JP2002318186A - 電場変調スペクトル測定用近接場光学顕微鏡 - Google Patents
電場変調スペクトル測定用近接場光学顕微鏡Info
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- JP2002318186A JP2002318186A JP2001123716A JP2001123716A JP2002318186A JP 2002318186 A JP2002318186 A JP 2002318186A JP 2001123716 A JP2001123716 A JP 2001123716A JP 2001123716 A JP2001123716 A JP 2001123716A JP 2002318186 A JP2002318186 A JP 2002318186A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ｎｍオーダの局所領域において電場変調によ
る光学応答性としてのスペクトルを得、線形及び非線形
の物理特性を解析するようにした電場変調スペクトル近
接場光学顕微鏡を提供する。 【解決手段】 白色光源１より出射された白色光を分光
器２を通過させることにより、波長が連続した複数の単
色光を得、光ファイバプローブ３を通じてｎｍオーダに
絞り込んだ後、支持台４上に設置された試料Ｓに照射す
る。試料Ｓには光ファイバプローブ３の先端部３Ａから
局所的に大きな電場が印加されており、前記光の照射に
よって極局所領域の電場変調スペクトルを得る。そし
て、この電場変調スペクトルより線形及び非線形の物理
特性を解析する。
る光学応答性としてのスペクトルを得、線形及び非線形
の物理特性を解析するようにした電場変調スペクトル近
接場光学顕微鏡を提供する。 【解決手段】 白色光源１より出射された白色光を分光
器２を通過させることにより、波長が連続した複数の単
色光を得、光ファイバプローブ３を通じてｎｍオーダに
絞り込んだ後、支持台４上に設置された試料Ｓに照射す
る。試料Ｓには光ファイバプローブ３の先端部３Ａから
局所的に大きな電場が印加されており、前記光の照射に
よって極局所領域の電場変調スペクトルを得る。そし
て、この電場変調スペクトルより線形及び非線形の物理
特性を解析する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電場変調スペルト
ル測定用近接場光学顕微鏡に関し、詳しくは液晶デバイ
スや半導体デバイスなどの物性解析などにおいて好適に
用いることのできる、電場変調スペクトル測定用近接場
光学顕微鏡に関する。
ル測定用近接場光学顕微鏡に関し、詳しくは液晶デバイ
スや半導体デバイスなどの物性解析などにおいて好適に
用いることのできる、電場変調スペクトル測定用近接場
光学顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶デバイスや半導体デバイスの
電場変調による光学応答性から線形及び非線形の物理特
性を解析するに際しては、ハロゲンランプなどの白色光
源からの白色光を分光器を介して単色化した後、目的と
する試料に前記単色光を照射するとともに、前記試料に
対して電場を印加することにより実施していた。
電場変調による光学応答性から線形及び非線形の物理特
性を解析するに際しては、ハロゲンランプなどの白色光
源からの白色光を分光器を介して単色化した後、目的と
する試料に前記単色光を照射するとともに、前記試料に
対して電場を印加することにより実施していた。
【０００３】しかしながら、このような方法において
は、単色化した光を凸レンズを用いて収束させるため、
前記試料の微小部分に光を照射することができず、した
がって、前記試料のｎｍオーダの微小部分の光学応答性
を測定することはできなかった。さらに、試料の全体に
電場を印加するため、局所的には大きな電場を印加する
ことができず、この結果、十分な非線形の光学応答性を
得ることができない場合もあった。
は、単色化した光を凸レンズを用いて収束させるため、
前記試料の微小部分に光を照射することができず、した
がって、前記試料のｎｍオーダの微小部分の光学応答性
を測定することはできなかった。さらに、試料の全体に
電場を印加するため、局所的には大きな電場を印加する
ことができず、この結果、十分な非線形の光学応答性を
得ることができない場合もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ｎｍオーダ
の局所領域において電場変調による光学応答性としての
スペクトルを得、線形及び非線形の物理特性を解析する
ようにした電場変調スペクトル近接場光学顕微鏡を提供
することを目的とする。
の局所領域において電場変調による光学応答性としての
スペクトルを得、線形及び非線形の物理特性を解析する
ようにした電場変調スペクトル近接場光学顕微鏡を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明の電場変調スペクトル近接場光学顕微鏡は、少な
くとも光出射側の先端部が導電性を有する光ファイバプ
ローブと、透明導電性の支持台と、前記光ファイバプロ
ーブの後方に設けられた白色光源と、分光器とを具え、
前記光ファイバプローブの前記光出射側の先端部及び前
記支持台の間に所定の電圧を印加して、前記支持台上に
配置された試料に前記所定の電場を印加するとともに、
前記白色光源から出射された白色光を前記分光器を介し
て単色化し、前記光ファイバプローブを通じて前記支持
台上に配置された前記試料に照射することにより、前記
