JPH095047A - Mode interference type laser scanning microscope - Google Patents

Mode interference type laser scanning microscope

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JPH095047A
JPH095047A JP7150324A JP15032495A JPH095047A JP H095047 A JPH095047 A JP H095047A JP 7150324 A JP7150324 A JP 7150324A JP 15032495 A JP15032495 A JP 15032495A JP H095047 A JPH095047 A JP H095047A
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JP
Japan
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waveguide
mode
light
main waveguide
branch
Prior art date
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Pending
Application number
JP7150324A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Doi
正明 土肥
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH095047A publication Critical patent/JPH095047A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a mode interference type laser scanning microscope by which illumination light is propagated only in 0-order mode in a waveguide and a luminous spot symmetric to center point can be projected to an object to be inspected. CONSTITUTION: Light emitted out of a light source 102 is propagated in the TM mode successively through a branch waveguide path 105 and a main waveguide path 125 and projected to an object 111 to be inspected from the end face of the main waveguide 125. Reflected light from the object 111 to be inspected is led to the end face of the main waveguide 125, propagated in the TE mode successively through the main waveguide 125 and branch waveguide 106, 107 on both sides, and detected by detectors 103, 104. The main waveguide 125 is made as to be a charged single mode waveugide by a metal film 115 for the light in the TM mode and be a double mode waveguide for the light in the TM mode.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光導波路におけるモー
ド間の干渉を利用して、物体の段差や反射率分布等を検
出するモード干渉型レーザ走査顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mode interference type laser scanning microscope for detecting a step or reflectance distribution of an object by utilizing interference between modes in an optical waveguide.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光通信、光計測の分野で光導波路
が注目されている。その理由は、光導波路を用いること
によって、光学系の小型、軽量化を図ることができ、ま
た、光軸の調整が不要になるという利点が生じるからで
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, optical waveguides have attracted attention in the fields of optical communication and optical measurement. The reason is that the use of the optical waveguide has the advantages that the optical system can be made smaller and lighter, and the adjustment of the optical axis becomes unnecessary.

【0003】光導波路を利用した計測器の一つとして、
モード干渉型レーザ走査顕微鏡が知られている。モード
干渉型レーザ走査顕微鏡は、例えば、特開平4−208
913号公報に記載されている。
As one of measuring instruments utilizing an optical waveguide,
Mode interference laser scanning microscopes are known. A mode interference type laser scanning microscope is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-208.
No. 913.

【0004】モード干渉型レーザ走査顕微鏡の構成につ
いて、図3を用いて簡単に説明する。
The structure of the mode interference laser scanning microscope will be briefly described with reference to FIG.

【0005】図3のように、モード干渉型レーザ走査顕
微鏡は、被検物体11に集光光学系10によって、レー
ザ光を集光する。このレーザスポットの集光光学系10
によるスポット像位置に、チャネル導波路を備えてい
る。チャネル導波路は、スポット像位置に端面を持つダ
ブルモード導波路8と、このダブルモード導波路8から
分岐部15によって3本のシングルモード導波路5、
6、7とにより構成される。3本のシングルモード導波
路のうち中央の1本のシングルモード導波路5の端面に
は、被検物体11に光を照射するための光源2が配置さ
れており、両脇の2本のシングルモード導波路6、7の
端面には、導波してきた光の光量を検出するための検出
器3、4が配置されている。中央の1本のシングルモー
ド導波路5の中心線は、ダブルモード導波路8の中心線
と一致するように配置されている。
As shown in FIG. 3, the mode interference type laser scanning microscope focuses a laser beam on an object 11 to be inspected by a focusing optical system 10. Condensing optical system 10 for this laser spot
A channel waveguide is provided at the spot image position of The channel waveguide is a double-mode waveguide 8 having an end face at the spot image position, and three single-mode waveguides 5 from the double-mode waveguide 8 by a branch portion 15.
6 and 7. A light source 2 for irradiating the object 11 with light is arranged at the end face of one single-mode waveguide 5 in the center of the three single-mode waveguides, and two single-mode waveguides on both sides are arranged. Detectors 3 and 4 for detecting the amount of guided light are arranged on the end faces of the mode waveguides 6 and 7. The center line of the single single-mode waveguide 5 at the center is arranged so as to coincide with the center line of the double-mode waveguide 8.

【0006】光源2から発せられた照明光は、中央のシ
ングルモード導波路5を伝搬し、さらにダブルモード導
波路8を伝搬し、ダブルモード導波路8の端面から出射
されて被検物体11に照射される。中央のシングルモー
ド導波路5の中心線とダブルモード導波路8の中心線と
が、一致するような位置関係にあるため、中央のシング
ルモード導波路5からダブルモード導波路8へ入射した
光は、ダブルモード導波路8で0次モードのみを励振す
る。したがって、ダブルモード導波路8の端面からは、
光強度および位相が正規分布のスポット光が、被検物体
11に出射される。
The illumination light emitted from the light source 2 propagates through the central single-mode waveguide 5, further propagates through the double-mode waveguide 8, and is emitted from the end face of the double-mode waveguide 8 to the object 11 to be inspected. Is irradiated. Since the centerline of the central single-mode waveguide 5 and the centerline of the double-mode waveguide 8 are in the same positional relationship, the light incident on the double-mode waveguide 8 from the central single-mode waveguide 5 is , Only the 0th mode is excited in the double mode waveguide 8. Therefore, from the end face of the double mode waveguide 8,
Spot light having a normal distribution of light intensity and phase is emitted to the object 11 to be inspected.

【0007】被検物体11に、傾斜や段差がある場合に
は、反射光の光スポットに位相分布が生じ、被検物体1
1に反射率分布がある場合は、反射光の光スポットに強
度分布が生じ、各場合において、光スポットは、非対称
になる。
If the object 11 to be inspected has an inclination or a step, a phase distribution is generated in the light spot of the reflected light, and the object 1 to be inspected 1
When there is a reflectance distribution at 1, an intensity distribution occurs in the light spot of the reflected light, and the light spot becomes asymmetric in each case.

