JP2002148172A - 近接場顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、測定結果からノイズの影響
を除去することができる近接場顕微鏡を提供するととも
に、光源として赤外光源を用い、近接場技術を用いて光
の波長より小さな範囲での近接場赤外スペクトル測定を
可能とする赤外近接場顕微鏡を提供することである。 【解決手段】 本発明における近接場顕微鏡２は、プロ
ーブ４と、光源８を含む光照射手段１０と、光採取手段
１４と、算出手段１６とを有し、光の照射によって発生
する近接場光の場から試料６またはプローブ４を隔離ま
たは近接場光の場の浅い位置に配置して、光採取手段１
４によってノイズを検出し、前記光の照射によって発生
する近接場光の場に試料６またはプローブ４を深く挿入
して、光採取手段１４によって光強度を検出して、算出
手段１６によって、前記光強度からノイズを差し引いた
測定結果を算出することを特徴とする。
を除去することができる近接場顕微鏡を提供するととも
に、光源として赤外光源を用い、近接場技術を用いて光
の波長より小さな範囲での近接場赤外スペクトル測定を
可能とする赤外近接場顕微鏡を提供することである。 【解決手段】 本発明における近接場顕微鏡２は、プロ
ーブ４と、光源８を含む光照射手段１０と、光採取手段
１４と、算出手段１６とを有し、光の照射によって発生
する近接場光の場から試料６またはプローブ４を隔離ま
たは近接場光の場の浅い位置に配置して、光採取手段１
４によってノイズを検出し、前記光の照射によって発生
する近接場光の場に試料６またはプローブ４を深く挿入
して、光採取手段１４によって光強度を検出して、算出
手段１６によって、前記光強度からノイズを差し引いた
測定結果を算出することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は近接場顕微鏡、特に
測定結果からノイズの影響を除去する機構を持つ近接場
顕微鏡の改良に関する。
測定結果からノイズの影響を除去する機構を持つ近接場
顕微鏡の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な光学顕微鏡は、光の波長より小
さなものは観察することができず、その分解能には限界
がある。一方、電子顕微鏡等では、分解能は大きく向上
させることができるものの、大気中、あるいは溶液中で
の動作は極めて困難であり、電子顕微鏡等の高分解能顕
微鏡は特に生体試料を扱う分野では必ずしも満足のいく
ものではなかった。これに対し、近年一般的な光学顕微
鏡あるいは電子顕微鏡とは異なる原理に基づく近接場顕
微鏡が開発され、その応用が期待されている。この近接
場顕微鏡は、いわゆる近接場光を検出するものである。
すなわち、近接場顕微鏡は以下のような原理で被測定試
料を観察するのである。
さなものは観察することができず、その分解能には限界
がある。一方、電子顕微鏡等では、分解能は大きく向上
させることができるものの、大気中、あるいは溶液中で
の動作は極めて困難であり、電子顕微鏡等の高分解能顕
微鏡は特に生体試料を扱う分野では必ずしも満足のいく
ものではなかった。これに対し、近年一般的な光学顕微
鏡あるいは電子顕微鏡とは異なる原理に基づく近接場顕
微鏡が開発され、その応用が期待されている。この近接
場顕微鏡は、いわゆる近接場光を検出するものである。
すなわち、近接場顕微鏡は以下のような原理で被測定試
料を観察するのである。
【０００３】被測定試料に光を照射すると、被測定物表
面付近には近接場光と呼ばれる表面波が発生する。この
表面波は物体表面に光の波長以内の距離領域に局在して
いる。そこで、先の鋭いプローブを近接場光の場の中に
差し込んで近接場光を散乱させ、その散乱光強度を測定
することにより波長も小さい微小領域でのスペクトルを
得ることができる。または、プローブをその共振周波数
で励振し、プローブと被測定物表面が近接したときにそ
の振幅が減少することを利用して、被測定物表面‐プロ
ーブ間の距離制御を行うことができる。従って、プロー
ブの振幅が一定となるようにしつつプローブの走査を行
うことにより、該プローブの先端位置は被測定物の凹凸
を的確に反映するものとなり、しかもプローブ先端は近
接場光の場に存在するのみであり被測定物そのものには
接触していないため、試料に対して非接触、非破壊でか
つ光の波長の値より小さいものを観察できるものであ
る。
面付近には近接場光と呼ばれる表面波が発生する。この
表面波は物体表面に光の波長以内の距離領域に局在して
いる。そこで、先の鋭いプローブを近接場光の場の中に
差し込んで近接場光を散乱させ、その散乱光強度を測定
することにより波長も小さい微小領域でのスペクトルを
得ることができる。または、プローブをその共振周波数
で励振し、プローブと被測定物表面が近接したときにそ
の振幅が減少することを利用して、被測定物表面‐プロ
ーブ間の距離制御を行うことができる。従って、プロー
ブの振幅が一定となるようにしつつプローブの走査を行
うことにより、該プローブの先端位置は被測定物の凹凸
を的確に反映するものとなり、しかもプローブ先端は近
接場光の場に存在するのみであり被測定物そのものには
接触していないため、試料に対して非接触、非破壊でか
つ光の波長の値より小さいものを観察できるものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし被測定物表面に
も微小な凹凸があり、この凹凸の影響もあって、近接場
顕微鏡であっても測定結果に試料からの反射光などから
なるバックグラウンドを主とするノイズが含まれるもの
であった。また波長限界を超えた空間分解能を実現でき
る近接場技術は、主に光の波長より小さな範囲で、より
精密な被測定試料像を観察するのに用いられていた。こ
のため主に可視光レーザーが用いられていた。
も微小な凹凸があり、この凹凸の影響もあって、近接場
顕微鏡であっても測定結果に試料からの反射光などから
なるバックグラウンドを主とするノイズが含まれるもの
であった。また波長限界を超えた空間分解能を実現でき
る近接場技術は、主に光の波長より小さな範囲で、より
精密な被測定試料像を観察するのに用いられていた。こ
のため主に可視光レーザーが用いられていた。
【０００５】また波長限界を超えた空間分解能での被測
定物の観察像を採取することが目的とされていたため、
単一波長の赤外光が使用されたものは存在したが、赤外
によるスペクトル測定が可能な装置は存在しなかった。
しかし、赤外光は波長が長いため、近接場によって波長
限界を超える応用が可能であれば非常に有用である。ま
た赤外光を用いて近接場スペクトルを採取することがで
きれば、光の波長より小さな範囲でのスペクトル測定が
可能となり、より詳細に被測定試料の解析が行い得る。
定物の観察像を採取することが目的とされていたため、
単一波長の赤外光が使用されたものは存在したが、赤外
によるスペクトル測定が可能な装置は存在しなかった。
しかし、赤外光は波長が長いため、近接場によって波長
限界を超える応用が可能であれば非常に有用である。ま
た赤外光を用いて近接場スペクトルを採取することがで
きれば、光の波長より小さな範囲でのスペクトル測定が
可能となり、より詳細に被測定試料の解析が行い得る。
