JPH08220112A - 走査型近接場光顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光学顕微鏡観察とＳＮＯＭ観察を行なえる走査
型近接場光顕微鏡を提供する。 【構成】支持部材１２にはこれを支持する三本の支柱１
４が設けられている。支持部材１２には中央にアーム１
６が設けられており、プローブ微動機構１８が取り付け
られている。プローブ微動機構１８にはファイバープロ
ーブ２０が取り付けられており、ファイバープローブ２
０は光電子増倍管２２に連結されている。支持部材１２
には光源位置調整ステージ２８を介してレーザー光源２
４が取り付けられ、その下に略Ｌ字形状の第一プリズム
カップリング光学系３２が配置されている。その反対側
には第一プリズムカップリング光学系３２と面対称な略
Ｌ字形状の第二プリズムカップリング光学系３８が設け
られており、その上に光源２４の射出光をモニターする
ためのフォトディテクター３０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エバネッセント波を利
用して試料を観察する走査型近接場光学顕微鏡に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】１９８０年代後半以降、エバネッセント
波を用いることにより回折限界を超える分解能を有する
光学顕微鏡が提案されている。この顕微鏡は、走査型近
接場光顕微鏡（ＳＮＯＭ：Scanning Near-Field Optica
l Microscope）と呼ばれ、エバネッセント波が「波長よ
り小さい寸法の領域に局在し、自由空間を伝搬しない」
という性質を利用している。

【０００３】ＳＮＯＭには二つの方式があり、その一つ
は、コレクション方式と呼ばれるもので、試料の下面で
全反射するように試料に斜め下方から光を入射させてエ
バネッセント場を発生させ、これにより試料の表面近傍
に局在するエバネッセント波を、微小開口を先端に有す
るプローブを用いて検出する方式である。もう一つは、
エミッション方式と呼ばれるもので、微小開口を先端に
有するプローブに光を導入して、これによりプローブ先
端の微小開口から射出されるエバネッセント波を試料に
照射し、試料を透過した光を試料の下に配置した光検出
器を用いて検出する方式である。エミッション方式のＳ
ＮＯＭは一例が特開平４−２９１３１０号に開示されて
いる。

【０００４】コレクション方式のＳＮＯＭの一例を図８
に示す。試料４を載せるプリズム５は支持部材７に固定
された試料走査機構６の自由端に固定されている。プリ
ズム５の上方には、光電子増倍管２に光学的に連結され
たファイバープローブ１が、プローブ加振及び変位検出
機構３により支持されている。ファイバープローブ１は
尖鋭化されていて、その先端の曲率半径は０．１μｍ以
下となっている。試料走査機構６はプリズム５を三次元
方向に移動させる機能を有し、ファイバープローブ１と
試料４の間でＸＹＺ走査させることができる。プローブ
加振および変位検出機構３は、シェアフォース測定のた
めに設けられており、ファイバープローブ１を試料表面
に平行な方向に数ｎｍから数十ｎｍの振幅で振る機能を
有している。プローブ加振および変位検出機構３は更に
ファイバープローブ１と試料４の間隔を一定に保つ機能
も有している。レーザー光源８とレンズ９は試料４に光
を照射してエバネッセント場を発生させるためのもの
で、その射出光がプリズム５の試料４を載せる面で全反
射するように配置されている。

【０００５】レーザー光源８から射出された光はレンズ
９で軽く集光され、斜め下方からプリズム５に入射し、
試料４を載せた面に臨界角よりも大きい角度で入射し、
その面で全反射する。これにより試料４の表面に、エバ
ネッセント場が発生する。ファイバープローブ１は、そ
の先端と試料表面の間隔がレーザー光の波長の半分以下
になるまで、試料４に近づけられる。これにより試料４
の表面近傍に局在するエバネッセント波は、先端からフ
ァイバープローブ１に進入して伝搬光となり、伝搬光は
光電子増倍管２において強度が検出される。このエバネ
ッセント波の検出を、ファイバープローブ１をＸＹ走査
させながら行ない、マッピングすることによりＳＮＯＭ
像が得られる。

