หลักการและการประยุกต์ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงใกล้สนาม (ชื่อภาษาอังกฤษ: SNOM) ขึ้นอยู่กับหลักการของการตรวจจับและการถ่ายภาพสนามที่ไม่ใช่รังสีสามารถทะลุขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงธรรมดาได้โดยใช้โพรบขนาดความยาวคลื่นย่อยในสนามใกล้ ห่างจากพื้นผิวของตัวอย่างไม่กี่นาโนเมตรสำหรับเทคโนโลยีการสแกนและการถ่ายภาพ ในระยะการสังเกตระยะใกล้ การสแกนในตัวอย่างและในเวลาเดียวกันเพื่อให้ได้ความละเอียดสูงกว่าขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของภาพภูมิประเทศและออปติคัล ภาพของกล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้เหมาะสำหรับการถ่ายภาพด้วยแสงระดับนาโนและการศึกษาสเปกโทรสโกปีระดับนาโนที่ความละเอียดแสงสูงเป็นพิเศษ ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไปได้รับผลกระทบจากขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของแสง และความละเอียดไม่เกินระดับความยาวคลื่นนั้น แตกต่างจากกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงทั่วไป กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้ใช้โพรบสเกลความยาวคลื่นย่อยเพื่อให้ได้ความละเอียดที่เล็กลง
หลักการของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้:
การใช้ท่อนำคลื่นใยแก้วนำแสงที่หลอมละลายหรือสึกกร่อนซึ่งทำจากโพรบที่เคลือบด้วยฟิล์มโลหะที่ด้านนอกทำให้เกิดส่วนปลายของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 นาโนเมตรถึง 100 นาโนเมตรของรูรับแสงแบบแสง (รูรับแสงแบบแสง) ของช่องรับแสงที่ใกล้เคียง หัววัดแบบออปติคอลภาคสนามจากนั้นสามารถใช้เป็นการเคลื่อนที่ที่แม่นยำและการตรวจจับการสแกนของวัสดุเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก (เซรามิกเพียโซอิเล็กทริก) ด้วยแรงอะตอม กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (กล้องจุลทรรศน์แรงอะตอมมิก, AFM) เพื่อให้การควบคุมป้อนกลับความสูงที่แม่นยำแสงระยะใกล้ โพรบจะมีความแม่นยำมาก (แนวตั้งและแนวนอนในทิศทางของพื้นผิวตัวอย่างของความละเอียดเชิงพื้นที่สามารถประมาณ 0.1 นาโนเมตรและ 1 นาโนเมตร) การควบคุมในพื้นผิวตัวอย่างที่ความสูงของ 1 นาโนเมตรถึง 100 นาโนเมตร การควบคุมป้อนกลับเชิงพื้นที่สามมิติของใกล้เคียง การสแกนภาคสนาม (การสแกน) และมีรูรับแสงนาโนของหัววัดไฟเบอร์ออปติกสามารถใช้เพื่อรับหรือส่งข้อมูลแสงได้ จึงได้พื้นที่จริงของภาพออพติคอลสนามใกล้สามมิติ เนื่องจากระยะห่างระหว่างมันกับ พื้นผิวตัวอย่างมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นทั่วไปของแสง ข้อมูลที่วัดได้ทั้งหมดเป็นข้อมูลออปติคัลระยะใกล้ โดยไม่มีขีดจำกัดออปติคัลออปติคอลทั่วไปในระยะไกลทั่วไปของขีดจำกัดความละเอียดออปติคัลของช็อตที่ล้อมรอบ
การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้:
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้ทะลุขีดจำกัดการเลี่ยงผ่านแสงแบบดั้งเดิม สามารถใช้แสงโดยตรงเพื่อสังเกตวัสดุนาโน วิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและข้อบกพร่องขององค์ประกอบนาโน และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้ถูกนำมาใช้เพื่อวิเคราะห์ส่วนประกอบเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากมีความละเอียดสูง จึงสามารถใช้เพื่อเข้าถึงข้อมูลที่มีความหนาแน่นสูงได้ ปัจจุบัน มีการผลิตออปติคัลดิสก์ระยะใกล้ที่มีความละเอียดสูงพิเศษมากกว่า 100 GB โดยใช้เทคโนโลยีนี้ นอกจากนี้ยังใช้สำหรับการวิเคราะห์ชีวโมเลกุลและการเรืองแสงของโปรตีนด้วยกล้องจุลทรรศน์ในระยะใกล้
หลักการและโครงสร้างของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้:
โดยทั่วไป ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงจะอยู่ที่เพียงไม่กี่ร้อยนาโนเมตรเมื่อสังเกตในระยะไกล เนื่องจากข้อจำกัดของเส้นรอบวงของคลื่นแสง อย่างไรก็ตาม เมื่อสังเกตในสนามใกล้ จะสามารถหลีกเลี่ยงการม้วนและการรบกวนได้ และสามารถเอาชนะข้อจำกัดของการม้วนเพื่อเพิ่มความละเอียดเป็นประมาณสิบนาโนเมตร ในโครงสร้างของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้นั้น จะใช้ใยแก้วนำแสงแบบเรียวซึ่งมีรูรับแสงหลายสิบนาโนเมตรที่ปลายสุดเพื่อใช้เป็นโพรบ ระยะห่างระหว่างโพรบกับวัตถุที่จะวัดได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำภายในช่วงการสังเกตระยะใกล้ และใช้เซรามิกเพียโซอิเล็กทริกที่สามารถวางตำแหน่งและสแกนได้อย่างแม่นยำเพื่อดำเนินการสแกนเชิงพื้นที่ระยะใกล้เชิงพื้นที่สามมิติร่วมกับ ระบบควบคุมการตอบรับสูงโดยกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม หัววัดไฟเบอร์ออปติกรับหรือส่งสัญญาณแสงเพื่อให้ได้ภาพออปติคัลระยะใกล้แบบ 3 มิติ
