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

77363. ПОИСК НОВЫХ ПОДХОДОВ К ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ 33 KB
  Важная проблема разработки систем компьютерной визуализации связана с выбором методов представления данных возникающих в связи с описанием сложных процессов. Такие подходы появляются в различных областях компьютерной визуализации см. Нужен дополнительный поиск более простых метафор визуализации позволяющих более эффективно анализировать абстрактные данные.
77364. Применение алгоритмов распознавания образов с целью захвата жестовых языков без применения маркирующих устройств 23.5 KB
  В этой работе рассматривается возможность построения системы на базе принципов захвата движения для распознавания жестовых языков обладающих большим количеством знаков. В этой связи важным является изучение современных алгоритмов распознавания образов. Проведен анализ ряда алгоритмов преобразования изображений применяемых в области распознавания образов а также их комбинации для эффективности решения поставленной задачи.
77365. VISUAL SUPPORTING OF PROGRAM PARALLELIZING 26 KB
  We have developed the simple prototype of the system to support visually the parallelizing process. The prototype is realized twofold. One of the realizations has to deal with parallelism of Massage Passing paradigm; another has to deal with Shared Memory parallelization. That is our system works with MPI and OpenMP programs.
77366. ПРОЕКТ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ВИЗУАЛИЗАЦИИ 39.5 KB
  Средства визуализации результатов численного моделирования можно разделить на три класса: Универсальные системы визуализации способные отображать большое многообразие визуальных объектов. Специализированные системы визуализации предметной области вычислительного эксперимента или специфических визуальных сущностей. Специализированные системы визуализации созданные специально для данного исследовательского проекта или даже конкретного пользователя.
77367. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ВИЗУАЛЬНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СЕТОК 26 KB
  В настоящее время для визуализации сеток на этапе генерации используются средства разработанного в коллективе конструктора специализированных систем визуализации. Для визуализации сеток больших объемов проводится экспериментальная разработка по реализации параллельного программного воксельного рендеринга с применением графических ускорителей. Продолжаются исследования и опытные разработки по применению виртуальной реальности для визуализации сеточных данных. Система интерактивной визуализации параллельных вычислений 14я Международная...
77368. Remote Visualization in Computer Aided Engineering 14 KB
  IMM UrB RS Urls Stte University Computer ided Engineering softwre gin now the incresing distribution. To chieve dditionl productivity engineering clcultions re mde on the specil computing resources which re seprte from the engineer’s worksttion. It ssumes tht imges re rendered remotely from enduser worksttion close to the plce of ctul engineering computtions.
77369. РАЗРАБОТКА КОМПИЛЯТОРА ДЛЯ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ RIDE.L 24 KB
  Согласно которой используя статическую типизацию и перегрузку операторов для описания семантики синтаксических конструкций языка на самом языке можно получать эффективный машинный код. Оператор в качестве аргументов получает несколько выражений и одну строковую константу содержащую ассемблерный код в тернарной форме. В общем случае аппликация операторов происходит так: код реализация оператора подставляется по месту обращения; код определяется следующим образом: если выражение это оператор код фрагментов при проходе слева...
77370. Методика распределенных вычислений RiDE 391 KB
  RiDE это методика для программирования в параллельных распределенных средах основанная на модели потока данных dtflow. Иногда при создании подобных решений используется модель потоков данных Dtflow. В различных вариантах методики основанные на моделях потоков данных применяются для создания процессорных архитектур суперкомпьютеров в целом для программной организации вычислительных потоков в рамках одного процесса и взаимодействия процессов в распределенной вычислительной среде. Методика основана на анализе...
77371. Технология параллельного программирования RiDE 34.5 KB
  УрО РАН RiDE это технология программирования в параллельных распределенных средах на основе модели потока данных dtflow. RiDE основана на анализе различных в том числе и собственных моделей потока данных. Технология RiDE базируется на понятиях хранилища задач и правил.