JPH10282120A - 走査型近視野光学顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近接場光観察と分光分析とを同時または切り
換えて行うことが可能な走査型近視野光学顕微鏡を提供
する。 【解決手段】 レーザー光源７から放出されたレーザー
光は、第二のレンズ５によって集光されてプローブ３に
導入され、プローブ３の先端を試料１に近接させエバネ
ッセント光を散乱させる。この光は、試料１を透過して
第一のレンズ１２に到達し、平行光となり、第一の反射
ミラー２０によってその方向を変換して第一の光軸切換
器２１に入る。第一の光軸切換器２１内にある第二の反
射ミラー２４でその方向を変換してＸＹＺ光軸調整機構
２６の中の第四のレンズ２７と第五のレンズ２８を通過
し、ピンホール２９を通り分光器３０に導入される。さ
らに、分光器３０で光の波長と強度に応じた電気信号に
変換して、データ処理手段１８に送られる。データ処理
手段１８で分光スペクトルに変換されると同時に、試料
表面の二次元走査による形状観察像を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料表面の形状お
よび光学的特性を観察するための走査型近視野光学顕微
鏡を用いて、生物試料や薄膜試料等の観察と分光分析と
を同時または切り換えて行うための走査型近視野光学顕
微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】微生物や細胞などの生物試料やＬＢ膜な
どの有機薄膜試料を観察するのに有効な顕微鏡として、
蛍光顕微鏡がある。蛍光顕微鏡では、蛍光色素染色によ
り目的の物質のコントラストが倍増されることを利用し
ている。近年、これらの試料の観察に、より分解能の高
いいわゆる走査型近視野顕微鏡が利用されつつある。走
査型近視野顕微鏡は、、エバネッセント光が「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
いう近接場効果を利用している。そのため、走査型近視
野顕微鏡は、光の回折限界を超え、波長を超えた空間分
解能を得ることができ、生物試料や薄膜試料の観察にお
いても極めて有効である。

【０００３】この種の顕微鏡の例としては、光走査トン
ネル顕微鏡が「特開平３−９１７１０, 光走査トンネル
顕微鏡，大津元一」に開示されている。また、近距離場
走査光学顕微鏡が「特開平４−２９１３１０，近距離場
走査光学顕微鏡及びその用途，ロバート・エリック・ベ
ットズィッグ」，「特開平６−５０７５０, 力検知手段
を含む走査型顕微鏡，ロバート・エリック・ベットズィ
ッグ」に開示されている。

