JPH04500129A - 共焦マイクロスコープ - Google Patents

共焦マイクロスコープ

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JPH04500129A
JPH04500129A JP1508154A JP50815489A JPH04500129A JP H04500129 A JPH04500129 A JP H04500129A JP 1508154 A JP1508154 A JP 1508154A JP 50815489 A JP50815489 A JP 50815489A JP H04500129 A JPH04500129 A JP H04500129A
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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】 発明の名称 集魚マイクロスコープ 技術分野 本発明は、回折限定集魚マイクロスコープ、回折限定スポットマイクロスコープ 、及び物体を走査する方式に関する。
背景技術 従来の反射共焦マイクロスコープの図式的図面が図１に示されている。レーザー １よりのレーザー光線は、マイクロスコープ目的物２により機構的ピンホール３ に焦点付けられる。本明細書における“機構的ビンポール”という表現は、典型 的には金属性のものであるシートにおける従来のピンホールを意味する。ピンホ ール３よりの拡張光線ビームは、ビームを極性化させる極性化ビーム・スプリッ ター８、及び、ビームを循環的に極性化させる４分の１波長板７を通過する前に 、レンズ４により照準される。ビームはそれから、高性能マイクロスコープ目的 物５により、目的物６上の回折限定点に焦点付けられる。目的物６により反射さ れ、分散される光線は、ビームを照準する目的物５により回収される。目的物６ により反射される光線は、これが４分の１波長板７を通過して戻る時に、線型に 再び極性化されるが、初原の極性化ビームに対して垂直の方向になるように、循 環的に極性化されたままである。ランダムである目的物６により分散される光線 の極性化は、４分の１波長板７の影響を受けない。その極性が現在では９０°回 転した、目的物６により反射される光線は、極性化ビーム・スプリッター８によ り再方向付けされる。目的物６により分散される光線の１部は、同様に、極性化 ビーム・スプリッター８により再方向付けされる。再方向付けされた光線は、画 像エレメント９により、検知器ピンホール１０上に焦る光線の量を測定する。目 的物６は、ステージ１２により、ｘＳＶ及び２の方向に、機構的に走査される。
反射共焦マイクロスコープの操作の基本は、単純化集魚マイクロスコープ配列の 図式的図面である図２を調べれば分かる。光線１５の機構的ピンホール点源は、 高性能光学エレメント１６により、目的物１７上に画像化される。照明するピン ホールのサイズ１５は、目的物１７に当たる光線が、そのサイズが、光線の波長 、及び、高・性能光学エレメント１６の特性により決定される回折限定スポット ・パターンを形成するように選択される。表面により反射され、分散される光線 は、高性能光学エレメント１６により回収され、ビーム・スプリッター１３によ り、ピンホール検知器１４上に再方向付けられる。
解像度を最大限にするために、検知器１４上のピンホールのサイズは、その上に 画像化される回折限定スポットの第１の最小限よりもわずかに小さくなるように 選択される。
上記図２で説明の集魚配列により、従来のマイクロスコープよりも約０．４の解 像度のゲインが得られることになる。環を使用することにより、この解像度ゲイ ンは、従来のマイクロスコープよりも約０．７まで増加する。
加えて、この集魚マイクロスコープは、従来のものと比較して、場の深さがはる かに低減されているので、焦点外情報が、画像より除去できる。これにより、粗 い、屈曲した或いは、部分的に透明な表面が適正に画像化できるようになる。
ある目的物の画像を得るためには、その目的物（或いは、マイクロスコープ）は 、Ｚ走査がＸＳＹ位置における光輝度として選択されている間に、最大限シグナ ルで、ＸｓＹ及び２方向に走査される。生物学的細胞のような、部分的に透明な 目的物については、三次元情報が引き出させる。解像度に妥協することなく画像 化できるエリアのサイズには制限がない。集魚マイクロスコープよりのシグナル は、電子的画像増強にすぐに従順になるということに留意すべきである。
機構的ピンホールは、アパーチャーにたまるほこりの影響を受け易い。集魚マイ クロスコープの機構的ピンホール内にほんのわずかでもほこりがあると、結果と しての光の場が、もはや循環的に左右対称ではなくなり、収差が生じるので問題 となる。更に、従来の集魚マイクロスコープにおける機構的ピンホール、或いは 、何らかの他のエレメントの僅かな配列違いによっても、機構的ピンホールより 放射する光ビームの非左右対称の光輝度配分を引き起こし、これにより、又、収 差が引き起こされる。
発明の目的 回折限定集魚マイクロスコープを提供することが本発明の目的である。
回折限定スポットマイクロスコープを提供することが本発明の別の目的である。
更なる目的は、物体を走査する方式を提供することである。
発明の開示 本発明の第１の実施例に従えば、以下のものよりなる回折限定集魚マイクロスコ ープが提供される：焦点付は可能な照明エネルギーを供給するためにエネルギー 源： コア、エネルギー・レシーバ−１及びエネルギー出口よりなる単一モード・エネ ルギー・ガイド二で、エネルギー・ガイドが、エネルギー源よりの照明エネルギ ーが、エネルギー・レシーバ−により受信され、コア内にカップリングされ、又 、エネルギー出口において、コアにより出現できるように、エネルギー出口誘導 されるように、エネルギー源と操作的に関わり合うもの：コアより現れる照明エ ネルギーの少なくとも１部を、使用中に物体と交接する中心部分を有する回折限 定スポット・パターン・ボリューム内に焦点付けるために、エネルギー出口と操 作的に関わり合う第１フオーカサー：物体との使用中に、ボリューム内の照明エ ネルギー、及び、物体間の相互作用の結果として生じる、及び／或いは、照明エ ネルギーのボリュームを介しての転送の結果として生じる、ボリュームよりの出 力エネルギーを回収するために、第１フォーカサ−と操作的に関わり合う第２フ ォーカサ−ニ アパーチャー、及び、検知エレメントと有する検知器：で、 そこにおいて、検知器が、第２フォーカサ−と操作的に関わり合い、それにより 第２フォーカサ−が、アパーチャーを、中心部分に画像化するもので、そこにお いて、アパーチャー上に焦点付けられた中心部分より発生する出力エネルギーの 数値アパーチャーＮＡ、出力エネルギーの波長λ、及び、アパーチャーの平均直 径ｄが、以下の式により関連付けられるもの： ＮＡｓｏ、６Ｘλ／ｄ それにより検知器が、出力エネルギーを検知するもの。
