Разработка оптических методов исследования объектов с дифракционным и субдифракционным пространственным разрешением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат технических наук Парфенов, Петр Сергеевич

• Парфенов, Петр Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Парфенов, Петр Сергеевич

Введение

Глава I. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ С ДИФРАКЦИ- 11 ОННЫМ И СУБДИФРАКЦИОННЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ

1.1. Оптическая микроскопия с дифракционным пространст- 12 венным разрешением

1.1.1. Люминесцентная микроскопия

1.1.2. Микроскопия комбинационного рассеяния света

1.1.3. Техника оптической микроскопии с дифракционным 18 пространственным разрешением

1.2. Атомно-силовая микроскопия

1.3. Апертурная и безапертурная ближнепольная сканирую- 25 щая оптическая микроскопия

1.3.1. Варианты оптических схем ближнепольного скани- 30 рующего оптического микроскопа

1.3.2. Применение техники атомно-силовой микроскопии в 34 ближнепольной оптической микроскопии

1.4. Выводы

Глава II. БЛИЖНЕПОЛЬНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ МИКРОСКОПИЯ С

СУБДИФРАКЦИОННЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМ РАЗРЕШЕНИЕМ

2.1. Туннельный ближнепольный микроскоп

2.2. Безапертурный спектрометр ближнего поля 43 2.2.1. Разработка структурной схемы спектрометра

2.3. Особенности изготовления и оптимизации параметров 59 зондов для рамановского спектрометра ближнего поля

2.3.1. Формирование металлических острий зондов

2.3.2. Метод определения оптимальных резонансных опти- 70 ческих характеристик металлических острий

2.3.3. Способ изготовления зонда для рамановского спек- 75 трометра ближнего поля

2.4. Система регулирования расстояния острие-образец

2.5. Сопряжение систем позиционирования спектрометра

2.6. Особенности системы регистрации оптических сигналов 91 спектрометра

2.6.1. Выбор и оптимизация параметров одноканального де- 93 тектора излучения

2.6.2. Разработка алгоритма управления и программного 99 обеспечения работы спектрометра в одноканальном режиме

2.7. Демонстрация возможности получения спектров KP 105 Ge/Si наноструктур с субдифракционным пространственным разрешением

2.8. Выводы

Глава III. ОПТИЧЕСКАЯ МИКРОСКОПИЯ С ДИФРАКЦИОННЫМ

РАЗРЕШЕНИЕМ: ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКИХ МИКРОЧИПОВ

3.1. Биологические микрочипы

3.2. Разработка видеоанализатора биочипов

3.3. Демонстрация возможности проведения диагностики 128 туберкулеза

3.4. Выводы 131 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 134 ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Листинг программы управления работой спектромет- 145 ра ближнего поля в одноканальном режиме

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов

АСМ Атомно-силовой микроскоп

БСОМ Ближнепольный сканирующий оптический микроскоп

БП Ближнепольный(-ая)

ГКР Гигантское комбинационное рассеяние — употребляемый в русскоязычной литературе аналог SERS

ГОИ Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова

ДНК Дезоксирибонуклеиновая кислота

ИМБ Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН

КР Комбинационное рассеяние света (рамановское рассеяние)

НАДФ Никотинамидадениндинуклеотидфосфат,

НИР Научно-исследовательская работа

ПВО Полное внутреннее отражение

ПЗС Прибор с зарядовой связью

ПО Программное обеспечение

РТП Растровый туннельный профилограф

СД Синхронный детектор сзм Сканирующий зондовый микроскоп стм Сканирующий туннельный микроскоп тсом Туннельный сканирующий оптический микроскоп

ФП Флавопротеиды

ФЭУ Фотоэлектронный умножитель

LSCM Лазерная сканирующая конфокальная микроскопия

NA Numerical aperture - числовая апертура

SERS Surface-enhanced Raman scattering — усиленное поверхностью рамановское рассеяние

TERS Tip-enhanced Raman Scattering - рамановское рассеяние, усиленное металлическим острием

XY Двумерное

XYZ Трехмерное

Shear force Микроскопия бокового сдвига

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка оптических методов исследования объектов с дифракционным и субдифракционным пространственным разрешением»

Актуальность темы

Одной из важнейших задач современной оптики является разработка новых научно-технических подходов к созданию спектральных оптических приборов и методов исследования объектов с дифракционным и субдифракционным пространственным разрешением. Диссертационная работа посвящена развитию перспективных направлений современной оптической микроскопии: характеризации параметров различных материалов с субдифракционным пространственным разрешением с помощью ближнепольной микроскопии и экспресс-диагностики объектов с использованием «биочиповых» структур. В первом случае используется анализ спектров люминесценции и/или комбинационного (рамановского) рассеяния света, а во втором — параллельный анализ люминесцентных свойств массива характеризуемых объектов. Эти методы являются одними из наиболее перспективных при физических, химических и биологических исследованиях, а также в медицинских приложениях, что обусловлено их высокой чувствительностью и информативностью. Оптическая диагностика со сверхвысоким пространственным разрешением крайне важна для наноиндустрии, поскольку позволяет контролировать такие параметры наноструктур как размер, форма и взаимное расположение, а также химический состав и наличие локальных механических напряжений. Аналогичным пространственным разрешением должны обладать и методы контроля элементной структуры современных интегральных схем и интегральных схем ближайшего будущего.

