근거리장 광학현미경의 원리
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).
근접장 광학현미경은 비방사장의 검출 및 이미징 원리를 바탕으로 일반 광학현미경의 회절한계를 뛰어넘어 초고광해상도에서 나노규모 광학 이미징 및 나노규모 스펙트럼 연구를 수행할 수 있습니다.
근거리 광학 현미경은 프로브, 신호 전송 장치, 스캐닝 제어, 신호 처리 및 신호 피드백 시스템으로 구성됩니다. 근거리장 생성 및 감지 원리: 입사광은 표면에 작은 구조가 많은 물체에 조사됩니다. 입사광장의 작용에 따라 이러한 구조에 의해 생성된 반사파에는 물체 표면에 국한되어 멀리 전파되는 소멸파가 포함됩니다. 전파되는 파도. 소멸파는 물체(파장보다 작은 물체)의 작은 구조에서 발생합니다. 전파파는 물체(파장보다 큰 물체)의 거친 구조에서 나오며 물체의 미세 구조에 대한 정보는 전혀 포함되어 있지 않습니다. 매우 작은 산란 중심을 나노검출기(예: 프로브)로 사용하여 물체 표면에 충분히 가깝게 배치하면 소멸파가 여기되어 다시 빛을 방출하게 됩니다. 이 여기된 빛에는 감지할 수 없는 소멸파와 감지를 위해 먼 위치로 전파될 수 있는 전파파도 포함되어 있습니다. 이 프로세스로 근거리 감지가 완료됩니다. 소멸 장과 전파 장 사이의 변환은 선형이며, 전파 장은 소멸 장의 변화를 정확하게 반영합니다. 산란중심을 이용하여 물체의 표면을 스캔하면 2차원 영상을 얻을 수 있다. 상호성의 원리에 따라 조명 광원과 나노 검출기의 역할이 바뀌고, 나노 광원(감소장)을 사용하여 시료를 조명합니다. 조명 필드에 대한 물체의 미세 구조의 산란 효과로 인해 소멸파는 멀리서 감지할 수 있는 신호로 변환됩니다. 감지된 전파파의 결과는 정확히 동일합니다.
근거리 광학 현미경은 프로브를 사용하여 샘플 표면의 점별로 스캔하고 디지털 이미징 전에 점별로 기록합니다. 그림 1은 근접장 광학 현미경의 이미징 원리 다이어그램입니다. 그림에서 xyz 대략적인 근사 방법은 수십 나노미터의 정확도로 프로브와 샘플 사이의 거리를 조정할 수 있습니다. xy 스캐닝과 z 제어는 1nm의 정확도로 z 방향의 프로브 스캐닝과 피드백 추적을 제어할 수 있습니다. 그림의 입사 레이저는 광섬유를 통해 프로브에 도입되며 입사광의 편광 상태는 요구 사항에 따라 변경될 수 있습니다. 입사된 레이저가 시료에 조사되면 검출기는 시료에 의해 변조된 전송 신호와 반사 신호를 별도로 수집하여 광전자 증배관에서 증폭한 후 아날로그에서 디지털로 직접 변환한 후 컴퓨터로 수집하거나 컴퓨터에 입력할 수 있습니다. 스펙트럼을 얻기 위해 분광 시스템을 통한 분광계. 정보. 시스템 제어, 데이터 수집, 이미지 표시 및 데이터 처리는 모두 컴퓨터에 의해 완료됩니다. 위의 이미징 프로세스에서 근거리 광학 현미경이 세 가지 유형의 정보, 즉 샘플의 표면 형태, 근거리 광 신호 및 스펙트럼 신호를 동시에 수집할 수 있음을 알 수 있습니다.
