JPH0713082A - Micropolarizing light source - Google Patents
Micropolarizing light sourceInfo
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- JPH0713082A JPH0713082A JP15669493A JP15669493A JPH0713082A JP H0713082 A JPH0713082 A JP H0713082A JP 15669493 A JP15669493 A JP 15669493A JP 15669493 A JP15669493 A JP 15669493A JP H0713082 A JPH0713082 A JP H0713082A
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- polarized light
- phosphor
- phosphor layer
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、近視野顕微鏡又はフォ
トン走査型トンネル顕微鏡(以下、フォトンSTMとい
う)などに使用される微小偏光光源に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a minute polarized light source used in a near-field microscope, a photon scanning tunneling microscope (hereinafter referred to as a photon STM) or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光を絞るために、レンズの代わり
に波長よりも短い直径を有する微小な開口を利用し、光
学的な観察を行う近視野顕微鏡やフォトンSTM等の観
測手段が知られている。波長に対して短い近視野の領域
においては、微小な開口から洩れてくるエバネッセント
波の広がり方が小さいため、光の回折限界に制限されな
い微小領域の観察が可能である。これらの方法に用いら
れる微小光源としては、(1)尖らせた光ファイバーを
金属で被覆し、先端部の微小領域の金属をエッチングし
て取り除くことによって微小な開口部を形成したもの、
又は(2)図4に示すように、ピペット17を延ばして
先端開口部18を微小化し、外壁に金属を蒸着させたも
の(ネイチャー 237巻 510頁 1972年)等
がある。これらは、何れも根元から先端開口部の金属で
被覆されていない部分を通して光を出すものであるが、
最近では、図5に示すように、ピペット19内の開口部
付近に蛍光体層20を形成し、外部からの励起光21に
よって蛍光22を発するようにした光源が開発されてい
る(モレキュラー クリスタル リキッド クリスタル
183巻 383頁 1990年)。この新しい下方
励起型の蛍光体光源は、得られる光強度、耐久性等の観
点から、前記の開口を透過させる型の光源に比べて格段
に優れている。2. Description of the Related Art Conventionally, an observation means such as a near-field microscope or a photon STM for performing optical observation is known in which a minute aperture having a diameter shorter than a wavelength is used in place of a lens in order to focus light. ing. In the near-field region that is short with respect to the wavelength, the evanescent wave leaking from the minute aperture spreads in a small manner, so that it is possible to observe a minute region that is not limited by the diffraction limit of light. Micro light sources used in these methods include (1) a sharp optical fiber coated with a metal, and a fine opening is formed by etching away the metal in the micro region at the tip end,
Alternatively, (2) as shown in FIG. 4, there is a pipette 17 extended to miniaturize the tip opening 18 and metal is vapor-deposited on the outer wall (Nature 237, 510, 1972). All of these emit light from the root through the portion of the tip opening that is not covered with metal.
Recently, as shown in FIG. 5, a light source has been developed in which a phosphor layer 20 is formed near the opening in a pipette 19 and emits fluorescence 22 by excitation light 21 from the outside (Molecular Crystal Liquid). Crystal 183, 383, 1990). This new lower excitation type phosphor light source is far superior to the above-mentioned light source of the type that transmits through the aperture, from the viewpoint of the obtained light intensity, durability and the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、近視野顕微
鏡やフォトンSTMにおいても、通常の光学顕微鏡のよ
うに偏光による観察が可能であれば、分子の配向など多
くの有益な情報を得ることができるため、その意義は大
きい。By the way, even in a near-field microscope or a photon STM, much useful information such as molecular orientation can be obtained if observation by polarized light is possible like an ordinary optical microscope. Therefore, its significance is great.
【0004】しかし、近視野顕微鏡やフォトンSTMに
おいては、偏光観察に必要な微小偏光光源についての報
告例がない。通常の光学顕微鏡においては、偏光子を用
いることによって偏光した観察光を得ているが、近視野
顕微鏡やフォトンSTMではそれができない。これは以
下のような理由による。すなわち、近視野顕微鏡やフォ
トンSTMにおいては、光源と試料表面との距離が遠く
なると分解能が急激に低下するために、通常数百オング
ストローム以下の距離で観察が行われるが、通常の光学
顕微鏡に用いられるフィルム型や結晶型の偏光子、又は
金属と石英を交互に蒸着した型の偏光子では大きすぎ
て、光源に装着したり光源と試料との間に挿入すること
ができないからである。However, in the near-field microscope and the Photon STM, there is no report on a minute polarized light source necessary for polarized light observation. In an ordinary optical microscope, polarized observation light is obtained by using a polarizer, but it cannot be obtained by a near-field microscope or Photon STM. This is for the following reasons. That is, in a near-field microscope or a Photon STM, the resolution sharply deteriorates as the distance between the light source and the sample surface increases, so observation is usually performed at a distance of several hundred angstroms or less. This is because a film-type or crystal-type polarizer to be used or a type of polarizer in which metal and quartz are alternately deposited is too large to be mounted on a light source or inserted between a light source and a sample.
【0005】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、近視野顕微鏡やフォトンSTMの偏光観察に適応
可能な微小偏光光源を提供することを目的とする。In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a minute polarized light source which can be applied to the polarization observation of a near field microscope or a photon STM.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る微小偏光光源の第1の構成は、直径が
1μm以下の先端部を有する微小偏光光源であって、前
記先端部を除く周辺部が金属で被覆され、前記先端部の
表面に光学異方性を有する蛍光体分子が一軸配向した蛍
光体層を備え、外部から励起光を照射して、前記蛍光体
層から偏光した蛍光を発することを特徴とする。In order to achieve the above object, the first structure of the micro-polarized light source according to the present invention is a micro-polarized light source having a tip with a diameter of 1 μm or less. Except the peripheral portion is coated with a metal, the surface of the tip portion is provided with a phosphor layer in which the phosphor molecules having optical anisotropy are uniaxially aligned, irradiated with excitation light from the outside, and polarized from the phosphor layer. It is characterized by emitting fluorescence.
【0007】また、前記第1の構成においては、蛍光体
層が先端部を含む微小偏光光源の外壁に形成され、蛍光
体の蛍光を消光する消光剤の層が先端部周辺の前記蛍光
体層の上に形成されるのが好ましい。In the first structure, the phosphor layer is formed on the outer wall of the minute polarized light source including the tip, and the quencher layer for quenching the fluorescence of the phosphor is provided around the tip. Is preferably formed on top of.
【0008】また、前記第1の構成においては、蛍光体
分子が会合体を形成するフォトクロミック化合物である
のが好ましい。また、前記第1の構成においては、吸収
層が蛍光体層に接して形成され、励起光を吸収した前記
吸収層からのエネルギー移動によって、前記蛍光体層か
ら偏光した蛍光を発するようにするのが好ましい。In the first structure, it is preferable that the phosphor molecule is a photochromic compound that forms an associate. Further, in the first configuration, the absorption layer is formed in contact with the phosphor layer, and energy is transferred from the absorption layer that has absorbed the excitation light so that polarized fluorescence is emitted from the phosphor layer. Is preferred.
