JP3290586B2 - 走査型近視野光学顕微鏡 - Google Patents
走査型近視野光学顕微鏡Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01Q60/18—SNOM [Scanning Near-Field Optical Microscopy] or apparatus therefor, e.g. SNOM probes
- G01Q60/20—Fluorescence
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，波長以下の光学分
解能を有する走査型近視野光学顕微鏡に関する。さら
に，半導体素子等の局所励起発光測定を波長以下の高分
解能で測定するための走査型近視野光学顕微鏡に関す
る。
解能を有する走査型近視野光学顕微鏡に関する。さら
に，半導体素子等の局所励起発光測定を波長以下の高分
解能で測定するための走査型近視野光学顕微鏡に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、波長以下の光学分解能を有する光
学顕微鏡としては，いわゆる走査型近視野顕微鏡が知ら
れている。この種の顕微鏡の例としては，光走査トンネ
ル顕微鏡が「特開平３−９１７１０，光走査トンネル顕
微鏡，大津元一」に開示されている。また，近距離場走
査光学顕微鏡が「特開平４−２９１３１０，近距離場走
査光学顕微鏡及びその用途，ロバート・エリック・ベツ
トズイツグ」，「特開平６−５０７５０，力検知手段を
含む走査型顕微鏡，ロバート・エリック・ベツトズイツ
グ」に開示されている。この他，金属探針を用いた走査
型光学顕微鏡が「近接場光学研究グループ第一回研究討
論会予稿集４１〜４６ペ−ジ，金属探針を用いた走査型
光学顕微鏡，井上康志ほか」，「近接場光学研究グルー
プ第四回研究討論会予稿集５３〜５８ページ，金属プロ
ーブを用いた反射型ニアフィールド光学顕微鏡，井上康
志ほか」に開示されている。以下，これらの装置の概略
を述べる。
学顕微鏡としては，いわゆる走査型近視野顕微鏡が知ら
れている。この種の顕微鏡の例としては，光走査トンネ
ル顕微鏡が「特開平３−９１７１０，光走査トンネル顕
微鏡，大津元一」に開示されている。また，近距離場走
査光学顕微鏡が「特開平４−２９１３１０，近距離場走
査光学顕微鏡及びその用途，ロバート・エリック・ベツ
トズイツグ」，「特開平６−５０７５０，力検知手段を
含む走査型顕微鏡，ロバート・エリック・ベツトズイツ
グ」に開示されている。この他，金属探針を用いた走査
型光学顕微鏡が「近接場光学研究グループ第一回研究討
論会予稿集４１〜４６ペ−ジ，金属探針を用いた走査型
光学顕微鏡，井上康志ほか」，「近接場光学研究グルー
プ第四回研究討論会予稿集５３〜５８ページ，金属プロ
ーブを用いた反射型ニアフィールド光学顕微鏡，井上康
志ほか」に開示されている。以下，これらの装置の概略
を述べる。
【０００３】光走査トンネル顕微鏡は，フォトンＳＴＭ
とも呼ばれる。図２は従来の「光走査トンネル顕微鏡」
の概略図である。レーザー２１１から出たレーザー光
を，ビーム拡大器２１２で平行光に変換する。試料２１
がセットされたプリズム２１０に図２のように，レーザ
ー光を全反射角で入射する。試料２１の内部において光
が全反射したときに試料表面に生じるエバネッセント波
を誘電体プローブ２４にてピックアップし，光電子増倍
管２１３で検出する。検出光強度を一定に保つように，
圧電素子を用いて，試料表面と誘電体プローブ先端の距
離を制御する。試料表面上の一定領域を，Ｘ−Ｙドライ
ブステージ２１４を用いてラスター走査することによ
り，エバネッセント光量一定の画像が得られる。エバネ
ッセント光は試料表面にのみ存在し，距離に応じて急速
に減衰するため，光学的に均一な試料では，得られた画
像は表面形状を反映する。このような画像形成原理は，
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の場合と類似してい
る。エバネッセント光をトンネル電子に置き換えたもの
がＳＴＭである。上記の説明から明きらかなように，フ
ォトンＳＴＭの分解能は，誘電体プローブ先端の光結合
領域の面積に依存する。レーザー光波長（例えば，約５
００ｎｍ）以下の先端半径を有するプローブ（例えば，
５０ｎｍ以下）は化学エッチング等により容易に製作で
き，このため波長以下の高分解能が実現できる。
とも呼ばれる。図２は従来の「光走査トンネル顕微鏡」
の概略図である。レーザー２１１から出たレーザー光
を，ビーム拡大器２１２で平行光に変換する。試料２１
がセットされたプリズム２１０に図２のように，レーザ
ー光を全反射角で入射する。試料２１の内部において光
が全反射したときに試料表面に生じるエバネッセント波
を誘電体プローブ２４にてピックアップし，光電子増倍
管２１３で検出する。検出光強度を一定に保つように，
圧電素子を用いて，試料表面と誘電体プローブ先端の距
離を制御する。試料表面上の一定領域を，Ｘ−Ｙドライ
ブステージ２１４を用いてラスター走査することによ
り，エバネッセント光量一定の画像が得られる。エバネ
ッセント光は試料表面にのみ存在し，距離に応じて急速
に減衰するため，光学的に均一な試料では，得られた画
像は表面形状を反映する。このような画像形成原理は，
走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の場合と類似してい
る。エバネッセント光をトンネル電子に置き換えたもの
がＳＴＭである。上記の説明から明きらかなように，フ
ォトンＳＴＭの分解能は，誘電体プローブ先端の光結合
領域の面積に依存する。レーザー光波長（例えば，約５
００ｎｍ）以下の先端半径を有するプローブ（例えば，
５０ｎｍ以下）は化学エッチング等により容易に製作で
き，このため波長以下の高分解能が実現できる。
【０００４】近距離場走査光学顕微鏡は，ＮＳＯＭとも
呼ばれる。図３は従来の「近距離場走査光学顕微鏡」の
概略図である。光ファイバー３１０の先端をテーパー状
７０に加工する。テーパー状のプローブの先端には波長
以下の開口が形成されている。ＸＹＺステージ５０上に
試料台２０が設置されている。試料台２０の上には試料
３０がセットされている。ＸＹＺ微動素子４０を用い
