اصل میکروسکوپ نوری تصویر نزدیک
میکروسکوپ نوری میدان نزدیک، بر اساس اصول تشخیص و تصویربرداری میدانهای غیر تابشی، میتواند از حد پراش میکروسکوپهای نوری معمولی عبور کند و تصویربرداری نوری و تحقیقات طیفسنجی در مقیاس نانو را با وضوح نوری فوقالعاده بالا انجام دهد.
یک میکروسکوپ نوری میدان نزدیک از یک پروب، دستگاه انتقال سیگنال، کنترل اسکن، پردازش سیگنال و سیستم بازخورد سیگنال تشکیل شده است. اصل تولید و تشخیص میدان نزدیک: هنگامی که نور فرودی به جسمی میتابد که ساختارهای ریز و ریز زیادی روی سطح آن دارد، امواج بازتابیدهای که توسط این ساختارهای ریز تحت تأثیر میدان نور فرودی ایجاد میشوند، شامل امواج ناپایدار محدود به سطح میشوند. جسم و امواج در حال انتشار که در فاصله ای دور منتشر می شوند. امواج ناپایدار از ساختارهای ظریف در اجسام (اجرای کوچکتر از طول موج) می آیند. و امواج منتشر شده از ساختارهای ناهموار موجود در جسم (اجرای بزرگتر از طول موج) می آیند، که حاوی هیچ اطلاعاتی در مورد ساختارهای ظریف جسم نیستند. اگر یک مرکز پراکندگی بسیار کوچک به عنوان یک نانوردیاب (مانند یک کاوشگر) استفاده شود و به اندازه کافی نزدیک به سطح یک جسم قرار گیرد، موج ناپدید کننده برانگیخته شده و باعث می شود که دوباره نور ساطع کند. نور تولید شده توسط این برانگیختگی همچنین حاوی امواج غیرقابل تشخیص و امواج در حال انتشار است که می توانند از فاصله دور شناسایی شوند و فرآیند تشخیص میدان نزدیک را تکمیل می کنند. تبدیل بین میدان فروپاشی و میدان انتشار به صورت خطی است و میدان انتشار به طور دقیق تغییرات میدان فروپاشی را منعکس می کند. اگر مرکز پراکندگی روی سطح یک جسم اسکن شود، می توان یک تصویر دو بعدی به دست آورد. بر اساس اصل متقابل، برهمکنش بین منبع نور روشنایی و آشکارساز نانو مبادله می شود. از یک منبع نور نانو (میدان محو شده) برای روشن کردن نمونه استفاده می شود. با توجه به اثر پراکندگی ساختار ظریف جسم بر میدان روشنایی، موج ناپایدار به یک موج انتشاری تبدیل می شود که از فاصله دور قابل تشخیص است و نتیجه کاملاً یکسان است.
میکروسکوپ نوری میدان نزدیک یک تکنیک تصویربرداری دیجیتال است که شامل اسکن و ثبت یک پروب نقطه به نقطه بر روی سطح نمونه است. شکل 1 یک نمودار اصلی تصویربرداری از یک میکروسکوپ نوری میدان نزدیک است. روش تقریب درشت xyz در شکل می تواند فاصله بین کاوشگر و نمونه را با دقت ده ها نانومتر تنظیم کند. و از اسکن xy و z-control می توان برای کنترل اسکن پروب و ردیابی بازخورد در جهت z با دقت 1 نانومتر استفاده کرد. لیزر فرودی در شکل از طریق یک فیبر نوری به کاوشگر وارد می شود و وضعیت پلاریزاسیون نور فرودی را می توان با توجه به نیازها تغییر داد. هنگامی که لیزر فرودی به نمونه تابش می کند، آشکارساز می تواند سیگنال انتقال مدوله شده و سیگنال بازتابی نمونه را به طور جداگانه جمع آوری کند، آنها را توسط یک لوله فتومولتیپلایر تقویت کند و سپس مستقیماً آنها را از آنالوگ به دیجیتال تبدیل کرده و از طریق رایانه جمع آوری کند یا وارد طیف سنج شود. از طریق یک سیستم طیف سنجی برای به دست آوردن اطلاعات طیفی. کنترل سیستم، جمعآوری دادهها، نمایش تصویر و پردازش دادهها همه توسط رایانهها تکمیل میشوند. از فرآیند تصویربرداری فوق، می توان دریافت که میکروسکوپ نوری میدان نزدیک می تواند به طور همزمان سه نوع اطلاعات را جمع آوری کند، یعنی مورفولوژی سطح نمونه، سیگنال های نوری میدان نزدیک و سیگنال های طیفی.