【0008】被検物体11からの反射光は、先ほどのダ
ブルモード導波路8の端面から入射して、ダブルモード
導波路8を伝搬する。このとき、光スポットが非対称性
を有する場合には、ダブルモード導波路8中には0次お
よび1次の両モード光が励振され、両モードは、干渉し
ながら、ダブルモード導波路8を伝搬し、分岐部15
で、両脇の2本のチャネル導波路6、7に分岐する。0
次モード光と1次モード光との干渉光は、ダブルモード
導波路8中において、非対称であるため、2本のチャネ
ル導波路6、7を伝搬する光量をそれぞれ検出器3、4
で検出し、両者の差を差動増幅器12で検出することに
よって、被検物体の微視的な傾斜や段差情報や反射率分
布情報が検出される。
The reflected light from the object 11 to be inspected enters from the end face of the double mode waveguide 8 and propagates through the double mode waveguide 8. At this time, when the light spot has asymmetry, both zero-order and first-order mode lights are excited in the double-mode waveguide 8, and both modes propagate in the double-mode waveguide 8 while interfering with each other. And branching part 15
Then, it branches into two channel waveguides 6 and 7 on both sides. 0
Since the interference light between the second-mode light and the first-mode light is asymmetric in the double-mode waveguide 8, the light amounts propagating through the two channel waveguides 6 and 7 are detected by the detectors 3 and 4, respectively.
And the difference between the two is detected by the differential amplifier 12, the microscopic inclination of the object to be inspected, step information, and reflectance distribution information are detected.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、特開平
4−208913号公報に記載されているモード干渉型
レーザ走査顕微鏡では、中央のシングルモード導波路の
中心線と、ダブルモード導波路の中心線とを一致させ、
しかも、分岐領域部分がこの中心線をはさんで対称な形
状となるように構成することにより、中央のシングルモ
ード導波路からダブルモード導波路へ入射する光を、ダ
ブルモード導波路中で0次モードのみで伝搬するもので
ある。
As described above, in the mode interference type laser scanning microscope disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-208913, the center line of the central single mode waveguide and the double mode waveguide are formed. Match the center line,
Moreover, by configuring the branching region so as to have a symmetrical shape across the center line, the light incident from the single mode waveguide in the center to the double mode waveguide is zero-ordered in the double mode waveguide. It propagates only in mode.

【0010】しかしながら、シングルモード導波路およ
びダブルモード導波路は、幅が数μmと非常に細いた
め、これらの中心線を完全に一致させるのは、製造プロ
セス上困難である。また、分岐領域部分は、数μm幅の
導波路を3分岐させる構成であるため、微細で複雑な形
状である。よって、分岐領域部分を中心線をはさんで完
全に対称な形になるように形成するのは、製造プロセス
上困難である。
However, since the widths of the single mode waveguide and the double mode waveguide are as very small as several μm, it is difficult in the manufacturing process to make their center lines completely coincide with each other. Further, the branch region portion has a fine and complicated shape because the waveguide having a width of several μm is branched into three. Therefore, it is difficult in the manufacturing process to form the branch region portion so as to be completely symmetrical with respect to the center line.

【0011】そのため、従来のモード干渉型レーザ走査
顕微鏡では、製造プロセスにおいて、導波路の中心線が
ずれたり、分岐領域部分が中心対称でなく非対称になっ
たり、また、ダブルモード導波路の屈折率分布に片寄り
が生じたりすることにより、中央のシングルモード導波
路からダブルモード導波路に光が入射したときに、0次
モードの他に1次モードが励振される現象が生じてい
た。
Therefore, in the conventional mode interference type laser scanning microscope, in the manufacturing process, the center line of the waveguide is deviated, the branch region portion is not center symmetric but asymmetric, and the refractive index of the double mode waveguide is large. When the light enters the double mode waveguide from the single mode waveguide in the center, the phenomenon in which the first mode is excited in addition to the 0th mode occurs due to the uneven distribution.

【0012】1次モードが励振された場合には、ダブル
モード導波路端面から出射され、被検物体に照射される
光スポットは、光強度あるいは位相が正規分布とはなら
ず、非対称となってしまう。図3のモード干渉型レーザ
走査顕微鏡では、被検物体の非対称性を反射光の非対称
性として検出しているため、被検物体への照明光が非対
称であると、被検物体の反射光から被検物体の微視的な
傾斜を正確に検出することができなくなるという問題点
があった。
When the first-order mode is excited, the light spot emitted from the end face of the double mode waveguide and irradiated on the object to be inspected is not a normal distribution of the light intensity or phase, but becomes asymmetric. I will end up. The mode interference laser scanning microscope of FIG. 3 detects the asymmetry of the test object as the asymmetry of the reflected light. Therefore, if the illumination light to the test object is asymmetric, the There is a problem that the microscopic inclination of the object to be inspected cannot be detected accurately.

【0013】本発明は、照明光を導波路中で0次モード
のみで伝搬して、対称な光スポットを被検物体に照射す
ることのできるモード干渉型レーザ走査顕微鏡を提供す
ることにある。
It is an object of the present invention to provide a mode interference type laser scanning microscope capable of propagating illumination light in a waveguide only in the 0th mode and irradiating a symmetrical light spot on an object to be inspected.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、被検物体に光を照射するための照
明部と、前記被検物体から反射光を検出するための検出
部と、導波路部とを有し、前記導波路部は、主幹導波路
と、主幹導波路を3本の導波路に分岐する分岐部と、分
岐部に接続された3本の枝導波路とを有し、前記照明部
は、前記3本の枝導波路のうちの中央の枝導波路に、光
を入射するように配置され、前記検出部は、前記3本の
枝導波路のうち両脇の枝導波路を伝搬した光を検出する
ように配置され、前記導波路部は、前記照明部が照射し
た光を枝導波路、分岐部、主幹導波路の順に伝搬して主
幹導波路の端面から被検物体に向けて出射し、被検物体
からの反射光を前記端面から入射させて、主幹導波路、
分岐部、枝導波路の順に伝搬して前記検出部に導くよう
に配置され、前記主幹導波路は、少なくとも一部が装荷
形であり、前記主幹導波路の前記装荷形の部分は、TE
モード光およびTMモード光の一方に対してダブルモー
ド導波路であり、他方に対してシングルモード導波路で
あることを特徴とするモード干渉型レーザ走査顕微鏡が
提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an illuminating unit for irradiating an object to be inspected with light and a detection for detecting reflected light from the object to be inspected. Section and a waveguide section, and the waveguide section includes a main waveguide, a branch section for branching the main waveguide into three waveguides, and three branch waveguides connected to the branch section. And the illumination unit is arranged so that light is incident on a central branch waveguide of the three branch waveguides, and the detection unit is arranged among the three branch waveguides. The waveguide section is arranged so as to detect the light propagated through the branch waveguides on both sides, and the waveguide section propagates the light irradiated by the illuminating section in the order of the branch waveguide, the branch section, and the main waveguide, and thus the main waveguide. Exits from the end face of the object to be inspected, the reflected light from the object to be injected from the end face, the main waveguide,
The branch section and the branch waveguide are arranged so as to propagate in this order to be guided to the detection section. At least a part of the main waveguide is a loading type, and the loading section of the main waveguide is TE.
A mode interference type laser scanning microscope is provided which is a double mode waveguide for one of mode light and TM mode light and a single mode waveguide for the other.

【0015】[0015]

【作用】照明部から出射された光は、中央の枝導波路を
伝搬して、分岐部に接続された主幹導波路に入射する。
中央の枝導波路から主幹導波路に入射した光は、主幹導
波路を0次モードで伝搬する。0次モード光は、中心対
称な分布をもつ光であるので、主幹導波路の端面から被
検物体に向けて、中心対称の光ビームが照射される。
The light emitted from the illumination section propagates through the central branch waveguide and enters the main waveguide connected to the branch section.
Light that has entered the main waveguide from the central branch waveguide propagates in the main waveguide in the 0th mode. Since the 0th-order mode light is light having a centrally symmetric distribution, a centrally symmetric light beam is emitted from the end surface of the main waveguide toward the object to be measured.