【０００４】近距離場走査光学顕微鏡（ＮＳＯＭ：Near
-Field Scanning Optical Microscope）の一例を以下に
示す。光ファイバーの先端をテーパー状に加工し、この
テーパー状のプローブの先端には波長以下の開口が形成
されている。ＸＹＺステージ上に試料台が設置されてい
る。試料台の上には試料がセットされている。ＸＹＺス
テージ微動素子を用いて、試料表面に接近して保持し、
一定領域をラスター走査する。光ファイバープローブを
微動素子を用いて、試料表面と平行に振動させる。プロ
ーブ先端には試料表面からの水平方向の力すなわちシェ
アフォースが働き、プローブの振動状態が変化する。プ
ローブの振動状態の測定には、位置制御用のレーザー光
を先端部照射し、プローブの影をレンズと光検出器で検
出することで行う。シェアフォースを一定に保持するよ
うに、すなわち、振幅変化または位相変化を一定に保持
するように微動素子を用いて、試料表面とプローブ先端
との距離を一定に制御される。この状態でレーザー光を
レンズを用いてファイバーに導入し、先端開口より試料
表面を照射する。反射光または透過光の一部を従来の光
学系により検出する。以上説明したように、ＮＳＯＭの
分解能は、プローブ先端の開口の大きさに依存する。波
長以下の開口（例えば、５０ｎｍ以下）は容易に製作で
き、このため、波長以下の分解能が実現できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示した
ように、生物試料や薄膜試料等の観察手段としては蛍光
顕微鏡や走査型近視野顕微鏡が利用されている。これら
の顕微鏡では蛍光像や光学像を観察することができる。
これらの情報に加えて、試料のより詳細な情報を得るた
めに、試料の組成に関する情報を得ることが求められて
いる。従来より、試料の組成分析の一つの方法として、
分光分析が行われている。そのため、試料像と試料組成
の両方の知見を得るためには、これまで、試料の観察と
分光分析はそれぞれ試料を載せ換えて測定を行ってい
た。この結果、生物試料の測定時には同一状態での測定
が不可能であった。また、試料の観察や分析は微小部分
を対象とするために、複数の装置で試料の同一部位を観
察または分析することは極めて困難であった。また、走
査型近視野顕微鏡に分光器を連結して試料観察と分光分
析を行う方法も試みられているが、それぞれの目的に応
じて装置を組み替える必要があり、極めて操作性や測定
効率が悪い。 そこで、本発明では、生物試料や薄膜試
料等の観察と分光分析とを、同時または切り換えて行な
える走査型近視野光学顕微鏡を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、本発明では、試料表面を局所的に照射するレーザ
ー光を発生するレーザー光源と、レーザー光を試料に導
く光導波路と、先端に微小開口部を有する光導波プロー
ブと、試料表面から発した光を集める集光手段と、試料
表面からの光情報を検出して電気信号に変換する光検出
器と、試料と光導波プローブを相対的に移動させる移動
手段と、試料表面と光導波プローブ先端の間の距離を制
御する距離制御手段とを有する走査型近視野光学顕微鏡
において、試料表面からの発光を分光分析する分光器
と、試料表面からの発光を分光器に導く鏡筒と試料表面
からの発光を光検出器側と分光器側に分離する切り換え
器とを備え、試料の近接場光観察と分光分析の両方を同
時または切り換えて測定可能な走査型近視野光学顕微鏡
を提供する。

【０００７】［作用］レーザー光を光導波プローブ内に
通し、この光導波プローブを試料表面近傍に接近させる
と、エバネッセント波は、光導波プローブの先端で散乱
される。この散乱光を集光し、鏡筒内に通し、光検出器
側と分光器側とに分離する切り換え器に導く。この切り
換え器を作動させることにより、近接場光の光路を光検
出器側と分光器側とのいずれか、またはその両方に切り
換えることができる。その結果、光検出器によって試料
表面の局所領域での光学像が得られ、同時に分光器によ
って同一試料表面の分光分析ができる。また、試料から
の微弱な蛍光の測定と微小領域での蛍光分光スペクトル
を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施例を図に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施例であ
り、透過光を観察する場合の走査型近視野原子間力顕微
鏡の構成を示した模式図である。

【０００９】図１において、試料１は、試料台２に保持
されている。試料台２は高さ方向に微動が可能なＺ軸微
動素子１３とＸＹ方向に微動が可能なＸＹ微動素子１４
の上に設置されており、さらにＺ軸微動素子１３とＸＹ
微動素子１４はＺ方向に移動可能な粗動機構１５上に設
置されている。

【００１０】プローブ３はプローブ支持体４に固定され
る。プローブ３の先端を粗動機構１５を用いて、試料１
の表面近傍に接近させる。プローブ３としては、シング
ルモード光ファイバーの先端をテーパー状に加工したも
のを用いる。粗動機構１５としては、パルスモータと減
速ギア、粗動ネジからなるＺステージを用いる。

【００１１】プローブ３の上側の一部には反射面１０が
構成されており、反射面の上方にレーザー出力源１１、
上下２分割あるいは４分割された光電変換素子９が設置
されている。レーザー出力源１１から発射された光は、
プローブ３の反射面１０で反射され、光電変換素子９に
導入され、電気信号に変換される。この際、レーザー光
がプローブ３の反射面１０に確実に当たり、光電変換素
子９に導入するために、レーザー出力源１１からの入射
光路または反射面１０で反射したレーザー光の出射光路
に対してその角度を調整できるようにプローブ３がプロ
ーブ支持体４に設置されている。

