JP3268201B2 - Optical fiber probe - Google Patents
Optical fiber probeInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば物体表面に
局在するエバネッセント場の散乱光を検出して物体の形
状を測定するプローブ走査型近接場光学顕微鏡における
光プローブ等に用いられる光ファイバプローブに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber probe used as an optical probe in a probe scanning near-field optical microscope for measuring the shape of an object by detecting, for example, scattered light in an evanescent field localized on the surface of the object. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、物体の表面形状を高分解能で測定
する顕微鏡としては、物体表面の光の波長より小さい領
域にに局在するエバネッセント場の散乱光を検出して物
体の形状を測定するプローブ走査型の近接場光学顕微鏡
（ＮＯＭ：Near-field OpticalMicroscope）が、従来の
光学顕微鏡の回折限界を超えた分解能をもつ超高分解能
光学顕微鏡として知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a microscope for measuring the surface shape of an object with high resolution, the shape of the object is measured by detecting the scattered light of an evanescent field localized in a region smaller than the wavelength of light on the surface of the object. A probe scanning type near-field optical microscope (NOM) is known as an ultra-high resolution optical microscope having a resolution exceeding the diffraction limit of a conventional optical microscope.
【０００３】原理的には、例えば図１０に示すように、
全反射条件下で光波長以下の大きさの試料１の裏面から
試料表面を照射すると試料表面には表面形状に応じてエ
バネッセント場ＥＦが発生する。プローブ走査型近接場
光学顕微鏡では、このエバネッセント場ＥＦの光強度を
測定するエバネッセント光の波長以下の開口をもつ検出
端部２を形成した光プローブ３で検出することにより、
従来の光学顕微鏡の回折限界を超えた分解能を得ること
ができる。In principle, for example, as shown in FIG.
When the sample surface is irradiated from the back surface of the sample 1 having a size equal to or smaller than the light wavelength under the condition of total reflection, an evanescent field EF is generated on the sample surface according to the surface shape. In the probe scanning near-field optical microscope, the light intensity of the evanescent field EF is detected by the optical probe 3 having the detection end 2 having an opening equal to or smaller than the wavelength of the evanescent light.
A resolution exceeding the diffraction limit of the conventional optical microscope can be obtained.
【０００４】なお、フォトン走査型顕微鏡の分解能は、
光プローブの実効的な開口径によって決定される。一
方、エバネッセント場の強度は、試料表面からの距離と
ともに指数関数的に減少することから、光プローブは、
単に先端を鋭くするだけでも等価的に開口径を小さくす
ることができる。従って、フォトン走査型顕微鏡の分解
能を向上させるためには、光プローブの先端を鋭くする
ことが重要である。The resolution of a photon scanning microscope is as follows.
It is determined by the effective aperture diameter of the optical probe. On the other hand, since the intensity of the evanescent field decreases exponentially with the distance from the sample surface, the optical probe
The opening diameter can be equivalently reduced by simply sharpening the tip. Therefore, in order to improve the resolution of the photon scanning microscope, it is important to sharpen the tip of the optical probe.
【０００５】上述の図１０に示したプローブ走査型近接
場光学顕微鏡の原理的な動作は、試料１の表面に局在す
るエバネッセント場ＥＦを光プローブ３の検出端部２で
散乱させ、その散乱光を集光して検出することから、Co
llection mode（Ｃモード）と呼ばれる。The principle operation of the probe scanning near-field optical microscope shown in FIG. 10 is that the evanescent field EF localized on the surface of the sample 1 is scattered by the detection end 2 of the optical probe 3 and the scattering is performed. Since light is collected and detected, Co
This is called the llection mode (C mode).
