JP2005106472A - Observation technology by coherent wave - Google Patents

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JP2005106472A JP2003336063A JP2003336063A JP2005106472A JP 2005106472 A JP2005106472 A JP 2005106472A JP 2003336063 A JP2003336063 A JP 2003336063A JP 2003336063 A JP2003336063 A JP 2003336063A JP 2005106472 A JP2005106472 A JP 2005106472A
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Tsukasa Hirayama
司 平山
Kazuo Yamamoto
和生 山本
Keishin Ota
慶新 太田
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MICROPHASE CO Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology for reducing affection of a wave affecting an observation object by applying a wave at the time of observation. <P>SOLUTION: A plurality of coherent waves are generated for reducing the intensity of wave activating on the observation object at the position of the observation object to ≤1/2 of average intensity by making the plurality of waves interfere. Then, at least one wave from among the plurality of waves mutually reacted with the observation object is observed. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、観察対象に可干渉な波動を作用させて観察対象を観察する技術に関する。   The present invention relates to a technique for observing an observation object by applying a coherent wave to the observation object.

光学顕微鏡や電子顕微鏡等で試料を観察する場合、試料に光線や電子線等を照射し、試料と相互作用した光線や電子線等を観測することにより試料の観察が行われる。   When a sample is observed with an optical microscope, an electron microscope, or the like, the sample is observed by irradiating the sample with a light beam, an electron beam, or the like, and observing the light beam, the electron beam, or the like that interacts with the sample.

しかしながら、観察対象となる試料は、照射された光線や電子線等との相互作用により損傷を受ける。特に、ゼオライト等のメソポーラス材料や病原菌、ウイルス等の生物関係試料を電子顕微鏡で観察する場合、試料の損傷は大きくなり観察中に試料が破壊されてしまう場合がある(例えば、非特許文献1参照。)。   However, the sample to be observed is damaged by the interaction with the irradiated light beam or electron beam. In particular, when a biological sample such as a mesoporous material such as zeolite or a pathogen or a virus is observed with an electron microscope, the sample may be damaged and the sample may be destroyed during the observation (for example, see Non-Patent Document 1). .)

そこで、このような観察中の試料の損傷を低減させるため、試料を冷却し低温とすることにより損傷の度合いを減少させる方法が行われている。また、写真撮影に必要最小限の電子線だけを照射することにより試料の損傷を抑える、ロードーズ法またはミニマムドーズ法(例えば、非特許文献2参照。)と呼ばれる方法も開発されている。   Therefore, in order to reduce the damage of the sample under observation, a method of reducing the degree of damage by cooling the sample to a low temperature is performed. In addition, a method called a Rhodose method or a minimum dose method (for example, see Non-Patent Document 2) that suppresses damage to a sample by irradiating only a minimum electron beam necessary for taking a photograph has been developed.

図1は、従来の透過電子顕微鏡の構成図である。この透過電子顕微鏡は、観察対象である試料SPC1に電子線を照射する電子線照射装置100と、試料SPC1と相互作用した電子線から試料SPC1の像を取得する観測部200とを備えている。電子線照射装置100は、電子源110と集束レンズ120とを備え、観測部200は、対物レンズ210と撮像装置220とを備えている。なお、実際の透過電子顕微鏡の結像部は、対物レンズ、中間レンズ、投射レンズなど複数の電子レンズで構成されているが、図1では1枚の対物レンズ210として簡略化して描かれている。   FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional transmission electron microscope. This transmission electron microscope includes an electron beam irradiation apparatus 100 that irradiates an electron beam onto a sample SPC1 that is an observation target, and an observation unit 200 that acquires an image of the sample SPC1 from an electron beam that interacts with the sample SPC1. The electron beam irradiation device 100 includes an electron source 110 and a focusing lens 120, and the observation unit 200 includes an objective lens 210 and an imaging device 220. Note that the actual imaging unit of the transmission electron microscope is composed of a plurality of electronic lenses such as an objective lens, an intermediate lens, and a projection lens, but is simply depicted as one objective lens 210 in FIG. .

所定の加速電圧で加速され電子源110から射出された電子線は、集束レンズ120によってほぼ平行な電子線となる。この電子線と試料面に配置された試料SPC1との相互作用により、電子線の波動としての振幅と位相とが変化する。試料SPC1と相互作用した電子線は、対物レンズ210により拡大結像され、観察面上に試料SPC1の像IMG1を形成する。そして、撮像装置220により、観察面上に形成された像IMG1が取得される。   The electron beam accelerated by a predetermined acceleration voltage and emitted from the electron source 110 becomes an almost parallel electron beam by the focusing lens 120. Due to the interaction between the electron beam and the sample SPC1 disposed on the sample surface, the amplitude and phase as a wave of the electron beam change. The electron beam interacting with the sample SPC1 is enlarged and formed by the objective lens 210 to form an image IMG1 of the sample SPC1 on the observation surface. Then, the image IMG1 formed on the observation surface is acquired by the imaging device 220.

撮像装置220としてフィルムよりも高感度な電荷結合素子(CCD)を用い、電子線強度を像IMG1の取得に必要最小限とすることにより、試料SPC1に照射される電子線量はフィルムを用いた通常の電子顕微鏡観察よりも小さくなる。このように、高感度の撮像装置を用いれば、試料SPC1に照射される電子線量が低減され、試料に与える損傷を小さくすることができる。   By using a charge-coupled device (CCD) having higher sensitivity than the film as the imaging device 220 and minimizing the electron beam intensity to obtain the image IMG1, the electron dose applied to the sample SPC1 is usually a film. It becomes smaller than the electron microscope observation. Thus, if a highly sensitive imaging apparatus is used, the electron dose irradiated to sample SPC1 can be reduced and the damage given to a sample can be made small.

図2は、従来の透過電子顕微鏡を用いた試料の観察像を示す図である。観察対象の試料は、電子線が透過する程度に薄いカーボン膜上に付着した直径15nmの金の微粒子である。図2に示されるように、電子顕微鏡観察により、金の微粒子の形態は明瞭に観察できる。   FIG. 2 is a diagram showing an observation image of a sample using a conventional transmission electron microscope. The sample to be observed is gold fine particles having a diameter of 15 nm attached on a carbon film that is thin enough to transmit an electron beam. As shown in FIG. 2, the morphology of the gold fine particles can be clearly observed by electron microscope observation.

しかしながら、このような従来の観察技術では、一定量以上の光線や電子線等を照射する必要がある。そのため、照射損傷の深刻な試料では、照射損傷の影響はこれらの方法によっても無視できない場合がある。   However, with such conventional observation techniques, it is necessary to irradiate a certain amount of light rays, electron beams, or the like. For this reason, the effects of irradiation damage may not be negligible even with these methods in samples with severe irradiation damage.

L.A. Bursill, E.A. Lodge and J.M. Thomas, Nature, Volume 286 (1980) p.111-113L.A. Bursill, E.A. Lodge and J.M.Thomas, Nature, Volume 286 (1980) p.111-113 M. Pan, Micron, Volume 27, No.3-4 (1996) p.219-238M. Pan, Micron, Volume 27, No.3-4 (1996) p.219-238

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、観察対象に作用する波動の影響を低減する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a technique for reducing the influence of waves acting on an observation target.