【０００６】本発明は前記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、測定結果からノイズの影響を除去する
ことができる近接場顕微鏡を提供するとともに、光源と
して赤外光源を用い、近接場技術を用いて光の波長より
小さな範囲での近接場赤外スペクトル測定を可能とする
赤外近接場顕微鏡を提供することである。
り、その目的は、測定結果からノイズの影響を除去する
ことができる近接場顕微鏡を提供するとともに、光源と
して赤外光源を用い、近接場技術を用いて光の波長より
小さな範囲での近接場赤外スペクトル測定を可能とする
赤外近接場顕微鏡を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明にかかる近接場顕微鏡は、近接場光を散乱さ
せるためのプローブと、試料または前記プローブに光を
照射するための光源を含む光照射手段と、前記プローブ
によって散乱される試料の情報を含んだ光を採取し、検
出するための光採取手段と、を有する近接場顕微鏡にお
いて、前記光の照射によって発生する近接場光の場から
前記試料またはプローブを隔離または近接場光の場の浅
い位置に配置して、前記光採取手段によってノイズを検
出し、前記光の照射によって発生する近接場光の場に前
記試料またはプローブを深く挿入して、前記光採取手段
によって光強度を検出し、前記光強度からノイズを差し
引いた測定結果を算出するための算出手段を有すること
を特徴とする。
に、本発明にかかる近接場顕微鏡は、近接場光を散乱さ
せるためのプローブと、試料または前記プローブに光を
照射するための光源を含む光照射手段と、前記プローブ
によって散乱される試料の情報を含んだ光を採取し、検
出するための光採取手段と、を有する近接場顕微鏡にお
いて、前記光の照射によって発生する近接場光の場から
前記試料またはプローブを隔離または近接場光の場の浅
い位置に配置して、前記光採取手段によってノイズを検
出し、前記光の照射によって発生する近接場光の場に前
記試料またはプローブを深く挿入して、前記光採取手段
によって光強度を検出し、前記光強度からノイズを差し
引いた測定結果を算出するための算出手段を有すること
を特徴とする。
【０００８】また本発明の近接場顕微鏡において、該光
照射手段によって試料またはプローブに照射される光、
または前記プローブによって散乱される試料の情報を含
んだ光を特定波長範囲の光に分光する分光手段と、該光
採取手段によって採取される各波長ごとの測定データを
記憶し、解析する解析手段を有することによって、試料
の近接場スペクトルを採取可能なことが好適である。ま
た本発明の近接場顕微鏡において、該分光手段には干渉
計が使用されており、前記干渉計は往復運動する移動鏡
が含まれており、前記移動鏡の往路で、近接場光の場に
該試料またはプローブを深く挿入して、該光採取手段に
よって光強度を検出し、移動鏡の復路で、近接場光の場
から前記試料またはプローブを隔離または近接場光の場
の浅い位置に配置して、前記光採取手段によってノイズ
を検出することが好適である。
照射手段によって試料またはプローブに照射される光、
または前記プローブによって散乱される試料の情報を含
んだ光を特定波長範囲の光に分光する分光手段と、該光
採取手段によって採取される各波長ごとの測定データを
記憶し、解析する解析手段を有することによって、試料
の近接場スペクトルを採取可能なことが好適である。ま
た本発明の近接場顕微鏡において、該分光手段には干渉
計が使用されており、前記干渉計は往復運動する移動鏡
が含まれており、前記移動鏡の往路で、近接場光の場に
該試料またはプローブを深く挿入して、該光採取手段に
よって光強度を検出し、移動鏡の復路で、近接場光の場
から前記試料またはプローブを隔離または近接場光の場
の浅い位置に配置して、前記光採取手段によってノイズ
を検出することが好適である。
【０００９】また本発明の近接場顕微鏡において、光照
射手段によって照射される光が赤外光であることが好適
である。また本発明の近接場顕微鏡において、光照射手
段に含まれる光源が高温発熱体であることが好適であ
る。また本発明の近接場顕微鏡において、試料またはプ
ローブに光を照射するための光源が波長可変レーザーで
あることが好適である。
射手段によって照射される光が赤外光であることが好適
である。また本発明の近接場顕微鏡において、光照射手
段に含まれる光源が高温発熱体であることが好適であ
る。また本発明の近接場顕微鏡において、試料またはプ
ローブに光を照射するための光源が波長可変レーザーで
あることが好適である。
【００１０】また本発明の近接場顕微鏡において、該分
光手段が、波長可変フィルタ、または任意の波長幅を持
つバンドパスフィルタ、フーリエ変換型分光器または分
散型分光器のいずれかによって構成されていることが好
適である。また本発明の近接場顕微鏡において、該光照
射手段が試料または該プローブに直接光を照射して近接
場光を発生させる反射照明及び／または試料に高屈折率
媒質のプリズムを接触させ、前記プリズムに光を照射し
て試料とプリズムの境界で光を全反射させて試料表面に
近接場光を発生させる全反射照明によって照明を行うこ
とが好適である。また本発明の近接場顕微鏡において、
該光照射手段が該反射照明または該全反射照明のどちら
か一方の照明に切り替えることで選択可能なことが好適
である。
光手段が、波長可変フィルタ、または任意の波長幅を持
つバンドパスフィルタ、フーリエ変換型分光器または分
散型分光器のいずれかによって構成されていることが好
適である。また本発明の近接場顕微鏡において、該光照
射手段が試料または該プローブに直接光を照射して近接
場光を発生させる反射照明及び／または試料に高屈折率
媒質のプリズムを接触させ、前記プリズムに光を照射し
て試料とプリズムの境界で光を全反射させて試料表面に
近接場光を発生させる全反射照明によって照明を行うこ
とが好適である。また本発明の近接場顕微鏡において、
該光照射手段が該反射照明または該全反射照明のどちら
か一方の照明に切り替えることで選択可能なことが好適
である。
【００１１】また本発明の近接場顕微鏡において、該光
照射手段が少なくとも光源とカセグレン鏡によって構成
されていることが好適である。また本発明の近接場顕微
鏡において、全反射照明で使用される該全反射プリズム
の高屈折率媒質の形状が半球または半球類似形状であ
り、前記プリズム平面部の中心にカセグレン鏡の焦点が
結像させていることが好適である。また本発明の近接場
顕微鏡において、全反射照明で使用される該全反射プリ
ズムの高屈折率媒質が、ＺｎＳｅ、ＫＲＳ−５、Ｇｅ、
Ｓｉ、ダイヤモンドのいずれかの材料で構成されている
ことが好適である。
照射手段が少なくとも光源とカセグレン鏡によって構成
されていることが好適である。また本発明の近接場顕微
鏡において、全反射照明で使用される該全反射プリズム
の高屈折率媒質の形状が半球または半球類似形状であ
り、前記プリズム平面部の中心にカセグレン鏡の焦点が
結像させていることが好適である。また本発明の近接場
顕微鏡において、全反射照明で使用される該全反射プリ
ズムの高屈折率媒質が、ＺｎＳｅ、ＫＲＳ−５、Ｇｅ、
Ｓｉ、ダイヤモンドのいずれかの材料で構成されている
ことが好適である。
【００１２】また本発明の近接場顕微鏡において、該光
採取手段が試料の情報を含んだ光を集光するカセグレン
鏡と、前記カセグレン鏡によって集光された光を検出す
