Оптика ближнего поля — это раздел оптики , который рассматривает конфигурации, зависящие от прохождения света к, от, через или около элемента с субволновыми характеристиками, и связывание этого света со вторым элементом, расположенным на субволновом расстоянии от первого. Барьер пространственного разрешения, налагаемый самой природой света в обычной оптической микроскопии, внес значительный вклад в разработку оптических устройств ближнего поля, в частности, сканирующего оптического микроскопа ближнего поля , или NSOM. Относительно новая оптическая наука о облаченных фотонах (DP) также может брать свое начало в оптике ближнего поля. [1]
Предел оптического разрешения в обычном микроскопе , так называемый дифракционный предел , составляет порядка половины длины волны света, используемого для получения изображения . Таким образом, при получении изображения на видимых длинах волн наименьшие разрешимые элементы имеют размер в несколько сотен нанометров (хотя точечные источники, такие как квантовые точки, могут быть разрешены довольно легко). Используя оптические методы ближнего поля, исследователи в настоящее время разрешают элементы размером порядка десятков нанометров. В то время как другие методы получения изображений (например, атомно-силовая микроскопия и электронная микроскопия ) могут разрешать элементы гораздо меньшего размера, многочисленные преимущества оптической микроскопии делают оптику ближнего поля областью значительного интереса.
Идея разработки оптического устройства ближнего поля была впервые задумана Эдвардом Хатчинсоном Синджем в 1928 году, но не была реализована экспериментально до 1950-х годов, когда несколько исследователей продемонстрировали осуществимость субволнового разрешения. Опубликованные изображения субволнового разрешения появились, когда Эш и Николс исследовали решетки с расстоянием между линиями менее одного миллиметра, используя микроволны с длиной волны 3 см. В 1982 году Дитер Поль из IBM в Цюрихе , Швейцария , впервые получил субволновое разрешение на видимых длинах волн, используя оптические методы ближнего поля.