در این مقاله به معرفی یکی دیگر از میکروسکوپ های پروبی روبشی، به نام میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک، پرداخته خواهد شد. اصول حاکم بر این میکروسکوپ مبنای اپتیکی داشته و لزوم آشنایی با مفاهیمی چون میدان نزدیک و دور؛ و نحوه عملکرد دستگاه در هر دو حالت را می طلبد. از این رو در کنار معرفی این مفاهیم، نحوه عملکرد دستگاه تبیین شده و حالات کاری مهم در آن بطور خلاصه ذکر میگردد. مقدمه
میکروسکوپ های نوری روبشی میدان نزدیک، زیر مجموعه دیگری از مجموعه بزرگ میکروسکوپ های پروبی روبشی هستند که در آنها از یک منبع نوری کوچک با طول موجی کمتر از طول موج نور برای پروب (کاوشگر) روبش کننده استفاده می شود. در این نوع از میکروسکوپ ها، با استفاده از یک فیبر نوری نوک تیز و از طریق بهره گیری از روشی که در آن امواج نوری تداخل مخرب ندارند، امکان مطالعه انواع محیط ها وجود دارد. پروب در ارتفاعی حدود چند نانومتر بالای سطح نمونه حرکت نموده و پس از روشن کردن آن توسط چشمه نور با ابعاد زیر طول موج (sub wavelength) نور مرئی، در محدوده میدان نزدیک (Near-Field ) ، تصاویری با رزولوشن(قدرت تفکیک) بسیار بالاتر از حد پراش (diffraction limit) ، بدست می آورد[1-3].
2- تاریخچه
پس از طرح ایده ادوارد هاتچینسن سینج در سال 1928، درباره وسیله ای که با جمع آوری پراش در میدان نزدیک، ایجاد تصویر نماید، مطالعات متعددی توسط دانشمندان و محققان مختلف از جمله آلبرت انیشتین ، در این زمینه صورت گرفت. در سال 1972 مبانی کاری میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک روبشی(SNOM)، توسط اریک آلبرت اش و نیکولز، با استفاده از امواج با طول موج میکرو و شکستن حد پراش در تئوری ارنست ابه مطرح شد. اولین اندازه گیری های مربوط به اپتیک میدان نزدیک بوسیله دایتر پل، در آزمایشگاه IBM زوریخ سوئیس در سال 1982 میلادی بطور رسمی اعلام شد . نخستین میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک روبشی در سال 1991 توسط اریک بتزیگ و همکارانش در مجله Science، معرفی گردید[2, 4].
3- اصول عملکرد اپتیکی
یکی از قوانین پایه فیزیک نور (اپتیک)، وجود حد پراش است که حداقل اندازه ذره ای (R) را برای اینکه بتواند بوسیله یک سیستم نوری با استفاده از نوری با طول موج λ ، تصویر شود، بصورت زیر تعریف می شود:
که n، ضریب شکست ماده دربرگیرنده ذره مورد نظر است. برای طول موجهای محدوده مرئی، اندازه بحرانی حدود 300-200 نانومتر است.
روش ها و حالات معمولی برای ایجاد تصاویر نوری، بعلت پراش نوری، با محدودیت های ذاتی و اساسی روبرو هستند[2] بسیاری از پدیده های نوری در ابعاد کوچکتر از طول موج نور، رفتار غیر معمولی دارند. اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، از تمرکز و بررسی در نواحی بسیار کوچکتر از طول موج نور، ممانعت می نماید. این محدودیت ناشی از برهمکنش امواج الکترومغناطیس و نمونه است که امواج الکترومغناطیس را به دو صورت پراکنده می کند:
الف) امواج پیش رونده با بسامد فصایی کم (<2λ[SUP]-1[/SUP])
ب) امواج پیش رونده با بسامد فصایی کم (>2λ[SUP]-1[/SUP])
محدود کردن نور به فضایی کوچکتر از λ/2 ( نصف طول موج نور که همان حد پراش است)، با استفاده از عدسی های متداول ممکن نیست[3].