る検出器によって構成されていることが好適である。ま
た本発明の近接場顕微鏡において、試料またはプローブ
に照射する光を、光源と試料またはプローブの間におい
て断続変調することが好適である。また本発明の近接場
顕微鏡において、該カセグレン鏡と該検出器の間に切り
替え反射鏡またはダイクロック鏡を配置し、試料及びプ
ローブを目視観察可能に構成されていることが好適であ
る。
採取手段が試料の情報を含んだ光を集光するカセグレン
鏡と、前記カセグレン鏡によって集光された光を検出す
る検出器によって構成されていることが好適である。ま
た本発明の近接場顕微鏡において、試料またはプローブ
に照射する光を、光源と試料またはプローブの間におい
て断続変調することが好適である。また本発明の近接場
顕微鏡において、該カセグレン鏡と該検出器の間に切り
替え反射鏡またはダイクロック鏡を配置し、試料及びプ
ローブを目視観察可能に構成されていることが好適であ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を用い
て本発明を詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態
の概要構成図を記載する。同図に示すように本発明にお
ける近接場顕微鏡２は、近接場光を散乱させるためのプ
ローブ４と、試料６または前記プローブ４に光を照射す
るための光源８を含む光照射手段１０と、前記プローブ
４によって散乱される試料の情報を含んだ光１２を採取
し、検出するための光採取手段１４と、算出手段１６と
を有する。
て本発明を詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態
の概要構成図を記載する。同図に示すように本発明にお
ける近接場顕微鏡２は、近接場光を散乱させるためのプ
ローブ４と、試料６または前記プローブ４に光を照射す
るための光源８を含む光照射手段１０と、前記プローブ
４によって散乱される試料の情報を含んだ光１２を採取
し、検出するための光採取手段１４と、算出手段１６と
を有する。
【００１４】そして、図１に示す近接場顕微鏡２は、光
の照射によって発生する近接場光の場から前記試料６ま
たはプローブ４を隔離または近接場光の場の浅い位置に
配置して、前記光採取手段１４によってノイズを検出
し、前記光の照射によって発生する近接場光の場に前記
試料６またはプローブ４を深く挿入して、前記光採取手
段１４によって光強度を検出して、算出手段１６によっ
て、前記光強度からノイズを差し引いた測定結果を算出
するように構成されている。
の照射によって発生する近接場光の場から前記試料６ま
たはプローブ４を隔離または近接場光の場の浅い位置に
配置して、前記光採取手段１４によってノイズを検出
し、前記光の照射によって発生する近接場光の場に前記
試料６またはプローブ４を深く挿入して、前記光採取手
段１４によって光強度を検出して、算出手段１６によっ
て、前記光強度からノイズを差し引いた測定結果を算出
するように構成されている。
【００１５】詳しい動作説明図を図２に記載する。同図
では、試料表面に光を照射して近接場光を発生させ、前
記近接場光の場にプローブを挿入して測定を行う場合を
例に挙げて説明する。
では、試料表面に光を照射して近接場光を発生させ、前
記近接場光の場にプローブを挿入して測定を行う場合を
例に挙げて説明する。
【００１６】図２（ａ）に示すように、試料６表面は非
常に微小な凹凸があり、図２（ｂ）に示すように、光照
射手段によって試料６表面に光１８が照射されると、近
接場光の場２０が試料６表面に形成されるのであるが、
プローブ４が近接場光の場２０に挿入されていないにも
かかわらず、光採取手段１４ではわずかながらにバック
グラウンドとしてのノイズ２２が検出される。このた
め、光の照射によって発生する近接場光の場２０からプ
ローブ４を隔離または近接場光の場の浅い位置に配置し
て、光採取手段１４によってノイズ２２を検出してお
く。
常に微小な凹凸があり、図２（ｂ）に示すように、光照
射手段によって試料６表面に光１８が照射されると、近
接場光の場２０が試料６表面に形成されるのであるが、
プローブ４が近接場光の場２０に挿入されていないにも
かかわらず、光採取手段１４ではわずかながらにバック
グラウンドとしてのノイズ２２が検出される。このた
め、光の照射によって発生する近接場光の場２０からプ
ローブ４を隔離または近接場光の場の浅い位置に配置し
て、光採取手段１４によってノイズ２２を検出してお
く。
【００１７】そして図２（ｃ）に示すように、光の照射
によって発生する近接場光の場２０にプローブ４を深く
挿入して、光採取手段１４によって光強度の検出を行
う。この光強度の中には、試料の情報を含む信号光２４
とともにノイズ２２も含まれている。よって、この図２
（ｃ）の状態で検出される光強度から図２（ｂ）の状態
で検出したノイズの大きさを算出手段１６によって差し
引くことで、正確な測定結果が得られるようになる。
によって発生する近接場光の場２０にプローブ４を深く
挿入して、光採取手段１４によって光強度の検出を行
う。この光強度の中には、試料の情報を含む信号光２４
とともにノイズ２２も含まれている。よって、この図２
（ｃ）の状態で検出される光強度から図２（ｂ）の状態
で検出したノイズの大きさを算出手段１６によって差し
引くことで、正確な測定結果が得られるようになる。
【００１８】なお、近接場顕微鏡では、このように図２
に示したような試料６表面に近接場光を発生させるもの
だけでなく、図３に示すように、プローブに発生させる
こともある。
に示したような試料６表面に近接場光を発生させるもの
だけでなく、図３に示すように、プローブに発生させる
こともある。
【００１９】図３は近接場光の場をプローブに発生させ
た場合の動作説明図である。同図に示すように、光の照
射によってプローブに近接場光の場を発生させた場合に
は、同図（ａ）に示すように近接場光の場２６から試料
６を隔離または近接場光の場の浅い位置に配置して、光
採取手段１４によってノイズ２２を検出し、続いて前記
光の照射によって発生する近接場光の場に前記試料６を
深く挿入して、前記光採取手段１４によって光強度を検
出して、算出手段１６によって、前記光強度からノイズ
を差し引いた信号光２４の測定結果を算出するのであ
る。
た場合の動作説明図である。同図に示すように、光の照
射によってプローブに近接場光の場を発生させた場合に
は、同図（ａ）に示すように近接場光の場２６から試料
６を隔離または近接場光の場の浅い位置に配置して、光
採取手段１４によってノイズ２２を検出し、続いて前記
光の照射によって発生する近接場光の場に前記試料６を
深く挿入して、前記光採取手段１４によって光強度を検
出して、算出手段１６によって、前記光強度からノイズ
を差し引いた信号光２４の測定結果を算出するのであ
る。
【００２０】このような本発明の近接場顕微鏡におい
て、該光照射手段によって試料またはプローブに照射さ
れる光、または前記プローブによって散乱される試料の
情報を含んだ光を特定波長範囲の光に分光する分光手段
と、該光採取手段によって採取される各波長ごとの測定
データを記憶し、解析する解析手段を有することによっ
て、試料の近接場スペクトルを採取可能なことが好適で
ある。
て、該光照射手段によって試料またはプローブに照射さ
れる光、または前記プローブによって散乱される試料の
