JPH08509804A

JPH08509804A - 近視野光学顕微鏡

Info

Publication number: JPH08509804A
Application number: JP6517415A
Authority: JP
Inventors: ヘクト、バート; ヘインゼルマン、ハロルド; ノヴォシー、ルーカス; デイ．ポール、ヴォルフガング
Original assignee: インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
Priority date: 1993-10-04
Filing date: 1993-10-04
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2833631B2

Abstract

(57)【要約】近視野光学顕微鏡、特に検査対象である試料の表面に垂直な方向とは異なる方向で、好ましくは臨界角よりも大きな角度θで近視野から入射する光の強度を決定する手段を備える走査型近視野光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）を提供する。本発明によれば、測定した強度をフィードバック・ループで使用することによって、ＳＮＯＭの検査先端と試料との間の距離を正確に制御することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】近視野光学顕微鏡本発明は、近視野光学顕微鏡、詳細には走査型近視野光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）、特にアパチャー走査型近視野光学顕微鏡（ａ−ＳＮＯＭ）に関する。［発明の背景］近視野光学顕微鏡は、当技術分野で周知である。Ｅ．Ａ．シング（Synge）「A Suggested Method for Extending Microscopic Resolution into the Ultra-Mi croscopic Region」、Phil．Mag.，6，pp．356-362（1928年）で、初めて理論的な提案が行われ、その後、Ｊ．Ａ．オキーフ（O'Keefe）は「Resolving Power o f Visible Light」、J.OPt.Soc.Am.,Vol．46，No．5，ｐ．359（1956年5月）で、微小距離の走査は困難であり、当時この点がまだ解決されていなかったことから、前記の提案が実現には程遠いと指摘している。しかし、Ｅ．Ａ．アッシュ（ Ash）およびＧ．ニコルズ（Nicholls）の論文「Super-Resolution Aperture Sca nning Microscope」、Nature，Vol．237，No．5357，pp．510-515（1972年6月30 日）に見られるように、その基本的着想がさらに追求された。前記の提案では、薄膜に設けたピンポールをアパチャーとして使用している。観察対象となる表面を、薄膜アパチャーの直径にほぼ等しい距離の所に配置しなければならないため、利用する光の波長に比べて、表面の平坦度がはるかに高い物体しか観察できないことになる。Ｗ．Ｄ．ポール（Pohl）は、ヨーロッパ特許ＥＰ−Ａ−０１１２４０１号（１９８２年）で、走査型近視野顕微鏡の最初の実用化について報告している。この走査型近視野顕微鏡では、先端が鋭い光学的透明体を不透明な層で覆い、この透明体の先端に、使用する光の波長よりも直径が小さい開口部を形成してアパチャーとしている。現在、走査型近視野光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）という名称は、様々な近視野装置に使用されている。参考のため、近視野光学顕微鏡技術の理論または実際の現状について詳細に述べている以下の論文を参照する。Ｆ．ローナー（Rohner），J．Appl．Phys.，Vo1．59，No．10，pp．3318-3327（ 1986年5月15日）・Ｔ．タカセ（Takase）ら、米国特許５１３８１５９号明細書・Ｄ．クールジヨン（Courjon），Ｊ．Ｍ．ヴィグロー（Vigoureux），Ｍ．スパイェ（Spajer），Ｋ．サラエッディン（Sarayeddine），Ｓ．ルブラン（Lebla nc），Applied Optics，Vol.29，No．26，pp．3734-3740（1990年9月10日）・Ｒ．Ｃ．レディック（Reddick），Ｒ．Ｊ．ウォーマック（Warmack），Ｄ．Ｗ．チルコット（chilcott），Ｓ．Ｌ．シャープ（Sharp），Ｔ．Ｌ．