JPH05203879A - 反射共振型近接場走査型顕微鏡 - Google Patents
反射共振型近接場走査型顕微鏡Info
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- JPH05203879A JPH05203879A JP4035701A JP3570192A JPH05203879A JP H05203879 A JPH05203879 A JP H05203879A JP 4035701 A JP4035701 A JP 4035701A JP 3570192 A JP3570192 A JP 3570192A JP H05203879 A JPH05203879 A JP H05203879A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射共振型近接場走査型顕微鏡の画像信号強
度を高めＳ／Ｎ比を改善すると共に分解能を向上させ
る。 【構成】 試料面に対向して微小開口を有する光共振器
をプローブとして用い、該プローブを介して照明光を試
料表面に照射し、試料表面とプローブとの間の距離に応
じたプローブの共振周波数変化を検出することにより試
料表面の画像を得る反射共振型近接場走査型顕微鏡にお
いて、前記プローブとして、試料面側に照明光の波長に
比べ小さな開口をもつ全反射鏡を有しかつ該全反射鏡と
対向する側にほぼ球面の部分透過鏡を有する片球面共振
器を用いる。前記プローブへの照明光の入射方向と前記
プローブからの出射光の取り出し方向とを傾けることに
よりプローブの透過光を利用して制御をかけることも可
能である。
度を高めＳ／Ｎ比を改善すると共に分解能を向上させ
る。 【構成】 試料面に対向して微小開口を有する光共振器
をプローブとして用い、該プローブを介して照明光を試
料表面に照射し、試料表面とプローブとの間の距離に応
じたプローブの共振周波数変化を検出することにより試
料表面の画像を得る反射共振型近接場走査型顕微鏡にお
いて、前記プローブとして、試料面側に照明光の波長に
比べ小さな開口をもつ全反射鏡を有しかつ該全反射鏡と
対向する側にほぼ球面の部分透過鏡を有する片球面共振
器を用いる。前記プローブへの照明光の入射方向と前記
プローブからの出射光の取り出し方向とを傾けることに
よりプローブの透過光を利用して制御をかけることも可
能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反射共振型近接場走査
型顕微鏡に関し、特にプローブ等の工夫によって観察感
度およびＳ／Ｎ比を大幅に向上させる技術に関する。
型顕微鏡に関し、特にプローブ等の工夫によって観察感
度およびＳ／Ｎ比を大幅に向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】反射共振型近接場走査型顕微鏡は、試料
面側から波長よりも小さな開口をもつ光共振器からなる
プローブを介して照明光を試料表面に照射し、前記開口
部に生成されるエバネセント波が試料表面で反射され位
相変化を受け、試料表面の形状や屈折率分布等に応じて
光共振器の共振周波数が変化することを利用して超高分
解能で試料の観察を行なう光学顕微鏡である。
面側から波長よりも小さな開口をもつ光共振器からなる
プローブを介して照明光を試料表面に照射し、前記開口
部に生成されるエバネセント波が試料表面で反射され位
相変化を受け、試料表面の形状や屈折率分布等に応じて
光共振器の共振周波数が変化することを利用して超高分
解能で試料の観察を行なう光学顕微鏡である。
【０００３】図４は、従来の反射共振型近接場走査型顕
微鏡の基本構成例を示す（例えば、Ｓ．Ｊｉａｎｇ，
Ｎ．Ｔｏｍｉｔａ，Ｋ．Ｎａｋａｇａｗａ，ａｎｄ
Ｍ．Ｏｈｔｓｕ， Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ３
ｒｄ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｃｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ，Ｍａｋｕｈａｒｉ Ｍｅｓｓｅ （１９９
０）１２Ｄ１−３を参照）。同図の顕微鏡は、試料１に
対向して配設されたプローブ３と、プローブ３を試料１
の表面に沿って走査するＸＹＺスキャナ５と、レーザダ
イオード７と、部分透過鏡９と、フォトディテクタ１１
と、位相比較器１３と、増幅器１５，１７と、マイクロ
