JPH07167608A

JPH07167608A - 干渉計及び光走査型トンネル顕微鏡

Info

Publication number: JPH07167608A
Application number: JP31522893A
Authority: JP
Inventors: Masaru Muranishi; 勝村西; Hidehiko Shindo; 英彦神藤; Mamoru Kainuma; 守貝沼; Katsuhiko Kimura; 勝彦木村; Shozo Saegusa; 省三三枝; Katsuyuki Tanaka; 勝之田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】位相情報と光導波路の中に閉じこめられた光
の等位相線を測定可能とする。【構成】光源２１より放射された光を複数の光に分割
する分割手段２３と、それぞれの光の少なくとも一つの
振動数を変化させる少なくとも一つの周波数シフト手段
２５、２６と、それぞれの光を干渉させる干渉手段２
７、２８と、干渉により発生したビートを検出する検出
手段２９、３０と、ビートよりそれぞれの光の情報を抽
出する抽出手段３７と、光の波長より小さい領域より選
択して取り出す少なくとも一つの光プローブ１６を備
え、試料に照射する測定光の他に振動数のわずかに異な
る参照光を用意し、光プローブで取り出した測定光と、
この参照光とを干渉させてビートを発生させ、このビー
トから狭い領域の光の位相を測定する。【効果】小さい領域の光の位相情報を知ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料表面の微細構造の
測定に係り、特に光学素子等の特性測定をを光学的に行
うのに好適な干渉計及び光走査型トンネル顕微鏡に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の走査型トンネル顕微鏡において
は、特開平4-77605号公報及び特開平4-162340号公報等
に開示されている。光走査型トンネル顕微鏡について
は、日本光学会発行「光学」第21巻、11号（1992年11
月）、780ページ及び応用物学会発行「応用物理」第61
巻（1992）、612ページに記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の光走査型トンネ
ル顕微鏡あっては、非常に微小な領域の光を観察する手
段ではあるが、光の強度及び表面形状のみか測定でき、
光の位相や光路長が測定できなかった。また、光導波路
内を伝播する光の位相を測る手段がなかった。

【０００４】本発明の目的は、微小領域の光の位相を測
定する手段を提供するとともに、光導波路に閉じこめら
れた光の位相を測定する手段を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る干渉計は、光源より放射された光を複
数の光に分割する分割手段と、それぞれの光の少なくと
も一つの振動数を変化させる少なくとも一つの周波数シ
フト手段と、それぞれの光を干渉させる干渉手段と、干
渉により発生したビートを検出する検出手段と、ビート
よりそれぞれの光の情報を抽出する抽出手段とを有する
干渉計において、分割された少なくとも一つの光を放射
される光の波長より小さい領域より選択して取り出す少
なくとも一つの光プローブを備え、干渉手段は、それぞ
れの光プローブで取り出された光と分割されたそれぞれ
の光とを干渉させるとともに、干渉させる少なくとも一
つの光の振動数がそれぞれの周波数シフト手段で変化さ
せられている構成とする。

【０００６】そして光源より放射された光を複数の光に
分割する分割手段と、それぞれの光の少なくとも一つの
振動数を変化させる少なくとも一つの周波数シフト手段
と、それぞれの光を干渉させる干渉手段と、干渉により
発生したビートを検出する検出手段と、ビートよりそれ
ぞれの光の情報を抽出する抽出手段とを有する干渉計に
おいて、分割された少なくとも一つの光を放射される光
の波長より小さい領域より選択して取り出す少なくとも
一つの光プローブを備え、干渉手段は、それぞれの光プ
ローブで取り出された光と分割されたそれぞれの光とを
干渉させるものである構成でもよい。

【０００７】また複数の異なる振動数の光を放射する光
源と、それぞれの光を周波数ごとに分割する分割手段
と、この分割した光を干渉させる干渉手段と、干渉によ
り発生したビートを検出する検出手段と、ビートよりそ
れぞれの光の情報を抽出する抽出手段とを有する干渉計
において、分割された少なくとも一つの光を放射される
光の波長より小さい領域より選択して取り出す少なくと
も一つの光プローブを備え、干渉手段は、それぞれの光
プローブで取り出された光と分割されたそれぞれの光と
を干渉させるものである構成でもよい。

【０００８】さらに光プローブを移動させる移動手段を
有する構成でもよい。

【０００９】そして移動手段は粗動機構と微動機構とよ
りなり、粗動機構の移動範囲が微動機構の移動範囲より
も大きく、微動機構の移動範囲が粗動機構の位置決め精
度よりも大きく形成されている構成でもよい。

【００１０】また微動機構は、ピエゾ圧電効果を利用し
たピエゾ圧電型のアクチュエータである構成でもよい。

【００１１】さらに光プローブで取り出された光を干渉
手段に導く光路に光ファイバを用いた構成でもよい。

【００１２】そして光プローブを移動させた際の光ファ
イバの光路長変化を検出する検出手段と、光ファイバの
光路長を変化させる光路長可変手段とを備えるととも
に、検出手段の検出結果に基づき光路長可変手段を駆動
し、かつ光プローブで取り出され干渉手段に入射される
光の位相ずれを防止する光路長安定化手段を具備した構
成でもよい。

【００１３】また分割手段で分割されたそれぞれの光を
干渉手段に導く光路に光ファイバを用いた構成でもよ
い。

【００１４】さらに光走査型トンネル顕微鏡において
は、光源より放射された光を試料に照射する光学系と、
この光による試料からの透過光、反射光及び散乱光、又
は試料近傍に発生するエバネッセント波を試料表面近傍
の一部の領域より選択して取り出す光プローブと、光プ
ローブを試料表面に沿って走査する走査機構と、光プロ
ーブを試料表面に対しほぼ垂直方向に動かす上下動機構
と、光プローブにより取り出された光を検出する光検出
器と、試料表面と光プローブとの間の間隔を計測する間
隔計測手段と、間隔計測手段の出力により間隔を一定に
保ち上下動機構を駆動する制御回路と、走査機構を駆動
し光プローブを試料表面の所定の領域へ走査させる走査
回路と、光プローブの走査に同期して光検出器の出力を
記録しかつ記録をもとに試料の情報を抽出する処理回路
とを有する光走査型トンネル顕微鏡において、光源から
放射された光を試料に照射する前に測定光と参照光とに
分割する分割手段と、その分割された測定光と参照光の
少なくともいずれか一方の周波数を変化させる少なくと
も一つの周波数シフト手段と、少なくとも一部の測定光
が試料に照射されて光プローブにより取り出された光と
少なくとも一部の参照光とを干渉させる干渉手段とを備
え、処理回路は、干渉手段で発生したビートを光検出器
で検出しビートより光プローブで取り出された光の強度
と位相の情報を取り出せるものである構成とする。

【００１５】そして光源より放射された光を試料に照射
する光学系と、この光による試料からの透過光、反射光
及び散乱光、又は試料近傍に発生するエバネッセント波
を試料表面近傍の一部の領域より選択して取り出す光プ
ローブと、光プローブを試料表面に沿って走査する走査
機構と、光プローブを試料表面に対しほぼ垂直方向に動
かす上下動機構と、光プローブにより取り出された光を
検出する光検出器と、試料表面と光プローブとの間の間
隔を計測する間隔計測手段と、間隔計測手段の出力によ
り間隔を一定に保ち上下動機構を駆動する制御回路と、
走査機構を駆動し光プローブを試料表面の所定の領域へ
走査させる走査回路と、光プローブの走査に同期して光
検出器の出力を記録しかつ記録をもとに試料の情報を抽
出する処理回路とを有する光走査型トンネル顕微鏡にお
いて、光源より振動数の異なる複数の光が放射され、そ
の放射されたそれぞれの光を振動数ごとに分離する分離
手段と、分離されたそれぞれの光の少なくとも一部の測
定光を試料に照射して光プローブにより取り出された光
と分離手段で分離された少なくとも一部の参照光とを干
渉させる干渉手段とを備え、処理回路は、干渉手段で発
生したビートを光検出器で検出しビートにより光プロー
ブで取り出された光の強度と位相の情報とを取り出せる
ものである構成でもよい。

【００１６】また光源より放射された光を試料に照射す
る光学系と、この光による試料からの透過光、反射光及
び散乱光、又は試料近傍に発生するエバネッセント波を
試料表面近傍の一部の領域より選択して取り出す少なく
とも一つの光プローブと、それぞれの光プローブを試料
表面に沿って走査する走査機構と、それぞれの光プロー
ブを試料表面に対しほぼ垂直方向に動かす上下動機構
と、それぞれの光プローブにより取り出された光を検出
する光検出器と、試料表面とそれぞれの光プローブとの
間の間隔を計測する間隔計測手段と、間隔計測手段の出
力により間隔を一定に保ち上下動機構を駆動する制御回
路と、走査機構を駆動しそれぞれの光プローブを試料表
面の所定の領域へ走査させる走査回路と、それぞれの光
プローブの走査に同期して光検出器の出力を記録しかつ
記録をもとに試料の情報を抽出する処理回路とを有する
光走査型トンネル顕微鏡において、複数の光プローブ
と、それぞれの光プローブで取り出されたそれぞれの光
の少なくとも一つの周波数を変化させる複数の周波数シ
フト手段と、それぞれの光プローブで取り出されたそれ
ぞれの光を干渉させる干渉手段とを備え、処理回路は、
干渉手段で発生したビートを光検出器で検出しビートに
よりそれぞれの光プローブで取り出された光の強度及び
光の位相差の情報とを取り出せるものである構成でもよ
い。

