อะไรคือความแตกต่างระหว่างกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้และกล้องจุลทรรศน์แบบระยะไกล
กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้คืออะไร?
นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไปสู่พื้นที่ขนาดเล็กและมิติต่ำ และการพัฒนาเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์โพรบแบบสแกน ฟิลด์สหวิทยาการใหม่ - เลนส์ระยะใกล้ได้ถือกำเนิดขึ้นในสาขาทัศนศาสตร์ เลนส์ระยะใกล้ได้ปฏิวัติขีดจำกัดความละเอียดออพติคอลแบบดั้งเดิม การเกิดขึ้นของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบสแกนระยะใกล้ (NSOM) ชนิดใหม่หรือที่เรียกว่า SNOM ได้ขยายขอบเขตการมองเห็นของผู้คนจากครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบไปเป็นหลายสิบของความยาวคลื่น ซึ่งก็คือระดับนาโน ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้ เลนส์ในเครื่องมือวัดแสงแบบเดิมจะถูกแทนที่ด้วยหัววัดแบบใช้แสงขนาดเล็ก ซึ่งรูรับแสงส่วนปลายจะเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงมาก
ในช่วงต้นปี 1928 Synge เสนอว่าความละเอียดสูงพิเศษสามารถทำได้โดยการฉายแสงตกกระทบผ่านรูเล็กๆ ที่มีรูรับแสง 10 นาโนเมตรลงบนตัวอย่างที่มีระยะห่าง 10 นาโนเมตร จากนั้นสแกนและรวบรวมสัญญาณแสงในพื้นที่จุลภาคในขนาดขั้น 10 นาโนเมตร ในคำอธิบายที่เข้าใจง่ายนี้ Synge ได้ทำนายคุณสมบัติหลักของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้สมัยใหม่ไว้อย่างชัดเจน
ในปี พ.ศ. 2513 แอชและนิโคลส์ใช้แนวคิดเรื่องสนามใกล้เพื่อให้ได้ภาพสองมิติที่มีความละเอียด K/60 ในย่านความถี่ไมโครเวฟ (K=3cm) ในปี 1983 ศูนย์วิจัย BM Zurich ประสบความสำเร็จในการเตรียมรูแสงระดับนาโนที่ปลายคริสตัลควอตซ์ที่เคลือบด้วยโลหะ การใช้กระแสอุโมงค์เป็นการป้อนกลับระหว่างโพรบและตัวอย่าง เพื่อให้ได้ภาพที่มีความละเอียดออพติคอลสูงพิเศษที่ K/20 แรงผลักดันสำหรับเลนส์ระยะใกล้เพื่อดึงดูดความสนใจในวงกว้างมากขึ้นมาจาก AT&T Bell Lab ในปี 1991 Betzig และคณะ สร้างรูแสงทรงกรวยที่มีปริมาณงานสูงโดยใช้ใยแก้วนำแสง วางฟิล์มโลหะบางไว้ด้านข้าง และใช้วิธีการควบคุมระยะห่างของตัวอย่างหัววัดแรงเฉือนที่เป็นเอกลักษณ์ สิ่งนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มฟลักซ์โฟตอนตามขนาดหลายระดับเท่านั้น แต่ยังให้วิธีการควบคุมที่เสถียรและเชื่อถือได้ ซึ่งก่อให้เกิดการศึกษาชุดหนึ่งเกี่ยวกับการสังเกตด้วยแสงความละเอียดสูงในสาขาต่างๆ เช่น ชีววิทยา เคมี โดเมนแมกนีโต-ออปติคอล อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลความหนาแน่น และอุปกรณ์ควอนตัมที่ใช้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงระยะใกล้ สิ่งที่เรียกว่าเลนส์สนามใกล้นั้นสัมพันธ์กับเลนส์สนามไกล ทฤษฎีเกี่ยวกับแสงแบบดั้งเดิม เช่น ทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิตและทัศนศาสตร์กายภาพ โดยทั่วไปจะศึกษาเฉพาะการกระจายตัวของสนามแสงที่อยู่ห่างไกลจากแหล่งกำเนิดแสงหรือวัตถุ ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าทัศนศาสตร์ระยะไกล เลนส์สนามระยะไกลมีขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของสนามไกลในหลักการ ซึ่งจะจำกัดขนาดความละเอียดขั้นต่ำและขนาดการมาร์กขั้นต่ำ เมื่อใช้หลักเลนส์สนามไกลสำหรับกล้องจุลทรรศน์และการใช้งานด้านแสงอื่นๆ Near Field Optics ศึกษาการกระจายตัวของสนามแสงภายในช่วงความยาวคลื่นจากแหล่งกำเนิดแสงหรือวัตถุ ในด้านการวิจัยด้านทัศนศาสตร์ระยะใกล้ ขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของสนามระยะไกลถูกทำลาย และขีดจำกัดความละเอียดไม่ได้ถูกจำกัดในหลักการอีกต่อไปและอาจมีขนาดเล็กอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ดังนั้น ตามหลักการของทัศนศาสตร์ระยะใกล้ ความละเอียดเชิงแสงของการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์และการใช้งานด้านแสงอื่นๆ จึงสามารถปรับปรุงได้
ความละเอียดของแสงที่ใช้เทคโนโลยีออพติคอลระยะใกล้สามารถไปถึงระดับนาโนเมตร ซึ่งทะลุขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของเลนส์แบบเดิม ซึ่งจะทำให้เกิดการทำงาน วิธีการวัด และระบบเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์หลายสาขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนานาโนเทคโนโลยี ปัจจุบัน กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงสแกนระยะใกล้และสเปกโตรมิเตอร์ระยะใกล้ซึ่งใช้การตรวจจับภาคสนามแบบซ่อนเร้นได้ถูกนำมาใช้ในสาขาต่างๆ เช่น ฟิสิกส์ ชีววิทยา เคมี และวัสดุศาสตร์ และขอบเขตการใช้งานก็ขยายออกไปอย่างต่อเนื่อง การใช้งานอื่นๆ ที่อิงจากทัศนศาสตร์ระยะใกล้ เช่น การพิมพ์หินนาโนและการจัดเก็บแสงระยะใกล้ที่มีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษ ส่วนประกอบนาโนออปติก และการดักจับและการจัดการอนุภาคระดับนาโน ยังดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากอีกด้วย
นอกจากถูกเรียกว่ากล้องจุลทรรศน์แล้วยังไม่มีความคล้ายคลึงกันมากนัก
ประการแรก และความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือ ความละเอียดก็แตกต่างกัน กล้องจุลทรรศน์สนามไกลหรือที่รู้จักกันในชื่อกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงแบบดั้งเดิม ถูกจำกัดด้วยขีดจำกัดการเลี้ยวเบน ทำให้ยากต่อการถ่ายภาพอย่างชัดเจนในพื้นที่ที่เล็กกว่าความยาวคลื่นของแสง และกล้องจุลทรรศน์ระยะใกล้ก็สามารถถ่ายภาพได้ชัดเจน
ประการที่สอง หลักการแตกต่างออกไป กล้องจุลทรรศน์สนามไกลใช้การสะท้อนและการหักเหของแสง และสามารถทำได้โดยการรวมเลนส์เข้าด้วยกัน ในสนามระยะใกล้ จำเป็นต้องใช้โพรบเพื่อให้ได้สัญญาณแสงผ่านการมีเพศสัมพันธ์และการแปลงสนามอีวาเนสเซนต์และสนามส่งสัญญาณ
อีกทั้งความซับซ้อนและราคาของเครื่องมือ ฯลฯ