コンピュータ１９と、電流源２１等によって構成され
る。
微鏡の基本構成例を示す（例えば、Ｓ．Ｊｉａｎｇ，
Ｎ．Ｔｏｍｉｔａ，Ｋ．Ｎａｋａｇａｗａ，ａｎｄ
Ｍ．Ｏｈｔｓｕ， Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ３
ｒｄ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｃｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ，Ｍａｋｕｈａｒｉ Ｍｅｓｓｅ （１９９
０）１２Ｄ１−３を参照）。同図の顕微鏡は、試料１に
対向して配設されたプローブ３と、プローブ３を試料１
の表面に沿って走査するＸＹＺスキャナ５と、レーザダ
イオード７と、部分透過鏡９と、フォトディテクタ１１
と、位相比較器１３と、増幅器１５，１７と、マイクロ
コンピュータ１９と、電流源２１等によって構成され
る。
【０００４】プローブ３は、例えば半導体レーザそのも
のによって構成され、２つの端面の内試料に面した側に
は微小開口を設けた全反射面を構成する金属フィルム２
３が形成されている。このようなプローブ３のレーザ媒
質は電流源２１からの注入電流により所定の共振周波数
で発振する。
のによって構成され、２つの端面の内試料に面した側に
は微小開口を設けた全反射面を構成する金属フィルム２
３が形成されている。このようなプローブ３のレーザ媒
質は電流源２１からの注入電流により所定の共振周波数
で発振する。
【０００５】このようなプローブ３を試料１に接近させ
ると、プローブ３の試料面側開口からのエバネセント波
が試料１に照射され試料面から反射されて再びプローブ
３に戻ってくると、プローブ３はその実効長が試料面と
の距離等に応じて変化したものと等価になりその共振周
波数が変化する。従って、プローブ３からのレーザ光を
部分透過鏡９によって他のレーザダイオード７からの光
と混合しフォトディテクタ１１によって検出する。フォ
トディテクタの検出出力を位相比較器１３に入力し基準
周波数ｆｍと位相比較する。
ると、プローブ３の試料面側開口からのエバネセント波
が試料１に照射され試料面から反射されて再びプローブ
３に戻ってくると、プローブ３はその実効長が試料面と
の距離等に応じて変化したものと等価になりその共振周
波数が変化する。従って、プローブ３からのレーザ光を
部分透過鏡９によって他のレーザダイオード７からの光
と混合しフォトディテクタ１１によって検出する。フォ
トディテクタの検出出力を位相比較器１３に入力し基準
周波数ｆｍと位相比較する。
【０００６】この位相比較の誤差信号を増幅器１５によ
って増幅した後電流源２１に入力しプローブ３のレーザ
ダイオードＬＤ１の注入電流を制御する。このような閉
ループ構成により、プローブ３のレーザダイオードＬＤ
１の注入電流を調整し、レーザダイオードＬＤ１の発振
周波数がほぼ一定になるように制御する。そして、この
ような状態での位相比較器１３の誤差信号を増幅器１３
を介してマイクロコンピュータ１９に取り込み、試料表
面の形状等に対応する観察信号を得る。なお、この誤差
信号を増幅器１７を介してＸＹＺスキャナ５に印加して
プローブ３と試料１表面との距離がほぼ一定になるよう
に制御し、その場合の誤差信号をマイクロコンピュータ
１９に取り込み、試料表面の形状に対応する観察信号を
得ることもできる。また、このような観察を行なう場合
には、ＸＹＺスキャナ５によってプローブ３が試料１表
面に対し相対的に走査され観察情報を二次元情報として
得る。
って増幅した後電流源２１に入力しプローブ３のレーザ
ダイオードＬＤ１の注入電流を制御する。このような閉
ループ構成により、プローブ３のレーザダイオードＬＤ
１の注入電流を調整し、レーザダイオードＬＤ１の発振
周波数がほぼ一定になるように制御する。そして、この
ような状態での位相比較器１３の誤差信号を増幅器１３
を介してマイクロコンピュータ１９に取り込み、試料表
面の形状等に対応する観察信号を得る。なお、この誤差
信号を増幅器１７を介してＸＹＺスキャナ５に印加して
プローブ３と試料１表面との距離がほぼ一定になるよう
に制御し、その場合の誤差信号をマイクロコンピュータ
１９に取り込み、試料表面の形状に対応する観察信号を
得ることもできる。また、このような観察を行なう場合
には、ＸＹＺスキャナ５によってプローブ３が試料１表
面に対し相対的に走査され観察情報を二次元情報として
得る。
【０００７】また、上記プローブ３の開口部で生成され