【0016】被検物体に傾斜や段差があったり、反射率
に分布がある場合には、被検物体からの反射光は、非対
称になる。反射光が非対称性を有する場合には、反射光
が主幹導波路の端面から入射されると、主幹導波路がダ
ブルモード導波路である場合、0次および1次の両モー
ド光が励振される。0次モード光と1次モード光は、干
渉しながら、主幹導波路を伝搬し、分岐領域に達し、両
脇の2本の枝導波路に分岐し、検出部で検出される。2
本の枝導波路の光量の差を検出することによって、被検
物体の微視的な傾斜や段差情報や反射率分布情報が検出
される。
When the object to be inspected has an inclination or a step or the reflectance is distributed, the reflected light from the object to be inspected becomes asymmetric. When the reflected light has asymmetry, when the reflected light enters from the end face of the main waveguide, when the main waveguide is a double-mode waveguide, both 0th-order and 1st-order mode light are excited. . The 0th-order mode light and the 1st-order mode light propagate through the main waveguide while interfering with each other, reach the branching region, branch into two branch waveguides on both sides, and are detected by the detection unit. Two
By detecting the difference in the light amount of the branch waveguides, the microscopic inclination of the object to be inspected, step information, and reflectance distribution information are detected.

【0017】本発明では、主幹導波路を装荷形にするこ
とによって、TMモード光の等価屈折率とTEモード光
の等価屈折率とを異なる値にし、TMモード光およびT
Eモード光の一方に対してシングルモード導波路、他方
に対してダブルモード導波路にする。そして、照明部か
らの光は、TMモード光およびTEモード光のうち、主
幹導波路がシングルモード導波路のモードで伝搬し、被
検物体からの反射光は、TMモード光およびTEモード
光のうち、主幹導波路がダブルモード導波路のモードで
伝搬する。
In the present invention, by loading the main waveguide, the equivalent refractive index of the TM mode light and the equivalent refractive index of the TE mode light are set to different values, and the TM mode light and the T mode light are transmitted.
A single mode waveguide is used for one of the E mode lights and a double mode waveguide is used for the other. The light from the illumination unit propagates in the mode of the single mode waveguide of the TM mode light and the TE mode light, and the reflected light from the test object is the TM mode light and the TE mode light. Of these, the main waveguide propagates in the mode of the double mode waveguide.

【0018】これにより、中央の枝導波路の中心線と主
幹導波路の中心線とが、完全に一致していなくとも、照
明部からの光によって、主幹導波路に1次モードが励振
されることがないため、主幹導波路は、常に、0次モー
ドで伝搬した中心対称な光ビームを被検物体に向けて照
射することができる。
As a result, even if the center line of the central branch waveguide and the center line of the main waveguide are not completely coincident with each other, the primary mode is excited in the main waveguide by the light from the illumination unit. Therefore, the main waveguide can always irradiate the object to be inspected with the centrosymmetric light beam propagated in the 0th mode.

【0019】[0019]

【実施例】本発明の一実施例を図面を用いて説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0020】まず、本実施例のモード干渉型レーザ走査
顕微鏡の構成について、図1を用いて説明する。
First, the structure of the mode interference type laser scanning microscope of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0021】本実施例のモード干渉型レーザ走査顕微鏡
は、図1に示すように、レーザ光源102と、検出器1
03、104とが取り付けられた光導波路基板101を
有している。光導波路基板101には、主幹導波路12
5と、分岐部108と、分岐部108に接続された3本
の枝導波路105、106、107とが形成されてい
る。
As shown in FIG. 1, the mode interference type laser scanning microscope of this embodiment has a laser light source 102 and a detector 1.
It has the optical waveguide substrate 101 to which 03 and 104 are attached. The optical waveguide substrate 101 includes a main waveguide 12
5, branch portion 108, and three branch waveguides 105, 106, and 107 connected to branch portion 108 are formed.

【0022】光源102は、3本の枝導波路105、1
06、107のうちの中央の枝導波路105の端面に取
り付けられている。検出器103、104は、3本の枝
導波路105、106、107のうちの両脇の枝導波路
106、107の端面にそれぞれ取り付けられている。
The light source 102 comprises three branch waveguides 105, 1
It is attached to the end face of the central branch waveguide 105 of 06 and 107. The detectors 103 and 104 are attached to the end faces of the branch waveguides 106 and 107 on both sides of the three branch waveguides 105, 106 and 107, respectively.

【0023】光源102は、枝導波路105のTMモー
ド方向の直線偏光を出射する。中央の枝導波路105
は、TMモードについてシングルモードの埋込み形導波
路である。
The light source 102 emits linearly polarized light in the TM mode direction of the branch waveguide 105. Central branch waveguide 105
Is a single mode buried waveguide for the TM mode.

【0024】また、両脇の枝導波路106、107は、
TEモードについてシングルモードの埋込み形導波路で
ある。検出器103、104は、TEモード光を検出で
きるように配置されている。
The branch waveguides 106 and 107 on both sides are
It is a single mode buried waveguide for the TE mode. The detectors 103 and 104 are arranged so that TE mode light can be detected.

【0025】主幹導波路125は、TEモード光につい
ては、埋込み形導波路であるが、TMモード光について
は、金属膜115を装荷した装荷形導波路である。具体
的には、TEモード光についてダブルモードの埋込み形
導波路の上に、一対の金属膜115を装荷することによ
り、TMモード光の等価屈折率を低下させ、TMモード
光に対しては、シングルモード導波路として作用する構
成である。一対の金属膜115は、埋込み形導波路の中
心線を挟んで対称に配置されている。
The main waveguide 125 is a buried type waveguide for TE mode light, but is a loaded type waveguide loaded with a metal film 115 for TM mode light. Specifically, by loading a pair of metal films 115 on the double-mode buried waveguide for TE mode light, the equivalent refractive index of TM mode light is lowered, and for TM mode light, This is a configuration that acts as a single mode waveguide. The pair of metal films 115 are symmetrically arranged with the center line of the buried waveguide interposed therebetween.

【0026】本実施例では、基板101として、Xカッ
トY伝搬のLiNbO3基板を用い、Ti拡散により埋
込み形の導波路を形成している。埋込み形の導波路の幅
は、枝導波路105、106、107が約4μm、主幹
導波路125が約8μmである。金属膜115は、Al
で形成している。
In this embodiment, an X-cut Y-propagating LiNbO 3 substrate is used as the substrate 101, and a buried waveguide is formed by diffusion of Ti. The widths of the buried waveguides are about 4 μm for the branch waveguides 105, 106 and 107 and about 8 μm for the main waveguide 125. The metal film 115 is made of Al
It is formed by.

【0027】一対の金属膜115の間隔は、TMの0次
モード光は、カットオフされないが、TMの1次モード
光がカットオフされるように予め計算により求めた間隔
に形成されている。
The interval between the pair of metal films 115 is formed in advance by the calculation so that the TM zero-order mode light is not cut off, but the TM first-order mode light is cut off.