フェレル（Ferrell），Rev．Sci.Instr.，Vol．61，No．12，pp．3669- 3677（1990年12月）・Ｅ．ベツィヒ（Betzig），Ｊ．Ｋ．トラウトマン（Trautman），Science，V ol．257，pp．189〜195（1992年7月10日）従来の走査型近視野光学顕微鏡では、観察対象を照明するのに、使用する光の波長に比べて入射ひとみの直径が小さい小径アパチャーを採用している。このような顕微鏡は、ＳＮＯＭの中で、アパチャー走査型近視野顕微鏡（ａ−ＳＮＯＭ）と呼ばれている。レーザー・ビームをアパチャーに導き、そのごく一部を通過させて観察対象の表面に当てる。観察対象が、アパチャーから光の波長に比べて短い距離の所に、すなわち近視野にあると、観察対象で反射された光または観察対象を透過した光を集光することができる。透過光は、試料の表面に垂直でアパチャーに対向した軸上で集光する。米国特許第５１３８１５９号明細書では、レーザ・ビーム用の中央穴を有する凹面鏡を使って、反射光を集光して試料表面の反対側に配置した検出器に集束させることを記載している。検出した光を処理して、被観察面の像を結ばせる。現在、ａ−ＳＮＯＭの横方向分解能は、可視光線で約λ／２０となっている。例えば、欧州特許ＥＰ−Ａ−０４３７１７０号明細書では、高密度記憶装置の一部としての様々なＳＮＯＭ技術の可能性について指摘している。しかし、干渉が原因で入射する周期的変調を受けるため、前記のａ−ＳＮＯＭの検出光密度は、先端と試料との間の距離が変動しても影響を受けない。したがって、測定した信号を使って先端とサンプルとの接近および両者間の距離を制御するのは困難である。別の形式のＳＮＯＭ、すなわちクールジョンらの論文に記述されているような従来の走査型トンネル光学顕微鏡（ＳＴＯＭ）は、前記のレディックらの論文や米国特許第５０１８８６５号明細書に記述されているように、別名を光子走査型トンネル顕微鏡（ＰＳＴＭ）ともいい、通常内部で反射される光子を尖った光学的に透明な先端にサンプル変調トンネル効果による。光子源は、試料表面からの光ビームの内部全反射によって生じる消失場である。内部反射は、試料表面を全反射プリズムの斜面上に配置して行う。光ビームはプリズムの側面の一方に垂直に入射し、斜面で全反射される。欧州特許ＥＰ−Ａ −０４２６５７１号明細書に記載のＰＳＴＭでは、プリズムの代わりに半球を使用している。消失場強度の空間的変動が結像の基礎となる。この変動により、試料表面に対して垂直な、指数関数的に減衰する波形が得られる。内部全反射面から先端にトンネル効果で通過する光子は、適切な検出器に導かれ、そこで光束が電気信号に変換される。ＰＳＴＭは、先端が消失波の減衰長さの範囲内に位置し、正確な距離制御が可能な場合にのみ信号を検出する。ＰＳＴＭの問題点の一つは、試料の照明に関するものである。ａ−ＳＮＯＭの場合とは対照的に、試料全体を測定時間全体にわたって照明する。したがって、加熱またはその他の光の影響により損傷を受ける可能性が高くなる。さらに、光プローブの先端が透明なため、ＰＳＴＭは、ａ−ＳＮＯＭに比べて横方向の分解能が劣る。この分解能を向上させる一つの方法は、ごく小さいアパチャーを残してＰＳＴＭの先端を不透明な材料で覆うものであり、アパチャーはこの場合、試料の明確に規定された点から反射される光を集光する働きをするが、検出光の強度は低下する。したがって、本発明の目的は、既知の近視野顕微鏡を改善することであり、詳細には、前記の問題点を解消し、距離制御が改善されたａ−ＳＮＯＭを提供することを狙いとする。本発明の他の目的は、近視野光学顕微鏡の利用範囲を拡大することである。［発明の開示］本発明は、試料を透過し、試料によって規定される平面に垂直な方向と実質上異なる角度θで、好ましくは臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光の強度を検出する手段を備えた近視野光学顕微鏡を提供するものである。本発明では、近視野顕微鏡観察に角度解像測定、特にどの顕微鏡観察でもこれまでに採用していない角度範囲の角度解像測定を導入する。本発明をさらに詳しく説明するにあたり、まず、臨界角の概念について述べる。臨界角は周知の概念であるが、当技術分野でまま見られるように定義が一貫していないため、誤解を生じることもある。臨界角は、屈折率が異なる２つの媒体、例えば、屈折率がそれそれｎ₁とｎ₂で、ｎ₁＜ｎ₂の関係にある２つの媒体の境界を光が通過する際に観測される。密度が相対的に低い方の媒体（ｎ₁）内を進んで境界を通過する入射光ビームは、密度が大きい方の媒体（ｎ₂）中で、臨界角に等しいか臨界角よりも小さい角度で屈折する。