Пространственное разрешение обычных люминесцентных и рамановских микроскопов ограничено дифракционным пределом. В связи с этим они не позволяют проводить измерения с разрешением лучше 250 нм и дают лишь пространственно усредненную спектральную информацию. Поэтому исследования различных структур с более высоким пространственным разрешением обычно выполняются методами электронной микроскопии, зачастую требующей применения разрушающих методов пробоподготовки или приводящей в процессе измерения к повреждению или разрушению образцов. Пространственный рельеф планарных структур может быть исследован с использованием туннельных и атомно-силовых микроскопов, которые позволяют получить субнанометровое разрешение (вплоть до отдельных молекул), однако с их помощью не удается провести химическую идентификацию структурных элементов. Кроме того, как анализируемые биомолекулы, так и наноструктуры часто внедрены в различные матрицы (мембраны, диэлектрические и полупроводниковые слои и т.п.), и характеризовать их геометрические параметры с помощью атомно-силовой микроскопии становится невозможно.

Одновременно решить проблемы повышения пространственного разрешения вплоть до 20-50 нм и химической идентификации структурных элементов в оптическом диапазоне длин волн возможно путем объединения методов ближнепольной микроскопии, люминесцентного и рамановского анализа. Ближнепольный рамановский и люминесцентный микроскопы позволяют визуализировать отдельные белковые молекулы в клеточной мембране, определить форму, химический состав и внутренние напряжения в наноструктурах, включая полупроводниковые наноструктуры. Поэтому разработка методов и аппаратуры для проведения люминесцентных и рамановских исследований на наномасштабном уровне является одной из актуальных задач современной на-ноиндустрии.

Ближнепольная оптическая микроскопия с использованием волоконно-оптических зондов имеет существенные недостатки. Для достижения наномет-рового пространственного разрешения необходимо использовать зонды с малой апертурой, что приводит к резкому падению интенсивности возбуждающего света, передаваемого по волоконному волноводу. Кроме того, с увеличением пространственного разрешения интенсивности оптических сигналов уменьшаются, т.к. они собираются со всё меньших объемов исследуемого образца. Данные потери не могут быть компенсированы простым увеличением интенсивности возбуждающего излучения, поскольку при этом происходит разогрев и разрушение зонда. Эти проблемы особенно важны для регистрации рамановских спектров наноструктур, так как интенсивность рассеянного света много меньше интенсивности люминесценции. Одним из способов их решения является с использование металлических заостренных зондов (с радиусом кривизны острия 10-50 нм). Наличие металлического зонда приводит к резкому усилению оптического поля вблизи его острия при освещении зонда оптическим излучением, резонансно возбуждающим локальные плазмоны острия. Характерный размер области локализации усиленного поля примерно равен радиусу кривизны острия, что определяет пространственное разрешение метода. Важной задачей, связанной с повышением чувствительности измерений с помощью ближнепольных рамановских и люминесцентных спектрометров, является также выбор оптимальных схем освещения и детектирования. При создании таких приборов необходимо также решить задачи стабилизации расстояния «зонд-образец», изготовления и оптимизации механических, геометрических и оптических параметров зондов, а также разработки аналитических методов обработки получаемой спектроскопический информации.

Микролюминесцентный анализ «биочиповых» структур с большим массивом одновременно анализируемых ячеек является перспективным методом оптического экспресс-контроля. Необходимость дальнейшего увеличения скорости определений, требующее увеличения числа одновременно анализируемых ячеек, поставило актуальную задачу разработки адекватной оптической техники анализа «биочиповых» структур нового поколения.

Целью работы является разработка методов люминесцентной и раманов-ской микроскопии исследования объектов с дифракционным и субдифракционным пространственным разрешением и их техническая реализация: безапертурная ближнепольная микроскопия и экспресс-диагностика «биочиповых» структур.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Проанализировать возможности технической реализации и разработать принципиальную схему безапертурного рамановского и люминесцентного спектрометра ближнего поля, использующего эффект локального усиления оптических полей вблизи острия металлических зондов.

2. Разработать методы изготовления металлических зондов и определения их резонансных оптических характеристик.

