기존의 광학 현미경 및 근거리 광학 현미경
근거리 광학 현미경은 기존 광학 현미경에 대한 혁명입니다. 이미징에 광학 렌즈를 사용하지 않지만 프로브 팁을 사용하여 샘플 표면에 대한 정보를 얻기 위해 샘플 표면 위의 스캔을 사용합니다. 전통적인 광학 현미경과 근거리 광학 현미경 사이의 이미징 원리의 물리적 본질뿐만 아니라 두 현미경 시스템의 구조의 유사성과 차이를 분석했습니다. 광섬유 프로브의 제조 방법을 도입했습니다. 초점은 근거리 감지 원리, 광학 터널링 효과 및 비 방사장의 특성에 중점을 두었습니다.
전통적인 광학 현미경은 수백 년의 역사를 가진 현미경 가족의 가장 오래된 구성원입니다. 예전에는 작은 구조를 관찰하는 유일한 수단이었습니다. 전통적인 광학 현미경은 주로 광학 렌즈를 사용하여 객체를 확대하거나 이미지를 확대합니다. 일반적으로, 단일 렌즈는 수십 번 물체를 확대 할 수 있으며, 렌즈 조합을 사용하면 거의 천 번 정도의 확대 될 수 있습니다. 광의 회절 효과는 광학 현미경의 분해능을 더욱 향상시킬 가능성을 제한합니다. 이것은 Rayleigh 해상도 한계입니다.
전통적인 광학 현미경 개요
전통적인 광학 현미경은 광학 렌즈로 구성됩니다. 재료의 굴절률 및 렌즈의 곡률을 활용함으로써, 관찰 된 물체를 확대하여 상세한 정보를 얻습니다. 그러나, 광학 현미경의 배율은 광학 회절 한계에 의해 제한되기 때문에 임의로 증가 할 수 없다.
여기서 r은 두 점 사이의 거리, λ는 빔의 파장이고, n은 배지의 굴절률이고, θ는 빔을 검출기에 수집하고 초점화하는 렌즈의 반 각 조리개이다. 두 점이 정확하게 구별 될 수있는 거리를 지정하며, 이는 이미징 시스템의 매개 변수에 의해 결정됩니다. 위의 불평등은 분해능을 향상시키기 위해 (즉, 거리 R 감소) 세 가지 방법 만 있음을 나타냅니다. (1) 짧은 파장을 선택하십시오 (UV 전자기 방사선, X- 선 또는 전자 빔이 선택된 경우 더 효과적 임). (2) N을 개선하기 위해, 고화제 지수가 높은 재료로 작업하십시오. 이것은 Amici가 -19} 세기에 발명 한 침지 현미경의 원리입니다. (3) 현미경의 조리개 각도를 증가시킨다. 전자 현미경은 광선 대신 전자 빔을 사용하여 해상도를 크게 향상시킵니다. Rayleigh 기준은 파도 전파의 가정에 기초한다는 점에 유의해야합니다. 비 방사 필드를 감지 할 수 있다면 Rayleigh 기준을 피하고 회절 장벽의 한계를 완전히 파괴해야합니다.
근거리 광학 현미경의 원리
우리는 이미징 프로세스를 다음과 같이 이해할 수 있습니다. 광원에 의해 방출되는 광자 또는 전자가 대상 물체에 투사 될 때, 일부 탐지기 (예 : 관찰자의 눈이나 카메라)가 반사 및 포착하거나 수신합니다. 반사 된 입자의 궤적 및 수가 물체의 특성과 관련되어 있기 때문에, 입자 빔은 물체의 특성에 대한 정보를 전달합니다. 우리는 대상의 프로젝션을 '이미지'라고 부릅니다. 물리적으로 물체와 이미지는 매우 다릅니다. 물체는 일반적으로 3 차원입니다. 그리고 기록 매체는 2 차원이기 때문에 대상의 구조와 관련된 물리적 수량의 2 차원 투영이다. 검출기는 빛 강도에만 민감하기 때문에이 물리적 수량은 일반적으로 빛의 강도입니다. 객체 자체를 물체와 관련된 광 필드로 교체하면 객체 필드와 이미지 필드, 즉 객체 필드의 강도와 이미지 평면의 강도 사이의 관계를 연구 할 수 있습니다. 그러나 대답해야 할 첫 번째 질문은 다음과 같습니다. 물체의 구조와 광장의 관계는 무엇입니까? 원칙적으로, Maxwell의 방정식은이 문제를 연구 할 수있는 방법을 제공합니다. 외부 전자기장의 작용하에 물체 내부의 전자 전류 또는 전하 밀도의 분포 변화; 진동 충전 및 전류는 전자기장의 변화를 일으켜 물체의 표면에서 외부 공간으로 전파 될 수 있습니다. 연속성의 원리에 따르면, 물체 표면의 전하 및 전류의 분포가 물체와 매우 가까운 공간 필드 분포에서 재구성 될 수 있다고 추론하는 것이 논리적으로 보인다. 전하 또는 전류의 분포는 매우 작은 거리 (일반적으로 파장보다 작음)에서만 변하기 때문에 "우주 필드가 물체에 매우 가깝다"가 그러한 작은 거리에서만 변한다고 가정합니다.