上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の観察装置は観察対象である物体もしくは場に波動を作用させて前記観察対象を観察する観察装置であって、可干渉性を有する複数の波動を発生し、この際、前記複数の波動の干渉により前記観察対象に作用する波動の強度を前記観察対象の位置における波動の平均強度の2分の1以下とするように前記複数の波動を発生する波動源と、前記観察対象と相互作用した前記複数の波動の少なくとも1つを観測することにより、前記観察対象の観察結果を取得する観測部と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve at least a part of the above object, an observation apparatus according to the present invention is an observation apparatus that observes an observation object by applying a wave to an object or a field that is an observation object. Generating a wave, and at this time, the plurality of waves are controlled so that the intensity of the wave acting on the observation target due to the interference of the plurality of waves is less than or equal to half of the average intensity of the wave at the position of the observation target. And an observation unit that acquires an observation result of the observation object by observing at least one of the plurality of waves interacting with the observation object.

この構成によれば、観察対象に作用する波動の強度が観察対象の位置における波動の平均強度の2分の1以下とできるので、観察対象に作用する波動の影響を低減することができる。   According to this configuration, since the intensity of the wave acting on the observation target can be reduced to half or less of the average intensity of the wave at the position of the observation target, the influence of the wave acting on the observation target can be reduced.

前記観測部は、前記観察対象と相互作用した波動から画像を形成する結像部を備えるものとしても良い。   The observation unit may include an imaging unit that forms an image from a wave interacting with the observation target.

この構成によれば、観察対象を画像として観察できるので、観察結果の解釈が容易となる。   According to this configuration, since the observation target can be observed as an image, the observation result can be easily interpreted.

前記複数の波動は、それぞれ異なる進行方向を有し、前記結像部は、前記複数の波動のうち少なくとも1つの波動から画像を形成するものとしても良い。   The plurality of waves may have different traveling directions, and the imaging unit may form an image from at least one of the plurality of waves.

この構成によれば、明瞭な画像が形成されるので、観察対象の観察が容易となる。   According to this configuration, since a clear image is formed, observation of the observation object is facilitated.

前記波動源は、可干渉性の1つの電子線を発生する電子源と、前記電子線の経路に設置され前記電子線を進行方向の異なる複数の電子線に分割する電子線プリズムとを備え、前記観測部は、観察対象を透過した電子線を結像させる対物レンズと、前記対物レンズの射出側において前記複数の電子線の一部を遮蔽するビームストッパーとを備えるものとしても良い。   The wave source includes an electron source that generates one coherent electron beam, and an electron beam prism that is installed in a path of the electron beam and divides the electron beam into a plurality of electron beams having different traveling directions, The observation unit may include an objective lens that forms an image of an electron beam that has passed through the observation target, and a beam stopper that blocks a part of the plurality of electron beams on the exit side of the objective lens.

この構成によれば、電子顕微鏡による観察において電子線の照射量を低減できるので、電子線による試料の照射損傷を抑えることができる。   According to this configuration, the irradiation amount of the electron beam can be reduced in the observation with the electron microscope, so that the irradiation damage of the sample by the electron beam can be suppressed.

前記波動源は、可干渉性の1つの光線を発生するレーザーと、前記光線の経路に設置され前記光線を異なる進行方向に沿って前記観察対象に向かう複数の光線に分割する光線分割部とを備え、前記観測部は、観察対象を透過した光線を結像させる対物レンズと、前記対物レンズの射出側において前記複数の光線の一部を遮蔽するビームストッパーとを備えるものとしても良い。   The wave source includes a laser that generates one coherent light beam, and a light beam splitting unit that is installed in a path of the light beam and divides the light beam into a plurality of light beams that travel toward the observation target along different traveling directions. The observation unit may include an objective lens that forms an image of a light beam that has passed through the observation target, and a beam stopper that blocks a part of the plurality of light beams on the exit side of the objective lens.

この構成によれば、光学顕微鏡による観察において光線の照射量を低減できるので、光線による試料の照射損傷を抑えることができる。   According to this configuration, it is possible to reduce the irradiation amount of the light beam in the observation with the optical microscope, and therefore it is possible to suppress the irradiation damage of the sample due to the light beam.

前記波動源は、可干渉性の1つの光線を発生するレーザーと、前記光線の経路に設置され前記光線を進行方向の異なる2つの光線に分割するビームスプリッタと、前記分割された光線を前記観測対象の方向に反射するとともに前記分割された2つの光線の進行方向を互いに反対方向とする光線転換部とを備えるものとしても良い。   The wave source includes a laser that generates a coherent beam, a beam splitter that is installed in a path of the beam and splits the beam into two beams having different traveling directions, and the observation of the split beam It is good also as a thing provided with the light beam conversion part which makes the advancing direction of the two said divided | segmented light rays mutually opposite directions while reflecting in the direction of object.

この構成によれば、観察対象の像が非対称性を有さないので、観察結果の解釈が容易となる。   According to this configuration, the observation target image does not have asymmetry, so that the observation result can be easily interpreted.

前記観測部は、前記観察対象と相互作用した複数の波動の合成波を測定するものとしても良い。   The observation unit may measure a combined wave of a plurality of waves that interact with the observation target.

この構成によれば、観察対象に作用させた波動を検知されることなく観察対象を観察することができる。   According to this configuration, the observation object can be observed without detecting the wave applied to the observation object.

前記波動源は、第1の波動を発生する第1の波動源と、前記第1の波動に対して位相差と振幅比が所定の値に設定された第2の波動を発生する第2の波動源とを備えるものとしてもよい。   The wave source includes a first wave source that generates a first wave, and a second wave that generates a second wave having a phase difference and an amplitude ratio set to predetermined values with respect to the first wave. It may be provided with a wave source.

この構成によれば、任意の位置にある観察対象に対して、観察対象に作用させた波動を検知されることなく観察対象を観察することができる。   According to this configuration, an observation target can be observed without detecting a wave applied to the observation target with respect to the observation target at an arbitrary position.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、観察方法および観察装置、その装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、等の態様で実現することができる。   The present invention can be realized in various modes. For example, an observation method and an observation apparatus, a computer program for realizing the function of the apparatus or method, a recording medium on which the computer program is recorded, etc. It is realizable with the aspect of.

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.第1実施例:
B.第2実施例:
C.第3実施例:
D.第4実施例:
E.第5実施例:
F.第6実施例:
G.変形例:
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
B. Second embodiment:
C. Third embodiment:
D. Fourth embodiment:
E. Example 5:
F. Example 6:
G. Variation:

A.第1実施例:
図3は、本発明の第1実施例としての透過電子顕微鏡の構成図である。この透過電子顕微鏡は従来の透過電子顕微鏡(図1)と同様に、観察対象である試料SPC2に電子線を照射する電子線照射装置102と、試料SPC2と相互作用した電子線から試料SPC2の像を取得する観測部202とを備えている。電子線照射装置102は、電子源110と集束レンズ120とを備え、観測部202は、対物レンズ210と撮像装置220とを備えている。
A. First embodiment:
FIG. 3 is a block diagram of a transmission electron microscope as a first embodiment of the present invention. Similar to the conventional transmission electron microscope (FIG. 1), this transmission electron microscope is an image of the sample SPC2 from the electron beam irradiation apparatus 102 for irradiating the sample SPC2 to be observed with an electron beam and the electron beam interacting with the sample SPC2. And an observation unit 202 that obtains. The electron beam irradiation device 102 includes an electron source 110 and a focusing lens 120, and the observation unit 202 includes an objective lens 210 and an imaging device 220.