3. Исследовать особенности реализации и разработать аппаратурные принципы построения системы регулирования расстояния «зонд-образец» для ближне-польных зондовых микроскопов.

4. Разработать метод сопряжения систем позиционирования спектрометра ближнего поля, позволяющий совместить плоскость образца, вершину зонда и центр сфокусированного лазерного луча.

5. Разработать методику регистрации оптического сигнала спектрометра ближнего поля при работе в одноканальном режиме счета фотонов, а также разработать алгоритм управления работы в указанном режиме.

6. Разработать метод микролюминесцентного анализа «биочиповых» структур с большим массивом одновременно анализируемых ячеек (15x20).

Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

- исследованы особенности конкуренции гравитационных и капиллярных сил в процессе электрохимического травления, используемого при изготовлении металлических зондов с радиусом кривизны острия менее 15 нм;

- предложен метод определения резонансных оптических характеристик серебряных и золотых зондов для ближнепольного микроскопа, основанный на регистрации спектра рассеяния зонда и определении спектрального положения максимума рассеяния;

- предложен оригинальный метод возбуждения и детектирования люминесценции, позволяющий получать изображения и проводить параллельный анализ большого массива ячеек биочипа.

Практическая ценность работы заключается в разработке: принципиальной схемы безапертурного рамановского и люминесцентного спектрометра ближнего поля для исследования и характеризации как прозрачных, так и непрозрачных образцов с пространственным разрешением до 50 нм; метода изготовления металлических зондов с радиусом острия до 15 нм травлением на постоянном токе в капле электролита и определения их резонансных оптических характеристик; системы регулирования расстояния «зонд-образец», позволяющей поддерживать расстояние в диапазоне 5-20 нм; системы сопряжения элементов взаимного позиционирования металлического острия и образца в поле лазерного излучения; алгоритма управления, программного обеспечения и методики регистрации, оптического сигнала спектрометра ближнего поля при работе в одноканаль-ном режиме счета фотонов; принципиальной схемы и изготовлении опытного образца видеоанализатора изображений для микролюминесцентного анализа «биочиповых» структур с большим массивом одновременно анализируемых ячеек.

На защиту выносятся

1. Принципиальная схема безапертурного рамановского и люминесцентного спектрометра ближнего поля для исследования и характеризации как прозрачных, так и непрозрачных образцов с пространственным разрешением до 50 нм.

2. Метод изготовления металлических зондов для сканирующих ближнеполь-ных микроскопов, позволяющий получать зонды с радиусом острия менее 15 нм.

3. Метод определения резонансных оптических характеристик серебряных и золотых зондов для ближнепольного микроскопа, основанный на регистрации спектра рассеяния зонда и определении спектрального положения максимума рассеяния.

4. Система регулирования расстояния «зонд-образец»; позволяюгцая .поддерживать расстояние в-диапазоне 5-20 нм.

5. Система сопряжения элементов взаимного позиционирования металлического острия и образца в поле лазерного излучения.

6. Алгоритм управления спектрометром и программное обеспечение для регистрации оптических сигналов в одноканальном режиме счета фотонов.

7. Метод возбуждения и детектирования* люминесценции биочипов, позволяющий получать изображения и проводить параллельный анализ: большого массива ячеек, и принципиальная схема видеоанализатора изображений

Апробация, работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались, на 15 российских и международных научных конференциях: Optical micro- and nanotechnologies (Санкт-Петербург, 2002), FLAMN-07 (Санкт-Петербург, 2007), 1CSI-5 (2007, Марсель, Франция), Нейробиотелеком-2004 (Санкт-Петербург, 2004), ежегодных НТК СПбГУТ (Санкт-Петербург, 20022006), НУМК СГ16ГУ ИТхМО (Санкт-Петербург, 2003, 2005) и межвузовских КМУ (Санкт-Петербург, 2007, 2008). '

Публикации. Основные результаты;диссертации опубликованы в 14 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата, в том. числе 2 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК. По результатам работы получен 1 патент.

Результаты работы использовались во ФГУГ1 'ТОЙ им. С.И. Вавилова" в НИР "Создание экспериментального; макета ближнепольнош. микроскопа для использования в прецизионном машиностроении" за 2002-2003 гг. и "Сканирующий люминесцентный микроскоп ближнего поля" за 2004 г., выполнявшихся по государственным контрактам №40.600.14.0011 и №40.600.11.0019 в рамках ФЦНТП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки. и техники" на* 2002-2006 гг., и в ОКР "Разработка и изготовление люминесцентных видеоанализаторов биочипов для диагностики генетических и инфекционных заболеваний" за 2003—2004 гг., выполнявшейся по государственному контракту №36.6656.11.0270 от 28.04.2003 в рамках ФЦП "Реформирование и развитие оборонно-промышленного комплекса (2002-2006 гг.)", направление 3.