アパーチャーは、ピンホール・アパーチャーであってもよい。
アパーチャーは、第２エネルギー・ガイドのコア内に焦点付けられた出力エネル ギーを検知するために、当該検知エレメントと操作的に関わり合うエネルギー出 口を、同様に有するコアを有する第２エネルギー・ガイドのエネルギー受信端部 においてのコアであってもよい。
検知器と操作的に関わり合うエネルギー・ガイドは、多重モード・エネルギー・ ガイドでも、単一モード・エネルギー・ガイドであってもよい。
本発明の第２実施例に従えば、以下のものよりなる、回折限定集魚マイクロスコ ープが提供される：焦点付は可能な照明エネルギーを供給するためのエネルギー 源： コア、エネルギー・レシーバ−１及びエネルギー出口よりなる単一モード・エネ ルギー・ガイド：で、エネルギー・ガイドが、エネルギー源よりの照明エネルギ ーが、エネルギー・レシーバ−により受信され、コアにカップリングされ、更に 、エネルギー出口において、コアより出現できるようにエネルギー出口に誘導で きるように、エネルギー源と操作的に関わり合っているものコアより現れる照明 エネルギーの少なくとも１部を、使用中に物体と交接する回折限定スポット・パ ターン・ボリューム内に焦点付けるために、エネルギー出口と操作的に関わり合 う第１フオーカサー二 物体との使用中に、ボリューム内の照明エネルギー、及び、物体の間の相互作用 の結果として生じる、及び／或いは、照明エネルギーのボリュームを介しての転 送の結果として生じる、ボリュームよりの出力エネルギーを回収するために、第 １フォーカサ−と操作的に関わり合う第２フォーカサー： 検知エレメントを有する検知器：で、そこにおいて、検知器が、第２フォーカサ −と操作的に関わり合い、それにより第２フォーカサ−は、検知エレメントをボ リューム内の照明エネルギーの中心部分に画像化し、そこにおいては、検知エレ メント上に焦点付けられた中心部分より発生する出力エネルギーの数値アパーチ ャーＮＡ。
出力エネルギーの波長λ、及び、検知エレメントの平均直径ｄが以下の式により 関係付けられるもの：ＮＡ≦０．６×λ／ｄ これにより、検知器が出力エネルギーを検知するもの。
典型的には、第１、及び、第２実施例のマイクロスコープは、更に、出力エネル ギーを検知器に方向付けるために、エネルギー出口のコアとボリューム間のエネ ルギーパス内に配備されるエネルギー・スプリッターを含有し、又、そこにおい ては、照明、及び、出力エネルギー・パスは、ボリューム、及び、スプリッター 間の実質的に同じものである。
一般的には、第１、及び、第２フォーカサ−は、共通のエネルギー焦点エレメン トを有する。
エネルギー・スプリッターは、波長依存スプリッターであってもよい。
一般的に第２実施例のマイクロスコープは、照明エネルギーを極性化させるため にエネルギー源と操作的に関わり合い、又、そこにおいて当該エネルギー・スプ リッターが、極性化依存的であるポラライザーを含有する。
第２実施例のマイクロスコープは、同様に照明エネルギーを少なくとも部分的に 環状に極性化させ、又、極性化依存的エネルギー・スプリッターを通って戻って 行く出力エネルギーを少なくとも部分的に線型に極性化させるために、極性化依 存的エネルギー・スプリッター、及び、ボリュームの間の極性化照明エネルギー 、及び、出力エネルギーのバス内に配置される極性化装置を含有してもよい。
本発明の第３実施例に従えば、以下のものよりなる、回折限定反射集魚マイクロ スコープが提供される：焦点付は可能な照明エネルギーを供給するためのエネル ギー源： コア、エネルギー・レシーバ−１及び、エネルギー出口よりなる。単一モード・ エネルギー・ガイド：で、エネルギー・ガイドが、エネルギー源よりの照明エネ ルギーが、エネルギー・レシーバ−により受信され、コア内にカップリングされ 、又、エネルギー出口において、コアより出現できるように、エネルギー出口に 誘導されるように、エネルギー源と操作的に関わり合うもの：コアより出現する 照明エネルギーの少なくとも１部を、使用中に物体と交接する中心部分を有する 回折限定スポット・パターン・ボリューム内に焦点付け、ボリューム内の照明エ ネルギー、及び、物体間の相互作用の結果として生じる出力エネルギーを回収し 、更に、出力エネルギーの少なくとも１部を、エネルギー出口におけるコア内に 方向付けするためにエネルギー出口と操作的に関わり合うフォーカサｍ： °検知器：及び、 出力エネルギーをコアより引出し、これを検知器に方向付けるために、ガイド、 及び検知器と操作的に関わり合うエネルギー・エマネータ一二 そこにおいて、フォーカサ−は、エネルギー出口におけるコアを、中心部分上に 画像化するが、そこにおいて、エネルギー出口におけるコア上に焦点付けられる 中心部分より発生する出力エネルギーの数値アパーチャーＮＡ。
出力エネルギーの波長λ、及び、エネルギー出口におけるコアの平均直径ｄが以 下の式で関係付けられるもの：ＮＡ≦０．６Ｘλ／ｄ 以下のコメントが、第３実施例に当てはまる。
第３実施例の回折限定反射集魚マイクロスコープは、物体内、及び、その回りで 、回折限定スポット・パターン・ボリュームを走査するために、出口端部をＸｌ 及び／或いは、ｙｌ及び／或いは２方向に移動させるために、出口端部に隣接す るエネルギー・ガイドと操作的に関わり合う走査手段を含有することもできる。
走査手段は、ピエゾ電気スタック、マグネット・コア／マグネット・コイルの組 合せ、機構的バイブレータ−１電子機構的パイブレークー、サーボモーターのよ うな機構的、或いは、電子機構的走査機構、音響カップラー、その他適切な手段 であってもよい。
一般的に、レシーバ−１及びエマネーターは、共通して、ソースよりの照明エネ ルギーの一部を、エネルギー・ガイドのコア内に方向付けられるようにし、エネ ルギー・ガイドのコア内の出力エネルギーの一部を、検知器方向に方向付けられ るようにするエネルギー・スプリッターを有する。典型的には、当該エネルギー ・スプリッターは、波長依存的エネルギー・スプリッターよりなる。
このエネルギー・スプリッターは、光ファイバー・カップラーのようなエネルギ ー・ガイド・カップラーであってもよい。光ファイバー・カップラーは、融合２ 円錐テーパー・カップラー、光沢ブロック・カップラー、ビン形腐食カップラー 、ファイバーの入口と出口がピグテイルになったバルク光学タイプ・カップラー 、写真リングラフ、或いは、イオン拡散加工技術に基づく平坦ウェーブガイド装 置、或いは、類似のカップラーであってもよい。
同様、反射集魚マイクロスコープは、更に照明エネルギーを極性化させるための 、エネルギー源と操作的に関わり合うポラライザーを含有してもよく、又、当該 エネルギー・スプリッターは、極性化依存的である。照明エネルギーを少なくと も部分的に環状に極性化させ、又、極性化依存的エネルギー・スプリッターを通 り抜けて戻る出力エネルギーを少なくとも部分的に線型に極性化させるために、 極性化依存的エネルギー・スプリッター、及び、ボリューム間の、極性化された 照明エネルギー、及び、出力エネルギーのパス内に配置される極性化装置を含有 することもできる。
