JPH04107409A - 共焦点型レーザ走査顕微鏡 - Google Patents

共焦点型レーザ走査顕微鏡

Info

Publication number
JPH04107409A
JPH04107409A JP2225698A JP22569890A JPH04107409A JP H04107409 A JPH04107409 A JP H04107409A JP 2225698 A JP2225698 A JP 2225698A JP 22569890 A JP22569890 A JP 22569890A JP H04107409 A JPH04107409 A JP H04107409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mode
waveguide
mode channel
scanning microscope
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2225698A
Other languages
English (en)
Inventor
Jun Iwasaki
純 岩崎
Yasushi Oki
裕史 大木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2225698A priority Critical patent/JPH04107409A/ja
Publication of JPH04107409A publication Critical patent/JPH04107409A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は顕微鏡、詳しくは共焦点型レーザ走査顕微鏡に
関する。
〔従来の技術〕
従来、共焦点型レーザ走査顕微鏡は、顕微鏡光学系の他
に、レーザ光による照明系と試料面からの光を検出する
受光系とて構成されていた。そして、レーザ光発光点と
受光系の共焦点アパーチャ(ピンホール)の対応する点
が顕微鏡光学系に対し共役の位置になるように設定され
ていた。
〔発明か解決しようとする課題〕
従来の共焦点型レーザ走査顕微鏡では、顕微鏡光学系の
他に、レーザ光による照明系及び試料面からの光を検出
する受光系が別に必要であり、それらの光学系が大きく
複雑であった。又、レーザ光発光点と受光系の共焦点ア
パーチャ(ピンホル)の対応する点か共役な位置になけ
ればならず、両者の位置調整に多大な時間を要した。さ
らに顕微鏡光学系には高価な4分の1波長板が必要であ
った。
本発明は、前述の問題を解決し、小型で且つピンホール
の位置調整および4分の1波長板が不要な共焦点型レー
ザ走査顕微鏡を得ることを目的とする。
〔課題を解決する為の手段〕
前記問題解決のために、本発明の共焦点型レーザ走査顕
微鏡では、第1のシングルモードチャネル導波路(13
)と、モードコンバータ(18)及び位相シフタ(19
)から構成されていて該導波路中を伝播するレーザ光の
偏光状態を制御する偏光制御手段と、前記第1のシング
ルモードチャネル導波路に接続されたモードスプリッタ
(16)と、該モードスプリッタに接続された第2シン
グルモードチヤネル導波路(14)、第3のシングルモ
ードチャネル導波路(15)とを同一基板上に形成し、
前記第1のシングルモードチャネル導波路の端部(13
a)にコリメータレンズ(21)と、X−Yスキ中ニン
グデバイス(22)と、対物レンズ(23)とを含む顕
微鏡光学系(2)との光軸を合わせ、前記第2のシング
ルモードチャネル導波路の端部(14a)にレーザ(1
1)を接続し、前記第3のシングルモードチャネルの端
部(15a)に光検出器(12)を接続した光導波路デ
バイス系(1)を具備した。
〔作用〕
本発明によれば、レーザ走査顕微鏡の照明系と受光系を
一体化したので、極めて小さな光学系を組むことができ
、また、シングルモードチャネル導波路の端面が出射レ
ーザスポットと共焦点アパーチャを兼ねるため、−切の
ピンホール位置調整か不要となる。さらに従来の顕微鏡
光学系に必要であった4分の1波長板も光導波路デバイ
スに組み込むことができるため、4分の1波長板が不要
となる。
〔第1実施例〕 第1図は本発明の第1の実施例であって、光源と受光系
を共通化した光導波路デバイス系(1)と、X−Yビー
ムスキャニングデバイスを組み込んだ顕微鏡光学系(2
)とか組み合わされて配置されている。
光導波路デバイス系(1)において、(11)はレーザ
ダイオード、(12)は光検出器、(I3)、(I4)
および(15)は夫々、リチウムナイオベート(L+N
b03)等の電気光学効果を有する誘電体結晶の基板(
10)上に形成された第1のシングルモードチャネル導
波路、第2のシングルモードチャネル導波路および第3
のシングルモードチャネル導波路、(16)はダブルモ
ード領域を有するモートスプリ、ツタ、(17)はモー
ドスプリッタ(16)のモードスプリット比を微調整す
るためのモードスプリッタ用電極である。(18)はモ
ードコンバータ、(19)は位相シフタて、モードコン
バータ(18)と位相シフタ(19)とて偏光制御手段
