RU106958U1 - Scanning Near-Field Optical Microscope - Google Patents

Abstract

1. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп, содержащий зонд, с прикрепленным сенсором поверхности камертонного типа, систему позиционирования зонда над образцом вдоль оси z, контролируемую системой обратной связи, сканер, перемещающий образец вдоль осей х и у, светосильный зеркальный объектив, расположенный в дальней зоне, и передающий собранное излучение по многомодовому световоду в ФЭУ, электронный блок управления микроскопом, снабженный программой, отличающийся тем, что микроскоп размещен на вставке в криостат, работающий в диапазоне температур от 1.8 до 300 К, причем вставка находится непосредственно в парах криогенного газа (гелия или азота), криостат снабжен резистивным нагревателем, расположенным на теплообменнике и термопарой, один из спаев которой расположен в гелиевом резервуаре, а другой - непосредственно около образца. ! 2. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп по п.1, отличающийся тем, что система позиционирования зонда над образцом вдоль оси z состоит из пьезокерамического куба, направляющих и ползуна, выполненного с возможностью перемещения между направляющими, к верхней части ползуна присоединен держатель зонда. ! 3. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп по п.1, отличающийся тем, что сканер представляет собой полую пьезотрубку с электродами, сверху на трубку приклеена неподвижная сапфировая шайба, образец крепится на подвижную сапфировую шайбу, свободно лежащую на неподвижной. ! 4. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп по п.1, отличающийся тем, что светосильный зеркальный объектив и зонд расположены по одну сторону от образца. 1. Scanning near-field optical microscope containing a probe with a tuning-fork type surface sensor, a probe positioning system over the sample along the z axis, controlled by a feedback system, a scanner moving the sample along the x and y axes, a high-speed mirror lens located in the far zone, and transmitting the collected radiation through a multimode fiber to the PMT, an electronic microscope control unit equipped with a program, characterized in that the microscope is placed on an insert in a cryostat operating in apazone temperatures from 1.8 to 300 K, wherein the insert is directly in pairs cryogenic gas (nitrogen or helium), a cryostat is provided with a resistive heater disposed in the heat exchanger and a thermocouple, one junction of which is located in the helium tank and the other - directly around the sample. ! 2. Scanning near-field optical microscope according to claim 1, characterized in that the positioning system of the probe over the sample along the z axis consists of a piezoceramic cube, guides and a slide made to move between the guides, a probe holder is attached to the upper part of the slide. ! 3. The scanning near-field optical microscope according to claim 1, characterized in that the scanner is a hollow piezotube with electrodes, a fixed sapphire washer is glued on top of the tube, the sample is mounted on a movable sapphire washer, freely lying on the stationary one. ! 4. Scanning near-field optical microscope according to claim 1, characterized in that the high-aperture specular lens and probe are located on one side of the sample.

Description

Полезная модель относится к криогенной технике и предназначена для исследований топографии и оптических свойств образцов в широком диапазоне температур.The utility model relates to cryogenic technology and is designed to study the topography and optical properties of samples in a wide temperature range.

Известен сканирующий ближнепольный оптический микроскоп для исследования образцов в широком диапазоне температур (http://www.attocube.com/nanoSCOPY/SNOMIII.htm). Микроскоп размещен на вставке в криостат.Вставка включает в себя:Known near-field scanning optical microscope for the study of samples in a wide temperature range (http://www.attocube.com/nanoSCOPY/SNOMIII.htm). The microscope is placed on the insert in the cryostat. The insert includes:

- устройство позиционирования вдоль осей x,y,z- positioning device along the x, y, z axes

- xyz - сканер- xyz - scanner

- одномодовое волокно с зондом- single-mode fiber with probe

- кварцевый камертон с предусилителем.- quartz tuning fork with a preamplifier.

Основные параметры микроскопа:The main parameters of the microscope:

- размер шага при сканировании: 0,05-3 мкм при 300 К, 10-500 нм при 4 К- step size during scanning: 0.05-3 microns at 300 K, 10-500 nm at 4 K

- область сканирования: 40×40 мкм при 300 К, 9×9 мкм при 4 К- scanning area: 40 × 40 μm at 300 K, 9 × 9 μm at 4 K

- максимальное перемещение: 5×5×5 мм- maximum movement: 5 × 5 × 5 mm

Образец возбуждается светом лазера, прошедшим через одномодовое волокно с зондом. Прием переотраженного сигнала производится через тот же зонд. Такая методика приводит к значительному ухудшению чувствительности за счет потерь отраженного сигнала, содержащего информацио о локальных оптических свойствах образца. Потери связаны с очень малой аппертурой зонда (~100 нм).The sample is excited by laser light passing through a single-mode fiber with a probe. Re-reflected signal is received through the same probe. Such a technique leads to a significant deterioration in sensitivity due to the loss of the reflected signal containing information on the local optical properties of the sample. Losses are associated with a very small probe aperture (~ 100 nm).

