¿Cuál es la diferencia entre el microscopio óptico de campo cercano y el microscopio de campo lejano?
¿Qué es la Microscopía Óptica de Campo Cercano?
Desde la década de 1980, con el avance de la ciencia y la tecnología hacia espacios de baja dimensión y pequeña escala y el desarrollo de la tecnología de microscopía de sonda de barrido, ha surgido un nuevo tema interdisciplinario, la óptica de campo cercano, en el campo de la óptica. La óptica de campo cercano ha revolucionado el límite de resolución óptica tradicional. La aparición de un nuevo tipo de microscopio óptico de campo cercano (NSOM, por sus siglas en inglés, Near-field Scanning Optical Microscope, o SNOM) ha ampliado el campo de visión de las personas de la mitad de la longitud de onda de la luz incidente a unas pocas décimas de longitud de onda, es decir, la escala nanométrica En la microscopía óptica de campo cercano, las lentes de los instrumentos ópticos convencionales se reemplazan por diminutas sondas ópticas con aberturas en las puntas mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz.
Ya en 1928, Synge propuso que después de irradiar luz incidente a través de un pequeño orificio con una apertura de 10nm a una muestra con una distancia de 10nm, escanear con un tamaño de paso de 10nm y recolectar la señal óptica de la microárea, es posible para obtener una resolución súper alta. En esta descripción intuitiva, Synge ha predicho claramente las características principales de la microscopía óptica de campo cercano moderna.
En 1970, Ash y Nicholls aplicaron el concepto de campo cercano para generar imágenes bidimensionales con una resolución de K/60 en la banda de microondas (K=3cm). En 1983, el Centro de Investigación BM Zurich fabricó con éxito agujeros de luz a nanoescala en la punta de un cristal de cuarzo recubierto de metal. Las imágenes de ultra alta resolución óptica en K/20 se obtienen utilizando la corriente de tunelización como retroalimentación de la distancia entre la sonda y la muestra. El ímpetu para llevar la óptica de campo cercano a una mayor atención provino de AT&T Bell Laboratories. En 1991, Betzig et al. usó fibra óptica para hacer un orificio óptico cónico con alto flujo de luz y depositó una película de metal en el costado, junto con un método único de ajuste de espaciado entre la sonda y la muestra de fuerza de corte, que no solo aumentó el flujo de fotones transmitidos. Al mismo tiempo, proporciona un método de control estable y confiable, que ha desencadenado una observación óptica de alta resolución de microscopía óptica de campo cercano en diferentes campos como biología, química, dominios magneto-ópticos y dispositivos de almacenamiento de información de alta densidad. y dispositivos cuánticos. serie de estudios. La llamada óptica de campo cercano es relativa a la óptica de campo lejano. Las teorías ópticas tradicionales, como la óptica geométrica y la óptica física, generalmente solo estudian la distribución de campos de luz lejos de fuentes de luz u objetos, y generalmente se denominan óptica de campo lejano. En principio, existe un límite de difracción de campo lejano en la óptica de campo lejano, que limita el tamaño mínimo de resolución y el tamaño mínimo de marca cuando se utiliza el principio de la óptica de campo lejano para microscopía y otras aplicaciones ópticas. La óptica de campo cercano, por otro lado, estudia la distribución de campos de luz dentro de un rango de longitud de onda de una fuente de luz u objeto. En el campo de la investigación de la óptica de campo cercano, el límite de difracción de campo lejano se rompe, y el límite de resolución ya no está sujeto a ninguna restricción en principio, y puede ser infinitamente pequeño, por lo que la resolución óptica de imágenes microscópicas y otros ópticos las aplicaciones se pueden mejorar según el principio de la óptica de campo cercano. Tasa.
La resolución óptica basada en tecnología óptica de campo cercano puede alcanzar el nivel nanométrico, superando el límite de difracción de resolución de la óptica tradicional, lo que proporcionará operaciones, métodos de medición y sistemas de instrumentos potentes para muchos campos de la investigación científica, especialmente el desarrollo de la nanotecnología. En la actualidad, los microscopios ópticos de barrido de campo cercano y los espectrómetros de campo cercano basados en la detección de campo evanescente se han aplicado en los campos de la física, la biología, la química y la ciencia de los materiales, y el alcance de la aplicación se expande constantemente; mientras que otras aplicaciones basadas en la óptica de campo cercano, como la nanolitografía y el almacenamiento óptico de campo cercano de ultra alta densidad, los componentes nanoópticos, la captura y manipulación de partículas a nanoescala, etc., también han llamado la atención de muchos científicos.
Aparte del hecho de que ambos se llaman microscopios, no hay muchas similitudes.
En primer lugar, la mayor diferencia es que la resolución es diferente. El microscopio de campo lejano, es decir, el microscopio óptico tradicional, está limitado por el límite de difracción. Es difícil obtener imágenes claras en regiones más pequeñas que la longitud de onda de la luz; mientras que el microscopio de campo cercano puede lograr imágenes claras.
En segundo lugar, el principio es diferente. El microscopio de campo lejano usa la reflexión y la refracción de la luz, etc., y puede usar la combinación de lentes; mientras que en el campo cercano, se necesita una sonda, y el acoplamiento y la conversión del campo evanescente y el campo de transmisión se utilizan para lograr la alineación de la luz. adquisición de señales.
Además, la complejidad del instrumento, el costo, etc., los dos no son lo mismo.
