扫描近场光学显微镜概述及应用

扫描近场光学显微镜（SNOM-Scanning Near-field Oetical Microscope）是一种基于近场探测原理发展起来的光学扫描探针显微镜（SPM）技术。其分辨率突破光学衍射极限，达到10~。 200. 米在技术应用方面。 SNOM 为单分子检测、生物结构、纳米微结构研究、半导体外包分析和大多数子结构研究提供了强大的工具。在物理学中。它将量子光学、波导光学、介观物理等学科结合在一起，从而开辟了一个新的光学研究领域——近场光学（Near-fie Mountain OptiCS）。一、SNOM发展历程及国内外根据“阿贝尔"原理，传统光学显微镜的分辨率受光学衍射极限的限制，即： ne=== 公式中人工照明光波长，i和O分别是物空间折射率和半角孔径。
20世纪80年代以来，随着科学技术向小尺度、低维空间的推进和扫描探针显微镜的发展，光学领域出现了一门新学科——近场光学。近场光学是指在光电探测器与探测器与样品之间的距离小于辐射波长的情况下的光学现象；近场光学显微镜是一种基于近场光学理论的新型超高空间分辨率光学仪器。 1984年，近场光学显微镜雏形“光学听诊器"的发明，标志着光学显微镜衍射极限分辨率的shou次突破。自 1992 年使用单模光纤制作光学探头，并利用剪切力来测量和控制探头件端与样品表面的距离后，近场光学显微镜开始被用作一种方法。观察和研究亚波长物体的外观和外观。一种具有固有特性的新型光学仪器。在接下来的几年里，它在纳米和介观尺度上的物理、化学、生物、医学和信息等领域得到了广泛的应用。

近场光学显微镜的应用：
由于近场光学显微镜可以克服传统光学显微镜分辨率低以及扫描电子显微镜和扫描隧道显微镜对生物样品的损伤等缺点，因此得到越来越广泛的应用，尤其是在生物医学、纳米材料和微电子领域.
扫描近场光学显微镜（SNIM）是SNOM的一个分支，是SNOM技术在红外领域的应用。高分辨率用于定位、扫描和近场检测的信息、微探针是 SNIM 非常关键的部分。微探针的种类很多，大致可以分为小孔探针和无孔探针两大类，而小孔探针往往是光纤探针。当光纤探头与待测样品的距离一定时，光纤探头透光孔的大小和针尖的锥角形状决定了SNIM的分辨率、灵敏度和传输效率。但是，制作SNIM和微探针的红外光纤比较困难。与可见光波段光纤探针的制备相比，一方面，适用于中红外波段（2.5~25mm）的光纤种类太少；另一方面，现有的红外光纤比较脆，延展性和柔韧性较差。而且化学性质也不理想。为了减少光衰减，制作高质量的红外光纤探头难度更大。

在微探针研制过程中，必须考虑两个方面：一方面，光学探针的通光孔径必须做得尽可能小；获得高信噪比可能会很大。对于光纤探头，针径越小，分辨率越高，但透光率会变小。同时，要求探头的jian端越短越好，因为jian端越长，光通过小于其波长的波导越远，光衰减越大。因此，制造光纤探头所追求的目标是获得针头尺寸小、锥尖短的针尖。