るエバネセント波の強度は非常に小さいため、開口部で
の照明光の強度を充分に高めておくことが必要であり、
かつ微小な領域ごとに共振周波数変化の検出を行なうた
めプローブ先端は充分細くしておく方が好都合である。
このため、上記図４の顕微鏡においては、プローブとし
て導波路型レーザまたは半導体レーザそのものを用いる
ことによってある程度の観察感度を得る。
るエバネセント波の強度は非常に小さいため、開口部で
の照明光の強度を充分に高めておくことが必要であり、
かつ微小な領域ごとに共振周波数変化の検出を行なうた
めプローブ先端は充分細くしておく方が好都合である。
このため、上記図４の顕微鏡においては、プローブとし
て導波路型レーザまたは半導体レーザそのものを用いる
ことによってある程度の観察感度を得る。
【０００８】
【発明が解決しようとしている課題】ところが、上述の
ような反射共振型近接場走査型顕微鏡におけるプローブ
の共振周波数の変化は、プローブとして用いられる共振
器のフリースペクトラルレンジの１０−８倍程度と非常
に小さい。共振器のフリースペクトラルレンジは共振器
長に逆比例するため、大きな周波数変化を得、顕微鏡と
しての分解能を向上させ、測定時間を短縮するために
は、共振器長を例えは１ｃｍ以下と短くする必要があっ
た。ところが、共振器長を短くすると、光ファイバや導
波路を用いた光共振器では、光軸に直交する方向の光閉
じ込めが充分でなく、共振器フィネスが大きくできず
（例えば数十程度）、検出感度が充分でないという不都
合があった。
ような反射共振型近接場走査型顕微鏡におけるプローブ
の共振周波数の変化は、プローブとして用いられる共振
器のフリースペクトラルレンジの１０−８倍程度と非常
に小さい。共振器のフリースペクトラルレンジは共振器
長に逆比例するため、大きな周波数変化を得、顕微鏡と
しての分解能を向上させ、測定時間を短縮するために
は、共振器長を例えは１ｃｍ以下と短くする必要があっ
た。ところが、共振器長を短くすると、光ファイバや導
波路を用いた光共振器では、光軸に直交する方向の光閉
じ込めが充分でなく、共振器フィネスが大きくできず
（例えば数十程度）、検出感度が充分でないという不都
合があった。
【０００９】本発明の目的は、前述の従来例の顕微鏡に
おける問題点に鑑み、反射共振型近接場走査型顕微鏡に
おいて、プローブ開口部から試料表面に照射される光強
度を高め信号対雑音比を改善すると共に分解能を向上さ
せることにある。
おける問題点に鑑み、反射共振型近接場走査型顕微鏡に
おいて、プローブ開口部から試料表面に照射される光強
度を高め信号対雑音比を改善すると共に分解能を向上さ
せることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、試料面に対向して微小開口を有す
る光共振器をプローブとして用い、該プローブを介して
照明光を試料表面に照射し、試料表面とプローブとの間
の距離に応じた前記プローブの共振周波数変化を検出す
ることにより試料表面の画像を得る反射共振型近接場走
査型顕微鏡が提供され、該顕微鏡は、前記プローブとし
て、試料面側に照明光の波長に比べ小さな開口をもつ全
反射鏡を有しかつ全反射鏡と対向する側にほぼ球面の部
分透過鏡を有する片球面共振器を用いたことを特徴とす
る。
め、本発明によれば、試料面に対向して微小開口を有す
る光共振器をプローブとして用い、該プローブを介して
照明光を試料表面に照射し、試料表面とプローブとの間
の距離に応じた前記プローブの共振周波数変化を検出す
ることにより試料表面の画像を得る反射共振型近接場走
査型顕微鏡が提供され、該顕微鏡は、前記プローブとし
て、試料面側に照明光の波長に比べ小さな開口をもつ全
反射鏡を有しかつ全反射鏡と対向する側にほぼ球面の部
分透過鏡を有する片球面共振器を用いたことを特徴とす
る。
【００１１】また、本発明によれば、上記反射共振型近
接場走査型顕微鏡において、前記プローブへの照明光の
入射方向と前記プローブからの出射光の取り出し方向と
が異なるよう構成することもできる。
接場走査型顕微鏡において、前記プローブへの照明光の
入射方向と前記プローブからの出射光の取り出し方向と
が異なるよう構成することもできる。
【００１２】
【作用】上記構成に係わる顕微鏡に使用されているプロ
ーブは、球面鏡を用いた安定共振器を中央で平面の全反
射鏡によって折り返したものと等しくなる。従って、全
反射鏡の面は前記安定共振器のビームウエストに相当し
光が最も絞られているため、この部分での光強度をかな
