Ближнепольная оптическая микроскопия

Ближнепольная оптическая микроскопия (БОМ) — оптическая микроскопия, обеспечивающая разрешение лучшее, чем у обычного оптического микроскопа. Повышение разрешения БОМа достигается детектированием рассеяния света от изучаемого объекта на расстояниях меньших, чем длина волны света.^[1]^[2] В случае, если зонд (детектор) микроскопа ближнего поля снабжен устройством пространственного сканирования, то такой прибор называют сканирующим оптическим микроскопом ближнего поля. Такой микроскоп позволяет получать растровые изображения поверхностей и объектов с разрешением ниже дифракционного предела.

История

Идея БОМа была предложена в 1928 году Сингом (E. H. Synge), но она намного опередила технические возможности своего времени и осталась практически не замеченной. Её первое подтверждение было получено Эшем (E. A. Ash) в опытах с микроволнами в 1972 году. В начале 80-х годов группа исследователей из Цюрихской лаборатории фирмы IBM во главе с Дитером Полем (D. W. Pohl) проникла внутрь дифракционного предела и продемонстрировала разрешение $\lambda$ /20 на приборе, работающем в видимом оптическом диапазоне и получившем название сканирующего оптического микроскопа ближнего поля. Чуть раньше в той же лаборатории был создан первый сканирующий туннельный микроскоп, принесший ей всемирную известность^[1]^[3]

Принцип работы СБОМ микроскопа

Создание туннельного микроскопа положило начало целой области исследований — сканирующей зондовой микроскопии.

Однако все методы построения сканирующих микроскопов подразумевали измерение какого-либо неоптического параметра поверхности образца. Оптические же микроскопы были ограничены дифракционным пределом. Использование оптических ближнепольных зондов расширило возможности сканирующей зондовой микроскопии.

Если в качестве зонда взять миниатюрную диафрагму с отверстием в несколько нанометров — апертуру, то в соответствии с законами волновой оптики, видимый свет (с длиной волны несколько сот нанометров) проникает в такое маленькое отверстие, но не далеко, а на расстояние, сопоставимое с размерами отверстия. Если в пределах этого расстояния, в так называемом «ближнем поле», поставить образец, рассеянный от него свет будет регистрироваться. Перемещая диафрагму в непосредственной близости от образца, как в туннельном микроскопе, получим растровое изображение поверхности. Позднее были разработаны ближнепольные микроскопы, не использующие апертуру — безапертурный СБОМ.

Уникальность ближнепольной оптической микроскопии по сравнению с другими сканирующими методами состоит в том, что изображение строится непосредственно в оптическом диапазоне, в том числе видимого света, однако разрешение многократно превышает разрешение традиционных оптических систем.^[4]

См. также

Примечания

↑ ¹ ² Научная Сеть >> Преодоление дифракционного предела в оптике (неопр.). Дата обращения: 19 января 2008. Архивировано 14 февраля 2007 года.
↑ В.Ф. Дряхлушин, В. П. Вейко, Н. Б. Вознесенский, «Сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия и ближнепольные оптические зонды: свойства, изготовление и контроль параметров», Квант. электроника, 2007, 37 (2), 193—203.
↑ СБОМ — НТ-МДТ (неопр.). Дата обращения: 20 мая 2009. Архивировано из оригинала 17 февраля 2009 года.
↑ Забить болт: Тест арбалетного оружия | Журнал Популярная Механика (неопр.). Дата обращения: 19 января 2008. Архивировано из оригинала 18 ноября 2007 года.

Литература

Либенсон М. Н. Преодоление дифракционного предела в оптике. 2000.

[autogenerated1-1] ¹ ² Научная Сеть >> Преодоление дифракционного предела в оптике (неопр.). Дата обращения: 19 января 2008. Архивировано 14 февраля 2007 года.

[2] В.Ф. Дряхлушин, В. П. Вейко, Н. Б. Вознесенский, «Сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия и ближнепольные оптические зонды: свойства, изготовление и контроль параметров», Квант. электроника, 2007, 37 (2), 193—203.

[3] СБОМ — НТ-МДТ (неопр.). Дата обращения: 20 мая 2009. Архивировано из оригинала 17 февраля 2009 года.

[4] Забить болт: Тест арбалетного оружия | Журнал Популярная Механика (неопр.). Дата обращения: 19 января 2008. Архивировано из оригинала 18 ноября 2007 года.

[1]

[2]

[3]

[4]