臨界角θｃの正弦（ｓｉｎθ ｃ）は、ｎ２／ｎ１に等しい。入射角および反射角は共に境界の法線から、すなわち、ビームが境界に当たる点を通り境界に対して垂直な軸から測定する。したがって、古典光学の法則に従って、臨界角θｃおよび２つの媒体の間の境界によって画定される立体角によって限定される円錐内への光の入射は禁じられることになる。ところが、近視野光学では、この禁則はそれほど厳しくなく、本発明では、臨界角θｃよりも大きな角度で入射する光を検出する手段を開示する。どんな検出器にも測定を行うための有限な有感領域がある点を考慮すると、角度θにより観察の方向が決まる。したがって、光の測定強度は、近視野からある立体角で入射する光の強度であり、前記の立体角は検出器の有感領域によって決まり、有感領域の中央ではθとなる。したがって、ある方向が上に述べたような観察の立体角内に入っていない場合、その方向は、試料表面に垂直な方向とは実質上異なる方向であると定義される。本発明についてさらに詳しく述べると、本発明の顕微鏡は、測定時に試料を配置する面を有する試料支持手段を備えている。本発明の好ましい実施例では、試料支持手段は透明な材料からできており、臨界角θｃよりも大きな角度θで試料領域から入射する光が前記領域から光検出手段に向かって伝播するように形成されている。古典光学的には禁じられている領域に入射する光はごくわずかであるため、試料支持手段と光検出手段との間の境界で光の強度がさらに低下するのを防止することが重要である。したがって、試料支持手段の境界をある角度で傾斜させて、測定すべき角度（または角度範囲）で入射する光がほぼ直角に境界に当たるようにし、あるいは試料キャリアの屈折率に等しいかまたはそれより大きい屈折率を有する中間媒体を介して試料支持手段の境界を光検出手段に接続する。好都合なことに、試料支持手段は半球部を備え、その平担面が近視野の範囲内にある試料に接している。近視野の位置を点放射線源だと考えると、近視野の位置が平担面の中央にある場合、半球部の他方の面が湾曲しているため、近視野から入射する光は曲面に対して垂直に伝播することになる。試料キャリアが半球状であるため、光検出手段を任意の角度θまたはφで随意に配置できることになる。ここでφは半球部の平担面に、すなわち試料表面に平行な平面内の任意の角度（方位角）である。半球部を最大限に利用するには、半球部のどこにでも配置できる移動可能な光検出器を半球部に取り付けるか、あるいは半球部の曲面の少なくとも一部を覆う検出器列を半球部に取り付ける必要がある。しかし、大抵の関連実施例では、測定がθおよびφの狭い範囲に制限される。すなわち、禁止領域に入射する放射線のほとんどが、臨界角に２０°を加えた範囲に限定される。したがって、試料支持手段を半球状に成形するか、あるいは湾曲外面をやめて、好ましい角度範囲から入射する光が検出器まで伝播できるように適切に選択したプリズムとして成形することができる。より広い範囲の角度θ またはφを対象とする必要がある場合は、本発明の上記の実施例で、検出器列または少なくとも１つの移動可能な検出器を使用する。他の非近視野型光学顕微鏡への装置の搭載が容易になるように、前記の試料支持手段の１つを標準型光学ステージと類似の形に、または前記標準型光学ステージの一部として形成するのが特に有用であろう。臨界角θｃよりも大きな角度θで入射する光の測定を、ＳＮＯＭ技術から知られる、試料平面に対して垂直に透過する光の測定と、または古典光学的に認められる円錐内、すなわち制限角度としてθｃを有する円錐内の他のどの方向にも入射する光の測定と容易に組み合わせることができる。Ｓ偏光、ｐ偏光などの様々な偏光モード、すなわち、試料の表面に対する法線の方向θおよび観察の方向φによって規定される平面に対して平行な偏光方向と垂直な偏光方向を比較することによって、試料についての追加情報が得られる。様々な方向で測定される光の強度を加算し（あるいは減算し）、特に、様々な角度で入射する光を鏡、ビームスプリッタ、位相シフタ、あるいは当業者に既知のその他の手段を使用して位相に応じて干渉させ、あるいは重ね合わせることにより測定の感度はさらに向上する。近視野から禁止領域に入射する光の強度は、明瞭に、既知のＳＮＯＭ装置で検出される透過光に比べて、近視野入射手段と試料の位置との間の距離に応じてより敏感に変化する。したがって、本発明の装置で検出される光を利用して、近視野発生手段と試料領域との間の接近制御および距離制御を行うことが好ましい。フィードバック・ループを使用して光の強度を一定値に保つ距離制御については、ＰＳＴＭ関連の発行物から知られている。