【0009】また、本発明に係る微小偏光光源の第2の
構成は、直径が1μm以下の先端部を有する微小偏光光
源であって、前記先端部を除く周辺部が金属で被覆さ
れ、前記先端部の内側に蛍光体層が設けられると共に、
開口部に吸収体分子が一軸配向した吸収層が形成され、
外部から励起光を照射して、前記蛍光体層から発した蛍
光を前記吸収層を通して偏光した蛍光にすることを特徴
とする。A second configuration of the micro-polarized light source according to the present invention is a micro-polarized light source having a tip portion having a diameter of 1 μm or less, wherein the peripheral portion except the tip portion is covered with a metal, and the tip is provided. A phosphor layer is provided inside the part,
An absorption layer in which absorber molecules are uniaxially oriented is formed in the opening,
It is characterized in that excitation light is radiated from the outside to convert the fluorescence emitted from the phosphor layer into polarized fluorescence through the absorption layer.
【0010】[0010]
【作用】前記本発明の第1の構成によれば、先端部に形
成された蛍光体層に、別のレーザ光源等の光源から励起
光を照射することにより、蛍光体層がこれを吸収して蛍
光を発する。そして、この場合、蛍光体層が先端の微小
領域に形成され、かつ、発光に対応する遷移双極子が一
軸配向しているために、微小領域から偏光特性を有する
蛍光が放射される。従って、近視野顕微鏡やフォトンS
TMの偏光観察に適応可能な微小偏光光源を提供するこ
とができる。According to the first aspect of the present invention, the phosphor layer is formed by irradiating the phosphor layer formed at the tip with excitation light from a light source such as another laser light source, so that the phosphor layer absorbs the excitation light. Emits fluorescence. In this case, since the phosphor layer is formed in the minute region at the tip and the transition dipole corresponding to light emission is uniaxially oriented, fluorescence having a polarization characteristic is emitted from the minute region. Therefore, a near-field microscope or photon S
It is possible to provide a minute polarized light source adaptable to TM polarization observation.
【0011】また、前記第1の構成において、蛍光体層
が先端部を含む微小偏光光源の外壁に形成され、蛍光体
の蛍光を消光する消光剤の層が先端部周辺の前記蛍光体
層の上に形成されるという好ましい構成によれば、先端
部周辺からの不必要な蛍光が減少し、ノイズ成分の小さ
い微小偏光光源を実現することができる。In the first structure, the phosphor layer is formed on the outer wall of the minute polarized light source including the tip portion, and the quencher layer for quenching the fluorescence of the phosphor is formed on the phosphor layer around the tip portion. According to the preferable structure formed above, unnecessary fluorescence from around the tip portion is reduced, and a minute polarized light source with a small noise component can be realized.
【0012】また、前記第1の構成において、蛍光体分
子が会合体を形成するフォトクロミック化合物であると
いう好ましい構成によれば、消光比の高い微小偏光光源
を実現することができる。Further, in the first structure, according to a preferable structure in which the phosphor molecule is a photochromic compound forming an aggregate, a minute polarized light source having a high extinction ratio can be realized.
【0013】また、前記第1の構成において、吸収層が
蛍光体層に接して形成され、励起光を吸収した前記吸収
層からのエネルギー移動によって、前記蛍光体層から偏
光した蛍光を発するようにするという好ましい構成によ
れば、フォトクロミック化合物を用いなくても、良好な
消光比を有する微小偏光光源を実現することができる。In the first structure, the absorption layer is formed in contact with the phosphor layer, and energy transfer from the absorption layer that absorbs the excitation light causes polarized fluorescence to be emitted from the phosphor layer. According to the preferable configuration described above, a minute polarized light source having a good extinction ratio can be realized without using a photochromic compound.
【0014】また、前記本発明の第2の構成によれば、
先端部に別のレーザ光源等の光源から励起光を照射する
ことにより、蛍光体層がこれを吸収して蛍光を発する。
この場合、蛍光体分子は必ずしも配向しないため、非偏
光の蛍光が発せられるが、一軸配向した吸収層を透過す
るときに特定の偏光蛍光が吸収されるので、微小領域か
ら偏光特性を有する蛍光が放射される。従って、近視野
顕微鏡やフォトンSTMの偏光観察に適応可能な微小偏
光光源を提供することができる。According to the second aspect of the present invention,
When the tip portion is irradiated with excitation light from another light source such as a laser light source, the phosphor layer absorbs the excitation light and emits fluorescence.
In this case, since the phosphor molecules are not necessarily oriented, unpolarized fluorescence is emitted, but since specific polarized fluorescence is absorbed when passing through the uniaxially oriented absorption layer, fluorescence having polarization characteristics from the minute region is emitted. Is emitted. Therefore, it is possible to provide a minute polarized light source that can be applied to polarized light observation of a near-field microscope or Photon STM.
【0015】[0015]
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。本発明の微小偏光光源においては、蛍光体
層を、先端部を含む外壁に形成し、蛍光体層の蛍光を消
光する消光剤の層を先端部周辺に形成するのが好まし
い。そして、このように構成することにより、先端部周
辺からの不必要な蛍光成分を減少させることができる。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. In the micro-polarized light source of the present invention, it is preferable that the phosphor layer is formed on the outer wall including the tip portion, and the quencher layer that quenches the fluorescence of the phosphor layer is formed around the tip portion. With this configuration, unnecessary fluorescent components from the vicinity of the tip can be reduced.
【0016】このような構成とするには、以下のように
すればよい。すなわち、まず、ピペットを金属で被覆す
ると共に、その先端内部に高分子を充填する。次いで、
この上に消光剤を蒸着する。次いで、ピペット先端部に
偏光レーザを照射し、先端部の消光剤を取り除くと共
に、ピペットの内部に充填されている高分子の表面にア
ブレージョンを起こさせる。次いで、先端部とその周辺
に蛍光体分子を蒸着すれば、先端部に一軸配向した蛍光
体層が形成される。この理由は明確でないが、アブレー
ジョン時に先端部表面に微細な構造が形成され、それが
蛍光体の配向を誘起している可能性もある。また、アブ
レージョン時に先端部の消光剤が取り除かれるために、
先端部の蛍光体は蛍光を発するが、周辺部の被覆金属上
の蛍光体の蛍光は効率良く消光される。これにより、先
端部周辺からの不必要な蛍光成分を減少させることがで
きる。To make such a structure, the following may be performed. That is, first, the pipette is covered with a metal and the inside of the tip is filled with a polymer. Then
A quenching agent is vapor-deposited on this. Then, the tip of the pipette is irradiated with polarized laser to remove the quenching agent at the tip and to cause abrasion on the surface of the polymer filled inside the pipette. Then, phosphor molecules are vapor-deposited on the tip and the periphery thereof to form a uniaxially oriented phosphor layer on the tip. The reason for this is not clear, but there is a possibility that a fine structure is formed on the surface of the tip portion during ablation, which induces the orientation of the phosphor. Also, since the quencher at the tip is removed during abrasion,
The fluorescent substance at the tip portion emits fluorescence, but the fluorescent substance on the peripheral coating metal is efficiently quenched. As a result, unnecessary fluorescent components from around the tip can be reduced.