3-1- میدان دور و میدان نزدیک
تشعشع الکترومغناطیسی که توسط یک دوقطبی الکتریکی ایجاد می شود، که ماهیت نور هم همین است، در واقع از دو قسمت تشکیل شده است که میدان دور (Far Field ) و میدان نزدیک نامیده می شوند. در این راستا، روش نوری کلاسیک، به محدوده میدان دور مربوط است که فقط امواج پیش رونده باقی می مانند، در حالیکه امواج ناپایدار و میرا، مربوط به ناحیه میدان نزدیک، در فاصله کمتر از طول موج نسبت به نمونه، هستند. به عبارت دیگر به قسمت تشعشعی میدان الکترومغناطیس نزدیک به منبع انتشار نور، محدوده ای از فاصله که کمتر از طول موج نور لازم برای روشن کردن سطح نمونه باشد، میدان نزدیک گفته می شود[1, 4, 5].
شکل1- میدان نزدیک و میدان دور در میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک[6]
در روشهای قدیمی اطلاعات مربوط به پرتوی با بسامد فضایی بالا از موج پراش یافته در محدوده میدان دور، از دست می روند و بنابراین آندسته از مشخصه های نمونه که مربوط به فواصل زیر حد طول موج می شود، بازیابی نمی گردند[3]. اما در میکروسکوپی میدان نزدیک، این موانع برطرف شده و روشهای مختلفی برای ایجاد تصویر استفاده می شود. این روشها اجازه غلبه بر محدودیت پراش و دستیابی به رزولوشن فضایی تا مرتبه 10 نانومتر را ایجاد کرده است [2].
به دلیل اینکه انتشار مربوط به میدان نزدیک فقط مربوط به چند نانومتری سطح است، معمولا مورد توجه قرار نگرفته و براحتی قابل آشکارسازی نیست. اما در عین حال محدودیت پراش نیز برای انتشار میدان نزدیک نور اعمال نمی شود. . اساسا میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک از میدان نزدیک استفاده کرده تا بر محدودیت پراش غلبه نماید. این کار با قرار دادن آشکارساز یا منبع نور، معمولا یک فیبر نوری، در نزدیکی سطح نمونه، با فاصله ای کمتر از طول موج، انجام می گردد [4].
3-2- اساس عملکرد اپتیکی میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک
اساس تولید دستگاه میکروسکوپی میدان نزدیک، بر پایه پدیده عبور نور از میان دیافراگمی با اندازه کوچکتر از طول موج نور (sub wavelength) ، دریچه هایی با قطری بسیار کمتر از طول موج تابشی، است.
شکل2- الف)عبور نور از میان یک دریچه با اندازه زیر طول موج واقع در یک پرده ب) خطوط شدت ثابت تابش نوری در ناحیه دریچه زیر طول موجی[2]
در طی عبور نور از میان یک دریچه با اندازه کوچکتر از طول موج نور، پدیده های گوناگونی مشاهده شده است[7, 8]. میدان الکترومغناطیسی نزدیک دریچه نیز ساختار پیچیده ای دارد، بدین صورت که ناحیه میدان نزدیک دقیقا در پشت دریچه در محدوده Z<100a واقع شده است که در این حالت میدان الکترومغناطیسی موضعی بطور ناپایدار و میرا (evanescent)، و نه پیشرونده، ایجاد می شود. در ناحیه میدان دور(Z>100a)، تنها مدهای تابشی مشاهده می گردد.
قدرت تابش پشت یک این دریچه ، در ناحیه میدان دور، میتوان با فرمول زیر برآورد کرد:
در این رابطه k بردار موج و W[SUB]0[/SUB] دانسیته توان تابشی است.
برآوردها حاکی از آن است که برای تابشی با طول موج مرتبه 500 نانومتر و دیافراگمهایی با دریچه ای حدود 5 نانومتر، توان تابشی در ناحیه میدان دور به توان ده برابر کمتر از توان تابشی مشخصه است. بنابراین در اولین نگاه بنظر می رسد که استفاده از دریچه های کوچک برای دسترسی به محل مناسب ایجاد تصاویر نوری، از نظر عملی ممکن باشد. اما چنانچه ذره مورد بررسی، دقیقا پشت یک دریچه در ناحیه میدان نزدیک واقع شده باشد، بعلت برهمکنش مدهای ناپایدار و میرا با نمونه، مقداری از انرژی میدان الکترومغناطیسی به مدهای تابشی انتقال می یابد که شدت آن بوسیله یک آشکارساز نوری، قابل ضبط خواهد بود. بنابراین تصویر میدان نزدیک بوسیله روبش نمونه با دیافراگم معرفی شده و توسط ثبت و ضبط نحوه توزیع شدت تابش نور بعنوان یک تابع دو بعدی از موقعیت دیافراگم (I(x,y ، می تواند شکل گیرد.