試料の電場変調スペクトルを測定するようにしたことを
特徴とする。
本発明の電場変調スペクトル近接場光学顕微鏡は、少な
くとも光出射側の先端部が導電性を有する光ファイバプ
ローブと、透明導電性の支持台と、前記光ファイバプロ
ーブの後方に設けられた白色光源と、分光器とを具え、
前記光ファイバプローブの前記光出射側の先端部及び前
記支持台の間に所定の電圧を印加して、前記支持台上に
配置された試料に前記所定の電場を印加するとともに、
前記白色光源から出射された白色光を前記分光器を介し
て単色化し、前記光ファイバプローブを通じて前記支持
台上に配置された前記試料に照射することにより、前記
試料の電場変調スペクトルを測定するようにしたことを
特徴とする。
【０００６】本発明の電場変調スペルクトル近接場光学
顕微鏡は、単色化された光を光ファイバプローブを通じ
て試料に照射するようにしているので、ｎｍオーダにま
で絞られた単色光を試料に照射することができる。した
がって、極微小領域の電場変調による光学応答性を得る
ことができ、極微小領域における線形及び非線形の物理
特性の解析を行うことができる。
顕微鏡は、単色化された光を光ファイバプローブを通じ
て試料に照射するようにしているので、ｎｍオーダにま
で絞られた単色光を試料に照射することができる。した
がって、極微小領域の電場変調による光学応答性を得る
ことができ、極微小領域における線形及び非線形の物理
特性の解析を行うことができる。
【０００７】また、光ファイバプローブの先端部と試料
を設置する支持台との間に所定の電圧を印加し、電場を
生成するようにしているので、前記試料の微小領域に電
場を印加することができる。したがって、局所的に大き
な電場を印加することができ、これによって従来測定す
ることができなかった非線形の物理特性の解析をも行う
ことができる。
を設置する支持台との間に所定の電圧を印加し、電場を
生成するようにしているので、前記試料の微小領域に電
場を印加することができる。したがって、局所的に大き
な電場を印加することができ、これによって従来測定す
ることができなかった非線形の物理特性の解析をも行う
ことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を発明の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の電場変調
スペクトル測定用近接場光学顕微鏡システムを示す構成
図であり、図２は、図１に示す電場変調スペクトル測定
用近接場光学顕微鏡システムにおける、光ファイバプロ
ーブの先端部分近傍を拡大して示す図である。
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の電場変調
スペクトル測定用近接場光学顕微鏡システムを示す構成
図であり、図２は、図１に示す電場変調スペクトル測定
用近接場光学顕微鏡システムにおける、光ファイバプロ
ーブの先端部分近傍を拡大して示す図である。
【０００９】図１に示す電場変調スペクトル測定用近接
場光学顕微鏡システムは、白色光源１と、この白色光源
１の前方に設けられた、分光器２と、光ファイバプロー
ブ３と、透明導電性の支持台４とを具えている。そし
て、支持台４の後方において、対物レンズ５と、追加の
分光器６と、１チャンネルの検出器７と、増幅器８と、
コンピュータ９とを具えている。図１に示すシステムの
主要部である本発明の電場変調スペクトル測定用近接場
光学顕微鏡は、白色光源１と、分光器２と、光ファイバ
スコープ３と、支持台４と、追加の分光器６と、検出器
７とから構成される。支持台４上には試料Ｓが設置され
ている。
場光学顕微鏡システムは、白色光源１と、この白色光源
１の前方に設けられた、分光器２と、光ファイバプロー
ブ３と、透明導電性の支持台４とを具えている。そし
て、支持台４の後方において、対物レンズ５と、追加の
分光器６と、１チャンネルの検出器７と、増幅器８と、
コンピュータ９とを具えている。図１に示すシステムの
主要部である本発明の電場変調スペクトル測定用近接場
光学顕微鏡は、白色光源１と、分光器２と、光ファイバ
スコープ３と、支持台４と、追加の分光器６と、検出器
７とから構成される。支持台４上には試料Ｓが設置され
ている。
【００１０】図２に示すように、光ファイバプローブ３
は支持台４上に設置された試料Ｓと対峙し、その先端か
らｎｍオーダのスポット径の光が試料Ｓに照射されるよ
うに構成されている。また、光ファイバプローブ３の先
端部３Ａには導電性膜としての金属膜１０が形成されて
おり、これによって導電性が付与されている。そして、
光ファイバプローブ３の先端部３Ａと透明導電性の支持
台４との間に所定の電圧を印加することにより、試料Ｓ
に対して電場を印加できるように構成されている。
は支持台４上に設置された試料Ｓと対峙し、その先端か
らｎｍオーダのスポット径の光が試料Ｓに照射されるよ
うに構成されている。また、光ファイバプローブ３の先
端部３Ａには導電性膜としての金属膜１０が形成されて
おり、これによって導電性が付与されている。そして、
光ファイバプローブ３の先端部３Ａと透明導電性の支持
台４との間に所定の電圧を印加することにより、試料Ｓ
に対して電場を印加できるように構成されている。
【００１１】このように、試料Ｓに対しては電場を印加
した状態でｎｍオーダのスポット形の光を照射すること
ができるため、試料Ｓの極微小領域における電場変調ス
ペクトルを解析し得ることができる。したがって、極微
小領域での線形及び非線形の物理特性の解析が可能とな
る。また、試料Ｓに対しては光ファイバプローブ３の先
端より局所的に大きな電場を印加することができるの