り高くできる上、この部分の大きさを共振器全体の大き
さに比べればかなり小さくできる。従って、このような
プローブを用いることにより、共振器としての性能を高
め、開口部への光強度を高めることができる上に、試料
に近接する部分の大きさを小さくすることができる。こ
れにより、観察信号のＳ／Ｎ比を高めかつ分解能を向上
させることができる。
ーブは、球面鏡を用いた安定共振器を中央で平面の全反
射鏡によって折り返したものと等しくなる。従って、全
反射鏡の面は前記安定共振器のビームウエストに相当し
光が最も絞られているため、この部分での光強度をかな
り高くできる上、この部分の大きさを共振器全体の大き
さに比べればかなり小さくできる。従って、このような
プローブを用いることにより、共振器としての性能を高
め、開口部への光強度を高めることができる上に、試料
に近接する部分の大きさを小さくすることができる。こ
れにより、観察信号のＳ／Ｎ比を高めかつ分解能を向上
させることができる。
【００１３】また、このような光共振器の共振周波数に
半導体レーザの発振周波数を一致させる場合に、光共振
器への表面光の入射方向を傾けることにより、該光共振
器からの出射光の方向を入射光の方向と異ならせること
ができ、透過光によって制御をかけることが可能とな
り、半導体レーザの発振周波数の制御が容易になりかつ
観察信号の分解能を高めることができる。
半導体レーザの発振周波数を一致させる場合に、光共振
器への表面光の入射方向を傾けることにより、該光共振
器からの出射光の方向を入射光の方向と異ならせること
ができ、透過光によって制御をかけることが可能とな
り、半導体レーザの発振周波数の制御が容易になりかつ
観察信号の分解能を高めることができる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。図１は、本発明の１実施例に係わる反射共振
型近接場走査型顕微鏡の概略の構成を示す。同図の顕微
鏡は、試料１を載置するＸＹＺステージ２５と、プロー
ブ２７と、光検出器２９と、制御回路３１と、半導体レ
ーザ３３と、参照用の他の半導体レーザ３５と、反射鏡
３７と、部分透過鏡３９と、差周波数検出器４１と、周
波数カウンタ４３と、ステージ制御装置４５と、信号処
理および表示装置４７と等によって構成される。
説明する。図１は、本発明の１実施例に係わる反射共振
型近接場走査型顕微鏡の概略の構成を示す。同図の顕微
鏡は、試料１を載置するＸＹＺステージ２５と、プロー
ブ２７と、光検出器２９と、制御回路３１と、半導体レ
ーザ３３と、参照用の他の半導体レーザ３５と、反射鏡
３７と、部分透過鏡３９と、差周波数検出器４１と、周
波数カウンタ４３と、ステージ制御装置４５と、信号処
理および表示装置４７と等によって構成される。
【００１５】プローブ２７は、例えばガラスのような透
明体４９の試料対向面に微小開口を有する全反射鏡５１
を形成し、試料１から遠い側に部分透過鏡５３により球
面鏡を形成したものである。
明体４９の試料対向面に微小開口を有する全反射鏡５１
を形成し、試料１から遠い側に部分透過鏡５３により球
面鏡を形成したものである。
【００１６】このようなプローブは、例えば図２に示す
ような、球面鏡を用いた安定共振器のビームウエスト部
分を平面の全反射鏡で折り返したものに相当する。即
ち、図２は、球面鏡を使用した光共振器を示し、この光
共振器は両対向面に球面部分を有する透明体５５の該両
対向面に部分透過鏡５７，５９を形成したものである。
このような光共振器では、レンズ６１を介して入射した
光のビームウエストがちょうど共振器の中央に形成され
ることが知られている。従って、このような光共振器を
ビームウエストが生ずる中央部分で平面の全反射面によ
って折り返すことにより、この全反射平面で光が最も絞
られることになり、この部分での光強度をかなり強くで
きる上に、この部分の大きさを共振器全体の大きさに比
べればかなり小さくできる。
ような、球面鏡を用いた安定共振器のビームウエスト部
分を平面の全反射鏡で折り返したものに相当する。即
ち、図２は、球面鏡を使用した光共振器を示し、この光
共振器は両対向面に球面部分を有する透明体５５の該両
対向面に部分透過鏡５７，５９を形成したものである。
このような光共振器では、レンズ６１を介して入射した
光のビームウエストがちょうど共振器の中央に形成され
ることが知られている。従って、このような光共振器を
ビームウエストが生ずる中央部分で平面の全反射面によ