て，試料表面に接近して保持し，一定領域をラスター走
査する。光ファイバープローブ７０を微動素子４０を用
いて，試料表面と平行に振動させる。プローブ先端には
試料表面からの水平方向の力すなわちシアーフォースが
働き，プローブの振動状態が変化する。プローブ７０の
振動状態の測定には，位置制御用のレーザー光（図では
省略）を先端部に照射し，プローブ７０の影をレンズ９
０と光検出器８０で検出することで行う。シアーフォー
スを一定に保持するように，すなわち，振幅変化または
位相変化を一定に保持するように微動素子４０を用い
て，試料表面とプローブ先端の距離を制御する。距離に
応じてシアーフォースは急速に減衰するので，試料表面
とプローブ先端との距離は一定に制御される。この状態
でレーザー光６０をレンズ１５０を用いてファイバー３
１０に導入し，先端の開口より試料表面を照射する。反
射光または透過光の一部を従来の光学系（図では省略）
により検出する。以上説明したように，ＮＳＯＭの分解
能は，プローブ先端の開口の大きさに依存する。波長以
下の開口（例えば，５０ｎｍ以下）は容易に製作でき，
このため，波長以下の高分解能が実現できる。
呼ばれる。図３は従来の「近距離場走査光学顕微鏡」の
概略図である。光ファイバー３１０の先端をテーパー状
７０に加工する。テーパー状のプローブの先端には波長
以下の開口が形成されている。ＸＹＺステージ５０上に
試料台２０が設置されている。試料台２０の上には試料
３０がセットされている。ＸＹＺ微動素子４０を用い
て，試料表面に接近して保持し，一定領域をラスター走
査する。光ファイバープローブ７０を微動素子４０を用
いて，試料表面と平行に振動させる。プローブ先端には
試料表面からの水平方向の力すなわちシアーフォースが
働き，プローブの振動状態が変化する。プローブ７０の
振動状態の測定には，位置制御用のレーザー光（図では
省略）を先端部に照射し，プローブ７０の影をレンズ９
０と光検出器８０で検出することで行う。シアーフォー
スを一定に保持するように，すなわち，振幅変化または
位相変化を一定に保持するように微動素子４０を用い
て，試料表面とプローブ先端の距離を制御する。距離に
応じてシアーフォースは急速に減衰するので，試料表面
とプローブ先端との距離は一定に制御される。この状態
でレーザー光６０をレンズ１５０を用いてファイバー３
１０に導入し，先端の開口より試料表面を照射する。反
射光または透過光の一部を従来の光学系（図では省略）
により検出する。以上説明したように，ＮＳＯＭの分解
能は，プローブ先端の開口の大きさに依存する。波長以
下の開口（例えば，５０ｎｍ以下）は容易に製作でき，
このため，波長以下の高分解能が実現できる。
【０００５】図４は従来の「金属探針を用いた走査型光
学顕微鏡」の概略図である。図４において、４１はレー
ザーダイオード、４２はプリズム、４３は金属プロー
ブ、４４はレンズ、４５は光電子増倍管、４６はｘｙｚ
微動ステージ、４７は試料、４８は表示部、４９はパー
ソナルコンピュータ、４１３はＳＴＭコントローラ、４
１０はロックインアンプ、４１１は、モニター、４１２
はＣＣＤカメラ、４１３はＳＴＭコントローラである。
レーザーダイオード（ＬＤ）４１から射出されたレーザ
ー光をプリズム４２に導入し，試料４７の背面を全反射
角入射のレーザ光で照射する。試料表面のエバネッセン
ト光を金属プローブ４３で散乱する。プローブ先端で散
乱された光は，レンズ４４と光電子増倍管（ＰＭＴ）４
５で検出される。試料表面と金属プローブ先端との距離
制御には，エバネッセント光の距離依存性を用いる場合
とトンネル電流による制御を用いている。すなわち，検
出されたエバネッセント光量を一定に保持するか，トン
ネル電流を一定に保持するようにＸＹＺ微動ステージ４
６を用いて，試料表面とプローブ先端の距離を制御す
る。金属探針を用いた走査型光学顕微鏡の分解能は，金
属プローブ先端の光散乱領域の大きさに依存する。波長
以下（例えば，５０ｎｍ以下）の先端半径を有する金属
プローブは化学エッチング等により容易に製作でき，こ
のため波長以下の高分解能が実現できる。
学顕微鏡」の概略図である。図４において、４１はレー
ザーダイオード、４２はプリズム、４３は金属プロー
ブ、４４はレンズ、４５は光電子増倍管、４６はｘｙｚ
微動ステージ、４７は試料、４８は表示部、４９はパー
ソナルコンピュータ、４１３はＳＴＭコントローラ、４
１０はロックインアンプ、４１１は、モニター、４１２
はＣＣＤカメラ、４１３はＳＴＭコントローラである。
レーザーダイオード（ＬＤ）４１から射出されたレーザ
ー光をプリズム４２に導入し，試料４７の背面を全反射
角入射のレーザ光で照射する。試料表面のエバネッセン
ト光を金属プローブ４３で散乱する。プローブ先端で散
乱された光は，レンズ４４と光電子増倍管（ＰＭＴ）４
５で検出される。試料表面と金属プローブ先端との距離
制御には，エバネッセント光の距離依存性を用いる場合
とトンネル電流による制御を用いている。すなわち，検
出されたエバネッセント光量を一定に保持するか，トン
ネル電流を一定に保持するようにＸＹＺ微動ステージ４
６を用いて，試料表面とプローブ先端の距離を制御す
る。金属探針を用いた走査型光学顕微鏡の分解能は，金
属プローブ先端の光散乱領域の大きさに依存する。波長
以下（例えば，５０ｎｍ以下）の先端半径を有する金属
プローブは化学エッチング等により容易に製作でき，こ
のため波長以下の高分解能が実現できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の走査型近視野顕微鏡では、以下に述べるような欠点
があった。光走査トンネル顕微鏡（フォトンＳＴＭ）で
は，誘電体プローブを用いてピックアップしたエバネッ
セント光は微弱であり，試料とプローブとの距離制御が
困難である。また，透過光しか利用できないため，例え
ば，半導体素子の励起発光測定が不可能である。すなわ
ち，可視光（例えば，波長６３３ｎｍのレーザー光）で
励起し，可視光または近赤外光（例えば，約８００ｎ
ｍ）を検出する場合，励起光は半導体を透過できないた
め，試料背面からの照射が不可能であり，試料表面にエ
バネッセント光を発生することができない。 近距離場
走査光学顕微鏡（ＮＳＯＭ）では，光ファイバープロー
ブを試料表面に対し平行に振動させるため，振動振幅