【0017】上記したレーザアブレージョンを利用する
作製方法においては、消光剤による消光の効率を高める
ために、蛍光体層の厚さを50オングストローム程度以
下にするのが好ましい。また、例えばラングミュア・ブ
ロジェット(LB)法などによって蛍光体層を形成して
もよい。尚、消光剤は、蛍光体の蛍光帯に重なる吸収帯
を有する化合物である必要があり、また、蛍光体から消
光剤へのエネルギー移動の効率の観点から、吸光係数の
大きい有機色素であるのが好ましい。In the above-mentioned manufacturing method utilizing laser abrasion, it is preferable that the thickness of the phosphor layer is about 50 Å or less in order to enhance the efficiency of quenching by the quencher. Further, the phosphor layer may be formed by, for example, the Langmuir-Blodgett (LB) method. In addition, the quencher must be a compound having an absorption band that overlaps with the fluorescence band of the phosphor, and from the viewpoint of the efficiency of energy transfer from the phosphor to the quencher, it is an organic dye having a large absorption coefficient. Is preferred.
【0018】本発明で使用する蛍光体としては、メロシ
アニン色素、シアニン色素、キサンテン色素、スクアリ
ニウム色素のほか、ペリレン等の多環芳香族化合物の蛍
光性有機物であってもよい。但し、LB法を用いる場合
には、長鎖炭化水素基を有している等の、一分子中にお
ける親水性基と疎水性基のバランスの条件が満足されて
いる必要がある。また、無機の蛍光体も使用可能である
が、吸光係数が大きく単位体積当たりの発光強度の大き
い有機物の方が好ましい。The phosphor used in the present invention may be a merocyanine dye, a cyanine dye, a xanthene dye, a squarinium dye, or a fluorescent organic substance of a polycyclic aromatic compound such as perylene. However, when the LB method is used, it is necessary to satisfy the condition of the balance between the hydrophilic group and the hydrophobic group in one molecule, such as having a long chain hydrocarbon group. Although an inorganic phosphor can be used, an organic substance having a large extinction coefficient and a large emission intensity per unit volume is preferable.
【0019】また、蛍光体分子として、会合体を形成す
るフォトクロミック化合物を用いれば、消光比の高い微
小偏光光源を実現することができる。このフォトクロミ
ック化合物は、光照射によって双安定な異性体を形成す
る化合物である。この異性体の一方は有色であるために
着色体と呼ばれ、他方は無色であるために無色体と呼ば
れる。多くの場合、熱的には無色体の方が安定してい
る。この無色体は紫外光を吸収して着色体となり、着色
体は可視光を吸収して無色体に戻る。フォトクロミック
化合物には着色体が会合体を形成するものがあり、熱的
にも光照射に対しても安定になる(シン ソリッド フ
ィルム 179巻 21頁 1985年)。このような
フォトクロミック化合物に対しては、30℃から40℃
以上に昇温した雰囲気の中で、紫外線照射による着色体
会合体の形成と可視偏光の照射による会合体の解離とを
繰り返すことにより、会合体を配向させることができ
る。これは、可視偏光の照射時に生き残る、照射偏光に
対して垂直配向した会合体を核にして、会合体が成長し
て行くためである(プロシーディング オブ シンポジ
ウム オン フューチャー エレクトロン デバイス
135頁 1988年)。このようなフォトクロミック
化合物を蛍光体分子として用いる場合には、微小偏光光
源の先端部表面にLB法によって累積を繰り返すことに
より、多数層累積する。累積時には、各層中の分子の配
向はバラバラであるが、会合体の形成と解離の操作を繰
り返し行うことにより、配向した蛍光体層を得ることが
できる。さらに、被覆金属上に吸着したフォトクロミッ
ク化合物が存在しても、金属へのエネルギー移動等のた
めに光反応が抑えられ、前記した配向層形成過程におけ
る会合体の形成は進みにくい。このため、被覆金属上で
はフォトクロミック化合物は単量体として存在しやす
い。しかし、これも時間経過に伴い、熱的に安定でかつ
励起光を吸収しない無色体に戻る。従って、先端部周辺
からの蛍光は小さくなり、偏光した蛍光を先端部から選
択的に得ることができる。If a photochromic compound forming an aggregate is used as the fluorescent molecule, a minute polarized light source with a high extinction ratio can be realized. This photochromic compound is a compound that forms a bistable isomer upon irradiation with light. One of the isomers is called a colored body because it is colored, and the other is called a colorless body because it is colorless. In many cases, the colorless substance is more thermally stable. This colorless body absorbs ultraviolet light to become a colored body, and the colored body absorbs visible light and returns to a colorless body. There are some photochromic compounds in which a colored body forms an associated body, and they are stable both thermally and to light irradiation (Syn Solid Film 179, p. 21, 1985). For such photochromic compounds, 30 ° C to 40 ° C
The aggregate can be oriented by repeating the formation of the aggregate of colored bodies by irradiation of ultraviolet rays and the dissociation of the aggregates by irradiation of visible polarized light in the atmosphere heated above. This is because the aggregate grows around the aggregate that is oriented vertically to the polarized light that survives the irradiation of visible polarized light (Proceeding of Symposium on Future Electron Device).
135 pages 1988). When such a photochromic compound is used as a fluorescent molecule, a large number of layers are accumulated by repeating the accumulation by the LB method on the tip surface of the minute polarized light source. At the time of accumulation, the orientation of the molecules in each layer is different, but the oriented phosphor layer can be obtained by repeatedly performing the operation of forming an aggregate and dissociation. Further, even if the photochromic compound adsorbed on the coating metal is present, the photoreaction is suppressed due to energy transfer to the metal, etc., and the formation of an aggregate in the above-mentioned alignment layer forming process is difficult to proceed. Therefore, the photochromic compound easily exists as a monomer on the coating metal. However, this also returns to a colorless body that is thermally stable and does not absorb excitation light over time. Therefore, the fluorescence from the periphery of the tip portion becomes small, and the polarized fluorescence can be selectively obtained from the tip portion.
【0020】また、蛍光体分子としてフォトクロミック
化合物を用いる場合、蛍光体層の形成はLB法を用いな
くても蒸着法によって行ってもよい。このとき、被覆金
属上には、LB法の場合に比して大量のフォトクロミッ
ク化合物が存在する可能性があり、もともと金属上では
会合体を形成しにくいフォトクロミック化合物も、僅か
な会合体を形成して微小偏光光源のノイズになる可能性
がある。従って、照射する紫外線の量を少なくし、着色
体への変換率を下げることによって、会合体の形成を抑
えるのが好ましい。尚、フォトクロミック化合物として
は、会合体を可逆的に形成するものであればよいが、特
に会合体形成能力の優れたスピロピラン系の化合物を用
いるのが好ましい。When a photochromic compound is used as the phosphor molecule, the phosphor layer may be formed not by the LB method but by the vapor deposition method. At this time, a large amount of photochromic compound may be present on the coated metal as compared with the case of the LB method, and even a photochromic compound that is originally difficult to form an aggregate on the metal may form a slight aggregate. May cause noise in the minute polarized light source. Therefore, it is preferable to suppress the formation of the aggregate by reducing the amount of ultraviolet rays to be irradiated and reducing the conversion rate to the colored body. As the photochromic compound, any compound that can reversibly form an aggregate may be used, but it is particularly preferable to use a spiropyran-based compound having an excellent ability to form an aggregate.