で、従来得ることのできなかった非線形の物理特性の解
析をも有効に行うことができる。
した状態でｎｍオーダのスポット形の光を照射すること
ができるため、試料Ｓの極微小領域における電場変調ス
ペクトルを解析し得ることができる。したがって、極微
小領域での線形及び非線形の物理特性の解析が可能とな
る。また、試料Ｓに対しては光ファイバプローブ３の先
端より局所的に大きな電場を印加することができるの
で、従来得ることのできなかった非線形の物理特性の解
析をも有効に行うことができる。
【００１２】次に、図１に示す電場変調スペクトル測定
用近接場光学顕微鏡システムの操作方法について説明す
る。白色光源１より出射された白色光は、分光器２を通
過することによって単色化された後、光ファイバプロー
ブ３内に導入される。そして、光ファイバプローブ３に
よって単色化された光のスポット径をｎｍオーダに絞り
込まれた後、支持台４上に設置された試料Ｓに照射され
る。また、光ファイバプローブ３と支持台４との間には
外部電源より所定の電圧が印加され、支持台４の試料Ｓ
には局所的電場が印加されている。
用近接場光学顕微鏡システムの操作方法について説明す
る。白色光源１より出射された白色光は、分光器２を通
過することによって単色化された後、光ファイバプロー
ブ３内に導入される。そして、光ファイバプローブ３に
よって単色化された光のスポット径をｎｍオーダに絞り
込まれた後、支持台４上に設置された試料Ｓに照射され
る。また、光ファイバプローブ３と支持台４との間には
外部電源より所定の電圧が印加され、支持台４の試料Ｓ
には局所的電場が印加されている。
【００１３】電場が印加された試料Ｓ中を透過した光は
対物レンズ５によって収束された後、追加の分光器６に
よって分光され、検出器７に至る。検出器７において受
光した光は電気信号に変換され、増幅器８で増幅された
後コンピュータ９に至って所定の解析操作が施される。
対物レンズ５によって収束された後、追加の分光器６に
よって分光され、検出器７に至る。検出器７において受
光した光は電気信号に変換され、増幅器８で増幅された
後コンピュータ９に至って所定の解析操作が施される。
【００１４】分光器２に対する白色光の入射角度などを
連続的に変化させることにより、波長が連続的に変化し
た複数の単色光を得ることができる。したがって、これ
らを光ファイバプローブ３を通じて試料Ｓに入射させる
ことにより、試料Ｓの電場変調スペクトルを得ることが
でき、コンピュータ９において線形及び非線形の物理特
性の解析を行うことができる。
連続的に変化させることにより、波長が連続的に変化し
た複数の単色光を得ることができる。したがって、これ
らを光ファイバプローブ３を通じて試料Ｓに入射させる
ことにより、試料Ｓの電場変調スペクトルを得ることが
でき、コンピュータ９において線形及び非線形の物理特
性の解析を行うことができる。
【００１５】以上、具体例を挙げながら発明の実施の形
態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は
上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸
脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能であ
る。
態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は
上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸
脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能であ
る。
【００１６】例えば、図１及び２においては、光ファイ
バプローブ３の先端部３Ａに金属膜を形成することによ
ってかかる部分に導電性を付与しているが、光ファイバ
プローブ３の先端部３Ａ自体、あるいは光ファイバプロ
ーブ３の全体を導電性の材料から構成することにより、
先端部３Ａに導電性を付与することもできる。また、図
１及び２において、支持台４自体を透明導電性の材料か
ら構成しているが、透明な材料からなる基材と、この基
材上に形成された導電性膜とから構成することもでき
る。
バプローブ３の先端部３Ａに金属膜を形成することによ
ってかかる部分に導電性を付与しているが、光ファイバ
プローブ３の先端部３Ａ自体、あるいは光ファイバプロ
ーブ３の全体を導電性の材料から構成することにより、
先端部３Ａに導電性を付与することもできる。また、図
１及び２において、支持台４自体を透明導電性の材料か
ら構成しているが、透明な材料からなる基材と、この基
材上に形成された導電性膜とから構成することもでき
る。
【００１７】さらに、図１に示す本発明の電場変調スペ
クトル測定用近接場光学顕微鏡システムにおいては、１
チャンネルの検出器７を用いているが、多チャンネルの
検出器を用いることもできる。この場合においては、白
色光源１の前方に分光器２を設ける必要はなく、試料Ｓ
を透過した光を空間的に分散させるために、対物レンズ
５の後方において分光器６を配置するのみで良い。
クトル測定用近接場光学顕微鏡システムにおいては、１
チャンネルの検出器７を用いているが、多チャンネルの
検出器を用いることもできる。この場合においては、白
色光源１の前方に分光器２を設ける必要はなく、試料Ｓ
を透過した光を空間的に分散させるために、対物レンズ
５の後方において分光器６を配置するのみで良い。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電場変調