特別の配列においては、ポラライザーは、照明エネルギー源、及び、極性化依存 的エネルギー・スプリッターとの間に配置することができ、或いは、エネルギー 源を固有的に極性化してもよく、又は、極性化依存的エネルギー・スプリッター は、これを通り過ぎる照明エネルギーを極性化し、その際に、スプリッターより 放射する照明エネルギーは、線型に極性化された照明エネルギーである。この配 列においては、４分の１波装置のような極性化装置が、照明エネルギーを環状に 極性化させ、又、極性化依存的エネルギー・スプリッターを通り抜けて戻る出力 エネルギーを線型に極性化された照明エネルギーと垂直の方向に線型に極性化す るために、極性化依存的エネルギー・スプリッター、及び、物体の間で、極性化 される照明エネルギー、及び、出力エネルギーのバスの中に配置される。
エネルギー・スキャナーは、物体の中、及び、回りでボリュームを走査するフォ ーカサ−に相対的に、エネルギー出口におけるコアの画像を移動させるように、 フォーカサ−１及び、エネルギー出口と操作的に関わり合ってもよい。典型的に は、エネルギー・スキャナーは、移動可能リフレクタ−１電子エネルギー装置、 或いは、音響エネルギー装置である。
スキャナーは、物体の中、及び、回りでボリュームを走査するために、エネルギ ー出口に関してフォーカサ−を移動させるように、フォーカサ−と操作的に関わ り合ってもよい。
第１から第３の実施例においては、スキャナーは、物体の中、及び、回りでボリ ュームを走査するために、物体に関して、エネルギー出口、及び、フォーカサ− の組み合せを移動させるように、フォーカサ−１及び、エネルギー出口と操作的 に関わり合ってもよい。
別の代替案においては、スキャナーは、物体の中、及び、回りでボリュームを走 査するために、物体をＸ及び／或いはｙｌ及び／或いは２方向に移動させるよう に、使用中には、物体と操作的に関わり合うスキャナーが含有される。
第１より第３実施例は、更に、物体に関しての情報供給するために、検知器より のシグナルをストアー、及び、分析するための、検知器と操作的に関わり合う装 置を含有することもできる。
第１より第３の実施例が、スキャナーを有する場合には、これ等は、同様に、物 体に関しての情報を提供するために、使用の際にはスキャナーにより移動される 個体の位置を示す、スキャナーよりのシグナル、及び、検知器よりのシグナルを ストアーし、分析するために、検知器、及び、スキャナーと操作的に関わり合う 装置を含有することもできる。
この貯蔵、及び、分析装置は、典型的にはコンピューターである。コンピュータ ーは表面プロフィール情報を提供でき、又、例えば、粗い表面の高解像度焦点白 画像を得ることができる。
本発明の第４の実施例に従えば、以下のものよりなる、それの情報を提供するた めに、物体を走査する方式が提供される。
（ａ）コア、エネルギー・レシーバ−１及び、エネルギー出口よりなる単一モー ド・エネルギー・ガイドのエネルギー出口におけるコアよりの照明エネルギーを 、物体と交接する中心部分を有する回折限定スポット・パターン・ボリューム内 に焦点付けること：（ｂ）コアをボリューム中心部分上に画像化し、又、それに より、ボリューム内の照明エネルギー、及び、物体間の相互作用の結果として生 じる出力シグナルを回収することで、そこにおいて、コア上に焦点付けられる中 心部分より発生する出力エネルギーの数値アパーチャーＮＡ、出力エネルギーの 波長λ、及び、出口端部におけるコアの平均直径ｄが以下の式により関係付けら れるもの： ＮＡ≦０．６×λ／ｄ （Ｃ）相互作用を示すシグナルを供給するために、出口端部におけるコアに入る 出力エネルギーを検知すること： （ｄ）物体により交差される他のボリューム内の中心地域の少なくとも１部を焦 点付けるための単一モード・エネルギー・ガイドのエネルギー出口におけるコア よりの照明エネルギーを再焦点付けすること：（ｅ）工程（ｂ）、及び（Ｃ）を 繰り返すこと：及び、（ｆ）工程（ｄ）、及び（ｅ）を繰り返すこと。
第４実施例の方式は、典型的には、物体に関しての情報を提供するために、検知 されたシグナルをストアーすること、及び、分析することを含む。
代替的に、第４実施例の方式は、物体に関しての情報を提供するために、物体に ついてのボリュームの位置、及び、検知されたシグナルをストアーし、又、分析 することを含む。
一般的に、第１から第４の実施例においては、アパーチャー上に焦点付けられる 中心部分より発生する出力エネルギーの数値アパーチーヤーＮＡ、出力エネルギ ーの波長λ、及びアパーチャー、検知エレメント、或いは、コアの平均直径ｄは 、以下の式により関係付けられる：ＮＡ＜０．６Ｘλ／ｄ 以下のコメントは、第１より第４実施例に当てはまる。
エネルギー・ガイドは、フレキシブルであり得、又、エネルギー・ファイバーで あり得る。
エネルギー源は、中性子、プロトン、或いは、電子ビーム、或いは、アルファ粒 子のビームのような固形粒子ビーム、音波のような音響波、或いは、ガンマ線、 Ｘ線、ＵＶ光線、可視光線、赤外線、又は、マイクロ波といったような電磁放射 線を供給することができる。一般的に、エネルギー源は、遠ＵＶから遠ＩＲのレ ンジ、及び、これを含む波長を有する電磁放射線のソースであり、エネルギー・ ガイドは、光ファイバーである。
光ソースの例としては、タングステン・フィラメント・ソースのような白熱ソー ス、ソーディアム、及び、イオダイン・ヴ工−パー・ランプを含むハロゲン・ラ ンプのようなヴ工−パー・ランプ、キセノン・アーク・ランプ、及び、Ｈｇアー ク・ランプのような放電ランプ、光ダイオード、超放射ダイオード、発光ダイオ ード、レーザー・ダイオード、電子照明光源のようなソリッド・ステート光源、 アルゴン・レーザー、アルゴン／クリプトン・レーザー、ネオン・レーザー、ヘ リウム・ネオン・レーザー、キセノン・レーザー、及び、クリプトン・レーザー のようなレア・ガス・レーザー、カーボン・モノキサイド及び、カーボン・ディ オキサイド・レーザー、カドミウム、すず、水銀、或いはセレニューム・イオン ・レーザーのような金属イオン・レーザー、鉛塩レーザー、銅及び金ヴ工−パー ・レーザーのような金属ヴ工−パー・レーザー、窒素レーザー、ルビー・レーザ ー、イオダイン・レーザー、ネオディミューム・ガラス、及び、ネオディミュー ムＹＡＧレーザー、ローダミン６４０、キトン・レッド６２０、或いは、ローダ ミン５９０ダイを採用するグイ・レーザーのようなグイ・レーザー、及び、濃厚 液処理ファイバー・レーザーが含まれる。
エネルギー・ガイドは、フレキシブル、単一モード光ファイバーであってもよい 。例えば、適正な屈折率プロフィールを付与される６３３ナノメーターの波長に おいて単一モードである５ミクロン・コア・ファイバー。