を成している。レーザダイオード(11)は、第2のシ
ングルモードチャネル導波路の端部(14a)に光が入
射するように接合されている。第2のシングルモードチ
ャネル導波路(14)に光を入射させる別の方法として
は、ヘリウムネオンレーザ(He−Neレーザ)等の光
を第2のシングルモードチャネル導波路の端部(14a
)に結像したり、光の通っている偏波保持ファイバーを
接合してもよいが、小型化を狙う目的から、レーザダイ
オード(11)を直接第2のシングルモードチャネル導
波路の端部(14a)に接合するのか好ましい。
顕微鏡光学系(2)において、(21)はコリメータレ
ンズ、(22)はX−Yビームスキャニングデバイス、
(23)は対物レンズである。
第1図により本発明の詳細な説明する。第2のシングル
モードチャネル導波路の端部(14a)に入射するレー
ザ光はたとえばT8モード光(偏光面か紙面内に振動し
ている光)であるものとする。第2のシングルモードチ
ャネル導波路(14)を伝播したTεモード光はダブル
モード領域を有するモードスプリッタ(16)に入射す
る。ダブルモード領域を有するモードスプリッタ(16
)は、第2のシングルモードチャネル導波路(14)か
ら入射するTEモード光を第1のシングルモードチャネ
ル導波路(13)に導波させるための、そして同時に第
3のシングルモードチャネル導波路(15)から入射す
る1Mモード光(偏光面が紙面に垂直に振動している光
)を第1のシングルモードチャネル導波路(13)に導
波させるための、公知のデバイスである。第1のシング
ルモード導波路(13)側からモードスプリッタ(16
)に光か入射する場合にはTEモード光か第2のシング
ルモードチャネル導波路(14)へ、1Mモード光か第
3のシングルモードチャネル導波路(15)へ導波され
る。モードスプリッタ用電極(17)は省略してもよい
か、モードスプリッタ用電極(17)への印加電圧を調
整することにより導波路製作プロセスのばらつきに帰因
するTE/TMモードスプリットの不完全性を除去でき
るため、設置しであるのが好ましい。
モードスプリッタ(16)から第1のシングルモードチ
ャネル導波路(13)へ入射したTEモード光は、モー
ドコンバータ(18)および位相シフタ(19)により
構成される偏光制御手段により偏光状態が制御される。
モードコンバータ(18)は導波光のモードをTEモー
ドからTMモードへ或いはTMモードからTEモードへ
変換するための公知のデバイスであり、また位相シフタ
(19)はTEモード光と1Mモード光に位相差を与え
るための公知のデバイスである。
モードコンバータ(18)および位相シフタ(19)に
おける電極構成はXカットてY伝播酸いはXカットてX
伝播のリチウムナイオベート(L+Nb03)の基板(
10)の場合に対応しており、その他の基板方位または
その他の伝播方向の場合には他の電極構成か用いられる
ことは言うまでもない。モードコンバータ(18)の電
極には、入射したTEモード光の半分かTMモードに変
換されるようにある電圧が印加されている、すなわちモ
ードコンバータ(18)の電極には、モードコンバータ
(18)から出射する導波光のT8モード光と1Mモー
ド光の強度の比が1対1になるような電圧か印加されて
いる。位相シフタ(19)には第1のシングルモードチ
ャネル導波路の端部(+3a)から出射するレーザ光の
TEモードとTMモードの間に90°の位相差を与える
ような電圧が印加されている。このような構成にするこ
とによりモードスプリッタ(16)から出射するTEモ
ード光はモードコンバータ(18)および位相シフタ(
19)により構成される偏光制御手段により円偏光に変
換されて第1のシングルモードチャネル導波路の端部(
13a)より出射する。この時偏光制御手段は4分の1
波長板と同じ機能を果たしている。
第1のシングルモードチャネル導波路の端部(13a)
から出射した円偏光のレーザ光は顕微鏡光学系(2)に
入る。ここで円偏光は右回り円偏光とする。レーザ光は
顕微鏡光学系(2)に入ると、コリメータレンズ(21
)、X−Yビームスキャニングデバイス(22)、対物
レンズ(23)を順次径て、試料面(3)に達する。試
料面(3)で反射すると右回り円偏光は左回り円偏光に
変わる。そして、試料面(3)で反射した光は対物レン
ズ(23)、X−Yビームスキャニングデバイス(22
)、コリメータレンズ(21)と逆に辿って、第1のシ
ングルモードチャネル導波路の端部(13a)より再び
第1のシングルモードチャネル導波路(13)に入射す
る。この時、レーザ光は左回りの円偏光であるから、位
相シフタ(19)およびモードコンバータ(18)によ
り偏光制御され、モードスプリッタ(16)に入射する
時にはTMモードに変換されている。よってこの光はモ
トスプリッタ(16)により全て第3のシングルモード
チャネル導波路(15)に導かれて光検出器に達する。
このとき第2のシングルモートチャネル導波路(14)
へは進まないので、所謂戻り光はレーザダイオード(I
I)に悪影響を与えない。こうして、実絶倒の構成は共
焦点型レーザ走査顕微鏡をなしている。