【００１２】試料１を粗動機構１５によってプローブ３
に近づけると、試料１とプローブ３との間には原子間力
が作用し、プローブ３がたわむ。このときの光電変換素
子９の出力は、Ｚサーボ回路１７に入力され、Ｚサーボ
回路１７で光電変換素子９からの強度に応じてＺ軸微動
素子１３の駆動用電圧を発生する。光電変換素子９の出
力が一定となるように、Ｚ軸駆動素子１３を作動するた
め、プローブ３と試料１との距離は常に一定に保持され
る。Ｚ軸微動素子１３としては、ＸＹＺ３軸スキャナー
が一体なった円筒形ピエゾ圧電素子を用いる。微動素子
としては、この他に、Ｚ軸単体のピエゾスキャナーや電
歪素子を用いたものが考えられ、本発明に含まれる。

【００１３】ＸＹ微動素子１４とＸＹ走査回路１６を用
いて、プローブ３を試料１の表面で、２次元的に走査す
る。ＸＹ微動素子１４としては、上記の円筒型ピエゾス
キャナーを用いる。ＸＹ走査回路１６の走査信号とＺサ
ーボ回路１７のＺ信号はデータ処理手段１８に送られ、
ここで試料の表面形状を３次元画像化する。

【００１４】光情報測定用のレーザー光源７から放出さ
れた光は、ＡＯモジュレータ（光音響光学変調器）６で
変調され、次に、第一のレンズ５によって集光されてプ
ローブ３に導入され、さらに、プローブ３の先端より試
料１に照射される。プローブ３の先端から試料に照射さ
れた光は、試料１を透過して第二のレンズ１２に到達
し、平行光となり、第三のレンズ１９により集光され、
第一の反射ミラー２０によってその方向を変換して、鏡
筒３１内を通過して、第一の光軸切換器２１に入る。第
一の光軸切換器２１は、第二の反射ミラー２４を固定し
た第一のスライドレール２２と、この第一のスライドレ
ール２２を可動するための第一のレバー２３によって構
成されている。第一の光軸切換器２１に入射した光は、
第二の反射ミラー２４でその方向を変換してＸＹＺ光軸
調整機構２６の中にある第四のレンズ２７に達する。第
四のレンズ２７により平行光に変換され、第五のレンズ
２８を通り、この第五のレンズ２８で集光された光は、
ピンホール２９を通り分光器３０に導入される。さら
に、分光器３０で光の波長と強度に応じた電気信号に変
換して、データ処理手段１８に送られる。データ処理手
段１８で光の波長と強度に応じた分光スペクトルに変換
される。このとき、ピンホール２９の位置への光軸合わ
せは、ＸＹＺ光軸調整機構２６によって行う。ＸＹＺ光
軸調整機構２６はＸＹＺステージを用いる。この他、二
枚の反射ミラーを使用しそのいずれかの反射角を調整す
る方法も考えられ、本発明に含まれる。また、ピンホー
ル２９の位置への光の焦点合わせは、前記のＸＹＺステ
ージを用いる。この他に、一軸ステージまたはスライド
レール、二つの円筒のはめ合わせが考えられ、本発明に
含まれる。

【００１５】試料１からの光を分光器３０に導くことに
よって、試料表面の二次元走査による形状観察と同時
に、試料の分光スペクトルを得ることができる。また、
ＸＹ走査回路１６とＸＹ微動素子１４にＸＹ走査信号を
与えず、試料表面の２次元走査を行わない状態で、プロ
ーブ３先端から試料に照射された光は、上記と同じ光路
を通り分光器３０に導入される。このとき、試料１の任
意の位置での分光スペクトルを得ることができる。

