探測(cè)近場(chǎng)光學(xué)信號(hào)的想法最早產(chǎn)生于1928年，但直到20世紀(jì)80年代，激光切割加工的發(fā)明才真正實(shí)現(xiàn)了利用光纖探針探測(cè)束縛在物體表面非輻射場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)。普通光學(xué)成像的分辨率由于受到衍射極限的限制，理論上不能超過(guò)入射光波長(zhǎng)的1/2，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，這一值約為200m。當(dāng)入射光通過(guò)一個(gè)直徑小于波長(zhǎng)的小孔時(shí)，樣品上只有相當(dāng)于小孔直徑的范圍被照射此時(shí)掃描成像的分辨率將取決于探針的最小尖端的直徑及探針和樣品之間的間距。近場(chǎng)光學(xué)的本質(zhì)是探測(cè)由物體衍射產(chǎn)生的攜帶低于約2/空間頻率的傳導(dǎo)分量和攜帶高于約2/空間頻率的非輻射分量，即隱失場(chǎng)（EvanescentField）分量。而隱失場(chǎng)的有效范圍僅限于以以下，所以當(dāng)使用納米尺度的探針在樣品表面掃描時(shí)，理論上可以將衍射場(chǎng)的非輻射分量記錄下來(lái)并轉(zhuǎn)換為傳導(dǎo)分量，從而極大地拓寬了系統(tǒng)的頻帶，因此可以獲得超高分辨率SNOM正是應(yīng)用了近場(chǎng)光學(xué)原理突破了光學(xué)衍射分辨極限，實(shí)現(xiàn)了在介觀(guān)和納米尺度的樣品表面收集近場(chǎng)光學(xué)信息。同時(shí)，SNOM是掃描探針顯微鏡（ScanningProbeMicroscope,SPM）家族中的重要成員之一，和其他SPM相同，SNOM由探針、激光切割加工信號(hào)采集和處理、探針一樣品間距反饋控制、X-Y掃描，以及圖像處理這幾部分組成如何精確控制探針和樣品間距是SNOM實(shí)現(xiàn)超衍射分辨本領(lǐng)的核心問(wèn)題之一，目前以激光光點(diǎn)反饋模式和剪切力反饋模式為主要的實(shí)現(xiàn)方式。
激光光點(diǎn)反饋模式采用的是傳統(tǒng)原子力顯微術(shù)（AtomForceMicroscopy,AFM）所使用的光點(diǎn)反饋系統(tǒng)，兩者的區(qū)別在于SNOM利用的是微懸臂鍍膜光纖探針而非金屬鎢絲探針，當(dāng)探針接近樣品表面的時(shí)候，由四象限探測(cè)器接收參考激光在微懸臂探針上產(chǎn)生的反射光斑，由此確定探針和樣品之間的距離并進(jìn)行反饋。剪切力反饋模式是指：當(dāng)以本征頻率激振的探針靠近樣品表面時(shí)（z<50mm），由于激振的針尖和樣品間相互作用力的存在，其振蕩幅度及相位均會(huì)發(fā)生較大變化，由此可將探針樣品間距控制在5~20m范圍內(nèi)。剪切力反饋模式無(wú)需參考激光的介人，是一種非光學(xué)的距離調(diào)控方法，從而使得到的光學(xué)成像圖更具有真實(shí)性。而對(duì)于激光切割加工和樣品之間剪切力作用機(jī)制的研究，有學(xué)者則通過(guò)利用不同濕度及不同阻尼介質(zhì)環(huán)境下測(cè)量的音叉微電流和探針一樣品間距（1d曲線(xiàn)證明，由于毛細(xì)凝聚作用，探針和樣品間耦合的水合碳?xì)浠衔锓肿铀纬傻酿枘崾菍?dǎo)致探針和樣品間剪切力作用的主要原因基于全內(nèi)反射式的SNOM又稱(chēng)光子隧道掃描顯微鏡（PhotonScanningunnelingMicroscope,PSTM），是另一種應(yīng)用近場(chǎng)光學(xué)原理的具有超衍射極限分辨能力的光學(xué)顯微鏡其利用未鍍膜的光纖探針代替?zhèn)鹘y(tǒng)SNOM小孔徑鍍膜光纖探針。當(dāng)針尖無(wú)限接近樣品表面時(shí)，直接利用裸光纖探針接收近場(chǎng)光信號(hào)，其分辨能力主要由裸光纖尖端中央點(diǎn)的面積決定，理論上比利用鍍膜光纖的小孔徑SNOM的分辨率要高幾十倍。
但由于近場(chǎng)光學(xué)信息是入射激光入射角的函數(shù)，樣品表面不平相當(dāng)于入射角度的變化，會(huì)引人人為的假象；并且由于樣品形貌像和光學(xué)像混在一起，圖像的解釋遇到了困難。隨著各種近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡的不斷研發(fā)和完善，包括樣品和針尖距離精確控制技術(shù)的探索及快速掃描技術(shù)的發(fā)展，以及與其他成像技術(shù)的結(jié)合，近場(chǎng)光學(xué)顯微技術(shù)必將在亞波長(zhǎng)和納米材料領(lǐng)域迎來(lái)更廣泛的應(yīng)用。表面等離激元（SPPs）作為金屬表面的一種元激發(fā)在本質(zhì)上和近場(chǎng)光學(xué)相似，都與高頻電磁場(chǎng)的激發(fā)和傳播有關(guān)。SPPs和光子耦合，以及由此產(chǎn)生的系列特殊光學(xué)效應(yīng)已經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)。Raether對(duì)光滑和粗糙表面產(chǎn)生的SPPs做了一系列早期的研究Kno則比較完整地總結(jié)介紹了20世紀(jì)90年代有關(guān)SPPs的理論和實(shí)驗(yàn)，并且指出雖然SPPs可以產(chǎn)生于任何金屬的表面，但是由具有微納結(jié)構(gòu)的金屬表面所激發(fā)的SPPs具有更好的共振增強(qiáng)特性。Kretschmann、Raether和Oto是最早在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)測(cè)到SPPs的科學(xué)家，而Fischer和Poh則首次將表面等離激元共振（SurfacePlasmonResonant,SPR）技術(shù)應(yīng)用于近場(chǎng)光學(xué)顯微領(lǐng)域。
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