本発明の上記その他の目的、特徴および利点は、添付の図面に図示する本発明の好ましい実施例についての下記のより詳細な説明から明らかになろう。［図面の簡単な説明］第１図は、既知の近視野光学顕微鏡（ａ−ＳＮＯＭ）の基本要素を示す略図である。第２Ａ図、第２Ｂ図は、本発明の第１の好ましい実施例の２つの変形例の基本要素を示す図である。第３図は、本発明による別の好ましい実施例の詳細図である。第４図は、異なる観測角度について、検出された光の強度を、試料から近視野入射端までの距離に対してプロットしたグラフである。［発明の好ましい実施例］第１図に、既知の走査型近視野光学顕微鏡（ＳＮＯＭ）の基本構成要素を示す。走査型近視野光学顕微鏡は、通常、ガラス製または水晶製の透明な試料支持部１と、例えば水酸化カリウム溶液中で標準的な光ファイバをエッチングし、アルミニウムなど不透明な材料で被覆したテーパ付き光ファイバ２とを備えている。ファイバ２は、被覆のない先端部を有し、この先端部がアパチャーとなる。光ファイバには、強力な放射線を放出する光源３が接続されている。適当な光源としては、レーザ・ダイオードを含めて、各種のレーザがある。アルゴン・レーザから放出され波長４８８ｎｍの光を用いて、本発明の以下の実施例に従って測定を行う。また、光ファイバ２には、圧電材料製の位置決め要素４および５も取り付けてあり、これにより光ファイバ先端の三次元微細移動を行う。位置決め要素の制御は、それぞれ距離制御回路６および走査制御回路７から入射する電気信号によって行う。Ｚ方向位置決め要素４により、試料表面上部の所定の高さに光ファイバの先端を位置決めすることができる。Ｘ−Ｙ方向位置決め要素５は、光ファイバの先端を試料表面と平行方向に移動させるのに使用する。ステッピング・モータまたは直流モータで駆動するか、あるいは試料を大まかに位置決めする場合には手で駆動する機械式アクチュエータ（図示せず）により、位置決め要素は支持されている。光電増倍管、光ダイオード、電荷結合素子などの光検出器８が、光ファイバ先端の軸に沿って、試料支持部１の反対側配置されている。検出器８は、感光要素の前方に取り付けた光学顕微鏡を備えている場合が多い。以下の例では、光電増倍管を使って光の強度を測定する。光検出器は、イメージ処理／分析装置９に接続されている。近視野光学顕微鏡の主要な制御装置のモニタリングおよびプログラミングはすべて、第１図でコンピユータ・ユニット１０としてまとめた適切なマイクロプロセッシング手段と演算手段によって行う。検査する試料を、試料支持部１上に配置する。まず大まかに位置決めしたあと、光ファイバ２の先端を精密に試料表面の近傍まで移動して、試料を光学近視野中に入れる。光学近視野は、光ビームを光ファイバ内に通して発生させる。光ファイバ先端部の微小なアパチャーから放出された光は、近視野を形成し、アパチャーの寸法（２０〜５０ｎｍ）に相当する長さの範囲内で崩壊する。試料および試料支持部をほぼ垂直方向に透過した光は、光検出器８で集められて電気信号に変換され、イメージ処理装置９により処理されてデータとなり表示される。試料を水平方向に走査すると、試料表面の完全なピクチャーが得られる。近視野光学顕微鏡の一般的な要素について、本発明の以下の実施例を第１図により説明する。本発明の第１の実施例によれば、第２Ａ図に示すように、試料支持部２１は半球部２１１を備えている。試料２５は、テーパ付き光ファイバ２２の先端の下にある半球部２１１の平坦面２１２の中央に配置する。前述の既知の近視野顕微鏡とは異なり、この実施例では、近視野ゾーン２６から離軸角、具体的には臨界角 θｃよりも大きな角度θで入射する光を集光するために検出器２８を配置している。図に示したように、光は、近視野ゾーン２６から臨界角で限定される円錐よりも大きな円錐内に入射する。検出器２８は様々な位置に配置することができる。使用する光の波長に相当する距離の所に、光の遠視野成分だけが残る。この遠視野成分に対して、試料支持部２１は、伝播媒体の役目を果たす。試料支持部が半球状であるため、遠視野成分は境界２１３に直角に入射し、わずかな内部反射だけで試料支持部を通過する。この実施例では、検出器２８を境界の近くに配置して、光の強度がさらに減衰するのを防止している。しかし、集光した光を光ファイバでわずかに離れた位置にある検出器の方向に導くことによって、前記の位置にある検出器の位置を変えることも可能である。試料支持部２１の寸法の都合上、比較的大きな検出手段２８を直接接続できない場合、このような構成が重要になる。第２Ａ図の斜線を施した領域２７は、本発明の範囲内では、角度θの好ましい範囲が約２０°になることを示している。