DE19902235B4 - Near-field optical probe and near-field optical microscope - Google Patents
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Abstract
Nahfeldoptische Sonde zur Abbildung eines Gegenstandes bzw. einer Probe mit
1.1 einem Sondengehäuse (3);
1.2 einer Nahfeldspitze (5) zur Emission von Licht durch eine optische Apertur, die viel kleiner als die zur Abbildung verwendete Lichtwellenlänge ist; wobei
1.3 die Nahfeldspitze (5) in bzw. an dem Sondengehäuse (3) angeordnet ist und
1.4 das Sondengehäuse (3) derart ausgestaltet ist, daß es anstelle eines herkömmlichen Objektives an einem Mikroskop befestigt werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß
1.5 die Nahfeldspitze (5) von einem im Sondengehäuse (3) angeordneten Halteelement (7) gehalten wird, wobei
1.6 am Halteelement (7) Piezoelemente (20, 22) für die Abstandsregelung der Nahfeldspitze (5) angeordnet sind und
1.7 im Bereich der Nahfeldspitze (5) das Sondengehäuse (3) zum Schutz der Nahfeldspitze (5) eine Vertiefung (34) aufweist.Near-field optical probe for imaging an object or a sample with
1.1 a probe housing (3);
1.2 a near-field tip (5) for emitting light through an optical aperture which is much smaller than the light wavelength used for imaging; in which
1.3 the near field tip (5) is arranged in or on the probe housing (3) and
1.4 the probe housing (3) is designed such that it can be attached to a microscope instead of a conventional objective,
characterized in that
1.5 the near-field tip (5) is held by a holding element (7) arranged in the probe housing (3), wherein
1.6 piezo elements (20, 22) for the distance control of the near-field tip (5) are arranged on the holding element (7) and
1.7 in the area of the near field tip (5) the probe housing (3) has a depression (34) to protect the near field tip (5).
Description
Die Erfindung betrifft eine nahfeldoptische Sonde zur Abbildung eines Gegenstandes bzw. einer Probe mit einem Sondengehäuse, einer Nahfeldspitze zur Emission oder zum Aufsammeln von Licht durch eine optische Apertur, deren Durchmesser viel kleiner als die zur Abbildung verwendete Lichtwellenlänge ist sowie ein optisches Mikroskop mit Mitteln zum Halten einer Probe, mindestens einer Halterung für mindestens ein Mikroskopobjektiv sowie mindestens einer nahfeldoptischen Sonde.The invention relates to a near-field optical probe for imaging an object or a sample with a probe housing, one Near field tip for emission or for collecting light through a optical aperture, whose diameter is much smaller than that for imaging light wavelength used and an optical microscope with means for holding a sample, at least one holder for at least one microscope objective and at least one near-field optical Probe.
Optische Mikroskope bieten vielfältigste Möglichkeiten der Untersuchung, beispielsweise von Proben. Neben der einfachen vergrößernden Abbildung von Objekten sind als weitere Möglichkeiten der speziellen Kontrastierung, beispielsweise Transmission, Reflexion, Dunkelfeldabbildung, Polarisationsuntersuchungen, Fluoreszenzmarkierung, Ramanspektroskopie etc. bekanntgeworden.Optical microscopes offer a wide variety of options the examination, for example of samples. In addition to the simple magnifying Mapping objects are other special ways Contrast, for example transmission, reflection, dark field imaging, Polarization studies, fluorescence labeling, Raman spectroscopy etc. became known.
Bei der Fluoreszenzmarkierung werden gezielt die chemischen Eigenschaften von Farbstoffen ausgenutzt, um bestimmte Probenbereiche zu markieren.When fluorescent labeling targeted use of the chemical properties of dyes, to mark certain sample areas.
Bei polarisationsaufgelöster Mikroskopie werden die doppelbrechenden Eigenschaften von Proben und bei der Ramanspektroskopie die speziellen Eigenschaften chemischer Bindungen untersucht.With polarization-resolved microscopy the birefringent properties of samples and in Raman spectroscopy examined the special properties of chemical bonds.