کنتراست تصویر SNOM، بوسیله فرآیند بازتاب (reflection) ، شکست (refraction) ، جذب (absorption) و پراکنش نور (dispersion of light)، تعیین می شود و در این راستا به خواص نوری موضعی نمونه وابسته است[2].
4- اجزاء دستگاه
اجزای اصلی میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک، شامل چشمه نور، سوزن روبش کننده، آشکارساز و بلور پیزوالکتریک در کنار یک کنترل کننده و نرم افزار SPM است[3, 4].
شکل3-بلوک دیاگرام نمونه ای از میکروسکوپهای نوری روبشی میدان نزدیک[9]
چشمه نور
چشمه نور معمولا یک پرتو لیزر است که بوسیله یک پلاریزر polarizer (دو قطبی کننده)، یک شکافنده پرتو (Beam splitter ) و یک جفت کننده (Coupler =کوپل کننده) فیبر، درون یک فیبر نوری متمرکز می شود. لازم به ذکر است که پلاریزر و شکافنده پرتو برای حذف نورهای متفرقه از نور برگشتی و بازتابی بکار می روند.
ابتدا برای جدا کردن رنگ های ناخواسته از نور، نور لیزر از یک فیلتر عبور داده می شود و سپس به منظور کنترل پلاریزاسیون، نور از ترکیب یک صفحه نیم موج و یک صفحه ربع موج عبور داده می شود. سپس این نور به یک فیبر نوری که انتهای آن سوزن SNOM را تشکیل می دهد، هدایت می گردد. معمولا سوزن بر یک لوله پیزو که در حین روبش، فاصله نمونه را با سوزن کنترل میکند، سوار است. نور خروجی از سوزن SNOM، باعث برانگیختگی نمونه و تابش فلوئورسانس شده که با استفاده از روزنه یک عدسی شیئی از قسمت زیر جمع می شود. مابقی نور برانگیخته با استفاده از فلیترها حذف شده و سیگنال فلوئورسانس باقی مانده، بوسیله یک آشکارساز از نوع شمارش فوتونی، ثبت می گردد. در نهایت پس از پردازش رایانه ای، تصویر به نمایش در می آید. شمای کلی دستگاه SNOM، در شکل3و4، نشان داده شده است[3].
شکل4- الف) شمای کلی دستگاه؛ ب)سوزن SNOM از مرجع [10]
4-2- پروب دستگاه SNOM
در میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک، از یک فیبر نوری استفاده می شود که سر آن تیز شده است. تیز کردن بصورتی انجام می شود که به نور اجازه دهد تا تنها از سر آن وارد شده و به آرامی در فاصله نزدیکی از سطخ نمونه حرکت نماید[1]. بطور کلی در یک سامانه SNOM، پروب نوری معمولا یک فیبر باریک و نوک تیز با پوشش فلزی (آلومینیومی) یا یک پروب توخالی AFM و یا یک میکروپیپت نوک تیز پوشش داده شده با لایه نازک فلزی است. در نوک این پروب، دریچه ای با اندازه کوچکتر از میکرومتر وجود دارد(شکل4- ب)[11].
جدول1- نمونه ای از مشخصات موجود در SNOMهای رایج[10]
ساز و کار بازخورد
برای آسانتر شدن استفاده از دستگاه میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک، و به کار بردن آن برای نمونه هایی با توپوگرافی معمولی، بهتر است که از سازوکارهای بازخوردی استفاده شود. در این صورت در تمام مدت روبش، دریچه در فاصله چند نانومتری از سطح قرار می گیرد که معمولا منجر به تشکیل تصویر با وضوح بالاتر می شود. بطور کلی، دو نوع سازوکاربازخورد برای برقراری فاصله کاری مناسب پروب از نمونه استفاده می شود که در زیر بیان می گردند:.
