Principi optičke mikroskopije bliskog polja optičke mikroskopije bliskog polja
The traditional optical microscope consists of optical lenses that can magnify an object up to thousands of times to observe the details. Due to the diffraction effect of light waves, an infinite increase in magnification is not possible because the obstacle of the diffraction limit of light waves will be encountered, and the resolution of the traditional optical microscope cannot be more than half of the wavelength of 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).
Optička mikroskopija bliskog polja, zasnovana na principu sondiranja i snimanja polja bez zračenja, može probiti granicu difrakcije kojoj su podvrgnuti obični optički mikroskopi, omogućavajući nanorazmjerno optičko snimanje i nanoskala spektroskopske studije da se izvode na ultra- visoka optička rezolucija.
Optički mikroskop bliskog polja sastoji se od sonde, uređaja za prijenos signala, kontrole skeniranja, obrade signala i sistema povratne sprege. Princip generiranja i detekcije bliskog polja: zračenje upadne svjetlosti na površinu objekta s mnogo sićušnih mikrostruktura, ove mikrostrukture u ulozi polja upadne svjetlosti, rezultirajući reflektirani val sadrži iznenadni val ograničen na površinu objekta i širenje talasi u daljinu. Iznenadni valovi dolaze iz finih struktura u objektu (predmeta manji od valne dužine). Talas koji se širi dolazi od grube strukture objekta (objekti veći od valne dužine) koja ne sadrži nikakve informacije o finoj strukturi objekta. Ako se kao nanodetektor (npr. sonda) koristi vrlo mali centar raspršivanja (npr. sonda), postavljen dovoljno blizu površine objekta da pobudi brzi val, uzrokujući da ponovo emituje svjetlost. Svjetlo proizvedeno ovom ekscitacijom također sadrži brze valove koji se ne mogu detektirati i talase koji se šire, a koji se mogu širiti do udaljenih detekcija, a ovaj proces dovršava detekciju bliskog polja. Prijelaz između brzog i propagirajućeg polja je linearan, a polje propagiranja precizno odražava promjene u skrivenom polju. Ako se centar raspršenja koristi za skeniranje po površini objekta, može se dobiti dvodimenzionalna slika. Po principu reciprociteta, uloge ozračujućeg izvora svjetlosti i nano-detektora se zamjenjuju jedna s drugom, a uzorak se ozrači nano izvorom svjetlosti (naglo polje), a zbog raspršivanja polja ozračenja finom strukturom objekta, nagli talas se pretvara u talas koji se širi koji se može detektovati na daljinu, a rezultat je potpuno isti.
Optička mikroskopija bliskog polja sastoji se od skeniranja tačke po tačku i snimanja tačke po tačku pomoću sonde na površini uzorka nakon čega slijedi digitalna slika. Slika 1 prikazuje shemu snimanja optičkog mikroskopa bliskog polja. Na slici, metoda grube aproksimacije xyz može podesiti udaljenost od sonde do uzorka sa tačnošću od desetina nanometara; dok se xy skeniranje i z kontrola mogu koristiti s preciznošću od 1 nm za kontrolu skeniranja sonde i slijedi povratna informacija o smjeru z. Upadni laser, prikazan na slici, se uvodi u sondu kroz optičko vlakno, a stanje polarizacije upadne svjetlosti može se mijenjati prema zahtjevima. Kada upadni laser ozrači uzorak, detektor može odvojeno prikupiti signale prijenosa i refleksije modulirane uzorkom i pojačane fotoumnožačkom cijevi, a zatim direktno analogno-digitalnim pretvaračem putem kompjuterske akvizicije ili putem spektroskopskog sistema u spektrometar da dobijete spektralne informacije. Kontrolu sistema, prikupljanje podataka, prikaz slike i obradu podataka obavlja kompjuter. Iz gornjeg procesa snimanja može se vidjeti da optički mikroskop bliskog polja može istovremeno prikupiti tri vrste informacija, tj. morfologiju površine uzorka, optički signal bliskog polja i spektralni signal.
