JP6607607B2 - 微粒子の3d位置特定装置及び特定方法 - Google Patents
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Description
Dは粒径、 kは、顕微鏡光学系の定数であるとして、
散乱光強度 I(D) ∝D[1-exp(-kD)]≒D2
の関係式に基づき,微粒子の3次元座標位置情報に加えて、微粒子からの散乱光強度から微粒子の粒径を求める。
次に、深さ位置zが、上記[数1]に基づき、散乱光強度分布の最大値の比Iλ1/Iλ2から求められることの根拠について、さらに説明する。
図9は、作用表面に在る単ナノ粒子からの散乱光量を求めるモデルを示す。ナノ粒子径をDとする。深さ位置zからの散乱光強度I(z)は、以下の式で表すことができる。
z(θ)=D/2×(1−sinθ)
上述したように、図8は、二波長のエバネッセント光を発生させた際に異なる深さ位置における二波長それぞれの強度分布の形態を示すが、それらの関係式は、式(5)によって表される。
本発明者らは、散乱光強度とナノ粒子粒径の関係を導いた式を既に開示した(非特許文献4参照)。本発明は、複数波長のレーザー照射光を用いることにより、上述したように、ナノ粒子の深さ位置を求めて、3D(3次元)ナノ粒子の追跡が可能となるが、さらに、非特許文献4に開示の関係式を組み合わせることにより、同時に粒径も特定することもできる。
散乱光強度 I(D) ∝D[1-exp(-kD)]≒D2
ただし, kは、顕微鏡光学系の定数である。
Claims (10)
- レーザー光源より入射したレーザー光を屈折率の大きい媒質n1と小さい媒質n2の境界面で全反射させることにより、該境界面の外側近傍に発生させた近接場光を前記小さい媒質n2の中に存在する微粒子に照射し、かつ、該微粒子からの散乱光を検出する散乱光検出手段を備えた微粒子の3D位置特定装置において、
前記レーザー光源を、第1の波長λ1を有する第1のレーザー光源と、第1の波長λ1とは異なる第2の波長λ2を有する第2のレーザー光源によって構成し、
前記散乱光検出手段は、発生した散乱光を第1の波長λ1と第2の波長λ2の波長毎に分離して検出するイメージセンサを備え、
前記イメージセンサによって検出した波長毎の3次元散乱光強度分布を波長毎に記憶する記憶媒体を備え、
波長毎に記憶されている前記3次元散乱光強度分布より、波長毎に最大強度値を検出する検出手段を備え、かつ、少なくともいずれか一方の波長について検出した最大強度値のx、y座標位置を、微粒子のx、y座標位置として出力し、
波長毎に検出した前記最大強度値を用いて演算する演算手段を備えて、該演算手段は、演算結果を微粒子のz座標位置として出力する、
ことからなる微粒子の3D位置特定装置。 - 前記屈折率の大きい媒質n1としてレンズ或いはプリズムを用い、或いは該屈折率の大きい媒質n1’の上に、この媒質n1’と屈折率の略等しいレンズ或いはプリズムを載置した請求項1に記載の微粒子の3D位置特定装置。
- 前記屈折率の大きい媒質n1としてレンズ或いはプリズムを用い、かつ、前記屈折率の小さい媒質n2として用いる流体の下側に被加工材を配置した請求項1に記載の微粒子の3D位置特定装置。
- 前記散乱光検出手段は、発生した散乱光を集光する対物レンズを備えて、該対物レンズは、発生した散乱光を検出可能の任意の位置に配置して、レンズ開口数NAによって決まる所定範囲内の散乱光を集光する請求項1に記載の微粒子の3D位置特定装置。
- 前記散乱光検出手段は、散乱光を波長毎に分離する波長分離手段を備えて、前記イメージセンサは、前記波長分離手段により波長毎に分離した散乱光を検出する請求項1に記載の微粒子の3D位置特定装置。
- 前記演算手段による演算は、波長λ1の最大強度値と、波長λ2の最大強度値の比Iλ1/Iλ2を演算して、微粒子のz座標値を算出する請求項1に記載の微粒子の3D位置特定装置。
- 第1のレーザー光源に対して、第2のレーザー光源は、逆方向から、屈折率の大きい媒質n1と小さい媒質n2の境界面に入射させた請求項1に記載の微粒子の3D位置特定装置。
- Dは粒径、kは、顕微鏡光学系の定数であるとして、
散乱光強度 I(D) ∝D[1-exp(-kD)] ≒D2
の関係式に基づき,微粒子の3次元座標位置情報に加えて、微粒子からの散乱光強度から微粒子の粒径を求める請求項1に記載の微粒子の3D位置特定装置。 - レーザー光源より入射したレーザー光を屈折率の大きい媒質n1と小さい媒質n2の境界面で全反射させることにより、該境界面の外側近傍に発生させた近接場光を前記小さい媒質n2の中に存在する微粒子に照射し、かつ、該微粒子からの散乱光を検出する微粒子の3D位置特定方法において、
前記レーザー光源を、第1の波長λ1を有する第1のレーザー光源と、第1の波長λ1とは異なる第2の波長λ2を有する第2のレーザー光源によって構成し、
発生した散乱光を第1の波長λ1と第2の波長λ2の波長毎に分離して検出するイメージセンサを備え、
前記イメージセンサによって検出した波長毎の3次元散乱光強度分布を波長毎に記憶し、
波長毎に記憶されている前記3次元散乱光強度分布より、波長毎に最大強度値を検出し、かつ、少なくともいずれか一方の波長について検出した最大強度値のx、y座標位置を、微粒子のx、y座標位置として出力し、
波長毎に検出した前記最大強度値を用いて演算した演算結果を、微粒子のz座標位置として出力する、
ことからなる微粒子の3D位置特定方法。
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JP2016047872A JP6607607B2 (ja) | 2016-03-11 | 2016-03-11 | 微粒子の3d位置特定装置及び特定方法 |
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