JP2015082013A - 全反射型光照射装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、x0およびy0は、対物レンズ5の中心に対応する座標(以下、中心座標という)を表す。また、fおよびλは、それぞれ対物レンズ5の焦点距離および照射光L2の波長を表す。式(1)から、フレネルレンズパターンP1が生成され、そのフレネルレンズパターンP1が空間光変調器4に呈示されることにより、照射光L1が集束されつつ出力される。本実施形態では、照射光L2が瞳面9に集束され、その集束態様として、例えば、点状と環状とがある。
ここで、n1は、対象物用基板6を構成するガラスおよび油浸オイル7の屈折率を表す。式(2)から、入射角θと臨界角θcとが、θ>θcなる関係式を満たすようなDNAの範囲において、瞳面9上で照射光L2が点状に集束されると、照射光L2が対象物用基板6で全反射されることが導かれる。式(2)からは、集束点F1の位置が変更されると、その変更に合わせて、入射角θが変化することも導かれる。前述の通り、図6(b)において瞳面9の斜線で表す領域9Aに集束点F1がある場合に、照射光L2が全反射される。なお、臨界角θcは、式(3)で表される通りである。
ここで、n2は、対象物用基板6の外側であって、対象物設置面6bに接する領域の屈折率を表す。
ここで、EpおよびEsは、それぞれ照射光L2のP偏光成分およびS偏光成分の振幅を表す。式(4)〜(6)から、EpおよびEsは、各角度αに対して一義的に決められ、集束点F1の瞳面9上での角度位置が変更されると、照射光L2の偏光状態も変化することが示される。即ち、対象物8の状態に対して好適となるエバネッセント光L3を与える照射光L2の偏光状態は、集束点F1の瞳面9上での位置を操作することによって得られる。
ここで、式(7)中のエバネッセント光L3のP偏光成分の光強度IP(0)およびS偏光成分の光強度IS(0)は、式(8)および(9)のように表される。
ただし、エバネッセント光L3の光強度Ipx、Ipy、およびIpzは、下式(10)〜(12)で与えられる。
ここで、θは、照射光L2の対象物用基板6への入射角を表し、nは、式(13)で示される通り、n1とn2の屈折率比を表す。
ここで、It(0)は、対象物用基板6の対象物設置面6b上におけるエバネッセント光L3の光強度を表す。エバネッセント光L3の浸み出し長さdは、式(15)で与えられる。
エバネッセント光L3の光強度Itについては、式(17)に示される通り、その強度の2乗が算出されている。式(17)では、It(z)は、Itと表記される。
Claims (8)
- 対象物に光を照射してエバネッセント光を発生させる全反射型光照射装置において、
照射光を提供する光源と、
前記照射光を入力し、レンズパターンを呈示することにより、前記照射光を集束し出力する空間光変調器と、
前記空間光変調器により集束され出力された前記照射光を対象物面に照射して全反射させることにより、前記対象物に前記光を照射させる対物レンズと、
前記エバネッセント光の所望の偏光状態、所望の浸み出し長さ、所望の形状、および所望の光強度のうちの少なくとも一つに対応する前記レンズパターンを前記空間光変調器に提供する演算部と、
を備え、
前記レンズパターンは、前記対物レンズの瞳面に前記照射光を集束させるパターンである、
ことを特徴とする全反射型光照射装置。 - 前記演算部が、前記エバネッセント光の前記所望の偏光状態、前記所望の浸み出し長さ、前記所望の形状、および前記所望の光強度のうちの少なくとも一つに対応する前記レンズパターンを作成して前記空間光変調器に提供する、
ことを特徴とする請求項1に記載の全反射型光照射装置。 - 前記演算部が、前記エバネッセント光の偏光状態、浸み出し長さ、形状、および光強度のうちの少なくとも一つに対応しており、予め用意された複数の前記レンズパターンの中から、前記エバネッセント光の前記所望の偏光状態、前記所望の浸み出し長さ、前記所望の形状、および前記所望の光強度のうちの少なくとも一つに応じて一の前記レンズパターンを選択して前記空間光変調器に提供する、
ことを特徴とする請求項1に記載の全反射型光照射装置。 - 前記レンズパターンは、前記対象物面に入射される前記照射光の光軸を含む入射面と、前記瞳面に直交する基準面とが、前記エバネッセント光の前記所望の偏光状態に対応する角度を成すようなパターンである、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の全反射型光照射装置。 - 前記レンズパターンは、前記瞳面での前記照射光の集束位置と、前記瞳面の中心位置とが、前記エバネッセント光の前記所望の浸み出し長さ又は前記所望の光強度に対応する距離を成すようなパターンである、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の全反射型光照射装置。 - 前記レンズパターンは、前記瞳面に前記照射光が点状に集束されるようなパターンである、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の全反射型光照射装置。 - 前記レンズパターンは、前記瞳面に前記照射光が環状に集束されるようなパターンである、
ことを特徴とする請求項1〜3又は5のいずれか一項に記載の全反射型光照射装置。 - 前記瞳面に前記照射光が集束される態様として、点状もしくは環状のうちのいずれかが選択される、
ことを特徴とする請求項1〜3又は5のいずれか一項に記載の全反射型光照射装置。
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