〔第2実施例〕 第2図は本発明の第2の実施例で、第1図と同符号は同
効物を表す。第2図において、(10a)は第1図と同
様に導波路の基板であるが、材料としてガリウム砒素(
GaA3)或いはインジウム燐(lnP)等の化合物半
導体を用いている。(lla)および(12&)は、前
記導波路の基板(]Oa)の上にモノリシックに集積化
されたレーザダイオードおよび光検出器である。第2図
の光導波路デバイス系(1)の中の偏光制御手段として
は、<100>ガリウム砒素(GaA3)基板を用い伝
播方向が<110>方向の場合の偏光制御手段すなわち
モードコンバータ(18a)および位相シフタ(19a
)の電極構成を示している。その他の構成と動作は第1
の実施例と同じである。
〔発明の効果〕
このように、本発明によれば、レーザ走査顕微鏡の照明
系と受光系を一体化し、さらに偏光制御手段としてモー
ドコンバータおよび位相シフタを組み合わせることによ
り従来の顕微鏡光学系に必要であった4分の1波長板か
一体化され、極めて小型て安定な光学系を組むことがで
きる。またシングルモードチャネル導波路の端面(+3
a)か出射レーザスポットと共焦点アパーチャを兼ねる
ため、−切のピンポール位置調整か不要となる。
さらに、本発明の照明系および受光系は、光導波路デバ
イス基板としてリチウムタンタレ−1・(LiNb03
)、リチウムタンタレ−1= (LiTa03)等の電
気光学効果を有する誘電体結晶を使って集積化されてい
るので、バッチプロセスにより製造可能であり、共焦点
型レーザ走査顕微鏡全体を極めて安価に製作ができる。
さらに、光導波路基板をガリウム砒素(GaA3)、イ
ンジウム燐([nP)等の化合物半導体にすることによ
って、レーザダイオード(lla)や光検出器(12a
)もシングルモードチャネル導波路(13)、(14)
及び(15)と同一基板上にモノシリツクに集積化が可
能となり、レーザダイオード(lla)と第2のシング
ルモードチャネル導波路(14)との接合、及び光検出
器(12a)と第3のシングルモードチャネル導波路(
15)との接合における、やっかいな位置合わせ作業が
全く不要になり、また信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による装置の第1の実施例の構成図、第
2図は本発明による装置の第2の実施例の構成図である
。 〔主要部分の符号の説明〕 (1)は光導波路デバイス系、(2)は顕微鏡光学系(
2) 、(10)は光導波路の基板、(11)はレーザ
ダイオード、(12)は光検出器、(13)、(14)
および(15)は共に基板(10)上に形成されたシン
グルモードチャネル導波路、(16)はモードスプリッ
タ、(18)はモードコンバータ、(19)は位相シフ
タ、(2I)はコリメータレンズ、(22)はX−Yビ
ームスキャニングデバイス、(23)は対物レンズであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、第1のシングルモードチャネル導波路と、該導波路
    中を伝播するレーザ光の偏光状態を制御する偏光制御手
    段と、前記第1のシングルモードチャネル導波路に接続
    されたモードスプリッタと、該モードスプリッタに接続
    された第2、第3のシングルモードチャネル導波路とを
    同一基板上に形成し、 前記第1のシングルモードチャネル導波路の端部にコリ
    メータレンズと、X−Yビームスキャニングデバイスと
    、対物レンズとを含む顕微鏡光学系を接合し、前記第2
    のシングルモードチャネル導波路の端部にレーザを接合
    し、前記第3のシングルモードチャネル導波路の端部に
    光検出器を接合した光導波路デバイスを具備したことを
    特徴とする、共焦点型レーザ走査顕微鏡。 2、偏光制御手段はモードコンバータおよび位相シフタ
    から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の
    共焦点型レーザ走査顕微鏡。 3、光導波路デバイス基板は、リチウムナイオベート(
    LiNbO_3)、リチウムタンタレート(LiTaO
    _3)等の電気光学効果を有する誘電体結晶であること
    を特徴とする請求項1、2に記載の共焦点型レーザ走査
    顕微鏡。 4、光導波路デバイス基板はガリウム砒素 (GaAs)、インジウム燐(InP)等の化合物半導
    体であることを特徴とする請求項1、2に記載の共焦点
    型レーザ走査顕微鏡。 5、レーザおよび光検出器が光導波路デバイス基板上に
    モノリシックに集積化されたことを特徴とする請求項4
    に記載の共焦点型レーザ走査顕微鏡。
JP2225698A 1990-08-28 1990-08-28 共焦点型レーザ走査顕微鏡 Pending JPH04107409A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2225698A JPH04107409A (ja) 1990-08-28 1990-08-28 共焦点型レーザ走査顕微鏡