【００１７】さらに測定光を干渉手段に導く光路に光フ
ァイバを用いた構成でもよい。

【００１８】そしてそれぞれの光プローブを走査する際
の干渉手段に入射する測定光の位相ずれを検出する位相
検出手段と、測定光の位相を変調する位相変調器とを備
え、位相検出手段の検出結果に基づき位相変調器を駆動
し、かつそれぞれの光プローブを走査する際の干渉手段
に入射する測定光の位相ずれを防止する測定光安定化手
段を具備した構成でもよい。

【００１９】また参照光を干渉手段に導く光路に光ファ
イバを用いた構成でもよい。

【００２０】さらにそれぞれの光プローブを走査する際
の干渉手段に入射する参照光の位相ずれを検出する位相
検出手段と、参照光の位相を変調する位相変調器とを備
え、位相検出手段の検出結果に基づき位相変調器を駆動
し、かつそれぞれの光プローブを走査する際の干渉手段
に入射する参照光の位相ずれを防止する参照光安定化手
段を具備した構成でもよい。

【００２１】そして光プローブは透明な物質よりなり、
端部に少なくとも一つの突起を有する構成でもよい。

【００２２】また光プローブは透明な物質よりなり、端
部に少なくとも一つの突起を有し、それぞれの突起の少
なくとも一つの先端の曲率半径が光源から放射される光
の波長よりも小さく形成されている構成でもよい。

【００２３】さらに光プローブは不透明な物質又は透明
な物質に不透明な物質を付着させた中空の物体で形成さ
れ、中空の物体に少なくとも一つの微細な穴が穿設され
ている構成でもよい。

【００２４】そして光プローブは、不透明な物質又は透
明な物質に不透明な物質を付着させた中空の物体よりな
り、中空の物体に少なくとも一つの微細な穴が穿設され
るとともに、それぞれの穴の少なくとも一つの大きさが
光源より放射される光の波長よりも小さく形成されてい
る構成でもよい。

【００２５】また光プローブにより透過光、反射光及び
散乱光、又は試料近傍に発生するエバネッセント波が選
択して取り出される試料表面近傍の一部の領域の大きさ
は、光源より放射される光の波長より小さく形成されて
いる構成でもよい。

【００２６】さらに走査機構は粗動機構と微動機構とよ
りなり、粗動機構の走査範囲が微動機構の走査範囲より
大きく、微動機構の走査範囲が粗動機構の位置決め精度
より大きく形成されている構成でもよい。

【００２７】そして上下動機構は粗動機構と微動機構と
よりなり、粗動機構の走査範囲が微動機構の走査範囲よ
りも大きく、微動機構の走査範囲が粗動機構の位置決め
精度よりも大きく形成されている構成でもよい。

【００２８】また試料は光導波路を有する光素子で形成
され、測定光の少なくとも一部が光導波路を伝播するよ
うに照射され、光プローブは、光導波路を伝播する光の
エバネッセント波を取り出すものである構成でもよい。

【００２９】さらに走査機構の微動機構は、ピエゾ圧電
効果を利用したピエゾ圧電型のアクチュエータである構
成でもよい。

【００３０】そして上下動機構の微動機構は、ピエゾ圧
電効果を利用したピエゾ圧電型のアクチュエータである
構成でもよい。

【００３１】また光素子製造工程においては、前記いず
れか一つの光走査型トンネル顕微鏡を備え、基板上に薄
膜光導波路を作る導波路作成工程と、薄膜光導波路の光
学特性を測定しその結果に応じてその後のパターンを変
更し所定のパターニングを行うパターニング工程とより
なる構成とする。

【００３２】さらに前記いずれか一つの光走査型トンネ
ル顕微鏡を備え、光導波路を有する光素子を作る作成工
程と、光走査型トンネル顕微鏡により光素子を検査する
検査工程とよりなる構成でもよい。

【００３３】

【作用】本発明によれば、試料に照射する測定光の他に
参照光を用意し、測定光と参照光の振動数をずらしてお
く。試料に照射された光は試料によって、透過光、反射
光及び散乱光、又は試料近傍に存在するエバネッセント
波となる。光プローブを用いてこれらの光を、試料近傍
の試料表面の一部の領域から選択的に取り出す。この光
と参照光とを干渉させることにより、測定光と参照光の
振動数の差の振動数でビートが発生する。このビートか
ら光が取り出された狭いの領域の光の位相が測定され
る。試料表面の所定の領域について光プローブを走査し
各々の場所の位相を測定することにより、所定領域全体
の位相の状態が測定される。

【００３４】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図２１を参照しな
がら説明する。図１は図２に示す光走査型トンネル顕微
鏡の光学系４２の説明図、図２は光走査型トンネル顕微
鏡の全体図、図３は複合プリズムの斜視図、図４は複合
プリズムの分解図、図５は複合プリズムの斜視図、図６
は複合プリズムの分解図、図７は光プローブ保持部近傍
の拡大図、図８は微動機構の拡大図、図９は微動機構の
ピエゾ圧電素子の斜視図、図１０、１１はピエゾ圧電素
子の断面図、図１２、１３はピエゾ圧電素子の変形の説
明図、図１４から図１９は微動機構の動作の説明図、図
２０は光プローブ近傍の拡大図、図２１はフォトダイオ
ードのフォトカレントを電圧に変換する変換回路の回路
図である。

【００３５】図１に示すように、光源２１より放射され
た光を複数の光に分割する分割手段２３と、それぞれの
光の少なくとも一つの振動数を変化させる少なくとも一
つの周波数シフト手段２５、２６と、それぞれの光を干
渉させる干渉手段２７、２８と、干渉により発生したビ
ートを検出する検出手段２９、３０と、ビートよりそれ
ぞれの光の情報を抽出する抽出手段３７とを有する干渉
計であって、分割された少なくとも一つの光を放射され
る光の波長より小さい領域より選択して取り出す少なく
とも一つの光プローブ１６を備え、干渉手段２７、２８
は、それぞれの光プローブ１６で取り出された光と分割
されたそれぞれの光とを干渉させるとともに、干渉させ
る少なくとも一つの光の振動数がそれぞれの周波数シフ
ト手段２５、２６で変化させられている構成とする。

【００３６】レーザー光源１から放射された光はアイソ
レータ２を経由しビームスプリッタ（以下、ＢＳと略
す）３で二つに分割される。ＢＳ３を通過した光は音響
光学素子（以下、ＡＯＭと略す）５で周波数シフトを受
け、複合プリズム７に入射する。図３は複合プリズム７
の斜視図であり、図４はその分解図である。ＢＳ３を通
過した光は複合プリズム７を形成するＢＳ６１に入射す
る。この光の一部はＢＳ６１で反射され、さらに全反射
ミラー６３で反射され、ＢＳ６４を通過してフォトダイ
オード（以下、ＰＤと略す）１９に入射する。ＢＳ３で
反射された光は全反射ミラー４で反射され、ＡＯＭ６で
周波数シフトを受け、複合プリズム７に入射する。この
光の一部は、図４に示す複合プリズム７を形成するＢＳ
６２で反射され、さらにＢＳ６４で反射され、ＰＤ１９
に入射する。

【００３７】ここで、レーザー光源１から放射される光
の角振動数をω、ＡＯＭ５での周波数シフトの量をΔω
1、ＡＯＭ６での周波数シフトの量をΔω2、ＡＯＭ５か
らＰＤ１９までの光路長をＬ1、ＡＯＭ６からＰＤ１９
までの光路長をＬ2、ＡＯＭ５で周波数シフトを受けＰ
Ｄ１９へ入射する光の振幅をａ1、ＡＯＭ６で周波数シ
フトを受けＰＤ１９へ入射する光の振幅をａ2とする。
ＡＯＭ５、６で周波数シフトを受けるときの光の偏光方
向の変化が同じであった場合、ＡＯＭ５で周波数シフト
を受けＰＤ１９へ入射する光と、ＡＯＭ６で周波数シフ
トを受けＰＤ１９へ入射する光の偏光方向が一致し、二
つの光は干渉を起こす。このため、ＰＤ１９での光の場
（電場もしくは磁場）Ａ1は式（数１）のようになる。

【００３８】

【数１】

【００３９】すると、ＡＯＭ５での周波数シフトとＡＯ
Ｍ６での周波数シフトの差の振動数のビートが発生す
る。ＰＤ１９には逆バイアスがかけてあり、ＰＤ１９に
流れるフォトカレントＩ１はＣを比例定数として式（数
２）のようになる。

