Optik mikroskop ile uzak alan mikroskobu arasındaki fark nedir?
Yakın Alan Optik Mikroskopisi Nedir?
1980'lerden bu yana, bilim ve teknolojinin küçük ölçekli ve düşük boyutlu uzaylara ilerlemesi ve taramalı prob mikroskopi teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, optik alanında disiplinler arası yeni bir konu - yakın alan optiği - ortaya çıktı. Yakın alan optiği, geleneksel optik çözünürlük limitinde devrim yarattı. Yeni bir tür yakın alan optik mikroskobunun (NSOM—Yakın Alan Taramalı Optik Mikroskop veya SNOM) ortaya çıkışı, insanların görüş alanını gelen ışığın dalga boyunun yarısından dalga boyunun birkaç onda birine genişletti. nanometre ölçeği. Yakın alan optik mikroskopisinde, geleneksel optik aletlerdeki lensler, ışığın dalga boyundan çok daha küçük uç açıklıkları olan küçük optik problarla değiştirilir.
Daha 1928'de Synge, gelen ışığı 10 nm'lik bir açıklığa sahip küçük bir delikten 10 nm mesafeli bir örneğe ışınladıktan, 10 nm'lik bir adım boyutuyla tarama yaptıktan ve mikro alanın optik sinyalini topladıktan sonra, bunun mümkün olduğunu öne sürdü. Süper yüksek çözünürlük elde etmek için. Bu sezgisel açıklamada Synge, modern yakın alan optik mikroskopinin ana özelliklerini açıkça tahmin etmiştir.
1970 yılında Ash ve Nicholls, mikrodalga bandında (K=3cm) K/60 çözünürlükle iki boyutlu görüntülemeyi gerçekleştirmek için yakın alan kavramını uyguladılar. 1983'te BM Zürih Araştırma Merkezi, metal kaplı kuvars kristalinin ucunda nano ölçekli ışık deliklerini başarıyla üretti. K/20'de ultra yüksek optik çözünürlüklü görüntüler, prob ile numune arasındaki mesafe için geri bildirim olarak tünelleme akımı kullanılarak elde edilir. Yakın alan optiklerini daha geniş bir ilgi alanına çekme dürtüsü AT&T Bell Laboratories'den geldi. 1991'de Betzig ve ark. yüksek ışık akısına sahip konik bir optik delik yapmak için optik fiber kullandı ve yalnızca iletilen foton akısını artırmakla kalmayan benzersiz bir kesme kuvveti probu-örnek aralığı ayarlama yöntemiyle birleştiğinde yan tarafa metal bir film yerleştirdi. Aynı zamanda, biyoloji, kimya, manyeto-optik alanlar ve yüksek yoğunluklu bilgi depolama cihazları gibi farklı alanlarda yakın alan optik mikroskopinin yüksek çözünürlüklü optik gözlemini tetikleyen kararlı ve güvenilir bir kontrol yöntemi sağlar. ve kuantum cihazları. bir dizi çalışma. Sözde yakın alan optiği, uzak alan optiğine göredir. Geometrik optik ve fiziksel optik gibi geleneksel optik teoriler, genellikle yalnızca ışık kaynaklarının veya nesnelerden uzaktaki ışık alanlarının dağılımını inceler ve genellikle uzak alan optiği olarak adlandırılır. Prensip olarak, uzak alan optiğinde, mikroskopi ve diğer optik uygulamalar için uzak alan optiği ilkesini kullanırken minimum çözünürlük boyutunu ve minimum işaret boyutunu sınırlayan bir uzak alan kırınım sınırı vardır. Yakın alan optiği ise, bir ışık kaynağından veya nesneden gelen bir dalga boyu aralığındaki ışık alanlarının dağılımını inceler. Yakın alan optik araştırması alanında, uzak alan kırınım sınırı kırılır ve çözünürlük sınırı artık prensipte herhangi bir kısıtlamaya tabi değildir ve sonsuz derecede küçük olabilir, böylece mikroskobik görüntüleme ve diğer optiklerin optik çözünürlüğü uygulamalar yakın alan optiği prensibine dayalı olarak geliştirilebilir. Oran.
Yakın alan optik teknolojisine dayalı optik çözünürlük, nanoteknolojinin gelişimi başta olmak üzere birçok bilimsel araştırma alanı için güçlü operasyonlar, ölçüm yöntemleri ve enstrüman sistemleri sağlayacak olan geleneksel optiğin çözünürlük kırınım sınırını aşarak nanometre seviyesine ulaşabilir. Şu anda, yakın alan taramalı optik mikroskoplar ve uçucu alan tespitine dayalı yakın alan spektrometreleri fizik, biyoloji, kimya ve malzeme bilimi alanlarında uygulanmakta ve uygulama kapsamı sürekli genişlemektedir; nano-litografi ve ultra yüksek yoğunluklu yakın alan optik depolama, nano-optik bileşenler, nano ölçekli parçacıkların yakalanması ve manipüle edilmesi gibi yakın alan optiğine dayalı diğer uygulamalar da dikkatleri üzerine çekmiştir. birçok bilim adamı.
İkisinin de mikroskop olarak adlandırılması dışında pek bir benzerlikleri yok.
Öncelikle en büyük fark çözünürlüğün farklı olmasıdır. Uzak alan mikroskobu, yani geleneksel optik mikroskop, kırınım sınırı ile sınırlıdır. Işığın dalga boyundan daha küçük bölgelerde net görüntü elde etmek zordur; yakın alan mikroskobu ise net görüntüleme elde edebilir.
İkincisi, prensip farklıdır. Uzak alan mikroskobu, ışığın yansımasını ve kırılmasını vb. Kullanır ve mercek kombinasyonunu kullanabilir; yakın alanda ise bir sonda gerekir ve ışık hizalaması elde etmek için kaybolan alan ile iletim alanının birleştirilmesi ve dönüştürülmesi kullanılır. sinyal alımı
Ayrıca enstrümanın karmaşıklığı, maliyeti vs. ikisi aynı şey değil.