【0021】また、図2に示すように、蛍光体層と吸収
層とを接触させて微小偏光光源の先端部に形成すれば、
蛍光体分子としてフォトクロミック化合物を用いなくて
も、消光比の良好な微小偏光光源を実現することができ
る。これは、LB法によって形成した蛍光体層が良好に
配向するためである。積層される水面上の凝縮膜中に
は、一定の配向を有するドメイン構造が形成される場合
が多い。特に会合体を形成する蛍光体の場合にはこれが
顕著であり、そのドメインの大きさは大きいもので数十
μm〜1mm近いものもある。従って、その1つのドメ
インの一部でサブμmの微小偏光光源の先端を被覆する
ように配向した蛍光体層を積層することが可能となる。
もう一つ重要なことは、この蛍光体層と吸収層を有する
微小偏光光源の発光機構である。すでに説明した構成の
ものと異なり、励起光を吸収するのは蛍光体層ではなく
吸収層である。そして、吸収層が吸収したエネルギーが
蛍光体層に移動し、蛍光体層から発光する。従って、蛍
光体層が光源先端の周辺にも形成されているにもかかわ
らず、励起光を吸収する吸収層が先端部の内側にしか設
けられていないため、先端部から選択的に発光する。Further, as shown in FIG. 2, if the phosphor layer and the absorption layer are brought into contact with each other and formed at the tip of the minute polarized light source,
Even if a photochromic compound is not used as the phosphor molecule, a minute polarized light source having a good extinction ratio can be realized. This is because the phosphor layer formed by the LB method is well oriented. In many cases, a domain structure having a certain orientation is formed in the laminated condensed film on the water surface. This is particularly remarkable in the case of a fluorescent substance that forms an aggregate, and the size of the domain is large, and there are some that are close to several tens of μm to 1 mm. Therefore, it becomes possible to stack the phosphor layer oriented so as to cover the tip of the sub-micrometer minute polarized light source with a part of one domain.
Another important point is the light emitting mechanism of the minute polarized light source having the phosphor layer and the absorption layer. Unlike the structure described above, it is not the phosphor layer that absorbs the excitation light but the absorption layer. Then, the energy absorbed by the absorption layer moves to the phosphor layer, and the phosphor layer emits light. Therefore, although the phosphor layer is also formed around the tip of the light source, the absorption layer that absorbs the excitation light is provided only inside the tip, so that the tip emits light selectively.
【0022】また、図2に示すような、配向した吸収層
を蛍光体層の外側に設ける構成の微小偏光光源も、強い
偏光蛍光を得ることができて好ましい。そして、やはり
蛍光体層が光源先端部の内側に存するため、先端部から
選択的に発光する。A minute polarized light source having a structure in which an oriented absorption layer is provided outside the phosphor layer as shown in FIG. 2 is also preferable because it can obtain strong polarized fluorescence. Since the phosphor layer still exists inside the light source tip, the tip emits light selectively.
【0023】以下に具体的実施例を挙げて、本発明をよ
り詳細に説明する。 (実施例1)本実施例1では、蛍光体としてメロシアニ
ン色素の一種であるNK2684(日本感光色素製)を
用い、消光剤としてキサンテン色素の一種であるローダ
ミン19(ラムダフィジック社製)を用いた。The present invention will be described in more detail with reference to specific examples. (Example 1) In Example 1, NK2684 (manufactured by Japan Photosensitive Dye), which is a kind of merocyanine dye, was used as a phosphor, and Rhodamine 19 (manufactured by Lambda Physic), which was a kind of xanthene dye, was used as a quencher. .
【0024】ここで述べる微小偏光光源の構成は、蛍光
体層が先端部を含む微小偏光光源の外壁に形成され、蛍
光体の蛍光を消光する消光剤の層が先端部周辺に形成さ
れていることを特徴としており、レーザアブレージョン
を利用して作製することができる。In the structure of the minute polarized light source described here, the phosphor layer is formed on the outer wall of the minute polarized light source including the tip portion, and the quencher layer for quenching the fluorescence of the phosphor is formed around the tip portion. It is characterized in that it can be manufactured by utilizing laser abrasion.
【0025】以下に、上記構成を有する微小偏光光源の
作製方法を図1を参照しながら説明する。まず、加熱に
よって軟化させながら、引き延ばして切断することによ
り得られた、先端開口部の直径が0.9μm(肉厚は直
径の1/3程度)のガラス製ピペット1にAl(アルミ
ニウム)を500オングストロームの膜厚で蒸着した。
ここで、蒸着は、1×10-8Torrの真空度で抵抗加
熱法によって行った。次いで、高分子2としてのポリエ
ーテルスルホンのトルエン溶液をピペット1の先端内部
に充填し、風乾することにより固化させた。次いで、こ
の上に蒸着法によって前記消光剤を蒸着し、開口内の高
分子2の表面とAl被膜を覆った。次いで、先端部にレ
ンズを通してエキシマレーザ(308nm、10nJ/
パルス)を照射し、先端部の消光剤を取り除くと共に、
高分子2の表面にアブレージョンを起こさせた。次い
で、この上に前記蛍光体を50オングストロームの膜厚
で蒸着した。これにより、先端部に、一軸配向した蛍光
体層3が形成された。A method of manufacturing the minute polarized light source having the above structure will be described below with reference to FIG. First, 500 ml of Al (aluminum) was added to a glass pipette 1 having a tip opening diameter of 0.9 μm (thickness is about 1/3 of the diameter) obtained by stretching and cutting while softening by heating. Deposition was performed with a film thickness of angstrom.
Here, the vapor deposition was performed by a resistance heating method at a vacuum degree of 1 × 10 −8 Torr. Next, a toluene solution of polyethersulfone as the polymer 2 was filled inside the tip of the pipette 1 and air-dried to solidify. Then, the quenching agent was vapor-deposited thereon by vapor deposition to cover the surface of the polymer 2 in the opening and the Al coating. Then, an excimer laser (308 nm, 10 nJ /
Pulse) to remove the quencher at the tip,
The surface of polymer 2 was abraded. Then, the phosphor was vapor-deposited thereon to a film thickness of 50 Å. As a result, the uniaxially oriented phosphor layer 3 was formed at the tip.