情報を含んだ光を特定波長範囲の光に分光する分光手段
と、該光採取手段によって採取される各波長ごとの測定
データを記憶し、解析する解析手段を有することによっ
て、試料の近接場スペクトルを採取可能なことが好適で
ある。
【００２１】図１に記載した本発明の一実施形態におい
ては、光照射手段１０が光源８と分光器２８から構成さ
れており、光源８からの光を分光器２８を通して、特定
範囲の波長の光が試料またはプローブに照射されるよう
に構成されている。また解析手段では試料またはプロー
ブに照射される波長とともに光採取手段によって検出さ
れる光強度を記憶することによって試料の近接場スペク
トルの測定結果を得ることができる。
ては、光照射手段１０が光源８と分光器２８から構成さ
れており、光源８からの光を分光器２８を通して、特定
範囲の波長の光が試料またはプローブに照射されるよう
に構成されている。また解析手段では試料またはプロー
ブに照射される波長とともに光採取手段によって検出さ
れる光強度を記憶することによって試料の近接場スペク
トルの測定結果を得ることができる。
【００２２】本実施形態においては算出手段１６がコン
ピュータによって構成されており、解析手段もこのコン
ピュータが兼ねている。そして測定結果の記憶は前記コ
ンピュータのハードディスクに解析可能な状態で記録さ
れるようになっている。またこのコンピュータは分光器
２８及び光採取手段１４である検出器、及びプローブの
振動や動作を制御するプローブ制御手段３０と双方向で
通信可能となっており、分光器、検出器、及びプローブ
制御手段の制御、管理も行うことができる。
ピュータによって構成されており、解析手段もこのコン
ピュータが兼ねている。そして測定結果の記憶は前記コ
ンピュータのハードディスクに解析可能な状態で記録さ
れるようになっている。またこのコンピュータは分光器
２８及び光採取手段１４である検出器、及びプローブの
振動や動作を制御するプローブ制御手段３０と双方向で
通信可能となっており、分光器、検出器、及びプローブ
制御手段の制御、管理も行うことができる。
【００２３】このような構成によって試料の近接場スペ
クトルを得ることが可能となるとともに、実験の測定条
件や、各動作部の制御、管理を緻密に行うことができる
ため、測定結果の精度をあげることが可能となる。
クトルを得ることが可能となるとともに、実験の測定条
件や、各動作部の制御、管理を緻密に行うことができる
ため、測定結果の精度をあげることが可能となる。
【００２４】なお、本発明では算出手段としてコンピュ
ータを用いているが、算出手段としてはこのような電子
計算機を使用してもよいし、回路構成によって、ノイズ
を除去した信号をコンピュータに送るように構成しても
よく、算出手段の構成に関する限定は特に無い。
ータを用いているが、算出手段としてはこのような電子
計算機を使用してもよいし、回路構成によって、ノイズ
を除去した信号をコンピュータに送るように構成しても
よく、算出手段の構成に関する限定は特に無い。
【００２５】また、図１では分光した光を試料またはプ
ローブに照射する構成例を示したが本発明はこれに限ら
れるものでなく、分光されていない連続光を試料または
プローブに照射し、試料の情報を含む光を分光して検出
する構成であっても同等の効果を得ることが可能であ
る。
ローブに照射する構成例を示したが本発明はこれに限ら
れるものでなく、分光されていない連続光を試料または
プローブに照射し、試料の情報を含む光を分光して検出
する構成であっても同等の効果を得ることが可能であ
る。
【００２６】またこのように分光手段を有する構成にお
いて、該分光手段に干渉計が使用されている場合、前記
干渉計の移動鏡の往路において、近接場光の場に該試料
またはプローブを深く挿入して、該光採取手段によって
光強度を検出し、移動鏡の復路において、近接場光の場
から前記試料またはプローブを隔離または近接場光の場
の浅い位置に配置して、前記光採取手段によってノイズ
を検出することが好適である。
いて、該分光手段に干渉計が使用されている場合、前記
干渉計の移動鏡の往路において、近接場光の場に該試料
またはプローブを深く挿入して、該光採取手段によって
光強度を検出し、移動鏡の復路において、近接場光の場
から前記試料またはプローブを隔離または近接場光の場
の浅い位置に配置して、前記光採取手段によってノイズ
を検出することが好適である。
【００２７】このように分光手段に干渉計が用いられて
いる場合、プローブの動作を干渉計の移動鏡の動作と同
期させることによって、測定に要する所要時間を、単純
にノイズと試料の情報を含む光を検出してこれらの差を
とる方法と比較しておよそ半分に短縮することが可能と
なる。
いる場合、プローブの動作を干渉計の移動鏡の動作と同
期させることによって、測定に要する所要時間を、単純
にノイズと試料の情報を含む光を検出してこれらの差を
とる方法と比較しておよそ半分に短縮することが可能と
なる。
【００２８】また本発明においては、光照射手段によっ
て照射される光が赤外光であることが好適である。赤外
光は光波の中でも波長が長く、波長限界を超えて観測を
行い得る近接場顕微鏡に用いることによって、赤外光を
用いて、より分解能を向上させることができる。
て照射される光が赤外光であることが好適である。赤外
光は光波の中でも波長が長く、波長限界を超えて観測を
行い得る近接場顕微鏡に用いることによって、赤外光を
用いて、より分解能を向上させることができる。
【００２９】なお、このような赤外光を用いる場合で
は、光照射手段に含まれる光源が高温発熱体であること
が好適である。このような光源を用いれば装置の構成を
単純化できるとともに、コストを低く抑えることが可能
となる。また、試料またはプローブに光を照射するため
の光源が波長可変レーザーであってもよい。このような
波長可変レーザーを用いれば測定精度の向上が期待でき
る。
は、光照射手段に含まれる光源が高温発熱体であること
が好適である。このような光源を用いれば装置の構成を
単純化できるとともに、コストを低く抑えることが可能
となる。また、試料またはプローブに光を照射するため
の光源が波長可変レーザーであってもよい。このような
波長可変レーザーを用いれば測定精度の向上が期待でき
る。
【００３０】本発明において、該分光手段としては、波
長可変フィルタ、または任意の波長幅を持つバンドパス
フィルタ等を使用することが可能である。このようなフ
ィルタで分光手段が形成されていれば、装置の構成を簡
易化できる上、コストを低くすることが可能である。
長可変フィルタ、または任意の波長幅を持つバンドパス
フィルタ等を使用することが可能である。このようなフ
ィルタで分光手段が形成されていれば、装置の構成を簡
易化できる上、コストを低くすることが可能である。
【００３１】また光源としてフーリエ変換型分光器また
は分散型分光器等を用いてもよい。このような分光器を
使用することによって、より測定精度を向上させること
が可能である。
は分散型分光器等を用いてもよい。このような分光器を
使用することによって、より測定精度を向上させること
が可能である。
【００３２】なお本発明においてフーリエ変換型分光器
以外の分光手段を使用するときは、試料またはプローブ
に照射する光を、光源と試料またはプローブの間におい
て断続変調することが好適である。このように構成する
と、変調された光が試料またはプローブに照射されるこ