第1実施例の透過電子顕微鏡の電子線照射装置102は、集束レンズ120と試料面との間に電子線プリズム130が設けられている点で図1に示される従来の透過電子顕微鏡の電子線源100と異なっている。ここで、電子線プリズムとは、電子線の経路に設置された一対の接地された平行平板と、平行平板の間に設けられた細い導電性のワイヤーとからなる装置である。なお、本実施例の電子線プリズム(一般に、「電子線バイプリズム」と呼ばれる)については、平山司,「電子波干渉による電場・磁場の直視と材料科学への応用」(まてりあ,社団法人日本金属学会,1998年,第37巻,p.454−460)等に記載がある。   The electron beam irradiation apparatus 102 of the transmission electron microscope according to the first embodiment has an electron beam prism 130 provided between the focusing lens 120 and the sample surface, so that the electron beam of the conventional transmission electron microscope shown in FIG. Different from source 100. Here, the electron beam prism is a device composed of a pair of grounded parallel plates installed in the electron beam path and thin conductive wires provided between the parallel plates. Regarding the electron beam prism of this embodiment (generally called “electron beam biprism”), Tsukasa Hirayama, “Direct viewing of electric and magnetic fields by electron wave interference and application to materials science” (Materia, Japan Association) The Japan Institute of Metals, 1998, Vol. 37, p.454-460).

電子線プリズム130のワイヤーに正の電圧を印加すると負の電荷を持つ電子の波はワイヤーに引き寄せられるので、電子線は進行方向の異なる2つの電子線に分割される。電子源110で発生する電子線が可干渉であれば、電子線プリズム130により分割された2つの電子線は可干渉となる。なお、可干渉な電子源としては、電界放出型の電子銃などを使用することができる。   When a positive voltage is applied to the wire of the electron beam prism 130, an electron wave having a negative charge is attracted to the wire, so that the electron beam is divided into two electron beams having different traveling directions. If the electron beam generated in the electron source 110 is coherent, the two electron beams divided by the electron beam prism 130 become coherent. Note that a field emission electron gun or the like can be used as a coherent electron source.

可干渉な2つの電子線の干渉により、試料面での電子線強度(電子波の振幅の2乗)は電子線の屈曲方向にサインカーブ状に変化する。このように電子線強度分布がサインカーブ状となることにより、試料面上には電子の干渉縞が形成される。試料面上で形成された干渉縞の暗部は、このサインカーブの底部に相当する。そのため、観察対象である試料SPC2を干渉縞の暗部に配置すると試料SPC2に照射される電子線強度は、試料面における電子線の平均強度の2分の1以下(以下、「ほぼゼロ」という)となるので、試料SPC2の電子線照射による損傷を抑えることができる。   Due to the interference of two coherent electron beams, the electron beam intensity (the square of the amplitude of the electron wave) on the sample surface changes in a sine curve shape in the bending direction of the electron beam. As described above, the electron beam intensity distribution has a sine curve shape, so that electron interference fringes are formed on the sample surface. The dark part of the interference fringes formed on the sample surface corresponds to the bottom of this sine curve. Therefore, when the sample SPC2 to be observed is placed in the dark part of the interference fringes, the electron beam intensity irradiated to the sample SPC2 is less than or equal to half the average intensity of the electron beam on the sample surface (hereinafter referred to as “substantially zero”). Therefore, damage to the sample SPC2 due to electron beam irradiation can be suppressed.

試料SPC2に照射される電子線強度をほぼゼロとし試料SPC2の照射損傷を抑えるためには、試料面上での干渉縞の間隔を試料SPC2の大きさの3倍以上とすればよい。より好ましくは、試料SPC2に照射される電子線の最大強度が試料面上での電子線の平均強度の10分の1以下とされる。この観察条件は、試料面上での干渉縞の間隔を試料SPC2の大きさの7倍以上とすることにより実現することができる。さらに好ましくは、試料SPC2に照射される電子線の最大強度は、試料面上での電子線の平均強度の20分の1以下とされる。この平均強度の20分の1以下の照射電子線強度は、試料面上での干渉縞の間隔を試料の大きさの10倍以上とすることで実現される。   In order to reduce the intensity of the electron beam irradiated to the sample SPC2 to substantially zero and suppress the irradiation damage of the sample SPC2, the interval between the interference fringes on the sample surface may be set to three times or more the size of the sample SPC2. More preferably, the maximum intensity of the electron beam irradiated on the sample SPC2 is set to 1/10 or less of the average intensity of the electron beam on the sample surface. This observation condition can be realized by setting the interval between the interference fringes on the sample surface to 7 times or more the size of the sample SPC2. More preferably, the maximum intensity of the electron beam irradiated on the sample SPC2 is set to be 1/20 or less of the average intensity of the electron beam on the sample surface. The irradiation electron beam intensity of 1/20 or less of the average intensity is realized by setting the interval between the interference fringes on the sample surface to 10 times or more the size of the sample.

なお、試料面上に形成される干渉縞の間隔は、電子線プリズム130により分割された2つの電子線の進行方向と電子線の波長によって決定される。そのため、電子線プリズム130のワイヤーに印加する電圧と電子線の加速電圧とを適宜調整することにより、干渉縞の間隔を所望の値とすることができる。   The interval between the interference fringes formed on the sample surface is determined by the traveling direction of the two electron beams divided by the electron beam prism 130 and the wavelength of the electron beam. Therefore, the interval between the interference fringes can be set to a desired value by appropriately adjusting the voltage applied to the wire of the electron beam prism 130 and the acceleration voltage of the electron beam.

さらに、第1実施例の透過電子顕微鏡の観測部202は、対物レンズ210と撮像装置220との間にビームストッパー230が設けられている点で図1に示される従来の透過電子顕微鏡の観測部200と異なっている。   Further, the observation unit 202 of the transmission electron microscope according to the first embodiment is the observation unit of the conventional transmission electron microscope shown in FIG. 1 in that a beam stopper 230 is provided between the objective lens 210 and the imaging device 220. It is different from 200.

試料面を透過した2つの電子線は、対物レンズ210により対物レンズ210の後焦点面上で2つのスポットを形成する。この2つのスポットのうち一方は、対物レンズ214と撮像装置220との間に設けられたビームストッパー230を用いて遮蔽される。そして、ビームストッパー230によって遮蔽されなかった電子線は、観察面上で試料SPC2の像IMG2を形成する。   The two electron beams transmitted through the sample surface form two spots on the back focal plane of the objective lens 210 by the objective lens 210. One of the two spots is shielded by using a beam stopper 230 provided between the objective lens 214 and the imaging device 220. Then, the electron beam not shielded by the beam stopper 230 forms an image IMG2 of the sample SPC2 on the observation surface.

なお、ビームストッパー230の位置は、電子線が2つのスポットとなる後焦点面の位置とされることが望ましいが、対物レンズ210の射出側で2つの電子線のビームが分離しビームストッパー230で一方の電子線のみが遮蔽できる位置であればよい。   The position of the beam stopper 230 is preferably the position of the back focal plane where the electron beam becomes two spots, but the beam of the two electron beams is separated on the exit side of the objective lens 210 and the beam stopper 230 is used. Any position where only one electron beam can be shielded is acceptable.

図4は、第1実施例の透過電子顕微鏡で試料面を透過した2つの電子線により観察面上に形成される像を示す図である。観察対象の試料は、図2の従来の電子顕微鏡観察と同一の試料である。電子線プリズム130のワイヤーに適当な電圧を加えることにより、電子源110からの電子線は分割され2つの電子線が試料に照射されている。ワイヤへの印加電圧を調整することにより、試料面での干渉縞の間隔は約150nmとなっている。なお、照射電子線強度等の各観察条件は、図2と同一である。   FIG. 4 is a diagram showing an image formed on the observation surface by two electron beams transmitted through the sample surface by the transmission electron microscope of the first embodiment. The sample to be observed is the same sample as the conventional electron microscope observation of FIG. By applying an appropriate voltage to the wire of the electron beam prism 130, the electron beam from the electron source 110 is divided and the sample is irradiated with two electron beams. By adjusting the voltage applied to the wire, the interval between the interference fringes on the sample surface is about 150 nm. The observation conditions such as the irradiation electron beam intensity are the same as those in FIG.