【０００６】このＣモードに対し、図１１に示すよう
に、光プローブ３により照明光を検出端部２に導いて、
上記照明光の波長以下の大きさに先鋭化された上記検出
端部２の表面にエバネッセント場を発生し、このエバネ
ッセント場を試料１で散乱させ、その散乱光の強度を測
定するようにしたプローブ走査型近接場光学顕微鏡の原
理的な動作も知られている。この動作は、エバネッセン
ト場で試料を照明するのでIllumination mode（Ｉモー
ド）と呼ばれる。For this C mode, as shown in FIG. 11, the illumination light is guided to the detection end 2 by the optical probe 3, and
A probe configured to generate an evanescent field on the surface of the detection end portion 2 which is sharpened to a size equal to or smaller than the wavelength of the illumination light, scatter the evanescent field with the sample 1, and measure the intensity of the scattered light. The principle operation of a scanning near-field optical microscope is also known. This operation is called an Illumination mode (I mode) because it illuminates the sample in an evanescent field.
【０００７】従来、このようなプローブ走査型近接場光
学顕微鏡における光プローブ３として光ファイバプロー
ブは、光ファイバの一端を先鋭化することにより上記検
出端部３１としたもので、光ファイバの光軸に対して対
称な形状に形成されていた。Conventionally, as an optical probe 3 in such a probe scanning type near-field optical microscope, an optical fiber probe is one in which one end of an optical fiber is sharpened to form the detection end portion 31, and the optical axis of the optical fiber is Was formed in a symmetrical shape with respect to.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、プローブ走
査型近接場光学顕微鏡においてＩモードで試料の観測を
行う場合に、検出感度を高めるためには、照明光の波長
以下の大きさに先鋭化された検出端部２の表面に発生さ
れるエバネッセント場を強くする必要がある。By the way, when observing a sample in the I-mode in the probe scanning near-field optical microscope, in order to increase the detection sensitivity, it is necessary to sharpen the size to be smaller than the wavelength of the illumination light. It is necessary to strengthen the evanescent field generated on the surface of the detection end 2.
【０００９】また、検出端部の表面に発生されるエバネ
ッセント場を強くして検出感度を高めた光ファイバプロ
ーブを実現することができれば、Ｃモードでで試料の観
測を行う場合に、集光効率を高めることができ、検出感
度を高めることができる。Further, if an optical fiber probe having an enhanced evanescent field generated on the surface of the detection end to enhance the detection sensitivity can be realized, the light collection efficiency can be improved when the sample is observed in the C mode. And the detection sensitivity can be increased.
【００１０】そこで、本発明の目的は、検出端部の表面
に発生されるエバネッセント場を強くして検出感度を高
めた光ファイバプローブを提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical fiber probe in which the evanescent field generated on the surface of the detection end is strengthened to increase the detection sensitivity.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、コアとクラッ
ドからなる光ファイバの一端に先鋭化したコアからなる
突出部を有し、上記突出部の先端が該突出部の表面を覆
う遮光膜に形成された開口部を介して露出された光ファ
イバプローブであって、上記突出部が上記光ファイバの
光軸に対して非対称な形状に形成されていることを特徴
とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a light-shielding film having a sharpened core projection at one end of an optical fiber comprising a core and a clad, the tip of the projection covering the surface of the projection. An optical fiber probe exposed through an opening formed in the optical fiber, wherein the protrusion is formed in an asymmetric shape with respect to an optical axis of the optical fiber.
【００１２】また、本発明は、コアとクラッドからなる
光ファイバの一端に当該光ファイバの光軸に対して対称
な形状に先鋭化したコアからなる突出部を有し、上記突
出部の先端が該突出部の表面を覆う遮光膜に形成された
開口部を介して露出された光ファイバプローブであっ
て、上記突出部の表面を覆う遮光膜が材質を異ならしめ
ることにより上記光軸に対して非対称に形成されている
ことを特徴とする。The present invention also has an optical fiber comprising a core and a clad, wherein one end of the optical fiber has a protruding portion made of a sharpened core symmetrical with respect to the optical axis of the optical fiber. An optical fiber probe exposed through an opening formed in a light-shielding film covering a surface of the protrusion, wherein the light-shielding film covering the surface of the protrusion has a different material with respect to the optical axis. It is characterized by being formed asymmetrically.
