ما هو الفرق بين مجهر المجال القريب ومجهر المجال البعيد
ما هو المجهر البصري القريب من المجال؟
منذ الثمانينيات ، مع تقدم العلم والتكنولوجيا إلى مساحات صغيرة ومنخفضة الأبعاد وتطوير تكنولوجيا الفحص المجهري للمسح ، ظهر موضوع جديد متعدد التخصصات - بصريات المجال القريب - في مجال البصريات. أحدثت بصريات المجال القريب ثورة في حدود الدقة البصرية التقليدية. أدى ظهور نوع جديد من المجهر البصري للمجال القريب (NSOM - المجهر البصري لمسح المجال القريب ، أو SNOM) إلى توسيع مجال رؤية الناس من نصف الطول الموجي للضوء الساقط إلى بضعة أعشار الطول الموجي ، أي مقياس نانومتر. في الفحص المجهري البصري للمجال القريب ، يتم استبدال العدسات الموجودة في الأدوات البصرية التقليدية بمجسات بصرية دقيقة ذات فتحات طرفية أصغر بكثير من الطول الموجي للضوء.
في وقت مبكر من عام 1928 ، اقترح Synge أنه بعد تشعيع الضوء الساقط من خلال ثقب صغير بفتحة 10 نانومتر لعينة بمسافة 10 نانومتر ، والمسح بحجم خطوة 10 نانومتر وجمع الإشارة الضوئية للمنطقة الدقيقة ، فمن الممكن للحصول على دقة فائقة. في هذا الوصف البديهي ، تنبأ Synge بوضوح بالسمات الرئيسية للفحص المجهري البصري الحديث للمجال القريب.
في عام 1970 ، طبق Ash و Nicholls مفهوم المجال القريب لتحقيق التصوير ثنائي الأبعاد بدقة K / 60 في نطاق الموجات الدقيقة (K =3 cm). في عام 1983 ، نجح مركز أبحاث BM زيورخ في تصنيع ثقوب ضوئية نانوية على طرف بلورة كوارتز مغلفة بالمعدن. يتم الحصول على صور عالية الدقة الضوئية عند K / 20 باستخدام تيار النفق كرد فعل للمسافة بين المسبار والعينة. جاء الدافع لجلب بصريات المجال القريب إلى اهتمام أوسع من مختبرات AT&T Bell. في عام 1991 ، Betzig et al. استخدم الألياف الضوئية لعمل ثقب بصري مدبب مع تدفق عالي للضوء ، ووضع فيلمًا معدنيًا على الجانب ، إلى جانب طريقة تعديل تباعد عينة مسبار قوة القص الفريدة ، والتي لم تؤدي فقط إلى زيادة تدفق الفوتون المرسل. في الوقت نفسه ، يوفر طريقة تحكم مستقرة وموثوقة ، والتي أدت إلى مراقبة بصرية عالية الدقة للفحص المجهري البصري للمجال القريب في مجالات مختلفة مثل علم الأحياء والكيمياء والمجالات المغناطيسية الضوئية وأجهزة تخزين المعلومات عالية الكثافة ، والأجهزة الكمومية. سلسلة دراسات. ما يسمى بصريات المجال القريب ذات صلة ببصريات المجال البعيد. عادةً ما تدرس النظريات البصرية التقليدية ، مثل البصريات الهندسية والبصريات الفيزيائية ، توزيع مجالات الضوء بعيدًا عن مصادر الضوء أو الأشياء ، ويشار إليها عمومًا باسم بصريات المجال البعيد. من حيث المبدأ ، يوجد حد حيود المجال البعيد في بصريات المجال البعيد ، مما يحد من الحد الأدنى لحجم الدقة والحد الأدنى لحجم العلامة عند استخدام مبدأ بصريات المجال البعيد للفحص المجهري والتطبيقات البصرية الأخرى. من ناحية أخرى ، تدرس بصريات المجال القريب توزيع مجالات الضوء ضمن نطاق الطول الموجي من مصدر الضوء أو الجسم. في مجال أبحاث البصريات في المجال القريب ، يتم كسر حد الانعراج للمجال البعيد ، ولم يعد حد الدقة خاضعًا لأي قيود من حيث المبدأ ، ويمكن أن يكون صغيرًا بشكل لا نهائي ، بحيث يكون الدقة البصرية للتصوير المجهري وغيرها من الصور البصرية يمكن تحسين التطبيقات بناءً على مبدأ بصريات المجال القريب. معدل.
يمكن أن تصل الدقة الضوئية القائمة على التكنولوجيا البصرية للمجال القريب إلى مستوى النانومتر ، مخترقة حد انحراف الدقة للبصريات التقليدية ، والتي ستوفر عمليات قوية وطرق قياس وأنظمة أدوات للعديد من مجالات البحث العلمي ، وخاصة تطوير تقنية النانو. في الوقت الحاضر ، تم تطبيق المجاهر الضوئية للمسح الميداني القريب ومقاييس الطيف للمجال القريب المستندة إلى الكشف الميداني الزائل في مجالات الفيزياء والبيولوجيا والكيمياء وعلوم المواد ، ويتوسع نطاق التطبيق باستمرار ؛ في حين أن التطبيقات الأخرى التي تعتمد على بصريات المجال القريب ، مثل الطباعة الحجرية النانوية والتخزين البصري القريب عالي الكثافة للغاية ، والمكونات الضوئية النانوية ، والتقاط ومعالجة الجسيمات النانوية ، وما إلى ذلك ، قد جذبت أيضًا انتباه كثير من العلماء.
بصرف النظر عن حقيقة أنهما يطلق عليهما المجاهر ، فلا يوجد الكثير من أوجه التشابه.
بادئ ذي بدء ، يتمثل الاختلاف الأكبر في اختلاف الدقة. مجهر المجال البعيد ، أي المجهر الضوئي التقليدي ، مقيد بحد الانعراج. من الصعب التصوير بوضوح في مناطق أصغر من الطول الموجي للضوء ؛ بينما يمكن لمجهر المجال القريب تحقيق تصوير واضح.
ثانياً ، المبدأ مختلف. يستخدم مجهر المجال البعيد انعكاس وانكسار الضوء ، وما إلى ذلك ، ويمكنه استخدام مزيج من العدسات ؛ بينما في المجال القريب ، هناك حاجة إلى مسبار ، ويتم استخدام اقتران وتحويل المجال الزائل وحقل الإرسال لتحقيق محاذاة الضوء. الحصول على إشارة.
أيضًا ، تعقيد الأداة والتكلفة وما إلى ذلك ، كلاهما ليسا متماثلين.
