Beth yw'r gwahaniaeth rhwng microsgopeg optegol maes agos a microsgopeg maes pell
Beth yw microsgop optegol maes agos?
Ers yr 1980au, gyda chynnydd gwyddoniaeth a thechnoleg tuag at ofod ar raddfa fach a dimensiwn isel, a datblygiad technoleg microsgopeg chwiliwr sganio, mae maes rhyngddisgyblaethol newydd - opteg maes agos wedi dod i'r amlwg ym maes opteg. Mae opteg maes agos wedi chwyldroi'r terfyn datrysiad optegol traddodiadol. Mae ymddangosiad math newydd o ficrosgop optegol sganio agos-cae (NSOM), a elwir hefyd yn SNOM, wedi ehangu maes barn pobl o hanner tonfedd golau digwyddiad i sawl degau o donfeddi, hynny yw, nanoscale. Mewn microsgopeg optegol maes agos, mae'r lens mewn offerynnau optegol traddodiadol yn cael ei ddisodli gan stiliwr optegol bach, y mae ei agoriad blaen yn llawer llai na thonfedd golau.
Mor gynnar â 1928, cynigiodd Synge y gellid cyflawni cydraniad tra-uchel trwy ddisgleirio golau digwyddiad trwy dwll bach gydag agorfa o 10nm ar sampl gyda phellter o 10nm, gan sganio a chasglu signalau golau yn y rhanbarth micro ar faint cam. o 10nm. Yn y disgrifiad greddfol hwn, mae Synge wedi rhagweld yn glir brif nodweddion microsgopau optegol modern ger maes.
Ym 1970, cymhwysodd Ash a Nicholls y cysyniad o faes agos i greu delweddu dau ddimensiwn gyda chydraniad o K/60 yn y band microdon (K=3cm). Ym 1983, llwyddodd Canolfan Ymchwil BM Zurich i baratoi mandyllau optegol nanoraddfa ar flaenau crisialau cwarts wedi'u gorchuddio â metel. Gan ddefnyddio cerrynt twnelu fel adborth rhwng y stiliwr a'r sampl, cael delwedd cydraniad optegol tra-uchel o K/20. Daw'r grym ar gyfer opteg maes agos i ddenu sylw ehangach gan AT&T Bell Lab. Ym 1991, fe wnaeth Betzig et al. gwneud tyllau optegol conigol trwybwn uchel gan ddefnyddio ffibrau optegol, adneuwyd ffilmiau tenau metel ar yr ochr, a defnyddio dull rheoli bylchiad sampl stiliwr grym cneifio unigryw. Roedd hyn nid yn unig yn cynyddu'r fflwcs ffoton gan sawl gorchymyn maint, ond hefyd yn darparu dull rheoli sefydlog a dibynadwy, gan sbarduno cyfres o astudiaethau ar arsylwi optegol cydraniad uchel mewn gwahanol feysydd megis bioleg, cemeg, parthau magneto-optegol, uchel-. dyfeisiau storio gwybodaeth dwysedd, a dyfeisiau cwantwm sy'n defnyddio microsgopeg optegol ger maes. Mae'r opteg maes agos fel y'i gelwir yn gymharol ag opteg maes pell. Mae damcaniaethau optegol traddodiadol, fel opteg geometrig ac opteg ffisegol, fel arfer ond yn astudio dosbarthiad meysydd golau ymhell i ffwrdd o ffynonellau golau neu wrthrychau, y cyfeirir atynt yn gyffredin fel opteg maes pell. Mae gan opteg maes pell derfyn diffreithiant maes pell mewn egwyddor, sy'n cyfyngu ar y maint cydraniad lleiaf ac isafswm maint marcio wrth ddefnyddio egwyddorion opteg maes pell ar gyfer microsgopeg a chymwysiadau optegol eraill. Mae opteg maes agos yn astudio dosbarthiad y maes golau o fewn ystod tonfedd o ffynhonnell golau neu wrthrych. Ym maes ymchwil opteg maes agos, mae'r terfyn diffreithiant maes pell wedi'i dorri, ac nid yw'r terfyn datrysiad bellach yn gyfyngedig mewn egwyddor a gall fod yn anfeidrol fach. Felly, yn seiliedig ar egwyddorion opteg maes agos, gellir gwella datrysiad optegol delweddu microsgopig a chymwysiadau optegol eraill.
Gall y datrysiad optegol sy'n seiliedig ar dechnoleg optegol maes agos gyrraedd y lefel nanomedr, gan dorri trwy derfyn diffreithiant opteg traddodiadol. Bydd hyn yn darparu gweithrediad pwerus, dulliau mesur, a systemau offer ar gyfer llawer o feysydd ymchwil wyddonol, yn enwedig datblygu nanotechnoleg. Ar hyn o bryd, mae microsgopau optegol sganio ger maes a sbectromedrau maes agos yn seiliedig ar ganfod maes cudd wedi'u cymhwyso mewn meysydd fel ffiseg, bioleg, cemeg a gwyddoniaeth deunyddiau, ac mae cwmpas eu cymhwysiad yn ehangu'n gyson; Mae cymwysiadau eraill sy'n seiliedig ar opteg maes agos, megis nanolithograffeg a storfa optegol dwysedd uchel iawn ger y maes, cydrannau nanooptegol, a dal a thrin gronynnau nanoraddfa, hefyd wedi denu sylw llawer o weithwyr gwyddonol.
Ar wahân i gael eu galw'n ficrosgopau, nid oes llawer o debygrwydd.
Yn gyntaf, a hefyd y gwahaniaeth mwyaf, mae'r penderfyniad yn wahanol. Mae microsgopeg maes pell, a elwir hefyd yn ficrosgopeg optegol traddodiadol, wedi'i gyfyngu gan y terfyn diffreithiant, sy'n ei gwneud hi'n anodd delweddu'n glir mewn ardaloedd llai na thonfedd golau; A gall microsgopeg maes agos gyflawni delweddu clir.
Yn ail, mae'r egwyddor yn wahanol. Mae microsgopeg maes pell yn defnyddio adlewyrchiad a phlygiant golau, a gellir ei gyflawni trwy gyfuno lensys; Yn y maes agos, mae angen stilwyr i gyflawni caffael signalau optegol trwy gyplu a thrawsnewid meysydd evanescent a thrawsyriant.
Hefyd, cymhlethdod a chost yr offerynnau, ac ati,
