निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और दूर-क्षेत्र माइक्रोस्कोप के फायदे कहां हैं?
नियर फील्ड ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी क्या है?
1980 के दशक से, छोटे पैमाने और निम्न-आयामी स्थानों में विज्ञान और प्रौद्योगिकी की प्रगति और स्कैनिंग जांच माइक्रोस्कोपी तकनीक के विकास के साथ, प्रकाशिकी के क्षेत्र में एक नया अंतःविषय विषय - निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी - उभरा है। नियर-फील्ड ऑप्टिक्स ने पारंपरिक ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन सीमा में क्रांति ला दी है। एक नए प्रकार के निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप (एनएसओएम-नियर-फील्ड स्कैनिंग ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप, या एसएनओएम) के उद्भव ने लोगों के दृष्टि क्षेत्र को घटना प्रकाश की आधी तरंग दैर्ध्य से तरंग दैर्ध्य के कुछ दसवें हिस्से तक विस्तारित किया है, अर्थात। नैनोमीटर स्केल. निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी में, पारंपरिक ऑप्टिकल उपकरणों में लेंस को प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की तुलना में बहुत छोटे टिप एपर्चर के साथ छोटे ऑप्टिकल जांच द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
1928 की शुरुआत में, सिंज ने प्रस्तावित किया कि 10 एनएम के एपर्चर के साथ एक छोटे छेद के माध्यम से घटना प्रकाश को 10 एनएम की दूरी के साथ एक नमूने में विकिरणित करने के बाद, 10 एनएम के चरण आकार के साथ स्कैन करना और सूक्ष्म क्षेत्र के ऑप्टिकल सिग्नल एकत्र करना संभव है। सुपर हाई रेजोल्यूशन प्राप्त करने के लिए। इस सहज विवरण में, सिंज ने आधुनिक निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी की मुख्य विशेषताओं की स्पष्ट रूप से भविष्यवाणी की है।
1970 में, ऐश और निकोलस ने माइक्रोवेव बैंड (K{3}}सेमी) में K/60 के रिज़ॉल्यूशन के साथ द्वि-आयामी इमेजिंग का एहसास करने के लिए निकट क्षेत्र की अवधारणा को लागू किया। 1983 में, बीएम ज्यूरिख रिसर्च सेंटर ने धातु-लेपित क्वार्ट्ज क्रिस्टल की नोक पर नैनोस्केल प्रकाश छेद का सफलतापूर्वक निर्माण किया। K/20 पर अल्ट्रा-हाई ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन छवियां जांच और नमूने के बीच की दूरी के लिए फीडबैक के रूप में टनलिंग करंट का उपयोग करके प्राप्त की जाती हैं। निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी को व्यापक ध्यान में लाने की प्रेरणा एटी एंड टी बेल प्रयोगशालाओं से मिली। 1991 में, बेटज़िग एट अल। उच्च प्रकाश प्रवाह के साथ एक पतला ऑप्टिकल छेद बनाने के लिए ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग किया, और किनारे पर एक धातु फिल्म जमा की, एक अद्वितीय कतरनी बल जांच-नमूना रिक्ति समायोजन विधि के साथ मिलकर, जिसने न केवल प्रेषित फोटॉन प्रवाह को बढ़ाया। साथ ही, यह एक स्थिर और विश्वसनीय नियंत्रण विधि प्रदान करता है, जिसने जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, मैग्नेटो-ऑप्टिकल डोमेन और उच्च-घनत्व सूचना भंडारण उपकरणों जैसे विभिन्न क्षेत्रों में निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के उच्च-रिज़ॉल्यूशन ऑप्टिकल अवलोकन को ट्रिगर किया है। और क्वांटम उपकरण। अध्ययन की श्रृंखला. 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, और आम तौर पर इन्हें दूर-क्षेत्र प्रकाशिकी के रूप में जाना जाता है। सिद्धांत रूप में, दूर-क्षेत्र प्रकाशिकी में एक दूर-क्षेत्र विवर्तन सीमा होती है, जो माइक्रोस्कोपी और अन्य ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए दूर-क्षेत्र प्रकाशिकी के सिद्धांत का उपयोग करते समय न्यूनतम रिज़ॉल्यूशन आकार और न्यूनतम निशान आकार को सीमित करती है। दूसरी ओर, निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी, प्रकाश स्रोत या वस्तु से तरंग दैर्ध्य सीमा के भीतर प्रकाश क्षेत्रों के वितरण का अध्ययन करती है। निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी अनुसंधान के क्षेत्र में, दूर-क्षेत्र विवर्तन सीमा टूट गई है, और संकल्प सीमा अब सिद्धांत रूप में किसी भी प्रतिबंध के अधीन नहीं है, और असीम रूप से छोटी हो सकती है, ताकि सूक्ष्म इमेजिंग और अन्य ऑप्टिकल का ऑप्टिकल संकल्प निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी के सिद्धांत के आधार पर अनुप्रयोगों में सुधार किया जा सकता है। दर।
निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल तकनीक पर आधारित ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन पारंपरिक प्रकाशिकी के रिज़ॉल्यूशन विवर्तन सीमा को तोड़कर नैनोमीटर स्तर तक पहुंच सकता है, जो वैज्ञानिक अनुसंधान के कई क्षेत्रों, विशेष रूप से नैनो टेक्नोलॉजी के विकास के लिए शक्तिशाली संचालन, माप विधियां और उपकरण प्रणाली प्रदान करेगा। वर्तमान में, निकट-क्षेत्र स्कैनिंग ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और अपवर्तक क्षेत्र का पता लगाने के आधार पर निकट-क्षेत्र स्पेक्ट्रोमीटर को भौतिकी, जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान के क्षेत्रों में लागू किया गया है, और आवेदन का दायरा लगातार बढ़ रहा है; जबकि निकट-क्षेत्र प्रकाशिकी पर आधारित अन्य अनुप्रयोग, जैसे नैनो-लिथोग्राफी और अल्ट्रा-उच्च-घनत्व निकट-क्षेत्र ऑप्टिकल भंडारण, नैनो-ऑप्टिकल घटक, नैनो-स्केल कणों को पकड़ना और हेरफेर करना आदि ने भी ध्यान आकर्षित किया है। कई वैज्ञानिक.
इस तथ्य के अलावा कि उन दोनों को सूक्ष्मदर्शी कहा जाता है, उनमें अधिक समानताएं नहीं हैं।
सबसे पहले, सबसे बड़ा अंतर यह है कि संकल्प अलग है। दूर-क्षेत्र माइक्रोस्कोप, यानी पारंपरिक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप, विवर्तन सीमा द्वारा सीमित है। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से छोटे क्षेत्रों में स्पष्ट रूप से छवि बनाना मुश्किल है; जबकि निकट-क्षेत्र माइक्रोस्कोप स्पष्ट इमेजिंग प्राप्त कर सकता है।
दूसरे, सिद्धांत अलग है. दूर-क्षेत्र माइक्रोस्कोप प्रकाश के प्रतिबिंब और अपवर्तन आदि का उपयोग करता है, और लेंस के संयोजन का उपयोग कर सकता है; जबकि निकट-क्षेत्र में, एक जांच की आवश्यकता होती है, और प्रकाश संरेखण प्राप्त करने के लिए अपवर्तक क्षेत्र और ट्रांसमिशन क्षेत्र के युग्मन और रूपांतरण का उपयोग किया जाता है। संकेत अधिग्रहण.
साथ ही, उपकरण की जटिलता, लागत आदि दोनों एक समान नहीं हैं।