5-1- سازوکاربازخورد نوع اول
روش اول کاملا شبیه به سامانه بازخورد در AFM است که در آن با استفاده از یک سوزن تیز متصل به تیرک، سطح نمونه روبش می شود. نیروهای درگیر بین سوزن و سطح نمونه باعث خم شدن یا انحراف تیرک شده و به کمک انحراف پرتو نور لیزر، نیروهای درگیر بین سوزن و سطح پایش می شوند. با استفاده از روبش سطح بوسیله یک سوزن متصل به تیرک، به کمک انحراف نور، نیروی عمودی وارده به سوزن، پایش می شوند[12].
5-2- سازوکاربازخورد نوع دوم
در روش دوم که معمولا به عنوان بازخورد نیروی برشی معروف است، از یک تیرک تنظیم کننده استفاده می شود. با اتصال به این تیرک تنظیم کننده، که در بسامد تشدیدش نوسان میکند، می توان همزمان با حرکت سوزن روی سطح نمونه، تغییرات دامنه نوسان را پایش کرد. در این روش سوزن بصورت جانبی حرکت می کند[13].
لازم به ذکر است که ساز و کارهای دیگری مانند: تونل زنی در خلاء، سازوکار ظرفیت، تونل زنی فوتونی و بازتاب میدان نزدیک نیز به این منظور استفاده شده است. به عنوان مثال از تونل زنی در خلاء بین یک بخش کوچک فلزی، در انتهایی ترین قسمت جلویی دریچه، و نمونه به عنوان یک سازوکار خودکار برای قرار دادن پروب نوری نزدیک سطح نمونه، بدون تماس با آن، استفاده شده است.
در حال حاضر نیز روش پرکاربرد تنظیم فاصله نمونه با پروب، بر اساس آشکارسازی نیروهای برشی بین انتهای پروب و نمونه، استفاده می شود. در این سیستم ها امکان ثبت نیروی روبشی به تنهایی و یا همزمان با تصویرگیری میدان نزدیک فراهم شده است[3].
6- حالت «نیروی برشی» در رصد فاصله سوزن- سطح در SNOM
در طول کاربرد SNOM، ضروری است سوزن در فاصله ای حدود 10 نانومتر یا کمتر از سطح نمونه نگهداری شود. هرچند این کار با تکنیکهای مختلفی قابل انجام است، اما راه حل رایج و مناسب تر، استفاده از SNOM در حالت به اصطلاح «نیروی برشی(Shear-force ) » است.
شکل5- شماتیک حالت نیروی برشی در فاصله سوزن- سطح و سوار بودن پروب بر یک دیاپازون[2]
اکثر مدهای نیروی برشی، از یک مبدل پیزوالکتریک جهت تحریک دیاپازون(tuning fork)، رزوناتور(resonator) یا تشدیدکننده (شکل5)، استفاده می کنند.
سوزن SNOM، به یک تشدیدکننده بلور کوارتز چسبیده است. دیاپازون بوسیله ویبراتور (vibrator =لرزانگر) پیزوالکتریک، با فرکانس نزدیک به فرکانس تشدید سیستم رزوناتور کوارتز- سوزن، شروع به نوسان می کند. لذا از این طریق سوزن حرکات ارتعاشی موازی با سطح نمونه انجام می دهد. اندازه گیری های نیروی برهمکنش سوزن-سطح نمونه، توسط تغییرات دامنه و فاز و با توجه به ولتاژ محرک U(t) اعمالی به الکترودهای پیزو انجام می‌شود.
در هنگام نزدیک شدن سوزن به سطح نمونه اثرات متعددی مشاهده می شود. در ابتدا گونه ای پراکنش اضافی(additional dissipative) ، در برهمکنش سوزن با سطح نمونه، بعلت سایش چسبناک(viscous friction ) ، در لایه ای نازک از هوا نزدیک سطح و در لایه ای نازک از مولکولهای جذب شده(adsorbed ) روی سطح نمونه، رخ می دهد. این پدیده موجب افت کیفی در پارامتر رزونانس (تشدید) و درنتیجه کاهش دامنه نوسان و پهن شدگی پیک تشدید و منحنی پاسخ فازی می گردد[2].