В СПбГУ ИТМО результаты работы использовались при выполнении Проекта аналитической ведомственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008)" РНП.2.1.1.1075 "Физические основы создания новых сверхвысокочувствительных люминесцентных сенсоров для экологчиеских и биомедицинских применений: эффекты переноса энергии фотовозбуждения в системах квантовая точка — молекула".

Соответствующие акты внедрения приложены к диссертации.

Личный вклад автора. Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, отражают персональный вклад автора в опубликованные работы. Все представленные в диссертации результаты получены лично автором. Подготовка к публикациям полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим.

Первая глава работы посвящена обзору существующих микроскопических методов исследования объектов с дифракционным и субдифракционным пространственным разрешением.

Вторая глава посвящена разработке методов и аппаратуры для реализации техники ближнепольной оптической спектроскопии.

Третья глава посвящена разработке видеоанализатора биологических микрочипов.

В Приложении приведены фрагменты листинга программы управления ' спектрометром ближнего поля в одноканальном режиме работы.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Парфенов, Петр Сергеевич

3.4. Выводы

В результате работы разработана принципиальная схема и изготовлен опытный образец видеоанализатора изображений для микролюминесцентного анализа «биочиповых» структур с большим массивом одновременно анализируемых ячеек, основанный на применении широкопольной оптики и оригинальной системе освещения, что позволило добиться равномерности сигнала по всей площади. Также разработана система загрузки и центрирования чипа, обеспечившая требую точность позиционирования, определены рабочие параметры видеоанализатора и проведены успешные лабораторные и эксплуатационные испытания.

Ifiuvftcm* ■ tí агккЛкнлм «txi.hotj ы ипн

El« if i«» t«> ls-l Hlsl FfSllíF^--

• Л ф

• ♦ о щей! *■■

• •

• • ш ф

Л • * • » гЧ ^iífii ífi ■* 1' be

O® - DOO

CIMMOOo L ! mmmmmmm*®

KAftllFn а) i * ж1 и ди гтуити г в *дц fie йллу* ¿wi- SfU» а и!» ™

• * • • •

• * •

• •

• • • • • I о о • •

• be •••••• pg

C^QO*

•e

KuiM1->lf>il б)

Рис. 3.18. Обнаружение штаммов М.tuberculosis с различной чувствительностью к рифампицину с помощью видеоанализатора: а - штамм, чувствительный к рифампицину, б — штамм с мутацией в 531 нуклеотиде (Ser531-*Leu), ведущей к устойчивости к рифампицину

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана принципиальная схемы безапертурного рамановского и люминесцентного спектрометра ближнего поля, использующего эффект локального усиления оптических полей вблизи острия металлических зондов для исследования и характеризации как прозрачных, так и непрозрачных образцов с пространственным разрешением в 50 нм.

2. Разработан метод изготовления металлических зондов с радиусом острия менее 15 нм травлением на постоянном токе в капле электролита и исследованы особенности конкуренции гравитационных и капиллярных сил в процессе электрохимического травления.

3. Предложен метод определения резонансных оптических характеристик серебряных и золотых зондов для ближнепольного микроскопа, основанный на регистрации спектра рассеяния зонда и определении спектрального положения максимума рассеяния.

4. Разработана система регулирования расстояния «зонд-образец», позволяющая поддерживать расстояние в диапазоне 5-20 нм.

5. Разработана система сопряжения элементов взаимного позиционирования металлического острия и образца в поле лазерного излучения, позволяющая совместить плоскость образца, вершину зонда и центр сфокусированного лазерного луча.

6. Разработаны алгоритм управления, программное обеспечение и методика регистрации оптического сигнала спектрометра ближнего поля при работе в одноканальном режиме счета фотонов.

7. Предложен оригинальный метод возбуждения и детектирования люминесценции, позволяющий получать изображения и проводить параллельный микролюминесцентный анализ большого массива ячеек биочипа (15x20), разработана принципиальная схема видеоанализатора, изготовлен опытный образец и проведены его испытания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Парфенов, Петр Сергеевич, 2008 год

1. Паркер С. Фотолюминесценция растворов. — М.: «МИР», 1972, 510 с.

2. Юденфренд С. Флуоресцентный анализ в биологии и медицине. — М.: «Мир», 1965.

3. Теренин А.Н. Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений. Л.: Наука. - 1967. — 616 с.

4. Барский И.Я., Лисовский В.А., Самойлов В.О. Люминесцентный анализ в гастроэнтерологии. Л.: Наука. -1984. — 236 с.

5. Селиванов Е.В. Красители в биологии и медицине. Справочник. — Барнаул.: Азбука, 2003.-40 с.

6. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 2nd ed. Kluwer Academic: New York, 1999. - P. 362.

7. Федоров A.B., Баранов. A.B. Оптика квантовых точек. // В книге: Оптика наноструктур. Под ред. А.В. Федорова. — СПб: Недра, 2005. — С. 181-274.

8. Raman Microscopy. Developments and Applications / Edited by: George Turrell and Jacques Corset. США, Elsever, 1996. - P. 453.

9. Spring K. R., Davidson. M. W. Introduction to Fluorescence Microscopy. http://www.microscopyu.com/articles/fluorescence/fIuorescenceintro.html

10. Axelrod D., Herman В., Centonze Frohlich V. E. et. all. Fluorescence Microscopy.littp://www.olvmpusmicro.com/primer/techniques/fluorescence/fluorhome.html

11. Optics of a Fluorescence Microscope. http://www.fluorescence.com/tutorial/fm-optic.htm

12. Minslcy M. Memoir on inventing the confocal scanning microscope // Scanning. — 1988, Vol.10.-P. 128-138.

13. Nathan S. Claxton, Thomas J. Fellers, and Michael W. Davidson. Laser scanning confocal microscopyhttp://www.olympusfluoview.com/theorv/LSCMIntro.pdf

14. Ченцов Ю.В. Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия в биологии и медицине // Оптический журнал. 1994, №12. - С. 18-23.

15. LSM 510 and LSM 510 МЕТА. Laser Scanning Microscopes. Operating Manual. Release 3.2.

16. Воронин Ю.М. Зондовые микроскопы для исследования наноструктур на поверхности (ярмарка «Ганновер мессе 2000» и выставка «высокие технологии и инвестиции 2000») // Оптический журнал. 2001, т.68, №5. - С. 63-67.

17. Галлямов М. Олегович, Яминский И. В. Сканирующая зондовая микроскопия: основные принципы, анализ искажающих эффектов. http://www.spm.genebee.msu.su/members/ganYamov/gal yam/gal yaml .html

18. Методы. Атомно-силовая микроскопия http://www.nanoscopy.org/tutorial/Afm/afm.htm

19. СЗМ методики http://ntmdt.m/SPM-Techniques/index.html

20. Froehlich F.F. Detection of probe motion in near-field scanning optical microscopy // Applied Optics. 1995, Vol. 34, № 31. - P. 7273-7279.

21. Gheber L.A., Hwang J., Edidin M., Design and optimization of a near-field scanning optical microscope for imaging biological samples in liquid // Appl.Opt. 1998, Vol.37, No.16. - P. 3574-3581.

22. Brunner R., Hering O., Marti O., Hollricher O., Piezoelectrical shear-force control on soft biological samples in aqueous solution // Appl.Phys.Lett. 1997, vol. 71, №25. -P. 3628-3630.

23. Жданов Г.С., Либенсон M.H., Марциновский Г.А. Оптика внутри дифракционного предела//Успехи Физических Наук. 1998, Т. 168, №7. - С. 801-804.

24. Френкель Я.И. Электродинамика, т.1, Общая теория электричества. — М.: ОНТИ ГТТИ, 1934. 428 с.

25. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. - 720 с.

26. Gladney L. Electricity and Magnetism. 2003.http://www.physics.upenn.edu/courses/gladney/physl51/lectures/lecture apr07200 3.shtml

27. Обратные задачи в оптике / Под ред. Болтса Г.П. — М.: Машиностроение, 1984.-С. 200.

28. Synge Е.Н. A suggested method for extending the microscopic resolution into the ultramicroscopic region // Phil. Mag. 1928, №6. — P. 356-362.

29. Ash E.A., Nicholls G. Super-resolution aperture scanning microscope // Nature. — 1972, vol.237.-P. 510-512.

30. Pohl D.W., Denk W. Optical stethoscopy: image recording with resolution A/20 // Applied Physical Letters. 1984, Vol. 44, № 7. - P. 651-654.

31. Van Hulst N.F., Garsta-Parajo M.F. et al. Near-Field Fluorescence Imaging of Genetic Materials: Toward the Molecular Limit // J. of Structural Biology. 1997, vol. 119.-P. 222-231.

32. Obermtiller C., Deisenrieder A., Abstreiter G. et al. Mechanical nanomanipulation of single strain-induced semiconductor quantum dots // Applied Physics Letters. -1999, Vol 75, №3.-P. 358-360.

33. Yakobson B.I., LaRosa A., Hallen H.D. et al. // Thermal optical effects in NSOM probes // Ultramicroscopy. 1995, Vol. 61. - P. 179-185.

