🗊Презентация Ближнепольная оптическая спектроскопия

Ближнепольная оптическая спектроскопия

Дифракционный предел Оптический микроскоп не способен различать объекты, размер которых меньше значения: R= - длина электромагнитной волны в вакууме n - показатель преломления среды θ – апертурный угол У хороших микроскопов θ близок к 90°, и следовательно, предельное разрешение близко к дифракционному пределу R=λ/2n. Меньший размер пятна не позволяет получить явление дифракции электромагнитных волн.

История развития теории БОМ 1928 - Сингом (E.H. Synge) была предложена теория БОМ. 1972 - Эшем (E.A. Ash) в опытах с микроволнами было получено её первое подтверждение. 1982 - Дитером Полем (лаборатория фирмы IBM, г. Цюрих, Швейцария) был изобретен ближнепольный оптический микроскоп (БОМ) (сразу вслед за изобретением туннельного микроскопа).

Основные узлы БОМ Микрообъектив, работающий в отраженном свете; Микрообъектив, работающий в проходящем свете; Пьезодвижитель для перемещения зонда с аппертурой D < λ и <250нм; Зонд; Лазер; Сканер с возможностью перемещения стола в системах координат: Х-У-Z, Х, У;

Теория и Принцип работы БОМ

Схема и описание зонда

Существует два способа локализации электромагнитного поля: апертурный и безапертурный. Существует два способа локализации электромагнитного поля: апертурный и безапертурный. 1) Для освещения объекта и/или детектирования сигнала используется апертура, размер которой может быть существенно меньше длины волны (d << λ). Как правило, для этой цели используются зонды на основе оптического волокна покрытого металлом и апертурой на конце зонда. При этом апертура должна располагаться на расстоянии от поверхности меньшем, чем длина волны (h << λ). 2) Для локализации излучения используется иголка зонда, поднесенная к освещенной поверхности на расстояние меньше длины волны. В таком режиме острие рассеивает (превращает в дальнее) ближнее поле, локализованное у поверхности образца.

Микроскопия ближнего поля с использованием апертуры

На данном этапе развития техники БОМ конкурируют с электронными микроскопами и имеют свои преимущества и недостатки. На данном этапе развития техники БОМ конкурируют с электронными микроскопами и имеют свои преимущества и недостатки. Сравнение БОМ и ЭМ

Преимущества БОМ: Преимущества БОМ: 1.Световой работает как в воздухе, так и в жидкости и в вакууме, в отличие от ЭМ, работающего только в вакууме. 2.Субстрат может быть живой (клетки) или не живой, в отличие от ЭМ, в котором используется только не живой, так как процесс проводится в вакууме. 3.Изображение – цветное 4.БОМ значительно меньше по размерам, проще и дешевле Недостатки БОМ: 1.Так как размер электрона намного меньше длины волны света, то разрешающая способность электронного микроскопа на несколько порядков больше чем у светового. Разрешающая способность светового микроскопа ограничена длиной световых волн. 2.Увеличение ЭМ больше, чем у БОМ.

Общий вид БОМ

Приборы