ビームストッパー230による電子線の遮蔽を行わない場合、図4に示されるように観察面上には試料面に形成された干渉縞の像が形成される。そして、図4中の白い点線で示される領域にある金の微粒子は、電子線強度が弱い干渉縞の暗部にあるため観察されない。このように、干渉縞の暗部に配置された試料に照射される電子線量は従来の電子顕微鏡観察の場合よりも少なくなるので、電子線の照射による試料の損傷を抑えることができる。   When the electron beam is not shielded by the beam stopper 230, an interference fringe image formed on the sample surface is formed on the observation surface as shown in FIG. And the gold | metal fine particle in the area | region shown with the white dotted line in FIG. 4 is not observed since it exists in the dark part of the interference fringe with weak electron beam intensity | strength. Thus, since the electron dose irradiated to the sample arrange | positioned in the dark part of an interference fringe becomes smaller than the case of the conventional electron microscope observation, the damage of the sample by irradiation of an electron beam can be suppressed.

図5は、第1実施例の透過電子顕微鏡による試料の観察像を示す図である。図5の像は、図4と同一の観察条件でビームストッパー230により電子線の1つを遮蔽し、試料面を透過した2つの電子線のうち一方の電子線を結像することにより観察面上に形成されている。図5に示されるように、金の微粒子の形態は、従来法による観察結果(図2)と同様に明瞭に観察できる。なお、図5では、電子線の1つを対物レンズ214の後焦点面上で遮蔽しているため、観察される像は左右非対称となっている。   FIG. 5 is a diagram showing an observation image of the sample by the transmission electron microscope of the first embodiment. The image in FIG. 5 is obtained by shielding one of the electron beams by the beam stopper 230 under the same observation conditions as in FIG. 4 and forming one of the two electron beams transmitted through the sample surface to form an observation surface. Formed on top. As shown in FIG. 5, the morphology of the gold fine particles can be clearly observed as in the observation result by the conventional method (FIG. 2). In FIG. 5, since one of the electron beams is shielded on the back focal plane of the objective lens 214, the observed image is asymmetrical.

なお、第1実施例の透過電子顕微鏡(図3)では、図5の観察例に示されるように、物体(金の微粒子)の明瞭な像が取得できるが、観察対象は電子線と相互作用するものであれば良い。例えば、電場や磁場と相互作用した電子線の一部を結像させることにより、観察対象である電場および磁場の像を形成し観察することができる。   In the transmission electron microscope (FIG. 3) of the first embodiment, a clear image of an object (gold fine particles) can be acquired as shown in the observation example of FIG. 5, but the observation object interacts with an electron beam. Anything to do. For example, by forming an image of a part of an electron beam interacting with an electric field or a magnetic field, it is possible to form and observe an image of an electric field and a magnetic field that are observation targets.

B.第2実施例:
図6は、第2実施例における電子線プリズムの構成図である。第2実施例では、入射電子線を2つに分割する電子線プリズム130(図3)に代えて、入射電子線を3つに分割する電子線プリズム130aが使用されている点で第1実施例と異なる。なお、他の構成および作用については第1実施例とほぼ同様であるので、ここではその説明を省略する。
B. Second embodiment:
FIG. 6 is a configuration diagram of an electron beam prism in the second embodiment. In the second embodiment, instead of the electron beam prism 130 (FIG. 3) that divides the incident electron beam into two, the electron beam prism 130a that divides the incident electron beam into three is used. Different from the example. Since other configurations and operations are substantially the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted here.

第2実施例における電子線プリズム130aは、外部電極132の間に2つの導電性のワイヤ134,136が設けられている。この2つのワイヤ134,136には、それぞれ同一の正電圧が印加されている。このとき、ワイヤ134とワイヤ136に印加される電圧が同一であるので、ワイヤ134とワイヤ136は同電位となる。   In the electron beam prism 130 a in the second embodiment, two conductive wires 134 and 136 are provided between the external electrodes 132. The same positive voltage is applied to the two wires 134 and 136, respectively. At this time, since the voltage applied to the wire 134 and the wire 136 is the same, the wire 134 and the wire 136 have the same potential.

図6中上方からワイヤ134,136と外部電極132の間に入射する電子線は、電子線プリズム130aの中心方向に屈曲させられる。一方、ワイヤ134,136は同電位であるので、その間に入射する電子線は試料面に向かって直進する。このように、2つのワイヤ134,136を備えた電子線プリズム130aに入射する電子線は、3つの電子線Ψ1,Ψ0,Ψ-1に分割される。 The electron beam incident between the wires 134 and 136 and the external electrode 132 from above in FIG. 6 is bent toward the center of the electron beam prism 130a. On the other hand, since the wires 134 and 136 are at the same potential, the electron beam incident between them travels straight toward the sample surface. Thus, the electron beam incident on the electron beam prism 130a having the two wires 134 and 136 is divided into three electron beams Ψ 1 , Ψ 0 , and Ψ −1 .

3つに分割された電子線Ψ1,Ψ0,Ψ-1の干渉により、試料面での電子線強度は電子線の屈曲方向に沿って変化する。このように電子線強度が変化することにより、試料面上には干渉縞が形成される。この干渉縞の暗部に観測対象である試料SPC2aを配置すると、試料SPC2aの位置では電子線強度が低くなるので、試料SPC2aに照射される電子線の強度はほぼゼロとなる。 Due to the interference of the electron beams Ψ 1 , Ψ 0 , and Ψ −1 divided into three, the electron beam intensity on the sample surface changes along the bending direction of the electron beam. As the electron beam intensity changes in this way, interference fringes are formed on the sample surface. When the sample SPC2a to be observed is placed in the dark part of the interference fringes, the intensity of the electron beam is lowered at the position of the sample SPC2a, so that the intensity of the electron beam irradiated on the sample SPC2a becomes almost zero.

試料面を透過した3つの電子線Ψ1,Ψ0,Ψ-1は、対物レンズ(図示しない)により3つのスポットを形成する。この3つのスポットのうち少なくとも1つをビームストッパ(図示しない)によって遮蔽することにより、3つの電子線Ψ1,Ψ0,Ψ-1のうち少なくとも1つが遮蔽される。そして、3つの電子線Ψ1,Ψ0,Ψ-1のうち遮蔽されない電子線によって、結像面上に試料SPC2aの像が形成される。 Three electron beams Ψ 1 , Ψ 0 , and Ψ −1 transmitted through the sample surface form three spots by an objective lens (not shown). By shielding at least one of the three spots with a beam stopper (not shown), at least one of the three electron beams Ψ 1 , Ψ 0 , Ψ −1 is shielded. Then, an image of the sample SPC2a is formed on the imaging plane by an unshielded electron beam among the three electron beams Ψ 1 , Ψ 0 , Ψ −1 .

この第2実施例の透過電子顕微鏡によっても、第1実施例の透過電子顕微鏡(図3)と同様の効果を得ることができる。   The same effect as that of the transmission electron microscope (FIG. 3) of the first embodiment can also be obtained by the transmission electron microscope of the second embodiment.