って折り返すことにより、この全反射平面で光が最も絞
られることになり、この部分での光強度をかなり強くで
きる上に、この部分の大きさを共振器全体の大きさに比
べればかなり小さくできる。
【００１７】図３は、このようにして構成した光共振器
を示す。同図では光共振器への入射光を傾けることによ
り、透過光が入射光と異なる角度で射出されるように
し、光共振器の透過光を利用して半導体レーザの発振周
波数を光共振器の共振周波数に一致させるための制御を
行なうことを可能にしている。
を示す。同図では光共振器への入射光を傾けることによ
り、透過光が入射光と異なる角度で射出されるように
し、光共振器の透過光を利用して半導体レーザの発振周
波数を光共振器の共振周波数に一致させるための制御を
行なうことを可能にしている。
【００１８】なお、球面鏡を用いた光共振器には、例え
ば、共焦点型共振器と共中心型共振器がある。これら
は、光軸方向のみならず光軸と垂直な方向の光閉じ込め
能力が高く、高いフィネス（数千以上）を持つ等高い性
能を持った光共振器となる。共焦点型光共振器では球面
鏡の曲率半径が球面鏡間の距離と等しくされ、共中心型
共振器では球面鏡の距離を球面鏡の曲率半径の２倍に等
しくする。図１の実施例では、プローブ２７は共中心型
共振器となっているが、共焦点型共振器とすることも可
能である。
ば、共焦点型共振器と共中心型共振器がある。これら
は、光軸方向のみならず光軸と垂直な方向の光閉じ込め
能力が高く、高いフィネス（数千以上）を持つ等高い性
能を持った光共振器となる。共焦点型光共振器では球面
鏡の曲率半径が球面鏡間の距離と等しくされ、共中心型
共振器では球面鏡の距離を球面鏡の曲率半径の２倍に等
しくする。図１の実施例では、プローブ２７は共中心型
共振器となっているが、共焦点型共振器とすることも可
能である。
【００１９】以上のような構成を有する反射共振型近接
場走査型顕微鏡の動作を図１を参照して説明する。半導
体レーザ３３からの光を図示しないモードマッチングレ
ンズを介して片球面共振器からなるプローブ２７に入射
する。この時入射光の入射方向をプローブ２７の試料表
面側の反射面即ち全反射鏡５１の反射面に対し例えば１
０度程度傾けておく。半導体レーザ３３からの入射鏡は
部分透過鏡５３を通り全反射鏡５１で反射されて再び部
分透過鏡５３を通り入射光とは反対方向に傾いた出射光
が得られ、この出射光がプローブ２７の透過光に相当す
るから、この光を光検出器２９で検出する。そして、光
検出器２９の出力を適切なゲインを有する増幅器等を含
む制御回路３１に入力して半導体レーザ３３の注入電流
を制御する。これにより、半導体レーザ３３の発振周波
数がプローブ２７の共振周波数に一致するよう制御され
る。
場走査型顕微鏡の動作を図１を参照して説明する。半導
体レーザ３３からの光を図示しないモードマッチングレ
ンズを介して片球面共振器からなるプローブ２７に入射
する。この時入射光の入射方向をプローブ２７の試料表
面側の反射面即ち全反射鏡５１の反射面に対し例えば１
０度程度傾けておく。半導体レーザ３３からの入射鏡は
部分透過鏡５３を通り全反射鏡５１で反射されて再び部
分透過鏡５３を通り入射光とは反対方向に傾いた出射光
が得られ、この出射光がプローブ２７の透過光に相当す
るから、この光を光検出器２９で検出する。そして、光
検出器２９の出力を適切なゲインを有する増幅器等を含
む制御回路３１に入力して半導体レーザ３３の注入電流
を制御する。これにより、半導体レーザ３３の発振周波
数がプローブ２７の共振周波数に一致するよう制御され
る。
【００２０】このようなプローブ２７に試料１の表面を
ＸＹＺステージ２５をＺ方向に移動させることにより接
近させた状態でプローブ２７と試料１とをＸＹ方向に相
対的に移動させると、プローブ２７の共振周波数が試料
表面との距離に応じて変化する。従って、この共振周波
数変化を半導体レーザ３３の発振周波数変化として検出
する。即ち、半導体レーザ３３のプローブ２７と反対側
への出射光を全反射鏡３７で部分透過鏡３９を介して差
周波数検出器４１に入射する。また、参照用レーザ３５
からの出射光を部分透過鏡３９を介して同じ差周波数検
出器４１に入力する。これにより、半導体レーザ３３と
参照用レーザ３５の発振周波数の差に相当する周波数成
分が差周波数検出器４１により検出され、周波数カウン
タ４３に入力される。なお、半導体レーザ３３の発振周
波数変化は例えば他の光共振器等を用いて測定すること
もできる。
ＸＹＺステージ２５をＺ方向に移動させることにより接