ととなり、近接場光も変調される。よって、試料の情報
を含む光の検出が簡単に行えるようになる。
以外の分光手段を使用するときは、試料またはプローブ
に照射する光を、光源と試料またはプローブの間におい
て断続変調することが好適である。このように構成する
と、変調された光が試料またはプローブに照射されるこ
ととなり、近接場光も変調される。よって、試料の情報
を含む光の検出が簡単に行えるようになる。
【００３３】本発明の近接場顕微鏡における、近接場光
の場を発生させる照明方法としては次のようなものが考
えられる。図４に本発明で用いられ得る近接場光の場を
発生させるための照明方法の説明図を記載する。
の場を発生させる照明方法としては次のようなものが考
えられる。図４に本発明で用いられ得る近接場光の場を
発生させるための照明方法の説明図を記載する。
【００３４】図４（ａ）に示す方法は、試料６に全反射
プリズム３２を密着させ、前記密着部分に光を照射し、
プリズム３２と試料６の境界で光を全反射させ、試料６
表面において近接場光の場２０を発生させるものであ
る。本明細書ではこの照明方法を全反射照明と呼んでい
る。
プリズム３２を密着させ、前記密着部分に光を照射し、
プリズム３２と試料６の境界で光を全反射させ、試料６
表面において近接場光の場２０を発生させるものであ
る。本明細書ではこの照明方法を全反射照明と呼んでい
る。
【００３５】図４（ｂ）に示す方法では、試料６に直接
光を照射し、試料６表面において近接場光の場２０を発
生させるものである。本明細書ではこの照明方法を反射
照明と呼んでいる。
光を照射し、試料６表面において近接場光の場２０を発
生させるものである。本明細書ではこの照明方法を反射
照明と呼んでいる。
【００３６】図４（ｃ）に示す方法では、プローブ４先
端に近接場光の場２０を発生させるものである。この方
法においては図４（ｄ）に示すようにプローブが導光性
材料３４によって構成されており、その表面を金属３６
によって覆われている。このような構成により、導光性
材料３４中を進んできた光は表面を覆う金属３６に照射
され、前記金属３６表面に近接場光の場２０が形成され
る。そしてプローブの先端には金属３６に覆われていな
い、極微小の開口が形成されており、前記開口より近接
場光の場が外部に漏れ出し、プローブ先端部に近接場光
の場２０が形成されるのである。
端に近接場光の場２０を発生させるものである。この方
法においては図４（ｄ）に示すようにプローブが導光性
材料３４によって構成されており、その表面を金属３６
によって覆われている。このような構成により、導光性
材料３４中を進んできた光は表面を覆う金属３６に照射
され、前記金属３６表面に近接場光の場２０が形成され
る。そしてプローブの先端には金属３６に覆われていな
い、極微小の開口が形成されており、前記開口より近接
場光の場が外部に漏れ出し、プローブ先端部に近接場光
の場２０が形成されるのである。
【００３７】なお本発明の近接場顕微鏡において、該光
照射手段が該反射照明または該全反射照明のどちらか一
方の照明に切り替えることで選択可能なことが好適であ
る。図５に本発明の一実施形態における照明切り替え機
構の構成例を示す。
照射手段が該反射照明または該全反射照明のどちらか一
方の照明に切り替えることで選択可能なことが好適であ
る。図５に本発明の一実施形態における照明切り替え機
構の構成例を示す。
【００３８】同図（ａ）に示すように、本発明の照明機
構では、光照射手段が光源を含む光照射装置３８と、凹
面鏡４０と凸面鏡４２からなるカセグレン鏡からなって
おり、試料上に直接光を照射するように構成されてい
る。また光採取手段は凹面鏡４４と凸面鏡４６からなる
カセグレン鏡と検出器４８からなっている。そして光照
射手段による光の照射によって被測定試料表面には近接
場光が発生し、プローブ４によって近接場光は散乱さ
れ、試料上の近接場光へのプローブ挿入位置に焦点が調
整された光採取手段によって近接場光が測定されるので
ある。
構では、光照射手段が光源を含む光照射装置３８と、凹
面鏡４０と凸面鏡４２からなるカセグレン鏡からなって
おり、試料上に直接光を照射するように構成されてい
る。また光採取手段は凹面鏡４４と凸面鏡４６からなる
カセグレン鏡と検出器４８からなっている。そして光照
射手段による光の照射によって被測定試料表面には近接
場光が発生し、プローブ４によって近接場光は散乱さ
れ、試料上の近接場光へのプローブ挿入位置に焦点が調
整された光採取手段によって近接場光が測定されるので
ある。
【００３９】このような反射照明を行う装置において、
全反射照明に切り替える際には光照射手段の配置位置を
変更可能に装置を構成しておき、必要に応じて図５
（ｂ）のように光照射手段の配置位置を変更して、試料
と密着するようにステージに備えられた全反射プリズム
５０の中心に凹面鏡４０と凸面鏡４２からなるカセグレ
ン鏡の焦点が結像されるように、光照射手段そのものを
再配置させるものがあげられる。
全反射照明に切り替える際には光照射手段の配置位置を
変更可能に装置を構成しておき、必要に応じて図５
（ｂ）のように光照射手段の配置位置を変更して、試料
と密着するようにステージに備えられた全反射プリズム
５０の中心に凹面鏡４０と凸面鏡４２からなるカセグレ
ン鏡の焦点が結像されるように、光照射手段そのものを
再配置させるものがあげられる。
【００４０】またその他の構成例としては、図５（ｃ）
に示すように光照射装置３８、凹面鏡４０と凸面鏡４２
からなるカセグレン鏡と反射鏡５４、及び凹面鏡６０と
凸面鏡５８からなるカセグレン鏡と反射鏡５６は固定さ
れており、回転鏡５２によって、反射照明か全反射照明
かを切り替え可能に構成してもよい。
に示すように光照射装置３８、凹面鏡４０と凸面鏡４２
からなるカセグレン鏡と反射鏡５４、及び凹面鏡６０と
凸面鏡５８からなるカセグレン鏡と反射鏡５６は固定さ
れており、回転鏡５２によって、反射照明か全反射照明
かを切り替え可能に構成してもよい。
【００４１】このように切り替え可能としておくことに
よって、試料の性質によって測定に有利な照明方法を選
択することが可能となる。なお本発明の照明方法はここ
に示した装置構成によって実現し得るもののみに限られ
るものでは無い。
よって、試料の性質によって測定に有利な照明方法を選
択することが可能となる。なお本発明の照明方法はここ
に示した装置構成によって実現し得るもののみに限られ
るものでは無い。
【００４２】本発明の近接場顕微鏡において、全反射照
明で使用される該全反射プリズムの高屈折率媒質の形状
が半球または半球類似形状であり、前記プリズム平面部
の中心にカセグレン鏡の焦点が結像させていることが好
適である。
明で使用される該全反射プリズムの高屈折率媒質の形状
が半球または半球類似形状であり、前記プリズム平面部
の中心にカセグレン鏡の焦点が結像させていることが好
適である。
【００４３】このような形状の全反射プリズムを使用す
ることによって、プリズムへの入射可能方向が非常に広
くなるとともに、平面部での試料密着面積が増し、好適
に全反射可能とできる。また、プリズム平面部の中心に
カセグレン鏡の焦点が結像させることで、好適に全反射
照明による近接場光を発生させることができるととも
に、安定した近接場光を発生させることが可能となる。
ることによって、プリズムへの入射可能方向が非常に広