【００４０】

【数２】

【００４１】但し、Δω＝Δω1−Δω2、である。図２
１に示すような電流・電圧変換回路を用いてこのフォト
カレントを電圧に変換し、ロックインアンプ２０への参
照入力とする。図２１に示す電流・電圧変換回路は、折
れ点周波数ｆが式（数３）で与えられるハイパスフィル
ターとなっており、電流Ｉ１の直流成分が除去される。
この信号を以下、第１の参照信号と呼ぶ。ｆ＝１／｛２π（Ｒ1＋Ｒ2）Ｃ｝…………………………………（数３）ＡＯＭ６で周波数シフトを受け、ＢＳ６２を通過した光
の一部はＢＳ９で反射され、ＰＤ１８に入射する。ＡＯ
Ｍ５で周波数シフトを受け、ＢＳ６１を通過した光の一
部はＢＳ８、λ／４板１０、λ／８板１１及びＢＳ１２
を通り、カップリングレンズ１３を介して光ファイバ１
５に結合される。この光は光ファイバ１５中を伝播し、
反対側の端部の光プローブ１６の部分で反射され、光フ
ァイバ１５中を前記とは反対向きに伝播する。この光一
部はカップリングレンズ１３でコリメートされ、ＢＳ１
２、λ／８板１１及びλ／４板１０通り、ＢＳ８で反射
され、ＢＳ９を通過してＰＤ１８に入射する。この時、
ＡＯＭ６で周波数シフトを受け、ＰＤ１８に入射した光
と、ＡＯＭ５で周波数シフトを受け、光プローブ１６の
部分で反射されてＰＤ１８に入射した光の偏光方向が一
致するようにλ／８板１１及びＢＳ１２の向きを調節す
る。するとＰＤ１８に入射する二つの光も干渉を起こ
す。

【００４２】ここで、ＡＯＭ５からＰＤ１８までの光路
長をＬ3、ＡＯＭ６からＰＤ１８までの光路長をＬ4、Ａ
ＯＭ５で周波数シフトを受けＰＤ１８へ入射する光の振
幅をａ3、ＡＯＭ６で周波数シフトを受けＰＤ１８へ入
射する光の振幅をａ4とする。するとＰＤ１８での光の
場（電場もしくは磁場）Ａ2は式（数４）のようにな
る。

【００４３】

【数４】

【００４４】すると、ＡＯＭ５での周波数シフトとＡＯ
Ｍ６での周波数シフトの差の振動数のビートが発生す
る。ＰＤ１８には逆バイアスがかけてあり、ＰＤ１８に
流れるフォトカレントＩ2はＣを比例定数として式（数
５）のようになる。

【００４５】

【数５】

【００４６】図２１に示すような電流・電圧変換回路を
用いてこのフォトカレントを電圧に変換し、ロックイン
アンプ２０への測定入力とする。この時に電流Ｉ2の直
流成分を除去する。この信号を以下、第１の測定信号と
呼ぶ。

【００４７】ａ1、ａ2、ａ4、Ｌ1、Ｌ2及びＬ4が既知
で、時間的に変化しないものとする。この場合、ロック
インアンプ２０で、第１の参照信号に対して第１の測定
信号を同期検波し、Ｉ2の交流成分の振幅と、Ｉ１とＩ2
の位相差とを求める。Ｉ2の交流成分の振幅はａ3に比例
し、Ｉ１とＩ2との位相差はＬ3の１次関数となってい
る。このため、Ｉ2の交流成分の振幅からａ3を、Ｉ１と
Ｉ2の位相差からＬ3を容易に求めることができる。ａ3
の２乗は、ＡＯＭ５で周波数シフトを受けた光の、光プ
ローブ１６の部分での反射率に比例する。さらに、光プ
ローブ１６の部分での反射率は光プローブ１６と光導波
路３５の間隔に依存するため、Ｉ2の交流成分の振幅か
ら間接的に、光プローブ１６と光導波路３５の間隔を求
めることができる。Ｉ2の交流成分の振幅と、Ｉ１とＩ2
の位相差とは後述するシステムコントローラ４１に入力
される。

【００４８】一方、レーザー光源２１から放射された光
はアイソレータ２２を通り、ＢＳ（分割手段）２３に入
射する。この光の一部はＢＳ２３を通過しＡＯＭ（周波
数シフト手段）２５で周波数シフトを受け、複合プリズ
ム（干渉手段）２７に入射する。図５は複合プリズム２
７の斜視図であり、図６はその分解図である。この光
は、複合プリズム２７を形成する部品の一つであるＢＳ
６６に入射する。この光の一部はＢＳ６６で反射され、
さらに全反射ミラー６８で反射され、ＢＳ６７を通過し
てＰＤ（検出手段）２９に入射する。ＢＳ２３に入射し
た光の一部はＢＳ２３で反射され、さらに全反射ミラー
２４で反射され、ＡＯＭ（周波数シフト手段）２６で周
波数シフトを受け、複合プリズム２７に入射する。この
光は、複合プリズム２７を形成する部品の一つであるＢ
Ｓ６５に入射する。この光の一部はＢＳ６７で反射さ
れ、ＰＤ２９に入射する。

【００４９】ここで、レーザー光源２１から放射される
光の角振動数をν、ＡＯＭ２５での周波数シフトの量を
Δν1、ＡＯＭ２６での周波数シフトの量をΔν2、ＡＯ
Ｍ２５からＰＤ２９までの光路長をＬ5、ＡＯＭ６から
ＰＤ２９までの光路長をＬ6、ＡＯＭ２５で周波数シフ
トを受けＰＤ２９へ入射する光の振幅をａ5及びＡＯＭ
２６で周波数シフトを受けＰＤ２９へ入射する光の振幅
をａ6とする。ＡＯＭ２５、２６で周波数シフトを受け
るときの光の偏光方向の変化が同じであった場合、ＡＯ
Ｍ２５で周波数シフトを受けＰＤ２９へ入射する光と、
ＡＯＭ２６で周波数シフトを受けＰＤ２９へ入射する光
の偏光方向が一致し、二つの光は干渉を起こす。このた
め、ＰＤ２９での光の場（電場もしくは磁場）Ａ3は式
（数６）のようになる。

【００５０】

【数６】

【００５１】すると、ＡＯＭ２５での周波数シフトとＡ
ＯＭ２６での周波数シフトの差の振動数のビートが発生
する。ＰＤ２９には逆バイアスがかけてあり、ＰＤ２９
に流れるフォトカレントＩ3はＣを比例定数として式
（数７）のようになる。

【００５２】

【数７】

【００５３】但し、Δν＝Δν1−Δν2、である。図２
１に示すような電流・電圧変換回路を用いてこのフォト
カレントを電圧に変換し、ロックインアンプ（抽出手
段）３７への参照入力とする。この時に電流Ｉ3の直流
成分を除去する。この信号を以下、第２の参照信号と呼
ぶ。

【００５４】ＡＯＭ２６で周波数シフトを受け、ＢＳ６
５を通過した光の一部はＢＳ２８で反射され、ＰＤ３０
に入射する。ＡＯＭ２５で周波数シフトを受け、ＢＳ６
６を通過した光はミラー３３で反射され、試料である光
集積回路３４に照射される。光集積回路３４には光導波
路３５が設けられており、さらに光導波路３５にはグレ
ーティングカップラ３８が設けられている。光集積回路
３４に照射された光はグレーティングカップラ３８で回
折され、かつ光導波路３５に閉じ込められ、光導波路３
５の中を伝播する。光導波路３５中を伝播する光は光導
波路３５の表面にエバネッセント波３６を作る。エバネ
ッセント波３６は光プローブ１６で取り出され、光ファ
イバ１５を伝播する。光プローブ１６で取り出され、光
ファイバ１５を伝播する光は、カップリングレンズ１３
でコリメートされ、その一部はＢＳ１２で反射される。
ＢＳ１２で反射された光はλ／４板３１、λ／２板３２
及びＢＳ２８（干渉手段）を通り、ＰＤ３０（検出手
段）に入射する。この時、ＡＯＭ２６で周波数シフトを
受けＰＤ３０に入射する光と、ＡＯＭ２５で周波数シフ
トを受け、光プローブ１６で取り出され、ＰＤ３０に入
射する光の偏光方向が一致するようにλ／４板３１、λ
／２板３２の向きを調節する。するとＰＤ３０に入射す
る二つの光は干渉を起す。

【００５５】ここで、ＡＯＭ２５からＰＤ３０までの光
路長をＬ7、ＡＯＭ２６からＰＤ３０までの光路長をＬ
8、ＡＯＭ２５で周波数シフトを受けＰＤ３０へ入射す
る光の振幅をａ7及びＡＯＭ２６で周波数シフトを受け
ＰＤ３０へ入射する光の振幅をａ8とする。するとＰＤ
３０での光の場（電場もしくは磁場）Ａ4は式（数８）
のようになる。

【００５６】

【数８】

【００５７】すると、ＡＯＭ２５での周波数シフトとＡ
ＯＭ２６での周波数シフトの差の振動数のビートが発生
する。ＰＤ３０には逆バイアスがかけてあり、ＰＤ３０
に流れるフォトカレントＩ4はＣを比例定数として式
（数９）のようになる。

【００５８】

【数９】

【００５９】図２１に示すような電流・電圧変換回路を
用いてこのフォトカレントを電圧に変換し、ロックイン
アンプ３７への測定入力とする。この時に電流Ｉ4の直
流成分を除去する。この信号を以下、第２の測定信号と
呼ぶ。