【0028】光導波路基板101は、主幹導波路125
の端面から出射される光が被検物体111に照射される
ように配置されている。
The optical waveguide substrate 101 is a main waveguide 125.
Are arranged so that the light emitted from the end surface of the object is irradiated to the object 111 to be inspected.

【0029】主幹導波路125の端面と被検物体111
との光路上には、1/4波長板121と、X−Y2次元
スキャニング装置122と、集光レンズ110とが順に
配置されている。1/4波長板121は、主幹導波路1
25のTMモード光方向の直線偏光を円偏光に変換する
ように配置されている。
The end face of the main waveguide 125 and the object to be measured 111
A quarter-wave plate 121, an XY two-dimensional scanning device 122, and a condenser lens 110 are sequentially arranged on the optical path of. The quarter-wave plate 121 is the main waveguide 1
The 25 polarization modes are arranged so as to convert the linearly polarized light in the TM mode light direction into circularly polarized light.

【0030】また、検出器103、104には、これら
の出力の差を出力する差動増幅器112が接続されてい
る。差動増幅器112とスキャニング装置122とは、
制御装置113に接続されている。制御装置113は、
表示装置114に接続されている。
Further, a differential amplifier 112 for outputting the difference between these outputs is connected to the detectors 103, 104. The differential amplifier 112 and the scanning device 122 are
It is connected to the control device 113. The control device 113 is
It is connected to the display device 114.

【0031】つぎに、図1のモード干渉型レーザ走査顕
微鏡の動作について説明する。
Next, the operation of the mode interference type laser scanning microscope of FIG. 1 will be described.

【0032】光源102から出射された光は、シングル
モードの導波路105をTMモードで伝搬し、分岐部1
08を通って、主幹導波路125に入射する。このと
き、分岐部108の形状にわずかでも非対称性がある
と、主幹導波路125がダブルモードである場合には、
0次モードだけではなく、1次モードも励振してしま
う。しかし、前述のように、本実施例では、主幹導波路
125は、金属膜115を装荷することによりTMモー
ド光に対してシングルモードの導波路であるため、0次
モードのみによって、主幹導波路125を伝搬して、端
面から出射される。図2(a)のように、0次モード光
は、光強度および位相が正規分布であるため、中心対称
な光ビームが主幹導波路125の端面から出射される。
この光ビームは、TMモード方向の直線偏光である。
The light emitted from the light source 102 propagates in the single mode waveguide 105 in the TM mode, and the branch portion 1
The light passes through 08 and enters the main waveguide 125. At this time, if the shape of the branching portion 108 is slightly asymmetrical, if the main waveguide 125 is a double mode,
Not only the 0th-order mode but also the 1st-order mode is excited. However, as described above, in the present embodiment, the main waveguide 125 is a single-mode waveguide for the TM mode light by loading the metal film 115. It propagates through 125 and is emitted from the end face. As shown in FIG. 2A, since the 0th-order mode light has a normal distribution of light intensity and phase, a centrally symmetric light beam is emitted from the end face of the main waveguide 125.
This light beam is linearly polarized in the TM mode direction.

【0033】出射された直線偏光は、1/4波長板12
1によって円偏光に変換され、スキャニング装置122
によって走査され、集光レンズ110によって被検物体
111上に集光される。
The linearly polarized light emitted is a quarter wavelength plate 12
1 is converted into circularly polarized light, and the scanning device 122
Is scanned by the condenser lens 110 and condensed on the object 111 to be measured by the condenser lens 110.

【0034】被検物体111からの反射光は、集光レン
ズ110によって、主幹導波路125の端面に集光さ
れ、これに入射する。被検物体111の反射光は、集光
時に1/4波長板121を通過することにより、照明光
と直交する偏光方向の直線偏光(TEモード方向)に変
換されている。
The reflected light from the object 111 to be inspected is condensed by the condenser lens 110 on the end face of the main waveguide 125 and is incident on this. The reflected light of the object 111 to be inspected is converted into linearly polarized light (TE mode direction) in a polarization direction orthogonal to the illumination light by passing through the quarter-wave plate 121 when condensed.

【0035】この時、被検物体111に、傾斜や段差が
あると、傾斜や段差による光路差のため、反射光のビー
ムには、非対称な位相分布が生じる。また、被検物体1
11に反射率の分布等があると、反射光強度に分布が生
じるため、反射光のビームには、非対称な強度分布が生
じる。
At this time, if the object 111 to be inspected has an inclination or a step, an asymmetrical phase distribution is generated in the beam of the reflected light due to the optical path difference due to the inclination or the step. Also, the object to be inspected 1
If there is a distribution of reflectance in 11 and the like, a distribution of reflected light intensity occurs, so that an asymmetric intensity distribution occurs in the beam of reflected light.

【0036】主幹導波路125に入射した光は、TEモ
ードで伝搬する。主幹導波路125は、TEモードにつ
いてダブルモードであるので、反射光のビームに非対称
な位相分布または強度分布がある場合には、主幹導波路
125において、0次モードと1次モードが励振され
る。0次モード光は、図2(a)のように中心対称であ
るが、1次モード光は、図2(b)のように非対称であ
るため、0次モード光と1次モード光の両者が励振され
ると、両者の干渉光が、主幹導波路125を蛇行しなが
ら伝搬する。
The light incident on the main waveguide 125 propagates in the TE mode. Since the main waveguide 125 is a double mode with respect to the TE mode, when the beam of the reflected light has an asymmetrical phase distribution or intensity distribution, the zero-order mode and the first-order mode are excited in the main waveguide 125. . The 0th-order mode light is center-symmetrical as shown in FIG. 2A, but the 1st-order mode light is asymmetrical as shown in FIG. 2B. Therefore, both the 0th-order mode light and the 1st-order mode light are Is excited, the interference light of both propagates while meandering through the main waveguide 125.

【0037】主幹導波路125を伝搬した光は、分岐部
108に達し、両わきの2本の枝導波路106、107
に入射し、TEの0次モードで伝搬する。被検物体11
1に傾斜や段差や反射率分布等の非対称性がある場合に
は、0次モードと1次モードとの干渉光が分岐部108
において非対称であるため、2本の枝導波路106、1
07に入射する光量が異なる。光検出器103、104
は、枝導波路106、107の伝搬光の光量を検出す
る。
The light propagating through the main waveguide 125 reaches the branching portion 108, and the two branch waveguides 106 and 107 on both sides are provided.
Incident on and propagates in the 0th-order mode of TE. Object to be inspected 11
When 1 has an asymmetry such as an inclination, a step, a reflectance distribution, etc., the interference light of the 0th-order mode and the 1st-order mode is split.
Are asymmetrical in the two branch waveguides 106, 1
The amount of light incident on 07 is different. Photodetector 103, 104
Detects the amount of light propagating through the branch waveguides 106 and 107.