【０００６】また、シェアフォース測定は次のようにし
て行なわれる。ファイバープローブ１を試料表面に対し
て横方向に振動させた状態で試料表面に近づけると、相
互作用力によりファイバープローブ１の振動状態が変化
する。この変化を、ファイバープローブ１をＸＹ走査さ
せながら、コンピューター等を用いてマッピングするこ
とで試料の凹凸情報が得られる。さらには、この信号が
一定になるようにファイバープローブ１をＺ方向に上下
させ、試料の凹凸に依存しないＳＮＯＭ信号を得ること
もできる。

【０００７】また、最近では、光ファイバーのプローブ
の代わりにカンチレバーを用いてＳＮＯＭ測定と原子間
力顕微鏡（ＡＦＭ）測定を同時に行なう方法がファンフ
ルスト（N. F. van Hulst ）らにより提案されている。
このＳＮＯＭは、例えば「N.F. van Hulst, M. H. P. M
oers, O. F. J. Noordman, R. G. Tack, F. B. Segerin
k and B. Bolger, "Near-field optical microscope us
ing a silicon-nitride probe", Appl. Phys. Lett. 6
2, 461-463, 1993」に開示されている。

【０００８】ＡＦＭは、特開昭６２−１３０３０２号に
おいて提案されている装置であり、自由端に鋭い突起部
分（探針部）を持つカンチレバーを、探針部先端の原子
と試料表面の原子との間に相互作用力が働く程度に、試
料に近づけて支持し、この状態でＸＹ走査を行ない、試
料表面の凹凸に対応して相互作用力が変化することによ
り変位するカンチレバーの動きを電気的あるいは光学的
にとらえことにより、試料の凹凸情報等を得る装置であ
る。

【０００９】また、アカミネ（S. Akamine）らは、日本
応用物理学会１９９４年秋季学術講演会において、カン
チレバーの自由端部にフォトダイオードを有する集積型
ＳＮＯＭ用カンチレバーを提案している。この集積型Ｓ
ＮＯＭ用カンチレバーを図９に示す。フォトダイオード
は半導体からなるカンチレバーの自由端部に選択的に不
純物領域を形成することに作られる。彼らは集積型ＳＮ
ＯＭ用カンチレバーの変位を、光てこ式のカンチレバー
変位センサーを用いて検出し、ＡＦＭ測定を行ないなが
らＳＮＯＭ測定を行なうことを報告している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述のコレクション方
式のＳＮＯＭ（図８）では、試料４をプリズム５の上に
直接載せているため、試料４を取り替える際には、プリ
ズム５ごと交換しなければならない。このため試料４の
交換には多くの手間と時間を要する。

【００１１】また、試料４の上下の空間がファイバープ
ローブ１やプリズム５などにより占有されるため、ファ
イバープローブ１と試料４の位置合わせは、実体顕微鏡
等により、ワーキングディスタンスの長い対物レンズを
用いて、斜め方向から観察することにより行なってい
る。このため、観察したい場所にファイバープローブ１
を正確に配置することが難しい。

【００１２】また、ＳＮＯＭの観察対象は主に生物系の
試料である。生物系の試料に対しては、光学顕微鏡観察
が古くより行なわれており、ほとんどの場合、通常の観
察の他に、蛍光顕微鏡観察やノマルスキー式微分干渉観
察、透過顕微鏡観察、位相差顕微鏡観察、偏光顕微鏡観
察等、質の高い顕微鏡観察がなされている。従って、生
物系試料を観察する際には、光学顕微鏡の過去のデータ
が豊富なことから、１μｍ程度の解像度を有する光学顕
微鏡像とそれより高い解像度を示すＳＮＯＭ像との対応
を取りながら更に小さい領域へと観察を進めることが不
可欠であり、それらの光学顕微鏡観察とＳＮＯＭ観察の
両方を行なえる装置の提供が強く望まれている。