C.第3実施例:
図7は、本発明の第3実施例としての光学顕微鏡の構成図である。第1実施例では観察対象に作用させる波動として電子線を用いているが、第3実施例では光線を用いている。第3実施例の光線源104は、可干渉な平行光線の発生源であるレーザー114とマッハ・ツェンダー型の干渉装置140とを備えている。観測部204では、対物レンズ214として第1実施例での電子レンズに換えて光学レンズが用いられている。また、ビームストッパー234と撮像装置224も光線による観察に適当なものが使用されている。なお、観測部204の構成および機能は、第1実施例の観測部202(図3)とほぼ同じであるので、ここではその説明を省略する。
C. Third embodiment:
FIG. 7 is a configuration diagram of an optical microscope as a third embodiment of the present invention. In the first embodiment, an electron beam is used as a wave to be applied to the observation target. In the third embodiment, a light beam is used. The light source 104 of the third embodiment includes a laser 114 that is a source of coherent parallel light and a Mach-Zehnder type interference device 140. In the observation unit 204, an optical lens is used as the objective lens 214 instead of the electronic lens in the first embodiment. Further, the beam stopper 234 and the image pickup device 224 are also suitable for observation with light rays. Note that the configuration and function of the observation unit 204 are substantially the same as those of the observation unit 202 (FIG. 3) of the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.

干渉装置140は、2つの半透鏡142,148と2つの鏡144,146とを備えている。干渉装置140に入射した光線は、第1の半透鏡142により2つの光線に分割され、第2の半透鏡148と2つの鏡144,146とによって光路が転換される。このように干渉装置140によって、レーザー114からの光線は、進行方向の異なる可干渉な2つの光線に分割される。   The interference device 140 includes two semi-transparent mirrors 142 and 148 and two mirrors 144 and 146. The light beam incident on the interference device 140 is divided into two light beams by the first semi-transparent mirror 142, and the optical path is switched by the second semi-transparent mirror 148 and the two mirrors 144 and 146. As described above, the light beam from the laser 114 is divided into two coherent light beams having different traveling directions by the interference device 140.

第1実施例と同様に、可干渉な2つの光線の干渉により試料面での光の強度分布がサインカーブ状になり、試料面上に干渉縞が形成される。そして、試料面上の干渉縞の暗部に配置された試料SPC3に照射される光量はほぼゼロとなり、試料SPC3への光の影響を抑えることができる。なお、試料面上に形成される干渉縞の間隔は、干渉装置140に設けられた第1の半透鏡142または反射鏡146の角度を調整することにより調整できる。   Similar to the first embodiment, the light intensity distribution on the sample surface becomes a sine curve due to the interference of two coherent light beams, and interference fringes are formed on the sample surface. And the light quantity irradiated to sample SPC3 arrange | positioned in the dark part of the interference fringe on a sample surface becomes substantially zero, and it can suppress the influence of the light to sample SPC3. The interval between the interference fringes formed on the sample surface can be adjusted by adjusting the angle of the first semi-transparent mirror 142 or the reflecting mirror 146 provided in the interference device 140.

なお、第3実施例では、干渉装置としてマッハ・ツェンダー型の干渉装置140を用いているが、干渉装置としてはレーザー114からの光線を2つに分割し、分割された2つの光線の光路をそれぞれ試料SPC3の方向に転換できればよい。また、光線を2つに分割するビームスプリッタとしては、上記の半透鏡142のほか、回折格子や偏光ビームスプリッタ等を使用することも可能である。   In the third embodiment, the Mach-Zehnder type interference device 140 is used as the interference device. However, as the interference device, the light beam from the laser 114 is divided into two, and the optical paths of the two divided light beams are set. What is necessary is just to change to the direction of sample SPC3, respectively. In addition to the above-described semi-transparent mirror 142, a diffraction grating, a polarization beam splitter, or the like can be used as a beam splitter that divides a light beam into two.

図8は、第3実施例の光学顕微鏡による試料の観察像を示す図である。観察対象の試料は、現像済みの写真フィルムに形成された一辺が100μm程度の方形をした黒色の感光部である。この黒色の感光部は、フィルムの位置を調整することにより干渉縞の暗部に配置されている。また、半透鏡142の角度は、試料面での干渉縞の間隔が約1mmとなるよう調整されている。   FIG. 8 is a diagram showing an observation image of the sample by the optical microscope of the third embodiment. The sample to be observed is a black photosensitive portion having a square shape with a side of about 100 μm formed on a developed photographic film. This black photosensitive portion is arranged in the dark portion of the interference fringes by adjusting the position of the film. The angle of the semi-transparent mirror 142 is adjusted so that the interval between the interference fringes on the sample surface is about 1 mm.

試料を透過した2つの光線のうち一方の光線を結像させることにより、第1実施例で得られた試料の像(図5)と同様に、図8に示されるように明瞭な試料の像が形成される。また、観察される像が左右非対称となっている点においても、第1実施例で得られた試料の像と同様である。   By imaging one of the two light beams that have passed through the sample, a clear sample image as shown in FIG. 8 is obtained in the same manner as the sample image (FIG. 5) obtained in the first embodiment. Is formed. In addition, it is the same as the sample image obtained in the first example in that the observed image is asymmetrical.

D.第4実施例:
図9は、本発明の第4実施例としての光学顕微鏡の構成図である。第3実施例と同様に、第4実施例では光学顕微鏡の光源としてレーザー116を用いている。レーザー116から出射した可干渉な平行光線L0は、干渉装置150により進行方向の異なる2つの光線に分割され、試料SPC4に照射される。平行光線L0は、ビームスプリッタである第1の半透鏡152で進行方向の異なる2つの光線L1,L2に分割される。第1の半透鏡152で分割された光線L1,L2は、2つの半透鏡154,156によって観測対象である試料SPC4の方向にそれぞれ反射される。このように光路が転換させられることにより、進行方向が互いに反対方向である2つの光線L3,L4が生成される。
D. Fourth embodiment:
FIG. 9 is a block diagram of an optical microscope as a fourth embodiment of the present invention. Similar to the third embodiment, the fourth embodiment uses a laser 116 as the light source of the optical microscope. The coherent parallel light beam L 0 emitted from the laser 116 is divided into two light beams having different traveling directions by the interference device 150 and irradiated onto the sample SPC4. The parallel light beam L 0 is split into two light beams L 1 and L 2 having different traveling directions by the first semi-transparent mirror 152 which is a beam splitter. The light beams L 1 and L 2 divided by the first half mirror 152 are reflected by the two half mirrors 154 and 156 in the direction of the sample SPC4 to be observed. By changing the optical path in this way, two light beams L 3 and L 4 whose traveling directions are opposite to each other are generated.

進行方向が互いに反対方向である2つの光線L3,L4は、干渉して2つの半透鏡154,156の間で定在波を発生させる。定在波の節の位置では光の強度はゼロになるので、試料SPC4をこの節の位置に配置することにより、試料SPC4に照射される光量をほぼゼロとすることができる。 The two light beams L 3 and L 4 whose traveling directions are opposite to each other interfere to generate a standing wave between the two semi-transparent mirrors 154 and 156. Since the light intensity is zero at the position of the node of the standing wave, the amount of light applied to the sample SPC4 can be made substantially zero by arranging the sample SPC4 at the position of this node.

試料を透過した2つの光線L3,L4は、図9に示されるように互いに反対方向に進む。そのため、第4実施例では、ビームストッパーを用いて光線の1つを遮蔽することなく1つの光線による試料の像IMG4を形成することができる。具体的には、2つの半透鏡154,156のうち一方から出射する光線を対物レンズ216を用いて結像させることにより、観察面上には試料SPC4の像IMG4が形成される。 The two light beams L 3 and L 4 that have passed through the sample travel in opposite directions as shown in FIG. Therefore, in the fourth embodiment, it is possible to form the sample image IMG4 by one light beam without shielding one of the light beams by using the beam stopper. Specifically, an image IMG4 of the sample SPC4 is formed on the observation surface by forming an image of a light beam emitted from one of the two semi-transparent mirrors 154 and 156 using the objective lens 216.