【0038】差動増幅器112は、光検出器103、1
04の出力の差を求めることにより、物体111上の微
小な段差または反射率変化を検出する。制御装置113
は、スキャニング装置122から得た位置情報と、差動
増幅器112の段差または反射率変化出力とを合成し
て、被検物体111のX−Y2次元画像を、表示装置1
14に表示させる。
The differential amplifier 112 includes photodetectors 103 and 1
By obtaining the difference between the outputs of 04, a minute step on the object 111 or a change in reflectance is detected. Control device 113
Is a combination of the position information obtained from the scanning device 122 and the step or reflectance change output of the differential amplifier 112, and an XY two-dimensional image of the object 111 to be inspected is displayed on the display device 1.
14 is displayed.

【0039】被検物体111の傾斜や段差等のように、
光ビームに非対称な位相分布を与えるような情報を観察
するときには、主幹導波路125に入射した反射光がダ
ブルモードで伝搬する長さLを、
Like the inclination or step of the object 111 to be inspected,
When observing information that gives an asymmetrical phase distribution to the light beam, the length L of the reflected light entering the main waveguide 125 propagating in the double mode is

【0040】[0040]

【数1】L=Lc(2m+1)/2 (m=0,1,
2,・・・) にすることにより、最も効率よく検出することができ
る。
## EQU1 ## L = L c (2m + 1) / 2 (m = 0, 1,
2, ...), the most efficient detection is possible.

【0041】また、被検物体111の反射率分布等のよ
うに、光スポットに強度分布を与えるような情報を観察
するときには、主幹導波路125に入射した反射光がダ
ブルモードで伝搬する長さLを、
When observing information that gives an intensity distribution to the light spot, such as the reflectance distribution of the object 111 to be inspected, the length of the reflected light incident on the main waveguide 125 propagating in the double mode. L

【0042】[0042]

【数2】L=m・Lc (m=1,2,・・・) にすることにより、最も効率よく検出できる。[Equation 2] By setting L = m · L c (m = 1, 2, ...), detection can be performed most efficiently.

【0043】但し、Lcは、完全結合長(0次モードと
1次モードの位相差がπとなる長さ)である。
However, L c is a perfect coupling length (length at which the phase difference between the 0th-order mode and the 1st-order mode is π).

【0044】また、位相分布と強度分布とを合わせて検
出したい場合には、(数1)と(数2)の間の任意の長
さLにすることにより、位相分布と強度分布とを任意の
比率で合わせて検出することができる。
When it is desired to detect the phase distribution and the intensity distribution together, the phase distribution and the intensity distribution can be arbitrarily set by setting an arbitrary length L between (Equation 1) and (Equation 2). It is possible to detect in combination with the ratio of.

【0045】Lが、(数1)または(数2)を満足する
ように定めた場合に、位相分布または強度分布が最も効
率よく検出できる理由については、特開平4−2089
13号公報に詳細に記されているので、説明を省略す
る。
The reason why the phase distribution or the intensity distribution can be detected most efficiently when L is determined so as to satisfy (Equation 1) or (Equation 2) is described in JP-A-4-2089.
Since it is described in detail in Japanese Patent No. 13, the description will be omitted.

【0046】ここで、主幹導波路125に入射した光が
ダブルモードで伝搬する長さLとは、主幹導波路125
の端面から入射したTE光がダブルモードで伝搬して、
枝導波路106、107に分岐するまでの長さである
が、この長さは、主幹導波路125の長さとは一致しな
い場合がある。というのは、図1では、中央の枝導波路
105と、両脇の枝導波路106、107とのなす角θ
を大きく図示しているが、実際には、分岐部分の結合効
率を高めるために、角θを1/100rad程度と非常
に小さい角度にすることが望ましい。角θをこのように
小さい角度にした場合、主幹導波路125をダブルモー
ドで伝搬したTEモード光は、主幹導波路125が幾何
学的には3本の枝導波路105、106、107に分岐
した後も、3本の枝導波路105、106、107の間
隔が非常に狭い領域においては、3本の枝導波路10
5、106、107をまたぐようにダブルモードで伝搬
する。従って、主幹導波路125の長さを定める場合に
は、枝導波路105、106、107をダブルモードで
伝搬する領域を考慮して定める必要がある。具体的に
は、主幹導波路125の端面から入射した反射光が、実
際にダブルモードで伝搬する長さ、すなわち、主幹導波
路125の長さと枝導波路をダブルモードで伝搬する領
域の長さとを合わせた長さをLとし、このLが、(数
1)または(数2)を満足するように定める。
Here, the length L by which the light incident on the main waveguide 125 propagates in the double mode is the main waveguide 125.
The TE light incident from the end face of is propagated in the double mode,
It is the length until branching into the branch waveguides 106 and 107, but this length may not match the length of the main waveguide 125. This is because in FIG. 1, the angle θ formed by the central branch waveguide 105 and the side branch waveguides 106 and 107.
Although it is illustrated largely, it is actually desirable to set the angle θ to a very small angle of about 1/100 rad in order to improve the coupling efficiency of the branched portion. When the angle θ is set to such a small angle, the TE mode light propagating in the double mode through the main waveguide 125 is geometrically branched into three branch waveguides 105, 106 and 107. After that, in the region where the distance between the three branch waveguides 105, 106 and 107 is very narrow, the three branch waveguides 10
Propagate in double mode so as to cross 5, 106 and 107. Therefore, when determining the length of the main waveguide 125, it is necessary to consider the region where the branch waveguides 105, 106 and 107 propagate in the double mode. Specifically, the length of the reflected light that has entered from the end face of the main waveguide 125 actually propagates in the double mode, that is, the length of the main waveguide 125 and the length of the region that propagates in the branch waveguide in the double mode. Is set to L, and L is determined so as to satisfy (Equation 1) or (Equation 2).

【0047】このように本実施例では、主幹導波路12
5を、埋込み形導波路に金属膜115を装荷した構成に
することにより、TEモード光についてはダブルモード
の埋込み形導波路として作用し、TMモード光について
はシングルモードの装荷形導波路として作用するように
した。これにより、中央の枝導波路105の中心線と
と、主幹導波路の中心線とが、完全に一致していなくと
も、また、分岐部108の構造が完全に対称な形状でな
くとも、照明光のTMモード光は、常に、0次モードで
主幹導波路を伝搬するので、正規分布の光ビームを被検
物体111に照射することができる。
As described above, in this embodiment, the main waveguide 12
5 has a structure in which the metal film 115 is loaded on the buried type waveguide, so that the TE mode light acts as a double mode buried type waveguide and the TM mode light acts as a single mode loaded type waveguide. I decided to do it. As a result, even if the center line of the central branch waveguide 105 and the center line of the main waveguide are not completely coincident with each other and the branch portion 108 does not have a completely symmetrical shape, the illumination is performed. Since the TM mode light of the light always propagates through the main waveguide in the 0th mode, it is possible to irradiate the test object 111 with a light beam having a normal distribution.

【0048】したがって、反射光には、被検物体の非対
称情報のみが含まれるので、高精度で被検物体の傾斜や
段差情報、ならびに、反射率分布情報を検出することが
できる。
Therefore, since the reflected light contains only the asymmetry information of the object to be inspected, it is possible to detect the inclination and step information of the object to be inspected and the reflectance distribution information with high accuracy.

