근거리 광학 현미경 원리 및 응용

근거리 광학 현미경 원리 및 응용

근거리 광학 현미경(영어 이름: SNOM)은 비방사장 감지 및 이미징 원리를 기반으로 하며 일반 광학 현미경의 회절 한계를 돌파할 수 있으며 근거리에서 하위 파장 스케일 프로브를 사용합니다. 스캐닝 및 이미징 기술을 위해 샘플 표면에서 수 나노미터 떨어진 범위, 근거리 관찰 범위에서 샘플을 스캐닝하는 동시에 지형 이미지 및 광학의 회절 한계보다 높은 해상도를 얻습니다. 현미경의 이미지.

근거리 광학현미경은 초고해상도의 나노규모 광학 이미징 및 나노규모 분광학 연구에 적합합니다. 기존 광학 현미경의 분해능은 광학 회절 한계의 영향을 받으며 분해능은 해당 파장 규모를 초과하지 않습니다. 기존 광학 현미경과 달리 근거리 광학 현미경은 더 작은 해상도를 얻기 위해 파장 이하 규모의 프로브를 사용합니다.

근거리 광학현미경의 원리:
융착되거나 부식된 프로브로 이루어진 광섬유 도파관을 사용하여 외부에 금속 필름을 코팅하여 근경의 광개구(Optical Aperture) 직경 15nm~1{4}0nm 크기의 끝부분을 형성하였습니다. 필드 광학 프로브는 정확한 높이 피드백 제어를 제공하기 위해 원자간력 현미경(Atomic Force Microscopy, AFM)을 사용하여 압전 세라믹 재료(압전 세라믹)의 정밀 변위 및 스캐닝 감지로 사용할 수 있으며, 근접장 광학 프로브는 매우 정확합니다(공간 해상도의 샘플 표면 방향에서 수직 및 수평은 약 0.1nm 및 1nm일 수 있음). 1nm ~ 100nm 높이의 샘플 표면 제어, 거의 3차원 공간 피드백 제어 필드 스캐닝(scanning) 및 광섬유 프로브의 나노 광학 개구를 갖고 광학 정보를 수신하거나 전송하는 데 사용될 수 있으며, 이에 따라 3차원 근거리 광학 이미지와 그것 사이의 거리가 멀기 때문에 실제 공간을 얻을 수 있습니다. 샘플 표면은 일반적인 빛의 파장보다 훨씬 작으며, 측정된 정보는 모두 근거리 광학 정보이며, 둘러싸인 샷의 광학 해상도 한계에 대한 일반적인 일반적인 원거리 광학 광학 한계가 없습니다.

근거리 광학 현미경의 응용:
근거리 광학현미경은 기존의 광학 바이패스 한계를 돌파하고 빛을 직접 사용하여 나노물질을 관찰하고 나노요소의 미세구조와 결함을 분석할 수 있으며 최근에는 반도체 레이저 부품을 분석하는 데 적용되었습니다. 해상도가 높기 때문에 고밀도 데이터 액세스에 사용할 수 있습니다. 현재 이 기술을 사용하여 100GB가 넘는 초해상도 근거리 광디스크가 성공적으로 생산되었습니다. 또한 생체분자와 단백질 형광에 대한 근거리 현미경 분석에도 사용할 수 있습니다.

근거리 광학 현미경의 원리와 구조:
일반적으로 광학현미경의 분해능은 광파장의 한계로 인해 원거리 관찰시 수백 나노미터에 불과하다. 하지만 근거리장에서 관찰하면 권선과 간섭을 피할 수 있고, 권선의 한계를 극복해 해상도를 수십 나노미터 정도까지 높일 수 있다. 근접장 광학현미경의 구조에서는 끝에 수십 나노미터의 구경을 갖는 테이퍼형 광섬유가 탐침으로 사용된다. 근접장 관찰 범위 내에서 프로브와 측정 대상 사이의 거리를 정밀하게 제어하고, 정밀한 위치 지정 및 스캐닝이 가능한 압전 세라믹을 사용하여 3차원 공간적 근거리 스캐닝을 수행합니다. 원자력 현미경이 제공하는 고 피드백 제어 시스템. 광섬유 프로브는 광신호를 수신하거나 전송하여 3D 근거리 광학 이미지를 얻습니다.