光子扫描隧道显微镜(PSTM)是电子扫描隧道显微镜的光学模拟，它对样品的光学特性特别敏感，且大大突破了传统光学显微镜的衍射极限的限制，是扫描探针显微镜家族中新出现的一个成员。

光学显微镜使用方便 ，图像解释简单明了，对试样无损伤，可观察物质的自然状态，通过光谱技术还能研究其化学组成等 ，因而应用范围极广。 但其分辨率受光波半波长的衍射限制 ，约 0.2～ 0.5μm。现代半导体集成电路的线宽已小到十分之几微米，细胞生物学等领域也需要更高的分辨率。

衍射分辨极限带来的限制

常规光学显微镜的有效放大倍数受到光学系统的衍射极限的限制，根据瑞利判据空间分辨极限为光子扫描隧道显微镜的原理与应用概述，波长、折射率、光学系统的孔径角。

由上式可以看出在可见光波段其分辨不能达到纳米量级。

存在于样品表面的隐失场

物体表面外的场分布可以划分为两个区域: 一个是距物体表面仅仅几个波长的区域, 称为近场区域 [1]  ; 另一部分从近场区域外至无穷远处称为远场区域，常规的观察工具如显微镜, 望远镜及各种光学镜头均处于远场范围，远场所呈现的是物体的大于波长范围的结构，而近场表现的是物体远小于波长的精细结构，近场存在的即是隐失场。

隐失场是离开物体或光源表面在空间急剧衰减的电磁场，隐失场和传播场不同，它对光源和物体本身的扰动已不可忽略。它仅仅存在于物体最表面, 而不能向远处传播，由此知道物体中细微结构的信息不能传递到远场去, 而被限制在接近物体表面的区域。所以，衰逝波为非辐射场。

PSTM简介

1928年 E.H.Synge提出了一种可以克服 (远场)衍射极限的方法：用一个直径比波长小很多的小孔光阑作光源并使其离试样的距离也小于一个波长 ，则成像的分辨率将受小孔尺寸的限制。 由于技术上的困难，直到1982年发明了扫描隧道显微镜 STM，这种近场光学显微镜才可能实现。 1989年 R.C.Reddick等制成光子扫描隧道显微镜PSTM [2]  ，其机理与 STM 相似，分辨率优于光波半波长值。 而且可以利用光学显微镜成熟的多种成像机制和方法研究观察大气条件下的透明体等一般电子显微镜和扫描隧道显微镜难以解决的课题，引起世人瞩目。

光子扫描隧道显微镜是一种特殊的光学显微镜，它利用全内反射的隐失场，打破了传统光学显微镜衍射极限的限制，实现了纳米水平的分辨率。它不仅可以观测样品的表面形貌，而且可以测量样品的微区折射率分布情况。

事实上，电子扫描隧道显微镜（ESTM) 与光子扫描隧道显微镜(PSTM)不论在机理上,还是在结构上都有着 极为相似的一面。相比之下，光子扫描隧道显微镜可以说是显微仪器家族的新成员，其理论基础来源于近场光学。