【００１６】図２は、第一の光軸切換器２１に設置され
ている第一のスライドレール２２を第一のレバー２３を
操作し移動した状態の模式図である。試料１から第一の
光軸切換器２１に導入された光は、第二の反射ミラー２
４で反射されずに、入射した光軸と同じ方向に向かい、
光検出器２５に導入される。光検出器２５は、光電子増
倍管を用いた。この他に、シリコンフォトダイオード光
検出器、化合物半導体検出器、ゲルマニウム検出器など
が考えられ、本発明に含まれる。光検出器２５では光強
度を電気信号に変換し、データ処理手段１８に送る。デ
ータ処理手段１８では、光情報の検出を試料表面の二次
元走査による形状観察と同時に行うことによって、光学
像を得ることができる。ここで、光源の光に変調をかけ
ている場合は、コントローラ８に内蔵されているロック
インアンプによってＳＮ比を改善することができる。光
源の光に変調をかけていない場合は、光検出器２５の信
号はロックインアンプを介さずに直接読み込まれる。

【００１７】図３は、第二の反射ミラー２４をハーフミ
ラーとした場合の光路を示した模式図である。 試料１
から鏡筒３１内を通り第一の光軸切換器２１に導入され
た光は、一方は第一のハーフミラー３２で光軸を変換
し、分光器３０側に向かう。これと同時に、もう一方の
第一のハーフミラー３２を透過した光は、光検出器２５
に導入される。第二の反射ミラー２４をハーフミラーと
した場合には、上記に示したように、光検出器２５によ
る光情報の検出と試料表面の二次元走査による形状観察
を同時に行え、さらに、分光器３０による分光スペクト
ルを同時に得ることができる。

【００１８】図４は、図１で示した第一の反射ミラー２
０と第一の光軸切換器２１との間の鏡筒３１にフィルタ
４１を入れ、さらに、ＸＹＺ光軸調整機構２６と分光器
３０との間に第二の光軸切換器３３を取り付けた場合の
模式図である。試料１から第一の反射ミラー２０で反射
された光は、鏡筒３１を通り、フィルタ４１を透過する
際に特定波長あるいは特定方向の光のみを第一の光軸切
換器２１に通す。このフィルタ４１は切換可能であり、
分光器３０または光検出器２５では、フィルタ４１を通
過した光のみの分光スペクトルまたは光情報を得ること
ができる。フィルタとしては、偏光フィルタを用いた。
これ以外にも波長選択フィルタが考えられ、本発明に含
まれる。

【００１９】試料１から第一の光軸切換器２１とＸＹＺ
光軸調整機構２６を通過した光は、第二の光軸切換器３
３内に入る。第二の光軸切換器３３は、第三の反射ミラ
ー３５と第二のハーフミラー３６を固定した第二のスラ
イドレール３４と、この第二のスライドレール３４を可
動するための第二のレバー３７によって構成されてい
る。第二の光軸切換器３３内に入った光は、この中をま
っすぐ通過し、ピンホール２９を通り分光器３０に導入
される。分光器３０で光の波長と強度に応じた電気信号
に変換して、データ処理手段１８に送られる。データ処
理手段１８で光の波長と強度に応じた分光スペクトルに
変換される。

【００２０】図５は、図４で示した第二の光軸切換器３
３に設置されている第二のスライドレール３４を第二の
レバー３７を操作し、図面上で左方向に移動した状態の
模式図である。試料１から第二の光軸切換器３３に導入
された光は、第三の反射ミラー３５で光軸の向きを変
え、ＣＣＤ３９に導入される。ＣＣＤ３９でとらえた光
学像はデータ処理手段１８に送られ、光学像観察と試料
表面の二次元走査による形状観察とを同時に行うことが
できる。ＣＣＤ３９は蛍光観察用として暗視野観察が可
能なＩＣＣＤを使用した。この他に、明視野観察用ＣＣ
Ｄや接眼レンズによる肉眼観察も可能であり、本発明に
含まれる。