ステップ・インデックス光ファイバーは、数値アパーチャーＮＡ、ファイバー・ コア半径ａ、及び、光の波長λが、以下の関係に従う場合に単一モードとなる： ２ｘπｘＮＡｘａ／λ≦２，４０５ フォーカサ−は、マイクロスコープ対称物、反射レンズ、及び／或いは、ホログ ラフ光学エレメントを含有する、屈曲ガラス・レンズであってもよい。エネルギ ーが、ＵＶから近赤外線のレンジ以外の周波数、或いは、別のタイプのエネルギ ーである場合には、光学焦点エレメントの代わりに、類似の焦点エレメントが使 用される。
本発明の特殊な回折限定集魚マイクロスコープは、機構的ピンホール／光源の組 み合せの代わりに、単一モード光ファイバー／光源を利用する。既に指摘したよ うに、機構的ピンホールは、特に、アパーチャーにたまるほこりに敏感である。
機構的ピンホールのアパーチャーにほんの少しでもほこりがつくと、こうしたピ ンホールより放射する光ビームが、既に循環的に左右対称ではなくなり、システ ムに収差が生じてしまい問題となる。はこりは、光ファイバーの光の入口、及び 、出口端部につき易いが、クリーニングは比較的簡単で、必要であれば、除去す ることもできる。
既に上記で指摘したように、機構的ピンホール／光源の組み合せは、正確に配列 することが難しい。機構的ピンホールが適正に配列されない場合は、集魚マイク ロスコープの解像度に大きな影響を与え、結果として回折スポットの位置が異常 となり、奥行き、及び、他の調査の精度の面で重大な結果をもたらす。それに対 して、単一モード光ファイバー／光源の組み合せが適正に配列されない場合には 、ファイバーの出口端部より放射する光ビームの光輝度は低下するが、発生する 光ビームは、依然として、環状に左右対称である。
一体化単一モード光ファイバー／光源の組み合せを、反射共焦マイクロスコープ に利用する場合には、比較的困難な仕事である、光ファイバーを、光源と整列さ せるという問題が、効率的に除去される。この後者の組み合せは、同様に、集魚 マイクロスコープへの組み付けを必要とする分離した光学コンポーネントの数を 減少させる。
加えて、一体化単一モード光ファイバー／レーザー・ダイオードの組み合せが使 用される場合には、−貫化フイードバック検知器を伴うレーザー・ダイオードを 利用することができ、これにより、レーザー・ダイオードの電力出力をモニター し、制御することが可能となる。類似的に、−貫化光フアイバー／検知器を利用 すれば、光ファイバーと検知器を整列させるという必要性を効率的に除去できる 。
反射共焦マイクロスコープにおける、単一モード光ファイバー／光源、及び、光 フアイバー／検知器の組み合せの更なる利点は、光源、及び、検知器、及び、関 連するエレクトロニクスが、ポラライザー、及び、焦点レンズ、或いは、焦点レ ンズ・システムといったような光学的ハードウェアーから隔離して配置できると いうことである。特に有利な点は、光源、及び、検知器が、目的物から遠隔して 配置される場合には、簡単に温度制御ができ、寿命、精度、及び、信頼性を増加 させるが、このことは、厳しい産業環境下での使用に特に有益である。
図面の簡単な説明 図１は、従来の回折限定集魚マイクロスコープの図式的図面である。
図２は、簡略化回折限定集魚マイクロスコープ配列の図式的図面である。
図３は、本発明に従う回折限定集魚マイクロスコープの図式的図面である。
図４は、本発明に従う別の回折限定集魚マイクロスコープの図式的図面である。
図５は、本発明に従う更に別の回折限定集魚マイクロスコープの図式的図面であ る。
図６は、回折限定反射集魚マイクロスコープ配列の別の図式的図面である。
本発明実施の為のベスト・モード、及び、他のモード図３について述べると、回 折限定スポットマイクロスコープ３０は、焦点エレメント３２の一方の側面に配 置されるレーザー３１を有する。レーザー３１よりのレーザー光はエレメント３ ２に落ちかかり、単一モード光ファイバー３４の光受信端部３３上に焦点付けら れる。ファイバー３４は、光出口端部３５を有する。照準レンズ３６は、それよ り放射する照明レーザー光を照準するために出口端部３５に関して操作的に配置 される。極性化ビーム・スプリッター３７は、それよりの照準された照明レーザ ー光を極性化するために、照準レンズ３６に関して操作的に配置される。４分の １波長プレート３８は、ビーム・スプリッター３７より出現する極性化された照 明レーザー光を環状に極性化するために、ポラライザーに関して操作的に配置さ れる。高質マイクロスコープ対象物３９は、波長プレート３８を通過して、物体 ４ｏと交接する回折限定スポット・パターン・ボリューム内に入った極性化され た照明レーザー光を環状に焦点付ける為に、波長プレート３８に関して、操作的 に配置される。
ボリューム内の照明レーザー光、及び、物体４ｏの間の相互作用の結果として生 ずる出力光は、対象物３９により回収され、照準された出力光を生成するために 照準される。照準された出力光は、４分の１波長プレート３８を通り抜ける。物 体４０よりの出力光は４分の１波長プレート３８を通り抜ける。この出力光の１ 部分は、極性化ビーム・スプリッター３７により、焦点レンズ４１上に反射され る。焦点レンズ４１は、ビーム・スプリッター３７により反射される出力光を、 第２光フアイバー４３の光受信端部４２上に焦点付ける為に、ビーム・スプリッ ター３７に関し、操作的に配置される。焦点レンズ４１、及び、対象物３９は、 ファイバー４３の光受信端部４２のコアを、照明レーザー光回折限定スポット・ パターンの中心部分に画像化するように配列されており、そこにおいては、ファ イバー・コア上に焦点付けられる中心部分より発生する出力光の数値アパーチャ ーＮＡ。
出力光の波長λ、及び、ファイバー４３の光受信端部４２におけるファイバー・ コアの平均直径ｄが以下の式により関連付けられるもの： ＮＡ＝０．３６Ｘλ／ｄ 光検知器４５は、第２光フアイバー４３の出口端部４４より出現する出力光を検 知するために配備される。使用においては、レーザー３１よりの照明レーザー光 は、照明レーザー光を、単一モード光ファイバー３４の光受信端部３３上に、焦 点付ける焦点エレメント３２に落ちかかる。ファイバー３４の光受信端部３３の コアにより回収される照明レーザー光は、ファイバー３４を通過し、出口端部３ ５より現れる。出口端部３５は、ピンホールとしての役を効果的に果たす。出口 端部３５より現れる照明レーザー光は、照明レーザー光を照準する照準レンズ３ ６を通過する。照準された照明レーザー光は、ビーム・スプリッター３７を通過 し、線型に極性化された、照準された照明レーザー光として現れる。この線型に 極性化された、照準された照明レーザー光は、それから、波長プレート３８を通 過する。波長プレート３８より現れる照準された照明レーザー光は、環状に極性 化され、照明レーザー光を、物体４ｏと交接する回折限定スポット・パターン・ ボリュームに焦点付けるマイクロスコープ対象物３９を通過する。ボリューム内 の照明レーザー光、及び、物体４０の間の相互作用の結果として生じる出力光は 、対象物３９により回収され、照準される。照準された出力光は、４分の１波長 プレート３８を通過した物体４０により反射される出力光は、ここで、線型に極 性化された照明レーザー光に対して垂直に線型に極性化される。そのために、こ れは、極性化ビーム・スプリッター３７により、焦点レンズ４１上に反射される 。