なお、第4実施例の場合、ビームストッパーによる光線の遮蔽を行わないため、得られる像IMG4に非対称性が発生しない。そのため第4実施例では、像IMG4が試料SPC4の光線透過率の分布を正確に反映する点で第3実施例よりも好ましい。一方、第4実施例では定在波の波長が光線の波長の半分であり暗部である節の領域が狭いのに対し、第3実施例は干渉縞の間隔を適宜調整して暗部を所望の大きさとできる点でより好ましい。   In the case of the fourth embodiment, since the light is not shielded by the beam stopper, no asymmetry occurs in the obtained image IMG4. Therefore, the fourth embodiment is preferable to the third embodiment in that the image IMG4 accurately reflects the light transmittance distribution of the sample SPC4. On the other hand, in the fourth embodiment, the wavelength of the standing wave is half that of the light beam and the area of the node that is the dark portion is narrow, whereas in the third embodiment, the dark portion is desired by adjusting the interval of the interference fringes as appropriate. More preferable in terms of size.

また、第4実施例では、2つの光線L3,L4の進行方向は互いに反対方向とされているが、2つの光線L3,L4のうちいずれか一方のみが対物レンズ216に導入できればよい。すなわち、2つの光線L3,L4のなす角度が、対物レンズ216の開口角よりも大きい適当な角度になるようにしても良い。 In the fourth embodiment, the traveling directions of the two light beams L 3 and L 4 are opposite to each other, but only one of the two light beams L 3 and L 4 can be introduced into the objective lens 216. Good. That is, the angle formed by the two light beams L 3 and L 4 may be an appropriate angle larger than the aperture angle of the objective lens 216.

図10は、第4実施例の光学顕微鏡による試料の観察像を示す図である。観察対象の試料は、銅メッシュ上の厚さ10nm程度のカーボン膜に形成された厚さが0.1μm、大きさ10μm程度の金の薄膜である。試料は銅メッシュの位置を調整することにより、定在波の節の位置に配置されている。第4の実施例においても、図10に示されるように試料の像は明瞭に観察できる。また、上述の通り、第1および第3実施例の場合と異なり、試料の像に非対称性が生じていない。   FIG. 10 is a view showing an observation image of the sample by the optical microscope of the fourth embodiment. The sample to be observed is a gold thin film having a thickness of about 0.1 μm and a size of about 10 μm formed on a carbon film having a thickness of about 10 nm on a copper mesh. The sample is arranged at the position of the node of the standing wave by adjusting the position of the copper mesh. Also in the fourth embodiment, the sample image can be clearly observed as shown in FIG. Further, as described above, unlike the cases of the first and third embodiments, asymmetry does not occur in the sample image.

E.第5実施例:
図11は、本発明の第5実施例としての音波による観察装置による観察の様子を示す模式図である。第5実施例の観察装置は、音源(図示しない)と2つのスリットS1,S2を有する遮蔽板160とを備えている。音源は、図11の下方から遮蔽板160に向けて音波Ψを発生させている。このとき、遮蔽板160を通過した音波は、スリットS1,S2をそれぞれ基点とする2つの音波Ψ1,Ψ2となって伝播する。なお、図11の実線は音波の位相がスリットS1,S2とそれぞれ同じ位相(0°)となる位置を表しており、図11の破線は音波の位相がスリットS1,S2とそれぞれ反対の位相(180°)となる位置を表している。そして、実線と破線の交点では、位相が反対の音波Ψ1,Ψ2が重ね合わされるため音波の強度がゼロとなる。
E. Example 5:
FIG. 11 is a schematic diagram showing a state of observation by an observation apparatus using sound waves as a fifth embodiment of the present invention. The observation apparatus of the fifth embodiment includes a sound source (not shown) and a shielding plate 160 having two slits S 1 and S 2 . The sound source generates a sound wave Ψ toward the shielding plate 160 from below in FIG. At this time, the sound wave that has passed through the shielding plate 160 propagates as two sound waves Ψ 1 and Ψ 2 having the slits S 1 and S 2 as base points, respectively. Note that the solid line in FIG. 11 represents the position where the wave phase is slit S 1, S 2 respectively in phase (0 °), a broken line in FIG. 11 waves in phase with the slits S 1, S 2, respectively The position is the opposite phase (180 °). At the intersection of the solid line and the broken line, the sound waves Ψ 1 and Ψ 2 having opposite phases are superimposed, so that the sound wave intensity becomes zero.

上述のように、図11の遮蔽板160上方の領域では、音波Ψ1,Ψ2の干渉により、音波の強度が大きい部分と音波の強度がゼロとなる部分(以下「節部」と呼ぶ。)が発生する。具体的には、点PAのようにスリットS1,S2からの距離の差が音波の半波長の偶数倍である点では、音波Ψ1,Ψ2音波の位相差が0°となるので、音波の強度が大きくなる。一方、点PB,PCのようにスリットS1,S2からの距離の差が音波の反波長の奇数倍である点では、音波Ψ1,Ψ2音波の位相差が180°となるので、音波の強度はゼロとなる。 As described above, in the region above the shielding plate 160 in FIG. 11, due to the interference of the sound waves Ψ 1 and Ψ 2 , the part where the intensity of the sound wave is high and the part where the intensity of the sound wave becomes zero (hereinafter referred to as “node part”). ) Occurs. Specifically, at the point where the difference in distance from the slits S 1 and S 2 is an even multiple of the half wavelength of the sound wave as in the point P A , the phase difference between the sound waves Ψ 1 and Ψ 2 is 0 °. Therefore, the intensity of the sound wave increases. On the other hand, at points where the difference in distance from the slits S 1 and S 2 is an odd multiple of the opposite wavelength of the sound wave, such as points P B and P C , the phase difference between the sound waves Ψ 1 and Ψ 2 is 180 °. Therefore, the intensity of the sound wave becomes zero.

音波を散乱する程度の大きさを有する観察対象が節部上の点PBに配置されると、散乱した音波が節部上の他の点PCで観測されるようになる。一方、観察対象の位置を節部となるようにすることで、観察対象が観察に用いられている音波を検知できないようにすることができる。このように、2つの音波の合成波(Ψ1+Ψ2)を点PCで測定することにより、点PBにある観察対象に音波の影響を与えることなく観察対象の有無を判別することができる。 When an observation target having a size enough to scatter a sound wave is placed at a point P B on the node, the scattered sound wave is observed at another point P C on the node. On the other hand, by making the position of the observation target a node, it is possible to prevent the observation target from detecting the sound wave used for the observation. In this way, by measuring the composite wave (Ψ 1+ Ψ 2) of two sound waves at the point P C , the presence or absence of the observation object is determined without affecting the observation object at the point P B. Can do.

F.第6実施例:
図12は、本発明の第6実施例としての電波による観察装置による観察の様子を示す模式図である。第6実施例では、第5実施例の音波に換えて電波を観測対象に作用させている。第6実施例の観測装置は、同周波数で適当な位相差を有する2つの電波Ψ1,Ψ2を発生させるアンテナA1,A2を備えている。また、2つのアンテナA1,A2が発生する電波Ψ1,Ψ2の強度比は、観察対象の位置において電波Ψ1,Ψ2の強度が略等しくなるように適宜調整される。なお、図12では、2つのアンテナA1,A2で発生する電波Ψ1,Ψ2の位相差が180°の場合の観察の様子を示している。
F. Example 6:
FIG. 12 is a schematic diagram showing a state of observation by an observation apparatus using radio waves as a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, radio waves are applied to the observation target instead of the sound wave of the fifth embodiment. The observation apparatus of the sixth embodiment includes antennas A 1 and A 2 that generate two radio waves Ψ 1 and Ψ 2 having an appropriate phase difference at the same frequency. Further, the intensity ratio between the radio waves Ψ 1 and Ψ 2 generated by the two antennas A 1 and A 2 is appropriately adjusted so that the intensities of the radio waves Ψ 1 and Ψ 2 are substantially equal at the position to be observed. FIG. 12 shows an observation state when the phase difference between the radio waves Ψ 1 and Ψ 2 generated by the two antennas A 1 and A 2 is 180 °.

