75377

ПРИНЦИПЫ ОПТИЧЕСКОЙ БЛИЖНЕПОЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Соотношение неопределенностей Неопределенность координаты фотона не может быть меньше чем длина волны. Если декремент затухания сделать большим то после подстановки в 1 получается следующий результат: неопределенность координаты намного меньше длины волны.

Русский

2015-01-12

185 KB

0 чел.

ПРИНЦИПЫ ОПТИЧЕСКОЙ БЛИЖНЕПОЛЬНОЙ МИКРОСКОПИИ

Дифракционный предел разрешения оптических систем, критерий Рэлея и ближнее поле

- неопределенность положения источника

- неопределенность проекции импульса фотона на ось х

Если фотон рассеян в угол /2, .

Соотношение неопределенностей:

                                     (1)

Неопределенность координаты фотона не может быть меньше, чем длина волны.

Критерий Рэлея:  

        x                                                                                                            Экран

  s                                      z

Точечные

объекты

                                                                                          Изображения

                                                Линза                                  объектов                     

Минимальное расстояние между точечными источниками s, при котором их изображения еще можно разделить, называется разрешением по плоскости (lateral resolution)

Пусть в направлении оси z оптическая волна затухает. Тогда - мнимая величина и . Если декремент затухания сделать большим, то после подстановки в (1) получается следующий результат: неопределенность координаты намного меньше длины волны. Для преодоления дифракционного предела разрешения по плоскости необходимо использовать быстро затухающую оптическую волну.

Для этого расстояние от источника света до объекта должно быть намного меньше длины волны, т.е. объект должен быть расположен в области ближнего поля

Волоконно-оптический ближнепольный зонд

1 – заостренное оптическое волокно, 2 – металлическое покрытие, 3 – оптическое излучение, 4 – диафрагма, 5 – поверхность образца, 6 – расстояние между исследуемой поверхностью и диафрагмой

Для регистрации рельефа используется зависимость мощности отраженного или проходящего света от расстояния между зондом и поверхностью h.

Разрешающая способность микроскопа определяется диаметром диафрагмы d. Достигнуто разрешение до 12 нм.

Способы изготовления зондов:

  1.  Механическое вытягивание при контролируемом локальном нагреве.

1 – волокно, 2 – высокоскоростная телекамера, 3 – сферическое зеркало, 4 – осветительная система, 5, 6 – направления растяжения волокна

Зеркало 3 фокусирует излучение СО2-лазера (20 Вт).

  1.  Химическое травление. Волокно опускают в сосуд, содержащий две несмешивающиеся жидкости: верхняя – нейтральная, нижняя - смесь на основе HF.

Изображение зонда оптического ближнепольного микроскопа,

полученное с помощью растрового электронного микроскопа

БЛОК-СХЕМА БЛИЖНЕПОЛЬНОГО МИКРОСКОПА

Технические проблемы ближнепольной микроскопии:

  1.  Повышение энергетической эффективности зонда.
  2.  Подвод и удержание зонда вблизи поверхности образца, контроль расстояния h между острием зонда и образцом.

Области применения:

  1.  Регистрация рельефа поверхности с высоким разрешением.
  2.  Локальная спектроскопия.
  3.  Локальная модификация поверхности (фотолитография, сверхплотная запись информации).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37960. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ СОХРАНЕНИЯ МОМЕНТА ИМПУЛЬСА И ЭНЕРГИИ 160.54 KB
  Количественной мерой различных форм движения и взаимодействия материи является энергия. В соответствии с различными формами движения и взаимодействия материи различают виды энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и другие. Механическая энергия является мерой механического движения рассматриваемой системы, а также механического взаимодействия тел системы друг с другом и с внешними телами. Различают два вида механической энергии: кинетическую и потенциальную.
37961. Законы вращательного движения твердого тела 196.5 KB
  Проверка зависимости момента инерции грузов от расстояния до оси вращения. Рассмотрим твердое тело вращающееся вокруг оси ОО. Рассмотрим один из элементов массой mi расположенный на расстоянии ri от оси вращения. Моментом силы относительно оси называют физическую величину численно равную произведению силы на плечо.
37962. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 493.5 KB
  Момент инерции.11 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ МЕТОДОМ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 1. Цель работы Исследование крутильных колебаний и измерение момента инерции тела сложной формы. Момент инерции.
37963. Определение моментов инерции тел произвольной формы 180 KB
  Определение моментов инерции математического и физического маятников8 3. Определение момента инерции физического маятника в зависимости от распределения массы10 4.11 Лабораторная работа № 5 Определение моментов инерции тел произвольной формы 1. Цель работы Определение момента инерции математического и физического маятника а также изучение зависимости момента инерции физического маятника от распределения массы.
37964. Изучение законов поступательного движения тела 786 KB
  Изучение законов поступательного движения тела 1. Цель работы Проверка основных законов кинематики и динамики поступательного движения тела на машине Атвуда. Теоретическая часть Простейшая форма движения – это механическое движение которое характеризуется изменением с течением времени взаимного расположения тел или их частей относительно друг друга в пространстве.
37965. ПРОВЕРКА ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ 480 KB
  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИФЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ПРОВЕРКА ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ КИНЕМАТИКИ И ДИНАМИКИ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА Методические указания К лабораторной работе № 6 По курсу общей физики Уфа 2000 Составитель А.43 Проверка основных законов кинематики и динамики поступательного движения твердого тела; Методические указания к лабораторной работе № 6 по курсу общей физики Уфимск. Работа знакомит с...
37966. Изучение законов соударения тел 128 KB
  Центральный удар двух шаров. Цель работы Определение коэффициентов восстановления скорости и энергии при центральном ударе двух шаров времени и средней силы соударения. Центральный удар двух шаров Рассмотрим два шара подвешенных рядом так что их центры находятся на одном уровне. Отведем один из шаров на некоторый угол α и отпустим без начальной скорости.
37967. Конституция РФ 135 KB
  Найдите по тексту статью и главу Конституции РФ Федеративное устройство Российской Федерации основано на ее государственной целостности единстве системы государственной власти разграничении предметов ведения и полномочий между органами государственной власти Российской Федерации и органами государственной власти субъектов Российской Федерации равноправии и самоопределении народов в Российской Федерации Путь поиска: поиск контекста – базовый поиск Федеративное устройство Российской Федерации основано на ее...
37968. Моделирование электростатического поля, знакомство с моделированием электрического поля методом электролитической ванны 87 KB
  Вектор напряженности направлен в каждой точке силовой линии по касательной к ней. Силовые линии пересекают эквипотенциальные поверхности под прямым углом. Перемещая зонд таким образом чтобы показания вольтметра не изменялись определите положение эквипотенциальной линии. Отметьте положение эквипотенциальной линии на координатной сетке 10.