【0026】このようにして作製した微小偏光光源4
に、図3に示すような配置で下方からエキシマレーザ
(308nm)5を照射し、微小偏光光源4からの蛍光
6を偏光子7と干渉フィルタ(585nm)8を通して
光電子倍増管9で受け、フォトンカウントレベルで繰り
返し積算した。そして、光電子倍増管9の前の偏光子7
を回転させながら光量の変化を測定し、最大光量と最小
光量の比、すなわち消光比(最小光量/最大光量)を求
めた。得られた消光比は0.62であった。また、ピペ
ット1の先端に励起光が当たらないように、Alで被覆
されたピペット1の側面だけに励起光を当てて蛍光強度
を測定したところ、その強度はピペット1の先端部の1
/100以下であった。尚、図3において、10は励起
光源、11はダイクロイックミラー、12はレンズであ
る。The minute polarized light source 4 manufactured in this way
In the arrangement shown in FIG. 3, the excimer laser (308 nm) 5 is irradiated from below, and the fluorescence 6 from the minute polarized light source 4 is received by the photomultiplier tube 9 through the polarizer 7 and the interference filter (585 nm) 8 and the photon Repeated integration at the count level. And the polarizer 7 in front of the photomultiplier tube 9
The change in the light amount was measured while rotating, and the ratio between the maximum light amount and the minimum light amount, that is, the extinction ratio (minimum light amount / maximum light amount) was obtained. The extinction ratio obtained was 0.62. Moreover, when the excitation light was applied only to the side surface of the pipette 1 coated with Al so that the tip of the pipette 1 would not be exposed to the excitation light, the fluorescence intensity was measured.
/ 100 or less. In FIG. 3, 10 is an excitation light source, 11 is a dichroic mirror, and 12 is a lens.
【0027】以上のように、本実施例1においては、消
光剤の層を先端部のみレーザアブレージョンで取り除
き、その上に蛍光体層3を形成して配向させたので、先
端部周辺からの不必要な蛍光を減少させることができ
る。As described above, in Example 1, the layer of the quenching agent was removed by laser abrasion only at the tip portion, and the phosphor layer 3 was formed and oriented on the tip portion. The required fluorescence can be reduced.
【0028】(実施例2)本実施例2では、吸収体とし
てスピロピランの一種である下記(化1)に示す蛍光体
分子を用い、会合体の形成と解離を繰り返すことによっ
て、配向した蛍光体層を形成する微小偏光光源について
説明する。(Example 2) In Example 2, a phosphor molecule represented by the following (Chemical Formula 1), which is a kind of spiropyran, is used as an absorber, and an aligned phosphor is formed by repeating formation and dissociation of an aggregate. A minute polarized light source that forms a layer will be described.
【0029】[0029]
【化1】 [Chemical 1]
【0030】ここで、(化1)に示す蛍光体分子は、会
合体を形成するフォトクロミック化合物である。まず、
この蛍光体分子の合成方法について説明する。Here, the phosphor molecule shown in (Chemical Formula 1) is a photochromic compound that forms an aggregate. First,
A method for synthesizing this phosphor molecule will be described.
【0031】(ステップ1)2,3,3−トリメチルイ
ンドレニン[下記(化2)の(1)]42.3g(26
6mmol)とヨードオクタデカン[下記(化2)の
(2)]101.1g(266mmol)を2−ブタノ
ン200mlに溶解し、40時間にわたって加熱還流し
た。2−ブタノンを留去した後、残った固体を1000
mlのエタノールから再結晶し、赤白色の固体、1−オ
クタデシル−2,3,3−トリメチルインドレニウムの
ヨウ素塩[下記(化2)の(3)]91.5g(197
mmol、収率63.9%)を得た。(Step 1) 42.3 g (26) of 2,3,3-trimethylindolenine [(1) in the following (Chemical Formula 2)]
6 mmol) and 101.1 g (266 mmol) of iodooctadecane [(2) of the following (Chemical Formula 2)] were dissolved in 200 ml of 2-butanone and heated under reflux for 40 hours. After distilling off 2-butanone, 1000
It was recrystallized from ethanol (9 ml), and a red-white solid, iodine salt of 1-octadecyl-2,3,3-trimethylindolenium [(3) of the following (Chemical Formula 2)] 91.5 g (197)
mmol, yield 63.9%) was obtained.
【0032】[0032]
【化2】 [Chemical 2]
【0033】(ステップ2)上記1−オクタデシル−
2,3,3−トリメチルインドレニウムのヨウ素塩[下
記(化3)の(3)]91.5g(197mmol)を
100mlのジエチルエーテルに分散し、これを3.8
N水酸化ナトリウム水溶液400mlに分散した。3.
5時間にわたって攪拌した後、油層をジエチルエーテル
で抽出した。水酸化ナトリウムで一昼夜乾燥した後、ジ
エチルエーテルを留去して、黄色液体の1−オクタデシ
ル−2−メチレン−3,3−ジメチルインドリン[下記
(化3)の(4)]65.6g(159mmol、収率
80.7%)を得た。(Step 2) 1-octadecyl-
91.5 g (197 mmol) of an iodine salt of 2,3,3-trimethylindolenium [(3) in the following (Chemical Formula 3)] was dispersed in 100 ml of diethyl ether, and 3.8 of this was dispersed.
It was dispersed in 400 ml of an aqueous solution of N sodium hydroxide. 3.
After stirring for 5 hours, the oil layer was extracted with diethyl ether. After drying overnight with sodium hydroxide, the diethyl ether was distilled off, and 65.6 g (159 mmol) of 1-octadecyl-2-methylene-3,3-dimethylindoline [(4) of the following (Chemical Formula 3)] as a yellow liquid. , Yield 80.7%) was obtained.
【0034】[0034]
【化3】 [Chemical 3]
【0035】(ステップ3)3−クロロメチル−5−メ
トキシサリチルアルデヒド[下記(化4)の(5)]1
1.3g(52.6mmol)とベヘン酸銀20.6g
(52.6mmol)を混合し、ベンゼン中(不均一
系)で加熱還留した。40時間後ろ過し、ろ液を濃縮し
た後ベンゼン:ヘキサン=1:5で再結晶して、3−ド
コサノイルオキシメチル−5−ニトロ−サリチルアルデ
ヒド[下記(化4)の(6))の黄色針状結晶11.1
g(21.3mmol、収率40.5%)を得た。(Step 3) 3-Chloromethyl-5-methoxysalicylaldehyde [(5) in Chemical Formula 4 below] 1
1.3 g (52.6 mmol) and 20.6 g of silver behenate
(52.6 mmol) were mixed, and the mixture was heated and distilled in benzene (heterogeneous system). After filtration for 40 hours, the filtrate was concentrated and then recrystallized with benzene: hexane = 1: 5 to give 3-docosanoyloxymethyl-5-nitro-salicylaldehyde [(6) in the following (Chemical formula 4)]. Yellow needle crystals 11.1
g (21.3 mmol, yield 40.5%) was obtained.