くなるとともに、平面部での試料密着面積が増し、好適
に全反射可能とできる。また、プリズム平面部の中心に
カセグレン鏡の焦点が結像させることで、好適に全反射
照明による近接場光を発生させることができるととも
に、安定した近接場光を発生させることが可能となる。
【００４４】なお本発明の近接場顕微鏡において、光源
に赤外光源を使用しているのであれば、全反射照明で使
用される該全反射プリズムの高屈折率媒質が、ＺｎＳ
ｅ、ＫＲＳ−５、Ｇｅ、Ｓｉ、ダイヤモンドのいずれか
の材料で構成されていることが好適である。これらの材
料で構成された全反射プリズムは光源が赤外光であって
も好適に全反射プリズムとしての機能を果たすことが可
能である。
に赤外光源を使用しているのであれば、全反射照明で使
用される該全反射プリズムの高屈折率媒質が、ＺｎＳ
ｅ、ＫＲＳ−５、Ｇｅ、Ｓｉ、ダイヤモンドのいずれか
の材料で構成されていることが好適である。これらの材
料で構成された全反射プリズムは光源が赤外光であって
も好適に全反射プリズムとしての機能を果たすことが可
能である。
【００４５】また、本発明の光採取手段においては、図
５に示すように試料の情報を含んだ光を集光するカセグ
レン鏡と、前記カセグレン鏡によって集光された光を検
出する検出器によって構成されていることが好適であ
る。
５に示すように試料の情報を含んだ光を集光するカセグ
レン鏡と、前記カセグレン鏡によって集光された光を検
出する検出器によって構成されていることが好適であ
る。
【００４６】このような構成によって、プローブによっ
て散乱された試料の情報を含んだ光を広い範囲で集光
し、検出することが可能となる。さらに光照射手段、光
採取手段がカセグレン鏡によって構成されることによっ
て、色分散をなくすことができるようになるとともに、
ＮＡ（開口数）を大きくとれる、ワークディスタンスが
大きいなどの有用な効果を得ることができるようにな
る。
て散乱された試料の情報を含んだ光を広い範囲で集光
し、検出することが可能となる。さらに光照射手段、光
採取手段がカセグレン鏡によって構成されることによっ
て、色分散をなくすことができるようになるとともに、
ＮＡ（開口数）を大きくとれる、ワークディスタンスが
大きいなどの有用な効果を得ることができるようにな
る。
【００４７】なお、図５に示したように反射照明によっ
て照明を行う際には、照明の反射光が検出器に直接入ら
ないように光照射手段からの暗視野の位置に光採取手段
が配置されていることが好適である。
て照明を行う際には、照明の反射光が検出器に直接入ら
ないように光照射手段からの暗視野の位置に光採取手段
が配置されていることが好適である。
【００４８】また、本発明の近接場顕微鏡における光採
取手段としては、図５に記載した構成のみに限られるも
のではなく、様々な構成をとり得る。図６に本発明の光
採取手段のとり得る構成例を記載する。同図（ａ）に示
すように、プローブを導光性材料で構成し、プローブ先
端から試料の情報を含む光を採取することも可能であ
る。
取手段としては、図５に記載した構成のみに限られるも
のではなく、様々な構成をとり得る。図６に本発明の光
採取手段のとり得る構成例を記載する。同図（ａ）に示
すように、プローブを導光性材料で構成し、プローブ先
端から試料の情報を含む光を採取することも可能であ
る。
【００４９】また図６（ｂ）に示すようにカセグレン鏡
の凸面鏡の中心、及び凹面鏡の中心に穴を設け、この穴
にプローブを通すことで、光採取手段を試料の上方に配
置することも可能である。この図６に示したような構成
であれば装置が簡略化され、小型化が可能である。なお
本発明の光採取手段の構成例はここに示したもののみに
限られるものではない。また、ここで示したのは、光採
取手段の構成例であるが、同様の構成を光の照射に使用
することも可能である。
の凸面鏡の中心、及び凹面鏡の中心に穴を設け、この穴
にプローブを通すことで、光採取手段を試料の上方に配
置することも可能である。この図６に示したような構成
であれば装置が簡略化され、小型化が可能である。なお
本発明の光採取手段の構成例はここに示したもののみに
限られるものではない。また、ここで示したのは、光採
取手段の構成例であるが、同様の構成を光の照射に使用
することも可能である。
【００５０】以上、説明した本発明の近接場顕微鏡を実
施例をあげてさらに詳しく説明する。
施例をあげてさらに詳しく説明する。
【実施例】近接場赤外顕微鏡 図７に本発明の実施例として、近接場赤外顕微鏡の構成
概要図を示す。
概要図を示す。
【００５１】同図に示す近接場赤外顕微鏡１００は、光
照射手段として分光手段である光源を含むフーリエ変換
型赤外分光光度計１０２（ＦＴＩＲ）と回転反射鏡１０
４、反射鏡１０６、凹面鏡１０８、凸面鏡１１０からな
るカセグレン鏡を備え、試料に反射照明を行うことが可
能である。また光照射手段は回転反射鏡１０４を回転さ
せることによって反射鏡１１２、１１４、及び凹面鏡１
１６、凸面鏡１１８からなるカセグレン鏡によって、ス
テージ１２０に備えられた試料１２２に密着した半球型
全反射プリズム１２４の中心に光を照射する全反射照明
に切り替えることが可能である。
照射手段として分光手段である光源を含むフーリエ変換
型赤外分光光度計１０２（ＦＴＩＲ）と回転反射鏡１０
４、反射鏡１０６、凹面鏡１０８、凸面鏡１１０からな
るカセグレン鏡を備え、試料に反射照明を行うことが可
能である。また光照射手段は回転反射鏡１０４を回転さ
せることによって反射鏡１１２、１１４、及び凹面鏡１
１６、凸面鏡１１８からなるカセグレン鏡によって、ス
テージ１２０に備えられた試料１２２に密着した半球型
全反射プリズム１２４の中心に光を照射する全反射照明
に切り替えることが可能である。
【００５２】プローブ１２６で散乱された試料の情報を
含む近接場光は凸面鏡１２８、凹面鏡１３０及び検出器
１３２からなる光採取手段によって検出される。本実施
例では、算出手段として検出器１３２が機能する。つま
りノイズを測定し、その測定値を検出器が一次的に記憶
しておき、プローブを近接場光の場に深く挿入して測定
する光強度から前記ノイズの測定値を差し引いて、コン
ピュータ１３４に測定結果としてデータを送るように構
成されている。
含む近接場光は凸面鏡１２８、凹面鏡１３０及び検出器
１３２からなる光採取手段によって検出される。本実施
例では、算出手段として検出器１３２が機能する。つま
りノイズを測定し、その測定値を検出器が一次的に記憶
しておき、プローブを近接場光の場に深く挿入して測定
する光強度から前記ノイズの測定値を差し引いて、コン
ピュータ１３４に測定結果としてデータを送るように構
成されている。
【００５３】コンピュータ１３４は解析手段として機能
し、検出器１３２によって送出されたデータをハードデ
ィスクに記録し、スペクトル解析などを行うことができ
る。さらにコンピュータは装置全体の制御を行うことが
でき、検出器１３２のみでなく、ＦＴＩＲ１０２、プロ
ーブ制御装置１３６、ステージ制御装置１３８と双方向
に通信を行うことができるのである。このような構成に
よって本実施例の近接場赤外顕微鏡は、赤外光を用いて
被測定試料の解析を行うことができる。
し、検出器１３２によって送出されたデータをハードデ
ィスクに記録し、スペクトル解析などを行うことができ
る。さらにコンピュータは装置全体の制御を行うことが
でき、検出器１３２のみでなく、ＦＴＩＲ１０２、プロ