【００１３】また、本発明は、コアとクラッドからなる
光ファイバの一端に先鋭化したコアからなる突出部を有
し、上記突出部の先端が該突出部の表面を覆う遮光膜に
形成された開口部を介して露出された光ファイバプロー
ブであって、上記突出部を一端に有するマルチモード光
ファイバの他端にシングルモード光ファイバが光軸をず
らされて接合されていることを特徴とする。According to the present invention, there is provided an optical fiber comprising a core and a cladding, wherein one end of the optical fiber has a sharpened core, and the tip of the projection is formed on a light-shielding film covering the surface of the projection. An optical fiber probe exposed through an opening, wherein a single-mode optical fiber is bonded to the other end of the multi-mode optical fiber having the protruding portion at one end with an optical axis shifted. .
【００１４】[0014]
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ファイバプ
ローブの好適な実施の形態について図面を参照しながら
詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the optical fiber probe according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１６】本発明に係る光ファイバプローブ１０は、
例えば図１に示すように、コア１１とクラッド１２から
なる光ファイバ１３により構成され、上記光ファイバ１
３の一端に該光ファイバ１３の光軸１３Ｃに対して非対
称な形状に先鋭化したコア１１からなる突出部１４を有
し、上記突出部１４の先端が該突出部１４の表面を覆う
遮光膜１５に形成された開口部１６を介して露出されて
なる。The optical fiber probe 10 according to the present invention comprises:
For example, as shown in FIG. 1, the optical fiber 13 includes an optical fiber 13 including a core 11 and a clad 12.
3 has a protruding portion 14 made of a sharpened core 11 in an asymmetric shape with respect to the optical axis 13C of the optical fiber 13, and a tip of the protruding portion 14 covers a surface of the protruding portion 14. It is exposed through an opening 16 formed in the substrate 15.
【００１７】上記光ファイバ１３の光軸１３Ｃに対して
非対称な形状に先鋭化したコア１１からなる突出部１４
は、例えば次のようにして形成される。The projecting portion 14 made of the core 11 sharpened into an asymmetric shape with respect to the optical axis 13C of the optical fiber 13.
Is formed, for example, as follows.
【００１８】すなわち、先ず、光ファイバ１３のクラッ
ド１２のみを溶解するエッチング液を用いたエッチング
処理により、光ファイバ１３の一端側端面を光軸１３Ｃ
に対して傾斜させた状態にエッチングする。これによ
り、傾斜した端面１３Ａからはコア１１が光軸１３Ｃに
対して非対称な表面積をもって突出することになる。そ
して、上記傾斜した端面１３Ａから光軸１３Ｃに対して
非対称な表面積をもって突出したコア１１をエッチング
処理により先鋭化することによって、光軸に対して非対
称な形状に先鋭化したコア１１からなる突出部１４が形
成される。That is, first, an end surface of one end of the optical fiber 13 is moved to the optical axis 13C by an etching process using an etching solution for dissolving only the clad 12 of the optical fiber 13.
Is etched so as to be inclined with respect to. As a result, the core 11 protrudes from the inclined end face 13A with an asymmetric surface area with respect to the optical axis 13C. Then, the core 11 protruding from the inclined end surface 13A with an asymmetric surface area with respect to the optical axis 13C is sharpened by etching, so that the protruding portion made of the core 11 sharpened into an asymmetric shape with respect to the optical axis. 14 are formed.
【００１９】また、上記突出部１４の表面を覆う遮光膜
１５は、金属等の蒸着により形成され、上記突出部１４
の先端を外部に露呈させるための開口部１６が例えばエ
ッチング処理により形成される。The light-shielding film 15 covering the surface of the protrusion 14 is formed by vapor deposition of metal or the like.
An opening 16 for exposing the tip of the substrate to the outside is formed by, for example, an etching process.