（約１０ｎｍ）以下の分解能が得られない。また，シア
ーフォース検出のため，レーザー光をプローブ先端近傍
の試料表面に照射し，その反射光中のプローブ先端像
（影）を検出している。このため，反射光量が試料表面
の形状，反射率に影響され易く，正確な振動振幅の測定
が困難である。また，レーザー光の位置合わせが容易で
ない。このため，データの再現性に問題があった。ま
た，測定領域にプローブからの励起光以外にシアーフォ
ース検出用のレーザー光を照射するため，バックグラウ
ンドノイズの増大を招き，またノイズ除去も困難であ
る。
来の走査型近視野顕微鏡では、以下に述べるような欠点
があった。光走査トンネル顕微鏡（フォトンＳＴＭ）で
は，誘電体プローブを用いてピックアップしたエバネッ
セント光は微弱であり，試料とプローブとの距離制御が
困難である。また，透過光しか利用できないため，例え
ば，半導体素子の励起発光測定が不可能である。すなわ
ち，可視光（例えば，波長６３３ｎｍのレーザー光）で
励起し，可視光または近赤外光（例えば，約８００ｎ
ｍ）を検出する場合，励起光は半導体を透過できないた
め，試料背面からの照射が不可能であり，試料表面にエ
バネッセント光を発生することができない。 近距離場
走査光学顕微鏡（ＮＳＯＭ）では，光ファイバープロー
ブを試料表面に対し平行に振動させるため，振動振幅
（約１０ｎｍ）以下の分解能が得られない。また，シア
ーフォース検出のため，レーザー光をプローブ先端近傍
の試料表面に照射し，その反射光中のプローブ先端像
（影）を検出している。このため，反射光量が試料表面
の形状，反射率に影響され易く，正確な振動振幅の測定
が困難である。また，レーザー光の位置合わせが容易で
ない。このため，データの再現性に問題があった。ま
た，測定領域にプローブからの励起光以外にシアーフォ
ース検出用のレーザー光を照射するため，バックグラウ
ンドノイズの増大を招き，またノイズ除去も困難であ
る。
【０００７】金属探針を用いた走査型光学顕微鏡では，
金属プローブは散乱体としてのみ用いるため，試料表面
に，プローブ先端から局所的に励起光を照射することが
不可能である。このため，試料全面を励起する結果，測
定領域以外の発光，または散乱光によるバックグラウン
ドノイズの増大が避けられず，またノイズ除去も困難で
ある。また，半導体等の測定時には，トンネル電流によ
る距離制御を用いるため，表面汚染による導電性低下を
招き，動作不良を生じやすい。
金属プローブは散乱体としてのみ用いるため，試料表面
に，プローブ先端から局所的に励起光を照射することが
不可能である。このため，試料全面を励起する結果，測
定領域以外の発光，または散乱光によるバックグラウン
ドノイズの増大が避けられず，またノイズ除去も困難で
ある。また，半導体等の測定時には，トンネル電流によ
る距離制御を用いるため，表面汚染による導電性低下を
招き，動作不良を生じやすい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の走査型近視野光
学顕微鏡は，先端に直径が波長以下の微小開口部を有す
る光導波プローブと，レーザー光源とレンズとプリズム
からなるエバネッセント光発生手段と，前記光導波プロ
ーブを試料表面に接近させる粗動機構と，レンズと光検
出器とからなるエバネッセント光検出手段と，Ｚ軸微動
素子とＺサーボ回路とからなる試料とプローブ間の距離
制御手段と，ＸＹ微動素子とＸＹ走査回路とからなる２
次元走査手段と，測定信号の３次元画像化を行うデータ
処理手段とから構成される走査型近視野光学顕微鏡とし
た。そしてこのような構成をとることにより、波長以下
の高分解能を有し，局所的な励起発光測定が可能な近視
野光学顕微鏡を提供する。
学顕微鏡は，先端に直径が波長以下の微小開口部を有す
る光導波プローブと，レーザー光源とレンズとプリズム
からなるエバネッセント光発生手段と，前記光導波プロ
ーブを試料表面に接近させる粗動機構と，レンズと光検
出器とからなるエバネッセント光検出手段と，Ｚ軸微動
素子とＺサーボ回路とからなる試料とプローブ間の距離
制御手段と，ＸＹ微動素子とＸＹ走査回路とからなる２
次元走査手段と，測定信号の３次元画像化を行うデータ
処理手段とから構成される走査型近視野光学顕微鏡とし
た。そしてこのような構成をとることにより、波長以下
の高分解能を有し，局所的な励起発光測定が可能な近視
野光学顕微鏡を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の「走査型近視野
光学顕微鏡」の概略図である。本発明の走査型近視野光
学顕微鏡は、先端に直径が波長以下の微小開口部を有す
る光導波プローブ１と、レーザー光源２とレーザー光導
入用レンズ３とプリズム４とからなるエバネッセント光
発生手段と、前記光導波プローブ１を試料５の表面に接
近させる粗動機構６と、レンズ７と光検出器８とからな
るエバネッセント光を検出するための光検出手段と、Ｚ
軸微動素子１０とＺサーボ回路９とからなる試料５と光
導波プローブ１との間の距離制御手段と、ＸＹ微動素子
１２とＸＹ走査回路１１とからなる２次元走査手段と、
測定信号の３次元画像化を行うデータ処理手段１３とか
らなり、光導波プローブ１内に導入し、光導波プローブ
１の先端から試料５の表面を局所的に照射するためのレ
ーザー光源１７とレーザー光導入用レンズ１６（図１で
は明示していない）がさらに含まれる構成とし た。
光学顕微鏡」の概略図である。本発明の走査型近視野光
学顕微鏡は、先端に直径が波長以下の微小開口部を有す
る光導波プローブ１と、レーザー光源２とレーザー光導
入用レンズ３とプリズム４とからなるエバネッセント光
発生手段と、前記光導波プローブ１を試料５の表面に接
近させる粗動機構６と、レンズ７と光検出器８とからな
るエバネッセント光を検出するための光検出手段と、Ｚ
軸微動素子１０とＺサーボ回路９とからなる試料５と光
導波プローブ１との間の距離制御手段と、ＸＹ微動素子
１２とＸＹ走査回路１１とからなる２次元走査手段と、
測定信号の３次元画像化を行うデータ処理手段１３とか
らなり、光導波プローブ１内に導入し、光導波プローブ
１の先端から試料５の表面を局所的に照射するためのレ
ーザー光源１７とレーザー光導入用レンズ１６（図１で
は明示していない）がさらに含まれる構成とし た。