Untersuchungen bzw. Mikroskopie mit optischen Verfahren finden bevorzugt im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm statt. Mit Hilfe von Glasoptiken ist auf einfache Art und Weise der Wellenlängenbereich von ca. 200 nm bis 2000 nm erreichbar.Examinations or microscopy with optical methods are preferably in the wavelength range from 400 nm to 700 nm instead. With the help of glass optics is simple and Way the wavelength range reachable from approx. 200 nm to 2000 nm.
Aufgrund der Wellennatur des Lichts ist das erreichbare Auflösungsvermögen der klassischen Optik begrenzt. Nach dem Rayleigh-Kriterium lassen sich mit einer beugungsbegrenzten Optik zwei Punkte noch trennen, wenn ihr Abstand Δx≥0,61xλ/N.A. beträgt, wobei N.A. die sog. numerische Apertur des Objektivs darstellt und λ die verwendete Wellenlänge.Because of the wave nature of light is the achievable resolving power of the classic optics limited. According to the Rayleigh criterion, with a diffraction limited optics separate two points if their distance Δx≥0.61xλ / N.A. is, where N / A. represents the so-called numerical aperture of the objective and λ the one used Wavelength.
In der Praxis erreicht man bei Ölimmersionsoptiken eine numerische Apertur von N.A.≤1,4, so daß die mit klassischen Mikroskopen erreichbare maximale Auflösung – d.h. die Fähigkeit, zwei Punkte zu trennen – etwa bei der halben Wellenlänge des eingesetzten Lichtes liegt.In practice, oil immersion optics are used a numerical aperture of N.A.≤1.4, So that the Maximum resolution achievable with classic microscopes - i.e. the Ability, to separate two points - about at half the wavelength of the light used.
Eine verbesserte Auflösung kann
mit Hilfe der konfokalen Mikroskopie erreicht werden, bei der eine
punktförmige
Quelle, vorzugsweise ein Laser, auf einen Punkt der Probe abgebildet
wird. Anschließend
wird dieser Bildpunkt vorzugsweise mit derselben Optik auf eine
Lochblende, ein sog. Pinhole, vor einem Detektor fokussiert. Die
Größe der Lochblende
muß dabei
kleiner als die beugungsbegrenzte Abbildung des Beleuchtungsbildes
sein. Das Bild wird nun dadurch erzeugt, daß ein Punkt der Beleuchtungsquelle über die
Probe gerastert wird, die Probe also Punkt für Punkt abgetastet wird. Mit
dieser Art der Abbildung erreicht man eine erhebliche Steigerung
des Bildkontrastes, da für
die Abbildung nur die Fokusebene des Objektivs beiträgt. Außerdem kann die
Auflösung
aufgrund der Faltung des Beugungspunktes mit der Apertur der Lochblende
um etwa den Faktor √
Eine weitere Steigerung des Auflösungsvermögens kann mit Hilfe der optischen Nahfeldmikroskopie erreicht werden. Bei der Nahfeldmikroskopie wird zur Abbildung des Objekts im Gegensatz zur klassischen Optik keine Linse benutzt, sondern eine optische Apertur, deren Durchmesser viel kleiner als die verwendete Lichtwellenlänge ist. Diese optische Apertur wird in einem geringen Abstand, der vorzugsweise kleiner als der Aperturdurchmesser ist, über die Probe gerastert. Die erreichbare Auflösung wird dann nicht mehr von der Lichtwellenlänge, sondern von der Größe der Apertur bestimmt.A further increase in resolution can can be achieved with the aid of near-field optical microscopy. at Near field microscopy is in contrast to the imaging of the object no lens used for classic optics, but an optical one Aperture whose diameter is much smaller than the light wavelength used. This optical aperture is a small distance, which is preferred is smaller than the aperture diameter, scanned over the sample. The achievable resolution will no longer depend on the light wavelength, but on the size of the aperture certainly.