ーブ制御装置１３６、ステージ制御装置１３８と双方向
に通信を行うことができるのである。このような構成に
よって本実施例の近接場赤外顕微鏡は、赤外光を用いて
被測定試料の解析を行うことができる。
【００５４】なお本実施例において特徴的なことは、測
定が開始されると、コンピュータから測定開始の信号が
ステージ制御装置１３８に送られ、その信号を受信する
と自動でプローブ１２６と試料１２２間の距離制御を行
うことである。
定が開始されると、コンピュータから測定開始の信号が
ステージ制御装置１３８に送られ、その信号を受信する
と自動でプローブ１２６と試料１２２間の距離制御を行
うことである。
【００５５】その機構を詳しく説明すると、プローブ１
２６は位置検出装置１４０によってその位置が検出さ
れ、この位置情報は、ステージ制御装置１３８に送られ
る。その情報を基に、ステージ制御装置はステージ１２
０を上下方向に駆動させ、プローブ１２６及び試料１２
２間の距離の調整を行うのである。これによって矢印で
示すループ１４２ができあがり、プローブ１２６と試料
１２２の間の距離は自動で調整されることとなる。ここ
で特徴的なことは、本実施例ではＦＴＩＲ内の干渉計１
４４が備える移動鏡の動作周波数がスキャン信号として
ステージ制御装置１３８に送られ、ステージ制御装置１
３８はこのスキャン信号を基にステージ１２０とプロー
ブ１２６の距離を移動鏡の往路で光の波長以内に近接さ
せ、移動鏡の復路で、光の波長より長いか、その近傍の
距離まで隔離させるのである。
２６は位置検出装置１４０によってその位置が検出さ
れ、この位置情報は、ステージ制御装置１３８に送られ
る。その情報を基に、ステージ制御装置はステージ１２
０を上下方向に駆動させ、プローブ１２６及び試料１２
２間の距離の調整を行うのである。これによって矢印で
示すループ１４２ができあがり、プローブ１２６と試料
１２２の間の距離は自動で調整されることとなる。ここ
で特徴的なことは、本実施例ではＦＴＩＲ内の干渉計１
４４が備える移動鏡の動作周波数がスキャン信号として
ステージ制御装置１３８に送られ、ステージ制御装置１
３８はこのスキャン信号を基にステージ１２０とプロー
ブ１２６の距離を移動鏡の往路で光の波長以内に近接さ
せ、移動鏡の復路で、光の波長より長いか、その近傍の
距離まで隔離させるのである。
【００５６】これによって、検出器１３２では、干渉計
が備える移動鏡の往復運動に同期して、移動鏡の往路
で、近接場光の場に該試料またはプローブを深く挿入さ
れたときの光強度を検出することができ、移動鏡の復路
で近接場光の場から前記試料またはプローブを隔離また
は近接場光の場の浅い位置に配置されたときの光強度、
つまりノイズを検出することができるのである。よっ
て、検出器１３２も移動鏡の往復運動を１セットとする
測定周期で測定を行っており、移動鏡の復路で得たノイ
ズを一次的に記憶し、続く往路で得た光強度から前記記
憶されたノイズを差し引き、コンピュータ１３４にデー
タを送信するのである。このようにステージが移動鏡の
往復運動に同期してプローブとの位置を調整するため、
自動で測定値からノイズの影響を除くことが可能となる
のである。
が備える移動鏡の往復運動に同期して、移動鏡の往路
で、近接場光の場に該試料またはプローブを深く挿入さ
れたときの光強度を検出することができ、移動鏡の復路
で近接場光の場から前記試料またはプローブを隔離また
は近接場光の場の浅い位置に配置されたときの光強度、
つまりノイズを検出することができるのである。よっ
て、検出器１３２も移動鏡の往復運動を１セットとする
測定周期で測定を行っており、移動鏡の復路で得たノイ
ズを一次的に記憶し、続く往路で得た光強度から前記記
憶されたノイズを差し引き、コンピュータ１３４にデー
タを送信するのである。このようにステージが移動鏡の
往復運動に同期してプローブとの位置を調整するため、
自動で測定値からノイズの影響を除くことが可能となる
のである。
【００５７】また本実施例では凸面鏡１２８、及び凹面
鏡１３０からなるカセグレン鏡と検出器１３２の間に切
り替え反射鏡１４６が配置されており、点線で示す光路
上に反射鏡を挿入することによって、試料及びプローブ
を接眼レンズ１４８から目視観察可能となっている。
鏡１３０からなるカセグレン鏡と検出器１３２の間に切
り替え反射鏡１４６が配置されており、点線で示す光路
上に反射鏡を挿入することによって、試料及びプローブ
を接眼レンズ１４８から目視観察可能となっている。
【００５８】なお試料及びプローブを観察する際には、
ＦＴＩＲによる赤外光源でなく、図示しない可視光源を
使用して照明することが好適である。このように構成す
ることによってカセグレン鏡などの光学系の調整や試料
の配置位置の調整などが簡単に行えるようになる。
ＦＴＩＲによる赤外光源でなく、図示しない可視光源を
使用して照明することが好適である。このように構成す
ることによってカセグレン鏡などの光学系の調整や試料
の配置位置の調整などが簡単に行えるようになる。
【００５９】なお切り替え反射鏡１４６の変わりに、可
視光は反射し、赤外光を透過させるダイクロイック鏡を
使用すれば、凸面鏡１２８、及び凹面鏡１３０からなる
カセグレン鏡と検出器１３２の間にダイクロイック鏡を
常に配置しておくことができ、光学系、及び操作を簡易
化することが可能である。
視光は反射し、赤外光を透過させるダイクロイック鏡を
使用すれば、凸面鏡１２８、及び凹面鏡１３０からなる
カセグレン鏡と検出器１３２の間にダイクロイック鏡を
常に配置しておくことができ、光学系、及び操作を簡易
化することが可能である。
【００６０】このような本実施例を用いてサンプルを用
いて測定を行ったところ、赤外光源を使用しているのも
関わらず、良好に赤外近接場スペクトルを測定すること
ができた。また移動鏡の動作に同期していたため、測定
時間が非常に短くて済んだ。
いて測定を行ったところ、赤外光源を使用しているのも
関わらず、良好に赤外近接場スペクトルを測定すること
ができた。また移動鏡の動作に同期していたため、測定
時間が非常に短くて済んだ。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように本発明における近接
場顕微鏡によれば、測定結果からノイズの影響を除くこ
とができる。
場顕微鏡によれば、測定結果からノイズの影響を除くこ
とができる。
【図１】図１は本発明の一実施形態の概要構成図であ
る。
る。
【図２】図２は近接場光の場を試料表面に発生させた場
合の動作説明図である。
合の動作説明図である。
【図３】図３は近接場光の場をプローブに発生させた場
合の動作説明図である。
合の動作説明図である。
【図４】図４は本発明で用いられ得る近接場光の場を発
生させるための照明方法の説明図である。
生させるための照明方法の説明図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態における照明切り替
え機構の構成例である。
え機構の構成例である。
【図６】図６は本発明の光採取手段のとり得る構成例で
ある。
ある。
【図７】図７は本発明の実施例である近接場赤外顕微鏡
の構成概要図である。
の構成概要図である。
２ 近接場顕微鏡 ４ プローブ ６ 試料 ８ 光源 １０ 光照射手段 １２ 試料の情報を含んだ光 １４ 光採取手段 １６ 算出手段
Claims (15)