【0036】[0036]
【化4】 [Chemical 4]
【0037】(ステップ4)ステップ1、2で合成した
1−オクタデシル−2−メチレン−3,3−ジメチルイ
ンドリン[下記(化5)の(4)]2g(4.9mmo
l)と、ステップ3で合成した3−ドコサノイルオキシ
メチル−5−ニトロ−サリチルアルデヒド[下記(化
5)の(6)]2.1g(4.1mmol)を20ml
のエタノール中で1時間にわたって加熱還流した。濃緑
色の反応溶液を冷却して析出した沈殿を80mlのエタ
ノールから3回再結晶して、前記(化1)に示す蛍光体
分子(黄褐色結晶)[下記(化5)の(7)]2.5g
(2.7mmol、収率65.9%)を得た。(Step 4) 2 g (4.9 mmo) of 1-octadecyl-2-methylene-3,3-dimethylindoline [(4) in the following (Chemical Formula 5)] synthesized in Steps 1 and 2.
l) and 2.1 g (4.1 mmol) of 3-docosanoyloxymethyl-5-nitro-salicylaldehyde [(6) of the following (Chemical Formula 5)] synthesized in Step 3 in 20 ml.
It was heated to reflux in ethanol for 1 hour. The dark green reaction solution was cooled and the deposited precipitate was recrystallized three times from 80 ml of ethanol to give a phosphor molecule (yellowish brown crystal) shown in the above (Chemical formula 1) [(Chemical formula 5) (7) below]. 2.5 g
(2.7 mmol, yield 65.9%) was obtained.
【0038】[0038]
【化5】 [Chemical 5]
【0039】次に、上記構成を有する微小偏光光源の作
製方法について説明する。まず、実施例1と同様にし
て、先端開口部の直径が0.5μmのガラス製ピペット
にAlを500オングストロームの膜厚で蒸着した。次
いで、実施例1と同様にして、高分子としてのポリメチ
ルメタクリレートをピペット先端の内部を充填した。次
いで、この上にLB法によって前記蛍光体の単分子膜を
4層だけ形成した。尚、展開溶液としては、前記蛍光体
とオクタデカンのモル比が1:2のベンゼン溶液を用い
た。水面上で吸収スペクトルを測定したところ、形成さ
れた凝縮膜中においては、蛍光体は無色体であり、会合
体を形成していなかった。Next, a method of manufacturing the minute polarized light source having the above structure will be described. First, in the same manner as in Example 1, Al was vapor-deposited in a film thickness of 500 Å on a glass pipette having a tip opening having a diameter of 0.5 μm. Then, in the same manner as in Example 1, the inside of the pipette tip was filled with polymethylmethacrylate as a polymer. Then, only four monolayer films of the above phosphor were formed on this by the LB method. As the developing solution, a benzene solution in which the phosphor and octadecane had a molar ratio of 1: 2 was used. When the absorption spectrum was measured on the water surface, the fluorescent substance was colorless and did not form an aggregate in the formed condensed film.
【0040】次いで、1分間にわたって紫外線(366
nm)を照射しながら40℃まで昇温した。このとき、
Al被膜上には会合体の形成は認められなかった。引き
続き、40℃に保ったまま可視偏光レーザ(632.8
nm、1mW)を30分間にわたって照射した。これを
6回繰り返した。但し、最後の可視偏光レーザの照射時
間は1分間とした。このとき、Al被膜上には着色体の
吸収は観測されなかった。Then, ultraviolet rays (366
(nm) and the temperature was raised to 40 ° C. At this time,
No formation of aggregates was observed on the Al film. Then, while maintaining the temperature at 40 ° C, a visible polarized laser (632.8
(nm, 1 mW) for 30 minutes. This was repeated 6 times. However, the irradiation time of the last visible polarized laser was 1 minute. At this time, no absorption of the colored body was observed on the Al film.
【0041】このようにして作製した微小偏光光源を用
い、実施例1と同様に消光比(最小光量/最大光量)を
求めた。励起光源として色素レーザ(540nm)を用
い、フィルタとして干渉フィルタ(635nm)を用い
た。得られた消光比は0.08であった。The extinction ratio (minimum light amount / maximum light amount) was determined in the same manner as in Example 1 using the minute polarized light source manufactured in this manner. A dye laser (540 nm) was used as an excitation light source, and an interference filter (635 nm) was used as a filter. The extinction ratio obtained was 0.08.
【0042】また、実施例1と同様にAl被膜上での蛍
光強度を調べたところ、ピペット先端の1/100以下
であった。以上のように、本実施例2では蛍光体分子と
して会合体を形成するフォトクロミック化合物を用い、
蛍光体層を無配向の状態で積層した後に、会合体の形成
と解離によって配向させることにより、消光比の良好な
微小偏光光源を実現することができた。When the fluorescence intensity on the Al coating was examined in the same manner as in Example 1, it was 1/100 or less of the pipette tip. As described above, in Example 2, the photochromic compound forming an aggregate was used as the phosphor molecule,
A micro-polarized light source having a good extinction ratio could be realized by stacking the phosphor layers in a non-oriented state and then orienting them by forming and dissociating the associated body.
【0043】(実施例3)本実施例3では、蛍光体層と
吸収層とが隣り合って形成される構成の微小偏光光源に
ついて説明する。蛍光体としてシアニン色素の一種であ
るNK2879(日本感光色素製)を用い、吸収体とし
てローダミン6G(ラムダフィジック社製)を用いた。
ここで、吸収体の吸収帯(590nm)と蛍光体3の蛍
光帯(600nm)とは良く一致しており、エネルギー
移動の条件を満たしている。(Example 3) In Example 3, a minute polarized light source having a structure in which a phosphor layer and an absorption layer are formed adjacent to each other will be described. NK2879 (manufactured by Japan Photosensitive Dye), which is a kind of cyanine dye, was used as the fluorescent substance, and Rhodamine 6G (manufactured by Lambda Physic) was used as the absorber.
Here, the absorption band (590 nm) of the absorber and the fluorescence band (600 nm) of the phosphor 3 are in good agreement, which satisfies the condition for energy transfer.
【0044】以下に、上記構成を有する微小偏光光源の
作製方法について説明する。まず、実施例1と同様にし
て、先端開口部の直径が0.5μmのガラス製ピペット
にAlを500オングストロームの膜厚で蒸着した。次
いで、実施例1にならって高分子としてのポリビニルブ
チラールと前記吸収体の混合物をピペットの先端内部に
充填した。次いで、この上にLB法によって前記蛍光体
とアラキンサン酸の単分子膜(モル比1/5)を1層だ
け累積した。A method of manufacturing the minute polarized light source having the above structure will be described below. First, in the same manner as in Example 1, Al was vapor-deposited in a film thickness of 500 Å on a glass pipette having a tip opening having a diameter of 0.5 μm. Then, in accordance with Example 1, a mixture of polyvinyl butyral as a polymer and the absorber was filled inside the tip of a pipette. Then, only one monolayer (molar ratio 1/5) of the phosphor and arachisanic acid was accumulated on this layer by the LB method.
【0045】このようにして作製した微小偏光光源を用
い、実施例1と同様にして消光比(最小光量/最大光
量)を求めた。励起光として吸収体が吸収する波長の光
(550nm)を色素レーザで照射し、フィルタとして
シャープカットフィルタ(600nm)を用いた。得ら
れた消光比は0.06であった。また、実施例1と同様
にAl被膜上における蛍光強度を調べたところ、ピペッ
ト先端の1/100以下であった。The extinction ratio (minimum light amount / maximum light amount) was determined in the same manner as in Example 1 using the minute polarized light source manufactured in this way. Light (550 nm) having a wavelength absorbed by the absorber was irradiated as excitation light with a dye laser, and a sharp cut filter (600 nm) was used as a filter. The extinction ratio obtained was 0.06. Further, when the fluorescence intensity on the Al coating was examined in the same manner as in Example 1, it was 1/100 or less of the pipette tip.