Betreffend die optische Nahfeldmikroskopie wird
beispielhaft auf die nachfolgenden Schriften verwiesen:
Die hierin beschriebenen nahfeldoptischen Mikroskope umfassen aufwendige Aufbauten; eine Integration in herkömmliche Mikroskope ist nur schwer möglich.The near-field optical microscopes described here include complex structures; an integration into conventional Microscopes are difficult to do.
Bei der Nahfeldmikroskopie sind die gleichen optischen Abbildungsverfahren wie in der klassischen Optik möglich, beispielsweise Transmissions-, Reflexions-, Polarisations-, Fluoreszenz-Messungen oder die Raman-Spektroskopie etc. Allerdings können wesentlich höhere Auflösungen erreicht werden.In near field microscopy they are same optical imaging process as in classic optics possible, for example transmission, reflection, polarization, fluorescence measurements or Raman spectroscopy etc. However, much higher resolutions can be achieved become.
Aus der
Die
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine nahfeldoptische Sonde anzugeben, die eine leichte Integration in bestehende Mikroskope erlaubt, sowie ein entsprechend aufgebautes Mikroskop.The object of the invention is a to indicate near-field optical probe that is easy to integrate into existing microscopes allowed, as well as a correspondingly constructed Microscope.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine nahfeldoptische Sonde gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß die Nahfeldspitze in bzw. an dem Sondengehäuse angeordnet und derart ausgestaltet ist, daß diese anstelle eines herkömmlichen Objektives an einem Mikroskop befestigt werden kann und die Nahfeldspitze von einem im Sondengehäuse angeordneten Halteelement gehalten wird, wobei am Halteelement Piezoelemente für die Abstandsregelung der Nahfeldspitze angeordnet sind und im Bereich der Nahfeldspitze das Sondengehäuse zum Schutz der Nahfeldspitze eine Vertiefung aufweist.According to the invention the object is achieved by a near-field optical probe, which is characterized in that the near-field tip is arranged in or on the probe housing and is configured such that it can be attached to a microscope instead of a conventional objective and the near-field tip is held by a holding element arranged in the probe housing, piezo elements being arranged on the holding element for regulating the distance of the near-field tip, and in the region of the near-field tip the probe housing has a depression to protect the near-field tip.
Des weiteren stellt die Erfindung ein optisches Mikroskop zur Verfügung, welches eine nahfeldoptische Sonde umfaßt, wobei die nahfeldoptische Sonde derart ausgestaltet ist, daß sie anstelle eines herkömmlichen Objektives in einer Mikroskopobjektivhalterung befestigt werden kann.The invention further provides an optical microscope is available which comprises a near-field optical probe, the near-field optical probe is designed so that it instead of a conventional one Lenses are attached in a microscope lens holder can.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Sondengehäuse zur Aufnahme der nahfeldoptischen Sonde im wesentlichen die Abmessungen eines Mikroskopobjektives auf sowie an seiner Außenseite ein Gewinde, so daß das Sondengehäuse samt der darin angeordneten Nahfeldspitze in das für die Halterung herkömmlicher Mikroskopobjektive vorgesehene Gewinde eingeschraubt werden kann.In a preferred embodiment shows the probe housing essentially the dimensions to accommodate the near-field optical probe a microscope objective on and on its outside a thread, so that the probe housing including the the near-field tip arranged therein in the conventional for the holder Microscope objectives provided thread can be screwed.
Um die nahfeldoptische Sonde zur Untersuchung von Probenbereichen, die bereits zuvor mittels herkömmlicher optischer Methoden oder der konfokalen Mikroskopie untersucht wurden, einsetzen zu können, ist mit Vorteil vorgesehen, daß die nahfeldoptische Sonde mit Mitteln zum Justieren der Nahfeldspitze ausgestaltet ist. Bevorzugt können hierfür beispielsweise Mikrometerschrauben eingesetzt werden.To the near-field optical probe for Examination of sample areas that were previously done using conventional optical methods or confocal microscopy were examined, to be able to use is advantageously provided that the near-field optical probe with means for adjusting the near-field tip is designed. Can prefer for this, for example Micrometer screws are used.