【００２０】また、本発明に係る光ファイバプローブ２
０は、例えば図２に示すように、コア２１とクラッド２
２からなる光ファイバ２３により構成され、上記光ファ
イバ２３の一端に該光ファイバ２３の光軸２３Ｃに対し
て非対称な形状に先鋭化したコア２１からなる突出部２
４を有し、上記突出部２４の先端が該突出部２４の表面
を覆う遮光膜２５に形成された開口部２６を介して露出
されてなる。この図２に示した光ファイバプローブ２０
は、例えば光ファイバ２３の光軸２３Ｃに対して対称な
形状に先鋭化したコア２４の側面２４Ａを例えばイオン
ビームにより光軸に対して非称な形状に加工してなる。Further, the optical fiber probe 2 according to the present invention
0 is, for example, as shown in FIG.
A protruding portion 2 formed at one end of the optical fiber 23 and having a sharpened core 21 in an asymmetric shape with respect to the optical axis 23C of the optical fiber 23.
4, and the tip of the protruding portion 24 is exposed through an opening 26 formed in a light-shielding film 25 covering the surface of the protruding portion 24. The optical fiber probe 20 shown in FIG.
For example, the side surface 24A of the core 24, which is sharpened to a shape symmetric with respect to the optical axis 23C of the optical fiber 23, is processed into an asymmetric shape with respect to the optical axis by using, for example, an ion beam.
【００２１】このように光ファイバの光軸に対して非対
称な形状に形成された非対称領域すなわち光軸に対して
非対称な形状に先鋭化したコアからなる突出部を有する
光ファイバプローブでは、上記突出部の光軸に対する非
対称性によって、マルチモードの導波特性を呈すること
になる。In the optical fiber probe having the asymmetric region formed in a shape asymmetrical with respect to the optical axis of the optical fiber, that is, the protrusion having the core sharpened in a shape asymmetrical with respect to the optical axis, The asymmetry of the portion with respect to the optical axis results in a multi-mode waveguide characteristic.
【００２２】ここで、光軸に対して対称な形状に先鋭化
したコアからなる突出部を有する光ファイバプローブに
ついて、金による遮光膜を有する場合の各モードＨ
Ｅ01，ＴＥ01，ＴＭ01の結合効率をシュミレーションし
たところ、表１に示すような結果であった。Here, with respect to an optical fiber probe having a protruding portion formed of a core sharpened to a shape symmetrical with respect to the optical axis, each mode H in the case of having a light shielding film made of gold is used.
When the coupling efficiency of E 01 , TE 01 and TM 01 was simulated, the results were as shown in Table 1.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】これに対し、光軸２３Ｃに対して非対称な
形状に先鋭化したコア２１からなる突出部２４を有する
図２に示した構造の光ファイバプローブ２０について、
金による遮光膜２５を有する場合の各モードＨＥ01，Ｔ
Ｅ01，ＴＭ01の結合効率をシュミレーションしたとこ
ろ、表２に示すような結果が得られた。また、実効屈折
率の実部Ｒｅ［ｎeff］は図３に示すような結果が得ら
れた。On the other hand, an optical fiber probe 20 having a structure shown in FIG. 2 having a protruding portion 24 formed of a core 21 sharpened into an asymmetric shape with respect to the optical axis 23C is described below.
Each mode HE 01 , T when the light shielding film 25 made of gold is provided
When the coupling efficiency of E 01 and TM 01 was simulated, the results shown in Table 2 were obtained. In addition, the real part Re [n eff ] of the effective refractive index obtained the result as shown in FIG.
【００２５】[0025]
【表２】 [Table 2]
【００２６】また、光軸に対して対称な形状に先鋭化し
たコアからなる突出部を有する光ファイバプローブにつ
いて、銀による遮光膜を有する場合の各モードＨＥ01，
ＴＥ01，ＴＭ01の結合効率をシュミレーションしたとこ
ろ、表３に示すような結果であった。In the case of an optical fiber probe having a protruding portion made of a core sharpened in a shape symmetrical with respect to the optical axis, each mode HE 01 ,
When the coupling efficiency of TE 01 and TM 01 was simulated, the results were as shown in Table 3.
