近場光學顯微鏡與遠場顯微鏡有什么不同

      什么是近場光學顯微鏡？

     80年代以來, 隨著科學與技術向小尺度與低維空間的推進與掃描探針顯微技術的發展，在光學領域中出現了一個新型交叉學科——近場光學。近場光學對傳統的光學分辨極限產生了革命性的突破。新型的近場光學顯微鏡 ( NSOM——Near-field Scanning Optical Microscope，或稱 SNOM)的出現使人們的視野由入射光波長一半的尺度拓展到波長的幾十分之一，即納米尺度。在近場光學顯微鏡中，傳統光學儀器中的鏡頭被細小的光學探針所代替，其尖端的孔徑遠小于光的波長。

     早在1928年, Synge提出：用入射光透過孔徑為10nm 小孔照射到相距為10nm的樣品后， 以10nm 的步長掃描并且收集微區的光信號時，就可能獲得超高分辨率。在這種直觀的描述中, Synge 已經清楚地預測了現代近場光學顯微鏡的主要特征。

     1970年，Ash 和 Nicholls 應用近場的概念， 在微波波段( K=3cm)實現了分辨率為 K/ 60的二維成像。1983年，BM 蘇黎世研究中心成功地在金屬鍍膜的石英晶體尖端制備了納米尺度的光孔。利用隧道電流作為探針和樣品間距的反饋，獲得 K/ 20的超高光學分辨率的圖象。使近場光學能引起更廣泛關注的推動來自于AT&T Bell 實驗室。1991年 Betzig 等人用光 學纖維制成高通光率的錐形光孔， 側面蒸鍍金屬薄膜，加上獨特的切變力探針-樣品間距調 控法，不但使透過的光子通量增加了幾個數量級，同時又提供了一種穩定、可靠的調控方法，引發了近場光學顯微鏡在生物、化學、磁光疇與高密度信息存儲器件、量子器件等不同領域中高分辨光學觀察中的一系列研究。 所謂近場光學，是相對于遠場光學而言。傳統的光學理論，如幾何光學、物理光學等，通常只研究遠離光源或者遠離物體的光場分布，一般統稱為遠場光學。遠場光學在原理上存在著一個遠場衍射極限，限制了利用遠場光學原理進行顯微和其它光學應用時的最小分辨尺寸和最小標記尺寸。而近場光學則研究距離光源或物體一個波長范圍內的光場分布。在近場光學研究領域，遠場衍射極限被打破，分辨率極限在原理上不再受到任何限制，可以無限地小，從而基于近場光學原理可以提高顯微成像與其它光學應用時的光學分辨率。

    基于近場光學技術的光學分辨率可以達到納米量級，突破了傳統光學的分辨率衍射極限，這將為科學研究的諸多領域，尤其是納米科技的發展提供有力的操作、測量方法和儀器系統。目前，基于隱失場探測的近場掃描光學顯微鏡 、近場光譜儀已經在物理、生物、化學、材料科學等領域中得到應用，并且應用范圍正在不斷地擴大；而基于近場光學的其它應用，如納米光刻和超高密度近場光存儲、納米光學元器件、納米尺度粒子的捕獲與操縱等等，也吸引了眾多科學工作者的注意。

除了都叫顯微鏡，相同點還真不多。

首先，也是最大的區別，分辨率不同，遠場顯微鏡也就是傳統光學顯微鏡受衍射極限的限制，在小于光波長的區域，很難清楚地成像；而近場顯微鏡可以做到清晰成像。

其次，原理不同，遠場顯微鏡利用的是光的反射和折射等，利用透鏡間的組合即可；而近場中需要用到探針，利用消逝場和傳輸場的耦合和轉換，實現對光信號的獲取。

還有，儀器復雜程度，造價等，兩者不可同日而語。