【００２１】図６は、図５で示した第二の光軸切換器３
３に設置されている第二のスライドレール３４を第二の
レバー３７を操作し、さらに図面上で左方向に移動した
状態の模式図である。試料１から第二の光軸切換器３３
に導入された光は、第二のハーフミラー３６を透過し、
ピンホール２９を通過して分光器３０に入射する。この
とき、ピンホール２９近傍に設けられているシャッター
４０を開け、ピンホール２９に照明を当てる。このピン
ホール２９に照射された光は、ピンホール２９側から逆
に第二の光軸切換器３３に導入され、第二のハーフミラ
ー３６で光軸の向きを変え、観察窓３８に入射される。
試料１からピンホール２９へ入射される光軸の位置は、
観察窓３８から肉眼でピンホール２９を確認し、ＸＹＺ
光軸調整機構２６によって合わせることができる。

【００２２】図７は、図４の第三の反射ミラー３５をハ
ーフミラー３６とした場合の光路を示した模式図であ
る。試料１から第二の光軸切換器に３３導入された光
は、一方は第三のハーフミラー４１で光軸を変換し、Ｃ
ＣＤ３９に入射する。これと同時に、もう一方の第三の
ハーフミラー４１を透過した光は、分光器３０に導入さ
れる。第三の反射ミラー４１をハーフミラーとした場合
には、上記に示したように、ＣＣＤ３９による光学像観
察と試料表面の二次元走査による形状観察を同時に行
え、さらに、分光器による分光スペクトルを同時に得る
ことができる。図４に示した装置によって、生体試料の
細胞を観察したところ、形状像と同時に蛍光像、さらに
は分光スペクトルを得ることができた。

【００２３】図８は、本発明の第２の実施例であり、反
射光を観察する場合の走査型近視野原子間力顕微鏡の構
成を示した模式図である。

【００２４】図８において、試料１は、試料台２に保持
されている。試料台２は高さ方向に微動が可能なＺ軸微
動素子１３とＸＹ方向に微動が可能なＸＹ微動素子１４
の上に設置されており、さらにＺ軸微動素子１３とＸＹ
微動素子１４はＺ方向に移動可能な粗動機構１５上に設
置されている。

【００２５】プローブ３はプローブ支持体４に固定され
る。プローブ３の先端を粗動機構１４を用いて、試料１
の表面近傍に接近させる。プローブ３としては、シング
ルモード光ファイバーの先端をテーパー状に加工したも
のを用いる。粗動機構１４としては、パルスモータと減
速ギア、粗動ネジからなるＺステージを用いる。

【００２６】プローブ３の上側の一部には反射面１０が
構成されており、反射面１０の上方にレーザー出力源１
１、上下２分割あるいは４分割された光電変換素子９が
設置されている。レーザー出力源１１から発射された光
は、プローブ３の反射面１０で反射され、光電変換素子
９に導入され、電気信号に変換される。この際、レーザ
ー光がプローブ３の反射面１０に確実に当たり、光電変
換素子９に導入するために、レーザー出力源１１からの
入射光路または反射面１０で反射したレーザー光の出射
光路に対してその角度を調整できるようにプローブ３が
プローブ支持体４に設置されている。

【００２７】試料１を粗動機構１５によってプローブ３
に近づけると、試料１とプローブ３との間には原子間力
が作用し、プローブ３がたわむ。このときの光電変換素
子９の出力は、Ｚサーボ回路１７に入力され、Ｚサーボ
回路１７で光電変換素子９からの強度に応じてＺ軸微動
素子１３の駆動用電圧を発生する。光電変換素子９の出
力が一定となるように、Ｚ軸微動素子１３を作動するた
め、プローブ３と試料１との距離は常に一定に保持され
る。

【００２８】ＸＹ微動素子１４とＸＹ走査回路１６を用
いて、プローブ３を試料１の表面で、２次元的に走査す
る。ＸＹ走査回路１６の走査信号とＺサーボ回路１７の
Ｚ信号はデータ処理手段１８に送られ、ここで試料の表
面形状を３次元画像化する。