第２Ｂ図に示すように、第１の実施例の変形例では、テーパ付き光ファイバの被覆していない先端の代わりに、アルミニウム２３で被覆した先端を使用する。試料の位置で近視野を発生させるために、小さなアパチャー２４は残してある。被覆していない先端ではアパチャーの形状が不確定になるので、この実施例では、第１の実施例に比べて分解能が高くなる。さらに、光検出器のアレイ２８１〜２８３により、θｃよりも大きい場合も小さい場合もある様々な角度θで入射する光を検出することができ、本発明による顕微鏡の使用範囲が同時角度分解測定にまで拡張される。アパチャーを備えた被覆された先端は第３Ａ図、第３Ｂ図に示す実施例にも適用される。第３Ｂ図は、試料の断面を示す第３Ａ図の平面図である。円形の試料支持部３１は、従来の顕微鏡に見られる標準的なステージ３１１にはまるようになっている。光検出器３８および３８１のアレイは、試料位置３５を取り巻く近視野ゾーン３６から入射する光の方位角分布、すなわち様々な角度φでの光の強度を検出するために、試料支持部の周囲に配置されている。円周の法線上に光検出器３８１を数個配置して、角θに対する光の強度の変化を測定することができる。 θｃよりも大きな角度で入射する光は、上述の屈折の法則に従って支持部３８１の対向する境界で内部全反射する。したがって、支持部は、光ファイバの例からわかるように、後続の内部全反射によって光を導くことができる。斜線を施した領域３７は、この光を導く効果を示している。支持部の側壁３１２を透過する光の角度の範囲は、支持部の形状および物質の屈折率によって決まる。側壁３１２が垂直な場合、４１．３〜４８．７°の角度で入射する光は、屈折率ｎ＝１．５１５の最も一般的に使用される光学機器用ガラスであるＢＫ７を使用するとき透過し、屈折率１．４６０の水晶ガラスでは、４３．２〜４６．８°の角度で入射する光が透過する。支持部の半径は、この結果には影響を与えない。側壁３１２の傾きを５°以上にすると、当該の角度範囲約２０°全体にわたって光が透過する。試料支持部の半径は５．１ｍｍ、厚さは１．５ｍｍである。光学接着剤、浸漬油、または当業者にとって既知であるその他の手段により支持部の側壁、上面、または下面あるいはその組合せに光学的に接触させることによって検出器３８および３８１を透明な試料支持部３１に効率よく結合し、屈折率を考慮して急激な移行部のない境界を設けることができる。検出器のアレイを備える支持部の寸法は、通常、１ｃｍより小さく、テーパ付き光ファイバ３３の前端部直径は数ミクロンを超えない程度であるため、装置全体をレンズ顕微鏡または共集点顕微鏡の通常のステージ３１１に組み込むことが可能である。臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光の重要な利点は、その強度が近視野を発生するアパチャーと試料表面との間の距離に明らかに大きく依存することである。この依存関係を第４図に図示する。測定した光の強度と距離との関係は、θ＝４７°の場合、曲線４１となり、θ＝０°の場合、すなわち試料表面に垂直な軸に沿った透過の場合は、曲線４２となる。通常の方向に透過する光は、著しい変調を示し、距離を制御するためにこの信号を使用することはできない。一方、臨界角よりも大きな角度で近視野から入射する光は、指数関数的に滑らかに増大する。したがって、測定した光の強度４１を距離制御回路６（第１図を参照）の入力として利用すれば、フィードバック・ループを容易に実現し、試料の走査中に先端部の高さを正確に制御することができる。様々な角度で入射する光を位相に応じて重ね合わせれば（干渉させれば）、測定の分解能とコントラストはさらに向上する。θ＝５５°でただし逆の方位角φ で入射する光を、適切に配置した鏡とビームスプリッタを使って重ね合わせれば、以下の式に比例した検出信号が得られる。上式中、角出力密度は、両方の方位方向についてＰ、Ｐ’で表し、（ψ−ψ^* −△ψ）は追加して誘導された位相シフト△ψだけ拡大した両方の光ビームの位相差である。位相シフト△ψ＝１８０°を誘導すると、試料がない場合、信号は消滅する。したがって、試料自体の像を、光の強度しか観測しない場合よりも高いコントラストと分解能で結ばせることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ノヴォシー、ルーカススイス国メイレン、グルヴェスシュトラーセ 31 (72)発明者ポール、ヴォルフガングデイ. スイス国アデイスヴィル、フェルゼンホーシュトラーセ 10

Claims

