מה ההבדל בין מיקרוסקופ אופטי שדה קרוב למיקרוסקופ שדה רחוק
מהי מיקרוסקופיה אופטית של שדה קרוב?
מאז שנות ה-80, עם התקדמות המדע והטכנולוגיה לחללים בקנה מידה קטן ונמוך מימדים ופיתוח טכנולוגיית מיקרוסקופיה סורקת בדיקה, צץ נושא בינתחומי חדש - אופטיקה של שדה קרוב - בתחום האופטיקה. אופטיקה לשדה קרוב חוללה מהפכה במגבלת הרזולוציה האופטית המסורתית. הופעתו של סוג חדש של מיקרוסקופ אופטי שדה-קרוב (NSOM-Near-field Scanning Optical Microscope, או SNOM) הרחיבה את שדה הראייה של אנשים ממחצית אורך הגל של אור בולט לכמה עשיריות מאורך הגל, כלומר, סולם ננומטר. במיקרוסקופיה אופטית של שדה קרוב, העדשות במכשירים אופטיים קונבנציונליים מוחלפות בבדיקות אופטיות זעירות עם פתחי קצה קטנים בהרבה מאורך הגל של האור.
כבר ב-1928, Synge הציע כי לאחר הקרנת אור בולט דרך חור קטן עם צמצם של 10nm לדגימה במרחק של 10nm, סריקה בגודל צעד של 10nm ואיסוף האות האופטי של אזור המיקרו, אפשר להשיג רזולוציה סופר גבוהה. בתיאור אינטואיטיבי זה, Synge חזה בבירור את המאפיינים העיקריים של מיקרוסקופיה מודרנית של שדה קרוב.
בשנת 1970, אש וניקולס יישמו את הרעיון של שדה קרוב כדי לממש הדמיה דו מימדית ברזולוציה של K/60 ברצועת המיקרוגל (K=3cm). בשנת 1983, מרכז המחקר של BM Zurich יצר בהצלחה חורים קלים בקנה מידה ננומטרי על קצה גביש קוורץ מצופה מתכת. תמונות ברזולוציה אופטית גבוהה במיוחד ב-K/20 מתקבלות באמצעות זרם מנהור כמשוב עבור המרחק בין הבדיקה לדגימה. הדחף להביא את האופטיקה של השדה הקרוב לתשומת לב רחבה יותר הגיע ממעבדות AT&T Bell. בשנת 1991, בציג ואח'. השתמשו בסיב אופטי כדי ליצור חור אופטי מחודד עם שטף אור גבוה, והפקיד סרט מתכת בצד, יחד עם שיטת התאמת מרווח בדיקה ודגימה ייחודית של כוח גזירה, שלא רק הגדילה את שטף הפוטונים המועבר. במקביל, היא מספקת שיטת בקרה יציבה ואמינה, אשר הפעילה תצפית אופטית ברזולוציה גבוהה של מיקרוסקופיה אופטית של שדה קרוב בתחומים שונים כגון ביולוגיה, כימיה, תחומים מגנטו-אופטיים והתקני אחסון מידע בצפיפות גבוהה, והתקנים קוונטיים. סדרת מחקרים. מה שנקרא אופטיקה של שדה קרוב היא יחסית לאופטיקה של שדה רחוק. תיאוריות אופטיות מסורתיות, כגון אופטיקה גיאומטרית ואופטיקה פיזית, חוקרות בדרך כלל רק את התפלגות שדות האור הרחק ממקורות אור או עצמים, והן מכונה בדרך כלל אופטיקה של שדה רחוק. באופן עקרוני, קיימת מגבלת עקיפה של שדה רחוק באופטיקה של שדה רחוק, המגבילה את גודל הרזולוציה המינימלית ואת גודל הסימן המינימלי בעת שימוש בעיקרון של אופטיקה של שדה רחוק עבור מיקרוסקופיה ויישומים אופטיים אחרים. אופטיקה של שדה קרוב, לעומת זאת, חוקרת את התפלגות שדות האור בטווח אורכי גל ממקור אור או עצם. בתחום חקר אופטיקה של שדה קרוב, גבול עקיפות השדה הרחוק נשבר, ומגבלת הרזולוציה אינה כפופה עוד למגבלות עקרוניות, ויכולה להיות קטנה לאין שיעור, כך שהרזולוציה האופטית של הדמיה מיקרוסקופית ואופטית אחרת ניתן לשפר יישומים בהתבסס על העיקרון של אופטיקה של שדה קרוב. ציון.
הרזולוציה האופטית המבוססת על טכנולוגיה אופטית של שדה קרוב יכולה להגיע לרמת ננומטר, לפרוץ את מגבלת עקוף הרזולוציה של אופטיקה מסורתית, שתספק פעולות חזקות, שיטות מדידה ומערכות מכשירים עבור תחומי מחקר מדעיים רבים, במיוחד לפיתוח ננוטכנולוגיה. כיום, מיקרוסקופים אופטיים סורקים בשדה-קרוב וספקטרומטרים של שדה-קרוב המבוססים על זיהוי שדה נעלם יושמו בתחומי הפיזיקה, הביולוגיה, הכימיה ומדעי החומר, והיקף היישום מתרחב כל הזמן; בעוד יישומים אחרים המבוססים על אופטיקה של שדה קרוב, כגון ננו-ליטוגרפיה ואחסון אופטי בשדה קרוב בצפיפות גבוהה במיוחד, רכיבים ננו-אופטיים, לכידה מניפולציה של חלקיקים בקנה מידה ננו וכו', משכו גם את תשומת הלב של מדענים רבים.
מלבד העובדה ששניהם נקראים מיקרוסקופים, אין הרבה קווי דמיון.
קודם כל, ההבדל הגדול ביותר הוא שהרזולוציה שונה. מיקרוסקופ השדה הרחוק, כלומר המיקרוסקופ האופטי המסורתי, מוגבל על ידי מגבלת הדיפרקציה. קשה לצלם בבירור באזורים קטנים מאורך הגל של האור; בעוד שמיקרוסקופ השדה הקרוב יכול להשיג הדמיה ברורה.
שנית, העיקרון שונה. מיקרוסקופ השדה הרחוק משתמש בהשתקפות ובשבירה של אור וכו', ויכול להשתמש בשילוב של עדשות; בעוד בשדה הקרוב, יש צורך בבדיקה, והצימוד וההמרה של השדה הנעלם ושדה ההעברה משמשים כדי להשיג יישור אור. רכישת אות.
כמו כן, מורכבות המכשיר, העלות וכו', השניים אינם זהים.