【００１０】光導波プローブを試料表面近傍に接近させ
ると，エバネッセント波は，光導波プローブの先端で散
乱され，プローブ外へ散乱する。この散乱光を集光し，
光検出器で検出する。散乱光強度を一定に保持するよう
に，試料とプローブとの距離を制御することで，プロー
ブ先端が試料面から一定の距離に保たれる。このような
状態で波長の異なる第２の光源からの光を光プローブ内
に導入し，光プローブ先端の開口より試料表面の局所領
域に照射するか，または試料からの光を光プローブでピ
ックアップする。光プローブを試料面内で相対的に２次
元走査し，３次元画像化を行うようにした。
ると，エバネッセント波は，光導波プローブの先端で散
乱され，プローブ外へ散乱する。この散乱光を集光し，
光検出器で検出する。散乱光強度を一定に保持するよう
に，試料とプローブとの距離を制御することで，プロー
ブ先端が試料面から一定の距離に保たれる。このような
状態で波長の異なる第２の光源からの光を光プローブ内
に導入し，光プローブ先端の開口より試料表面の局所領
域に照射するか，または試料からの光を光プローブでピ
ックアップする。光プローブを試料面内で相対的に２次
元走査し，３次元画像化を行うようにした。
【００１１】上記のように、光導波プローブと試料との
距離制御をエバネッセント波を用いて行うことで，近距
離場走査光学顕微鏡（ＮＳＯＭ）のようなプローブの横
振動が不要となり，面内分解能の低下が防止できる。ま
た，位置制御用レーザーの位置合わせが不要となりデー
タの再現性が向上する。また，エバネッセント波の散乱
はプローブ先端でのみ生じるため，測定領域以外からの
迷光がなく，バックグランドノイズを低減できる。ま
た，光走査トンネル顕微鏡（フォトンＳＴＭ）では，エ
バネッセント光を誘電体プローブでピックアップするた
め，検出光は微弱であるが，エバネッセント光の散乱光
を用いることで，検出光量を増大させることができる。
また，金属探針を用いた走査型光学顕微鏡や光走査トン
ネル顕微鏡ではプローブ先端から試料表面に局所的に光
を照射することができないが，本発明では，光導波プロ
ーブを用いるため，プローブ先端から試料表面に局所的
に光を照射することが可能である。また，トンネル電流
を用いないため，表面汚染による動作不良が生じない。
以上従来技術では不可能であった高分解化と局所光照
射，および測定データの高い再現性が可能となる。
距離制御をエバネッセント波を用いて行うことで，近距
離場走査光学顕微鏡（ＮＳＯＭ）のようなプローブの横
振動が不要となり，面内分解能の低下が防止できる。ま
た，位置制御用レーザーの位置合わせが不要となりデー
タの再現性が向上する。また，エバネッセント波の散乱
はプローブ先端でのみ生じるため，測定領域以外からの
迷光がなく，バックグランドノイズを低減できる。ま
た，光走査トンネル顕微鏡（フォトンＳＴＭ）では，エ
バネッセント光を誘電体プローブでピックアップするた
め，検出光は微弱であるが，エバネッセント光の散乱光
を用いることで，検出光量を増大させることができる。
また，金属探針を用いた走査型光学顕微鏡や光走査トン
ネル顕微鏡ではプローブ先端から試料表面に局所的に光
を照射することができないが，本発明では，光導波プロ
ーブを用いるため，プローブ先端から試料表面に局所的
に光を照射することが可能である。また，トンネル電流
を用いないため，表面汚染による動作不良が生じない。
以上従来技術では不可能であった高分解化と局所光照
射，および測定データの高い再現性が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下に、この発明の実施例を説明する。 ［実施例１］図５は、本発明の走査型近視野顕微鏡の実
施例１の概略図である。
施例１の概略図である。
【００１３】石英プリブム４上にマッチングオイルを介
してスライドガラスをセットした。スライドガラス上に
は薄膜状の試料５が付着している。試料としては，半導
体薄膜などの無機薄膜，生物試料，有機薄膜などをセッ
トする。試料の作成方法としては，例えば，真空蒸着法
によるもの，揮発性溶媒に分散した微粒子状の試料をガ
ラス面に展開する方法，ＣＶＤ法などが用いられる。実
施例１では，ガラス上に発光素子薄膜を形成したものを
試料として用いた。発光素子は外部電界や電流，磁界な
どにより励起され発光する。発光素子としては，波長７
００ｎｍの赤色発光ダイオードを用いた。この他，可視
光，例えば，青色，緑色発光素子などの他，赤外発光素
子などが使用可能である。
してスライドガラスをセットした。スライドガラス上に
は薄膜状の試料５が付着している。試料としては，半導
体薄膜などの無機薄膜，生物試料，有機薄膜などをセッ
トする。試料の作成方法としては，例えば，真空蒸着法
によるもの，揮発性溶媒に分散した微粒子状の試料をガ
ラス面に展開する方法，ＣＶＤ法などが用いられる。実
施例１では，ガラス上に発光素子薄膜を形成したものを
試料として用いた。発光素子は外部電界や電流，磁界な
どにより励起され発光する。発光素子としては，波長７
００ｎｍの赤色発光ダイオードを用いた。この他，可視
光，例えば，青色，緑色発光素子などの他，赤外発光素
子などが使用可能である。
【００１４】レーザーとしては，波長８３０ｎｍの半導
体レーザー２を用いた。レーザーの波長については，可
視光レーザー，例えば波長４８８ｎｍのアルゴンイオン
レーザーなども使用可能であり，また，赤外光レーザ
ー，例えば波長１．３μｍの半導体レーザーなども使用
可能であり，本発明に含まれる。レーザー光をレーザー
光導入用レンズ３で平行光に変換した。レンズとして
は，単レンズの他，シリンドリカルレンズや組み合わせ
レンズ等が使用可能である。プリズム４に入射したレー
ザー光は，試料背面に対して４５゜の角度で入射する。
試料背面で全反射したレーザー光は，プリズム外へ出射
する。このとき，試料の表面にはエバネッセント光１０
１が発生する。
体レーザー２を用いた。レーザーの波長については，可
視光レーザー，例えば波長４８８ｎｍのアルゴンイオン
レーザーなども使用可能であり，また，赤外光レーザ
ー，例えば波長１．３μｍの半導体レーザーなども使用
可能であり，本発明に含まれる。レーザー光をレーザー
光導入用レンズ３で平行光に変換した。レンズとして
は，単レンズの他，シリンドリカルレンズや組み合わせ
