centro di diffusione molto piccolo viene utilizzato come nanorivelatore (come una sonda) e viene posizionato abbastanza vicino alla superficie dell'oggetto, l'onda evanescente verrà eccitata e gli farà emettere nuovamente luce. Questa luce eccitata contiene anche onde evanescenti non rilevabili e onde propagate che possono propagarsi in luoghi distanti per essere rilevate. Questo processo completa il rilevamento del campo vicino. La conversione tra il campo evanescente e il campo di propagazione è lineare e il campo di propagazione riflette accuratamente i cambiamenti nel campo evanescente. Se si utilizza un centro di diffusione per scansionare la superficie di un oggetto, è possibile ottenere un'immagine bidimensionale. Secondo il principio di reciprocità, i ruoli della sorgente luminosa di illuminazione e del nanorivelatore sono scambiati e la sorgente nanoluminosa (campo evanescente) viene utilizzata per illuminare il campione. A causa dell'effetto di diffusione della struttura fine dell'oggetto sul campo di illuminazione, l'onda evanescente viene convertita in un segnale rilevabile a distanza. I risultati delle onde di propagazione rilevate sono esattamente gli stessi.