Наиболее близким прибором по технической сущности является сканирующий ближнепольный оптический микроскоп (http://www.cdpsvstems.com/moscan.html). Сканирующий ближнепольный микроскоп состоит из блока управления, пьезоэлектрического сканера, оптоволоконного зонда с прикрепленным кварцевым камертоном и оптической системы с фотоумножителем в качестве счетчика фотонов.Пьезоэлектрический сканер обеспечивает точное (непрерывное) и грубое (шаговое) перемещение образца относительно зонда. Основными частями сканера являются три пьезотрубки, обеспечивающих плавное перемещение плиты с образцом в плоскости Х и Y координат с размахом и «Z-модуль», обеспечивающий плавное перемещение каретки с зондом в вертикальной плоскости. Эти же элементы используются для шагового перемещения образца и зонда на расстояние примерно 1 мкм на шаг путем подачи импульсов тока, вызывающих плавное ускорение плиты с образцом или каретки с зондом, с последующим резким возвратом в исходное положение. При остановке происходит проскальзывание XY-плиты или каретки Z-модуля, в результате чего она перемещается на один шаг. Данный прибор позволяет использовать широкий набор методик микроскопии ближнего поля: исследование образца на отражение, на просвет; возбуждение поверхности через зонд (прием прошедшего или отраженного сигнала в таком случае осуществляется через объектив) и возбуждение отдельным источником света (прием отраженного сигнала осуществляется через зонд).The closest instrument in technical essence is a scanning near-field optical microscope (http://www.cdpsvstems.com/moscan.html). A near-field scanning microscope consists of a control unit, a piezoelectric scanner, an optical fiber probe with an attached quartz tuning fork, and an optical system with a photomultiplier as a photon counter. A piezoelectric scanner provides accurate (continuous) and rough (step) movement of the sample relative to the probe. The main parts of the scanner are three piezotubes, which ensure smooth movement of the plate with the sample in the X and Y coordinate plane with a swing and the “Z-module”, which provides smooth movement of the carriage with the probe in the vertical plane. The same elements are used for stepwise movement of the sample and probe by a distance of about 1 μm per step by supplying current pulses causing smooth acceleration of the plate with the sample or carriage with the probe, followed by a sharp return to its original position. When stopped, the XY plate or the Z-module carriage slips, as a result of which it moves one step. This device allows you to use a wide range of near-field microscopy techniques: study the sample for reflection, for lumen; excitation of the surface through the probe (receiving a transmitted or reflected signal in this case is carried out through the lens) and excitation by a separate light source (receiving a reflected signal is carried out through the probe).

Основные параметры микроскопа:The main parameters of the microscope:

- размер шага при сканировании: 0,01-1 мкм- step size during scanning: 0.01-1 microns

- область сканирования: 40×40 мкм- scanning area: 40 × 40 microns

- максимальное перемещение: 10×10×5 мм- maximum movement: 10 × 10 × 5 mm

- оптическое разрешение ~ 50 нм- optical resolution ~ 50 nm

Основным недостатком данного прибора является возможность исследования образцов исключительно при комнатной температуре.The main disadvantage of this device is the ability to study samples exclusively at room temperature.

Задачей полезной модели является разработка микроскопа, функционирующего в диапазоне температур 1,8-300 К с высокой чувствительностью.The objective of the utility model is to develop a microscope that operates in the temperature range of 1.8-300 K with high sensitivity.