レンズ等が使用可能である。プリズム４に入射したレー
ザー光は，試料背面に対して４５゜の角度で入射する。
試料背面で全反射したレーザー光は，プリズム外へ出射
する。このとき，試料の表面にはエバネッセント光１０
１が発生する。
【００１５】レーザー光の入射角については，４５度に
限らず，これ以上の大きさの全反射角であればよい。い
ずれもエバネッセント波が発生するため，本発明に含ま
れる。エバネッセント光１０１は強い距離依存性を示
し，試料表面からの距離の増加と共に指数関数的に減少
する。このような，エバネッセント光１０１の距離依存
性の測定例が，例えば，「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ，１９９１
年５月，９０〜９７ページ，フォトン走査トンネル顕微
鏡とその展開，大津元一」に開示されている。
限らず，これ以上の大きさの全反射角であればよい。い
ずれもエバネッセント波が発生するため，本発明に含ま
れる。エバネッセント光１０１は強い距離依存性を示
し，試料表面からの距離の増加と共に指数関数的に減少
する。このような，エバネッセント光１０１の距離依存
性の測定例が，例えば，「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ，１９９１
年５月，９０〜９７ページ，フォトン走査トンネル顕微
鏡とその展開，大津元一」に開示されている。
【００１６】光導波プローブ１を，粗動機構６を用い
て，試料５の表面近傍に接近させた。光プローブとして
は，シングルモード光ファイバーの先端を化学エッチン
グし，テーパー状に加工した後，先端の開口部を除い
て，アルミニューム薄膜をテーパ一部分に形成したもの
を用いた。光導波プローブとしては，マルチモード光フ
ァイバーやガラスピペットをテーパー状に加工したもの
も考えられ，本発明に含まれる。また，テーパー加工方
法については，化学エッチングの他，機械的研磨や加熱
延伸加工も考えられ，本発明に含まれる。金属薄膜コー
ティングについては，アルミニュームの他，金や白金な
どの貴金属類，あるいは，多層膜，合金薄膜なども考え
られ，本発明に含まれる。開口の大きさについては，測
定に用いる光の波長以下に形成する。本発明では，１０
０ｎｍ以下の開口を形成した。開口の大きさについて
は，光量を必要とする場合は，より大きくなり１５０〜
３００ｎｍ程度が望ましい。一方，高分解能を必要とす
る場合，２０ｎｍ〜５０ｎｍ程度が望ましい。この様に
開口については，２０〜３００ｎｍの大きさが考えら
れ，いずれも本発明に含まれる。粗動機構６としては，
パルスモーターと減速ギヤ，粗動ネジ，筐体からなるＺ
ステージを用いた。粗動機構については，この他に圧電
素子を用いたステージ，例えば，インチワーム機構など
やＺステージと圧電素子の組み合わせステージなどが考
えられ，本発明に含まれる。
て，試料５の表面近傍に接近させた。光プローブとして
は，シングルモード光ファイバーの先端を化学エッチン
グし，テーパー状に加工した後，先端の開口部を除い
て，アルミニューム薄膜をテーパ一部分に形成したもの
を用いた。光導波プローブとしては，マルチモード光フ
ァイバーやガラスピペットをテーパー状に加工したもの
も考えられ，本発明に含まれる。また，テーパー加工方
法については，化学エッチングの他，機械的研磨や加熱
延伸加工も考えられ，本発明に含まれる。金属薄膜コー
ティングについては，アルミニュームの他，金や白金な
どの貴金属類，あるいは，多層膜，合金薄膜なども考え
られ，本発明に含まれる。開口の大きさについては，測
定に用いる光の波長以下に形成する。本発明では，１０
０ｎｍ以下の開口を形成した。開口の大きさについて
は，光量を必要とする場合は，より大きくなり１５０〜
３００ｎｍ程度が望ましい。一方，高分解能を必要とす
る場合，２０ｎｍ〜５０ｎｍ程度が望ましい。この様に
開口については，２０〜３００ｎｍの大きさが考えら
れ，いずれも本発明に含まれる。粗動機構６としては，
パルスモーターと減速ギヤ，粗動ネジ，筐体からなるＺ
ステージを用いた。粗動機構については，この他に圧電
素子を用いたステージ，例えば，インチワーム機構など
やＺステージと圧電素子の組み合わせステージなどが考
えられ，本発明に含まれる。
【００１７】光導波プローブ１で散乱されたエバネッセ
ント光は，レンズ７で集光され光検出器８で検出され
る。レンズは，単レンズの他，組み合わせレンズも考え
られ，本発明に含まれる。光検出器は，シリコンフォト
ダイオード光検出器を用いた。光検出器としては，この
他，光電子増倍管やゲルマニウム検出器，化合物半導体
検出器などが考えられ，本発明に含まれる。光検出器８
の出力は，Ｚサーボ回路９に入力される。Ｚサーボ回路
では，エバネッセント光の強度に応じてＺ軸微動素子１
０の駆動用電圧を発生する。エバネッセント光の強度が
一定となるように，Ｚ軸微動素子が作動するため，光導
波プローブ先端と試料表面との距離は常に一定に保持さ
れる。Ｚ軸微動素子１０としては，ＸＹＺの３軸スキャ
ナーが一体となった円筒形ピエゾ圧電素子を用いた。微
動素子としては，この他，Ｚ軸単体のピエゾスキャナー
や電歪素子を用いたものが考えられ，本発明に含まれ
る。
ント光は，レンズ７で集光され光検出器８で検出され
る。レンズは，単レンズの他，組み合わせレンズも考え
られ，本発明に含まれる。光検出器は，シリコンフォト
ダイオード光検出器を用いた。光検出器としては，この
他，光電子増倍管やゲルマニウム検出器，化合物半導体
検出器などが考えられ，本発明に含まれる。光検出器８
の出力は，Ｚサーボ回路９に入力される。Ｚサーボ回路
では，エバネッセント光の強度に応じてＺ軸微動素子１
０の駆動用電圧を発生する。エバネッセント光の強度が
一定となるように，Ｚ軸微動素子が作動するため，光導
波プローブ先端と試料表面との距離は常に一定に保持さ
れる。Ｚ軸微動素子１０としては，ＸＹＺの３軸スキャ
ナーが一体となった円筒形ピエゾ圧電素子を用いた。微
動素子としては，この他，Ｚ軸単体のピエゾスキャナー
や電歪素子を用いたものが考えられ，本発明に含まれ
る。
【００１８】ＸＹ微動素子１２とＸＹ走査回路を用い
て，光導波プローブ１を試料５の表面で，２次元的に走
査する。ＸＹ微動素子としては，上記の円筒形ピエゾス