【００２７】[0027]
【表３】 [Table 3]
【００２８】これに対し、光軸２３Ｃに対して非対称な
形状に先鋭化したコア２１からなる突出部２４を有する
図２に示した構造の光ファイバプローブ２０について、
銀による遮光膜２５を有する場合の各モードＨＥ01，Ｔ
Ｅ01，ＴＭ01の結合効率をシュミレーションしたとこ
ろ、表４に示すような結果が得られた。また、実効屈折
率の実部変換係数Ｒｅ［ｎeff］は図４に示すような結
果が得られた。On the other hand, an optical fiber probe 20 having a structure shown in FIG. 2 having a protruding portion 24 composed of a core 21 sharpened into an asymmetrical shape with respect to the optical axis 23C will be described.
Each mode HE 01 , T when the light shielding film 25 made of silver is provided
When the coupling efficiency of E 01 and TM 01 was simulated, the results shown in Table 4 were obtained. In addition, a result as shown in FIG. 4 was obtained for the real part conversion coefficient Re [n eff ] of the effective refractive index.
【００２９】[0029]
【表４】 [Table 4]
【００３０】また、本発明に係る光ファイバプローブ３
０は、例えば図５に示すように、コア３１とクラッド３
２からなる光ファイバ３３により構成され、上記光ファ
イバ３３の一端に該光ファイバ３３の光軸３３Ｃに対し
て対称な形状に先鋭化したコア３１からなる突出部３４
を有し、上記突出部３４の表面が上記光軸３３Ｃに対し
て非対称に形成された遮光膜３５Ａ，３５Ｂで覆われて
なる。上記突出部３４の先端は、該突出部３４の表面を
覆う遮光膜３５Ａ，３５Ｂに形成された開口部３６を介
して露出されている。Further, the optical fiber probe 3 according to the present invention
0 is, for example, as shown in FIG.
A protruding part 34 formed at one end of the optical fiber 33 and having a core 31 sharpened to a shape symmetrical with respect to an optical axis 33C of the optical fiber 33.
And the surface of the protrusion 34 is covered with light shielding films 35A and 35B formed asymmetrically with respect to the optical axis 33C. The tip of the protrusion 34 is exposed through an opening 36 formed in the light shielding films 35A and 35B covering the surface of the protrusion 34.
【００３１】このように光ファイバ３３の光軸３３Ｃに
対して非対称な形状に形成された遮光膜３５Ａ、３５Ｂ
により突出部３４を覆うようにした光ファイバプローブ
３０では、上記突出部３４の光軸３３Ｃに対する非対称
性によって、マルチモードの導波特性を呈することにな
る。The light-shielding films 35A and 35B thus formed in an asymmetric shape with respect to the optical axis 33C of the optical fiber 33.
In the optical fiber probe 30 that covers the protruding portion 34, the asymmetry of the protruding portion 34 with respect to the optical axis 33C exhibits multimode waveguide characteristics.
【００３２】ここで、光軸に対して対称な形状に先鋭化
したコアからなる突出部に金により膜厚１８０ｎｍの遮
光膜を形成した光ファイバプローブについて、各種開口
径のサンプルのプローブ先端で散乱され伝搬光となった
光パワーと光ファイバプローブに入力された光のパワー
との比すなわち出射効率を実測したところ、図６に●で
示すような特性が得られた。これに対し、図７に示すよ
うに、突出部の片側半分にだけアルミニウムにより膜厚
４０ｎｍの遮光膜３５Ａを形成してから、さらに金によ
り膜厚１８０ｎｍの遮光膜３５Ｂで全体を覆うようにし
た開口径１９０ｎｍの光ファイバプローブのサンプルに
ついて出射効率を実測したところ、図６に○で示すよう
に、光軸に対して対称な形状に先鋭化したコアからなる
突出部に金により膜厚１８０ｎｍの遮光膜を形成した開
口径１９０ｎｍの光ファイバプローブにおける１０-5オ
ーダの出射効率の約１０倍の１０-4オーダーの結果が得
られた。Here, with respect to an optical fiber probe in which a light-shielding film having a thickness of 180 nm is formed of gold on a protruding portion made of a sharpened core having a shape symmetrical with respect to the optical axis, scattering occurs at the probe tips of samples having various aperture diameters. When the ratio between the optical power of the transmitted light and the power of the light input to the optical fiber probe, that is, the emission efficiency, was measured, the characteristics indicated by ● in FIG. 6 were obtained. On the other hand, as shown in FIG. 7, a 40-nm thick light-shielding film 35A is formed of aluminum only on one half of one side of the protruding portion, and then the whole is covered with a 180-nm thick light-shielding film 35B of gold. The emission efficiency was measured for a sample of an optical fiber probe having an opening diameter of 190 nm, and as shown by a circle in FIG. A result of about 10 times the emission efficiency of the order of 10 −5 in an optical fiber probe having an opening diameter of 190 nm, on which a light-shielding film is formed, of the order of 10 −4 was obtained.