In Bezug auf die Baugröße der nahfeldoptischen Sonde sowie deren Zuverlässigkeit ist es von besonderem Vorteil, wenn die Nahfeldspitze im Meßbetrieb feststehend im Sondengehäuse angeordnet ist. Die Bildaufnahme der Proben erfolgt dann bevorzugt durch Verschieben eines sogenannten Scantisches, auf dem die Probe angebracht ist, sowohl in lateraler X bzw. Y-Richtung wie auch in vertikaler Z-Richtung.In terms of the size of the near-field optical Probe and its reliability it is particularly advantageous if the near-field tip is in measurement mode fixed in the probe housing is arranged. The images of the samples are then preferably taken by moving a so-called scan table on which the sample is attached, both in the lateral X or Y direction and in vertical Z direction.
Durch eine derartige Anordnung können die bislang zur Abbildung der Probe notwendigen Verschiebemittel für die Nahfeldspitze entfallen.With such an arrangement, the previously displacement means necessary for imaging the sample for the near field tip omitted.
Alternativ zu einer im wesentlichen vertikal angeordneten Nahfeldspitze kann eine sogenannte Cantileversonde vorgesehen sein, die eine optische Spitze an einem Cantilever sowie eine Einheit zum Bewegen des Cantilevers umfaßt.Alternative to one essentially A so-called cantilever probe can be arranged vertically near the field be provided which have an optical tip on a cantilever as well comprises a unit for moving the cantilever.
Neben der nahfeldoptischen Sonde stellt die Erfindung auch ein optisches Mikroskop mit einer nahfeldoptischen Sonde zur Verfügung, das sich dadurch auszeichnet, daß die nahfeldoptische Sonde derart ausgestaltet ist, daß sie anstelle eines herkömmlichen Objektives in der Mikroskopobjektivhalterung befestigt werden kann.In addition to the near-field optical probe the invention also provides an optical microscope with a near-field optical Probe available which is characterized in that the near-field optical probe is such is designed that they instead of a conventional one Lenses can be attached in the microscope lens holder.
Besonders bevorzugt umfassen derartige Mikroskope nahfeldoptische Sonden wie zuvor eingehend beschrieben.Such microscopes particularly preferably comprise near-field optical probes as described in detail above.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erfindungsgemäße optische Mikroskop weitere klassische Mikroskopobjektive, beispielsweise in einem Mikroskoprevolver, umfaßt. Mit Vorteil ist vorgesehen, daß die klassischen Mikroskope Einrichtungen zur konfokalen Mikroskopie aufweisen. Mittel zur konfokalen Mikroskopie umfassen u. a. eine punktförmige Lichtquelle, vorzugsweise einen Laser, der einen Punkt auf eine Probe abbildet. Dieser Bildpunkt wird beispielsweise mittels einer Linse auf eine Lochblende, ein sogenanntes Pinhole, vor einem Detektor fokussiert, wobei der Durchmesser der Lochblende kleiner als die beugungsbegrenzte Abbildung des Beleuchtungsbildes ist.It is particularly advantageous if the optical according to the invention Microscope other classic microscope objectives, for example in a microscope revolver. It is advantageously provided that the Classical microscopes Confocal microscopy facilities exhibit. Confocal microscopy means include, but are not limited to, a. a punctate Light source, preferably a laser, which points to a point Shows sample. This pixel is, for example, by means of a Lens focused on a pinhole, a so-called pinhole, in front of a detector, the diameter of the pinhole is smaller than the diffraction limited Illustration of the lighting image is.