【0046】以上のように、本実施例3においては、吸
収層を蛍光体層に接触させた構造としたので、励起光を
吸収した吸収層からのエネルギーの移動によって、蛍光
体層が偏光した蛍光を発する。また、蛍光体としてフォ
トクロミック化合物を用いなくても、消光比の良好な微
小偏光光源を実現することができた。As described above, in the third embodiment, since the absorption layer is in contact with the phosphor layer, the phosphor layer is polarized by the energy transfer from the absorption layer which absorbs the excitation light. Emits fluorescence. Further, it was possible to realize a minute polarized light source having a good extinction ratio without using a photochromic compound as a phosphor.
【0047】尚、本実施例3においては、蛍光体層の形
成をLB法によって行っているが、必ずしもこれに限定
されるものではなく、例えば蒸着法によって行ってもよ
い。 (実施例4)本実施例4では、配向した吸収層を蛍光体
層の外側に形成する場合について説明する。吸収体とし
て前記(化1)に示すフォトクロミック化合物を用い、
蛍光体としてキサンテン色素の一種であるスルホローダ
ミンB(ラムダフィジック社製)を用いた。ここで、吸
収体の吸収帯(618nm)と蛍光体の蛍光帯(620
nm)とは良く一致しており、吸収体が蛍光体から発せ
られる蛍光の偏光フィルタになる条件を満たしている。In the third embodiment, the phosphor layer is formed by the LB method, but the invention is not limited to this. For example, the vapor deposition method may be used. (Embodiment 4) In this Embodiment 4, a case where an oriented absorption layer is formed outside a phosphor layer will be described. As the absorber, the photochromic compound shown in (Chemical Formula 1) is used,
Sulforhodamine B (manufactured by Lambda Physic), which is a kind of xanthene dye, was used as the phosphor. Here, the absorption band of the absorber (618 nm) and the fluorescence band of the phosphor (620 nm)
nm), which satisfies the condition that the absorber serves as a polarization filter for fluorescence emitted from the phosphor.
【0048】以下に、上記構成を有する微小偏光光源の
作製方法を図2を参照しながら説明する。まず、実施例
1と同様にして、先端開口部の直径が0.8μmのガラ
ス製ピペット13にAlを500オングストロームの膜
厚で蒸着した。次いで、実施例1にならって高分子とし
てのポリメチルメタクリレートに前記蛍光体を分散させ
たもの(蛍光体層14)をピペット13の先端内部に充
填した。次いで、この上にLB法によって前記吸収体と
ステアリン酸の混合単分子膜(モル比1/2)を20層
だけ積層し、実施例2と同じ方法、すなわち会合体の形
成と解離によって吸収体分子を一軸配向させた(配向吸
収層15)。A method of manufacturing the minute polarized light source having the above structure will be described below with reference to FIG. First, in the same manner as in Example 1, Al was vapor-deposited in a film thickness of 500 angstrom on a glass pipette 13 having a tip opening having a diameter of 0.8 μm. Then, in accordance with Example 1, a dispersion of the phosphor in polymethylmethacrylate as a polymer (phosphor layer 14) was filled inside the tip of the pipette 13. Then, 20 layers of the mixed monolayer of the above-mentioned absorber and stearic acid (molar ratio 1/2) were laminated thereon by the LB method, and the absorber was formed by the same method as in Example 2, that is, formation and dissociation of aggregates. The molecules were uniaxially aligned (alignment absorption layer 15).
【0049】このようにして作製した微小偏光光源16
を用い、実施例1と同様に消光比(最小光量/最大光
量)を求めた。励起光として蛍光体層14が吸収する波
長(550nm)の光を色素レーザで照射し、フィルタ
として干渉フィルタ(620nm)を用いた。得られた
消光比は0.37であった。また、測定された光強度は
実施例3に比べて2桁以上強くなった。さらに、実施例
1と同様にAl被膜上における蛍光強度を調べたとこ
ろ、ピペット13の先端の1/100以下であった。The minute polarized light source 16 manufactured in this way
The extinction ratio (minimum light amount / maximum light amount) was determined in the same manner as in Example 1. Light having a wavelength (550 nm) absorbed by the phosphor layer 14 was irradiated as excitation light with a dye laser, and an interference filter (620 nm) was used as a filter. The extinction ratio obtained was 0.37. In addition, the measured light intensity was higher than that in Example 3 by two digits or more. Furthermore, when the fluorescence intensity on the Al film was examined in the same manner as in Example 1, it was 1/100 or less of the tip of the pipette 13.
【0050】以上のように、本実施例4においては、配
向吸収層15を蛍光体層14の外側に形成する構成とし
たので、光強度の強い微小偏光光源16を実現すること
ができた。As described above, in Embodiment 4, since the orientation absorption layer 15 is formed outside the phosphor layer 14, the minute polarized light source 16 having high light intensity can be realized.
【0051】尚、本実施例4においては、蛍光体層の形
成をLB法によって行っているが、必ずしもこれに限定
されるものではなく、例えば蒸着法によって行ってもよ
い。また、上記実施例1〜4においては、内部が空洞の
ピペットタイプのものから微小偏光光源を作製する場合
について説明したが、必ずしもこのタイプに限定される
ものではなく、内部が空洞でない針状のものを使用して
作製することもできる。In the fourth embodiment, the phosphor layer is formed by the LB method, but the present invention is not limited to this. For example, the vapor deposition method may be used. Further, in the above-described Examples 1 to 4, the case where the minute polarized light source is manufactured from the pipette type of which the inside is hollow is described, but the present invention is not necessarily limited to this type, and the inside of the needle is not hollow. It can also be manufactured using a thing.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る微小
偏光光源の第1の構成によれば、先端部に形成された蛍
光体層に、別のレーザ光源等の光源から励起光を照射す
ることにより、蛍光体層がこれを吸収して蛍光を発す
る。そして、この場合、蛍光体層が先端の微小領域に形
成され、かつ、発光に対応する遷移双極子が一軸配向し
ているために、微小領域から偏光特性を有する蛍光が放
射される。従って、近視野顕微鏡やフォトンSTMの偏
光観察に適応可能な微小偏光光源を提供することができ
る。As described above, according to the first configuration of the minute polarized light source according to the present invention, the phosphor layer formed at the tip portion is irradiated with excitation light from another light source such as a laser light source. By doing so, the phosphor layer absorbs this and emits fluorescence. In this case, since the phosphor layer is formed in the minute region at the tip and the transition dipole corresponding to light emission is uniaxially oriented, fluorescence having a polarization characteristic is emitted from the minute region. Therefore, it is possible to provide a minute polarized light source that can be applied to polarized light observation of a near-field microscope or Photon STM.