【００６０】ａ5、ａ6、ａ8、Ｌ5、Ｌ6及びＬ8が既知
で、時間的に変化しないものとする。この場合、ロック
インアンプ３７で、第２の参照信号に対して第２の測定
信号を同期検波し、Ｉ4の交流成分の振幅と、Ｉ3とＩ4
の位相差とを求める。Ｉ4の交流成分の振幅はａ7に比例
し、Ｉ3とＩ4の位相差はＬ7の１次関数となっている。
このため、Ｉ4の交流成分の振幅からａ7を、Ｉ3とＩ4の
位相差からＬ7を容易に求めることができる。ａ7はエバ
ネッセント波３６の振幅に比例する。このため、Ｉ4の
振幅から間接的にエバネッセント波３６の強度を知るこ
とができる。またＬ7の内、ＡＯＭ２５からグレーティ
ングカップラ３８までの光路長と光プローブ１６からＰ
Ｄ３０までの光路長が既知であった場合、Ｌ8からグレ
ーティングカップラ３８から光プローブ１６までの光路
長、すなわち光プローブ１６での光の位相を知ることが
できる。また式（数９）から明らかなように、光プロー
ブ１６で取り出される光が微弱でａ7が小さかったとし
ても、ａ8を大きくすることによりＩ4の交流成分の振幅
を大きくすることができる。このため、光プローブで取
り出される光が微弱であったとしてもＳＮ比の高い測定
が可能となる。ａ8を大きくした場合、Ｉ4の直流成分が
大きくなるが、これは前記のハイパスフィルターで除去
することができる。Ｉ4の交流成分の振幅と、Ｉ3とＩ4
の位相差とは後述されるシステムコントローラ４１に入
力される。

【００６１】図１に示す光学系ではレーザー光源１から
放射された光の一部が、アイソレータ２、ＢＳ３、ＡＯ
Ｍ５、ＢＳ６１、ＢＳ８、ＢＳ１２、カップリングレン
ズ１３及び光ファイバ１５を通り、光プローブ１６で反
射され、光ファイバ１５、カップリングレンズ１３、Ｂ
Ｓ１２、λ／４板３１、λ／２板３２及びＢＳ２８を通
り、ＰＤ３０に入射する。しかし、レーザー光源１、２
１という異なる光源から放射された光は一般に干渉しな
い（もしくは、干渉しないようなレーザー光源の組を選
ぶことができる）。このため、レーザー光源１から放射
されＰＤ３０に入射する光の影響はＩ4の直流成分の増
加のみとなる。この影響は前記のハイパスフィルターに
よって取り除くことができ、上記の動作には影響を与え
ない（もしくは、そうすることが可能である）。また同
様に、レーザー光源２１から放射されＰＤ１８に入射す
る光も存在するが、これも上記の動作には影響を与えな
い（もしくは、そうすることが可能である）。

【００６２】なお、図１の機構系１７は以下に説明する
図２の粗動ステージ４４、４５、４６及び微動機構４７
を省略して描いたものである。

【００６３】図２に示すシステムコントローラ４１は、
以下に説明する走査回路、制御回路、処理回路及び外部
インターフェースから構成される。走査回路は、光プロ
ーブ１６を粗動ステージ４５、４６及び微動機構４７を
用いて光導波路３５上を走査させる機能を持つ。制御回
路は、ロックインアンプ２０から入力されるＩ2の交流
成分の振幅から光集積回路３５と光プローブ１６との間
隔を求め、前記の走査の間この間隔を一定に保つべく粗
動ステージ４４と微動機構４７とを駆動する機能を持
つ。処理回路は、ロックインアンプ２０、３７からの出
力と、図７に示すレーザー干渉計４９、７６、ギャップ
センサ７１〜７４の出力と、走査回路と制御回路とから
粗動ステージ４４、４５、４６及び微動機構４７への出
力とを記録し、これに処理を加え種々の情報を抽出する
機能を持つ。外部インターフェースは本実施例で説明し
ている装置の外部から命令をうけ、走査回路、制御回路
及び処理回路を用いて後述する測定を行わせる機能と、
処理回路に記録されている内容や、抽出した情報を装置
外部へ出力する機能とを持っている。

【００６４】システムコントローラ４１は装置外部から
の命令により以下のことを行う。まず、光プローブ１６
を粗動ステージ４５、４６及び微動機構１７を用いて光
導波路３５上の所定の領域に走査させる。この時、微動
機構の可動範囲は粗動ステージの位置決め精度よりも大
きく、粗動ステージの可動範囲よりも小さい。大きな範
囲の走査は粗動ステージ４５、４６を用いて行い、粗動
ステージ４６、４６の精度の足らない分を微動機構で補
正する。走査するときにファイバ保持部７５の姿勢が変
化した場合、光プローブ１６の位置がずれてしまう。こ
のため、図７に示すレーザー干渉系４９、７６とギャッ
プセンサ７１〜７４の出力からファイバ保持部７５の姿
勢を検出し、微動機構４７を用いてファイバ保持部７５
の一定に保つように制御を行う。なお、微動機構４７の
構成については後述する。レーザー干渉系４９、７６は
それぞれ参照ミラー７７、７８にレーザーの光束を２本
照射し、２本の光束の光路長の差からファイバ保持部７
５のｚ軸回りの回転角を検出する。ギャップセンサ７１
〜７４はそれぞれのセンサから参照ミラー７９の間隔を
測定する。ギャップセンサ７１〜７４と参照ミラー７９
の間隔をそれぞれＧ1、Ｇ2、Ｇ3、Ｇ4とすると、式（数
１０）のように、（Ｇ1＋Ｇ2）／２−（Ｇ3＋Ｇ4）／２……………………………（数１０）なる量からファイバ保持部７５のｙ軸回りの回転角を求
めることができる。また、式（数１１）のように、（Ｇ1＋Ｇ3）／２−（Ｇ2＋Ｇ4）／２……………………………（数１１）なる量からファイバ保持部７５のｘ軸回りの回転角を求
めることができる。

【００６５】光導波路３５の表面もしくは粗動ステージ
４５、４６の案内面が平でない場合、あるいは光導波路
３５の表面と粗動ステージ４６、４６の案内面が平行で
ない場合、前記の走査の途中で光プローブ１６と光導波
路３５の表面の間隔は変化する。この場合、光プローブ
１６が光導波路３５に近づき過ぎると両者がぶつかって
しまうし、遠すぎると光プローブで光が取り出せなくな
ってしまう。そこで、光プローブ１６と光導波路３５の
間隔を一定に保つ必要がある。システムコントローラ４
１はＩ2の交流成分の振幅から光プローブ１６と光導波
路３５との間隔を求め、これを一定に保つように粗動ス
テージ４４及び微動機構４７を駆動する。

【００６６】光プローブ１６を走査すると光ファイバ１
５が変形し、光ファイバ１５の光路長が変化する。する
とＩ3とＩ4の位相差を求めても、光プローブ１６の部分
の光の位相を知る事ができなくなる。そこで光ファイバ
１５の光路長の変化をＩ1とＩ2との位相差から求める。
そして光ファイバ１５の光路長が一定になるように位相
変調器１４を駆動する。位相変調器１４は円筒状のピエ
ゾ圧伝素子の両端に穴のあいた板を接着し、この穴に光
ファイバ１５を通し、板と光ファイバ１５を接着した構
成となっている。電荷を与えることによりピエゾ圧伝素
子は軸方向に伸び縮みし、接着された光ファイバ１５に
歪を与える。光ファイバ１５の光路長はこの歪によって
変化する。システムコントローラ４１は光ファイバ１５
の光路長をＩ1とＩ2との位相差から求め、これを一定に
保つようにピエゾ圧伝素子に電荷を与える。

【００６７】光プローブ１６を走査し、光プローブ１６
が所定の位置にきた時点で、システムコントローラ４１
は、レーザー干渉計４９、７６からの出力とＧ1、Ｇ2、
Ｇ3、Ｇ4から光プローブ１６の位置とを算出し、これを
記録する。これに同期してロックインアンプ３７から出
力されたＩ4の交流成分の振幅とＩ3とＩ4の位相差とか
ら光プローブ１６の位置でのエバネッセント波３６の強
度と位相とを算出し、記録する。

