निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी और दूर-क्षेत्र माइक्रोस्कोपी के बीच क्या अंतर है?
निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप क्या है?
1980 के दशक से, छोटे पैमाने और निम्न आयामी अंतरिक्ष की दिशा में विज्ञान और प्रौद्योगिकी की प्रगति और स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी तकनीक के विकास के साथ, प्रकाशिकी के क्षेत्र में एक नया अंतःविषय क्षेत्र - निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी उभरा है। नियर फील्ड ऑप्टिक्स ने पारंपरिक ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन सीमा में क्रांति ला दी है। एक नए प्रकार के निकट-क्षेत्र स्कैनिंग ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप (एनएसओएम) के उद्भव, जिसे एसएनओएम भी कहा जाता है, ने लोगों के देखने के क्षेत्र को घटना प्रकाश की आधी तरंग दैर्ध्य से कई दसियों तरंग दैर्ध्य, यानी नैनोस्केल तक विस्तारित किया है। निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी में, पारंपरिक ऑप्टिकल उपकरणों में लेंस को एक छोटी ऑप्टिकल जांच से बदल दिया जाता है, जिसका टिप एपर्चर प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटा होता है।
1928 की शुरुआत में, सिंज ने प्रस्तावित किया था कि 10nm की दूरी वाले नमूने पर 10nm के एपर्चर के साथ एक छोटे छेद के माध्यम से घटना प्रकाश को चमकाने, एक चरण आकार में सूक्ष्म क्षेत्र में प्रकाश संकेतों को स्कैन करने और एकत्र करने से अल्ट्रा-उच्च रिज़ॉल्यूशन प्राप्त किया जा सकता है। 10nm का. इस सहज विवरण में, सिंज ने आधुनिक निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप की मुख्य विशेषताओं की स्पष्ट रूप से भविष्यवाणी की है।
1970 में, ऐश और निकोल्स ने माइक्रोवेव बैंड (K=3cm) में K/60 के रिज़ॉल्यूशन के साथ द्वि-आयामी इमेजिंग प्राप्त करने के लिए निकट-क्षेत्र की अवधारणा को लागू किया। 1983 में, बीएम ज्यूरिख रिसर्च सेंटर ने धातु लेपित क्वार्ट्ज क्रिस्टल की युक्तियों पर नैनोस्केल ऑप्टिकल छिद्रों को सफलतापूर्वक तैयार किया। जांच और नमूने के बीच फीडबैक के रूप में टनलिंग करंट का उपयोग करके, K/20 की एक अति-उच्च ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन छवि प्राप्त करें। अधिक व्यापक ध्यान आकर्षित करने के लिए निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी के लिए प्रेरक शक्ति एटी एंड टी बेल लैब से आती है। 1991 में, बेटज़िग एट अल। ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके उच्च-थ्रूपुट शंक्वाकार ऑप्टिकल छेद बनाए गए, किनारे पर धातु की पतली फिल्में जमा की गईं, और एक अद्वितीय कतरनी बल जांच नमूना रिक्ति नियंत्रण विधि का उपयोग किया गया। इसने न केवल फोटॉन प्रवाह को परिमाण के कई क्रमों तक बढ़ाया, बल्कि एक स्थिर और विश्वसनीय नियंत्रण विधि भी प्रदान की, जिससे जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, मैग्नेटो-ऑप्टिकल डोमेन, उच्च-जैसे विभिन्न क्षेत्रों में उच्च-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल अवलोकन पर अध्ययनों की एक श्रृंखला शुरू हुई। घनत्व सूचना भंडारण उपकरण, और निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी का उपयोग करने वाले क्वांटम उपकरण। तथाकथित निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी दूर-क्षेत्र प्रकाशिकी के सापेक्ष है। पारंपरिक ऑप्टिकल सिद्धांत, जैसे कि ज्यामितीय प्रकाशिकी और भौतिक प्रकाशिकी, आमतौर पर केवल प्रकाश स्रोतों या वस्तुओं से दूर प्रकाश क्षेत्रों के वितरण का अध्ययन करते हैं, जिन्हें आमतौर पर दूर-क्षेत्र प्रकाशिकी के रूप में जाना जाता है। सुदूर क्षेत्र प्रकाशिकी में सैद्धांतिक रूप से एक दूर-क्षेत्र विवर्तन सीमा होती है, जो माइक्रोस्कोपी और अन्य ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए दूर-क्षेत्र प्रकाशिकी सिद्धांतों का उपयोग करते समय न्यूनतम रिज़ॉल्यूशन आकार और न्यूनतम अंकन आकार को सीमित करती है। नियर फील्ड ऑप्टिक्स किसी प्रकाश स्रोत या वस्तु से तरंग दैर्ध्य सीमा के भीतर प्रकाश क्षेत्र के वितरण का अध्ययन करता है। निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी अनुसंधान के क्षेत्र में, दूर-क्षेत्र विवर्तन सीमा टूट गई है, और संकल्प सीमा अब सिद्धांत रूप में सीमित नहीं है और असीम रूप से छोटी हो सकती है। इसलिए, निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी के सिद्धांतों के आधार पर, सूक्ष्म इमेजिंग और अन्य ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन में सुधार किया जा सकता है।
निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल तकनीक पर आधारित ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन पारंपरिक प्रकाशिकी की विवर्तन सीमा को तोड़कर नैनोमीटर स्तर तक पहुंच सकता है। यह वैज्ञानिक अनुसंधान के कई क्षेत्रों, विशेष रूप से नैनो प्रौद्योगिकी के विकास के लिए शक्तिशाली संचालन, माप विधियां और उपकरण प्रणाली प्रदान करेगा। वर्तमान में, छिपे हुए क्षेत्र का पता लगाने के आधार पर निकट-क्षेत्र स्कैनिंग ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और निकट-क्षेत्र स्पेक्ट्रोमीटर को भौतिकी, जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान जैसे क्षेत्रों में लागू किया गया है, और उनके आवेदन का दायरा लगातार बढ़ रहा है; निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी पर आधारित अन्य अनुप्रयोग, जैसे नैनोलिथोग्राफी और अल्ट्रा-उच्च घनत्व निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल भंडारण, नैनोऑप्टिकल घटक, और नैनोस्केल कणों को पकड़ने और हेरफेर ने भी कई वैज्ञानिक श्रमिकों का ध्यान आकर्षित किया है।
सूक्ष्मदर्शी कहे जाने के अलावा, इसमें बहुत अधिक समानताएँ नहीं हैं।
सबसे पहले, और सबसे बड़ा अंतर, रिज़ॉल्यूशन अलग है। सुदूर क्षेत्र माइक्रोस्कोपी, जिसे पारंपरिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के रूप में भी जाना जाता है, विवर्तन सीमा द्वारा सीमित है, जिससे प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से छोटे क्षेत्रों में स्पष्ट रूप से छवि बनाना मुश्किल हो जाता है; और निकट-क्षेत्र माइक्रोस्कोपी स्पष्ट इमेजिंग प्राप्त कर सकती है।
दूसरे, सिद्धांत अलग है. सुदूर क्षेत्र माइक्रोस्कोपी प्रकाश के प्रतिबिंब और अपवर्तन का उपयोग करती है, और इसे लेंस के संयोजन से प्राप्त किया जा सकता है; निकट-क्षेत्र में, अपवर्तक और संचरण क्षेत्रों के युग्मन और रूपांतरण के माध्यम से ऑप्टिकल संकेतों के अधिग्रहण को प्राप्त करने के लिए जांच की आवश्यकता होती है।
इसके अलावा, उपकरणों की जटिलता और लागत आदि,