【００２９】光情報測定用のレーザー光源７から放出さ
れた光は、ＡＯモジュレータ（光音響光学変調器）６で
変調され、次に、第一のレンズ５によって集光されてプ
ローブ３に導入され、さらに、プローブ３の先端より試
料１に照射される。プローブ３の先端から試料に照射さ
れた光は、試料１の表面で反射して第六のレンズ４２で
集光されて、第一の反射ミラー２０によってその方向を
変換して第一の光軸切換器２１に入る。第一の光軸切換
器２１に入射した光は、第二の反射ミラー２４でその方
向を変換してＸＹＺ光軸調整機構２６の中にある第四の
レンズ２７に達する。第四のレンズ２７により平行光に
変換され、第五のレンズ２８を通り、この第五のレンズ
２８で集光された光は、ピンホール２９を通り分光器３
０に導入される。さらに、分光器３０では光の波長と強
度に応じた電気信号に変換され、データ処理手段１８に
送られる。データ処理手段１８で光の波長と強度に応じ
た分光スペクトルに変換される。

【００３０】図９は、図８のＸＹＺ光軸調整機構２６と
分光器３０との間に第二の光軸切換器３３を取り付けた
場合の模式図である。試料１から第一の光軸切換器２１
とＸＹＺ光軸調整機構２６を通過した光は、第二の光軸
切換器３３内に入る。第二の光軸切換器３３内に入った
光は、この中をまっすぐ通過し、ピンホール２９を通り
分光器３０に導入される。分光器３０で光の波長と強度
に応じた電気信号に変換して、データ処理手段１８に送
られる。データ処理手段１８で光の波長と強度に応じた
分光スペクトルに変換される。第二の光軸切換器３３の
構成および機能は、上記第一の実施例と同様である。本
実施例における、分光スペクトルの検出方法や光情報の
検出、光学像の観察および形状観察の機構あるいは光軸
調整方法は第一の実施例と同様である。

【００３１】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、試料
表面を局所的に照射するレーザー光を発生するレーザー
光源と、レーザー光を試料に導く光導波路と、先端に微
小開口部を有する光導波プローブと、試料表面から発し
た光を集める集光手段と、試料表面からの光情報を検出
して電気信号に変換する光検出器と、試料と光導波プロ
ーブを相対的に移動させる移動手段と、試料表面と光導
波プローブ先端の間の距離を制御する距離制御手段とか
ら構成される走査型近視野光学顕微鏡で、試料表面から
の発光を分光分析する分光器と、試料表面からの発光を
分光器に導く鏡筒と試料表面からの発光を光検出器側と
分光器側に分離する切り換え器とを備え、試料の近接場
光観察と分光分析の両方を同時または切り換えて行える
構成とした走査型近視野光学顕微鏡である。このような
構成により、光検出器による光情報の検出と試料表面の
二次元走査による形状観察を同時に行え、さらに、分光
器による試料の分光スペクトルと光学像を同時または切
り換えて得ることができる。また、分光器のピンホール
への入射光の位置合わせを簡便に行うことができる。こ
れらは、試料表面の形状および光学的特性を観察するた
めの走査型近視野光学顕微鏡を用いて、微生物や細胞な
どの生物試料やＬＢ膜などの有機薄膜試料さらには半導
体等の無機薄膜試料の観察と分光分析とを同時または切
り換えて行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の走査型近視野光学顕微鏡の第一の実施
例の透過光を観察する場合の構成の全体を示す模式図で
ある。