【００１３】また、アカミネ（S. Akamine）らは、単
に、彼らの提案する集積型ＳＮＯＭ用カンチレバーを、
ファンフルスト（N. F. van Hulst ）らの提案するＳＮ
ＯＭすなわちカンチレバーをプローブに用いたＳＮＯＭ
において動作させているに留まり、この集積型ＳＮＯＭ
用カンチレバーを利用した新しいＳＮＯＭについては何
等示唆していない。

【００１４】本発明は、試料の交換が容易に行なえる走
査型近接場光顕微鏡を提供することを目的としている。
また、プローブの位置決めが正確に行なえる走査型近接
場光顕微鏡を提供することを目的としている。さらに、
光学顕微鏡観察とＳＮＯＭ観察を行なえる走査型近接場
光顕微鏡を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の走査型近接場光
顕微鏡は、光源と、光源の射出する光を光学的に透明な
板状の試料台に載せられた試料に試料台の内部から全反
射する角度で照射する照射光学系とを有し、これにより
試料表面に局在するエバネッセント波が発生し、先端に
微小な開口を有する光学的に透明なプローブを更に有
し、プローブの先端がエバネッセント波の領域に侵入す
ると、エバネッセント波はプローブの内部を伝搬する伝
搬光となり、この伝搬光を検出する光検出手段と、プロ
ーブを試料表面に沿って走査するプローブ微動機構と、
少なくとも照射光学系とプローブ微動機構とプローブを
支持する、倒立型光学顕微鏡のステージの上に載置され
る支持部材とを更に有している。

【００１６】

【作用】光学的に透明な板状の試料台としては、光学顕
微鏡の分野で一般に広く使用されているスライドガラス
を用いる。このため試料の交換が容易に行なえる。支持
部材は倒立型光学顕微鏡のステージの上に載置される。
このため、試料とプローブは倒立型光学顕微鏡の視野内
で同時に観察される。これにより、プローブと試料の位
置合わせを、精度良く容易に行なえる。また、ＳＮＯＭ
観察と光学顕微鏡観察を切り替えながらあるいは同時に
行なえる。

【００１７】倒立型光学顕微鏡としては、照明光光路と
観察光光路が同軸上にある高級光学顕微鏡、あるいは、
蛍光顕微鏡やノマルスキー式微分干渉顕微鏡などの様々
な特殊光学顕微鏡が適用できる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。 ＜第一実施例＞まず、本発明の第一実施例のＳＮＯＭに
ついて図１ないし図４を参照して説明する。本実施例の
ＳＮＯＭは、図１と図２に示されるように、種々の部品
が取り付けられる支持部材１２を有し、支持部材１２に
はこれを支持する三本の支柱１４が設けられている。支
持部材１２には中央にアーム１６が設けられており、ア
ーム１６には圧電チューブスキャナー等からなるプロー
ブ微動機構１８が取り付けられている。プローブ微動機
構１８にはファイバープローブ２０が取り付けられてお
り、ファイバープローブ２０は光電子増倍管２２に連結
されている。ファイバープローブ２０はプローブ微動機
構１８により三次元方向に移動されるようになってい
る。

【００１９】レーザー光源２４は光源位置調整ステージ
２８を介して支持部材１２に取り付けられている。レー
ザー光源２４の射出前方にはコリメーターレンズ１５が
設けられている。光源位置調整ステージ２８はレーザー
光源２４をＸＹ方向あるいはＸＹＺ方向に移動させるこ
とができ、これを調整することでレーザー光を試料の測
定位置の下側に位置合わせし照射することができる。

【００２０】レーザー光源２４の下には、略Ｌ字形状を
した第一プリズムカップリング光学系３２が配置されて
いる。第一プリズムカップリング光学系３２は略角柱状
の媒体３４とくさび形状のプリズム３６とで構成されて
いる。ファイバープローブ２０を基準にして、第一プリ
ズムカップリング光学系３２の反対側には、これとは面
対称となっている略Ｌ字形状をした第二プリズムカップ
リング光学系３８が設けられている。第二プリズムカッ
プリング光学系３８は、第一プリズムカップリング光学
系３２と同様に、略角柱状の媒体４０とくさび形状のプ
リズム４２とで構成されている。第二プリズムカップリ
ング光学系３８の上には、レーザー光源２４の射出光
量、プリズムカップリング光学系３２、３８による光量
の減衰量等をモニターするためのフォトディテクター３
０が設けられている。