Для решения поставленной задачи предложен сканирующий ближнепольный оптический микроскоп, содержащий зонд с прикрепленным сенсором поверхности камертонного типа, систему позиционирования зонда над образцом вдоль оси z, контролируемую системой обратной связи, сканер, перемещающий образец вдоль осей x и y, светосильный зеркальный объектив, расположенный в дальней зоне, и передающий собранное излучение по многомодовому световоду в ФЭУ, электронный блок управления микроскопом, снабженный программой. Микроскоп размещен на вставке в криостат, работающий в диапазоне температур от 1.8 до 300 К, вставка находится непосредственно в парах криогенного газа (гелия, или азота). Криостат снабжен резистивным нагревателем, расположенным на теплообменнике и термопарой, один из спаев которой расположен в гелиевом резервуаре, а другой - непосредственно около образца.To solve this problem, a scanning near-field optical microscope is proposed, which contains a probe with an attached tuning-fork type surface sensor, a probe positioning system over the sample along the z axis, controlled by a feedback system, a scanner moving the sample along the x and y axes, and a high-speed mirror lens located in the far zone, and transmitting the collected radiation through a multimode fiber to the PMT, an electronic microscope control unit equipped with a program. The microscope is placed on an insert in a cryostat operating in the temperature range from 1.8 to 300 K, the insert is located directly in the vapor of a cryogenic gas (helium, or nitrogen). The cryostat is equipped with a resistive heater located on the heat exchanger and a thermocouple, one of the junctions of which is located in the helium tank, and the other is located directly near the sample.

Система позиционирования зонда над образцом вдоль оси z состоит из пьезокерамического куба, направляющих и ползуна, выполненного с возможностью перемещения между направляющими, к верхней части ползуна присоединен держатель зонда.The positioning system of the probe over the sample along the z axis consists of a piezoceramic cube, guides and a slide made to move between the guides, a probe holder is attached to the upper part of the slide.

Сканер микроскопа представляет собой полую пьезотрубку с электродами, сверху на трубку приклеена неподвижная сапфировая шайба, образец крепится на подвижную сапфировую шайбу, свободно лежащую на неподвижной.The microscope scanner is a hollow piezotube with electrodes, a fixed sapphire washer is glued on top of the tube, the sample is mounted on a movable sapphire washer, freely lying on the stationary one.

Светосильный зеркальный объектив и зонд расположены по одну сторону от образца., изучение образца происходит в режиме «на отражение».A high-speed specular lens and a probe are located on one side of the sample., The sample is studied in the “reflection” mode.

Программа управления микроскопом состоит из двух частей: одна работает при комнатных температурах, другая - при низких.The microscope control program consists of two parts: one works at room temperature, the other at low.

Предложенное устройство изображено на фиг.1, фиг.2 и фиг.3. На фиг.1 изображена вставка в криостат. Она содержит:The proposed device is shown in figure 1, figure 2 and figure 3. Figure 1 shows the insert in the cryostat. It contains:

1. зонд1. probe

2. сенсор поверхности камертонного типа2. tuning fork type surface sensor

3. образец3. sample

4. кабель камертона4. tuning fork cable

5. система позиционирования зонда над образцом вдоль оси z5. probe positioning system over the sample along the z axis

6. полая пьезотрубка с электродами6. hollow piezotube with electrodes

7. неподвижная сапфировая шайба7. fixed sapphire washer

8. подвижная сапфировая шайба8. movable sapphire washer

9. светосильный зеркальный объектив9. fast SLR

10. многомодовый световод10. multimode fiber

11. титановые трубки (подвес)11. titanium tubes (suspension)

12. верхний несущий фланец12. upper bearing flange

13. нижний несущий фланец13. bottom bearing flange

Криостат (фиг.2) содержит:The cryostat (figure 2) contains:

14. гелиевый резервуар14. helium tank

15. азотный резервуар15. nitrogen tank

16. тепловой экран16. heat shield

17. шахта17. mine

18. теплообменник18. heat exchanger

19. резистивный нагреватель19. resistive heater

Система позиционирования зонда над образцом вдоль оси z (фиг.3) состоит из:The positioning system of the probe over the sample along the z axis (figure 3) consists of:

20. направляющая20. guide

21. пружина21. spring

22. ползун22. slider

23. направляющая23. guide

24. держатель зонда24. probe holder

25. пластина прижима25. pressure plate

26. неподвижный корпус26. fixed body

27. пьезокерамический куб27. piezoceramic cube

Микроскоп предназначен для получения двумерного набора P(X,Y) (массива, кадра) физических параметров двумерной поверхности образца, где Р - величина физического параметра в зависимости от координат Х и Y поверхности. Например, если величина Р есть высота Z поверхности, то Z(X,Y) -обыкновенное трехмерное изображение профиля поверхности.The microscope is designed to obtain a two-dimensional set of P (X, Y) (array, frame) physical parameters of the two-dimensional surface of the sample, where P is the value of the physical parameter depending on the coordinates X and Y of the surface. For example, if the value of P is the height Z of the surface, then Z (X, Y) is an ordinary three-dimensional image of the surface profile.

