(57)【要約】      （修正有）【課題】寸法や重量が大きな試料に対しても対応でき、また、高速走査化が可能な走査型近接場光学顕微鏡を提供する。【解決手段】プローブ３と、その先端部２を試料１に近接して設置する手段と、試料１とプローブ先端部２を相対的に試料１表面と略平行に走査させる手段と、光源１６からの光をプローブ先端部２に集中させる光入射手段と、プローブ先端部２と試料１との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、集光光学手段からの光束を光検出手段１５によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、集光光学手段のプローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口１４を設置し、集光光学手段には走査光学系１１を組み込み、プローブ３の位置変化に追従して集光することを可能にする。【選択図】図１
2010266452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブと、前記プローブの先端部を試料に近接して設置する手段と、前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段と、光源と、前記光源からの光をプローブ先端部に集中させる光入射手段と、前記光入射手段により前記プローブの先端部と前記試料との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、前記集光光学手段からの光束を光検出手段によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、
さらに、前記集光光学手段による前記プローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口を持っており、
前記開口はスリットであり、前記スリットの向きは前記プローブの走査方向に沿っていることを特徴とする走査型近接場光学顕微鏡。
【請求項２】
前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段において、走査はラスター走査であり、前記プローブは１方向に走査し、前記試料は前記プローブと略垂直の方向に走査させることを特徴とする請求項１記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【請求項３】
前記光検出手段には分光手段が含まれることを特徴とする請求項１又は２記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【請求項４】
前記分光手段は、分光器と２次元センサーとを含むことを特徴とする請求項３記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【請求項５】
プローブと、前記プローブの先端部を試料に近接して設置する手段と、前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段と、光源と、前記光源からの光をプローブ先端部に集中させる光入射手段と、前記光入射手段により前記プローブの先端部と前記試料との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、前記集光光学手段からの光束を光検出手段によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、
さらに、前記集光光学手段による前記プローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口を持っており、
前記開口は複数の開口からなることを特徴とする走査型近接場光学顕微鏡。
【請求項６】
前記複数の開口は開口アレイからなることを特徴とする請求項５記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【請求項７】
前記開口アレイは空間光変調器のアレイからなることを特徴とする請求項６記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【請求項８】
前記開口アレイは２次元撮像素子からなることを特徴とする請求項６記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【請求項９】
前記開口の大きさは、前記集光光学手段によって定まるエアリーディスク径に収まる大きさであることを特徴とする請求項５から８の何れか１項記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査型近接場光学顕微鏡に関し、特に、試料に近接したプローブを試料に対して相対的に走査し、試料とその近傍にあるプローブ先端に光に集中させ、プローブ先端近傍からの光を検出することにより試料の光学的特性を測定する走査型近接場光学顕微鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走査型近接場光学顕微鏡（以降、ＳＮＯＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅと表記）は、光の波長より小さい径の開口を先端部に持つプローブ、若しくは、光の波長より小さい曲率を持つ先鋭化された無開口の先端部を持つプローブを、試料近傍にて試料と相対的に走査させて試料の微小領域の光学情報を測定する装置である。
【０００３】
この走査型近接場光学顕微鏡は、回折限界により分解能が制約される光学顕微鏡に比べ、上記の開口径若しくは先端部曲率半径（〜数十ｎｍ）程度の分解能が得られる。そのため、より高い分解能での観察や測定ができる装置として、今後期待されているものである。
【０００４】
ＳＮＯＭはプローブの種類によって大きく分けると、上述したように開口を持つ開口型と無開口の散乱型とに分けられる。その違いは、以下の通りである。開口型は開口を通して光を試料に照射したり、試料からの光を開口を通して検出して試料の光学情報を得るようになっている。一方、散乱型は外部からの入射光により試料表面に生ずる局所電場を先鋭化したプローブ先端にて散乱させ、その散乱光を検出することによって試料の光学情報を得るようになっている。
【０００５】
これらのタイプの中、光ファイバー等を用いた開口型のプローブで開口を通して試料からの光を検出するタイプの他は、プローブ先端を近接させた試料に何らかの手段で光を照射したときに発生する光を、通常の光学系で構成された集光光学系にて集光するようになっている。その動作を図５によって説明すると、以下のようになる。
【０００６】
図５は、プローブ先端が光学的に不透明な散乱型のＳＮＯＭである。プローブ先端２と試料１表面が十分近い一定距離の間隔を保つようにするため、原子間力顕微鏡（以降、ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の原理を用いるのが一般的である。これは、プローブ先端２が試料１に近づくとプローブ先端２と試料１との間に働く原子間力によってプローブ３が撓むことを利用し、常に一定の撓み量となるようにプローブ３〜試料１間をプローブ用のアクチュエーター４か試料台に取り付けたアクチュエーター２６を駆動することで垂直方向に動かして実現する。プローブ３の撓みの測定は、例えば光てこの原理を用いた検出器２５で行う。
【０００７】
この他、加振器をプローブ３に付けてプローブ３を上下若しくは試料１面と略平行方向に振動させておき、プローブ先端２の振幅が試料１表面との距離で変化することを使って間隔制御を行うこともできる。