【図２】図１の走査型近視野光学顕微鏡の第一の光軸切
換器の動作一例を示す図である。

【図３】図１の走査型近視野光学顕微鏡の第一の光軸切
換器の反射ミラーをハーフミラーとした場合の一例を示
す図である。

【図４】図１の走査型近視野光学顕微鏡に第二の光軸切
換器が含まれる場合の構成の全体を示す図である。

【図５】図４の走査型近視野光学顕微鏡の第二の光軸切
換器の一段目の動作例を示す図である。

【図６】図４の走査型近視野光学顕微鏡の第二の光軸切
換器の二段目の動作例を示す図である。

【図７】図４の走査型近視野光学顕微鏡の第二の光軸切
換器の反射ミラーをハーフミラーとした場合の一例を示
す図である。

【図８】本発明の走査型近視野光学顕微鏡の第二の実施
例の反射光を観察する場合の構成の全体を示す模式図で
ある。

【図９】図８の走査型近視野光学顕微鏡に第二の光軸切
換器が含まれる場合の構成の全体を示す図である。

【符号の説明】

１ 試料 ２ 試料台 ３ プローブ ４ プローブ支持体 ５ 第一のレンズ ６ ＡＯモジュレータ ７ レーザー光源 ８ コントローラ ９ 光電変換素子 １０ 反射面 １１ レーザー出力源 １２ 第二のレンズ １３ Ｚ軸微動素子 １４ ＸＹ微動素子 １５ 粗動機構 １６ ＸＹ走査回路 １７ Ｚサーボ回路 １８ データ処理手段 １９ 第三のレンズ ２０ 第一の反射ミラー ２１ 第一の光軸変換器 ２２ 第一のスライドレール ２３ 第一のレバー ２４ 第二の反射ミラー ２５ 光検出器 ２６ ＸＹＺ光軸調整機構 ２７ 第四のレンズ ２８ 第五のレンズ ２９ ピンホール ３０ 分光器 ３１ 鏡筒 ３２ 第一のハーフミラー ３３ 第二の光軸切換器 ３４ 第二のスライドレール ３５ 第三の反射ミラー ３６ 第二のハーフミラー ３７ 第二のレバー ３８ 観察窓 ３９ ＣＣＤ ４０ シャッター ４１ フィルタ ４２ 第三のハーフミラー ４３ 第六のレンズ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料表面を局所的に照射するレーザー光
   を発生するレーザー光源と、レーザー光を試料に導く光
   導波路と、先端に微小開口部を有する光導波プローブ
   と、試料表面から発した光を集める集光手段と、試料表
   面からの光情報を検出して電気信号に変換する光検出器
   と、試料と光導波プローブを相対的に移動させる移動手
   段と、試料表面と光導波プローブ先端の間の距離を制御
   する距離制御手段とを有する走査型近視野光学顕微鏡に
   おいて、試料表面からの発光を分光分析する分光器と、
   試料表面からの発光を分光器に導く鏡筒と試料表面から
   の発光を光検出器側と分光器側に分離する切り換え器と
   を備え、試料の近接場光観察と分光分析の両方を同時ま
   たは切り換えて行えることを特徴とする走査型近視野光
   学顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記鏡筒は、試料表面から発する光の光
   軸をＸＹＺの３軸方向に調整する機能を有すること特徴
   とする請求項第１項記載の走査型近視野光学顕微鏡。
3. 【請求項３】 試料表面からの発光を光検出器側と分光
   器側に分離する切り換え器を複数有することを特徴とす
   る請求項第１項記載の走査型近視野光学顕微鏡。
4. 【請求項４】 前記切り換え器は試料表面から発する光
   の光軸を分光器の入射スリット位置で観察する手段を備
   えることを特徴とする走査型近視野光学顕微鏡。
5. 【請求項５】 前記鏡筒は、特定波長域の光を透過また
   は遮断するフィルターを有していることを特徴とする請
   求項第１項記載の走査型近視野光学顕微鏡。
6. 【請求項６】 光導波プローブより照射されたレーザー
   光によって生じる試料の光情報は、試料を透過した光情
   報である請求項第１項記載の走査型近視野光学顕微鏡。
7. 【請求項７】 光導波プローブより照射されたレーザー
   光によって生じる試料の光情報は、試料から反射した光
   情報である請求項第１項記載の走査型近視野光学顕微
   鏡。
8. 【請求項８】 前記分光器には、試料の２次元観察手段
   がさらに含まれることを特徴とする走査型近視野光学顕
   微鏡。
9. 【請求項９】 前記分光器には、試料の暗視野観察手段
   がさらに含まれることを特徴とする走査型近視野光学顕
   微鏡。
10. 【請求項１０】 前記分光器には、試料の蛍光測定手段
    が含まれることを特徴とする走査型近視野光学顕微鏡。
11. 【請求項１１】 前記光検出器には、試料の蛍光測定手
    段が含まれることを特徴とする走査型近視野光学顕微
    鏡。