【特許請求の範囲】１．試料（２５、３５）支持面を有する透明な試料支持手段（２１、３１）と、前記試料支持手段の前記支持面に隣接する光の近視野（２６、３６）を生成する近視野手段（２〜７、２２〜２４、３２〜３４）と、前記支持面と前記近視野手段の間の距離を調整する位置決め手段（４〜７）と、前記支持面と垂直な方向とは異なる方向に近視野から入射する光、前記支持面の法線から測って好ましくは臨界角θｃよりも大きな角度θで入射する光の強度を測定する光検出手段（８、２８、２８１〜２８３、３８、３８１）とを備える近視野光学顕微鏡。２．近視野手段が、テーパ付き端部を有する光伝播媒体を備えることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。３．近視野手段が、先端に狭いアパチャーを残して不透明材料で覆ったテーパ付き端部を有する光伝播媒体を備えることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。４．近視野手段と試料支持手段とを支持面に平行な少なくとも１つの方向に相対的に移動させる走査手段をさらに備える、請求項１に記載の顕微鏡。５．試料支持手段が、臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光を光検出手段の方向に伝播させる光結合手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。６．試料支持手段が、臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光を光検出手段の方向に伝播させる透明な光結合手段を備えること、ならびに前記光検出手段が前記試料支持手段に直接に取り付けた、あるいは様々な角度θまたは様々な方位角φあるいはその両方で入射する光の強度を同時に測定できるようにする別の光伝播手段を介して取り付けた検出器列を備えることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。７．試料支持手段が、臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光を光検出手段の方向に伝播させる透明な光結合手段を備えること、ならびに前記光検出手段が、前記試料支持手段に直接に取り付けた、あるいは様々な角度θまたは様々な方位角φあるいはその両方の角度で入射する光の強度を同時に測定できるようにする別の光伝播手段を介して取り付けた検出器列と、前記検出器列の出力を加算／減算する手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。８．試料支持手段が、支持面として平面を有する半球部を備え、前記半球部が、臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光を光検出手段の方向に伝播させる透明材料でできていることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。９．様々な角度θまたは様々な方位角φあるいはその両方の角度で入射する光を位相に応じて重ね合わせる手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。１０．試料支持手段が、複数の面平行面と前記面平行面に垂直な方向から傾いた側面とを有する、好ましくは円形のプレートを備え、前記複数の面平行面のうち１つが支持面であり、前記プレートが、臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光を光検出手段の方向に伝播させる透明材料でできていることを特徴とする、請求項１に記載の顕微鏡。１１．試料を試料支持手段上に配置する段階と、前記試料の位置で近視野を発生させる段階と、臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光の強度を測定する段階とを含む、近視野光学顕微鏡による観察方法。１２．臨界角θｃよりも大きく、臨界角θＣとの差が１５°未満である角度θで近視野から入射する光の強度を測定する段階をさらに含む、請求項１１に記載の方法。１３．臨界角θｃよりも大きな角度θで近視野から入射する光の測定強度を利用して、試料表面と近視野入射手段との間の距離を制御することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。１４．２つの異なる角度θまたは２つの異なる方位角φあるいはその両方の角度で近視野から入射する光を、光の強度を測定する前に位相に応じて重ね合わせることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。