JPH0378720A - 共焦点型レーザ走査顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は顕微鏡、詳しくは共焦点型レーザ走査顕微鏡に
関する。

〔従来の技術〕

従来、共焦点型レーザ走査顕微鏡は、顕微鏡光学系の他
に、レーザ光による照明系と試料面からの光を検出する
受光系とで構成されていた。そして、レーザ光発光点と
受光系の共焦点アパーチャ（ピンホール）の対応する点
が顕微鏡光学系に対し共役の位置になるように設定され
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の共焦点型レーザ走査顕微鏡では、顕微鏡光学系の
他に、レーザ光による照明系及び試料面からの光を検出
する受光系が別に必要であり、それらの光学系が大きく
複雑であった。又、レーザ光発光点と受光系の共焦点ア
パーチャ（ピンホール）の対応する点が共役な位置にな
ければならず、両者の位置調整に多大な時間を要した。

本発明は、前述の問題を解決し、小型で且つピンホール
の位置調整が不要な共焦点型レーザ走査顕微鏡を得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

前記問題解決のために、本発明の共焦点型レーザ走査顕
微鏡では、４本のシングルモードチャネル導波路を、第
１のシングルモードチャネル導波路（１３）と第４のシ
ングルモードチャネル導波路（１７）を対、第２のシン
グルモードチャネル導波路（１５）と第３のシングルモ
ードチャネル導波路（１６）を対として一方の端部どう
しを結合する様基板（１０）上に形成し、該それぞれの
対の結合部間を結合する様にモードスプリッタ（１４）
を基板（１０）上に形成し、 ｉ記第１のシングルモードチャネル導波路（１３）の他
の端部にレーザダイオードを接合し、前記第２のシング
ルモードチャネル導波路（１５）の他の端部にコリメー
タレンズと、Ｘ−Ｙビームスキャンニングデバイスと、
４分の１波長板と、対物レンズとを含む顕微鏡光学系を
接合し、前記第３のシングルモードチャネル導波路（１
６）の他の端部に光吸収部材を接合し、第４のシングル
モードチャネル導波路（１７）の他の端部に光検出器を
接合した。

〔作　　用〕

本発明によれば、レンズ走査顕微鏡の照明系と受光系を
一体化したので、極めて小さな光学系を組むことができ
、また、シングルモードチャネル導波路の端面が出射レ
ーザスポットと共焦点アパーチャを兼ねるため、−切の
ピンホール位置調整が不要となる。

〔実　施　例〕

第１図は本発明の実施例であって、光源と受光系を付属
した光導波路デバイス（１）と、Ｘ−Ｙビームスキャン
ニングデバイス（２２）と４分の１波長板（２３）を組
み込んだ顕微鏡光学系（２）とが組み合わされて配置さ
れている。

光導波路デバイス（１）において、（１１）はレーザダ
イオード、（１３）、（１５）、（１６）及び（１７）
は夫々、基板（ｌＯ）上に形成された第１、第２、第３
及び第４のシングルモードチャネル導波路、（１４）は
モードスプリッタ、（１８）は光検出器である。

顕微鏡光学系（２）において、（２１）はコリメータレ
ンズ、（２２）はＸ−Ｙビームスキャンニングデバイス
、（２３）は４分の１波長板、（２４）は対物レンズで
ある。

レーザダイオード（１１）は、第１のシングルモードチ
ャネル導波路の端部（１３ａ）で光が入射するよう接合
されている。第１のシングルモードチャネル導波路（１
３）に光を入射させる方法としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
の光を第１のシングルモードチャネル導波路の端部（１
３ａ）に結像してもよいが、小型化を狙う目的から、レ
ーザダイオード（１１）を直接第１のシングルモードチ
ャネル導波路の端部（１３ａ）に接合するのが好ましい
。