近させた状態でプローブ２７と試料１とをＸＹ方向に相
対的に移動させると、プローブ２７の共振周波数が試料
表面との距離に応じて変化する。従って、この共振周波
数変化を半導体レーザ３３の発振周波数変化として検出
する。即ち、半導体レーザ３３のプローブ２７と反対側
への出射光を全反射鏡３７で部分透過鏡３９を介して差
周波数検出器４１に入射する。また、参照用レーザ３５
からの出射光を部分透過鏡３９を介して同じ差周波数検
出器４１に入力する。これにより、半導体レーザ３３と
参照用レーザ３５の発振周波数の差に相当する周波数成
分が差周波数検出器４１により検出され、周波数カウン
タ４３に入力される。なお、半導体レーザ３３の発振周
波数変化は例えば他の光共振器等を用いて測定すること
もできる。
【００２１】以上のような周波数測定をＸＹＺステージ
２５をＸＹ方向に二次元的に走査し試料１をプローブ２
７と相対的に走査しながら行なう。これにより、周波数
カウンタ４３からは試料１の各場所における試料表面の
形状や屈折率分布等に応じて変化する周波数測定値が得
られ、この測定値がステージ制御装置４５を介し信号処
理および表示装置４７に入力される。信号処理および表
示装置４７は、このような測定値にもとづき必要な画像
処理を施しかつ観察画像の表示を行なう。
２５をＸＹ方向に二次元的に走査し試料１をプローブ２
７と相対的に走査しながら行なう。これにより、周波数
カウンタ４３からは試料１の各場所における試料表面の
形状や屈折率分布等に応じて変化する周波数測定値が得
られ、この測定値がステージ制御装置４５を介し信号処
理および表示装置４７に入力される。信号処理および表
示装置４７は、このような測定値にもとづき必要な画像
処理を施しかつ観察画像の表示を行なう。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、反射共
振型近接場走査型顕微鏡のプローブとして、球面の部分
透過鏡と中央部付近に波長に比べ小さな開口を持つ全反
射鏡とを有する片球面共振器を用いたことから、光共振
器としての性能を高めかつ開口部での光強度を高めるこ
とが可能となり、画像信号強度を高めてＳ／Ｎ比を大幅
に改善することが可能になる。
振型近接場走査型顕微鏡のプローブとして、球面の部分
透過鏡と中央部付近に波長に比べ小さな開口を持つ全反
射鏡とを有する片球面共振器を用いたことから、光共振
器としての性能を高めかつ開口部での光強度を高めるこ
とが可能となり、画像信号強度を高めてＳ／Ｎ比を大幅
に改善することが可能になる。
【００２３】また、上述のようなプローブに半導体レー
ザの光を傾けて入射することにより入射光と透過光とが
重ならないようにすることができ、コントラストの高い
プローブの透過光を検出してプローブの共振周波数に半
導体レーザの発振周波数を一致させる制御をかけること
が可能となり、半導体レーザの発振周波数の制御が容易
になり、顕微鏡の分解能を高めることができる。
ザの光を傾けて入射することにより入射光と透過光とが
重ならないようにすることができ、コントラストの高い
プローブの透過光を検出してプローブの共振周波数に半
導体レーザの発振周波数を一致させる制御をかけること
が可能となり、半導体レーザの発振周波数の制御が容易
になり、顕微鏡の分解能を高めることができる。
【図１】本発明の１実施例に係わる反射共振型近接場走
査型顕微鏡の概略の構成を示すブロック図である。
査型顕微鏡の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の顕微鏡に使用するプローブの構成原理を
説明するための説明図である。
説明するための説明図である。
【図３】図１の顕微鏡で使用されているプローブにおい
て、光共振器の透過光で半導体レーザの発振周波数を制
御する場合の構成を示す説明図である。
て、光共振器の透過光で半導体レーザの発振周波数を制
御する場合の構成を示す説明図である。
【図４】従来の反射共振型近接場走査型顕微鏡の概略の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
１ 試料 ２５ ＸＹＺステージ ２７ プローブ ２９ 光検出器 ３１ 制御回路 ３３ 半導体レーザ ３５ 参照用レーザ ３７ 全反射鏡 ３９ 部分透過鏡 ４１ 差周波数検出器 ４３ 周波数カウンタ ４５ ステージ制御装置 ４７ 信号処理および表示装置 ４９ 透明体 ５１ 全反射鏡 ５３ 球面部分透過鏡
Claims (2)
- 【請求項１】 試料面に対向して微小開口を有する光共