キャナーを用いた。ＸＹ微動素子としては，この他，ピ
エゾステージや平行バネを用いたステージ，１軸ピエゾ
素子をＸＹＺの３軸に配置し一体化したトライポッド形
圧電素子などが考えられ，いずれも本発明に含まれる。
データ処理手段１３では，ＸＹ走査回路１１の走査信号
とＺサーボ回路９のＺ信号を基に，エバネッセント光一
定面，すなわち，試料の表面形状を３次元画像化する。
て，光導波プローブ１を試料５の表面で，２次元的に走
査する。ＸＹ微動素子としては，上記の円筒形ピエゾス
キャナーを用いた。ＸＹ微動素子としては，この他，ピ
エゾステージや平行バネを用いたステージ，１軸ピエゾ
素子をＸＹＺの３軸に配置し一体化したトライポッド形
圧電素子などが考えられ，いずれも本発明に含まれる。
データ処理手段１３では，ＸＹ走査回路１１の走査信号
とＺサーボ回路９のＺ信号を基に，エバネッセント光一
定面，すなわち，試料の表面形状を３次元画像化する。
【００１９】試料５の発光を光導波プローブ１でピック
アップする。ピックアプされた光はレンズ１４で集光さ
れ，光検出器１５で検出される。光検出器としては光電
子増倍管を用いた。光検出器にはこの他，シリコンダイ
オード，ゲルマニウム検出器などが考えられ，本発明に
含まれる。光検出器１５の信号はデータ処理手段１３へ
入力され，ＸＹ走査回路１１の走査信号を用いて，３次
元画像化される。データ処理手段１３としては，電子計
算機とＣＲＴ表示体を用いた。データ処理手段には，こ
の他，ストレージオシロスコープや電子計算機と液晶表
示体の組み合わせなど種々の方法が考えられるが，いず
れも本発明に含まれる。以上のように，エバネッセント
光を用いて距離制御を行い，光導波プローブで試料の発
光を検出することで，試料面内の発光分布が波長以下の
高分解能で検出できた。
アップする。ピックアプされた光はレンズ１４で集光さ
れ，光検出器１５で検出される。光検出器としては光電
子増倍管を用いた。光検出器にはこの他，シリコンダイ
オード，ゲルマニウム検出器などが考えられ，本発明に
含まれる。光検出器１５の信号はデータ処理手段１３へ
入力され，ＸＹ走査回路１１の走査信号を用いて，３次
元画像化される。データ処理手段１３としては，電子計
算機とＣＲＴ表示体を用いた。データ処理手段には，こ
の他，ストレージオシロスコープや電子計算機と液晶表
示体の組み合わせなど種々の方法が考えられるが，いず
れも本発明に含まれる。以上のように，エバネッセント
光を用いて距離制御を行い，光導波プローブで試料の発
光を検出することで，試料面内の発光分布が波長以下の
高分解能で検出できた。
【００２０】［実施例２］ 図６は、本発明の走査型近視野顕微鏡の実施例２の概略
図である。レーザー光源２とレーザー光導入用レンズ３
とプリズム４を用いて，試料５上にエバネッセント光１
０１を発生させる。レーザー光源２としては，１，３μ
ｍの赤外光レーザーを用いた 。試料５としては，ガリ
ウムヒ素のｐｎ接合体を用いた。１．３μｍの赤外光は
ガリウムヒ素を透過する。このため，試料５の表面にエ
バネッセント光を発生させることが可能である。粗動機
構６を用いて，シングルモード光ファイバープローブ１
を試料表面に接近させる。プローブ１は開口以外を金属
コートされ，エバネッセント光を散乱させる。エバネッ
セント光１０１は，レンズ７で集光され，ゲルマニウム
ダイオード８で検出した。光検出器８は，ゲルマニウム
の他，化合物半導体など赤外光検出素子であればよく，
本発明に含まれる。Ｚサーボ回路とＸＹＺ３軸ピエゾス
キャナー１０，１２により，プローブ１と試料５の距離
を制御する。
図である。レーザー光源２とレーザー光導入用レンズ３
とプリズム４を用いて，試料５上にエバネッセント光１
０１を発生させる。レーザー光源２としては，１，３μ
ｍの赤外光レーザーを用いた 。試料５としては，ガリ
ウムヒ素のｐｎ接合体を用いた。１．３μｍの赤外光は
ガリウムヒ素を透過する。このため，試料５の表面にエ
バネッセント光を発生させることが可能である。粗動機
構６を用いて，シングルモード光ファイバープローブ１
を試料表面に接近させる。プローブ１は開口以外を金属
コートされ，エバネッセント光を散乱させる。エバネッ
セント光１０１は，レンズ７で集光され，ゲルマニウム
ダイオード８で検出した。光検出器８は，ゲルマニウム
の他，化合物半導体など赤外光検出素子であればよく，
本発明に含まれる。Ｚサーボ回路とＸＹＺ３軸ピエゾス
キャナー１０，１２により，プローブ１と試料５の距離
を制御する。
【００２１】レーザー光源１７から出射したレーザー光
をレーザー光導入用レンズ１６で集光し，光ファイバー
プローブ１に導入する。レーザー光は，プローブ１の先
端開口より出射し，試料を照射する。レーザー光源１７
としては，波長６３３ｎｍのヘリウムネオンレーザーを
用いた。試料５がレーザー光１７によって励起され，い
わゆるフォトルミネッセント現象により発光する。この
発光は，プローブ１の開口近傍のみで生じ，レンズ１８
で集光されアバランシェフォトダイオード１９で検出さ
れる。光検出器１９の信号は，データ処理手段１３で画
像化される。ピエゾスキャナー１０，１２でＸＹ走査す
ることにより，試料５のフォトルミネッセント光の分布
が，波長以下の高分解能で測定できた。
をレーザー光導入用レンズ１６で集光し，光ファイバー
プローブ１に導入する。レーザー光は，プローブ１の先
端開口より出射し，試料を照射する。レーザー光源１７
としては，波長６３３ｎｍのヘリウムネオンレーザーを
用いた。試料５がレーザー光１７によって励起され，い
わゆるフォトルミネッセント現象により発光する。この
発光は，プローブ１の開口近傍のみで生じ，レンズ１８
で集光されアバランシェフォトダイオード１９で検出さ
れる。光検出器１９の信号は，データ処理手段１３で画
像化される。ピエゾスキャナー１０，１２でＸＹ走査す
ることにより，試料５のフォトルミネッセント光の分布
が，波長以下の高分解能で測定できた。
【００２２】［実施例３］図７は，本発明の走査型近視
野顕微鏡の実施例３の概略図である。実施例２と同じ構
成に，光変調用の関数発生器２０とロックインアンプ２
１を加え，半導体レーザー２のレーザー光を変調し，ロ
ックイン検出することにした。このようにして，エバネ
ッセント光１０１をＳ／Ｎ比よく測定することで，プロ