【００２１】このＳＮＯＭは、図２に示されるように、
倒立型光学顕微鏡等のステージ５０の上に載せられ、三
本の支柱１４により三点支持される。また、試料５６を
載せたスライドガラス５４はステージ５０の上に載せら
れ、第一プリズムカップリング光学系３２のプリズム３
６と第二プリズムカップリング光学系３８のプリズム４
２の下に配置される。その際、図３に示されるように、
第一プリズムカップリング光学系３２のプリズム３６と
スライドガラス５４の隙間には屈折率を整合するオイル
５８が満たされ、同様に、第二プリズムカップリング光
学系３８のプリズム４２とスライドガラス５４の隙間に
はオイル６０が満たされる。

【００２２】支柱１４は支持部材１２に螺合していて、
支持部材１２の下に突出している部分の長さを調整でき
るようになっており、支柱１４の任意の一本ないし三本
を調整することにより、ファイバープローブ２０と試料
５６の間隔の粗調整や、第一プリズムカップリング光学
系３２の射出面３６ａ及び第二プリズムカップリング光
学系３８の入射面４２ａとスライドガラス５４の平行出
しが行なわれる。

【００２３】スライドガラス５４上の試料５６に対する
ファイバープローブ２０の位置合わせは、倒立型光学顕
微鏡の対物レンズ５２を通して光学顕微鏡観察をしなが
ら行なわれる。

【００２４】次に、ＳＮＯＭ測定を行なう光学系につい
て図２ないし図４を参照しつつ説明する。図２に示され
るように、レーザー光源２４の射出光はコリメーターレ
ンズ２６を通過することで平行光となり、略Ｌ字状の第
一プリズムカップリング光学系３２に入射する。第一プ
リズムカップリング光学系３２は略角柱状の媒体３４と
くさび形状のプリズム３６とからなり、媒体３４は二つ
の反射面３４ａと３４ｂを持ち、媒体３４に入射した光
は反射面３４ａで反射して装置の手前側（スライドガラ
ス５４を出し入れする側）に向かい（図４参照）、続い
て反射面３４ｂで反射して装置の中央部下方に向かい、
プリズム３６に入射する（図３参照）。プリズム３６に
入射した光は、下面３６ａから射出し、オイル５８を通
り、スライドガラス５４に入射する。スライドガラス５
４に入射した光は全反射を繰り返しながら内部を伝搬し
（図では一回の全反射の後に）、試料５６を斜め下方か
ら照明する。光は試料５６の下面に全反射を起こす角度
で入射し、これによりエバネッセント場が発生し、試料
５６の表面近傍にエバネッセント波が局在するようにな
る。なお、試料５６に対する光の入射位置は、ステージ
２８を操作してレーザー光源２４の移動させ、第一プリ
ズムカップリング光学系３２の略角柱状媒体３４の反射
面３４ａに対するレーザー光の入射位置を変えることに
より調整される。

【００２５】試料５６の下面で全反射した光はスライド
ガラス５４の内部を全反射を繰り返しながら伝搬し（図
では一回の全反射の後に）、スライドガラス５４から射
出する。スライドガラス５４から射出した光は、オイル
６０を通り、第二プリズムカップリング光学系３８に入
射する。第二プリズムカップリング光学系３８はくさび
形状のプリズム４２と略角柱状の媒体４０とからなり、
オイル６０を通過した光はプリズム４２に下面４２ａか
ら入射し、これを通過し、媒体４０に入射する。媒体４
０は二つの反射面４０ａと４０ｂを持ち、媒体４０に入
射した光は反射面４０ｂで反射して装置の後ろ側（光電
子増倍管のある側）に向かい（図４参照）、続いて反射
面４０ａで反射して装置の上方に向かい、モニター用の
フォトダイオード３０に入射する（図２、図３参照）。