【００６８】システムコントローラ４１は装置外部から
の命令に基づいて、光プローブ１６の位置と、そこでの
エバネッセント波の強度と位相に関する情報を出力す
る。

【００６９】微動機構４７は図８に示すように、全く同
じ構造をしている４個のピエゾ圧電素子８０、８１、８
２、８３からなっている。その内の１個を拡大した図が
図９である。個々のピエゾ圧電素子は円筒状の圧電セラ
ミックス８５に電極９１〜９９を設けた構造となってい
る。図９の断面Ａに対する断面図が図１０であり、断面
Ｂに対する断面図が図１１である。圧電セラミックス８
５は図１０、１１に示すように外向きに分極している。
このセラミックスは円筒の内側の電極９９に対し、外側
の電極に正の電荷を与えた場合に円筒の軸方向に延びる
ものとする。電極９９に対し、電極９１〜９８の電位を
高く（例えば、電位をｖとし、ｖ＞０とする）した場
合、図１２に示すように圧電セラミックス８５はｚ軸方
向にΔｚだけ延びる。ｖ＜０の場合はΔｚだけ縮むこと
になる。電極９９に対し、電極９３、９５の電位をｖと
し（但し、ｖ＞０）、電極９１、９７の電位を−ｖとす
る。電極９２、９４、９６、９８の電位を電極９９に等
しくする。すると圧電セラミックスは図１３のように変
形し、圧電セラミックス８５の上面はｘ軸のマイナス方
向にΔｘだけ変位する。ｖ＜０の場合はｘ軸のプラス方
向に変位する。同様に圧電セラミックス８５の上面をｙ
軸方向に変位させることが可能である。図１４に４個の
ピエゾ圧電素子８０〜８３の上面を全てｘ軸のプラス方
向に変位させることにより、ファイバ保持部７５をｘ軸
方向に動かすことができる。同様に図１５のようにｙ軸
方向に、図１６のようにｚ軸方向にファイバ保持部７５
を動かすことができる。また図１７のように、ピエゾ圧
電素子８０、８１をｚ軸方向に延ばし、ピエゾ圧電素子
８２、８３を縮めることにより、ファイバ保持部７５を
ｙ軸回りに回転させることができる。同様に図１８のよ
うに、ピエゾ圧電素子８０、８２をｚ軸方向に延ばし、
ピエゾ圧電素子８１、８３を縮めることにより、ファイ
バ保持部７５をｘ軸回りに回転させることができる。電
極９９に対し、電極９１、９２、９７、９８の電位を正
にし、電極９３、９４、９５、９６の電位を負にする。
するとｘ軸の正方向とｙ軸の正方向の両方に同時に動か
すことができる。同様にｘ軸の正方向とｙ軸の負の方
向、あるは各々に対し、反対向きの方向に変位させるこ
とができる。すると図１９に示すように、ピエゾ圧電素
子８０をｘ軸正方向とｙ軸負方向に、ピエゾ圧電素子８
１をｘ軸負方向とｙ軸負方向に、ピエゾ圧電素子８２を
ｘ軸正方向とｙ軸正方向に、ピエゾ圧電素子８３をｘ軸
負方向とｙ軸正方向に、それぞれ同時に変位させると、
ファイバ保持部７５をｚ軸周りに回転させることができ
る。

【００７０】図２０は光プローブ１６近傍の拡大図であ
る。光プローブ１６は光ファイバ１５のコア３９を尖ら
せたものである。尖らせた部分の先端の曲率半径を、レ
ーザー光源２１から放射される光の波長よりも小さくす
ることにより、エバネッセント波３６をレーザー光源２
１から放射される光の波長よりも小さい領域から取り出
すことができる。このように光ファイバ１５のコア３９
の尖った部分は、コア３９の部分のＧｅＯ2のドープ量
を22〜23mol％とし、光ファイバをＨＦ水溶液と、ＮＨ4
Ｆ水溶液の混合液でエッチングすることにより作ること
ができる。これは、コア３９とクラッド４０のエッチン
グ速度の違いからこのような尖った部分が作られる。

【００７１】本実施例では微小な光導波路３５表面のエ
バネッセント波３６の強度、位相及び光導波路３５の形
状が測定できる。

【００７２】本発明の他の実施例を図２２及び図２３を
参照しながら説明する。図２２は光走査型トンネル顕微
鏡の光学系の説明図、図２３は光プローブの部分の拡大
図である。本実施例は、図１から図２１を用いて説明し
た実施例とは光学系の１１５部分と、試料の形状、試料
に光を照射する光学系及び光プローブの構成が異なって
いる。その他の点については図１から図２１を用いて説
明した実施例と同じである。このため、ここでは光学系
の動作のみ説明する。

【００７３】レーザー光源１１６は互いに偏光方向が直
交し、なおかつ周波数が異なる２種類の光を放射する。
この２種類の光の角振動数をω1、ω2とし、偏光ビーム
スプリッタ（以下、ＰＢＳ、と略す）１２２の張り合わ
せ面に対し、角振動数ω1（以下、ω1の光と略す）の光
がＰ(入射面に対して平行)偏光に、角振動数ω2の光
（以下、ω2の光と略す）がＳ(入射面に対して直角)偏
光になるようレーザー光源１１６とＰＢＳ１２２の相対
位置が決まっている。レーザー光源１１６から放射され
た２種類の光の両方の一部はＢＳ１１７で反射され、一
部は透過する。ＢＳ１１７で反射された２種類の光の両
方は偏光フィルター１１８を通ってＰＤ１１９に入射す
る。偏光フィルター１１８は入射した光のうち、特定の
方向の直線偏光成分のみを透過する。偏光フィルター１
１８を透過した光は、この特定方向に直線的に偏光した
光となる。偏光フィルター１１８のこの特定の方向は、
ω1の光の偏光方向と、ω2の光の偏光方向の両方に対し
て、４５度の方向を向いている。このため、偏光フィル
ターに入射したω1の光とω2の光とは何れもその半分が
透過し、偏光方向は一致する。すると、ＰＤ１１９上で
二つの光は干渉を起こし、ビートを発生する。ＰＤ１１
９には逆バイアスがかけてあり、角振動数Δω（＝ω1
−ω2）の正弦波状の電流が流れる。この電流は例えば
図２１に示すような回路で電圧に変換され、ロックイン
アンプ２０への参照信号となる。

【００７４】ＢＳ１１７を透過した２種類の光のうち、
ω2の光はＰＢＳ１２２で反射され、λ／４板１４１を
通り、反射ミラー１４２で反射され、λ／４板１４１を
通り、再びＰＢＳ１２２に入射する。この光はλ／４板
１４１を２回通る間に偏光方向が９０度回転し、ＰＢＳ
１２２の張り合わせ面に対しＰ偏光となっている。この
ため、再びＰＢＳ１２２に入射したω2の光はＰＢＳ１
２２を透過し、さらに偏光フィルター１２１を通り、Ｐ
Ｄ１２０に入射する。

【００７５】ＢＳ１１７を透過した２種類の光のうち、
ω1の光はＰＢＳ１２２を透過し、λ／４板１２４、λ
／８板１２５、ＢＳ１２６及びカップリングレンズ１２
７を通り、光ファイバ１２９に入射する。この光は光フ
ァイバ１２９内を伝播し、光ファイバ１２９の入射した
側とは反対側の端部に設けられた光プローブ１３０の部
分で反射され、光ファイバ１２９内を最初とは逆向きに
伝播し、カップリングレンズ１２７、ＢＳ１２６、λ／
８板１２５及びλ／４板１２４を通り、ＰＢＳ１２２に
入射する。この光の偏光方向はλ／４板１２４及びλ／
８板１２５を２回通る間に、ＰＢＳ１２２を透過したと
きの偏光方向から９０度回転している。このため、ＰＢ
Ｓ１２２の張り合わせ面に対しＳ偏光となっており、再
びＰＢＳ１２２に入射したω1の光はＰＢＳ１２２で反
射され、偏光フィルター１２１を通り、ＰＤ１２０に入
射する。偏光フィルター１２１の機能は偏光フィルター
１１８と全く同じであり、ＰＤ１２０に入射した二つの
光は干渉を起こし、ビートを発生する。ＰＤ１２０には
逆バイアスがかけてあり、角振動数Δω（＝ω1−ω2）
の正弦波状の電流が流れる。この電流も例えば図２１に
示すような回路で電圧に変換され、ロックインアンプ２
０の測定信号となる。

【００７６】図１から図２１を用いて説明した実施例の
場合と同じように、ロックインアンプ２０は入力される
参照信号と測定信号とから、測定信号の振幅と参照信号
と測定信号の位相差とを求め、システムコントローラ４
１にこれを出力する。前記の通り、測定信号の振幅から
光プローブ１３０と試料１１１の間隔を、また参照信号
と測定信号の位相差から光ファイバ１２９の光路長を求
めることができる。前記のようにシステムコントローラ
４１は光ファイバ１２９の光路長を求め、光プローブ１
３０を走査しても光ファイバ１２９の光路長が変化しな
いように、位相変調器１２８を駆動する。

【００７７】レーザー光源１３６は互いに偏光方向が直
交し、なおかつ周波数が異なる２種類の光を放射する。
この２種類の光の角振動数をν1、ν2とし、ＰＢＳ１３
４の張り合わせ面に対し、角振動数ν1の光（以下、ν1
の光と略す）がＰ偏光に、角振動数ν2の光（以下、ν2
の光と略す）がＳ偏光になるようレーザー光源１３６と
ＰＢＳ１３４の相対位置が決まっている。レーザー光源
１３６から放射された２種類の光の両方の一部はＢＳ１
３５で反射され、一部は透過する。ＢＳ１３５で反射さ
れた２種類の光の両方は偏光フィルター１３７を通って
ＰＤ１３８に入射する。偏光フィルター１３７の機能は
偏光フィルター１１８と全く同じであり、ＰＤ１３８に
入射した二つの光は干渉を起こし、ビートを発生する。
ＰＤ１３８には逆バイアスがかけてあり、角振動数Δν
（＝ν1−ν2）の正弦波状の電流が流れる。この電流は
例えば図２１に示すような回路で電圧に変換され、ロッ
クインアンプ３７への参照信号となる。

【００７８】ＢＳ１３５を透過した２種類の光のうち、
ν1の光はＰＢＳ１３４を透過し反射ミラー１１４、１
１３で反射されプリズム１１２に入射する。この光は、
プリズム１１２の反射面１４３で全反射する。反射面１
４３上に試料１１１が置かれており、反射面１４３と試
料１１１表面近傍には、ここに入射したν1の光によっ
てエバネッセント波１４４が発生する。このエバセッセ
ント波１４４を光プローブ１３０で取り出す。光プロー
ブ１３０は、図２３に示すように、端部に突起１４６を
設けた光ファイバ１３１と、光ファイバ１２９とを融着
部１４５で融着し、融着部１４５及び端部近傍を金薄膜
１４７でコーティングし、突起１４６の先端のみコーテ
ィング１４７に穴をあけた構造となっている。突起１４
６の先端曲率半径、及び突起１４６の先端に開けられた
金薄膜１４７の穴の大きさはν1の光の波長よりも小さ
く、エバネッセント波１４４を光の波長よりも小さい領
域から取り出すことができる。光プローブ１３０で取り
出された光は光ファイバ１３１内を伝播し、カップリン
グプリズム１３９を通り、ＰＤ１４０に入射する。