第5実施例のように2つのアンテナA1,A2での電波Ψ1,Ψ2の位相が同じであれば、節部の発生する位置はアンテナA1,A2の空間的配置によって決まる。これに対し、第6実施例では、観察対象が任意の位置PBにあっても電波Ψ1,Ψ2の位相差を適宜調整することにより、点PBが節部となるようにすることができる。そして、電波Ψ1,Ψ2の合成波を節部上の他の点PCで測定することにより、点PBにある観察対象に電波を検知されることなく観察対象の観察をすることができる。 If the phases of the radio waves Ψ 1 and Ψ 2 of the two antennas A 1 and A 2 are the same as in the fifth embodiment, the position where the node is generated is determined by the spatial arrangement of the antennas A 1 and A 2. . On the other hand, in the sixth embodiment, the point P B becomes a node by appropriately adjusting the phase difference between the radio waves Ψ 1 and Ψ 2 even when the observation target is at an arbitrary position P B. Can do. The Telecommunications [psi 1, [psi by measuring the second composite wave at another point P C on the node portion, to be an observation target of observation without detection radio wave to an observation target in the point P B it can.

G.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
G. Variation:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

G1.変形例1:
上記各実施例では、観察対象に作用させる波動を2つまたは3つとしているが、観察対象に作用させる波動を2以上の任意の数とすることができる。このようにしても、複数の波動の干渉により、観察対象に作用する波動の強度が観察対象の位置における波動の平均強度の2分の1以下とできるので、観察対象に作用する波動の影響を低減することができる。
G1. Modification 1:
In each of the embodiments described above, two or three waves are applied to the observation target. However, the number of waves to be applied to the observation target can be any number greater than or equal to two. Even if it does in this way, since the intensity | strength of the wave which acts on an observation object can be set to 1/2 or less of the average intensity of the wave in the position of an observation object by interference of several waves, the influence of the wave which acts on an observation object is reduced. Can be reduced.

G2.変形例2:
上記各実施例では、観察対象に作用させる波動として、電子線、光線、音波および電波を用いているが、干渉性を有する波であれば古典力学的波動や量子力学的波動のいずれであっても本発明の観察装置および観察方法に適用できる。例えば、水面波、原子波や中性子波等を使用することも可能である。また、上記各実施例では電磁波として光線と電波とを用いているが、波長によらず本発明の観察装置および観察方法に適用できる。例えば、γ線、X線、紫外線、可視光線、赤外線、電波のいずれもが本発明の観察装置および観察方法に使用可能である。
G2. Modification 2:
In each of the above embodiments, an electron beam, a light beam, a sound wave, and a radio wave are used as a wave to be applied to an observation target. However, if the wave has coherence, either a classical mechanical wave or a quantum mechanical wave can be used. Can also be applied to the observation apparatus and observation method of the present invention. For example, a water surface wave, an atomic wave, a neutron wave, or the like can be used. Moreover, although light rays and radio waves are used as electromagnetic waves in each of the above embodiments, the present invention can be applied to the observation apparatus and observation method of the present invention regardless of the wavelength. For example, any of γ rays, X rays, ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, and radio waves can be used for the observation apparatus and observation method of the present invention.

従来の透過電子顕微鏡の構成図。The block diagram of the conventional transmission electron microscope. 従来の透過電子顕微鏡を用いた試料の観察像を示す図。The figure which shows the observation image of the sample using the conventional transmission electron microscope. 本発明の第1実施例としての透過電子顕微鏡の構成図。The block diagram of the transmission electron microscope as 1st Example of this invention. 第1実施例の透過電子顕微鏡で試料面を透過した2つの電子線により観察面上に形成される像を示す図。The figure which shows the image formed on an observation surface by two electron beams which permeate | transmitted the sample surface with the transmission electron microscope of 1st Example. 第1実施例の透過電子顕微鏡による試料の観察像を示す図。The figure which shows the observation image of the sample by the transmission electron microscope of 1st Example. 第2の実施例における電子線プリズムの構成図。The block diagram of the electron beam prism in a 2nd Example. 本発明の第3実施例としての光学顕微鏡の構成図。The block diagram of the optical microscope as 3rd Example of this invention. 第3実施例の光学顕微鏡による試料の観察像を示す図。The figure which shows the observation image of the sample by the optical microscope of 3rd Example. 本発明の第4実施例としての光学顕微鏡の構成図。The block diagram of the optical microscope as 4th Example of this invention. 第4実施例の光学顕微鏡による試料の観察像を示す図。The figure which shows the observation image of the sample by the optical microscope of 4th Example. 本発明の第5実施例としての音波による観察装置による観察の様子を示す模式図。The schematic diagram which shows the mode of observation by the observation apparatus by the sound wave as 5th Example of this invention. 本発明の第6実施例としての電波による観察装置による観察の様子を示す模式図。The schematic diagram which shows the mode of observation by the observation apparatus by the electromagnetic wave as 6th Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100,102…電子線照射装置
104…光線源
110…電子源
114,116…レーザー
120…集束レンズ
130,130a…電子線プリズム
132…外部電極
134,136…導電性ワイヤ
140,150…干渉装置
142,148…半透鏡
144,146…鏡
152,154,156…半透鏡
160…遮蔽板
200,202,204,206…観測部
210,214,216…対物レンズ
220,224,226…撮像装置
230,234…ビームストッパー
1,S2…スリット
1,A2…アンテナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,102 ... Electron beam irradiation apparatus 104 ... Light source 110 ... Electron source 114, 116 ... Laser 120 ... Condensing lens 130, 130a ... Electron beam prism 132 ... External electrode 134, 136 ... Conductive wire 140, 150 ... Interference device 142 148: Semi-transparent mirror 144, 146 ... Mirror 152, 154, 156 ... Semi-transparent mirror 160 ... Shielding plate 200, 202, 204, 206 ... Observation section 210, 214, 216 ... Objective lens 220, 224, 226 ... Imaging device 230, 234 ... Beam stopper S 1 , S 2 ... Slit A 1 , A 2 ... Antenna

Claims (16)