شکل 6- نیروهای پراکنش اثرگذار بر سوزن و ایجاد تغییراتی در حالت نوسانی سوزن نزدیک سطح نمونه[2]
سپس در مرحله دوم، تغییری در حالت نوسانی و در فاصله کم سوزن- سطح رخ می دهد. حالت نوسانی در فواصل بزرگ، با نوسان میله ای با سر آزاد مطابقت دارد؛ در حالیکه در فاصله کوچک، یا با سوزنی در تماس با سطح، حالت نوسانی بصورت نوسان میله ای با سر درگیر، تغییر می کند. این امر باعث افزایش فرکانس تشدید می گردد ؛ بعنوان مثال منحنی فرکانس-دامنه به فرکانسهای بالاتر تغییر می یابد [14, 15]. تغییرات دامنه و فاز نوسانات خمشی در سیستم رزوناتور بعنوان سیگنالهای بازخورد ( feedback)، جهت کنترل فاصله سوزن-نمونه در SNOM، استفاده می شوند[2].
7- رزولوشن در سیستم دستگاهی میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک
7-1- تئوری مطرح
از نظر تئوری، رزولوشن نوری یک میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک نامحدود است لیکن از لحاظ عملی، رزولوشن با اندازه دریچه فیبر محدود می شود که معمولا حدود 50 تا 80 نانومتر است.
رزولوشن میکروسکوپ های نوری معمولی، که روشنایی آنها توسط نور معمولی و نه منبع لیزر تأمین می شود، با پدیده پراش نور و بصورت رابطه زیر محدود می شود:
در این رابطه y ، حداقل فاصله بین دو نقطه قابل تشخیص از یکدیگر، λ ، طول موج نور مورد استفاده برای روشنایی و A[SUB]n[/SUB]=nSinσ ضریب دریچه (Numerical aperture) عدسی شیئی میکروسکوپ است. همچنین ، ضریب شکست محیط بین عدسی شیئی و نمونه و ، نصف زاویه دید دریچه از نقطه قرارگیری نمونه می‌باشد. در نتیجه معمولا رزولوشن ضریبی از طول موج یعنی در حدود 0.5 تا 1 میکرومتر است[4]. در عمل معمولا اندازه نصف طول موج نور، حد وضوح را برای میکروسکوپی نوری تعیین می کند.
در روش میدان نزدیک با استفاده از چشمه نور شبه نقطه ای با قطری بسیار کوچکتر از طول موج نور، می توان به وضوحی بهتر از حد پراش دست یافت، اما لازم است که پروب به اندازه کافی، در فاصله ای کمتر از طول موج نور، به سطح نزدیک باشد[3].
7-2- راهکارهای بهبود رزولوشن
برای بدست آوردن وضوح مطلوب در میکروسکوپ SNOM، سطح نمونه بوسیله روزنه ای کوچک که در ارتفاع حدود چند نانومتری بالای سطح قرار دارد، روبش می شود. در این میکروسکوپ، روزنه فوق در انتهای یک فیبر باریک و نوک تیز قرار دارد که نور لیزر با عبور از آن به سطح میرسد[16]. نور گسیل شده از این روزنه به سرعت پراش می یابد و تصویر تمامی نقاط روبش شده از سطح نمونه، ثبت می شود. هنگامی که فاصله بین سطح نمونه و روزنه به اندازه کسر کوچکی از اندازه روزنه باشد، وضوح تصویر به طول موج نور مرتبط نیست و به اندازه روزنه بستگی دارد. با این روش وضوحی خیلی بیشتر از آنچه که با میکروسکوپهای متداول حاصل می شود، قابل ثبت است. برای بدست آوردن وضوح بالا، برای مثال از مرتبه 25nm، حدود λ/20 ، قطر دریچه باید در ابعاد نانومتر باشد و در فاصله کمتر از 10 نانومتری سطح نمونه قرار گیرد. زیرا با افزایش فاصله(s)، از دریچه، امواج میرا بسرعت مستهلک شده و شدت میدان (I)، به نسبت عکس توان چهارم فاصله کاهش می یابد
. این رابطه که در محدوده میدان نزدیک معتبر است، متفاوت از رفتار موج در میدان دور است که در آن شدت میدان با توان دوم فاصله نسبت عکس دارد[3].