Da die Bildaufnahme im Bereich der konfokalen Mikroskopie analog zu dem der optischen Nahfeldmikroskopie erhalten wird, nämlich dadurch, daß die zu untersuchende Probe Punkt für Punkt abgetastet und die hieraus erhaltenen Signale zu einem Bild zusammengesetzt werden, stellt das konfokale Mikroskop eine ideale Ergänzung des optischen Nahfeldmikroskopes dar. So kann beispielsweise mittels der konfokalen Mikroskopie die zu untersuchende Probenoberfläche genau definiert werden. Reicht die Auflösung der konfokalen Mikroskopie zur Untersuchung des interessierenden Probenbereiches nicht aus, so kann mit dem erfindungsgemäßen Mikroskop durch einfaches Einschrauben bzw. Verdrehen des Mikroskoprevolvers auf die nahfeldoptische Abbildung umgeschaltet werden. Mit Hilfe der nahfeldoptischen Sonde erfolgt nunmehr mit höherer Auflösung das Abrastern desselben Bereiches bzw. eines Ausschnittes des mit der konfokalen Mikroskopie untersuchten Bereiches.Since the image acquisition in the area of confocal microscopy analogous to that of optical near-field microscopy is obtained, namely in that the sample to be examined point for Point scanned and the signals obtained therefrom into an image are put together, the confocal microscope represents an ideal complement of the near-field optical microscope confocal microscopy exactly the sample surface to be examined To be defined. Enough resolution of confocal microscopy not sufficient to examine the sample area of interest, so with the microscope according to the invention by simply screwing in or turning the microscope turret can be switched to near-field optical imaging. With help the near-field optical probe is now scanned at a higher resolution Area or a section of the confocal microscopy examined area.
Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn die Nahfeldspitze paraxial zu den weiteren Objektiven der klassischen Optik angeordnet ist.For this it is particularly advantageous if the near-field tip is paraxial to the other lenses of the classic Optics is arranged.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zum Abrastern der Probe nicht die optische Sonde bzw. der Laserstrahl in der konfokalen Mikroskopie verfahren wird – wie bislang üblich – und die Probe dabei ortsfest bleibt, sondern die Probe gegenüber den ortsfest stehenden Sonden bzw. dem ortsfest stehenden Laserstrahl beispielsweise auf einem Scantisch in den drei Raum-Richtungen X, Y, Z verfahren wird.In a particularly preferred embodiment the invention provides that not for scanning the sample the optical probe or the laser beam in confocal microscopy is proceeded - how so far common - and that The sample remains stationary, but the sample opposite the stationary probes or the stationary laser beam for example on a scanning table in the three spatial directions X, Y, Z is moved.
Mit Hilfe eines derartigen Scantisches können auf einfache Art und Weise klassische Mikroskope zu Laser-Scanning Mikroskopen, konfokalen Mikroskopen bzw. Nahfeldmikroskopen umgerüstet bzw. ergänzt werden.With the help of such a scanning table can Classic microscopes for laser scanning in a simple way Microscopes, confocal microscopes or near-field microscopes converted or added become.
Die Detektion des konfokalen bzw. nahfeldoptischen Signals erfolgt mit Hilfe von Detektoren entweder in Transmission oder in Reflexion.The detection of the confocal or near-field optical signal is done using detectors either in transmission or in reflection.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Scantisch einen Scanbereich in XY-Richtung von wenigstens 1 μm, vorzugsweise 100 μm, beträgt und die Ortsauflösung in diesem Bereich wenigstens 0,1 μm, bevorzugt 1 nm, ist.It is particularly preferred if the scanning table has a scanning area in the XY direction of at least 1 μm, preferably 100 μm, is and the spatial resolution in this range at least 0.1 μm, preferred 1 nm.