【００２６】ここで、プリズム３６の下面３６ａにおけ
る光の射出角は、主に略角柱状の媒体３４の反射面３４
ｂの角度により決まり、スライドガラス５４に入射した
光が、その上下面で全反射を起こすように設定されてい
る。また、略Ｌ字型のプリズムカップリング光学系３２
と３８のプリズム３６と４２はプリズム上方からファイ
バープローブ２０にかけての空間を広く取るためにくさ
び形状としているが、この形状は光学的に必須なもので
はない。また、第一プリズムカップリング光学系３２
は、きれいな照明光を効率良く試料５６に導くため、ス
ライドガラス５４の内部での全反射を一回に抑えるよ
う、ファイバープローブ２０に近づけるのが好ましい。
一方、第二プリズムカップリング光学系３８は、スライ
ドガラス５４の内部を全反射を繰り返して進む光が、ス
ライドガラス５４の端面（図中右側）で反射あるいは散
乱して、再び試料５６に戻ることのないよう、スライド
ガラス５４の内部を伝搬する光を外に出すために設けら
れており、このような理由から、第二プリズムカップリ
ング光学系３８は、ファイバープローブ２０を基準と
し、第一プリズムカップリング光学系３２に対称的な位
置にある必要はない。

【００２７】前述したように、レーザー光が試料５６の
下面で全反射することにより、試料５６の表面にはエバ
ネッセント場が発生する。ファイバープローブ２０を試
料５６に近づけ、その先端がエバネッセント場に侵入す
ると、エバネッセント波はファイバープローブ２０の先
端の微小開口を介してファイバープローブ２０の内部を
伝搬する光に変わり、その強度が光電子増倍管２２で測
定される。

【００２８】ファイバープローブ２０は試料５６の表面
に平行なＸＹ方向に走査され、走査中に測定される伝搬
光の強度をＸＹ位置に対応させて記録することによりＳ
ＮＯＭ像が得られる。

【００２９】これまでに説明したように、本実施例のＳ
ＮＯＭでは、試料５６を載せる台に、従来のＳＮＯＭで
使用されるプリズムではなく、光学顕微鏡において一般
に使用されるスライドガラス５４を用いているので、試
料５６の交換が簡単に行なえる。

【００３０】また、本実施例のＳＮＯＭは、レーザー光
源２４と、その射出光を試料５６に導く第一プリズムカ
ップリング光学系３２と、光を取り出す第二プリズムカ
ップリング光学系３８とを、試料５６に対して同じ側に
配置しているため、装置全体の構成が小型になってお
り、汎用の倒立型光学顕微鏡のステージの上に載せるこ
とができる。このように倒立型光学顕微鏡と組み合わせ
ることより、ファイバープローブ２０の位置決めが正確
に行なえる。また、ＳＮＯＭ観察と光学顕微鏡観察を適
宜切り替えてあるいは同時に行なえる。

【００３１】さらに、本実施例のＳＮＯＭは、略Ｌ字型
のプリズムカップリング光学系を略Ｌ字型の支持部材に
取り付けているため、図４において、右手前からスライ
ドガラス上の試料を肉眼で観察したり、スライドガラス
を指先で動かすことにより大まかに位置合わせしたりす
ることができ、非常に使い勝手の良い装置となってい
る。

【００３２】また、本実施例のＳＮＯＭは、三点で支持
されているため、振動によるノイズの少ない、より高分
解能のＳＮＯＭ観察が行なえる。実施例中では、倒立型
光学顕微鏡は単に光学顕微鏡として説明したが、蛍光顕
微鏡やノマルスキー式微分干渉顕微鏡等、様々な特殊光
学顕微鏡が使用でき、例えば、任意の蛍光色素のＳＮＯ
Ｍ観察が容易に行なえる。

【００３３】本実施例では、レーザー光源の下に平行光
を形成するためにコリメーターレンズを設けているが、
このコリメーターレンズの代わりに試料の真下で焦点を
結ぶレンズを設けてもよい。また、レーザー光源は、実
施例では装置に取り付けているが、ＳＮＯＭと別個に設
け、そこから光ファイバーを用いて照明光を導入しても
よい。

