طراحی نمونه بردارهای میدان نزدیک در باند تراهرتز و نوری

یکی از محدودیت های اساسی در حوزه تصویربرداری تراهرتز و نوری که از ماهیت موجی بودن نور نشات می گیرد و با حد تفرق رلی شناخته می شود، وضوح فضایی محدود به نصف طول موج است. این وضوح برای مطالعه سلول های زیستی، حامل های سیار در نانوافزاره های نیمه هادی، و نیز پدیده های انتقال حرارات و تداخل الکترومغناطیسی در مدارهای نانوالکترونیک، البته ناکافی است. در چند دهه اخیر، تلاش های فراوانی در معرفی و توسعه تکنیک هایی برای غلبه بر این محدودیت پایه ای انجام شده است؛ از آن جمله می توان به روش های مبتنی بر استفاده از میدان نزدیک، که ایده آشکارسازی امواج میراشونده را در میان دارد، اشاره نمود. در اکثر روش های پیشنهادی از یک ساختار نمونه بردار برای تمرکز میدان در نزدیکی نمونه و تزویج میدان نزدیک (میرا شونده) به میدان تابشی یا هدایت شونده استفاده می شود. در این مقاله، در ابتدا حد تفرق و منشا نظری آن، ضرورت تصویربرداری میدان نزدیک، امکان دستیابی به وضوح زیر طول موجی و عدم مغایرت آن را با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ را بطور مختصر مرور می کنیم. در ادامه این پژوهش، با تشریح فرایند طراحی سه نوع ساختار بعنوان نمونه بردارهای میدان نزدیک، یعنی؛ موجبر تیغه عایقی غیر تابشی، سیم مسی مخروطی با شیارهای متناوب و نمونه بردار مخروطی ساده، قابلیت تصویربرداری آنها با قدرت تفکیک زیر طول موج را در باند تراهرتز و نوری مورد تحقیق قرار می دهیم.