34. Hosaka S., Shintani Т., Miyamoto M. et al. Nanometer-Sized Phase-Change Recording Using a Scanning Near-Field Optical Microscope with a Laser Diode // Jpn. J. Appl. Phys. 1996, Vol. 35. - P. 443-447.

35. Madsen S., Bozhevolnyi S.I., Hvam J.M. Sub-wavelength imaging by depolarization in a reflection near-field optical microscope using an uncoated fiber probe // Optics Communications. 1998, vol. 146. - P. 277-284.

36. Madsen S., Bozhevolnyi S.I., Hvam J.M. Sub-wavelength imaging by depolarization in a reflection near-field optical microscope using an uncoated fiber probe // Optics Communications. 1998, vol. 146. - P. 277-284.

37. Van Hulst N. F., Veerman J.-A., Garcia-Parajo M. F. Analysis of individual (macro)molecules and proteins using near-field optics // J. of Chemical Physics. — 2000, vol. 112, № 18. P. 7799-7810.

38. Bouhelier A., Renger J., Beversluis M.R., Novotny L. Plasmon-Coupled Tip-Enhanced Near-Field Optical Microscopy // Journal of Microscopy. 2003, Vol. 210, Pt3.-P. 220-224.

39. Protasenko V.V., Gallagher A., Nesbitt D.J. Factors that influence confocal aper-tureless near-field scanning optical microscopy // Optics Communications. — 2004, vol. 233.-P. 45-56.

40. Pettinger В., Picardi G., Schuster R., Ertl G. Surface-enhanced and STM tip-enhanced Raman spectroscopy of CN ions at gold surfaces // Journal of Electroana-lytical Chemistry. 2003, vol. 554. - P. 293-299.

41. Sun W.X., Shen Z.X. Apertureless near-field scanning raman microscopy using reflection scattering geometry // Ultramicroscopy. 2003, vol. 94. - P. 237-244.

42. Robert C. D. Near-field scanning optical microscopy // Chem. Rev. 1999, vol. 99.-P. 2891-2927.

43. Парфенов П.С. Использование атомно-силового взаимодействия в люминесцентной нанооптике // 55 Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов: материалы / СПб ГУТ. СПб, 2003. С. 101.

44. Voronin Yu.M., Ivanov М.М., Parfenov P.S., Toporcov S.A. Near-field scanning tunneling optical microscope // Proceeding of the first scientific workshoppresentation «Optical micro- and nanotechnologies» / СПб ГИТМО(ТУ). 2002. -С. 7-15.

45. Воронин Ю.М., Иванов М.М., Парфенов П.С. и др. Ближнепольный сканирующий туннельный оптический микроскоп // Известия вузов. Приборостроение. 2004, том 47, №12. - С. 45-49.

46. Pohl D.W. Near-field optics: light for the world of nano-scale science // Thin solid films. 1995, Vol.264. - P. 250-254.

47. Воронин Ю.М., Папаян Г.В., Щетнев Ю.Ф. и др. Ближнепольный туннельный растровый оптический микроскоп // Оптический журнал. — 1997, Т.64, №12.-С. 81-84.

48. Adamchuk V.K., Ermakov A.V., Ljubinetskij I.V. Scanning tunneling prophilo-graph // Prib. Tekh. Eksp. 1989, №5. - P. 89-92.

49. Nie S., Emory S.R. Probing Single Molecules and Single Nanoparticles by Surface-Enhanced Raman Scattering // Science. 1997, Vol. 275. - P. 1102-1106.

50. Saito Y., Wang J.J., Kirkham J., Robinson C. Application of scanning near-field Raman spectroscopy to biological samples. http://mnp.leeds.ac.uk/dasmith/SNOM.html

51. Stöckle R., Suh Y.D., Deckert V., Zenoby R. Nanoscale chemical analysis by tip enhanced Raman spectroscopy // Chem. Phys. Lett. 2000, Vol. 318. - P. 131-136.

52. Ichimura Т., Hayazawa N., Hashimoto M. at all. Tip-Enhanced Coherent Anti-Stokes Raman Scattering for Vibrational Nanoimaging // Phys. Rev. Lett. 2004, Vol. 92, No. 22. - P. 220801-(l-4).

53. Festy F., Demming A., Richards D. Resonant excitation of tip plasmons for tip-enhanced Raman SNOM // Ultramicroscopy. 2004, Vol. 100, No 5. - P. 437-441.

54. Gradinaru C.C., Martinsson P., Aartsma T.J., Schmidt T. Simultaneous atomic-force and two-photon fluorescence imaging of biological specimens in vivo // Ultra-microscopy. 2004, No 99. - P. 235-245.

55. Smolyaninov 1.1., Liang H.Y., Lee C.H. at all. Local crystal analysis using near-field second harmonic microscopy: Application to thin ferroelectric films // J. Appl. Phys. 2001, Vol. 89. - P. 206-211.