【００３３】この図６からも明らかなように、光ファイ
バの光軸に対して対称な形状に先鋭化したコアからなる
突出部を上記光軸に対して非対称な形状に形成された遮
光膜により突出部を覆うようにした光ファイバプローブ
では、出射効率を高めることができる。As is apparent from FIG. 6, the protruding portion formed of the core sharpened to a shape symmetrical with respect to the optical axis of the optical fiber is formed by a light shielding film formed asymmetrically with respect to the optical axis. With an optical fiber probe that covers the protruding portion, the emission efficiency can be increased.
【００３４】なお、上述の図２に示した構造の光ファイ
バプローブのサンプルについて出射効率の実測結果も図
６に△で示すように１０-4オーダーであった。The measurement result of the emission efficiency of the sample of the optical fiber probe having the structure shown in FIG. 2 was in the order of 10 -4 , as indicated by △ in FIG.
【００３５】さらに、本発明に係る光ファイバプローブ
４０は、例えば図８に示すように、コア４１とクラッド
４２からなるマルチモード光ファイバ４３とコア５１と
クラッド５２からなるシングルモード光ファイバ５３に
より構成される。上記マルチモード光ファイバ４３とシ
ングルモード光ファイバ５３は互いに光軸４３Ｃ，５３
Ｃをずらして接合され、上記マルチモード光ファイバ４
３の一端に先鋭化したコア４１からなる突出部４４を有
し、上記突出部４４の先端が該突出部４４の表面を覆う
遮光膜４５に形成された開口部４６を介して露出されて
いる。Further, the optical fiber probe 40 according to the present invention comprises a multimode optical fiber 43 composed of a core 41 and a clad 42 and a single mode optical fiber 53 composed of a core 51 and a clad 52, as shown in FIG. Is done. The multi-mode optical fiber 43 and the single-mode optical fiber 53 are mutually connected to the optical axes 43C,
C is shifted and the above multimode optical fiber 4
3 has a protruding portion 44 formed of a sharpened core 41 at one end, and the tip of the protruding portion 44 is exposed through an opening 46 formed in a light shielding film 45 covering the surface of the protruding portion 44. .
【００３６】このように互いに光軸４３Ｃ，５３Ｃをず
らして接合されたマルチモード光ファイバ４３とシング
ルモード光ファイバ５３により構成される光ファイバプ
ローブ４０では、例えばコア径２μｍのシングルモード
光ファイバ５３のＨＥ01モードからコア径５５μｍのマ
ルチモード光ファイバ４２のＴＥ01モードへ結合させた
場合の結合効率は、図９に示すように軸ずれの距離に応
じて変化し、軸ずれの距離が３μｍの状態で最大（０．
２３）となる。そして、金による遮光膜を有する突出部
へのＴＥ01モードの結合効率は０．７８であるから、上
記軸ずれの距離が３μｍの光ファイバプローブでは、上
記突出部の内部にＴＥ01モードを０．２３×０．７８＝
０．１８の結合効率で励起することができる。In the optical fiber probe 40 composed of the multimode optical fiber 43 and the single mode optical fiber 53 joined with the optical axes 43C and 53C shifted from each other, for example, the single mode optical fiber 53 having a core diameter of 2 μm is used. coupling efficiency when combined from HE 01 mode to the TE 01 mode of the multimode optical fiber 42 having a core diameter of 55μm will vary depending on the distance axis deviation, as shown in FIG. 9, the axis deviation distance 3μm of Maximum in the state (0.
