تطبيقات المجهر الضوئي للمجال القريب
نظرًا لأن المجهر الضوئي قريب المدى يمكنه التغلب على أوجه القصور في المجهر الضوئي التقليدي مثل الدقة المنخفضة والأضرار التي تلحق بالعينات البيولوجية الناجمة عن المجهر الإلكتروني الماسح والمجهر النفقي الماسح، فقد تم استخدامه على نطاق واسع، خاصة في مجالات الطب الحيوي مثل وكذلك المواد النانوية والالكترونيات الدقيقة.
يعد المسح المجهري البصري للمجال القريب (SNIM) فرعًا من SNOM، وهو تطبيق لتقنية SNOM في مجال الأشعة تحت الحمراء. من أجل الحصول على معلومات عالية الدقة، تعد المسابير الدقيقة للتوطين والمسح الضوئي والتحقق من المجال القريب أجزاء بالغة الأهمية في SNIM. هناك العديد من أشكال المجسات الدقيقة، والتي تنقسم تقريبًا إلى فئتين: مجسات ذات فتحات صغيرة ومسابير غير ذات فتحات، وغالبًا ما تكون مجسات الفتحات الصغيرة عبارة عن مجسات ألياف ضوئية. عندما تكون المسافة من مسبار الألياف الضوئية إلى العينة قيد الاختبار مؤكدة، فإن حجم فتحة مسبار الألياف الضوئية وشكل الزاوية المخروطية للطرف يحددان الدقة والحساسية وكفاءة الإرسال لـ SNIM. ومع ذلك، فمن الصعب صنع ألياف الأشعة تحت الحمراء لـ SNIM والمسبار الصغير. بالمقارنة مع إعداد مجسات الألياف الضوئية في نطاق الطول الموجي المرئي، من ناحية، هناك عدد قليل جدًا من أنواع الألياف الضوئية المناسبة لنطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء المتوسطة (2.5-25 مم)؛ ومن ناحية أخرى، فإن الألياف الضوئية الموجودة بالأشعة تحت الحمراء هشة، وذات ليونة ومرونة ضعيفة، وذات خصائص كيميائية غير مرضية. من أجل تقليل توهين الضوء، من الصعب إجراء مسبار ألياف الأشعة تحت الحمراء عالي الجودة.
تستخدم بعض مؤسسات SNIM البحثية الأجنبية في المسبار طرقًا أخرى لمسبار الضوء، مثل Kawata الياباني وغيره من مسبار المنشور الكروي المطور، وFischer الألماني وغيره من مسبار رباعي السطوح، وzui مؤخرًا KNOLL وغيرها من استخدامات بوليمرات أشباه الموصلات (مثل السيليكون). مصنوعة من تحقيقات تشتت غير مسامية وما إلى ذلك. حل المسبار الدقيق المذكور أعلاه غير محتمل بالنسبة لنا، نظرًا للمستوى العالي من عملية الإنتاج المطلوبة، والتي تتطلب معدات متخصصة، ونظرًا لاختيار تصميم SNIM الخاص بنا وضع الانعكاس، اعتمدت Zui أخيرًا حل مسبار الألياف الضوئية.
في عملية تطوير المسبار الدقيق، هناك جانبان يجب مراعاتهما: من ناحية، من الضروري جعل المسبار البصري من خلال الثقب الصغير صغيرًا قدر الإمكان، ومن ناحية أخرى، لجعل الضوء يتدفق عبر الثقب الصغير قدر الإمكان. كبيرة قدر الإمكان، من أجل الحصول على نسبة إشارة إلى ضوضاء عالية. بالنسبة إلى مجسات الألياف الضوئية، كلما كان قطر جزء الإبرة أصغر، زادت الدقة، لكن التدفق الضوئي سيصبح أصغر. في الوقت نفسه، يكون جزء طرف المسبار أقصر كلما كان ذلك أفضل، لأنه كلما زاد طول الطرف، كان انتشار الضوء من خلال دليل موجي أصغر من طوله الموجي أبعد أيضًا، بحيث يكون توهين الضوء أكبر. ولذلك، فإن إنتاج مسبار الألياف الضوئية في السعي لتحقيق الهدف هو الحصول على حجم إبرة صغير وطرف الطرف القصير.