振器をプローブとして用い、該プローブを介して照明光
を試料表面に照射し、試料表面とプローブとの間の距離
に応じた前記プローブの共振周波数変化を検出すること
により試料表面の画像を得る反射共振型近接場走査型顕
微鏡において、 前記プローブとして、試料面側に照明光の波長に比べ小
さな開口をもつ全反射鏡を有しかつ該全反射鏡と対向す
る側にほぼ球面の部分透過鏡を有する片球面共振器を用
いたことを特徴とする反射共振型近接場走査型顕微鏡。 - 【請求項２】 前記プローブへの照明光の入射方向と前
記プローブからの出射光の取り出し方向とを異ならせた
ことを特徴とする請求項１に記載の反射共振型近接場走
査型顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035701A JPH05203879A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 反射共振型近接場走査型顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035701A JPH05203879A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 反射共振型近接場走査型顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203879A true JPH05203879A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=12449182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4035701A Pending JPH05203879A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 反射共振型近接場走査型顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05203879A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995010060A1 (en) * | 1993-10-04 | 1995-04-13 | International Business Machines Corporation | Near-field optical microscope |
| JPH116838A (ja) * | 1997-04-23 | 1999-01-12 | Seiko Instr Inc | 光プローブおよび光プローブ製造方法および走査型プローブ顕微鏡 |
| JPH1194859A (ja) * | 1997-09-18 | 1999-04-09 | Toshihiko Kataoka | 光共振器を利用した走査型近接場光学顕微鏡 |
| WO2001011408A1 (de) * | 1999-08-09 | 2001-02-15 | Gerhard Leuchs | Einrichtung zum fokussieren von licht auf ein objekt |
| JP2001108910A (ja) * | 1999-09-09 | 2001-04-20 | Carl Zeiss Jena Gmbh | 投射光および透過光観察型顕微鏡 |
| JP2009063410A (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-26 | Jasco Corp | 近接場ファイバープローブ、及び近接場光学顕微鏡 |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP4035701A patent/JPH05203879A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5739527A (en) * | 1993-10-04 | 1998-04-14 | International Business Machines Corporation | Near-field optical microscope for angle resolved measurements |
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