ランダム極性を有する物体４０により放散される出力光は、実質的に、波長プレ ート３８の影響を受けない。
この出力光の１部分は極性化ビーム・スプリッター３７により、焦点レンズ４１ 上に反射される。レンズ４１は、ビーム・スプリッター３７により反射される出 力光を、第２光フアイバー４３の光受信端部４２上に焦点付ける。
光受信端部４２のコアにより回収される出力光は、第２光フアイバー４３を通過 し、出口端部４４よりの出現時に、光検知器により検知される。物体４０に関連 する表面プロフィール情報は、典型的には、物体４０を前後に移動させることに より得られる。ある場合には、物体４０を動かす代わりに、マイクロスコープ対 象物３９を前後に移動させることが望ましい。最大光が検知器４５において検知 される位置は、典型的には、物体４ｏの表面の位置に相応する。物体４０は、そ れがら、ｘ−ｙ平面の異なる場所に移動させることができ、この工程が繰り返さ れる。再び、ある場合にはマイクロスコープ対象物３９をｘ−ｙ平面において移 動させることが望ましい。
物体４０の全表面は、物体４０の異なるｘ−ｙ位置について上記の工程を繰り返 すことによりマツプ化できる。
ｘｌ及び／或いは、ｙ及び／或いは２解像度を改善するために、紐解像度フィル ター（或いは複数）を、照明及び／或いは、検知バスの実質的にどこにでも配置 することができる。
図４に示されている代替的回折限定反射集魚マイクロスコープ５０は、レーザー ／焦点エレメント／ファイバー人口端部３１．３２、及び３３が、−貫化単一モ ード・ファイバー光学ピッグテール５２を有するレーザー・ダイオード５１によ り代替され、又、ファイバ一端部／検知器の組み合せ４４、及び、４５が、−貫 化フアイバー光学ピッグテール５４を有する検知器５３により代替されている以 外は図３に示されている集魚マイクロスコープ３０と同じものである。
マイクロスコープ５０の図３に示されるマイクロスコープ３ｏに対する利点は、 焦点エレメント３２が除去され、レーザー３１を、単一モード・ファイバー３４ の光受信端部３３と整列させる必要がないということである。
−貫化フアイバー光学ピッグテール５２がダイオード・レーザー５１と同じパッ ケージに溶接密封されているので、はこりは、レーザー・ダイオード５１、及び 、−貫化第１モード光ファイバー・ピッグテール５２の間の光学バスに入ること ができない。加えて、レーザー・ダイオードは、典型的には、それにより、レー ザーのパワー出力が測定できるようになる一貫化フイードバック検知器を有する 。光検知器５３と関わり合う一貫化フアイバー光学ピッグテール５４についての 利点は、検知器をファイバーに関して位置させる必要がないということであり、 又、はこりが、図３に示される実施例における出口端部４４、及び、検知器４５ の間の光学バスに入れる場合のようには、光学バスに入れないということである 。
図５に示される更に代替的な回折限定スポットマイクロスコープ６０においては 、−貫化単一モード光ファイバー・ピッグテール６２を伴う超放射ダイオード６ １が、指向性単一モード・ファイバー指向性カップラー６４のポート６３にヒユ ーズ連結される。−貫化フアイバー光学ピッグテール６２よりの照明光は、ポー ト６５及び６６の間で分散される。カップラー６４のポート６５は、逆反射を避 けるために、端部６６Ａにおいて終結されている。代替的に、ファイバ一端部６ ６Ａは、超放射ダイオード６１の光パワーをモニターするために、検知器にカッ プリングすることもできよう。ファイバー６９の単一モード・ファイバー出口端 部６８より現れる照明光は、有限チューブ長さを有し、又、物体７１と交接する 回折限定スポット・パターン・ボリュームを形成するために、出口端部６８、及 び、物体７１に関して操作的に配置されるマイクロスコープ対象物７０により回 収される。ボリューム内の照明光、及び、物体７１間の相互作用の結果として生 ずる出力光は、対象物７０により回収され、ファイバ一端部６８上に戻され焦点 付けられる。マイクロスコープ対象物７０は、ファイバ一端部６８のコアを、照 明光回折限定スポット・パターンの中心部上に画像化するが、そこにおいては、 ファイバー・コア上に焦点付けられる中心部分より発生する出力光の数値アパー チャーＮＡ、出力光の波長λ、及び、ファイバー６９の光出口端部６８における ファイバー・コアの平均直径ｄは以下の式により関連付けられる： ＮＡ＝０．３Ｘλ／ｄ ファイバー６９のコアにより回収される出力光は、単一モード・ファイバー指向 性カップラー６４のポート６３及び７２の間で分散される。ポート７２よりの出 力光は、−貫化フアイバー光学ピッグテール６７を通過して検知器７３に到る。
ピエゾ電気スタック７５は、ファイバ一端部６８に隣接するファイバー６９にカ ップリングされる。
使用に際しては、超放射ダイオード６１よりの照明光は、−貫化単一モード光フ ァイバー・ピッグテール６２を通過して、カップラー６４のポート６３に到る。
カップラー６４は、照明光を、ポート６５及び６６の間で分散する。照明光は、 ポート６６からファイバー６９を通過し、単一モード・ファイバー出口端部６８ より現れ、そして、照明光を、物体７１と交接する回折限定スポット・パターン ・ボリューム内に焦点付けるマイクロスコープ対象物７０により回収される。出 力光は、ボリューム内の照明光、及び、物体間の相互作用の結果として生じ、対 象物７０により回収され、単一モード・ファイバー出力端部６８上に焦点付けら れる。ファイバー出口端部６８におけるコアにより回収される光は、ファイバー ６９を通過し、カップラー６４のポート６６に到る。この出力光は、カップラー ６４のポート６３及び７２の間で分散される。ポート７２よりの光は、−貫化光 フアイバー・ピッグテール６７を通過し、光ダイオード７３により検知される。
マイクロスコープ６０は、ピエゾ電気スタック７５を使用して、照明システムの 軸に沿って（２方向）、ファイバ一端部６８を前後に移動させることにより、物 体７１に関する表面プロフィール情報、或いは、物体７１のボリューム内の情報 を得るために利用できる。検知器７３において最大光が検知される時の位置は、 典型的には、物体７１の表面に相応する。ファイバ一端部６８をＸ−ｙ平面で移 動させることにより、ｘ−ｙ平面における物体７１を走査することも可能である 。マイクロスコープ３０及び５０についてと同様に、マイクロスコープ６０にお いても、物体７１は、対象物７０、及び／或いは、物体７１をｘ−ｙ及びＺ方向 に移動させることにより輪郭付けることができる。この方法で、物体７１の全表 面をマツプ化できる。
マイクロスコープ６０のマイクロスコープ５０及び３０に対する利点は： １、ファイバー６９の体積が小さいので物体がきわめて迅速に走査できる。
