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Microscopie optique en champ proche (SNOM)

Produits reliés : MFLI, UHFLI, UHF-MF, UHF-MOD, HF2LI, HF2LI-MF, HF2LI-MOD

Description de l'application

La microscopie optique en champ proche (SNOM) est un type de microscopie à balayage qui mesure les interactions lumière-matière à l'échelle nanométrique pour étudier les propriétés optiques locales d'un échantillon. Elle s'appuie sur les effets optiques en champ proche pour pousser la résolution au-delà de la limite de diffraction en champ lointain. Les techniques SNOM ont d'abord utilisé une fibre optique effilée à la pointe pour créer une ouverture optique, mais ces dernières années ont vu le développement du SNOM sans ouverture où la lumière incidente est diffusée par une sonde AFM ayant une fine couche métallique.

De cette manière, des cavités nano-optiques peuvent être formées pour améliorer et contrôler la lumière confinée en modifiant l'environnement électromagnétique local sous la pointe. La SNOM est ainsi utilisée dans divers domaines tels que la spectroscopie Raman par exaltation de pointe (TERS) et la spectroscopie THz pour étudier les dispositifs plasmoniques, et plus généralement toutes les expériences de nano-optique.

Stratégies de mesure

La lumière incidente dirigée vers une pointe AFM métallique est diffusée à la fréquence de modulation du mouvement oscillant du cantilevier. Des processus optiques non linéaires se produisent depuis la nanocavité formée entre la pointe AFM et la surface de l'échantillon : la lumière réfléchie transmet ainsi au détecteur optique des informations sur les propriétés optiques de l'échantillon. La détection de tous les signaux harmoniques et leurs pics satellite peut être réalisée grâce à une détection synchrone multi-fréquence tels que le HF2LI ou le UHFLI de Zurich Instruments, en fonction des exigences de l'expérience en termes de schéma de modulation optique et de vittesse de démodulation. Comme il existe de nombreuses configurations SNOM, la figure illustre dans un large contexte le mélange optique et mécanique qui se produit sous la pointe, détecté avec un HF2LI par le biais de multiples entrées et démodulateurs.

L'encadrement dans la figure correspond à la réponse détectée suivant différentes composantes fréquentielles qui proviennent des sources de modulation, typiquement entre une porteuse ou un cantilevier à fc et une modulation à fm. Le signal provenant du détecteur optique est traité depuis l'entrée de la détection synchrone et démodulé en 2 étapes (également appelée démodulation tandem) : un démodulateur à large bande mesure les composantes de fréquence autour d'une harmonique de la porteuse, dont la sortie est ensuite renvoyée à la deuxième entrée de la détection synchrone pour démoduler chaque modulation séparément avec une bande plus étroite. Il est ainsi possible de récupérer et d'imager la phase et l'amplitude optiques de chaque bande latérale à partir de la lumière diffusée lorsque la pointe balaie la surface. Pour bénéficier d'un signal maximal à la fréquence de résonance du levier, une boucle à verrouillage de phase (PLL) et un asservissement de l'amplitude peuvent être utilisés pour le suivi de la résonance mécanique.

Scanning near-field microscopy (SNOM) setup featuring the HF2LI Lock-in Amplifier

Pourquoi choisir Zurich Instruments

  • Simplifiez vos mesures : une synchronisation parfaite est garantie entre la modulation optique et la modulation mécanique car le même instrument contrôle à la fois la génération et la détection du signal.
  • Plus d'informations sont disponibles simultanément à partir des mesures d'harmoniques supérieures grâce à la multi-démodulation jusqu'à 5 MHz dans une bande passante d'entrée de 600 MHz.
  • Ne manquez aucune modulation satellite nécessaire pour recouvrer la réponse optique non linéaire de l'échantillon. La synchronisation multi-dispositifs (MDS) permet d'accéder à un plus grand nombre de démodulateurs (> 8), en fonction de vos besoins.
  • Les outils d'analyse dans les domaines temporel et fréquentiel de l'interface utilisateur LabOne® vous permettent de mieux comprendre et optimiser le mélange des fréquences résultantes des interactions électro-optiques en bout de pointe.

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