Yakın alan optik mikroskopisi ile uzak alan mikroskobu arasındaki fark nedir?
Yakın alan optik mikroskobu nedir?
1980'lerden bu yana, bilim ve teknolojinin küçük ölçekli ve düşük boyutlu uzaya doğru ilerlemesi ve taramalı prob mikroskobu teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, optik alanında yeni bir disiplinlerarası alan olan yakın alan optiği ortaya çıktı. Yakın alan optiği, geleneksel optik çözünürlük sınırında devrim yarattı. SNOM olarak da bilinen yeni bir tür yakın alan taramalı optik mikroskobun (NSOM) ortaya çıkışı, insanların görüş alanını gelen ışığın dalga boyunun yarısından onlarca dalga boyuna, yani nano ölçeğe kadar genişletti. Yakın alan optik mikroskopisinde, geleneksel optik aletlerdeki merceğin yerini, uç açıklığı ışığın dalga boyundan çok daha küçük olan küçük bir optik prob alır.
1928 gibi erken bir tarihte Synge, gelen ışığın 10 nm'lik bir açıklığa sahip küçük bir delikten 10 nm'lik bir mesafeye sahip bir numune üzerine yansıtılması, mikro bölgedeki ışık sinyallerinin bir adım boyutunda taranması ve toplanmasıyla ultra yüksek çözünürlüğün elde edilebileceğini öne sürdü. 10nm. Bu sezgisel açıklamada Synge, modern yakın alan optik mikroskoplarının temel özelliklerini açıkça öngörmüştür.
1970 yılında Ash ve Nicholls, mikrodalga bandında (K=3cm) K/60 çözünürlükle iki boyutlu görüntüleme elde etmek için yakın alan kavramını uyguladılar. 1983 yılında BM Zürih Araştırma Merkezi, metal kaplı kuvars kristallerinin uçlarında nano ölçekli optik gözenekleri başarıyla hazırladı. Prob ve numune arasındaki geri besleme olarak tünelleme akımını kullanarak, K/20'lik ultra yüksek optik çözünürlüklü bir görüntü elde edin. Yakın alan optiklerinin daha geniş çapta ilgi çekmesine yönelik itici güç AT&T Bell Laboratuvarı'ndan geliyor. 1991 yılında Betzig ve ark. optik fiberler kullanarak yüksek verimli konik optik delikler oluşturdu, yan tarafa metal ince filmler biriktirdi ve benzersiz bir kesme kuvveti probu numune aralığı kontrol yöntemi kullandı. Bu sadece foton akışını birkaç büyüklük mertebesinde arttırmakla kalmadı, aynı zamanda kararlı ve güvenilir bir kontrol yöntemi sağlayarak biyoloji, kimya, manyeto-optik alanlar, yüksek çözünürlüklü optik alanlar gibi farklı alanlarda yüksek çözünürlüklü optik gözlem üzerine bir dizi çalışmayı tetikledi. yoğunluk bilgisi depolama cihazları ve yakın alan optik mikroskobu kullanan kuantum cihazları. Yakın alan optiği olarak adlandırılan şey, uzak alan optiğine göredir. Geometrik optik ve fiziksel optik gibi geleneksel optik teoriler, genellikle uzak alan optiği olarak adlandırılan, genellikle yalnızca ışık kaynaklarının veya nesnelerden uzaktaki ışık alanlarının dağılımını inceler. Uzak alan optiği, prensip olarak, mikroskopi ve diğer optik uygulamalar için uzak alan optiği ilkelerini kullanırken minimum çözünürlük boyutunu ve minimum işaretleme boyutunu sınırlayan bir uzak alan kırınım sınırına sahiptir. Yakın alan optiği, bir ışık kaynağından veya nesneden gelen ışık alanının dalga boyu aralığındaki dağılımını inceler. Yakın alan optik araştırması alanında, uzak alan kırınım sınırı aşılmıştır ve çözünürlük sınırı artık prensipte sınırlı değildir ve sonsuz derecede küçük olabilir. Bu nedenle, yakın alan optiği prensiplerine dayanarak mikroskobik görüntülemenin ve diğer optik uygulamaların optik çözünürlüğü geliştirilebilir.
Yakın alan optik teknolojisine dayalı optik çözünürlük, geleneksel optiklerin kırınım sınırını aşarak nanometre seviyesine ulaşabilir. Bu, başta nanoteknolojinin gelişimi olmak üzere birçok bilimsel araştırma alanı için güçlü operasyon, ölçüm yöntemleri ve alet sistemleri sağlayacaktır. Şu anda fizik, biyoloji, kimya ve malzeme bilimi gibi alanlarda yakın alan taramalı optik mikroskoplar ve gizli alan tespitine dayalı yakın alan spektrometreleri uygulanmakta ve uygulama kapsamları sürekli genişlemektedir; Nanolitografi ve ultra yüksek yoğunluklu yakın alan optik depolaması, nanooptik bileşenler ve nano ölçekli parçacıkların yakalanması ve manipülasyonu gibi yakın alan optiğine dayalı diğer uygulamalar da birçok bilimsel çalışanın dikkatini çekmiştir.
Mikroskop olarak adlandırılmasının yanı sıra pek fazla benzerlikleri yoktur.
Öncelikle ve en büyük fark, çözünürlüğün farklı olmasıdır. Geleneksel optik mikroskopi olarak da bilinen uzak alan mikroskobu, kırınım sınırıyla sınırlıdır, bu da ışığın dalga boyundan daha küçük alanlarda net görüntü elde etmeyi zorlaştırır; Ve yakın alan mikroskobu net görüntüleme sağlayabilir.
İkincisi, prensip farklıdır. Uzak alan mikroskobu, ışığın yansımasını ve kırılmasını kullanır ve merceklerin birleştirilmesiyle elde edilebilir; Yakın alanda, fani ve iletim alanlarının birleştirilmesi ve dönüştürülmesi yoluyla optik sinyallerin elde edilmesini sağlamak için problara ihtiyaç vardır.
Ayrıca araçların karmaşıklığı ve maliyeti vb.