【００７９】ＢＳ１３５を透過した２種類の光のうちの
ν2の光は、ＰＢＳ１３４で反射され、λ／４板１３３
及びλ／２板１３２を通り、ＢＳ１２６及びカップリン
グレンズ１２７を通り、光ファイバ１２９に入射し、光
ファイバ１２９内を伝播し、光プローブ１３０の部分に
到達する。光ファイバ１２９を伝播してきた光の一部は
融着部１４５で光ファイバ１３１に移行し、光ファイバ
１３１の端部で反射し、光ファイバ１３１をカップリン
グレンズ１３９の方へ伝播し、カップリングレンズ１３
９を通りＰＤ１４０に入射する。光ファイバ１２９を伝
播してきた光の別の一部は光ファイバ１２９の端部で反
射し、融着部１４５で光ファイバ１３１へ移行し、カッ
プリングレンズ１３９の方へ伝播し、カップリングレン
ズ１３９を通り、ＰＤ１４０に入射する。

【００８０】ＰＤ１４０に入射するν1の光及びν2の光
の偏光方向が一致するように、λ／２板１３２及びλ／
４板１３３の向きを調節する。するとＰＤ１４０上でν
1、ν2の光は干渉を起こし、ビートを発生する。ＰＤ１
４０には逆バイアスがかけてあり、角振動数Δν（＝ν
1−ν2）の正弦波状の電流が流れる。この電流は例えば
図２１に示すような回路で電圧に変換され、ロックイン
アンプ３７への測定信号となる。ＰＤ１４０に流れる電
流、もしくはこれを電圧に変換したものを観察し、得ら
れた正弦波の振幅が最大になるようにλ／２板１３２及
びλ／４板１３３の向きを調節することにより、ＰＤ１
４０に入射するν1の光及びν2の光の偏光方向を一致さ
せることができる。

【００８１】図１から図２１を用いて説明した実施例の
場合と同じように、ロックインアンプ３７は入力される
参照信号と測定信号とから、測定信号の振幅と参照信号
と測定信号の位相差を求め、システムコントローラ４１
にこれを出力する。前記の通り、測定信号の振幅からエ
バネッセント波１４４の強度を、参照信号と測定信号の
位相差からエバネッセント波１４４の位相を知ることが
できる。

【００８２】ＰＤ１２０にはω1の光及びω2の光の他
に、ＢＳ１３５、ＰＢＳ１３４を透過し、反射ミラー１
１４、１１３で反射され、試料１１１表面のエバネッセ
ント波となり、突起１４６で取り出され、融着部１４５
で光ファイバ１２９に移行し、光ファイバ１２９内を伝
播し、カップリングレンズ１２７、ＢＳ１２６、λ／８
板１２５８及びλ／４板１２４を通り、ＰＢＳ１２２で
反射され、偏光フィルター１２１を通ったν1の光が入
射する。一般に異なる光源から放射された光は干渉しな
い（もしくは干渉しない光源の組を選ぶことが可能であ
る）。このため、ＰＤ１２０に入射するν1の光はビー
トの発生に関与せず（もしくはそうすることが可能であ
り）、ＰＤ１２０に入射するν1の光は上記の動作に影
響を与えない（もしくはそうすることが可能である）。
同様にＰＤ１４０に入射するω1の光も存在するが、こ
れも上記の動作に影響を与えない（もしくはそうするこ
とが可能である）。

【００８３】ＰＢＳ１２２の動作が理想的でない場合、
即ちＳ偏光の光が透過したり、Ｐ偏光の光が反射したり
した場合、ＰＤ１４０にはω1の光とω2の光とが入射
し、角振動数Δωのビートを発生する。これは上記の動
作に影響を与えるが、ΔωとΔνをずらしておくことに
より、ＰＤ１４０で発生する角振動数Δωのビートの影
響はロックインアンプ３７の同期検波機能によって除去
することができる。同様にＰＤ１２０に入射するν1の
光及びν2の光によって発生する角振動数Δνのビート
の影響も除去することができる。

【００８４】光学系以外は図１から図２１を用いて説明
した実施例と同じであり、本実施例では微小な試料１１
１周囲のエバネッセント波１４４の強度、位相及び試料
１１１の形状が測定できる。

【００８５】本発明の他の実施例を図２４を参照しなが
ら説明する。図２４は光走査型トンネル顕微鏡の光学系
と走査機構と上下動機構の概略図である。間隔計測手
段、制御回路、走査回路、処理回路についてはこれまで
説明した実施例と同じであり、説明を省略する。

【００８６】レーザー光源２０１から放射された光はレ
ンズ２０２で集光され、導波路２０５に結合される。導
波路２０５は基板２０４上に設けられており、基板２０
４と導波路２０５とで光素子２０３を構成している。導
波路２０５に結合された光は導波路２０５内を伝播し、
その表面にエバネッセント波を発生させる。このエバネ
セント波は光プローブ２０６、２０７、２０８により光
導波路表面の異なった場所から取り出される。光プロー
ブ２０６、２０７、２０８は各々走査機構と上下動機構
を一体化した機構系２０９、２１０、２１１により、独
立に光導波路２０５表面を走査する。光プローブ２０７
で取り出された光は各々ＡＯＭ２１２で周波数シフトを
受ける。ＡＯＭ２１２で周波数シフトを受けた光は二つ
に分割され、その片方は、光検出器２１３に、もう片方
は光検出器２１４に入射する。さらに光プローブ２０
６、２０８で取り出された光は各々光検出器２１３、２
１４に入射する。前記の通り、光検出器２１３に入射し
た二つの光は干渉し、ＡＯＭ２１２での周波数シフトの
周波数のビートを発生する。同様に光検出器２１４に入
射した二つの光は干渉し、光検出器２１３のビートと同
じ周波数のビートを発生する。光検出器２１３、２１４
で発生するビートをロックインアンプ２１５に入力し、
二つビートの位相差から光プローブ２０６と２０７で取
り出されたエバネッセント波の位相差を求めることがで
きる。

【００８７】光プローブ２０６、２０７を導波路２０５
上の所定の場所に移動させ、そこに停止させる。この状
態で光プローブ２０８は光導波路２０５表面を走査す
る。こうすることで光導波路表面２０５エバネッセント
波の位相分布を知ることができる。

【００８８】本発明の他の実施例として図２５〜図２７
を参照しながら光素子の製造工程を説明する。図２５は
最終的に作られる素子の斜視図、図２６はこれを作るた
めの製造工程を示す図、図２７は同様の製造工程で作ら
れる別の素子である。

【００８９】図２５に、レーザー光源３０５から放射さ
れた光を集光点Ｐに集光させる光素子３０８を示す。レ
ーザー光源３０５から放射された光はＳｉ₃Ｎ₄からなる
導波層３０３に結合され、導波層３０３内を伝播し、グ
レーティングカップラ３０６で回折され、集光点Ｐに集
光される。

【００９０】図２６に示すように、光素子３０８を作る
ためには、まず光導波路作成工程において、Ｓｉ基板３
０１上にＳｉＯ₂からなるバッファー層３０２と、この
上に導波層３０３を成膜する。導波層３０３を構成する
Ｓｉ₃Ｎ₄の回折率はバッファー層３０２を構成するＳｉ
Ｏ₂の屈折率よりも大きく、光は導波層３０３内を伝播
する。

【００９１】グレーティングカップラ３０６のパターン
は、光が導波層３０３内を伝播するときの等価屈折率に
対し、適正に選ばないと上手く集光できない。さらに、
等価屈折率は導波層３０３の厚さによって変化してしま
う。成膜においては膜厚の精度は低く、一般には膜厚は
設計値からずれてしまう。このため、等価屈折率もずれ
てしまう。このため、パターニング工程においてグレー
ティングカップラ３０６のパターンを１種類しか用意し
ていない場合、ほとんどの光素子はよく集光できない。
そこで、本実施例では異なる等価屈折率に対応するグレ
ーティングカップラ３０６のパターンを描画したフォト
リソのマスクを複数個用意する。この場合、隣同士の等
価屈折率に対応するパターンの中間の等価屈折率に対し
ても、十分な精度で集光できるようにパターンを用意す
る。

【００９２】光導波路作成工程でバッファー層３０２と
導波層３０３を成膜した後、図１のＡＯＭ２５で周波数
シフトを受け、ＢＳ６６を通過した光をレンズ３０４で
集光し、導波層３０３に結合させる。この場合、レーザ
ー光源２１の波長とレーザー光源３０５の波長を一致さ
せておく。レーザー光源この状態で光プローブ１６を導
波路３０３に近づけ、結合された光が作るエバネッセン
ト波を取り出しながら、結合された光が伝播する方向へ
光プローブ１６を走査する。前記の通り、光プローブ１
６で取り出された光の位相を測定することができる。光
プローブ１６の変化と取り出されたエバネセント波の位
相とを比較することによって、導波路３０３内を伝播す
る光の波長を求めることができる。レーザー光源２１の
真空中での波長をＡ、導波路３０３内を伝播する時の波
長をλとすると、等価屈折率ＮはＮ＝Ａ／λとなり、等
価屈折率を求めることができる。