Beim Scanbereich in Z-Richtung, der die Aufnahme einer Topographie der Oberfläche ermöglicht, werden erfindungsgemäß wenigstens 0,1 μm mit einer Ortsauflösung von 0,01 μm erreicht, bevorzugt eine Auflösung von 0,1 nm bei 10 μm Scanbereich.For the scan area in the Z direction, the according to the invention, the inclusion of a topography of the surface is made possible 0.1 μm with a spatial resolution of 0.01 μm reached, preferably a resolution of 0.1 nm at 10 μm Scanning area.
Um die Detektoren nicht verfahren zu müssen ist vorgesehen, die Probe in alle drei Raumrichtungen zu scannen.Do not move around the detectors to have to it is planned to scan the sample in all three spatial directions.
In der besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nahfeldsonde mittels Mikrometerschrauben paraxial zum konfokalen Strahlengang justiert werden kann. Damit ist es möglich, nacheinander den gleichen Probenbereich mit konfokaler Mikroskopie und mit Nahfeldoptik abzubilden.In the special design of the Invention is provided that the Near field probe using micrometer screws paraxial to the confocal beam path can be adjusted. This makes it possible to have the same one after the other Imaging the sample area with confocal microscopy and near-field optics.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben werden.The invention is based on the following of the drawings are described by way of example.
Es zeigen:Show it:
Die optische Nahfeldsonde umfaßt ein Sondengehäuse
Auch andere Arten von Nahfeldsonden als die beispielhaft erwähnte Nahfeldspitze sind denkbar. Nur beispielsweise wird auf aperturlose Sonden wie in F. Zenhausern, M.P. O'Boyle und H.K. Wickramasinghe, Appl. Phys. Lett. 65:1623-1625, 1994 verwiesen oder die Verwendung von Oberflächenplasmonen in Tetraederspitzen wie in U.C. Fischer, J. Koglin, H. Fuchs, Journal of Microscopy, 176:231-237, 1994 oder beispielsweise Cantileverspitzen wie in M. Radmacher, P. E. Hillner und P. K. Hansma, Rev. Sci. Instrum. 65(8): 2737-2738, 1994 oder in C. Mihalcea, W. Scholz, S. Werner, S. Münster, E. Oesterschulze und R. Kassing, Appl. Phys. Lett. 68(25): 3531-3533, 1996 beschrieben. Der Offenbarungsgehalt sämtlicher dieser Schriften wird in die vorliegende Anmeldung vollumfänglich mitaufgenommen.Other types of near-field probes than the example mentioned Near field peak are conceivable. Only for example is apertureless Probes as in F. Zenhausern, M.P. O'Boyle and H.K. Wickramasinghe, Appl. Phys. Lett. 65: 1623-1625, 1994 or the use of surface plasmons in tetrahedral tips as in U.C. Fischer, J. Koglin, H. Fuchs, Journal of Microscopy, 176: 231-237, 1994 or, for example, cantilever tips as in M. Radmacher, P.E. Hillner and P.K. Hansma, Rev. Sci. Instrum. 65 (8): 2737-2738, 1994 or in C. Mihalcea, W. Scholz, S. Werner, S. Münster, E. Oesterschulze and R. Kassing, Appl. Phys. Lett. 68 (25): 3531-3533, Described in 1996. The disclosure content of all of these writings is fully included in the present application.
Die Halterung
Das im wesentlichen zylindrische
Sondengehäuse
weist des weiteren Grobeinstellmittel
Bei Cantileverspitzen kann dies durch Verwendung des konfokalen Strahlengangs und Fokussierung des Lichts von der Rückseite auf den Balken mit der Nahfeldapertur geschehen.With cantilever tips this can be done by Using the confocal beam path and focusing the light from the back happen on the beams with the near field aperture.