- 【請求項１】 近接場光を散乱させるためのプローブ
と、 試料または前記プローブに光を照射するための光源を含
む光照射手段と、 前記プローブによって散乱される試料の情報を含んだ光
を採取し、検出するための光採取手段と、 を有する近接場顕微鏡において、 前記光の照射によって発生する近接場光の場から前記試
料またはプローブを隔離または近接場光の場の浅い位置
に配置して、前記光採取手段によってノイズを検出し、 前記光の照射によって発生する近接場光の場に前記試料
またはプローブを深く挿入して、前記光採取手段によっ
て光強度を検出し、 前記光強度からノイズを差し引いた測定結果を算出する
ための算出手段を有することを特徴とする近接場顕微
鏡。 - 【請求項２】 請求項１に記載の近接場顕微鏡におい
て、 該光照射手段によって試料またはプローブに照射される
光、または前記プローブによって散乱される試料の情報
を含んだ光を特定波長範囲の光に分光する分光手段と、 該光採取手段によって採取される各波長ごとの測定デー
タを記憶し、解析する解析手段を有することによって、
試料の近接場スペクトルを採取可能なことを特徴とする
近接場顕微鏡。 - 【請求項３】 請求項２に記載の近接場顕微鏡におい
て、該分光手段には干渉計が使用されており、 前記干渉計は往復運動する移動鏡が含まれており、前記
移動鏡の往路で、近接場光の場に該試料またはプローブ
を深く挿入して、該光採取手段によって光強度を検出
し、 移動鏡の復路で、近接場光の場から前記試料またはプロ
ーブを隔離または近接場光の場の浅い位置に配置して、
前記光採取手段によってノイズを検出することを特徴と
する近接場顕微鏡。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の近接
場顕微鏡において、光照射手段によって照射される光が
赤外光であることを特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項５】 請求項４に記載の近接場顕微鏡におい
て、光照射手段に含まれる光源が高温発熱体であること
を特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項６】 請求項４に記載の近接場顕微鏡におい
て、試料またはプローブに光を照射するための光源が波
長可変レーザーであることを特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項７】 請求項２または３のいずれかに記載の近
接場顕微鏡において、該分光手段が、波長可変フィル
タ、または任意の波長幅を持つバンドパスフィルタ、フ
ーリエ変換型分光器または分散型分光器のいずれかによ
って構成されていることを特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の近接
場顕微鏡において、該光照射手段が試料または該プロー
ブに直接光を照射して近接場光を発生させる反射照明及
び／または試料に高屈折率媒質のプリズムを接触させ、
前記プリズムに光を照射して試料とプリズムの境界で光
を全反射させて試料表面に近接場光を発生させる全反射
照明によって照明を行うことを特徴とする近接場顕微
鏡。 - 【請求項９】 請求項８に記載の近接場顕微鏡におい
て、該光照射手段が該反射照明または該全反射照明のど
ちらか一方の照明に切り替えることで選択可能なことを
特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項１０】 請求項８または９のいずれかに記載の
近接場顕微鏡において、該光照射手段が少なくとも光源
とカセグレン鏡によって構成されていることを特徴とす
る近接場顕微鏡。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の近接場顕微鏡にお
いて、全反射照明で使用される該全反射プリズムの高屈
折率媒質の形状が半球または半球類似形状であり、前記
プリズム平面部の中心にカセグレン鏡の焦点が結像させ
ていることを特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項１２】 請求項８乃至１１のいずれかに記載の
近接場顕微鏡において、全反射照明で使用される該全反
射プリズムの高屈折率媒質が、ＺｎＳｅ、ＫＲＳ−５、
Ｇｅ、Ｓｉ、ダイヤモンドのいずれかの材料で構成され
ていることを特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれかに記載の
近接場顕微鏡において、該光採取手段が試料の情報を含
んだ光を集光するカセグレン鏡と、前記カセグレン鏡に
よって集光された光を検出する検出器によって構成され
ていることを特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項１４】 請求項１乃至１３のいずれかに記載の
近接場顕微鏡において、試料またはプローブに照射する
光を、光源と試料またはプローブの間において断続変調
することを特徴とする近接場顕微鏡。 - 【請求項１５】 請求項１３に記載の近接場顕微鏡にお
いて、該カセグレン鏡と該検出器の間に切り替え反射鏡
またはダイクロイック鏡を配置し、試料及びプローブを
目視観察可能に構成されていることを特徴とする近接場
顕微鏡。
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|---|---|---|---|
| JP2000345372A JP4379758B2 (ja) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | 近接場顕微鏡 |
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| JP2000345372A JP4379758B2 (ja) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | 近接場顕微鏡 |
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| CA3080335C (en) | 2013-06-26 | 2023-06-13 | Alentic Microscience Inc. | Sample processing improvements for microscopy |
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- 2000-11-13 JP JP2000345372A patent/JP4379758B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2001
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- 2001-11-08 EP EP01126657A patent/EP1205939B1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP1205939A2 (en) | 2002-05-15 |
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