Me voy a centrar en la información contenida en el campo de luz en sí misma. Esto excluye de la discusión de muchos, si no todos los "súper resolución" técnicas, que directa o indirectamente hacen uso de la información adicional a que en las imágenes de campo de luz[nota 1].
Es cierto que se puede hacer una deconvolución para conseguir algo por debajo de la tradicional de difracción de "límite" si la relación señal a ruido es muy alto. Pero hay un límite fundamental incluso para esto, y que conduce a la solución de compromiso entre la distancia desde el objeto y la resolución. Cerca de microscopía de campo se puede la imagen arbitrariamente pequeño cuenta con luz, pero aquí está la captura usted necesita estar cerca del objeto, y, para un determinado nivel de ruido, no importa cuán pequeño, la imagen tamaño de la característica disminuye exponencialmente con la distancia desde el objeto. La noción de lo que nos lleva a la noción de un límite duro surge de:
Sólo nonevanescent ondas (correspondiente a verdaderamente libre fotones) puede transmitir componente de Fourier de la información a un sistema de imagen que es arbitrariamente lejos del objeto
El fenómeno es, de hecho, que se entiende mejor a través de ondas evanescentes. Si desea codificar componente de Fourier de una característica transversal en el campo de luz y que la componente espacial de la frecuencia angular $k_f>k$ (aquí se $k$ es la luz del número de onda), entonces, como el plano de la onda de la codificación de este componente se propaga fuera del objeto (llamamos a esto el $z$ dirección), su amplitud varía como $\exp(-\sqrt{k_f^2-k^2}\,z)$, es decir, la wavevector componente se convierte en imaginario y la amplitud rápidamente disminuye con la distancia. Como $z\to\infty$, sólo el nonevanescent las olas son de izquierda, de modo que el sistema de la función de transferencia se parece más y más como un duro limitting filtro de paso bajo con frecuencia de corte frecuencia espacial $k$ $z$ aumenta. Si quieres las características de la imagen de la longitud característica $d<\lambda$, entonces la pérdida de la relación señal a ruido es:
$$\begin{array}{lcl}SNR &=& SNR_0-40\,\pi\,z\,\sqrt{\frac{1}{d^2}-\frac{1}{\lambda^2}}\,\log_{10}e\quad\text{(decibel)}\\&\approx& SNR_0-40\,\pi\,\frac{z}{d}\,\log_{10}e\quad (d\ll\lambda)\end{array}$$
donde $SNR_0$ es la relación señal a ruido que se obtendría si se celebró el SNOM derecho en el objeto fotografiado y $z$ es la distancia de la SNOM punta del objeto. Este es un aterradoramente rápido al. Si la sonda de exploraciones $1{\rm \mu m}$ a partir de las imágenes de objetos y queremos ver a $50{\rm nm}$ tamaño de los objetos, la relación señal / ruido se pierde por el mero $1{\rm \mu m}$ enfrentamiento es de 1000 decibelios (un factor de potencia $10^{100}$!). Prácticamente hablando, la sonda debe estar dentro de una distancia de $d$ o menos de las imágenes de objetos, donde $d$ es el subwavelength la longitud de la característica que usted desea ver; la fórmula de arriba, a continuación, da un SNR de salida de alrededor de $54{\rm dB}$ al $z=d$.
Notas a pie de página
[1]. Por ejemplo STED agota fluoróforos fuera de foco antes de tomar el final de la lectura de la luz, con lo que la desactivación de nada más que unas pocas decenas de nanómetros desde el enfoque de la inscripción)