【0049】主幹導波路125において、金属膜115
による装荷形導波路の中心線は、埋込み形導波路の中心
線と一致していることが望ましいが、必ずしも、一致し
ていなくともよい。一致していない場合には、被検物体
111からの反射光が常に偏って埋込み形導波路に入射
することになるため、被検物体に位相分布や強度分布が
なくとも、1次モードが励振され、検出器103、10
4に検出される光量に差が生じる。この光量の差は、装
荷型導波路と埋込み形導波路との中心線のずれによって
定まる一定量であるため、予めこの光量差を求めてお
き、制御装置113によって、この光量差を補正するよ
うに構成することで対応できる。
In the main waveguide 125, the metal film 115
Although it is desirable that the center line of the loaded waveguide according to (4) be coincident with the center line of the buried waveguide, it is not always required to coincide with the center line. If they do not match, the reflected light from the object 111 to be inspected is always biased and incident on the embedded waveguide, so that the first-order mode is excited even if the object to be inspected has no phase distribution or intensity distribution. And detectors 103, 10
There is a difference in the amount of light detected at No. 4. Since this difference in light amount is a constant amount that is determined by the deviation of the center line between the loaded waveguide and the buried waveguide, the difference in light amount is obtained in advance, and the controller 113 corrects this difference in light amount. This can be handled by configuring

【0050】また、金属膜装荷によるシングルモード導
波路を形成するのは、枝導波路105と主幹導波路12
5の中心線を完全に一致させるように形成することより
も、比較的容易に製造することができるため、製造コス
トを低減することができる。
The single mode waveguide formed by loading the metal film is formed by the branch waveguide 105 and the main waveguide 12.
Since it can be manufactured relatively easily as compared with the case where the center lines of 5 are formed so as to be completely aligned with each other, the manufacturing cost can be reduced.

【0051】また、主幹導波路125を形成するため
に、金属膜115の位置に、マスクを形成し、このマス
クとマスクとの間からTiを拡散させて、主幹導波路1
25の埋込み形導波路を形成し、その後このマスクの位
置に金属膜を形成する方法を用いることができる。この
方法を用いることにより、主幹導波路125において、
装荷形導波路と埋込み形導波路との中心線を一致させる
ことができる。
Further, in order to form the main waveguide 125, a mask is formed at the position of the metal film 115, and Ti is diffused from between the mask and the main waveguide 1.
A method of forming 25 buried waveguides and then forming a metal film at the position of this mask can be used. By using this method, in the main waveguide 125,
The center lines of the loaded waveguide and the buried waveguide can be aligned.

【0052】また、図1の構成においては、上述の金属
膜115を電源に接続することにより、主幹導波路12
5に電圧を印加する構成にすることができる。図1で
は、導波路基板101を電気光学効果を有するLiNb
3によって構成しているため、主幹導波路125に電
圧を印加することにより、LiNbO3の電気光学効果
によって、印加電圧に応じてTEモード光に対する屈折
率が変化する。この屈折率の変化量に応じて、完全結合
長Lcが変化する。したがって、主幹導波路125の幾
何学的な長さLが一定であっても、電圧によってLc
変化させることにより、(数1)または(数2)を満足
させることができる。
Further, in the configuration of FIG. 1, by connecting the above-mentioned metal film 115 to a power source, the main waveguide 12
It is possible to adopt a configuration in which a voltage is applied to 5. In FIG. 1, the waveguide substrate 101 is made of LiNb having an electro-optical effect.
Since it is composed of O 3, by applying a voltage to the main waveguide 125, the electro-optic effect of LiNbO 3 changes the refractive index for TE mode light according to the applied voltage. The complete bond length L c changes according to the change amount of the refractive index. Therefore, even if the geometric length L of the main waveguide 125 is constant, it is possible to satisfy (Equation 1) or (Equation 2) by changing L c with the voltage.

【0053】これにより、被検物体の傾斜や段差等の非
対称の位相分布情報を最も感度よく検出したい場合に
は、(数1)を満足する電圧をかけ、光強度分布等を最
も感度よく検出したい場合には、(数2)を満足する電
圧をかける構成にすることができる。また、位相分布情
報と光強度分布情報とを合わせて検出したい場合には、
(数1)および(数2)の間の任意のLの値に設定する
よう電圧をかけることができる。また、電圧を印加して
いない場合に、(数1)および(数2)のいずれか一方
を満足するようにLを定め、電圧を印加したときに他方
を満足するような構成にすることもできる。
As a result, when it is desired to detect the asymmetrical phase distribution information such as the inclination or step of the object to be detected with the highest sensitivity, a voltage satisfying (Equation 1) is applied to detect the light intensity distribution with the highest sensitivity. If desired, a voltage can be applied to satisfy (Equation 2). Also, if you want to detect the phase distribution information and the light intensity distribution information together,
The voltage can be applied to set any value of L between (Equation 1) and (Equation 2). In addition, L may be set so that one of (Equation 1) and (Equation 2) is satisfied when a voltage is not applied, and the other is satisfied when a voltage is applied. it can.

【0054】図1の構成においては、金属膜115を主
幹導波路125の長手方向の全体に配置しているが、長
手方向の一部のみに配置する構成にすることもできる。
この場合、主幹導波路125の端面部分が、TMモード
光についてシングルモード導波路になるように、金属膜
115の位置を定める。例えば、金属膜115を端面に
連続する領域に、金属膜115を配置する。
In the structure of FIG. 1, the metal film 115 is arranged in the entire longitudinal direction of the main waveguide 125, but it may be arranged only in a part of the longitudinal direction.
In this case, the position of the metal film 115 is determined so that the end face portion of the main waveguide 125 becomes a single mode waveguide for TM mode light. For example, the metal film 115 is arranged in a region where the metal film 115 is continuous with the end surface.

【0055】また、上述の実施例の主幹導波路125
は、一対の金属膜115を装荷し、TMモード光につい
て装荷形のシングルモード導波路として作用し、TEモ
ード光については埋込み形のダブルモード導波路として
作用する。しかしながら、この構成に限らず、TEモー
ド光について装荷形のシングルモード導波路として作用
し、TMモード光について埋込み形のダブルモード導波
路として作用する主幹導波路を構成することも可能であ
る。
Further, the main waveguide 125 of the above-mentioned embodiment is used.
Loads a pair of metal films 115 and acts as a loading type single mode waveguide for TM mode light, and acts as a buried type double mode waveguide for TE mode light. However, not limited to this configuration, it is also possible to configure a main waveguide that acts as a loaded single mode waveguide for TE mode light and acts as a buried double mode waveguide for TM mode light.

