Princip optičke mikroskopije blizu slike
Optička mikroskopija bliskog polja, koja se temelji na principima detekcije i slikanja neradijacijskih polja, može probiti granicu difrakcije običnih optičkih mikroskopa i izvesti optičko snimanje i spektroskopsko istraživanje u nanoskali pri ultra-visokoj optičkoj rezoluciji.
Optički mikroskop bliskog polja sastoji se od sonde, uređaja za prijenos signala, kontrole skeniranja, obrade signala i sustava povratne sprege signala. Načelo generiranja i otkrivanja bliskog polja: kada upadno svjetlo obasjava objekt s mnogo sićušnih i finih struktura na površini, reflektirani valovi koje stvaraju te fine strukture pod djelovanjem upadnog svjetlosnog polja uključuju evanescentne valove ograničene na površinu objekt i valovi koji se šire na daljinu. Evanescentni valovi dolaze iz suptilnih struktura u objektima (objekti manji od valne duljine). A valovi koji se šire dolaze iz grubih struktura u objektu (objekti veći od valne duljine), koji ne sadrže nikakve informacije o suptilnim strukturama objekta. Ako se vrlo mali centar raspršenja koristi kao nanodetektor (kao što je sonda) i postavi dovoljno blizu površine objekta, evanescentni val će biti pobuđen, uzrokujući ponovno emitiranje svjetlosti. Svjetlost koju stvara ova ekscitacija također sadrži nedetektabilne evanescentne valove i valove koji se šire i koji se mogu detektirati na daljinu, čime se dovršava proces detekcije bliskog polja. Pretvorba između evanescentnog polja i polja propagacije je linearna, a polje propagacije točno odražava promjene u evanescentnom polju. Ako se središte raspršenja skenira na površini objekta, može se dobiti dvodimenzionalna slika. Prema principu reciprociteta, interakcija između izvora osvjetljenja i nano detektora je zamijenjena. Za osvjetljavanje uzorka koristi se nano izvor svjetlosti (evanescentno polje). Zbog efekta raspršenja fine strukture objekta na polje osvjetljenja, evanescentni val se pretvara u propagirajući val koji se može detektirati na daljinu, a rezultat je potpuno isti.
Optička mikroskopija bliskog polja je tehnika digitalnog snimanja koja uključuje skeniranje i snimanje sonde točku po točku na površini uzorka. Slika 1 je dijagram načela snimanja optičkog mikroskopa bliskog polja. Metoda grube aproksimacije xyz na slici može prilagoditi udaljenost između sonde i uzorka s točnošću od desetaka nanometara; A xy skeniranje i z-kontrola mogu se koristiti za kontrolu skeniranja sonde i praćenja povratnih informacija u z-smjeru s preciznošću od 1 nm. Upadni laser na slici uvodi se u sondu kroz optičko vlakno, a stanje polarizacije upadne svjetlosti može se mijenjati prema zahtjevima. Kada upadni laser ozrači uzorak, detektor može odvojeno prikupiti modulirani signal prijenosa i signal refleksije uzorka, pojačati ih fotomultiplikatorskom cijevi, a zatim ih izravno pretvoriti iz analognog u digitalni i prikupiti ih putem računala ili ući u spektrometar. kroz spektroskopski sustav za dobivanje spektralnih informacija. Kontrolu sustava, prikupljanje podataka, prikaz slike i obradu podataka obavljaju računala. Iz gornjeg procesa snimanja može se vidjeti da optička mikroskopija bliskog polja može istovremeno prikupiti tri vrste informacija, naime morfologiju površine uzorka, optičke signale bliskog polja i spektralne signale.