観察対象である物体もしくは場に波動を作用させて前記観察対象を観察する観察装置であって、
可干渉性を有する複数の波動を発生し、この際、前記複数の波動の干渉により前記観察対象に作用する波動の強度を前記観察対象の位置における波動の平均強度の2分の1以下とするように前記複数の波動を発生する波動源と、
前記観察対象と相互作用した前記複数の波動の少なくとも1つを観測することにより、前記観察対象の観察結果を取得する観測部と、
を備える観察装置。
An observation apparatus for observing the observation object by applying a wave to an object or field to be observed,
A plurality of waves having coherence are generated, and at this time, the intensity of the wave acting on the observation object due to the interference of the plurality of waves is set to be less than or equal to half of the average intensity of the wave at the position of the observation object. A wave source for generating the plurality of waves,
An observation unit for obtaining an observation result of the observation object by observing at least one of the plurality of waves interacting with the observation object;
An observation apparatus comprising:
請求項1記載の観察装置であって、
前記観測部は、前記観察対象と相互作用した波動から画像を形成する結像部を備える、観察装置。
The observation device according to claim 1,
The observation unit includes an imaging unit that forms an image from waves that interact with the observation target.
請求項2記載の観察装置であって、
前記複数の波動は、それぞれ異なる進行方向を有し、
前記結像部は、前記複数の波動のうち少なくとも1つの波動から画像を形成する、観察装置。
The observation device according to claim 2,
The plurality of waves have different traveling directions,
The imaging device forms an image from at least one of the plurality of waves.
請求項3記載の観察装置であって、
前記波動源は、可干渉性の1つの電子線を発生する電子源と、前記電子線の経路に設置され前記電子線を進行方向の異なる複数の電子線に分割する電子線プリズムとを備え、
前記観測部は、観察対象を透過した電子線を結像させる対物レンズと、前記対物レンズの射出側において前記複数の電子線の一部を遮蔽するビームストッパーとを備える、観察装置。
The observation device according to claim 3,
The wave source includes an electron source that generates one coherent electron beam, and an electron beam prism that is installed in a path of the electron beam and divides the electron beam into a plurality of electron beams having different traveling directions,
The observation unit includes an objective lens that forms an image of an electron beam that has passed through an observation target, and a beam stopper that blocks a part of the plurality of electron beams on an emission side of the objective lens.
請求項3記載の観察装置であって、
前記波動源は、可干渉性の1つの光線を発生するレーザーと、前記光線の経路に設置され前記光線を異なる進行方向に沿って前記観察対象に向かう複数の光線に分割する光線分割部とを備え、
前記観測部は、観察対象を透過した光線を結像させる対物レンズと、前記対物レンズの射出側において前記複数の光線の一部を遮蔽するビームストッパーとを備える、観察装置。
The observation device according to claim 3,
The wave source includes a laser that generates one coherent light beam, and a light beam splitting unit that is installed in a path of the light beam and divides the light beam into a plurality of light beams that travel toward the observation target along different traveling directions. Prepared,
The observation unit includes an objective lens that forms an image of a light beam that has passed through an observation target, and a beam stopper that blocks a part of the plurality of light beams on the exit side of the objective lens.
請求項3記載の観察装置であって、
前記波動源は、可干渉性の1つの光線を発生するレーザーと、前記光線の経路に設置され前記光線を進行方向の異なる2つの光線に分割するビームスプリッタと、前記分割された光線を前記観測対象の方向に反射するとともに前記分割された2つの光線の進行方向を互いに反対方向とする光線転換部とを備える、観察装置。
The observation device according to claim 3,
The wave source includes a laser that generates a coherent beam, a beam splitter that is installed in a path of the beam and splits the beam into two beams having different traveling directions, and the observation of the split beam An observation apparatus comprising: a light beam conversion unit that reflects in a target direction and sets the traveling directions of the two divided light beams to opposite directions.
請求項1記載の観察装置であって、
前記観測部は、前記観察対象と相互作用した複数の波動の合成波を測定する、観察装置。
The observation device according to claim 1,
The observation unit is an observation apparatus that measures a composite wave of a plurality of waves that interact with the observation target.
請求項7記載の観察装置であって、
前記波動源は、第1の波動を発生する第1の波動源と、前記第1の波動に対して位相差と振幅比が所定の値に設定された第2の波動を発生する第2の波動源とを備える、観察装置。
The observation device according to claim 7,
The wave source includes a first wave source that generates a first wave, and a second wave that generates a second wave having a phase difference and an amplitude ratio set to predetermined values with respect to the first wave. An observation device comprising a wave source.
観察対象である物体もしくは場に波動を作用させて前記観察対象を観察する観察方法であって、
(a)可干渉性を有する複数の波動を発生し、前記複数の波動を干渉させて前記観察対象に作用する波動の強度を前記観察対象の位置における波動の平均強度の2分の1以下とする工程と、
(b)前記観察対象と相互作用した前記複数の波動の少なくとも1つを観測することにより、前記観察対象を観察する工程と、
を備える観察方法。
An observation method for observing the observation object by applying a wave to an object or field to be observed,
(A) generating a plurality of coherent waves, causing the plurality of waves to interfere with each other and reducing the intensity of the wave acting on the observation target to be less than or equal to half the average intensity of the wave at the position of the observation target And a process of
(B) observing the observation object by observing at least one of the plurality of waves interacting with the observation object;
An observation method comprising:
請求項9記載の観察方法であって、
前記工程(b)は、前記観察対象と相互作用した波動から画像を形成する結像工程を備える、観察方法。
The observation method according to claim 9, wherein
The step (b) includes an imaging step of forming an image from a wave interacting with the observation target.
請求項10記載の観察方法であって、
前記工程(a)は、前記複数の波動としてそれぞれ進行方向が異なる複数の波動を発生する工程を備え、
前記結像工程は、前記複数の波動のうち少なくとも1つの波動から画像を形成する、観察方法。
The observation method according to claim 10,
The step (a) includes a step of generating a plurality of waves each having a different traveling direction as the plurality of waves.
The imaging method is an observation method in which an image is formed from at least one of the plurality of waves.
請求項11記載の観察方法であって、
前記工程(a)は、可干渉性の1つの電子線を準備する工程と、前記電子線を進行方向の異なる複数の電子線に分割する工程と、を備え、
前記結像工程は、観察対象を透過した前記複数の電子線の一方を遮蔽し、前記複数の電子線のうち一部の電子線を結像させる、観察方法。
The observation method according to claim 11,
The step (a) includes a step of preparing a coherent electron beam, and a step of dividing the electron beam into a plurality of electron beams having different traveling directions,
The imaging method is an observation method in which one of the plurality of electron beams transmitted through the observation target is shielded and a part of the plurality of electron beams is imaged.
請求項11記載の観察方法であって、
前記工程(a)は、可干渉性の1つの平行光線を準備する工程と、前記光線を異なる進行方向に沿って前記観察対象に向かう複数の光線に分割する工程と、を備え、
前記結像工程は、観察対象を透過した前記複数の光線の一部を遮蔽し、前記複数の光線のうち一部の光線を結像させる、観察方法。
The observation method according to claim 11,
The step (a) includes a step of preparing a coherent parallel light beam, and a step of dividing the light beam into a plurality of light beams directed toward the observation target along different traveling directions,
The image forming step is an observation method in which a part of the plurality of light beams transmitted through the observation target is shielded and a part of the plurality of light beams is imaged.
請求項11記載の観察方法であって、
前記工程(a)は、可干渉性の1つの平行光線を準備する工程と、前記光線を進行方向の異なる2つの光線に分割する工程と、前記分割された光線を前記観測対象の方向に反射するとともに前記分割された2つの光線の進行方向を互いに反対方向とする工程と、を備える観察方法。
The observation method according to claim 11,
The step (a) includes preparing a coherent parallel light beam, dividing the light beam into two light beams having different traveling directions, and reflecting the divided light beam in the direction of the observation target. And a step of making the traveling directions of the two divided light beams opposite to each other.
請求項9記載の観察方法であって、
前記工程(b)は、前記観察対象と相互作用した複数の波動の合成波を測定する工程を備える、観察方法。
The observation method according to claim 9, wherein
The said process (b) is an observation method provided with the process of measuring the synthetic wave of the several wave which interacted with the said observation object.
請求項15記載の観察方法であって、
前記工程(a)は、位相差と振幅比が所定の値に設定された2つの波動を発生する工程を備える、観察方法。
The observation method according to claim 15,
The step (a) is an observation method comprising a step of generating two waves whose phase difference and amplitude ratio are set to predetermined values.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007263594A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Japan Fine Ceramics Center Observation technique due to coherent vibration
JP2009014671A (en) * 2007-07-09 2009-01-22 Hamamatsu Photonics Kk Target for laser plasma ion source, and laser plasma ion generating apparatus

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