スペクトル測定用近接場光学顕微鏡によれば、目的とす
る試料のｎｍオーダの局所領域において電場変調による
光学応答性としてのスペクトルを得ることができる。し
たがって、極局所領域の線形及び非線形の物理特性を解
析することができる。また、目的とする試料に対して光
ファイバスコープの先端から局所的に大きな電場を印加
することができるので、従来得ることのできなかった非
線形の物理特性の解析を行うこともできる。
スペクトル測定用近接場光学顕微鏡によれば、目的とす
る試料のｎｍオーダの局所領域において電場変調による
光学応答性としてのスペクトルを得ることができる。し
たがって、極局所領域の線形及び非線形の物理特性を解
析することができる。また、目的とする試料に対して光
ファイバスコープの先端から局所的に大きな電場を印加
することができるので、従来得ることのできなかった非
線形の物理特性の解析を行うこともできる。
【図１】 本発明の電場変調スペクトル測定用近接場光
学顕微鏡システムを示す構成図である。
学顕微鏡システムを示す構成図である。
【図２】 図１に示す電場変調スペクトル測定用近接場
光学顕微鏡システムにおける、光ファイバプローブの先
端部分近傍を拡大して示す図である。
光学顕微鏡システムにおける、光ファイバプローブの先
端部分近傍を拡大して示す図である。
１ 白色光源 ２ 分光器 ３ 光ファイバプローブ ４ （透明導電性の）支持台 ５ 対物レンズ ６ 追加の分光器 ７ 検出器 ８ 増幅器 ９ コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高坂 繁弘 東京都豊島区北大塚３−32−５−403 (72)発明者 福武 直樹 神奈川県川崎市宮前区土橋１−25−１
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも光出射側の先端部が導電性を
有する光ファイバプローブと、透明導電性の支持台と、
前記光ファイバプローブの後方に設けられた白色光源
と、分光器とを具え、前記光ファイバプローブの前記光
出射側の先端部及び前記支持台の間に所定の電圧を印加
して、前記支持台上に配置された試料に前記所定の電場
を印加するとともに、前記白色光源から出射された白色
光を前記分光器を介して単色化し、前記光ファイバプロ
ーブを通じて前記支持台上に配置された前記試料に照射
することにより、前記試料の電場変調スペクトルを測定
するようにしたことを特徴とする、電場変調スペクトル
測定用近接場光学顕微鏡。 - 【請求項２】 前記光ファイバプローブの前記先端部に
おいて導電性膜が形成されていることを特徴とする、請
求項１に記載の電場変調スペクトル測定用近接場光学顕
微鏡。 - 【請求項３】 前記支持台は透明な基材と、この上に形
成された導電性膜とからなることを特徴とする、請求項
１又は２に記載の電場変調スペクトル測定用近接場光学
顕微鏡。 - 【請求項４】 前記電場変調スペクトル測定用近接場光
学顕微鏡は、追加の分光器と光検出手段とを具え、前記
試料からの前記電場変調スペクトルを前記追加の分光器
を介して前記光検出手段で検出するようにしたことを特
徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の電場変調
スペクトル測定用近接場光学顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001123716A JP2002318186A (ja) | 2001-04-23 | 2001-04-23 | 電場変調スペクトル測定用近接場光学顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001123716A JP2002318186A (ja) | 2001-04-23 | 2001-04-23 | 電場変調スペクトル測定用近接場光学顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002318186A true JP2002318186A (ja) | 2002-10-31 |
Family
ID=18973221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001123716A Pending JP2002318186A (ja) | 2001-04-23 | 2001-04-23 | 電場変調スペクトル測定用近接場光学顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002318186A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224477A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Japan Science & Technology Agency | 走査型プローブ顕微鏡 |
-
2001
- 2001-04-23 JP JP2001123716A patent/JP2002318186A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008224477A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Japan Science & Technology Agency | 走査型プローブ顕微鏡 |
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