Zastosowania mikroskopii optycznej bliskiego pola
Ponieważ mikroskopia optyczna bliskiego pola może przezwyciężyć wady tradycyjnej mikroskopii optycznej, takie jak niska rozdzielczość i uszkodzenia próbek biologicznych spowodowane skaningową mikroskopią elektronową i skaningową mikroskopią tunelową, jest ona coraz szerzej stosowana, szczególnie w dziedzinach biomedycyny jako a także nanomateriały i mikroelektronika.
Skaningowa mikroskopia optyczna bliskiego pola (SNIM) to gałąź SNOM, która polega na zastosowaniu technologii SNOM w polu podczerwieni. Aby uzyskać informacje o wysokiej rozdzielczości, mikrosondy do lokalizacji, skanowania i sondowania bliskiego pola są bardzo krytycznymi elementami SNIM. Istnieje wiele form mikrosond, które można z grubsza podzielić na dwie kategorie: sondy z małymi otworami i sondy bez otworów, a sondy z małymi otworami są często sondami światłowodowymi. Gdy odległość sondy światłowodowej od badanej próbki jest pewna, wielkość otworu przelotowego sondy światłowodowej oraz kształt kąta stożka końcówki decydują o rozdzielczości, czułości i wydajności transmisji SNIM. Jednak wykonanie światłowodu na podczerwień dla SNIM i mikrosondy jest trudne. W porównaniu z przygotowaniem sond światłowodowych w zakresie długości fal widzialnych, z jednej strony jest zbyt mało rodzajów włókien optycznych odpowiednich dla pasma średniej podczerwieni (2,5-25 mm); z drugiej strony istniejące światłowody podczerwieni są kruche, mają słabą ciągliwość i elastyczność oraz niezadowalające właściwości chemiczne. Aby zmniejszyć tłumienie światła, trudno jest wykonać wysokiej jakości sondę światłowodową na podczerwień.
Niektóre zagraniczne instytucje badawcze SNIM w sondzie wykorzystują inne sposoby sondy świetlnej, takie jak japońska Kawata i inne opracowania sferycznej sondy pryzmatycznej, niemiecka Fischer i inna sonda czworościenna, a ostatnio Zui KNOLL i inne zastosowania polimerów półprzewodnikowych (np. krzemowych) wykonane z nieporowatych sond rozpraszających i tak dalej. Powyższe rozwiązanie w postaci mikrosondy jest dla nas mało prawdopodobne, ze względu na wysoki poziom wymaganego procesu produkcyjnego, wymagającego specjalistycznego sprzętu, a także ze względu na to, że nasza konstrukcja SNIM wybiera tryb odbicia, zui ostatecznie przyjęło rozwiązanie sondy światłowodowej.
W procesie opracowywania mikrosondy należy wziąć pod uwagę dwa aspekty: z jednej strony konieczne jest, aby sonda optyczna przechodziła przez mały otwór tak mała, jak to możliwe, z drugiej strony, aby światło przepływało przez mały otwór jak najlepiej. możliwie duży, aby uzyskać wysoki stosunek sygnału do szumu. W przypadku sond światłowodowych im mniejsza średnica części igły, tym wyższa rozdzielczość, ale strumień świetlny będzie mniejszy. Jednocześnie im końcówka sondy jest krótsza, tym lepiej, bo im dłuższa końcówka, tym dalej następuje propagacja światła w falowodzie mniejszym niż jego długość fali, przez co tłumienie światła jest większe. Dlatego przy produkcji sond światłowodowych celem jest uzyskanie małej wielkości igły i końcówki o krótkiej końcówce.