２、マイクロスコープ３０及び５０に比較して、マイクロスコープ６０において は、必要な光学エレメントが少ない。光学エレメントが少ないために経済性が高 まるということとは別に、相互に関して光学的に配置されなければならないただ ２つのエレメントがファイバ一端部６８と対象物７０だけであるので、組み立て 構造がより簡単になる。
３、マイクロスコープ３０及び５０と比較して、６０を配列するのは極めて簡単 である。これは、ファイバ一端部６８が、ファイバー・ソース、及び、ファイバ ー検知器の双方として機能することの結果である。更には、出口端部６８の配列 を誤ることがほとんどない。
もし指向性カップラー６４が極性化分散カップラーであり、又、超放射ダイオー ド６１が、ポート６３に入る照明極性化光が圧倒的にポート６６に向けられるよ うに配置されているとするならば、物体７１においては、より高い照明輝度が生 ずる。更に、ファイバー出口端部６８、及び、対象物７０の間に、４分の１波長 プレート７４が配置されているとすれば、ファイバー出口端部６８に入る出力光 は、圧倒的にポート７２より現れ、光ダイオード７３に向かう。これは、レーザ ー・ダイオードは、典型的には、極性化光を発光するからである。超放射ダイオ ード６１／−貫化フアイバー光学ピッグテール６２を、極性化ビーム分散カップ ラー６４に関して正確に方向付けることにより、照明光は、圧倒的に、カップラ ー・ポート６６より出て、ファイバー６９を通過し、極性化されて、ファイバ一 端部６８より現れる。線型に極性化された照明光は、４分の１波長プレート７４ を通過後、環状に極性化される。物体７１により反射される照明光は、４分の１ 波長プレート７４を通過して戻る時に、照明光のそれと垂直に線型に極性化され る。であるがら、ファイバー６９を通過して、極性化ビーム分散カップラー６４ のポート６６内に入るこの出力光は、圧倒的に、ファイバー６７に沿うポート７ ２を通過して出て、光ダイオード７３により検知される。
４分の１波長プレート７４を含有し、極性化ビーム分散カップラー６４を使用す ることの利点は、照明光の１部分を反射する物体７１より結果的に生じるシグナ ルが増加するということである。
図６に示される代替的回折限定反射集魚マイクロスコープ８０は、光学エレメン ト８１が、ファイバー出口端部８２、及び、４分の１波長プレート８３の間に配 置されるということ以外は、図５に示される集魚マイクロスコープ６０と同じで ある。更に、マイクロスコープ対象物８４は、インフ矯正マイクロスコープ対象 物である。
マイクロスコープ８０の６０に対する利点は、現存の４分の１波長プレート７４ を伴うマイクロスコープ対象物７０においては、回折限定操作を維持することが 難しいということである。図６のマイクロスコープ８ｏにおいて、光学エレメン ト８１を含有させることにより、波長プレート８３による照明光及び、出力光内 への収差の導入が避けられる。
産業上の利用分野 本発明の回折限定操作マイクロスコープは従来の集魚マイクロスコープについて 振動が問題となる環境における使用が可能であるが、これは、配列がより簡単で 、配列内で維持するパーツがより少ないからである。加えて、本発明の集魚マイ クロスコープの照明、及び、検知光学部品、及び、電子部品は、マイクロスコー プの実際の光学焦点トレーンより遠隔して配置できるので、複雑な電気的遮断措 置の必要なく、電気的に騒音の多い環境下で操作可能となる。発明の集魚マイク ロスコープの特定的な実施例においては、単一光ファイバー・ソース／検知器ア パーチャーの新規の配列を使用しているので、ピンホールの左右非対称配置の結 果となるちょっとした配列の誤りに敏感でなく、そのために、従来の集魚マイク ロスコープと違い、ピンホールの位置を継続的にモニターする必要がない。
エネルギー・ガイドが、又、エネルギー源として光が使用される場合には光ファ イバーが、本発明の集魚マイクロスコープにおける照明光ガイドとして使用され ているので、こうしたマイクロスコープは、維持がより簡単で、より信頼性が高 い、なぜならば、エネルギー・ガイド、及び、特に、光ファイバーは、従来の集 魚マイクロスコープに利用される機構的ピンホールよりも、はこりの汚染により 敏感でないからである。更には、本発明の集魚マイクロスコープに必要なパーツ は、より少ないので、本質的に、製造、及び、維持費が安くなる。その上に、本 発明の集魚マイクロスコープにおいて利用される単一光ファイバー・ソース／検 知器アパーチャーの場合には、ファイバーの出口端部を単に振動させることによ り、物体を迅速に走査することが可能である。このことにより、本発明の集魚マ イクロスコープは、高解像度、回折限定操作を維持しながら、従来の集魚マイク ロスコープよりもより迅速な画像化のために利用可能となる。
特表千４−５００１２９　（１２） 国際調査報告 に［′ｒｏ）こ二打りせ込ＴＸα艶り圧ス躍】既りゴびαｙｙｙｍｒｘｃＭ：、 　汀にコに耐１ｇＦ７組Ｉ広公ｎ−コ８９０３０５フＡＯ２５３５９／８ＢＥＮ ＤＯＦ入堂ξズ

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. １．以下のものよりなる回析限定共焦マイクロスコープ： 焦点付け可能な照明エネルギーを供給するためのエネルギー源： コア、エネルギー・レシーバー、及び、エネルギー出口よりなる単一モード・エ ネルギーガイド：で、このエネルギーガイドが、エネルギー源よりの照明エネル ギーが、エネルギー・レシーバーにより受信され、コア内にカップリングされ、 又、エネルギー出口におけるコアより現れるように、エネルギー出口にガイドさ れるように、エネルギー源と操作的に関わり合うもの：コアより出現する照明エ ネルギーの少なくとも１部分を、使用に際して物体と交接する中心部分を有する 回析限定スポット・パターン・ポリューム内に焦点付けるために、エネルギー出 口と操作的に関わり合う第１フォーカサー： ポリューム内の照明エネルギー、及び、物体の間の相互作用の結果として生じ、 又、ポリュームを介しての照明エネルギーの転送の結果として生じる、ポリュー ムよりの出力エネルギーを回収するために、第１フォーカサー、及び、使用中に おいては物体と操作的に関わり合う第２フォーカサー： アパーチャー、及び、検知エレメントを有する検知器で： そこにおいては、検知器が第２フォーカサーと操作的に関わり合い、その際に、 第２フォーカサーが、アパーチャーを中心部分上に画像化するが、そこでは、ア パーチャー上に焦点付けられる中心部分より発生する出力エネルギーの数値アパ ーチャーＮＡ、出力エネルギーの波長λ、及び、アパーチャーの平均直径ｄが以 下の式により関連付けられ、それにより出力エネルギーを検知するもの： ＮＡ■０．６×λ／ｄ
  2. ２．アパーチャー上に焦点付けられる中心部分より発生する出力エネルギーの当 該数値アパーチャーＮＡ、出力エネルギーの波長λ、及び、アパーチャーの平均 直径ｄが以下の式により関連付けられる： ＮＡ＜０．６×λ／ｄ 請求項１に記載の回析限定共焦マイクロスコープ。