Для измерения и контроля физических параметров в микроскопе используется зонд (1), имеющий обычно коническую или пирамидальную форму с чрезвычайно малым радиусом острия вершины (~100 нм). Радиус острия определяет пространственное разрешение микроскопа и обычно лежит в диапазоне от единиц до сотен нанометров. Каждый тип физических параметров поверхности подразумевает свою методику измерения и соответственно специфический зонд.To measure and control physical parameters in a microscope, a probe (1) is used, which usually has a conical or pyramidal shape with an extremely small radius of the tip tip (~ 100 nm). The radius of the tip determines the spatial resolution of the microscope and usually lies in the range from units to hundreds of nanometers. Each type of physical surface parameters implies its own measurement technique and, accordingly, a specific probe.

При использовании любого типа зонда микроскоп может получать кадр Z(X,Y). Эта функция обеспечивается механической системой позиционирования зонда относительно образца, называемой сканер (6+7+8). Сканер управляется электрически и имеет два режима позиционирования. Первый - дискретные шаги величиной порядка одного мкм вдоль любой из трех координат и непрерывное позиционирование. Сканер представляет собой полую пьезотрубку с электродами (6), сверху на трубку приклеена неподвижная сапфировая шайба (7), образец крепится на подвижную сапфировую шайбу (8). Перемещение происходит за счет скольжения сапфира по сапфиру.When using any type of probe, the microscope can get a Z (X, Y) frame. This function is provided by a mechanical probe positioning system relative to the sample, called a scanner (6 + 7 + 8). The scanner is electrically controlled and has two positioning modes. The first is discrete steps of the order of one micron along any of the three coordinates and continuous positioning. The scanner is a hollow piezotube with electrodes (6), a fixed sapphire washer (7) is glued on top of the tube, the sample is mounted on a movable sapphire washer (8). The movement is due to the sliding of sapphire on sapphire.

За основу системы позиционирования зонда над образцом вдоль оси z (5) выбран пьезоэлектрический куб (27), который присоединен одной из боковых граней к неподвижному корпусу (26), к другой прикреплена направляющая (23). Между двумя направляющими (20, 23), скрепленными пружиной (21) размещен ползун (22). Перемещение ползуна происходит за счет скольжения сапфира по сапфиру: сапфировые пластинки прикреплены к направляющим и по сторонам ползуна, к верхней части ползуна присоединен держатель зонда (24). Более равномерное движение ползуна осуществляется за счет введения в конструкцию пластины прижима (25).A piezoelectric cube (27) is selected as the basis of the probe positioning system over the sample along the z axis (5), which is connected by one of the side faces to the fixed body (26), and a guide (23) is attached to the other. Between the two guides (20, 23) fastened by a spring (21) a slider (22) is placed. Moving the slide occurs due to the sliding of sapphire along sapphire: sapphire plates are attached to the guides and on the sides of the slide, a probe holder is attached to the upper part of the slide (24). A more uniform movement of the slider is carried out by introducing a clamp plate (25) into the design.

Сенсор поверхности камертонного типа (2) - это устройство, которое преобразует какой-либо физический параметр взаимодействия зонда с поверхностью образца (3) в электрический сигнал. Этот параметр должен изменять свою величину в зависимости от расстояния острия зонда до поверхности. Типичным примером такого параметра является сила давления зонда на поверхность. Характерный масштаб силы давления, не приводящий к разрушению зонда или поверхности, от 1 nN до 100 nN.The tuning-fork type surface sensor (2) is a device that converts some physical parameter of the probe’s interaction with the sample surface (3) into an electrical signal. This parameter should change its value depending on the distance of the tip of the probe to the surface. A typical example of such a parameter is the pressure force of the probe on the surface. The characteristic scale of the pressure force, which does not lead to the destruction of the probe or surface, is from 1 nN to 100 nN.

Принцип действия микроскопа состоит, в том, что изображение объекта строится по точкам, каждая из которых соответствует статистически усредненному отклику образца на возбуждающий лазерный луч. Величина зазора между зондом и поверхностью образца находится в пределах 1÷10 нм. Оптическая разрешающая способность такого микроскопа определяется размером острия зонда (апертурой) и составляет 30÷50 нм. Кроме оптического изображения, микроскоп может одновременно исследовать топографию поверхности объекта (AFM-мода).The principle of operation of the microscope is that the image of the object is built on points, each of which corresponds to the statistically averaged response of the sample to the exciting laser beam. The gap between the probe and the surface of the sample is in the range 1 ÷ 10 nm. The optical resolution of such a microscope is determined by the size of the probe tip (aperture) and is 30–50 nm. In addition to the optical image, the microscope can simultaneously examine the surface topography of the object (AFM mode).

