Prinsip Mikroskop Optik Gambar Dekat
Mikroskop optik medan dekat, berdasarkan prinsip deteksi dan pencitraan bidang non-radiasi, dapat menembus batas difraksi mikroskop optik biasa dan melakukan penelitian pencitraan optik dan spektroskopi skala nano pada resolusi optik sangat tinggi.
Mikroskop optik jarak dekat terdiri dari probe, perangkat transmisi sinyal, kontrol pemindaian, pemrosesan sinyal, dan sistem umpan balik sinyal. Prinsip pembangkitan dan deteksi medan dekat: Ketika cahaya datang menyinari suatu objek dengan banyak struktur kecil dan halus di permukaannya, gelombang pantulan yang dihasilkan oleh struktur halus ini di bawah pengaruh medan cahaya datang mencakup gelombang cepat berlalu dr ingatan yang terbatas pada permukaan. benda dan merambatkan gelombang yang merambat hingga jarak tertentu. Gelombang cepat berlalu dr ingatan berasal dari struktur halus pada benda (benda yang lebih kecil dari panjang gelombangnya). Dan gelombang yang merambat berasal dari struktur kasar pada benda (benda yang lebih besar dari panjang gelombangnya), yang tidak mengandung informasi apapun tentang struktur halus benda tersebut. Jika pusat hamburan yang sangat kecil digunakan sebagai nanodetektor (seperti probe) dan ditempatkan cukup dekat dengan permukaan suatu benda, gelombang cepat berlalu dr ingatan akan tereksitasi, menyebabkannya memancarkan cahaya lagi. Cahaya yang dihasilkan oleh eksitasi ini juga mengandung gelombang cepat berlalu dr ingatan yang tidak dapat dideteksi dan gelombang merambat yang dapat dideteksi dari jarak jauh, sehingga menyelesaikan proses deteksi medan dekat. Konversi antara bidang cepat berlalu dr ingatan dan bidang propagasi bersifat linier, dan bidang propagasi secara akurat mencerminkan perubahan dalam bidang cepat berlalu dr ingatan. Jika pusat hamburan dipindai pada permukaan suatu benda, maka dapat diperoleh gambar dua dimensi. Menurut prinsip timbal balik, interaksi antara sumber cahaya iluminasi dan detektor nano ditukar. Sumber cahaya nano (bidang cepat berlalu dr ingatan) digunakan untuk menerangi sampel. Karena efek hamburan struktur halus objek pada bidang iluminasi, gelombang cepat berlalu dr ingatan diubah menjadi gelombang rambat yang dapat dideteksi dari jarak jauh, dan hasilnya sepenuhnya sama.
Mikroskop optik medan dekat adalah teknik pencitraan digital yang melibatkan pemindaian dan perekaman probe titik demi titik pada permukaan sampel. Gambar 1 adalah diagram prinsip pencitraan mikroskop optik jarak dekat. Metode perkiraan kasar xyz pada gambar dapat mengatur jarak antara probe dan sampel dengan akurasi puluhan nanometer; Dan pemindaian xy dan kontrol-z dapat digunakan untuk mengontrol pemindaian probe dan pelacakan umpan balik dalam arah z dengan presisi 1nm. Laser insiden pada gambar dimasukkan ke dalam probe melalui serat optik, dan keadaan polarisasi cahaya insiden dapat diubah sesuai kebutuhan. Ketika laser yang datang menyinari sampel, detektor dapat secara terpisah mengumpulkan sinyal transmisi termodulasi dan sinyal refleksi sampel, memperkuatnya dengan tabung fotomultiplier, dan kemudian langsung mengubahnya dari analog ke digital dan mengumpulkannya melalui komputer atau memasukkan spektrometer melalui sistem spektroskopi untuk memperoleh informasi spektral. Kontrol sistem, akuisisi data, tampilan gambar, dan pemrosesan data semuanya diselesaikan oleh komputer. Dari proses pencitraan di atas terlihat bahwa mikroskop optik jarak dekat secara bersamaan dapat mengumpulkan tiga jenis informasi, yaitu morfologi permukaan sampel, sinyal optik jarak dekat, dan sinyal spektral.