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2225698A JPH04107409A (ja) 1990-08-28 1990-08-28 共焦点型レーザ走査顕微鏡

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04107409A true JPH04107409A (ja) 1992-04-08

Family

ID=16833397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2225698A Pending JPH04107409A (ja) 1990-08-28 1990-08-28 共焦点型レーザ走査顕微鏡

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04107409A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994006041A1 (en) * 1992-09-07 1994-03-17 Nikon Corporation Optical waveguide device and optical instrument using the same
EP0661562A3 (en) * 1993-12-28 1997-06-11 Nippon Kogaku Kk Optical information capture device.

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994006041A1 (en) * 1992-09-07 1994-03-17 Nikon Corporation Optical waveguide device and optical instrument using the same
US5452382A (en) * 1992-09-07 1995-09-19 Nikon Corporation Optical waveguide device and optical microscope using the same
EP0661562A3 (en) * 1993-12-28 1997-06-11 Nippon Kogaku Kk Optical information capture device.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5259044A (en) Mach-Zehnder optical modulator with monitoring function of output light
US10345540B2 (en) Method and system for coupling a light source assembly to an optical integrated circuit
JPH0378720A (ja) 共焦点型レーザ走査顕微鏡
EP0591381A1 (en) ADIABATIC POLARIZATION BEAM DIVIDER.
US10598862B2 (en) Optical modulator
US5327214A (en) Optical interferometric gyro having reduced return light to the light source
JP2003295142A (ja) 光源内蔵型光変調器モジュール
JP2765529B2 (ja) 導波路形光デバイス
JPH11119275A (ja) 波長変換器
JPH04107409A (ja) 共焦点型レーザ走査顕微鏡
GB2121532A (en) Fibre optic gyroscope
JP4500074B2 (ja) 偏波無依存型光学機器
JPS63313120A (ja) 光偏波制御素子
JPS63205611A (ja) デユアルバランス型受光器
JPH0359619A (ja) 光増幅器
JPH10221014A (ja) 光導波路型変位センサ
JPH09269428A (ja) 反射戻り光補償回路
JPH01222216A (ja) 導波路型偏波面制御装置
US20230280531A1 (en) Integrated polarization controller systems
JPS6328088A (ja) 半導体レ−ザ光パルス発生器
JPH0979861A (ja) 光ファイバジャイロ及び光集積回路
JP2734553B2 (ja) 半導体レーザモジュール
JPS61246615A (ja) 光学式ジヤイロスコ−プ
JPH0498147A (ja) 複屈折測定装置
JPH01109322A (ja) 光位相変調器