【0056】これは、例えば、主幹導波路125の一対
の金属膜115の代わりに一対のアモルファスシリコン
膜を装荷する構成にすることにより実現できる。という
のは、アモルファスシリコン膜を配置した場合、TMモ
ード光の等価屈折率とTEモード光の等価屈折率は、ア
モルファスシリコン膜の膜厚を選択することによって変
化する。すなわち、ある膜厚では、TMモード光の等価
屈折率には、大きな変化がないが、TEモード光の等価
屈折率は、顕著に小さくなる。また、別の膜厚では、T
Eモード光の等価屈折率には、大きな変化がないが、T
Mモード光の等価屈折率は、顕著に小さくなる。
This can be realized, for example, by using a configuration in which a pair of amorphous silicon films are loaded instead of the pair of metal films 115 of the main waveguide 125. This is because, when the amorphous silicon film is arranged, the equivalent refractive index of TM mode light and the equivalent refractive index of TE mode light are changed by selecting the film thickness of the amorphous silicon film. That is, at a certain film thickness, the equivalent refractive index of TM mode light does not change significantly, but the equivalent refractive index of TE mode light becomes remarkably small. Also, with another film thickness, T
The equivalent refractive index of E-mode light does not change significantly, but T
The equivalent refractive index of M-mode light is significantly reduced.

【0057】したがって、図1の主幹導波路125の構
成で、金属膜115の代わりにアモルファスシリコン膜
を用い、この膜厚を適当に選択することによって、TE
モード光に対して装荷形のシングルモード導波路、TM
モード光に対して埋込み形のダブルモード導波路の主幹
導波路を形成することができる。また、アモルファスシ
リコン膜を別の膜厚にすることによって、TMモード光
に対してシングルモード導波路、TEモード光に対して
ダブルモード導波路の主幹導波路を形成することができ
る。
Therefore, in the structure of the main waveguide 125 of FIG. 1, an amorphous silicon film is used in place of the metal film 115, and this film thickness is appropriately selected.
Single mode waveguide loaded with mode light, TM
It is possible to form a buried main waveguide of a double mode waveguide for mode light. Further, by making the amorphous silicon film have a different thickness, it is possible to form a main waveguide of a single mode waveguide for TM mode light and a double mode waveguide for TE mode light.

【0058】また、上述の実施例では、導波路基板とし
て、LiNbO3を用いたが、これに限らず、LiTa
3、Al23、Si、SiO2、GaAs、InP、ソ
ーダガラス、石英等を用いることができる。LiTaO
3、GaAs、および、InPを用いた場合には、金属
膜に電圧を印加することにより電気光学効果により完全
結合長Lcを変化させることができる。また、GaA
s、および、InPを用いた場合には、検出器や光源を
導波路基板上に一体に構成できる。
Although LiNbO 3 is used as the waveguide substrate in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and LiTa
O 3 , Al 2 O 3 , Si, SiO 2 , GaAs, InP, soda glass, quartz or the like can be used. LiTaO
When 3 , 3 , GaAs and InP are used, the perfect coupling length L c can be changed by applying an electric voltage to the metal film due to the electro-optical effect. GaA
When s and InP are used, the detector and the light source can be integrally formed on the waveguide substrate.

【0059】また、上述の実施例では、基板101の上
に、直接金属膜115を搭載する構成であるが、基板1
01と金属膜115との間に、バッファ層を配置する構
成にすることができる。金属膜115の代わりにアモル
ファスシリコン膜を用いる場合も同様である。
In the above-described embodiment, the metal film 115 is directly mounted on the substrate 101.
A buffer layer may be arranged between the semiconductor layer 01 and the metal film 115. The same applies when an amorphous silicon film is used instead of the metal film 115.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明によれば、容易に製造できる構成
でありながら、照明光を導波路中で0次モードのみで伝
搬して、中心対称な光スポットを被検物体に照射するこ
とのできるモード干渉型レーザ走査顕微鏡を提供するこ
とができる。
According to the present invention, it is possible to propagate the illumination light only in the 0th mode in the waveguide and irradiate the object to be inspected with a centrosymmetrical light spot, though it has a structure that can be easily manufactured. It is possible to provide a modal interference type laser scanning microscope.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のモード干渉型レーザ走査顕
微鏡の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a mode interference type laser scanning microscope according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)、(b)導波路を伝搬する0次モードと
1次モードの電界分布を示すグラフ。
2A and 2B are graphs showing electric field distributions of a 0th-order mode and a 1st-order mode propagating in a waveguide.