23). Since the coupling efficiency of the TE 01 mode to the protruding portion having the light shielding film made of gold is 0.78, the TE 01 mode is set to 0 inside the protruding portion in the optical fiber probe having the axis deviation distance of 3 μm. .23 × 0.78 =
Excitation can be achieved with a coupling efficiency of 0.18.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る光フ
ァイバプローブでは、光ファイバの光軸に対して非対称
な形状に形成された非対称領域を有することにより、上
記非対称領域においてマルチモードの導波特性を呈する
ことなる。これにより、上記突出部を検出端部とするこ
とにより、その表面に発生されるエバネッセント場を強
くして検出感度を高めた光ファイバプローブを実現する
ことができる。As described above in detail, the optical fiber probe according to the present invention has an asymmetric region formed in an asymmetric shape with respect to the optical axis of the optical fiber. It will exhibit waveguide properties. Thus, by using the protruding portion as the detection end, an evanescent field generated on the surface can be strengthened to realize an optical fiber probe with improved detection sensitivity.
【図１】本発明に係る光ファイバプローブの構造を示す
要部縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing a main part of a structure of an optical fiber probe according to the present invention.
【図２】本発明に係る光ファイバプローブの他の構造を
示す要部縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of a main part showing another structure of the optical fiber probe according to the present invention.
【図３】図２に示した構造の金の遮光膜を有する光ファ
イバプローブの実効屈折率の実部Ｒｅ［ｎeff］のシュ
ミレーション結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a simulation result of a real part Re [n eff ] of an effective refractive index of an optical fiber probe having a gold light shielding film having a structure shown in FIG. 2;
【図４】図２に示した構造の銀の遮光膜を有する光ファ
イバプローブの実効屈折率の実部Ｒｅ［ｎeff］のシュ
ミレーション結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a simulation result of a real part Re [n eff ] of an effective refractive index of an optical fiber probe having a silver light shielding film having a structure shown in FIG. 2;
【図５】本発明に係る光ファイバプローブの他の構造を
示す要部縦断面図である。FIG. 5 is a vertical sectional view of a main part showing another structure of the optical fiber probe according to the present invention.
【図６】光軸に対して非対称な遮光膜を有する光ファイ
バプローブの出射効率の実測結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a measurement result of an emission efficiency of an optical fiber probe having a light shielding film that is asymmetric with respect to an optical axis.
【図７】本発明に係る光ファイバプローブの他の構造を
示す要部縦断面図である。FIG. 7 is a vertical sectional view of a main part showing another structure of the optical fiber probe according to the present invention.
【図８】本発明に係る光ファイバプローブの他の構造を
示す要部縦断面図である。FIG. 8 is a vertical sectional view of a main part showing another structure of the optical fiber probe according to the present invention.
【図９】シングルモード光ファイバのＨＥ01モードから
マルチモード光ファイバのＴＥ01モードへ結合させた場
合の結合効率の特性を示す図である。9 is a diagram showing the characteristics of the coupling efficiency when combined from HE 01 mode of the single mode optical fiber to the TE 01 mode of the multimode optical fiber.
【図１０】プローブ走査型近接場光学顕微鏡のＣモード
の動作原理を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the operating principle of the C mode of the probe scanning near-field optical microscope.
【図１１】プローブ走査型近接場光学顕微鏡のＩモード
の動作原理を模式的に示す図である。FIG. 11 is a diagram schematically illustrating an operation principle of an I-mode of the probe scanning near-field optical microscope.