Источником возбуждения является лазер. Излучение заводится в волокно (1) (фиг.1). Конец волокна заострен и на его поверхность нанесено отражающее покрытие - зонд. Для поддержания расстояния между зондом и поверхностью образца (3) используется сенсор поверхности камертонного типа (2), сигнал от которого проходит по кабелю (4) к системе обратной связи, управляющей системой позиционирования зонда над образцом вдоль оси z (5). Перемещение образца вдоль осей x, y осуществляется сканером: при подаче пилообразного сигнала система пьезотрубка (6) + неподвижная сапфировая шайба (7) + подвижная сапфировая шайба (8) + образец (3) сначала сдвигается на нужное расстояние, а затем при резком спаде напряжения шайба (7) и пьезотрубка возвращаются в начальное положение, а шайба 8 и образец сдвигаются.The source of excitation is a laser. The radiation is introduced into the fiber (1) (figure 1). The end of the fiber is pointed and a reflective coating — a probe — is applied to its surface. To maintain the distance between the probe and the sample surface (3), a tuning fork type sensor (2) is used, the signal from which passes through the cable (4) to the feedback system that controls the probe positioning system over the sample along the z axis (5). The sample is moved along the x, y axes by the scanner: when a sawtooth signal is applied, the piezotube system (6) + fixed sapphire washer (7) + movable sapphire washer (8) + sample (3) first moves to the desired distance, and then when the voltage drops sharply the washer (7) and the piezotube are returned to their initial position, and the washer 8 and the sample are shifted.

Сигнал от образца принимается светосильным зеркальным объективом (9), прикрепленным к верхнему несущему фланцу (12), и передается по многомодовому световоду (10) к ФЭУ. Программа обработки изображения содержит большой набор функций, позволяющих убрать шумы, искажающие изображение.The signal from the sample is received by a fast aperture lens (9) attached to the upper bearing flange (12), and transmitted through a multimode fiber (10) to the PMT. The image processing program contains a large set of functions to remove noise that distort the image.

Для получения низкой температуры микроскоп размещен на вставке в гелиевый криостат. Подвес вставки представляет собой 3 титановые трубки (11), микроскоп монтируется на нижний несущий фланец (13). Внутри криостата (фиг.2) находится гелиевый (14) и азотный (15) резервуары. Азотный резервуар служит для охлаждения теплового экрана (16). Жидкий хладагент подается через капилляр в нижнюю часть шахты (17) и испаряется на теплообменнике (18). Температура образца регулируется изменением потока газообразного гелия/азота и резистивным нагревателем (19) на теплообменнике. В температурном интервале 4,2-273 К образец находится в восходящем потоке гелия. Поток газа регулируется электромагнитным клапаном и дифференциальным регулятором давления, которые расположены в маностате (отдельный блок). Двухуровневая система регулировки потока газа и температуры теплообменника обеспечивает высокую точность поддержания температуры и низкий расход гелия. Температуры от 4,2 до 1,8 К достигаются откачкой паров гелия.To obtain a low temperature, the microscope is placed on an insert in a helium cryostat. The insert suspension is 3 titanium tubes (11), the microscope is mounted on the lower bearing flange (13). Inside the cryostat (figure 2) is a helium (14) and nitrogen (15) tanks. The nitrogen tank serves to cool the heat shield (16). Liquid refrigerant is supplied through a capillary to the lower part of the shaft (17) and evaporates on a heat exchanger (18). The temperature of the sample is controlled by changing the flow of gaseous helium / nitrogen and a resistive heater (19) on the heat exchanger. In the temperature range 4.2-273 K, the sample is in an upward flow of helium. The gas flow is regulated by a solenoid valve and a differential pressure regulator, which are located in the manostat (separate unit). A two-level system for adjusting gas flow and heat exchanger temperature provides high accuracy of temperature maintenance and low helium consumption. Temperatures from 4.2 to 1.8 K are reached by pumping out helium vapor.