56. Bozhevolnyi S.I., Beerman J., Coello V. Direct observation of localized second-harmonic enhancement in random metal nanostructures // Phys. Rev. Lett. 2003, Vol. 90.-P. 197403-197407.

57. Progress in Nano-Electro-Optics I: Basics and Theory of Near-Field Optics / Ed. Ohtsu M. // Springer Series in Optical Sciences. 2003, Vol. 86. - P. 159.

58. Nano-Optics / Eds. Kawata S., Ohtsu M., Irie M. // Springer Series in Optical Sciences. 2002, Vol. 74. - P. 317.

59. Anderson M.S. Locally enhanced Raman spectroscopy with an atomic force microscope. //Appl. Phys. Lett.-2000, Vol. 76, No. 12.-P. 3130-3132.

60. Hayazawa N., Inouye Y., Sekkat Z., Kawata S. Near-field Raman imaging of organic molecules by an apertureless metallic probe scanning optical microscope // Journal of Chemical Physics.-2002, Vol. 117,No 3.-P. 1296-1301.

61. Scanning tunneling microscopy and its application / Ed. by Chunly Bai // Berlin: Spring-Verlag, 1995. P. 392.

62. Song J.P., Pryds N.H., Glejbol IC., Morch K.A., Tholen A.R. and Christensen, A development in the preparation of sharp scanning tunneling microscopy tips // Rev. Sci. Instrum. 1993, Vol.64, №4. - P. 900-903.

63. Oliva A.I., Pena J.L., Anguiano E., Aguilar M. Electrochemical etching of tungsten tips for scanning tunneling microscope (STM) // Rev. Sci. Instrum. 1996, Vol. 67. - P. 1917-1921.

64. Fotino M. Tip sharpening by normal and reverse electrochemical etching // Rev. Sci. Instrum. 1993, vol. 64, №1. - P. 159-167.

65. Kar A.K., Gangopadhyay S., Mathur B.K., Gangopadhyay S. A reverse electrochemical floating-layer technique of SPM tip preparation // Measurement Science and Technology. -2000, vol. 11.-P. 1426-1431.

66. Klein M., Schwitzgebel G. An improved lamellae drop-off technique for sharp tip preparation in scanning tunneling microscopy // Rev. Sci. Instrum. 1997, vol. 68, № 8.-P. 3099-3103.

67. Hoclcett L.A. and Creager S.E. A convenient method for removing surface oxides from tungsten STM tips // Rev. Sci. Instrum. 1993, vol. 64, №1. - P. 263-264.

68. Anderson N., Hartschuh, Novotny A.L. Near-field Raman microscopy // Materials Today. 2005, No 5. - P. 51-54.

69. Sánchez E.J., Novotny L., Xie X.S. Near-Field Fluorescence Microscopy Based on Two-Photon Excitation with Metal Tips // Phys. Rev. Lett. 1999, V. 82, N. 20. -P. 4015-4017.

70. Shen Z.X., Sun W. Apertureless Near-Field Scanning Raman Microscopy Using Reflection Scattering Geometry // Pat.US6643012B2, 4 Nov. 2003.

71. Drachev V.P., Shalaev V.M., Sarychev A.K. Raman Imaging and Sensing Apparatus Employing Nanoantennas // Patent Application Publication, Pub. No.: US 2004/0174521 Al, Sep. 9, 2004.

72. Гиганское комбинационное рассеяние / Под ред. Ченга Р., Фуртака Т. — М.: Мир, 1988.-408 с.

73. Либенсон М.Н. Поверхностные электромагнитные волны оптического диапазона // Соросовский образовательный журнал. — 1996, №10. С. 92-98.

74. Воронин Ю.М., Диденко И.А., Ченцов Ю.В. Методы изготовления и контроля оптических нанозондов ближнепольных растровых оптических микроскопов // Оптический журнал. 2005, Том 73, Номер 2. - С. 37-49.

75. Wilde Y., Formanek F., Aigouy L. Apertureless near-field scanning optical microscope based on a quartz tuning fork // Rev. Sci. Instr. — 2003, Vol. 74, No 8. -P. 3889-3891.

76. Huang C.W., Lu N.H., Chen C.Y. at all. Short fiber probe scheme for tapping-mode tuning fork near-field scanning optical microscopy // Proc SPIE. 2002, Vol. 4923.-P. 146-150.

77. Umeda N., Hayashi Y., Nagai K., Takayanagi A. Scanning Wiener-fringe microscope with an optical fiber tip // Appl. Optics. 1992, Vol. 31, No. 22. - P. 45154518.

78. Karrai K., Grober R.D. Piezo-electric tuning fork tip-sample distance control for near field optical microscopes // Ultramicroscopy. 1995, Vol. 61. - P. 197-205.