【図3】従来のモード干渉型レーザ走査顕微鏡の構成を
示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional mode interference type laser scanning microscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101…光導波路基板、2、102…光源、3、
4、103、104…検出器、5、6、7、105、1
06、107…枝導波路、8、125…主幹導波路、1
5、108…分岐部、10、110…レンズ、11、1
11…被検物体、12、112…差動増幅器、113…
制御装置、114…表示装置、115…金属膜。
1, 101 ... Optical waveguide substrate, 2, 102 ... Light source, 3,
4, 103, 104 ... Detectors, 5, 6, 7, 105, 1
06, 107 ... Branch waveguide, 8, 125 ... Main waveguide, 1
5, 108 ... Bifurcation part, 10, 110 ... Lens, 11, 1
11 ... Object to be inspected, 12, 112 ... Differential amplifier, 113 ...
Control device, 114 ... Display device, 115 ... Metal film.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被検物体に光を照射するための照明部と、
前記被検物体から反射光を検出するための検出部と、導
波路部とを有し、 前記導波路部は、主幹導波路と、主幹導波路を3本の導
波路に分岐する分岐部と、分岐部に接続された3本の枝
導波路とを有し、 前記照明部は、前記3本の枝導波路のうちの中央の枝導
波路に、光を入射するように配置され、 前記検出部は、前記3本の枝導波路のうち両脇の枝導波
路を伝搬した光を検出するように配置され、 前記導波路部は、前記照明部が照射した光を中央の枝導
波路、分岐部、主幹導波路の順に伝搬して主幹導波路の
端面から被検物体に向けて出射し、被検物体からの反射
光を前記端面から入射させて、主幹導波路、分岐部、両
脇の枝導波路の順に伝搬して前記検出部に導くように配
置され、 前記主幹導波路は、少なくとも一部が装荷形であり、 前記主幹導波路の前記装荷形の部分は、TEモード光お
よびTMモード光の一方に対してダブルモード導波路で
あり、他方に対してシングルモード導波路であることを
特徴とするモード干渉型レーザ走査顕微鏡。
1. An illumination unit for irradiating an object to be inspected with light,
A detection part for detecting reflected light from the object to be inspected; and a waveguide part, wherein the waveguide part comprises a main waveguide, and a branch part for branching the main waveguide into three waveguides. And three branch waveguides connected to a branch portion, wherein the illumination unit is arranged so that light is incident on a central branch waveguide of the three branch waveguides, The detection unit is arranged to detect the light propagating in the branch waveguides on both sides of the three branch waveguides, and the waveguide unit is configured to detect the light emitted by the illumination unit in the central branch waveguide. , The branch portion, the main waveguide is sequentially propagated and emitted from the end face of the main waveguide toward the object to be inspected, the reflected light from the object to be inspected is incident from the end face, and the main waveguide, the branch portion, both Arranged so as to propagate in the order of the side branch waveguides and lead to the detection unit, and at least a part of the main waveguide is a loading type. The loaded type portion of the main waveguide is a double mode waveguide for one of TE mode light and TM mode light, and a single mode waveguide for the other, and a mode interference laser Scanning microscope.
【請求項2】請求項1において、前記主幹導波路は、T
Mモード光に対してシングルモード導波路、かつ、TE
モード光に対してダブルモード導波路であることを特徴
とするモード干渉型レーザ走査顕微鏡。
2. The waveguide according to claim 1, wherein the main waveguide is T
Single mode waveguide for M mode light and TE
A mode interference laser scanning microscope characterized by being a double mode waveguide for mode light.
【請求項3】請求項2において、前記主幹導波路は、T
Mモード光に対して、装荷形の導波路であり、TEモー
ド光に対して、埋込み形の導波路であることを特徴とす
るモード干渉型レーザ走査顕微鏡。
3. The main waveguide according to claim 2, wherein the main waveguide is T
A mode interference laser scanning microscope, which is a loaded waveguide for M-mode light and a buried waveguide for TE-mode light.
【請求項4】請求項3において、前記主幹導波路は、前
記埋込み形の導波路上に一対の金属膜を装荷し、前記一
対の金属膜は、前記埋込形の導波路の中心線を挟んで配
置されていることを特徴とするモード干渉型レーザ走査
顕微鏡。
4. The main waveguide according to claim 3, wherein a pair of metal films are loaded on the buried type waveguide, and the pair of metal films form a center line of the buried type waveguide. A mode interference laser scanning microscope, which is characterized in that it is arranged in a sandwiched manner.
【請求項5】請求項1において、前記主幹導波路のTM
モード光を伝搬する部分の中心線は、TEモード光を伝
搬する部分の中心線と一致することを特徴とするモード
干渉型レーザ走査顕微鏡。
5. The TM of the main waveguide according to claim 1.
A mode interference type laser scanning microscope, wherein a center line of a portion for propagating mode light coincides with a center line of a portion for propagating TE mode light.
【請求項6】請求項1において、前記主幹導波路の端面
から出射された光のうちTMモード光を前記被検物体に
照射し、前記被検物体の反射光を、前記主幹導波路のT
Eモード光方向の偏光に変換して主幹導波路の端面に入
射させる偏光手段をさらに備えることを特徴とするモー
ド干渉型レーザ走査顕微鏡。
6. The TM-mode light of the light emitted from the end face of the main waveguide is irradiated onto the object to be inspected, and the reflected light of the object is reflected by the T-wave of the main waveguide according to claim 1.
A mode interference type laser scanning microscope further comprising a polarizing means for converting the light into polarized light in the E-mode light direction and making it incident on the end face of the main waveguide.
【請求項7】請求項1において、前記主幹導波路部は、
少なくとも端面部分を含む領域が、TEモードおよびT
Mモード光のうちの一方に対して、シングルモード導波
路であることを特徴とするモード干渉型レーザ走査顕微
鏡。
7. The main waveguide section according to claim 1, wherein:
The region including at least the end face portion is TE mode and T
A mode interference type laser scanning microscope characterized by being a single mode waveguide for one of M mode light.
【請求項8】請求項1において、前記導波路部におい
て、前記主幹導波路の端面から入射した光がダブルモー
ドで伝搬する領域の長さLは、この領域における0次モ
ードと1次モードとの完全結合長をLcとするとき、 L=Lc・m (m=1,2,・・・) 、および、 L=Lc(2m+1)/2 (m=0,1,2,・・
・) のうちのいずれかの関係を満たすことを特徴とするモー
ド干渉型レーザ走査顕微鏡。
8. The length L of a region, in the waveguide portion, in which light incident from an end face of the main waveguide propagates in a double mode in the waveguide portion is a 0th-order mode and a 1st-order mode in this region. Let L c be the full bond length of L = L c · m (m = 1, 2, ...), and L = L c (2m + 1) / 2 (m = 0, 1, 2 ,.・
A mode interference type laser scanning microscope characterized by satisfying any one of the relations of
【請求項9】請求項1において、前記主幹導波路は、電
気光学効果を有する材料によって構成され、 前記主幹導波路の装荷形の部分は、金属膜が装荷された
ものであり、 前記金属膜は、前記主幹導波路に電圧を印加するための
電圧印加部を兼ねていることを特徴とするモード干渉型
レーザ走査顕微鏡。
9. The main waveguide according to claim 1, wherein the main waveguide is made of a material having an electro-optic effect, and the loaded portion of the main waveguide is loaded with a metal film. Is a mode interference type laser scanning microscope, which also serves as a voltage application section for applying a voltage to the main waveguide.
【請求項10】請求項9において、 前記導波路部において、前記主幹導波路の端面から入射
したTEモード光がダブルモードで伝搬する領域の長さ
Lは、前記金属膜に電圧を印加した場合の前記領域のT
Eモードついての0次モードと1次モードとの完全結合
長をLcとするとき、 L=Lc・m (m=1,2,・・・) 、および、 L=Lc (2m+1)/2 (m=0,1,2,・・
・) のうちのいずれかの関係を満たすことを特徴とするモー
ド干渉型レーザ走査顕微鏡。
10. The length L of a region, in the waveguide part, in which the TE mode light incident from the end face of the main waveguide propagates in a double mode in the waveguide part, when a voltage is applied to the metal film. In the region of
When the complete coupling length between the 0th-order mode and the 1st-order mode for the E mode is L c , L = L c · m (m = 1, 2, ...) And L = L c (2m + 1) / 2 (m = 0, 1, 2, ...
A mode interference type laser scanning microscope characterized by satisfying any one of the relations of
【請求項11】主幹導波路と、主幹導波路を3本の導波
路に分岐する分岐部と、分岐部に接続された3本の枝導
波路とを有し、 前記枝導波路のうち中央の枝導波路に入射した光を、該
中央の枝導波路、分岐部、主幹導波路の順に伝搬し、前
記主幹導波路に入射した光を、該主幹導波路、分岐部、
両脇の枝導波路の順に伝搬し、 前記主幹導波路は、少なくとも一部が装荷形であり、 前記主幹導波路の前記装荷形の部分は、TEモード光お
よびTMモード光の一方に対してダブルモード導波路で
あり、他方に対してシングルモード導波路であることを
特徴とする光情報検出装置。
11. A main waveguide, a branch portion for branching the main waveguide into three waveguides, and three branch waveguides connected to the branch portions, the center of the branch waveguides. Light incident on the branch waveguide of the central propagating waveguide, the branch portion, the main waveguide is propagated in this order, the light incident on the main waveguide, the main waveguide, the branch portion,
Propagating in the order of the branch waveguides on both sides, the main waveguide is at least partially loaded, and the loaded portion of the main waveguide is used for one of TE mode light and TM mode light. An optical information detection device, which is a double-mode waveguide and a single-mode waveguide for the other.
【請求項12】請求項11において、前記主幹導波路に
入射し、前記分岐部で分岐され、前記両脇の枝導波路を
伝搬してきた光を検出するための検出部をさらに有する
ことを特徴とする光情報検出装置。
12. The detector according to claim 11, further comprising a detector for detecting light that has entered the main waveguide, is branched at the branch portion, and propagates through the branch waveguides on both sides. Optical information detection device.
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