【0053】また、前記第1の構成において、蛍光体層
が先端部を含む微小偏光光源の外壁に形成され、蛍光体
の蛍光を消光する消光剤の層が先端部周辺の前記蛍光体
層の上に形成されるという好ましい構成によれば、先端
部周辺からの不必要な蛍光が減少し、ノイズ成分の小さ
い微小偏光光源を実現することができる。In the first structure, the phosphor layer is formed on the outer wall of the minute polarized light source including the tip portion, and the quencher layer for quenching the fluorescence of the phosphor is formed on the phosphor layer around the tip portion. According to the preferable structure formed above, unnecessary fluorescence from around the tip portion is reduced, and a minute polarized light source with a small noise component can be realized.
【0054】また、前記第1の構成において、蛍光体分
子が会合体を形成するフォトクロミック化合物であると
いう好ましい構成によれば、消光比の高い微小偏光光源
を実現することができる。Further, in the first configuration, according to the preferred configuration in which the fluorescent molecule is a photochromic compound forming an associate, a minute polarized light source with a high extinction ratio can be realized.
【0055】また、前記第1の構成において、吸収層が
蛍光体層に接して形成され、励起光を吸収した前記吸収
層からのエネルギー移動によって、前記蛍光体層から偏
光した蛍光を発するようにするという好ましい構成によ
れば、フォトクロミック化合物を用いなくても、良好な
消光比を有する微小偏光光源を実現することができる。In the first structure, the absorption layer is formed in contact with the phosphor layer, and energy is transferred from the absorption layer that absorbs the excitation light so that polarized fluorescence is emitted from the phosphor layer. According to the preferable configuration described above, a minute polarized light source having a good extinction ratio can be realized without using a photochromic compound.
【0056】また、本発明に係る微小偏光光源の第2の
構成によれば、先端部に別のレーザ光源等の光源から励
起光を照射することにより、蛍光体層がこれを吸収して
蛍光を発する。この場合、蛍光体分子は必ずしも配向し
ていないため、非偏光の蛍光が発せられが、一軸配向し
た吸収層を透過するときに特定の偏光蛍光が吸収される
ので、微小領域から偏光特性を有する蛍光が放射され
る。従って、近視野顕微鏡やフォトンSTMの偏光観察
に適応可能な微小偏光光源を提供することができる。Further, according to the second structure of the minute polarized light source according to the present invention, by irradiating the tip portion with excitation light from another light source such as a laser light source, the phosphor layer absorbs the excitation light to cause fluorescence. Emit. In this case, since the phosphor molecules are not necessarily oriented, unpolarized fluorescence is emitted, but since specific polarized fluorescence is absorbed when passing through the uniaxially oriented absorption layer, it has polarization characteristics from a minute region. Fluorescence is emitted. Therefore, it is possible to provide a minute polarized light source that can be applied to polarized light observation of a near-field microscope or Photon STM.
【図1】本発明に係る微小偏光光源の一実施例を示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a minute polarized light source according to the present invention.
【図2】本発明に係る微小偏光光源の他の実施例を示す
断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the minute polarized light source according to the present invention.
【図3】本発明に係る微小偏光光源の一実施例に対する
消光比測定の光学系を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an optical system for measuring an extinction ratio for an embodiment of a minute polarized light source according to the present invention.
【図4】従来技術における開口透過型の微小光源を示す
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an aperture transmission type minute light source in the prior art.
【図5】従来技術における下方励起型の蛍光型光源を示
す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a fluorescent light source of a downward excitation type in a conventional technique.
1、13 ピペット 2 高分子 3、14 蛍光体層 4、16 微小偏光光源 5 エキシマレーザ 6 蛍光 7 偏光子 8 干渉フィルタ 9 光電子倍増管 10 励起光源 11 ダイクロイックミラー 12 レンズ 15 配向吸収層 1, 13 Pipette 2 Polymer 3, 14 Phosphor layer 4, 16 Micro polarized light source 5 Excimer laser 6 Fluorescence 7 Polarizer 8 Interference filter 9 Photomultiplier tube 10 Excitation light source 11 Dichroic mirror 12 Lens 15 Orientation absorption layer
Claims (5)
偏光光源であって、前記先端部を除く周辺部が金属で被
覆され、前記先端部の表面に光学異方性を有する蛍光体
分子が一軸配向した蛍光体層を備え、外部から励起光を
照射して、前記蛍光体層から偏光した蛍光を発すること
を特徴とする微小偏光光源。1. A micro-polarized light source having a tip portion having a diameter of 1 μm or less, wherein a peripheral portion excluding the tip portion is covered with a metal, and a phosphor molecule having optical anisotropy on a surface of the tip portion is provided. A micro-polarized light source comprising a uniaxially oriented phosphor layer and irradiating excitation light from the outside to emit polarized fluorescence from the phosphor layer.
外壁に形成され、蛍光体の蛍光を消光する消光剤の層が
先端部周辺の前記蛍光体層の上に形成される請求項1に
記載の微小偏光光源。2. A phosphor layer is formed on an outer wall of a micro-polarized light source including a tip portion, and a quencher layer for quenching fluorescence of the phosphor is formed on the phosphor layer around the tip portion. The minute polarized light source according to 1.
ロミック化合物である請求項1に記載の微小偏光光源。3. The micro-polarized light source according to claim 1, wherein the fluorescent molecule is a photochromic compound forming an aggregate.
起光を吸収した前記吸収層からのエネルギー移動によっ
て、前記蛍光体層から偏光した蛍光を発する請求項1に
記載の微小偏光光源。4. The micro-polarized light source according to claim 1, wherein an absorption layer is formed in contact with the phosphor layer, and energy is transferred from the absorption layer that has absorbed the excitation light to emit polarized fluorescence from the phosphor layer. .
偏光光源であって、前記先端部を除く周辺部が金属で被
覆され、前記先端部の内側に蛍光体層が設けられると共
に、開口部に吸収体分子が一軸配向した吸収層が形成さ
れ、外部から励起光を照射して、前記蛍光体層から発し
た蛍光を前記吸収層を通して偏光した蛍光にすることを
特徴とする微小偏光光源。5. A micro-polarized light source having a tip portion having a diameter of 1 μm or less, wherein a peripheral portion except the tip portion is covered with a metal, a phosphor layer is provided inside the tip portion, and an opening portion is provided. A minute polarization light source, wherein an absorption layer in which absorber molecules are uniaxially oriented is formed, and excitation light is irradiated from the outside to convert fluorescence emitted from the phosphor layer into fluorescence polarized through the absorption layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15669493A JPH0713082A (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Micropolarizing light source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15669493A JPH0713082A (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Micropolarizing light source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0713082A true JPH0713082A (en) | 1995-01-17 |
Family
ID=15633301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15669493A Pending JPH0713082A (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Micropolarizing light source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0713082A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002162333A (en) * | 2000-11-28 | 2002-06-07 | Jasco Corp | Near field probe, manufacturing method of near field probe and near field microscope using near field probe |
WO2016098889A1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | 和光純薬工業株式会社 | Quencher |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP15669493A patent/JPH0713082A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016098889A1 (en) * | 2014-12-18 | 2016-06-23 | 和光純薬工業株式会社 | Quencher |
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