【００９３】用意した複数のマスクのうち、求めた等価
屈折率に対し、最もよく集光できるマスクのパターンを
導波層３０３上にパターニングし、グレーティングカッ
プラ３０６を作る。こうすることにより、膜厚の精度が
低くても十分な精度で集光できる光素子を作ることがで
きる。

【００９４】パターニングが終わった後、組立工程にお
いてレーザー光源３０５を取り付ける。レーザー光源３
０５を取り付けた後、検査工程において、レーザー光源
３０５を点灯させる。この状態で、図２４を用いて説明
した実施例と同様な光走査型トンネル顕微鏡を用意し、
３個の光プローブを光素子３０８に近づける。図２４を
用いて説明した実施例と同様に光プローブ２０６、２０
７を導波路２０５上の所定の場所に移動させ、そこに停
止させる。この状態で光プローブ２０８は検査面Ｑ上を
走査する。こうすることで、グレーティングカップラ３
０６で回折された光の波面を測定することができる。波
面を測定することにより、集光点Ｐでの集光の状態を知
ることができ、製造した光素子３０８の良否を判定する
ことができる。

【００９５】図２７及び図２８に示すような、方向性結
合器やＹ分岐に対しても同様な製造工程で製造すること
が可能である。

【００９６】

【発明の効果】本発明によれば、測定光と参照光の振動
数の差の振動数で発生したビートにより、光源の波長よ
り小さい領域の光の位相情報が得られるとともに、光導
波路に閉じこめられた光の波面を測定することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である光走査型トンネル顕微
鏡の光学系を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例である光走査型トンネル顕
微鏡の全体を示す図である。