第１のシングルモードチャネル導波路（１３）の光は、
ＴＥモード光（偏光面が紙面内に振動している）と７Ｍ
モード光（偏光面が紙面に垂直）とに分けられる。第１
のシングルモードチャネル導波路（１３）を通った光は
モードスプリッタ（１４）を通って第２のシングルモー
ドチャネル導波路（１５）に導かれる。ここでモードス
プリッタ（１４）は、第１のシングルモードチャネル導
波路（１３）から入射する光のうちＴＥモード光と７Ｍ
モード光のうちの一方を第２のシングルモードチャネル
導波路（１５）に送り、ＴＥモード光と７Ｍモード光の
うちの他方を第３のシングルモードチャネル導波路（１
６）へ振り分けるための、公知のデバイスである。尚、
第３のシングルモードチャネル導波路（１６）の端部に
は光吸収部材（１６ａ）を配しておき、振り分けられた
光は該光吸収部材（１６ａ）で反射されずに吸収される
。

レーザ光は第２のシングルモードチャネル導波路の端部
（１５ａ）より出射され、顕微鏡光学系（２）に入る。

レーザ光は該顕微鏡光学系（２）に入ると、コリメータ
レンズ（２１）、Ｘ−Ｙビームスキャンニングデバイス
（２２）、４分の１波長板（２３）、対物レンズ（２４
）を順次繰て、試料面（３）に達する。試料面（３）で
反射した光は対物レンズ（２４）、４分の１波長板（２
３）、Ｘ−Ｙビームスキャンニングデバイス（２２）、
コリメータレンズ（２１）を逆に辿って、第２のシング
ルモードチャネル導波路の端部（１５ａ）より再び第２
のシングルモードチャネル導波路（１５）に入射する。

このときの光は、４分の１波長板（２３）の作用により
偏光面が９０度回転して、ＴＥモード光と７Ｍモード光
のうちの他方となっている。

よって、この光はモードスプリッタ（１４）によって第
４のシングルモードチャネル導波路（１７）に導かれて
光検出器（１８）に達するが、第１のシングルモードチ
ャネル導波路（１３）へは進まないので戻り光はレーザ
ダイオード（１１）に進まない。

尚、４分の１波長板（２３）は、光学部材によるフレア
ー防止、及び、ミラー系による位相差の影響排除のため
、できる限り、試料面（３）に近い平行光束中に入れる
のが好ましい。

尚、スキャンニングデバイス（２２）に偏光特性があり
、４分の１波長板（２３）が用いることができない場合
は４分の１波長板（２３）を廃し、モードスプリッタ（
１４）を単なるＹ分岐導波路（パワースプリッタ）で置
き換えればよい。

〔発明の効果〕

このように、本発明によれば、レンズ走査顕微鏡の照明
系と受光系を一体化し、極めて小さな光学系を組むこと
ができる。また、シングルモードチャネル導波路の端面
が出射レーザスポットと共焦点アパーチャを兼ねるため
、−切のピンホール位置調整が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図である。 〔主要部分の符号の説明〕 （１）・・・光源と受光系を付属した先導波路デバイス
、（２）・・・顕微鏡光学系、（３）・・・試料面、（
１０）・・・基板、（１１）・・・レーザダイオード、
（１３）、（１５）、（１６）及び（１７）・・・夫々
、第１、第２、第３及び第４のシングルモードチャネル
導波路、（１４）・・・モードスプリッタ、（１８）・
・・光検出器、（２１）・・・コリメータレンズ、（２
２）・・・Ｘ−Ｙビームスキャンニングデバイス、（２
３）・・・４分の１波長板、（２４）・・・対物レンズ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ４本のシングルモードチャネル導波路を、それぞれの２
   本ずつを対として該導波路の一方の端部どうしを結合す
   る様基板上に形成し、該それぞれの対の結合部間を結合
   する様にモードスプリッタを基板上に形成し、 前記導波路の他方の４端部のうち一方の対の端部を第１
   、第４端部とし、他方の対の端部を第２、第３端部とし
   たとき、 第１の端部にレーザダイオードを接合し、第２の端部に
   コリメータレンズと、Ｘ−Ｙビームスキャンニングデバ
   イスと、４分の１波長板と、対物レンズとを含む顕微鏡
   光学系を接合し、第３の端部に光吸収部材を接合し、第
   ４の端部に光検出器を接合した光導波路デバイスを具備
   したことを特徴とする、共焦点型レーザ走査顕微鏡。