Prinċipji ta 'mikroskopija ottika fil-kamp qrib
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).
Ibbażat fuq il-prinċipji ta 'sejbien u immaġini ta' oqsma mhux radjattivi, mikroskopji ottiċi qrib il-kamp jistgħu jkissru l-limitu ta 'diffrazzjoni ta' mikroskopji ottiċi ordinarji u jistgħu jwettqu immaġini ottiċi fuq skala nanoskala u riċerka spettrali nanoskala b'riżoluzzjoni ottika ultra-għolja.
Mikroskopji ottiċi fil-qrib huma komposti minn sondi, apparat ta 'trażmissjoni tas-sinjali, kontroll tal-iskannjar, ipproċessar tas-sinjali u sistemi ta' feedback tas-sinjali. Prinċipju tal-ġenerazzjoni u l-iskoperta tal-kamp qrib: Id-dawl inċidentali irradja oġġett b'ħafna strutturi ċkejkna fuq il-wiċċ. Taħt l-azzjoni tal-kamp tad-dawl inċidentali, il-mewġ rifless iġġenerat minn dawn l-istrutturi jinkludu mewġ evanexxenti limitat għall-wiċċ tal-oġġett u propagat 'il bogħod. mewġ tal-propagazzjoni. Mewġ evanescent joriġina minn strutturi ċkejkna f'oġġetti (oġġetti iżgħar mill-wavelength). Il-mewġa tal-propagazzjoni ġejja mill-istruttura mhux maħduma tal-oġġett (oġġetti akbar mill-wavelength), li ma fih ebda informazzjoni dwar l-istruttura fina tal-oġġett. Jekk ċentru ta 'tifrix żgħir ħafna jintuża bħala nanodetector (bħal sonda) u jitqiegħed qrib biżżejjed tal-wiċċ ta' l-oġġett, il-mewġ evanexxenti se jkun eċċitati u jagħmilha temetti dawl mill-ġdid. Dan id-dawl eċċitati fih ukoll mewġ evanexxenti li ma jistax jiġi osservat u mewġ propagat li jista 'jippropaga f'postijiet imbiegħda għall-iskoperta. Dan il-proċess itemm is-sejbien fil-qrib. Il-konverżjoni bejn il-qasam evanexxenti u l-kamp ta 'propagazzjoni hija lineari, u l-qasam ta' propagazzjoni jirrifletti b'mod preċiż il-bidliet fil-qasam evanexxenti. Jekk jintuża ċentru tat-tifrix biex jiskennja l-wiċċ ta 'oġġett, tista' tinkiseb immaġini bidimensjonali. Skont il-prinċipju tar-reċiproċità, ir-rwoli tas-sors tad-dawl tal-illuminazzjoni u n-nano-detector huma skambjati, u s-sors tan-nano-dawl (kamp evanescent) jintuża biex iddawwal il-kampjun. Minħabba l-effett ta 'tifrix ta' l-istruttura fina ta 'l-oġġett fuq il-qasam ta' l-illuminazzjoni, il-mewġa evanexxenti tiġi kkonvertita f'sinjal li jista 'jiġi skopert mill-bogħod. Ir-riżultati tal-mewġ tal-propagazzjoni misjuba huma eżattament l-istess.
Il-mikroskopija ottika tal-kamp qrib tuża sonda biex tiskennja punt b'punt fuq il-wiċċ tal-kampjun u tirreġistraha punt b'punt qabel l-immaġini diġitali. Il-Figura 1 hija d-dijagramma tal-prinċipju ta 'l-immaġini ta' mikroskopju ottiku ta 'kamp qrib. Fil-figura, il-metodu ta 'approssimazzjoni mhux maħduma xyz jista' jaġġusta d-distanza bejn is-sonda u l-kampjun bi preċiżjoni ta 'għexieren ta' nanometri; filwaqt li l-iskannjar xy u l-kontroll z jistgħu jikkontrollaw l-iskannjar tas-sonda u s-segwitu tal-feedback fid-direzzjoni z bi preċiżjoni ta '1nm. Il-lejżer inċidentali fil-figura jiġi introdott fis-sonda permezz ta 'fibra ottika, u l-istat tal-polarizzazzjoni tad-dawl inċidentali jista' jinbidel skont ir-rekwiżiti. Meta l-laser inċident irradja l-kampjun, id-ditekter jista 'jiġbor separatament is-sinjal tat-trażmissjoni u s-sinjal ta' riflessjoni modulati mill-kampjun, li huma amplifikati mit-tubu fotomultiplikatur, u mbagħad direttament konvertiti minn analogu għal diġitali u mbagħad miġbura minn kompjuter jew imdaħħla fil- spettrometru permezz ta' sistema spettroskopika biex jikseb l-ispettru. informazzjoni. Il-kontroll tas-sistema, il-ġbir tad-dejta, il-wiri tal-immaġni u l-ipproċessar tad-dejta huma kollha kompletati minn kompjuters. Jista 'jidher mill-proċess ta' l-immaġini ta 'hawn fuq li mikroskopji ottiċi tal-kamp qrib jistgħu jiġbru tliet tipi ta' informazzjoni fl-istess ħin, jiġifieri l-morfoloġija tal-wiċċ tal-kampjun, sinjali ottiċi tal-kamp qrib u sinjali spettrali.
