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

24543. Одноранговые и серверные операционные системы 79.16 KB
  В зависимости от того как распределены функции между компьютерами сети они могут выступать в трех разных ролях: выделенный сервер сети компьютер обслуживающий запросы других компьютеров т. В одноранговых сетях рабочих группах на все компьютеры устанавливается такая ОС которая предоставляет всем компьютерам в сети потенциально равные возможности. Схема одноранговой сети При потенциальном равноправии всех компьютеров в одноранговой сети часто возникникает функциональная несимметричность которая обусловлена тем что одни компьютеры...
24544. Принципы построения ОС 15.76 KB
  Принципы построения ОС.1 Принципы построения ОС. Однако в их основу положены общие принципы перечисленные ниже. Принцип модульности.
24545. Виды программных модулей 48.36 KB
  никакие внешние события не могут прервать работу модуля и он непрерывно выполняется от начала до конца. Структура привилегированного модуля приведена на рис. Структура привилегированного модуля Непривилегированные модули это обычные программные модули которые могут быть прерваны во время своей работы.2 приведен пример использования реентерабельного модуля В процессами А и С.
24546. Ядро и вспомогательные модули ОС 95.57 KB
  Ядро и вспомогательные модули ОС.3 Ядро и вспомогательные модули операционной системы. Все модули ОС разделяются на две группы: ядро и вспомогательные модули. Ядро наиболее часто используемые модули ОС выполняющие основные ее функции: управление процессами памятью устройствами ввода вывода и т.
24547. Классическая архитектура ОС 26.18 KB
  Для надежной и безопасной работы ОС ее ядро должно иметь более высокие привилегии по сравнению со вспомогательными модулями самой ОС и пользовательскими приложениями рис. Привилегии ядра обеспечиваются средствами аппаратной поддержки процессора который должен поддерживать как минимум два режима работы: пользовательский режим user mode; привилегированный режим ядра kernel mode. Ядро ОС в привилегированном режиме При обращении к ядру происходит переход из пользовательского режима работы в привилегированный что требует дополнительных...
24548. Микроядерная архитектура ОС 70.66 KB
  В микроядерной архитектуре в привилегированном режиме работает только небольшая часть ОС называемая микроядром. Роль посредника при взаимодействии выполняет микроядро. Микроядро в привилегированном режиме имеет доступ к адресным пространствам всех приложений и поэтому может выступать в качестве посредника. Микроядро принимает сообщение клиента и передает его серверу.
24549. В чем заключается принцип безопасности и как он обеспечивается операционной системой 14.52 KB
  В чем заключается принцип безопасности и как он обеспечивается операционной системой 3.6 Обеспечение безопасности вычислительной системы. Под обеспечением безопасности вычислительной системы понимается защита от несанкционированного доступа к информации а также к программным модулям защита ресурсов одного пользователя от других и установление квот по ресурсам для предотвращения захвата одним пользователем всех системных ресурсов например памяти. Уровни безопасности вычислительных систем обозначаются A B C D причем D низший уровень...
24550. Что такое мультипрограммирование (многозадачность). Реализация мультипрограммирования в системах пакетной обработки, разделения времени, реального времени 54.02 KB
  Что такое мультипрограммирование многозадачность Реализация мультипрограммирования в системах пакетной обработки разделения времени реального времени. При реализации мультизадачности существуют разные критерии эффективности: пропускная способность количество задач выполняемых ВС в единицу времени; удобство работы пользователей заключающееся в их возможности работать в интерактивном режиме сразу с несколькими приложениями; реактивность системы способность системы выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском...
24551. Мультипроцессорная обработка, архитектуры мультипроцессорных систем 16.56 KB
  В настоящее время обычным стало включение нескольких процессоров в архитектуру даже персонального компьютера. В мультипроцессорных системах несколько задач выполняются действительно одновременно так как имеется несколько обрабатывающих устройств процессоров. Мультипроцессирование не исключает мультипрограммирования: на каждом из процессоров может попеременно выполняться некоторый закрепленный за данным процессором набор задач. Симметричная архитектура мультипроцессорной системы предполагает однородность всех процессоров и единообразие...