اساسا برای بهبود رزولوشن در میکروسکوپ، راههای مختلفی دیگری نیز وجود دارد. می توان با قراردادن محیطی با ضریب شکست بالاتر بین نمونه و عدسی شیئی، معمولا روغنی با ضریب شکست حدود 1.4، رزولوشن را کمی بهبود بخشید.
راه دیگر، استفاده از پرتویی با طول موج بسیار کوتاه تر است. میکروسکوپUV مثالی از این روش است که برای بهبود رزولوشن، از نور UV برای روشنایی استفاده می کند. مثال دیگر میکروسکوپ الکترونی است که از این حقیقت که طول موج الکترونها بسیار کوتاهتر از نور است، بهره می برد[4].
8- حالات کاری دستگاه SNOM
میتوان میکروسکوپ SNOM را در حالات مختلف به کار برد. شکل7، حالات کاری مختلف را نشان می دهد. در سه حالت اول، روشنایی و آشکارسازی هر دو از یک طرف انجام می شود در حالی که در دو حالت آخر، نور از نمونه عبور کرده و روشنایی و آشکارسازی در دو طرف مختلف نمونه انجام می گیرد.
شرط لازم برای این دو حالت آخر اینست که نمونه از نظر نوری شفاف باشد.
در صورتیکه نمونه منبع نور باشد، مثلا LED، میتوان روشنایی را حذف و فقط قسمت آشکارساز را استفاده نمود. همچنین میتوان از SNOM برای لیتوگرافی نوری استفاده کرد که در این حالت قسمت آشکارساز حذف می شود. در حالات دیگر، اجزاء نوری اضافی بایستی به گونه ای تنظیم شوند که قسمتهای روشنایی یا آشکارسازی دقیقا روی موقعیت جاری نوک فیبر، متمرکز شوند. در غیراینصورت، شدت نور آنقدر ضعیف می گردد که قابل آشکارسازی توسط فیبر نخواهد بود و یا نور جمع آوری شده توسط آشکارساز خارجی بیش از حد کم خواهد بود. از آنجا که نوک فیبر خیلی کوچک است، این تنظیم باید به کمک یک میکروسکوپ نوری اضافی، انجام شود[4].
شکل7- شکل های ممکن و رایج در طراحی میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک[2]
به منظور افزایش حساسیت دستگاه، پرتو بازتاب شده یا عبور یافته از نمونه، بوسیله یک آینه یا لنز برروی یک آشکارساز نوری متمرکز می شود. این شکل SNOM، بطور گسترده ای در لیتوگرافی نوری میدان نزدیک استفاده می شود. همچنین هنگامی که مقادیر بالایی از پمپاژ نوری نیاز است، بطور مثال جهت مطالعه خواص غیرخطی موضعی، طراحی و پیکربندی متفاوتی استفاده می شود که تابش لیزری قدرتمندی به نمونه مستقیما تابانده شود و تابش، بازتابی یا عبوری، توسط یک سوزن میدان نزدیک، جمع آوری گردد[2].
نتیجه گیری
تشعشع الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط دوقطبی الکتریکی از دو قسمت میدان دور و میدان نزدیک تشکیل شده است. روش نوری کلاسیک، به محدوده میدان دور مربوط است. به قسمت تشعشعی میدان الکترومغناطیس نزدیک به منبع انتشار نور(محدوده فاصله کمتر از طول موج نور لازم برای روشن کردن سطح نمونه)، میدان نزدیک گفته می شود. میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک براساس استفاده از میدان نزدیک و غلبه بر محدودیت پراش بکار گرفته شده است. این کار با قرار دادن آشکارساز یا منبع نور(فیبر نوری)، در نزدیکی سطح نمونه و با فاصله ای کمتر از طول موج، انجام می گردد. اجزای اصلی این میکروسکوپ ها شامل چشمه نور، فیبر نوری، آشکارساز و بلور پیزوالکتریک، کنترل کننده و نرم افزار SPM است. رزولوشن عملی میکروسکوپ نوری روبشی میدان نزدیک، معمولا حدود 50 تا 80 نانومتر است اما برای بدست آوردن وضوح بالا، بایستی قطر دریچه در ابعاد نانومتر و در فاصله کمتر از 10 نانومتری سطح نمونه قرار گیرد.