ーブ１の位置制御が精度よく行われる。また，フォトル
ミネッセント光をレンズ１８で集光した後，ハーフミラ
ー２２で光検出器１９と光導波ファイバー２３に分離検
出した。光導波ファイバー２３の先端より出射した光は
レンズ２４で集光され，分光器２５へ導入され，分光分
析が行える。このようにして，試料５の波長以下の局所
的な領域のフォトルミネッセント光の分光分析が可能と
なった。
野顕微鏡の実施例３の概略図である。実施例２と同じ構
成に，光変調用の関数発生器２０とロックインアンプ２
１を加え，半導体レーザー２のレーザー光を変調し，ロ
ックイン検出することにした。このようにして，エバネ
ッセント光１０１をＳ／Ｎ比よく測定することで，プロ
ーブ１の位置制御が精度よく行われる。また，フォトル
ミネッセント光をレンズ１８で集光した後，ハーフミラ
ー２２で光検出器１９と光導波ファイバー２３に分離検
出した。光導波ファイバー２３の先端より出射した光は
レンズ２４で集光され，分光器２５へ導入され，分光分
析が行える。このようにして，試料５の波長以下の局所
的な領域のフォトルミネッセント光の分光分析が可能と
なった。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、先
端に直径が波長以下の微小開口部を有する光導波プロー
ブと、第一のレーザー光源と第一のレーザー光導入用レ
ンズとプリズムとからなるエバネッセント光発生手段
と、前記光導波プローブを試料表面に接近させる粗動機
構と、第一の集光レンズと第一の光検出器とからなるエ
バネッセント光を検出するための第一の光検出手段と、
Ｚ軸微動素子とＺサーボ回路とからなる前記試料と前記
光導波プローブとの間の距離制御手段と、ＸＹ微動素子
とＸＹ走査回路とからなる２次元走査手段と、測定信号
の３次元画像化を行うデータ処理手段とからなり、前記
光導波プローブ内に導入し、前記光導波プローブ先端か
ら前記試料表面を局所的に照射するための第二のレーザ
ー光源と第二のレーザー光導入用レンズがさらに含まれ
る構成とした。
端に直径が波長以下の微小開口部を有する光導波プロー
ブと、第一のレーザー光源と第一のレーザー光導入用レ
ンズとプリズムとからなるエバネッセント光発生手段
と、前記光導波プローブを試料表面に接近させる粗動機
構と、第一の集光レンズと第一の光検出器とからなるエ
バネッセント光を検出するための第一の光検出手段と、
Ｚ軸微動素子とＺサーボ回路とからなる前記試料と前記
光導波プローブとの間の距離制御手段と、ＸＹ微動素子
とＸＹ走査回路とからなる２次元走査手段と、測定信号
の３次元画像化を行うデータ処理手段とからなり、前記
光導波プローブ内に導入し、前記光導波プローブ先端か
ら前記試料表面を局所的に照射するための第二のレーザ
ー光源と第二のレーザー光導入用レンズがさらに含まれ
る構成とした。
【００２４】このような構成により，光導波プローブと
試料との距離制御をエバネッセント波を用いて行うこと
で，近距離場走査光学顕微鏡（ＮＳＯＭ）のようなプロ
ーブの横振動が不要となり，面内分解能の低下が防止で
きる。また，位置制御用レーザーの位置合わせが不要と
なりデータの再現性が向上する。また，エバネッセント
波の散乱はプローブ先端でのみ生じるため，測定領域以
外からの迷光がなく，バックグランドノイズを低減でき
る。また，光走査トンネル顕微鏡（フォトンＳＴＭ）で
は，エバネッセント光を誘電体プローブでピックアップ
するため，検出光は微弱であるが，エバネッセント光の
散乱光を用いることで，検出光量を増大させることがで
きる。また，金属探針を用いた走査型光学顕微鏡や光走
査トンネル顕微鏡ではプローブ先端から試料表面に局所
的に光を照射することができないが，本発明では，光導
波プローブを用いるため，プローブ先端から試料表面に
局所的に光を照射することが可能である。また，トンネ
ル電流を用いないため，表面汚染による動作不良が生じ
ない。以上従来技術では不可能であった高分解能化と局
所光照射，および測定データの高い再現性が可能とな
る。本発明の走査型近視野光学顕微鏡を用いることによ
り，例えば，従来困難であった，半導体のフォトルミネ
ッセント光の発光分布および分光分析が波長以下の面内
分解能で行えるようになった。
試料との距離制御をエバネッセント波を用いて行うこと
で，近距離場走査光学顕微鏡（ＮＳＯＭ）のようなプロ
ーブの横振動が不要となり，面内分解能の低下が防止で
きる。また，位置制御用レーザーの位置合わせが不要と
なりデータの再現性が向上する。また，エバネッセント
波の散乱はプローブ先端でのみ生じるため，測定領域以
外からの迷光がなく，バックグランドノイズを低減でき
る。また，光走査トンネル顕微鏡（フォトンＳＴＭ）で
は，エバネッセント光を誘電体プローブでピックアップ
するため，検出光は微弱であるが，エバネッセント光の
散乱光を用いることで，検出光量を増大させることがで
きる。また，金属探針を用いた走査型光学顕微鏡や光走
査トンネル顕微鏡ではプローブ先端から試料表面に局所
的に光を照射することができないが，本発明では，光導
波プローブを用いるため，プローブ先端から試料表面に
局所的に光を照射することが可能である。また，トンネ
ル電流を用いないため，表面汚染による動作不良が生じ
ない。以上従来技術では不可能であった高分解能化と局
所光照射，および測定データの高い再現性が可能とな
る。本発明の走査型近視野光学顕微鏡を用いることによ
り，例えば，従来困難であった，半導体のフォトルミネ
ッセント光の発光分布および分光分析が波長以下の面内
分解能で行えるようになった。
【図１】本発明の走査型近視野光学顕微鏡の主要部の概
略図である。
略図である。
【図２】従来の「光走査トンネル顕微鏡」の概略図であ
る。
る。
【図３】従来の「近距離場走査光学顕微鏡」の概略図で
ある。
ある。
【図４】従来の「金属探針を用いた走査型光学顕微鏡」
の概略図である。
の概略図である。
【図５】本発明の走査型近視野光学顕微鏡の実施例１の
概略図である。
概略図である。
【図６】本発明の走査型近視野光学顕微鏡の実施例２の
概略図である。
概略図である。
【図７】本発明の走査型近視野光学顕微鏡の実施例３の
概略図である。
概略図である。