Электрические сигналы развертки для сканера и обработку сигнала с сенсора поверхности камертонного типа, регистрацию внешних сигналов, а также взаимодействие прибора с компьютером обеспечивает электронный блок управления микроскопом. Программа управления микроскопом написана для работы под операционной системой Windows. В связи со значительным изменением пьезоэлектрического коэффициента при перепаде температур 1,8-300 К программа состоит из двух частей: для комнатной и низкой температуры.The electrical scanning signals for the scanner and signal processing from the tuning-fork type surface sensor, the registration of external signals, as well as the interaction of the device with a computer, are provided by the electronic control unit of the microscope. The microscope control program is written to work under the Windows operating system. Due to a significant change in the piezoelectric coefficient at a temperature difference of 1.8-300 K, the program consists of two parts: for room temperature and low temperature.

Результаты испытаний показали, что микроскоп обладает следующими основными параметрами:The test results showed that the microscope has the following main parameters:

- размер шага при сканировании: 0,01-2 мкм при 300 К, 10-400 нм при 4 К- step size during scanning: 0.01-2 microns at 300 K, 10-400 nm at 4 K

- область сканирования: 40×40 мкм при 300 К, 15×15 мкм при 4 К- scanning area: 40 × 40 μm at 300 K, 15 × 15 μm at 4 K

- максимальное перемещение: 5×5×5 мм- maximum movement: 5 × 5 × 5 mm

- оптическое разрешение ~ 50 нм- optical resolution ~ 50 nm

Таким образом, техническим результатом заявляемого сканирующего ближнепольного оптического микроскопа является функционирование в диапазоне температур 1,8-300 К с высокой чувствительностью, что стало возможным благодаря обеспечению в предложенной конструкции возбуждения образца через зонд и сбору отраженного излучения через светосильный зеркальный объектив, расположенных по одну сторону от образца.Thus, the technical result of the inventive scanning near-field optical microscope is the operation in the temperature range of 1.8-300 K with high sensitivity, which was made possible by providing the proposed design with the excitation of the sample through the probe and the collection of reflected radiation through a high-speed specular lens located on one side from the sample.

Claims (4)

1. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп, содержащий зонд, с прикрепленным сенсором поверхности камертонного типа, систему позиционирования зонда над образцом вдоль оси z, контролируемую системой обратной связи, сканер, перемещающий образец вдоль осей х и у, светосильный зеркальный объектив, расположенный в дальней зоне, и передающий собранное излучение по многомодовому световоду в ФЭУ, электронный блок управления микроскопом, снабженный программой, отличающийся тем, что микроскоп размещен на вставке в криостат, работающий в диапазоне температур от 1.8 до 300 К, причем вставка находится непосредственно в парах криогенного газа (гелия или азота), криостат снабжен резистивным нагревателем, расположенным на теплообменнике и термопарой, один из спаев которой расположен в гелиевом резервуаре, а другой - непосредственно около образца.1. Scanning near-field optical microscope containing a probe with a tuning-fork type surface sensor, a probe positioning system over the sample along the z axis, controlled by a feedback system, a scanner moving the sample along the x and y axes, a high-speed mirror lens located in the far zone, and transmitting the collected radiation through a multimode fiber to the PMT, an electronic microscope control unit equipped with a program, characterized in that the microscope is placed on an insert in a cryostat operating in apazone temperatures from 1.8 to 300 K, wherein the insert is directly in pairs cryogenic gas (nitrogen or helium), a cryostat is provided with a resistive heater disposed in the heat exchanger and a thermocouple, one junction of which is located in the helium tank and the other - directly around the sample. 2. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп по п.1, отличающийся тем, что система позиционирования зонда над образцом вдоль оси z состоит из пьезокерамического куба, направляющих и ползуна, выполненного с возможностью перемещения между направляющими, к верхней части ползуна присоединен держатель зонда.2. Scanning near-field optical microscope according to claim 1, characterized in that the positioning system of the probe over the sample along the z axis consists of a piezoceramic cube, guides and a slide made to move between the guides, a probe holder is attached to the upper part of the slide. 3. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп по п.1, отличающийся тем, что сканер представляет собой полую пьезотрубку с электродами, сверху на трубку приклеена неподвижная сапфировая шайба, образец крепится на подвижную сапфировую шайбу, свободно лежащую на неподвижной.3. The scanning near-field optical microscope according to claim 1, characterized in that the scanner is a hollow piezotube with electrodes, a fixed sapphire washer is glued on top of the tube, the sample is mounted on a movable sapphire washer, freely lying on the stationary one. 4. Сканирующий ближнепольный оптический микроскоп по п.1, отличающийся тем, что светосильный зеркальный объектив и зонд расположены по одну сторону от образца.

4. Scanning near-field optical microscope according to claim 1, characterized in that the high-aperture specular lens and probe are located on one side of the sample.