79. Силовой зонд на основе кварцевого резонатора // Патент РФ № 2251071 С2,2003.

80. Patane S., Gucciardi P.G., Labardi М., Allegrini М. Apertureless near-field optical microscopy // Rivista Del Nuovo Cimento. 2004, Vol. 27, N. 1. - P. 1-46.

81. Bainier C., Vannier C., Courjon D., Rivoal J.-C. et all. Comparison of test images obtained from various configurations of scanning near-field optical microscopes // Applied Optics. 2003, Vol. 42, No. 4. - P. 691-700.

82. Парфёнов П.С., Баштанов A.B., Воронин Ю.М. Регистрация сил бокового сдвига в ближнепольной микроскопии // Труды учебных заведений связи. —2004, № 170.-С. 113-116.

83. Karrai К., Grober R.D. Piezoelectric tip-sample distance control for near field optical microscopes//Appl. Phys. Lett.-Vol. 66, No. 14, 1995.-P. 1842-1844.

84. Лапшин Д. Простой метод синхронного детектирования // Схемотехника. — 2002. №7.-С. 24-25.

85. Парфенов П.С. Организация сопряжения электронных блоков рамановского наноспектрометра // Сборник тезисов IV межвузовской конференции молодых ученых. СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. - С. 52.

86. Сканирующий зондовый микроскоп "Smena" (NT-MDT) http://www.ntmdt.ru/Products/Scanning Probe Microscopes/product6.html

87. Сканирующий пьезостолик "3D Flatscanner" (Nanonics) http://nanonics.co.il/scanning-stages.html

88. Парфенов П.С. Реализация одноканального счета фотонов для рамановского наноспектрометра // Сборник тезисов V межвузовской конференции молодых ученых. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. - с. 70.

89. Перцев А.Н., Писаревский А.Н. Одноэлектронные характеристики ФЭУ и их применение. М.: Атомиздат, 1971. - 78 с.

90. Устройство УТФ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ПУ1.472.030 ТО. 1982. 19 с.

91. Анисимова И. И., Глуховской Б.М. Фотоэлектронные умножители. — М.: Советское радио, 1974. — 64 с.

92. Model SR400. Gated photon counter. Revision 2.5 // Stanford Research System, 2005.-p. 96.

93. Operation instructions Acton Research Corporation SpectraPro-2500i. Rev. 3.08.29 // Acton Research Corporation. P. 14.

94. Олафсен IO., Скрайбнер К., Уайт К. Visual С++ и MFC. Энциклопедия пользователя. Киев: Диасофт, 2000. — 720 с.

95. Титов О. Работа с коммуникационными портами (СОМ и LPT) в программах для Win32.http://www.realcoding.net/article/view/2416

96. Основы и применение биочиповой технологии http://www.biochip.ru/cn/tech.html

97. Папаян Г.В., Агроскин Л.С., Барский И.Я. Приборы для аналитической микроскопии// Оптический журнал. 1993, Т.65, №12. — С. 16-25.

98. Барский И .Я., Грамматин А.П., Иванов A.B., Крейндлин Э.Я., Котова Е.Ю., Барский В.Е., Мирзабеков А.Д. Широкопольные люминесцентные микроскопы для анализа биологических микрочипов // Оптический журнал. 1998, №11. -С. 83-87.

99. Bavykin S.G., Akowski J.P., Zakhariev V.M., Barslcy V.E., Mirzabekov A.D. Portable System for Microbial Sample Preparation and Oligonucleotide Microarray Analysis // Applied and Environmental Microbiology. 2001, Vol. 67, № 2. -P. 922-928.

100. Барский И.Я., Грамматин A.M., Иванов A.B., Барский В.Е., Крейндлин Э.Я., Котова Е.Ю., Мирзабеков А.Д. Люминесцентные анализаторы микрочипов // Научно-технические ведомости СПбГТУ. — 1998, №2-3 (12-13). С. 148152.

101. Агроскин Л.С., Парфенов П.С., Барский И.Я. и др., Люминесцентный видеоанализатор биологических микрочипов // Оптический журнал. 2006, Т.73, №12.-С. 47-50.

102. Грамматин А.П., Демидова Е.А. Объективы для люминесцентного анализа фрагментов ДНК // Оптический журнал. — 2004, Т.71, №2. — С. 28-31.

103. Демидова Е.А. Симметричные линзовые объективы для анализа биологических микрочипов // Изв. Вузов. Приборостроение. — 2004, Т.47, №12. С. 5053.

104. Omega Optical, Inc. Standard Bandpass Filters (стандартные полосовые фильтры)https://www.omegafilters.com/index.php?page=prod bp pro