  3. ３．当該アパーチャーがピンホール・アパーチャーである、請求項１に記載の回 析限定共焦マイクロスコープ。
  4. ４．当該アパーチャーが、第２エネルギー・ガイドのコア内に焦点付けられる出 力エネルギーを検知するために、当該検知エレメントと操作的に関わり合うエネ ルギー出口を同様に有するコアを有する第２エネルギー・ガイドのエネルギー受 信端部におけるコアである、請求項１に記載の回析限定共焦マイクロスコープ。
  5. ５．当該第２エネルギー・ガイドが単一モード・エネルギー・ガイドである、請 求項４に記載の回析限定共焦マイクロスコープ。
  6. ６．以下のものよりなる回析限定共焦マイクロスコープ： 焦点付け可能な照明エネルギーを供給するためのエネルギー源： コア、エネルギー・レシーバー、及び、エネルギー出口よりなる単一モード・エ ネルギー・ガイド：で、このエネルギー・ガイドが、エネルギー源よりの照明エ ネルギーが、エネルギー・レシーバーにより受信され、コア内にカップリングさ れ、又、エネルギー出口におけるコアより出現できるようにエネルギー出口に誘 導されるように、エネルギー源と操作的に関わり合うもの：コアより現れる照明 エネルギーの少なくとも１部分を、使用中に物体と交接する回析限定スポット・ パターン・ポリューム内に焦点付けるために、エネルギー出口と操作的に関わり 合う第１フォーカサー： ポリューム内の照明エネルギー、及び、物体の間の相互作用の結果生じ、及び／ 或いは、ポリューム内を介しての照明エネルギーの転送の結果生じるポリューム よりの出力エネルギーを回収するために、第１フォーカサー、及び、使用中は物 体と操作的に関わり合う第２フォーカサー： 検知エレメントを有する検知器：で、 そこにおいて、第２フォーカサーが検知エレメントを、ポリューム内の照明エネ ルギーの中心部分上に画像化し、そこにおいて、検知エレメント上に焦点付けら れる中心部分より発生する出力エネルギーの数値アパーチャーＮＡ、出力エネル ギーの波長λ、及び、検知エレメントの平均直径ｄが以下の式により関連付けら れるもの：ＮＡ■０．６×λ／ｄ それにより、検知器は出力エネルギーを検知する。
  7. ７．エレメント上に焦点付けられる中心部分より発生する出力エネルギーの当該 数値アパーチャーＮＡ、出力エネルギーの波長λ、及び、エレメントの平均直径 ｄが以下の式により関連付けられる： ＮＡ＜０．６×λ／ｄ 請求項６に記載の回析限定共焦マイクロスコープ。
  8. ８．照明、及び、出力エネルギー・パスが、実質的に、ポリューム、及び、スプ リッター間で同じである、出力エネルギーを検知器に方向付けるために、エネル ギー出口におけるコア、及び、ポリューム間のエネルギー・バスにおいて配置さ れるエネルギー・スプリッターより更になる、請求項１、或いは、６に記載の回 析限定共焦マイクロスコープ。
  9. ９．第１フォーカサー、及び、第２フォーカサーが、共通のエネルギー焦点付け エレメントを有する、請求項８に記載の回析限定共焦マイクロスコープ。
  10. １０．当該エネルギー・スプリッターが、波長依存的スプリッターよりなる、請 求項８に記載の回析限定共焦マイクロスコープ。
  11. １１．当該エネルギー・スプリッターが極性化依存的であり、更に、照明エネル ギーを極性化するための、エネルギー源と操作的に関わり合うポラライザーより なる、請求項８に記載の回析限定共焦マイクロスコープ。
  12. １２．照明エネルギーを少なくとも部分的に、環状に極性化させ、極性化依存的 エネルギー・スプリッターを通過して戻る出力エネルギーを少なくとも部分的に 線型に極性化させるために、極性化依存エネルギー・スプリッター、及び、ポリ ューム間の、極性化された照明エネルギー、及び、出力エネルギーのバスに配置 される極性化装置より更になる、請求項１１に記載の回析限定共焦マイクロスコ ープ。
  13. １３．以下のものよりなる回析限定反射共焦マイクロスコープ： 焦点付け可能な照明エネルギーを供給するためのエネルギー源： コア、エネルギー・レシーバー、及び、エネルギー出口よりなる単一モード・エ ネルギー・ガイド：で、このエネルギー・ガイドが、エネルギー源よりの照明エ ネルギーがエネルギー・レシーバーにより受信され、コア内にカップリングされ 、又、エネルギー出口におけるコアより出現できるように、エネルギー源と操作 的に関わり合うもの： コアより出現する照明エネルギーの少なくとも１部を、使用中に物体と交接する 中心部分を有する回析限定スポット・パターン・ポリューム内に焦点付け、ポリ ューム内の照明エネルギー、及び、物体の間の相互作用の結果生じる出力エネル ギーを回収し、又、出力エネルギーの少なくとも１部を、エネルギー出口におけ るコア内に方向付けるために、エネルギー出口と操作的に関わり合うフォーカサ ー： 検知器：及び、 コアより出力エネルギーを引き出し、これを検知器方向に向けるために、ガイド 、及び、検知器と操作的に関わり合うエネルギー・エマネーター：で、そこにお いて、フォーカサーは、エネルギー出口におけるコアを、中心部分上に画像化す るが、そこにおいては、エネルギー出口におけるコア上に焦点付けられる中心部 分より発生する出力エネルギーの数値アパーチャーＮＡ、出力エネルギーの波長 λ、及び、エネルギー出口におけるコアの平均直径ｄが、以下の式により関連付 けられるもの： ＮＡ■０．６×λ／ｄ
  14. １４．出口端部におけるコア上に焦点付けられる中心部分より発生する出力エネ ルギーの当該数値アパーチャーＮＡ、出力エネルギーの波長λ、及び、出口端部 におけるコアの平均直径ｄが以下の式により関連付けられる：ＮＡ＜０．６×λ ／ｄ 請求項１３に記載の回析限定共焦マイクロスコープ。
  15. １５．物体の中、及び、回りで、回析限定スポット・パターン・ポリュームを走 査するために、エネルギー出口をｘ及び／或いはｙ及び／或いはｚ方向に移動さ せるためにエネルギー・ガイドと操作的に関わり合うスキャナーより更になる、 請求項１３に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  16. １６．当該スキャナーが、ピエゾ電気スタック、マグネット・コア／マグネット ・コイルの組み合せ、機構的バイブレーター、電磁式バイブレーター、機構的、 或いは、電子機構的ポジショニング機構、或いは、音響式カップラーである、請 求項１５に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  17. １７．レシーバー、及び、エマネーターが、ソースよりの照明エネルギーの一部 を、エネルギー・ガイドのコア内に方向付けられるようにし、又、エネルギー・ ガイドのコア内の出力エネルギーの一部を検知器に方向付けられるようにするエ ネルギー・スプリッターを共通して有する、請求項１３或いは１５に記載の回析 限定反射共焦マイクロスコープ。