１０，２０，３０，４０ 光ファイバプローブ、 １
１，２１，３１，４１，５１ コア、 １２，２２，３
２，４２，５２ クラッド、 １３，２３，３３光ファ
イバ、 １４，２４，３４，４４ 突出部、 １５，２
５，３５Ａ，３５Ｂ，４５ 遮光膜、 １６，２６，３
６，４６ 開口部、 １３Ｃ，２３Ｃ，３３Ｃ，４３
Ｃ，５３Ｃ 光軸、 ４３ マルチモード光ファイバ、
５３ シングルモード光ファイバ10, 20, 30, 40 Optical fiber probe, 1
1,21,31,41,51 cores, 12,22,3
2, 42, 52 cladding, 13, 23, 33 optical fiber, 14, 24, 34, 44 protrusion, 15, 2
5, 35A, 35B, 45 Light shielding film, 16, 26, 3
6, 46 opening, 13C, 23C, 33C, 43
C, 53C optical axis, 43 multimode optical fiber,
53 single mode optical fiber
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−291310（ＪＰ，Ａ) 八井崇、外６名，“非対称ファイバー による近接場励起の高効率化”，1996年 秋季第57回応用物理学会学術講演会予稿 集，応用物理学会，1996年９月 ７日, 第３分冊，ｐ．780 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 G01B 11/24 G02B 6/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-291310 (JP, A) Takashi Yai, et al., “Enhancement of near-field excitation by asymmetric fiber”, Autumn 57th 1996 Proceedings of the Japan Society of Applied Physics, Proceedings of the Japan Society of Applied Physics, Sep. 7, 1996, Third Volume, p. 780 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 13/10-13/24 G12B 21/00-21/24 G01B 11/24 G02B 6/00 JICST file (JOIS)
Claims (3)
端に先鋭化したコアからなる突出部を有し、上記突出部
の先端が該突出部の表面を覆う遮光膜に形成された開口
部を介して露出された光ファイバプローブであって、 上記突出部が上記光ファイバの光軸に対して非対称な形
状に形成されていることを特徴とする光ファイバプロー
ブ。1. An optical fiber comprising a core and a clad, wherein one end of the optical fiber has a sharpened core, and a tip of the sharpened portion is formed through an opening formed in a light shielding film covering a surface of the projected portion. An optical fiber probe, wherein the projection is formed in an asymmetric shape with respect to an optical axis of the optical fiber.
端に当該光ファイバの光軸に対して対称な形状に先鋭化
したコアからなる突出部を有し、上記突出部の先端が該
突出部の表面を覆う遮光膜に形成された開口部を介して
露出された光ファイバプローブであって、 上記突出部の表面を覆う遮光膜が材質を異ならしめるこ
とにより上記光軸に対して非対称に形成されていること
を特徴とする光ファイバプローブ。2. An optical fiber comprising a core and a clad, wherein one end of the optical fiber has a protrusion made of a sharpened core symmetrical with respect to the optical axis of the optical fiber. An optical fiber probe exposed through an opening formed in a light-shielding film covering the surface, wherein the light-shielding film covering the surface of the protrusion is formed asymmetrically with respect to the optical axis by using different materials. An optical fiber probe, comprising:
端に先鋭化したコアからなる突出部を有し、上記突出部
の先端が該突出部の表面を覆う遮光膜に形成された開口
部を介して露出された光ファイバプローブであって、 上記突出部を一端に有するマルチモード光ファイバの他
端にシングルモード光ファイバが光軸をずらされて接合
されていることを特徴とする光ファイバプローブ。3. An optical fiber comprising a core and a clad, wherein one end of the optical fiber has a sharpened core, and the tip of the projection is formed through an opening formed in a light-shielding film covering the surface of the projection. An optical fiber probe exposed by exposure, wherein a single-mode optical fiber is bonded to the other end of the multi-mode optical fiber having the protruding portion at one end so that the optical axis is shifted.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15464596A JP3268201B2 (en) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Optical fiber probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15464596A JP3268201B2 (en) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | Optical fiber probe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102905A JPH102905A (en) | 1998-01-06 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 1996-06-14 JP JP15464596A patent/JP3268201B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Title |
|---|
| 八井崇、外６名，"非対称ファイバーによる近接場励起の高効率化"，１９９６年秋季第５７回応用物理学会学術講演会予稿集，応用物理学会，１９９６年９月 ７日，第３分冊，ｐ．７８０ |
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