ما الفرق بين الفحص المجهري للمجال القريب والمجهر للمجال البعيد
ما هو المجهر الضوئي قريب المجال؟
منذ الثمانينيات، ومع تقدم العلوم والتكنولوجيا نحو الفضاء صغير الحجم ومنخفض الأبعاد، وتطور تقنية الفحص المجهري الماسح، ظهر مجال جديد متعدد التخصصات - البصريات القريبة من المجال في مجال البصريات. لقد أحدثت بصريات المجال القريب ثورة في حدود الدقة البصرية التقليدية. أدى ظهور نوع جديد من المجهر الضوئي للمسح قريب المدى (NSOM)، المعروف أيضًا باسم SNOM، إلى توسيع مجال رؤية الأشخاص من نصف الطول الموجي للضوء الساقط إلى عدة عشرات من الأطوال الموجية، أي مقياس النانو. في المجهر الضوئي للمجال القريب، يتم استبدال العدسة في الأجهزة البصرية التقليدية بمسبار بصري صغير، تكون فتحة طرفه أصغر بكثير من الطول الموجي للضوء.
في وقت مبكر من عام 1928، اقترح سينج أنه يمكن تحقيق دقة عالية للغاية من خلال تسليط الضوء الساقط من خلال ثقب صغير بفتحة 10 نانومتر على عينة بمسافة 10 نانومتر، ومسح وتجميع الإشارات الضوئية في المنطقة الدقيقة بحجم خطوة. من 10 نانومتر. في هذا الوصف البديهي، تنبأ سينج بوضوح بالسمات الرئيسية للمجاهر الضوئية الحديثة ذات المجال القريب.
في عام 1970، طبق آش ونيكولز مفهوم المجال القريب لتحقيق تصوير ثنائي الأبعاد بدقة K/60 في نطاق الموجات الميكروية (K=3cm). في عام 1983، نجح مركز أبحاث BM في زيوريخ في إعداد مسام بصرية نانوية الحجم عند أطراف بلورات الكوارتز المطلية بالمعدن. باستخدام تيار النفق كردود فعل بين المسبار والعينة، احصل على صورة ذات دقة بصرية عالية جدًا تبلغ K/20. القوة الدافعة للبصريات القريبة من المجال لجذب المزيد من الاهتمام على نطاق واسع تأتي من AT&T Bell Lab. في عام 1991، بيتزيج وآخرون. صنع ثقوبًا بصرية مخروطية عالية الإنتاجية باستخدام الألياف الضوئية، وترسب أغشية رقيقة معدنية على الجانب، واستخدم طريقة فريدة للتحكم في تباعد العينات باستخدام مسبار قوة القص. لم يؤدي هذا إلى زيادة تدفق الفوتون بعدة مراتب من حيث الحجم فحسب، بل قدم أيضًا طريقة تحكم مستقرة وموثوقة، مما أدى إلى سلسلة من الدراسات حول المراقبة البصرية عالية الدقة في مجالات مختلفة مثل البيولوجيا والكيمياء والمجالات المغناطيسية الضوئية والعالية الدقة. أجهزة تخزين معلومات الكثافة، والأجهزة الكمومية التي تستخدم المجهر الضوئي قريب المدى. إن ما يسمى ببصريات المجال القريب قريب من بصريات المجال البعيد. النظريات البصرية التقليدية، مثل البصريات الهندسية والبصريات الفيزيائية، تدرس عادةً فقط توزيع مجالات الضوء بعيدًا عن مصادر الضوء أو الأشياء، والتي يشار إليها عادةً باسم بصريات المجال البعيد. تتمتع بصريات المجال البعيد بحد حيود المجال البعيد من حيث المبدأ، مما يحد من الحد الأدنى لحجم الدقة والحد الأدنى لحجم العلامات عند استخدام مبادئ بصريات المجال البعيد للفحص المجهري والتطبيقات البصرية الأخرى. تدرس بصريات المجال القريب توزيع مجال الضوء ضمن نطاق الطول الموجي من مصدر الضوء أو الجسم. في مجال أبحاث البصريات القريبة من المجال، تم كسر حد حيود المجال البعيد، ولم يعد حد الدقة محدودًا من حيث المبدأ ويمكن أن يكون صغيرًا بلا حدود. لذلك، استنادًا إلى مبادئ بصريات المجال القريب، يمكن تحسين الدقة البصرية للتصوير المجهري والتطبيقات البصرية الأخرى.
يمكن أن تصل الدقة البصرية المعتمدة على التكنولوجيا البصرية للمجال القريب إلى مستوى النانومتر، متجاوزة حد الحيود للبصريات التقليدية. وهذا سيوفر عمليات قوية وطرق قياس وأنظمة أدوات للعديد من مجالات البحث العلمي، وخاصة تطوير تكنولوجيا النانو. في الوقت الحاضر، تم تطبيق المجاهر الضوئية المسحة للمجال القريب ومقاييس الطيف للمجال القريب القائمة على الكشف عن المجال المخفي في مجالات مثل الفيزياء والبيولوجيا والكيمياء وعلوم المواد، ويتوسع نطاق تطبيقها باستمرار؛ التطبيقات الأخرى المعتمدة على بصريات المجال القريب، مثل الطباعة الحجرية النانوية والتخزين البصري عالي الكثافة في المجال القريب، والمكونات النانوية البصرية، والتقاط ومعالجة الجسيمات النانوية، جذبت أيضًا انتباه العديد من العاملين العلميين.
إلى جانب تسميتها بالمجاهر، لا يوجد الكثير من أوجه التشابه.
أولاً، والفرق الأكبر أيضًا، هو أن القرار مختلف. الفحص المجهري للمجال البعيد، المعروف أيضًا باسم المجهر الضوئي التقليدي، مقيد بحد الحيود، مما يجعل من الصعب تصويره بوضوح في المناطق الأصغر من الطول الموجي للضوء؛ ويمكن للفحص المجهري للمجال القريب أن يحقق تصويرًا واضحًا.
ثانيا، المبدأ مختلف. يستخدم الفحص المجهري للمجال البعيد انعكاس وانكسار الضوء، ويمكن تحقيقه من خلال الجمع بين العدسات؛ في المجال القريب، هناك حاجة إلى تحقيقات لتحقيق الحصول على الإشارات الضوئية من خلال اقتران وتحويل مجالات التلاشي والإرسال.
بالإضافة إلى تعقيد الأدوات وتكاليفها، وما إلى ذلك.
