SNOM

扫描近场光学显微镜 (SNOM)

WITec SNOM Principle

由于光的波动性,经典光学显微镜的空间分辨率受光衍射的限制,所以无法实现低于λ/2 的光学分辨率。扫描近场光学显微镜 (SNOM) 则可以突破衍射极限,并获得超高分辨率的光学图像。该技术无需要特殊的样品制备。

 

SNOM技术

在扫描近场光学显微镜中,激发激光聚焦到直径远小于激发波长的小孔,透过针孔在孔周围产生消逝场(近场)。当样品非常靠近探针时,透射光或反射光的空间分辨率仅受孔直径的限制,可达到60-100 nm的近场光学分辨率。通过逐点、逐行扫描样品表面,可以生成高分辨率近场光学图像。

 

扫描近场光学显微镜非常适合于纳米技术方面的研究,尤其与纳米光子学和纳米光学密切相关的领域。在生命科学与材料科学研究领域,利用 SNOM 可对透明或不透明样品的极细微表面结构进行超高分辨光学检测。通过与荧光技术组合使用,实现近场荧光光谱成像, 甚至可轻松实现单分子检测。

基于独特悬臂技术的 WITec 扫描近场光学显微镜

WITec SNOM 显微镜通过特定的 SNOM 物镜和独特的悬臂 SNOM探针,可快速、轻松地实现超越衍射极限的成像:

所有 WITec SNOM 显微镜均采用了独特、专利的高质量微加工 SNOM 探针,即具有镀铝的中空金字塔结构的硅悬臂探针。SNOM 孔位于金字塔的顶端上。光学成像的激光聚焦到中空针尖孔上,然后透过探针聚焦到样品上。由于中空金字塔结构的开口角大,光的透过率比相同直径的光纤探针高1-2个数量级。成熟的微加技术实现SNOM探针的批量生产, 保证质量, 且可根据客户需求进行指定加工出多种孔径尺寸的探针。另外一个重要的区别是,与光纤针尖相比,悬臂式 SNOM探针在 Z 方向上柔软且可弯曲的,可利用稳定的光束偏转技术精确控制针尖与样品的距离。

所有这些创新功能使近场显微镜的探针操作非常简易、人性化,最可靠地实现超越衍射极限的光学成像。

右图:

01 激光

02 光纤

03 悬臂式 SNOM 探针

04 翻转镜

05 光纤

06 探测器

07 高度灵敏的相机

08 用于柯勒照明的白光 LED

09 彩色相机

10 近场收集模式的光纤接口

11 反馈激光的光纤接口

12 四象限二极管

 

 

下图:

[A] SNOM 探针和样品的光学图像(俯视图)

[B] 金字塔型探针的侧视图

[C] SNOM 探针的 SEM 图像

[D] SNOM探针针孔孔的 SEM 图像

[E] 批量生产的SNOM 探针

WITec SNOM Beam Path

光路

WITec SNOM Cantilever

WITec 独特的 SNOM 悬臂技术

WITec 提供的基于SNOM 联用显微分析技术

WITec 系统的模块化设计可将不同的成像技术集成在一台仪器上,如拉曼成像、荧光、明暗场照明、原子力显微镜 (AFM) 以及近场光学显微镜(SNOM或 NSOM),提供更全面的样品分析。通过旋转物镜转轮,可在不同模式之间进行轻松切换。

Nearfield Raman WorkingPrinciple

近场拉曼成像

近场拉曼成像是将拉曼化学信息与高分辨率扫描近场光学显微镜 (SNOM) 结合在一起的超分辨显微镜技术。因此近场拉曼可以采集完整的高分辨共聚焦拉曼图像。通常情况下,可实现低于 100 nm 的拉曼横向分辨率。

WITec 拉曼-SNOM 显微镜将高光通量光谱系统与高效的悬臂式 SNOM 技术联合起来,在单个显微镜同时实现无与伦比的灵敏度与超高分辨率的成像质量。

原理

激发激光通过 SNOM 针尖聚焦,在孔的附近产生“近场”(消逝场)。当样品非常靠近探针时, 通过样品台逐点逐行扫描来探测透射拉曼光谱,以生成高光谱图像. 透射光的空间分辨率仅受探针孔径的限制,可达到< 100 nm的近场光学分辨率。采用 与AFM 接触模式相同的稳定激光反馈系统,可以确保悬臂始终与样品接触。同时该测量过程中样品表面的形貌形貌会同步记录下来。

WITec SNOM Imaging Systems

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