【００３４】＜第二実施例＞本発明の第二実施例のＳＮ
ＯＭについて図５と図６を参照して説明する。本実施例
のＳＮＯＭは、第一実施例のＳＮＯＭの第一プリズムカ
ップリング光学系３２と第二プリズムカップリング光学
系３８を、別の第一プリズムカップリング光学系３２’
と第二プリズムカップリング光学系３８’に置き換えた
構成となっている。第一プリズムカップリング光学系３
２’は、スライドガラス５４が配置される面を基準とし
て、第一プリズムカップリング光学系３２に対して面対
称となっており、同様に、第二プリズムカップリング光
学系３８’は第二プリズムカップリング光学系３８に対
して面対称となっている。

【００３５】図６に示すように、第一プリズムカップリ
ング光学系３２’のプリズム３６’の上面と第二プリズ
ムカップリング光学系３８’のプリズム４２’の上面に
は三つの半球状の凸部６２が設けられており、これによ
りスライドガラス５４はプリズム３６’と４２’の上面
からわずかの隙間をおいて支持される。スライドガラス
５４とプリズム３６’の隙間は屈折率を整合するオイル
５８で満たされ、同様にスライドガラス５４とプリズム
４２’の隙間はオイル６０で満たされる。

【００３６】本実施例のＳＮＯＭは、第一実施例と同様
に、装置全体が倒立型光学顕微鏡のステージの上に載せ
られる。レーザー光源２４から射出された光は第一プリ
ズムカップリング光学系３２’に入射し、その中を反射
して伝わり、スライドガラス５４に入射し、試料５６の
下面で全反射し、試料５６の表面にエバネッセント場を
形成する。試料５６の下面で全反射した光は、第二プリ
ズムカップリング光学系３８’に入射し、その中を反射
して伝わり、フォトディテクター３０に入射する。

【００３７】本実施例のＳＮＯＭは、第一実施例と同様
に、試料５６の交換が容易に行なえ、プローブ２０の位
置決めが正確に行なえ、ＳＮＯＭ観察に加えて光学顕微
鏡観察が行なえる。

【００３８】また、本実施例のＳＮＯＭは、試料５６に
照射する光は、試料５６に到達する以前には、プリズム
の反射面に比べて面精度が高いとは言えないスライドガ
ラスを単に通過するだけで、その内部では反射しないの
で、前述の第一実施例に比べて導入光の損失が少ない。
従って、スライドガラス内の不要の反射や散乱の影響が
少ない、感度の良いＳＮＯＭ観察が行なえる。

【００３９】実施例では、ＳＮＯＭの装置全体を汎用の
倒立型光学顕微鏡に載せているが、二つのプリズムカッ
プリング系を倒立型光学顕微鏡のステージ内に組み込
み、ＳＮＯＭ観察を行なう際にステージを交換するよう
にしてもよい。

【００４０】＜第三実施例＞続いて、本発明の第三実施
例のＳＮＯＭについて図７を参照しつつ説明する。図
中、第一実施例と第二実施例で既に説明した部材と同じ
ものは同一の符号で示してあり、以下の説明ではその部
材の詳細については省略する。本実施例のＳＮＯＭは、
第二実施例のファイバープローブと光電子増倍管を、ア
カミネ（S. Akamine ）らが提案する集積型ＳＮＯＭ用
カンチレバーに代えた構成となっている。

【００４１】支持部材１２には、第一実施例と同じ様
に、三本の支柱１４、アーム１６、プローブ微動機構１
８、光源位置調整ステージ２８、レーザー光源２４、フ
ォトディテクター３０が所定の位置に取り付けられてい
る。

【００４２】また、支持部材１２には、第二実施例で説
明したものと同じ第一プリズムカップリング光学系３
２’と第二プリズムカップリング光学系３８’が取り付
けられている。これらの上に、試料５６を載せたスライ
ドガラス５４が載せられる。

【００４３】プローブ調整機構１８には、図９に示す集
積型ＳＮＯＭ用カンチレバー８０が取り付けられてい
る。本実施例のＳＮＯＭは、各種部品が取り付けられた
支持部材１２が三本の支柱１４を介して載せられるベー
ス６４を更に有しており、倒立型光学顕微鏡のステージ
の上に載せられる。