  18. １８．当該エネルギー・スプリッターが、波長依存的エネルギー・スプリッター よりなる、請求項１７に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  19. １９．当該エネルギー・スプリッターが、極性化依存的であり、又、更に、照明 エネルギーを極性化させるために、エネルギー源と操作的に関わり合うポラライ ザーよりなる、請求項１７に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  20. ２０．照明エネルギーを少なくとも部分的に環状に極性化し、又、極性化依存的 エネルギー・スプリッターを通過して戻る出力エネルギーを少なくとも部分的に 線型に極性化させるために、極性化依存的エネルギー・スプリッター、及び、ポ リュームの間の、極性化された照明エネルギー、及び、出力エネルギーのパス内 に配置される極性化装置より更になる、請求項１９に記載の回析限定反射共焦マ イクロスコープ。
  21. ２１．当該エネルギー・スプリッターが、エネルギーガイド・カップラーよりな る、請求項１７に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  22. ２２．当該エネルギー・ガイド・カップラーが、ヒューズ設置２円錐テーパー・ カップラー、光沢ブロック・カップラー、ビン化及び腐食カップラー、ファイバ ーの入口及び出口ビッグテールを有するバルク・オプティック・タイプ・カップ ラー、或いは、フォトリゾグラフ、或いは、イオン分散製造技術に基づく平坦ウ ェーブ・ガイド装置である、請求項２１に記載の回析限定反射共焦マイクロスコ ープ。
  23. ２３．物体の中、及び、回りでポリュームを走査するために、フォーカサーに相 対的にエネルギー出口におけるコアの画像を移動させるために、エネルギー出口 、及び、フォーカサーと操作的に関わり合うエネルギー・スキャナーよりなる、 請求項１３に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  24. ２４．エネルギー・スキャナーが、可動エネルギー・リフレクター、電子エネル ギー装置、或いは、音響エネルギー装置である、請求項２３に記載の回析限定反 射共焦マイクロスコープ。
  25. ２５．更に、物体中、及び、回りで、ポリュームを走査するために、エネルギー 出口に関してフォーカサーを移動させるために、フォーカサーと操作的に関わり 合うスキャナーよりなる、請求項１３に記載の回析限定反射共焦マイクロスコー プ。
  26. ２６．更に、物体の中、及び、回りで、ポリュームを走査するために、物体に関 してエネルギー出口、及び、フォーカサーの組み合せを移動させるために、エネ ルギー出口、及び、フォーカサーと操作的に関わり合うスキャナーよりなる、請 求項１３に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  27. ２７．物体の中、及び、回りでポリュームを走査するために、物体をｘ及び／或 いはｙ及び／或いはｚ方向に移動させるために、使用中に物体と操作的に関わり 合うスキャナーより更になる、請求項１、６或いは１３に記載の回析限定反射共 焦マイクロスコープ。
  28. ２８．物体に関しての情報を供給するため、検知器よりのシグナルをストアーし 、分析するための、検知器と操作的に関わり合う装置より更になる、請求項１、 ６或いは１３に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  29. ２９．物体に関しての情報を提供するために、検知器よりのシグナル、及び、使 用に際しては、スキャナーにより移動される個体の位置を示すスキャナーよりの シグナルをストアーし分析するための、検知器、及び、スキャナーと操作的に関 わり合う装置より更になる、請求項１５、２３、２５或いは２６に記載の回析限 定反射共焦マイクロスコープ。
  30. ３０．物体に関しての情報を提供するために、検知器よりのシグナル、及び、使 用に際しては、スキャナーにより移動される個体の位置を示すスキャナーよりの シグナルをストアーし、分析するための、検知器、及び、スキャナーと操作的に 関わり合う装置より更になる、請求項２７に記載の回析限定反射共焦マイクロス コープ。
  31. ３１．当該エネルギー源が、遠ＵＶから遠ＩＲを服務、レンジ内の波長を有する 電磁放射線のソースよりなり、又、当該エネルギー・ガイドが光ファイバーであ る、請求項１、６或いは１３に記載の回析限定反射共焦マイクロスコープ。
  32. ３２．以下の工程によりなる、それの情報を提供するための、物体を走査する方 式： （ａ）コア、エネルギー・レシーバー、及び、エネルギー出口よりなる単一モー ド・エネルギー・ガイドのエネルギー出口におけるコアよりの照明エネルギーを 、物体と交接する中心部分を有する回析限定スポット・パターン・ポリューム内 に焦点付けること：（ｂ）コア上に焦点付けられる中心部分より発生する出力エ ネルギーの数値アパーチャーＮＡ、出力エネルギーの波長λ、及び出口端部にお けるコアの平均直径ｄが、ＮＡ■０．６×λ／ｄ により関連付けられる、コアを、ポリュームの中心部分に画像化し、それにより 、ポリューム内の照明エネルギー、及び、物体間の相互作用の結果として生じる 出力エネルギーを回収すること。 （ｃ）その相互作用を示すシグナルを提供するために、出口端部におけるコアに 入る出力エネルギーを検知すること： （ｄ）物体により交接される別のポリューム内の中心地帯の少なくとも１部を焦 点付けるために、単一モード・エネルギー・ガイドのエネルギー出口におけるコ アよりの照明エネルギーを再焦点付けること：（ｅ）工程（ｂ）及び（ｃ）を繰 り返すこと：（ｆ）工程（ｄ）及び（ｅ）を繰り返すこと。
  33. ３３．出口端部におけるコア上に焦点付けられる中心部分より発生する出力エネ ルギーの当該数値アパーチャーＮＡ、出力エネルギーの波長λ、及び、出口端部 のコアの平均直径ｄが、 ＮＡ＜０．６×λ／ｄ の式で関連付けられる、請求項３２に記載の物体を走査する方式。
  34. ３４．物体に関しての情報を提供するために、検知されたシグナルをストアーし 、分析することより更になる、請求項３２に記載の物体を走査する方式。
  35. ３５．物体に関しての情報を提供するために、検知されたシグナル、及び、物体 に関してのポリュームの、位置をストアーし、分析することより更になる、請求 項３２に記載の物体を走査する方式。
  36. ３６．当該エネルギー・ガイドが光ファイバーであり、又、照明、及び、出力エ ネルギーが、遠ＵＶから遠ＩＲまでを含むレンジの波長を有する電磁放射線であ る、請求項３２に記載の物体を走査する方式。
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