近視野光学顕微鏡と遠視野顕微鏡の利点はどこにありますか?
近接場光学顕微鏡とは何ですか?
1980年代以降、小規模・低次元空間への科学技術の進歩と走査型プローブ顕微鏡技術の発展に伴い、光学分野には新たな学際的主題である近接場光学が出現した。 近接場光学は、従来の光学解像度の限界に革命をもたらしました。 新しいタイプの近接場光学顕微鏡 (NSOM: 近接場走査型光学顕微鏡、または SNOM) の出現により、人間の視野は入射光の波長の半分から波長の数十分の 1 まで拡大されました。ナノメートルスケール。 近接場光学顕微鏡では、従来の光学機器のレンズは、光の波長よりもはるかに小さい先端開口部を備えた小さな光プローブに置き換えられます。
シンジは 1928 年にすでに、口径 10nm の小さな穴を通して入射光を 10nm の距離でサンプルに照射し、10nm のステップサイズで走査して微小領域の光信号を収集することで、微小領域の光信号を収集できることを提案しました。超高解像度を得るために。 この直感的な説明の中で、シンジは現代の近接場光学顕微鏡の主な特徴を明確に予測しました。
1970年、AshとNichollsは近接場の概念を適用して、マイクロ波帯域（K=3cm）でK/60の解像度を持つ2次元イメージングを実現しました。 1983 年、BM チューリッヒ研究センターは、金属でコーティングされた水晶の先端にナノスケールのライトホールを作製することに成功しました。 K/20 での超高光学分解能画像は、プローブとサンプル間の距離のフィードバックとしてトンネル電流を使用して取得されます。 近接場光学素子に広く注目を集めるきっかけとなったのは、AT&T ベル研究所です。 1991 年に、Betzig et al. 光ファイバーを使用して高光束のテーパー状の光学穴を作り、その側面に金属膜を蒸着し、独自のせん断力プローブとサンプルの間隔調整方法を組み合わせることで、透過光子束を増加させるだけでなく。 同時に、安定した信頼性の高い制御方法を提供し、生物学、化学、磁気光学ドメイン、高密度情報記憶装置などのさまざまな分野における近接場光学顕微鏡の高解像度光学観察を引き起こしました。そして量子デバイス。 一連の研究。 いわゆる近接場光学系は、遠視野光学系と相対的なものです。 幾何光学や物理光学などの従来の光学理論は、通常、光源や物体から遠く離れたライトフィールドの分布のみを研究しており、一般に遠視野光学と呼ばれます。 原則として、遠視野光学には遠視野回折限界があり、顕微鏡やその他の光学用途に遠視野光学の原理を使用する場合、最小解像度サイズと最小マークサイズが制限されます。 一方、近接場光学は、光源または物体からの波長範囲内の光場の分布を研究します。 近接場光学研究の分野では、遠視野の回折限界が突破され、分解能の限界は原則としていかなる制限も受けなくなり、無限に小さくできるため、顕微鏡イメージングやその他の光学的解像度の光学分解能が向上します。近接場光学の原理に基づいてアプリケーションを改善できます。 レート。
近接場光技術に基づく光学分解能はナノメートルレベルに達し、従来の光学素子の分解能回折限界を突破することができ、科学研究の多くの分野、特にナノテクノロジーの開発に強力な操作、測定方法、機器システムを提供します。 現在、エバネッセント場検出に基づく近接場走査型光学顕微鏡と近接場分光計は、物理学、生物学、化学、材料科学の分野に応用されており、その応用範囲は常に拡大しています。 一方、ナノリソグラフィーや超高密度近接場光ストレージ、ナノ光学コンポーネント、ナノスケール粒子の捕捉と操作など、近接場光学に基づく他のアプリケーションも注目を集めています。多くの科学者。
どちらも顕微鏡と呼ばれるという事実を除けば、多くの類似点はありません。
まず最大の違いは解像度が違うことです。 遠視野顕微鏡、つまり従来の光学顕微鏡は回折限界によって制限されます。 光の波長よりも小さい領域では鮮明に画像を表示することが困難です。 一方、近接場顕微鏡は鮮明な画像を実現します。
第二に、原理が異なります。 遠視野顕微鏡は光の反射や屈折などを利用し、レンズを組み合わせて使用することができます。 一方、近接場ではプローブが必要であり、エバネッセント場と透過場の結合と変換を使用して光の位置合わせが行われます。 信号の取得。
また、機器の複雑さ、コストなど、この 2 つは同じではありません。
