Prinzipien der optischen Mikroskopie im Nahfeld
The optical microscope of the principle of near-field optical microscope consists of optical lenses, which can magnify the object up to thousands of times to observe the details. Due to the diffraction effect of light waves, it is impossible to increase the magnification indefinitely because the obstacle of the diffraction limit of light waves will be encountered, and the resolution of the traditional optical microscope can not be more than half of the wavelength of the light. For example, with a wavelength of λ = 400nm of green light as a light source, can only distinguish between two objects that are 200nm apart. In practice λ>400nm, the resolution is somewhat lower. This is due to the fact that optical observation in general is made at a great distance from the object (>>λ).
Die Nahfeld-Lichtmikroskopie, die auf dem Prinzip der strahlungslosen Felduntersuchung und -abbildung beruht, kann die Beugungsgrenze herkömmlicher Lichtmikroskope durchbrechen und ermöglicht so die Durchführung optischer Bildgebung und spektroskopischer Untersuchungen im Nanomaßstab mit ultrahoher optischer Auflösung.
Das Nahfeldmikroskop besteht aus einer Sonde, einem Signalübertragungsgerät, einer Scan-Steuerung, einer Signalverarbeitung und einem Signalrückkopplungssystem. Prinzip der Nahfelderzeugung und -erkennung: Einfallendes Licht bestrahlt die Oberfläche eines Objekts mit vielen winzigen Mikrostrukturen. Diese Mikrostrukturen fungieren als einfallendes Lichtfeld. Die daraus resultierende reflektierte Welle enthält eine plötzliche Welle, die auf die Oberfläche des Objekts beschränkt ist, und sich in der Ferne ausbreitende Wellen. Plötzliche Wellen stammen von den feinen Strukturen des Objekts (Objekte, die kleiner als die Wellenlänge sind). Die sich ausbreitende Welle stammt von der groben Struktur des Objekts (Objekte, die größer als die Wellenlänge sind), die keine Informationen über die Feinstruktur des Objekts enthält. Wenn ein sehr kleines Streuzentrum als Nanodetektor verwendet wird (z. B. eine Sonde), wird es nahe genug an der Oberfläche des Objekts platziert, um die schnelle Welle anzuregen, wodurch es wieder Licht aussendet. Das durch diese Anregung erzeugte Licht enthält auch nicht erkennbare schnelle Wellen und sich ausbreitende Wellen, die sich zu entfernten Erkennungsstellen ausbreiten können, und dieser Prozess vervollständigt die Nahfelderkennung. Der Übergang zwischen dem schnellen Feld und dem sich ausbreitenden Feld ist linear, und das sich ausbreitende Feld spiegelt die Änderungen im verborgenen Feld genau wider. Wenn ein Streuzentrum verwendet wird, um die Oberfläche eines Objekts abzutasten, kann ein zweidimensionales Bild erhalten werden. Nach dem Prinzip der Reziprozität werden die Rollen der bestrahlenden Lichtquelle und des Nanodetektors miteinander vertauscht, und die Probe wird mit einer Nanolichtquelle (abruptes Feld) bestrahlt, und aufgrund der Streuung des bestrahlenden Felds durch die Feinstruktur des Objekts wird die abrupte Welle in eine sich ausbreitende Welle umgewandelt, die aus der Entfernung erkannt werden kann, und das Ergebnis ist genau dasselbe.