１ 光導波プローブ ２ レーザー光源 ３ レーザー光導入用レンズ ４ プリズム ５ 試料 ６ 粗動機構 ７ レンズ ８ 光検出器 ９ Ｚサーボ回路 １０ Ｚ軸微動素子 １１ ＸＹ走査回路 １２ ＸＹ微動素子 １３ データ処理手段 １４ レンズ １５ 光検出器 １６ レーザー光導入用レンズ １７ レーザー光源 １８ レンズ １９ 光検出器 ２０ 関数発生器 ２１ ロックインアンプ ２２ ハーフミラー ２３ 光導波ファイバー ２４ レンズ ２５ 分光器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/14
Claims (9)
- 【請求項１】 先端に直径が波長以下の微小開口部を有
する光導波プローブと、第一のレーザー光源と第一のレ
ーザー光導入用レンズとプリズムとからなるエバネッセ
ント光発生手段と、前記光導波プローブを試料表面に接
近させる粗動機構と、第一の集光レンズと第一の光検出
器とからなるエバネッセント光を検出するための第一の
光検出手段と、Ｚ軸微動素子とＺサーボ回路とからなる
前記試料と前記光導波プローブとの間の距離制御手段
と、ＸＹ微動素子とＸＹ走査回路とからなる２次元走査
手段と、測定信号の３次元画像化を行うデータ処理手段
とからなる走査型近視野光学顕微鏡において、プリズム表面にサンプルを載置し、前記エバネッセント
発生手段によりサンプル表面にエバネッセント場を発生
させ、該エバネッセント場内に光導波路プローブを近接
させ、エバネッセント場を光導波路プローブにより散乱
させ、散乱光強度を前記第一の光検出手段により検出
し、検出強度が一定となるように、距離制御手段により
光導波路プローブとサンプル間の距離を一定に保ちなが
ら、第二のレーザー光源と第二のレーザー光導入用レン
ズにより、前記光導波プローブ内に導入し、前記光導波
プローブ先端から前記試料表面を局所的に照射する こと
を特徴とする走査型近視野光学顕微鏡。 - 【請求項２】 前記光導波プローブ先端から照射された
後、前記試料で反射された光を検出するための第二の集
光レンズと第二の光検出器とからなる第二の光検出手段
がさらに含まれることを特徴とする請求項１に記載の走
査型近視野光学顕微鏡。 - 【請求項３】 前記光導波プローブ先端から照射された
光を励起光とする、前記試料からの発光を検出するため
の第三の集光レンズと第三の光検出器とからなる第三の
光検出手段がさらに含まれることを特徴とする請求項１
に記載の走査型近視野光学顕微鏡。 - 【請求項４】 先端に直径が波長以下の微小開口部を有
する光導波プローブと、第一のレーザー光源と第一のレ
ーザー光導入用レンズとプリズムとからなるエバネッセ
ント光発生手段と、前記光導波プローブを試料表面に接
近させる粗動 機構と、第一の集光レンズと第一の光検出
器とからなるエバネッセント光を検出するための第一の
光検出手段と、Ｚ軸微動素子とＺサーボ回路とからなる
前記試料と前記光導波プローブとの距離制御手段と、Ｘ
Ｙ微動素子とＸＹ走査回路とからなる２次元走査手段
と、測定信号の３次元画像化を行うデータ処理手段とか
らなる走査型近視野光学顕微鏡において、プリズム表面
に、光、または外部電解、または電流または磁界により
発光するサンプルを載置し、前記エバネッセント発生手
段によりサンプル表面にエバネッセント場を発生させ、
該エバネッセント場内に光導波路プローブを近接させ、
エバネッセント場を光導波路プローブにより散乱させ、
散乱光強度を前記第一の光検出手段により検出し、検出
強度が一定となるように、距離制御手段により光導波路
プローブとサンプル間の距離を一定に保ちながら、光導
波プローブでサンプルからの発光をピックアップし、第
四の集光レンズと第四の光検出器とからなる第四の光検
出手段により、発光強度を検出することを特徴とする走
査型近視野光学顕微鏡。 - 【請求項５】 前記光導波プローブが、先端をテーパー
状に加工し、先端部を開口を除いて金属で被覆したシン
グルモード光ファイバーであることを特徴とする請求項
１から４のいずれかに記載の走査型近視野光学顕微鏡。 - 【請求項６】 前記第一のレーザー光源が赤外線レーザ
ーであり、前記第一の光検出器が赤外線検出素子である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の走
査型近視野光学顕微鏡。 - 【請求項７】 前記第一のレーザー光源から発生したレ
ーザー光の周期的変調手段とロックイン検出手段がさら
に含まれることを特徴とする請求項１から６のいずれか
に記載の走査型近視野光学顕微鏡。 - 【請求項８】 第三から第四の光検出手段のいずれかに
より検出された光信号を分光分析するための手段がさら
に含まれることを特徴とする請求項３から７のいずれか
に記載の走査型近視野光学顕微鏡。 - 【請求項９】 先端に直径が波長以下の微小開口部を有
する光導波プローブと，レーザー光源とレンズとプリズ
ムとからなるエバネッセント光発生手段と，前記光導波
プローブを試料表面に接近させる粗動機構と，レンズと
光検出器とからなるエバネッセント光検出手段と，Ｚ軸
微動素子とＺサーボ回路とからなる試料とプローブ間の
距離制御手段と，ＸＹ微動素子とＸＹ走査回路とからな
る２次元走査手段と，測定信号の３次元画像化を行うデ
ータ処理手段とからなる走査型近視野光学顕微鏡におい
て、前記光導波プローブ内に導入し，光導波プローブ先
端から試料表面を局所的に照射するためのレーザー光源
がさらに含まれることを特徴とする走査型近視野光学顕
微鏡。
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|---|---|---|---|
| JP05658596A JP3290586B2 (ja) | 1996-03-13 | 1996-03-13 | 走査型近視野光学顕微鏡 |
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| EP97301699A EP0795770A1 (en) | 1996-03-13 | 1997-03-13 | Scanning near field optical microscope |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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