【００４４】本実施例のＳＮＯＭは、第二実施例と同様
に、試料５６の交換が容易に行なえ、プローブ２０の位
置決めが正確に行なえる。また、ＳＮＯＭ観察と光学顕
微鏡観察が行なえるため、光学顕微鏡観察結果とＳＮＯ
Ｍ観察結果を比較しながら、更に細部へと観察を円滑に
進めて行くことができる。

【００４５】また、本実施例のＳＮＯＭは、集積型ＳＮ
ＯＭ用カンチレバーを用いているため、ＳＮＯＭ観察と
光学顕微鏡観察に加えてＡＦＭ観察が行なえるととも
に、これまでＳＮＯＭに必要であって光電子増倍管等の
大きな要素部品を省くことができ、一層の小型軽量化が
実現される。小型軽量化は機械振動を低く抑えることに
つながり、ＡＦＭ／ＳＮＯＭ観察のＳ／Ｎを向上させ
る。

【００４６】更に、上述の第三実施例では、図９に示さ
れる集積型ＳＮＯＭ用カンチレバー８０を第二実施例の
装置に取り付ける構成を示したが、勿論この集積型ＳＮ
ＯＭ用カンチレバー８０を第一実施例のプローブ微動機
構１８に取り付けてもよい。

【００４７】このような構成とすることで、第一実施例
と同様の効果を得られるだけでなく、上述の第三実施例
と同様に装置の小型化が図れ、更に機械振動を低く抑え
ることができ、ＡＦＭ／ＳＮＯＭ観察のＳ／Ｎを向上さ
せる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、試料を載せる試料台に
スライドガラスを用いるので、試料の交換を簡単に行な
える。また、試料とプローブを光学顕微鏡の同一視野内
で観察できるので、プローブの位置合わせを精度良く簡
単に行なえる。さらに、ＳＮＯＭ観察と光学顕微鏡観察
を切り替えながらあるいは同時に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のＳＮＯＭの全体を示す斜
視図である。

【図２】図１のＳＮＯＭを正面から見た図である。

【図３】図１のＳＮＯＭの試料周辺部を拡大して示す図
である。

【図４】図１のＳＮＯＭを上から見た図である。

【図５】本発明の第二実施例のＳＮＯＭを正面から見た
図である。

【図６】図５のＳＮＯＭの試料周辺部を拡大して図ずで
ある。

【図７】本発明の第三実施例のＳＮＯＭの全体を示す斜
視図である。

【図８】ＳＮＯＭの従来例を示す図である。

【図９】集積型ＳＮＯＭ用カンチレバーを示す図であ
る。

【符号の説明】

１２…支持部材、１８…プローブ微動機構、２０…ファ
イバープローブ、２２…光電子増倍管、２４…レーザー
光源、３２…第一プリズムカップリング光学系。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、 光源の射出する光を光学的に透明な板状の試料台に載せ
   られた試料に試料台の内部から全反射する角度で照射す
   る照射光学系とを有し、これにより試料表面に局在する
   エバネッセント波が発生し、 先端に微小な開口を有する光学的に透明なプローブを更
   に有し、プローブの先端がエバネッセント波の領域に侵
   入すると、エバネッセント波はプローブの内部を伝搬す
   る伝搬光となり、 この伝搬光を検出する光検出手段と、 プローブを試料表面に沿って走査するプローブ微動機構
   と、 少なくとも照射光学系とプローブ微動機構とプローブを
   支持する、倒立型光学顕微鏡のステージの上に載置され
   る支持部材とを更に有している走査型近接場光顕微鏡。
2. 【請求項２】請求項１において、照射光学系は、 光源の射出した光を伝搬させる媒体と、 媒体と試料台を光学的に結合するプリズムと、 試料台とプリズムの間に満たされ、両者の屈折率を整合
   するオイルとを含んでいる走査型近接場光顕微鏡。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、プロー
   ブと光検出手段が集積型ＳＮＯＭ用カンチレバーで構成
   されている走査型近接場光顕微鏡。