A pásztázó közelmezős optikai mikroszkópia áttekintése és alkalmazásai
Mivel pásztázó elektronmikroszkópok és pásztázó alagútmikroszkópok révén a közeli terepi optikai mikroszkóppal kiküszöbölhetők a hagyományos optikai mikroszkópok hiányosságai, például az alacsony felbontás és a biológiai minták károsodása, ezért egyre szélesebb körben alkalmazzák, különösen a biomedicinában, a nanoanyagok és a mikroelektronika területén. szakirányok.
A pásztázó közelmezős optikai mikroszkóp (SNIM) a SNOM egyik ága és a SNOM technológia infravörös térben történő alkalmazása. A nagy felbontású információk megszerzése érdekében a helymeghatározáshoz, a szkenneléshez és a közeli térérzékeléshez használt mikroszondák nagyon fontos részei az SNIM-nek. A mikroszondáknak számos formája létezik, amelyek nagyjából két kategóriába sorolhatók: kis lyukú szondák és nem lyukak, a kis lyukú szondák pedig gyakran száloptikai szondák. Ha az optikai szálas szonda és a mért minta közötti távolság állandó, az optikai szálas szonda fényáteresztő furatának mérete és a csúcs kúpszögének alakja határozza meg az SNIM felbontását, érzékenységét és átviteli hatékonyságát. De nehezebb infravörös optikai szálakat készíteni az SNIM-hez és a mikroszondákhoz. Az optikai szálas szondák látható fénysávban történő előállításához képest egyrészt túl kevés olyan optikai szál van, amely alkalmas a középső infravörös sávra (2,5-25 mm); másrészt a meglévő infravörös optikai szálak viszonylag törékenyek, és gyenge a rugalmasságuk és rugalmasságuk. A kémiai tulajdonságok pedig nem ideálisak. A fénycsillapítás csökkentése érdekében nehéz jó minőségű infravörös optikai szálas szondákat készíteni.
Az SNIM-et kutató külföldi intézmények más optikai szondákat alkalmaztak szondákban, mint például a Kawata és mások által Japánban kifejlesztett gömbprizmás szondát, a Fischer és mások által kifejlesztett tetraéderes szondát Németországban, és legutóbb a KNOLL-t és másokat, amelyek félvezetőket használnak. mint például a szilícium) polimerekből készült nem porózus szórószondák, stb. A fent említett mikroszondás megoldás számunkra lehetetlen, mert magas szintű gyártástechnológiát és speciális felszerelést igényel. És mivel SNIM-tervezésünk a reflexiós módot választotta, végül az optikai szálas szonda megoldását alkalmaztuk. .
A mikroszondák fejlesztése során két szempontot kell figyelembe venni: egyrészt az optikai szonda fényáteresztő apertúráját a lehető legkisebbre kell alakítani; másrészt a fényáteresztő nyíláson átmenő fényáramnak a lehető legkisebbnek kell lennie. nagy, hogy magas jel-zaj arányt érjünk el. Az optikai szondáknál minél kisebb a tű átmérője, annál nagyobb a felbontás, de a fényáteresztő képesség kisebb lesz. Ugyanakkor szükséges, hogy a szonda kúpcsúcsa a lehető legrövidebb legyen, mert minél hosszabb a kúp csúcsa, annál messzebbre terjed a fény a hullámhosszánál kisebb hullámvezetőn, így a fénycsillapítás nagyobb lesz. . Ezért a száloptikai szondák gyártásánál az a cél, hogy kis tűméretű és rövid kúpos hegyű tűhegyet kapjunk.