Wie die theoretische Betrachtung
der Nahfeldoptik zeigt, wird die Auflösung in der Nahfeldoptik durch
die evaneszenten Felder bestimmt. Da diese Felder auf einer Strecke
von wenigen Nanometern abfallen, ist es notwendig, die Nahfeldsonde
in diesen Bereich zu bringen und den Abstand zwischen Probe und
Sonde während
der Messung konstant zu halten. Hierfür wurden unterschiedliche Verfahren zur
Abstandsdetektion der Nahfeldsonde entwickelt. Bei der Verwendung
von verjüngten
und bedampften Monomoden-Glasfasern
als Nahfeldspitzen wie in dem in
Für
die piezoelektrische Scherkraftdetektion zur Abstandsregelung weist
die optische Nahfeldsonde in der in
In
Deutlich zu erkennen ist das zylinderförmige Sondengehäuse
Dadurch, daß die Nahfeldspitze
In
In
Lichtquellen für die nahfeldoptische Untersuchung
sind Laser
Dieses Licht wird über Lichtwellenleiter
Bei Verwendung von Cantileverspitzen wird der Anregungslaser in den konfokalen Strahlengang eingekoppelt und mit Hilfe einer Linse von der Rückseite auf den Balken mit der Nahfeldapertur fokussiert.When using cantilever tips the excitation laser is coupled into the confocal beam path and with the help of a lens from the back to the beam with the near-field aperture is focused.
Das die Probe
Durch Umklappen des Klappspiegels
kann der Strahlengang anstelle auf den Detektor
Das Abrasten bzw. Abscannen der Probe
geschieht mit Hilfe eines Piezotisches, der Piezoelemente
Neben der dargestellten Ausführungsform der Erfindung, bei der durch die Probe hindurchtretendes, also transmittiertes Licht aufgenommen wird, ist es auch möglich, das Beobachtungsobjektiv in die Nahfeldsonde zu integrieren und von der Probe reflektiertes Licht aufzunehmen.In addition to the illustrated embodiment of the Invention in which is transmitted through the sample, that is transmitted Light is recorded, it is also possible to use the observation lens to integrate into the near field probe and reflected from the sample Record light.
Dies ist insbesondere bei nicht-durchlässigen, d.h. nicht transparenten Proben vorteilhaft.This is particularly the case with non-permeable, i.e. non-transparent samples advantageous.
Um die Justage des konfokalen Strahlengangs
bei Messungen in Transmission vorzunehmen, ist vorgesehen, die Detektionsoptik
Anschließend wird die Probe mittels
konfokaler Mikroskopie untersucht. Zur Erhöhung der Auflösung wird
dann die nahfeldoptische Sonde eingebracht. Damit der zu untersuchende
Bereich auch mit der Nahfeldoptik abgebildet werden kann, enthält der Sondenkopf
zwei Mikrometerschrauben
In der Ausführungsform mit Cantileverspitze lassen
sich mittels empfindlicher Kraftaufnahmeeinrichtung, beispielsweise
mit Lichtzeigerprinzip wie in G. Meyer und N. M. Amer, Appl. Phys.
Lett. 53: 1045 (1988) oder in O. Marti, J. Colchero und J. Mlynek, Nanotechnology
1: 141, 1990 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt in die vorliegende
Anmeldung vollumfänglich
mitaufgenommen wird, auch Topographie- und Reibungsmessungen durchführen. Die
dargestellte Erfindung wäre
dann sowohl für
die optische Nahfeldmikroskopie sowie für die AFM-Mikroskopie geeignet.
Bezüglich
der AFM-Mikroskopie wird beispielsweise auf die
Mit der Erfindung wird somit erstmals eine nahfeldoptische Sonde sowie ein mit einer derartigen Sonde ausgerüstetes nahfeldoptisches Mikroskop angegeben, das sich dadurch auszeichnet, daß es eine kompakte Bauweise aufweist und eine leichte Tauschbarkeit mit klassischen Objektiven in einem klassischen optischen Mikroskop gegeben ist.This is the first time with the invention a near-field optical probe and one with such a probe equipped near-field optical microscope, which is characterized by that there is a has a compact design and is easy to replace with classic ones Objectives in a classic optical microscope is given.
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