第9章

近場光學顯微鏡(SNOM)

1.原理

使用由熔拉或腐蝕光纖波導所製成之探針，在外表鍍上金屬薄膜已形成末端具有15nm至100nm直徑尺寸之光學孔徑(optical aperture) 的近場光學探針，再以可作精密位移與掃描探測之壓電陶瓷材料 (piezo-electrcal ceramics) 配合原子力顯微技術 (atomic force microscopy, AFM) 所提供之精確的高度回饋控制，將近場光學探針非常精確地 (垂直與水平於樣品表面的方向之空間解析度可分別達到約 0.1nm 與 1nm) 控制在被測樣品表面上 1nm 至 100nm 的高度，進行三維空間可回饋控制的近場掃描(scanning)，而具有奈米光學孔徑之光纖探針即可做接收或發射光學訊息之用，由此獲得一真實空間之三維近場光學影像，因其與樣品表面距離遠小於一般光波波長，所測之訊息皆屬近場光學作用之訊息，故無平常習見的遠場光學中繞射極限的光學解析度限制。近場光學顯微鏡(SNOM)之示意圖如圖9-1所示。

圖9-1近場光學顯微鏡(SNOM)之示意圖

2.應用

 a. 表面結構：如圖9-2之聚苯乙烯顆粒之表面結構及近場光學影像

圖9-2聚苯乙烯顆粒之表面結構及近場光學影像[3]

b.表面粗糙度量測

將準分子雷射加工後之高深寬比 polycarbonate 微渠道結構底部，作表面粗糙度量測(圖9-3)，未來將利用此種技術測量生物組織培養之表面形貌。

圖9-3  PC表面之微結構粗糙度量測[3]