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La resolución en microscopía óptica clásica está restringida por el límite de difracción debido a la naturaleza ondulatoria de la luz. De esta manera no es posible obtener una resolución menor a la mitad de la longuitud de onda de la luz. Sin embargo la Microscopía Óptica de Campo Cercano (SNOM) rompe ese límite de difracción y puede generar imágenes ópticas de alta resolución. Esta técnica requiere una mínima preparación de la muestra o en la mayoría de los casos ninguna.
La Técnica
En Microscopía Óptica de Campo Cercano, la luz del láser de excitación se enfoca a través de una abertura con un diámetro más pequeño que la longitud de onda de la excitación ,esto genera un campo evanescente en el lado lejano de abertura. Cuando la muestra se barre a una corta distancia debajo de la abertura, la resolución óptica de la luz transmitida o reflejada está limitada sólo por el diámetro de la abertura. La resolución óptica que se puede obtener se encuentra en rango de 60-100 nm. La imagen óptica se genera mediante la exploración de la superficie de la muestra punto por punto y línea por línea.
Las principales aplicaciones se encuentran en investigaciones en nanotecnología y particularmente en los campos de nano-fotónica y nano-óptica . En Ciencias de la vida y la investigación de materiales, SNOM permite la detección óptica de las estructuras de superficie más minúsculas de muestras transparentes y opacas. Usando SNOM en combinación con técnicas de fluorescencia, incluso se puede detectar una sola molécula fácilmente.
El diseño de los microscopios SNOM de WITec utiliza objetivos específicos y cantilever desarrollados exclusivamente por WITec, así se pueden obtener imágenes más allá del límite de difracción, rápidamente y sin esfuerzos.
Los microscopios SNOM de WITec utilizan sensores cantilever-SNOM de alta calidad, patentados y únicamente provistos por WITec. Estos consisten de una punta de cantilever de silicio, con una pirámide de aluminio hueca. La abertura del SNOM está en el extremo de la pirámide, la luz del láser se usa para hacer imágenes ópticas que están enfocadas en el lado opuesto de la abertura de la punta e inmediatamente ubicada sobre la muestra. Gracias al gran ángulo de abertura de la pirámide hueca, el coeficiente de transmisión es mucho más alto que cuando se utiliza fibra óptica del mismo diámetro. Un método rutinario y seguro permite la producción masiva de puntas con una abertura variable de acuerdo a los requerimientos específicos de los clientes. Los cantilevers de SNOM son a diferencia de la fibra óptica muy robustos y flexibles en la dirección Z y permiten, mediante un láser de deflexión, controlar con precisión la fuerza entre la punta y la muestra.
Todas estas características innovadoras hacen el manejo de las muestras muy sencilla y fácil para el usuario, logrando imagenes ópticas veraces y superando el límite de difracción.
El diseño modular de los sistemas de WITec permite combinar diversas técnicas de imagen tales como imagen de Raman, fluorescencia, luminiscencia, microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía de campo cercano (SNOM o NSOM) en un solo instrumento para un análisis más completo de la muestra. El cambio entre los distintos modos se realiza simplemente girando la rueda de objetivos del microscopio.
Imagen Raman de campo cercano Raman es una técnica de microscopía excepcional que relaciona la información química de Raman a la imagen de alta resolución de la microscopía óptica de campo cercano (SNOM). Así, Raman-SNOM permite la obtención de imagen Raman de alta resolución. Por lo general, se puede lograr una resolución lateral de menos de 100 nm.
A través de la combinación exclusiva de un sistema espectral de alta eficiencia con el cantilever SNOM del microscopio Raman-SNOM de WITec, puede obtenerse una sensibilidad inigualable y una imagen de alta calidad en un mismo sistema de microscopía.
La luz láser de la excitación se concentra a través de la punta de SNOM resultando en un "campo cercano" (campo evanescente) en el lado opuesto de la abertura. Mientras que la muestra se mueve en un mesa de barrido piezoeléctrica, la luz transmitida es detectada espectralmente, punto por punto y línea por línea para generar una imagen Raman hiperespectral. La resolución óptica está limitada sólo por el diámetro de la abertura (< 100 nm). Usando un láser de deflexión sobre el cantilever, como en el modo de contacto en AFM, se asegura que el cantilever está siempre en contacto con la muestra. Además, la topografía puede ser grabada simultáneamente a la medición.
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