【図３】複合プリズムの斜視図である。

【図４】複合プリズムを分解して示す図である。

【図５】複合プリズムの斜視図である。

【図６】複合プリズムを分解して示す図である。

【図７】光プロープの保持部近傍の拡大図である。

【図８】微動機構の拡大図である。

【図９】微動機構のピエゾ圧電素子の斜視図である。

【図１０】ピエゾ圧電素子の断面図である。

【図１１】ピエゾ圧電素子の断面図である。

【図１２】ピエゾ圧電素子の変形を説明する図である。

【図１３】ピエゾ圧電素子の変形を説明する図である。

【図１４】微動機構の動作を説明する図である。

【図１５】微動機構の動作を説明する図である。

【図１６】微動機構の動作を説明する図である。

【図１７】微動機構の動作を説明する図である。

【図１８】微動機構の動作を説明する図である。

【図１９】微動機構の動作を説明する図である。

【図２０】光プローブ近傍の拡大図である。

【図２１】電流電圧変換の回路図である。

【図２２】光走査型トンネル顕微鏡の光学系を示す図で
ある。

【図２３】光プローブ近傍の拡大図である。

【図２４】光走査型トンネル顕微鏡の光学系を示す図で
ある。

【図２５】光素子の斜視図である。

【図２６】製造工程を示す図である。

【図２７】他の光素子を示す図である。

【図２８】他の光素子を示す図である。

【符号の説明】

１レーザー光源２アイソレータ３ビームスプリッタ４全反射ミラー５音響光学素子６音響光学素子７複合プリズム７８ビームスプリッタ９ビームスプリッタ１０ λ／４板１１ λ／８板１２ビームスプリッタ１３カップリングレンズ１４位相変調器１５光ファイバ１６光プローブ１７機構系１８フォトダイオード１９フォトダイオード２０ロックインアンプ２１レーザー光源２１２２アイソレータ２３ビームスプリッタ２４全反射ミラー２５音響光学素子２６音響光学素子２７複合プリズム２８ビームスプリッタ２９フォトダイオード３０フォトダイオード３１ λ／４板３２ λ／２板３３ミラー３４光集積回路３５光導波路３６エバネッセント波３７ロックインアンプ３８グレーティングカップラ３９コア４０クラッド４１システムコントローラ４２光学系４３粗動ステージ４４粗動ステージ４５粗動ステージ４６粗動ステージ４７微動機構４９レーザー干渉系６１ビームスプリッタ６２ビームスプリッタ６３全反射ミラー６４ビームスプリッタ６５ビームスプリッタ６６ビームスプリッタ６７ビームスプリッタ６８全反射ミラー７１ギャップセンサ７２ギャップセンサ７３ギャップセンサ７４ギャップセンサ７５ファイバ保持部７６レーザー干渉系７７参照ミラー７８参照ミラー７９参照ミラー８０ピエゾ圧電素子８１ピエゾ圧電素子８２ピエゾ圧電素子８３ピエゾ圧電素子８５圧電セラミックス９１電極１１１試料１１２プリズム１１３１１４反射ミラー１１５光学系１１６レーザー光源１１７ビームスプリッタ１１８偏光フィルター１１９フォトダイオード１２０フォトダイオード１２１偏光フィルター１２２偏光ビームスプリッタ１２４ λ／４板１２５ λ／８板１２６ビームスプリッタ１２７カップリングレンズ１２８位相変調器１２９光ファイバ１３０光プローブ１３１光ファイバ１３２ λ／２板１３３ λ／４板１３４偏光ビームスプリッタ１３５ビームスプリッタ１３６レーザー光源１３７偏光フィルター１３８ＰＤ１３９カップリングプリズム１４０ＰＤ１４１ λ／４板１４２反射ミラー１４３反射面１４４エバネッセント波１４５融着部１４６突起１４７金薄膜２０１レーザ光源２０２レンズ２０３光素子２０４基板２０５導波路２０６光プローブ２０７光プローブ２０８光プローブ２０９機構系２１０機構系２１１機構系２１２音響光学素子２１３光検出器２１４光検出器２１５ロックインアンプ３０１Ｓｉ基板３０２バッファー層３０３導波層３０４レンズ３０５レーザ光源３０６グレーティングカップラ３０８光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村勝彦茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者三枝省三茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者田中勝之茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源より放射された光を複数の光に分割
する分割手段と、それぞれの光の少なくとも一つの振動
数を変化させる少なくとも一つの周波数シフト手段と、
それぞれの光を干渉させる干渉手段と、該干渉により発
生したビートを検出する検出手段と、該ビートよりそれ
ぞれの光の情報を抽出する抽出手段とを有する干渉計に
おいて、前記分割された少なくとも一つの光を前記放射
される光の波長より小さい領域より選択して取り出す少
なくとも一つの光プローブを備え、前記干渉手段は、そ
れぞれの光プローブで取り出された光と前記分割された
それぞれの光とを干渉させるとともに、前記干渉させる
少なくとも一つの光の振動数がそれぞれの周波数シフト
手段で変化させられていることを特徴とする干渉計。
【請求項２】光源より放射された光を複数の光に分割
する分割手段と、それぞれの光の少なくとも一つの振動
数を変化させる少なくとも一つの周波数シフト手段と、
それぞれの光を干渉させる干渉手段と、該干渉により発
生したビートを検出する検出手段と、該ビートよりそれ
ぞれの光の情報を抽出する抽出手段とを有する干渉計に
おいて、前記分割された少なくとも一つの光を前記放射
される光の波長より小さい領域より選択して取り出す少
なくとも一つの光プローブを備え、前記干渉手段は、そ
れぞれの光プローブで取り出された光と前記分割された
それぞれの光とを干渉させるものであることを特徴とす
る干渉計。
【請求項３】複数の異なる振動数の光を放射する光源
と、それぞれの光を周波数ごとに分割する分割手段と、
この分割した光を干渉させる干渉手段と、干渉により発
生したビートを検出する検出手段と、該ビートよりそれ
ぞれの光の情報を抽出する抽出手段とを有する干渉計に
おいて、前記分割された少なくとも一つの光を前記放射
される光の波長より小さい領域より選択して取り出す少
なくとも一つの光プローブを備え、前記干渉手段は、そ
れぞれの光プローブで取り出された光と前記分割された
それぞれの光とを干渉させるものであることを特徴とす
る干渉計。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の干渉計におい
て、光プローブを移動させる移動手段を有することを特
徴とする干渉計。
【請求項５】請求項４記載の干渉計において、移動手
段は粗動機構と微動機構とよりなり、前記粗動機構の移
動範囲が前記微動機構の移動範囲よりも大きく、該微動
機構の移動範囲が前記粗動機構の位置決め精度よりも大
きく形成されていることを特徴とする干渉計。
【請求項６】請求項５記載の干渉計において、微動機
構は、ピエゾ圧電効果を利用したピエゾ圧電型のアクチ
ュエータであることを特徴とする干渉計。
【請求項７】請求項１〜４のいずれか１項記載の干渉
計において、光プローブで取り出された光を干渉手段に
導く光路に光ファイバを用いたことを特徴とする干渉
計。
【請求項８】請求項７記載の干渉計において、光プロ
ーブを移動させた際の光ファイバの光路長変化を検出す
る検出手段と、光ファイバの光路長を変化させる光路長
可変手段とを備えるとともに、前記検出手段の検出結果
に基づき前記光路長可変手段を駆動し、かつ前記光プロ
ーブで取り出され干渉手段に入射される光の位相ずれを
防止する光路長安定化手段を具備したことを特徴とする
干渉計。
【請求項９】請求項１、２又は３記載の干渉計におい
て、分割手段で分割されたそれぞれの光を干渉手段に導
く光路に光ファイバを用いたことを特徴とする干渉計。
【請求項１０】光源より放射された光を試料に照射す
る光学系と、この光による前記試料からの透過光、反射
光及び散乱光、又は試料近傍に発生するエバネッセント
波を試料表面近傍の一部の領域より選択して取り出す光
プローブと、前記光プローブを試料表面に沿って走査す
る走査機構と、前記光プローブを前記試料表面に対しほ
ぼ垂直方向に動かす上下動機構と、前記光プローブによ
り取り出された光を検出する光検出器と、前記試料表面
と前記光プローブとの間の間隔を計測する間隔計測手段
と、該間隔計測手段の出力により前記間隔を一定に保ち
前記上下動機構を駆動する制御回路と、前記走査機構を
駆動し前記光プローブを前記試料表面の所定の領域へ走
査させる走査回路と、前記光プローブの走査に同期して
前記光検出器の出力を記録しかつ該記録をもとに前記試
料の情報を抽出する処理回路とを有する光走査型トンネ
ル顕微鏡において、前記光源から放射された光を前記試
料に照射する前に測定光と参照光とに分割する分割手段
と、その分割された該測定光と該参照光の少なくともい
ずれか一方の周波数を変化させる少なくとも一つの周波
数シフト手段と、少なくとも一部の前記測定光が前記試
料に照射されて前記光プローブにより取り出された光と
少なくとも一部の前記参照光とを干渉させる干渉手段と
を備え、前記処理回路は、前記干渉手段で発生したビー
トを前記光検出器で検出し該ビートより前記光プローブ
で取り出された光の強度と位相の情報を取り出せるもの
であることを特徴とする光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項１１】光源より放射された光を試料に照射す
る光学系と、この光による前記試料からの透過光、反射
光及び散乱光、又は試料近傍に発生するエバネッセント
波を試料表面近傍の一部の領域より選択して取り出す光
プローブと、前記光プローブを試料表面に沿って走査す
る走査機構と、前記光プローブを前記試料表面に対しほ
ぼ垂直方向に動かす上下動機構と、前記光プローブによ
り取り出された光を検出する光検出器と、前記試料表面
と前記光プローブとの間の間隔を計測する間隔計測手段
と、該間隔計測手段の出力により前記間隔を一定に保ち
前記上下動機構を駆動する制御回路と、前記走査機構を
駆動し前記光プローブを前記試料表面の所定の領域へ走
査させる走査回路と、前記光プローブの走査に同期して
前記光検出器の出力を記録しかつ該記録をもとに前記試
料の情報を抽出する処理回路とを有する光走査型トンネ
ル顕微鏡において、前記光源より振動数の異なる複数の
光が放射され、その放射されたそれぞれの光を振動数ご
とに分離する分離手段と、分離されたそれぞれの光の少
なくとも一部の測定光を前記試料に照射して前記光プロ
ーブにより取り出された光と前記分離手段で分離された
少なくとも一部の参照光とを干渉させる干渉手段とを備
え、前記処理回路は、該干渉手段で発生したビートを前
記光検出器で検出し該ビートにより前記光プローブで取
り出された光の強度と位相の情報とを取り出せるもので
あることを特徴とする光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項１２】光源より放射された光を試料に照射す
る光学系と、この光による前記試料からの透過光、反射
光及び散乱光、又は試料近傍に発生するエバネッセント
波を試料表面近傍の一部の領域より選択して取り出す少
なくとも一つの光プローブと、それぞれの光プローブを
試料表面に沿って走査する走査機構と、それぞれの光プ
ローブを前記試料表面に対しほぼ垂直方向に動かす上下
動機構と、それぞれの光プローブにより取り出された光
を検出する光検出器と、前記試料表面とそれぞれの光プ
ローブとの間の間隔を計測する間隔計測手段と、該間隔
計測手段の出力により前記間隔を一定に保ち前記上下動
機構を駆動する制御回路と、前記走査機構を駆動しそれ
ぞれの光プローブを前記試料表面の所定の領域へ走査さ
せる走査回路と、それぞれの光プローブの走査に同期し
て前記光検出器の出力を記録しかつ該記録をもとに前記
試料の情報を抽出する処理回路とを有する光走査型トン
ネル顕微鏡において、複数の光プローブと、それぞれの
光プローブで取り出されたそれぞれの光の少なくとも一
つの周波数を変化させる複数の周波数シフト手段と、そ
れぞれの光プローブで取り出されたそれぞれの光を干渉
させる干渉手段とを備え、前記処理回路は、前記干渉手
段で発生したビートを前記光検出器で検出し該ビートに
よりそれぞれの光プローブで取り出された光の強度及び
光の位相差の情報とを取り出せるものであることを特徴
とする光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項１３】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、測定光を干渉手段に導く
光路に光ファイバを用いたことを特徴とする光走査型ト
ンネル顕微鏡。
【請求項１４】請求項１３記載の光走査型トンネル顕
微鏡において、それぞれの光プローブを走査する際の干
渉手段に入射する測定光の位相ずれを検出する位相検出
手段と、前記測定光の位相を変調する位相変調器とを備
え、前記位相検出手段の検出結果に基づき前記位相変調
器を駆動し、かつそれぞれの光プローブを走査する際の
干渉手段に入射する前記測定光の位相ずれを防止する測
定光安定化手段を具備したことを特徴とする光走査型ト
ンネル顕微鏡。
【請求項１５】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、参照光を干渉手段に導く
光路に光ファイバを用いたことを特徴とする光走査型ト
ンネル顕微鏡。
【請求項１６】請求項１５記載の光走査型トンネル顕
微鏡において、それぞれの光プローブを走査する際の干
渉手段に入射する参照光の位相ずれを検出する位相検出
手段と、前記参照光の位相を変調する位相変調器とを備
え、前記位相検出手段の検出結果に基づき前記位相変調
器を駆動し、かつそれぞれの光プローブを走査する際の
干渉手段に入射する前記参照光の位相ずれを防止する参
照光安定化手段を具備したことを特徴とする光走査型ト
ンネル顕微鏡。
【請求項１７】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、光プローブは透明な物質
よりなり、端部に少なくとも一つの突起を有することを
特徴とする光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項１８】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、光プローブは透明な物質
よりなり、端部に少なくとも一つの突起を有し、それぞ
れの突起の少なくとも一つの先端の曲率半径が光源から
放射される光の波長よりも小さく形成されていることを
特徴とする光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項１９】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、光プローブは不透明な物
質又は透明な物質に不透明な物質を付着させた中空の物
体で形成され、該中空の物体に少なくとも一つの微細な
穴が穿設されていることを特徴とする光走査型トンネル
顕微鏡。
【請求項２０】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、光プローブは、不透明な
物質又は透明な物質に不透明な物質を付着させた中空の
物体よりなり、該中空の物体に少なくとも一つの微細な
穴が穿設されるとともに、それぞれの穴の少なくとも一
つの大きさが光源より放射される光の波長よりも小さく
形成されていることを特徴とする光走査型トンネル顕微
鏡。
【請求項２１】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、光プローブにより透過
光、反射光及び散乱光、又は試料近傍に発生するエバネ
ッセント波が選択して取り出される試料表面近傍の一部
の領域の大きさは、光源より放射される光の波長より小
さく形成されていることを特徴とする光走査型トンネル
顕微鏡。
【請求項２２】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、走査機構は粗動機構と微
動機構とよりなり、該粗動機構の走査範囲が前記微動機
構の走査範囲より大きく、該微動機構の走査範囲が前記
粗動機構の位置決め精度より大きく形成されていること
を特徴とする光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項２３】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、上下動機構は粗動機構と
微動機構とよりなり、該粗動機構の走査範囲が前記微動
機構の走査範囲よりも大きく、該微動機構の走査範囲が
前記粗動機構の位置決め精度よりも大きく形成されてい
ることを特徴とする光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項２４】請求項１０、１１又は１２記載の光走
査型トンネル顕微鏡において、試料は光導波路を有する
光素子で形成され、測定光の少なくとも一部が前記光導
波路を伝播するように照射され、光プローブは、前記光
導波路を伝播する光のエバネッセント波を取り出すもの
であることを特徴とする光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項２５】請求項２２記載の光走査型トンネル顕
微鏡において、微動機構は、ピエゾ圧電効果を利用した
ピエゾ圧電型のアクチュエータであることを特徴とする
光走査型トンネル顕微鏡。
【請求項２６】請求項２３記載の光走査型トンネル顕
微鏡において、微動機構は、ピエゾ圧電効果を利用した
ピエゾ圧電型のアクチュエータであることを特徴とする
光走査型トンネル顕微鏡。ことを特徴とする
【請求項２７】請求項１０〜２６のいずれか１項記載
の光走査型トンネル顕微鏡を備え、基板上に薄膜光導波
路を作る導波路作成工程と、該薄膜光導波路の光学特性
を測定しその結果に応じてその後のパターンを変更し所
定のパターニングを行うパターニング工程とよりなるこ
とを特徴とする光素子製造工程。
【請求項２８】請求項１０〜２６のいずれか１項記載
の光走査型トンネル顕微鏡を備え、光導波路を有する光
素子を作る作成工程と、前記光走査型トンネル顕微鏡に
より該光素子を検査する検査工程とよりなることを特徴
とする光素子製造工程。