طراحی نمونه‌بردارهای میدان نزدیک در باند تراهرتز و نوری

یکی از محدودیت‌های اساسی در حوزه تصویربرداری تراهرتز و نوری که از ماهیت موجی بودن نور نشات می‌گیرد و با حد تفرق رَلی شناخته می‌شود، وضوح فضایی محدود به نصف طول‌موج است. این وضوح برای مطالعه سلول‌های زیستی، حامل‌های سیار در نانوافزاره‌های نیمه‌هادی، و نیز پدیده‌های انتقال حرارات و تداخل الکترومغناطیسی در مدارهای نانوالکترونیک، البته ناکافی است. در چند دهه اخیر، تلاش‌های فراوانی در معرفی و توسعه تکنیک‌هایی برای غلبه بر این محدودیت پایه‌ای انجام شده است؛ از آن جمله می‌توان به روش‌های مبتنی بر استفاده از میدان نزدیک، که ایده آشکارسازی امواج میراشونده را در میان دارد، اشاره نمود. در اکثر روشهای 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 طول‌موجی و عدم مغایرت آن را با اصل عدم قطعیت هایزنبرگ را بطور مختصر مرور می‌کنیم. در ادامه این پژوهش، با تشریح فرایند طراحی سه نوع ساختار بعنوان نمونه‌بردارهای 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 می‌دهیم.