【０００８】
以上のように、プローブ先端２を試料１に近接させた状態で走査を行うが、走査にはコントローラ６により試料台に取り付けたアクチュエーター２６を作動させて試料１表面に略平行方向にラスタ走査を行う。
【０００９】
プローブ先端２への光の照射は、レーザー光等の光源１６からの光を照射光学系２３によってプローブ先端２付近に照射することで行う。
【００１０】
光の照射により起きるプローブ先端２近傍からの散乱光を、集光レンズ７と結像レンズ８を用いて集光させる。集光位置にピンホール１４を置くことによってプローブ先端２近傍以外からの光をカットし、周囲からの光ノイズを減らしている。ピンホール１４を通過した光は、光電子増倍管１５で電気信号に変換され、コンピュータ１７で処理された後、測定結果としてモニター１８に表示される。試料１に材質の異なる物質が混ざっていたりした場合には、散乱光量等に変動が生ずるので、プローブ先端２径のオーダーにてその存在を表示することができる。
【００１１】
その他のタイプのＳＮＯＭとしては、プローブ先端２に微小開口が開いていてここから光を試料１に照射するもの等があり、また、試料１からの光の検出も上記の例のように試料１表面からの反射光を検出する反射型の他に、試料１を透過した光を検出する透過型等の種類が存在する。
【００１２】
通常、プローブ先端２の実質的な大きさは、使用する光の波長より十分小さいので、点光源とみなせるが、その分だけ散乱される光量は小さい。したがって、試料の他の部分からの散乱光等があると、Ｓ／Ｎ比等の測定の質を落としてしまう。そこで、点光源とみなし得るプローブ先端２からの散乱光のみを検出できるように、プローブ先端２と共役な場所にピンホール１４のような小さな開口を置いて、不要な散乱光を遮光することが一般的に行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のような従来のＳＮＯＭには以下のような問題がある。
【００１４】
すなわち、通常、ピンホール位置を固定した形で構成されているため、走査は試料を動かして行われる。ところが、アクチュエーター２６で駆動される試料台だと、寸法や重量が大きな試料を載置することが難しい。
【００１５】
また、仮に載置できたとしても、試料自体の寸法や重量が大きいと試料台を高速走査するのは難しい。
【００１６】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、寸法や重量が大きな試料を載置でき、また、このような試料を高速で走査することが可能な走査型近接場光学顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の問題点を解決するために、本発明では、プローブのみを動かして走査するか、若しくは、試料を動かすとしても走査速度が遅くてもよい方向のみに走査するという方法を用いる。
【００１８】
さらに、プローブを走査するため、プローブ先端近傍以外からの不要散乱光等をカットするための開口が常にプローブ先端位置と共役な位置にあるように装置を構成するものである。
【００１９】
したがって、本発明では、
プローブと、前記プローブの先端部を試料に近接して設置する手段と、前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段と、光源と、前記光源からの光をプローブ先端部に集中させる光入射手段と、前記光入射手段により前記プローブの先端部と前記試料との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、前記集光光学手段からの光束を光検出手段によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、
さらに、前記集光光学手段による前記プローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口を持っており、
かつ、前記集光光学手段には走査光学系が組み込まれ、前記プローブの位置変化に追従して集光することが可能に構成されていることを特徴とする走査型近接場光学顕微鏡。
【００２０】
若しくは、プローブと、前記プローブの先端部を試料に近接して設置する手段と、前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段と、光源と、前記光源からの光をプローブ先端部に集中させる光入射手段と、前記光入射手段により前記プローブの先端部と前記試料との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、前記集光光学手段からの光束を光検出手段によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、
さらに、前記集光光学手段による前記プローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口を持っており、
前記開口はスリットであり、前記スリットの向きは前記プローブの走査方向に沿っていることを特徴とする走査型近接場光学顕微鏡。
【００２１】
若しくは、プローブと、前記プローブの先端部を試料に近接して設置する手段と、前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段と、光源と、前記光源からの光をプローブ先端部に集中させる光入射手段と、前記光入射手段により前記プローブの先端部と前記試料との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、前記集光光学手段からの光束を光検出手段によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、
さらに、前記集光光学手段による前記プローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口を持っており、
前記開口は複数の開口からなることを特徴とする走査型近接場光学顕微鏡。
という構成をとることによって、前記目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００２２】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、寸法や重量が大きな試料に対しても対応でき、また、高速走査化が可能な走査型近接場光学顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施例の走査型近接場光学顕微鏡の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例の走査型近接場光学顕微鏡の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例の走査型近接場光学顕微鏡の構成を示す図である。
【図４】本発明の第４実施例の走査型近接場光学顕微鏡及びその変形の走査型近接場光学顕微鏡の構成を示す図である。
【図５】従来の散乱型の走査型近接場光学顕微鏡の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の走査型近接場光学顕微鏡の特徴を説明した後、その実施例を図面を参照にして説明する。なお、各図面に関する説明において、同一の符号で用いられるものは同様の機能を持つ要素であることを表す。また、本発明の説明に本質的に関係ないと考えられる要素、例えば、プローブ３と試料１の間隔を測定する機構２５等は、従来例の説明と同様であるということで詳細は省く。以下、実施例に基づいて説明する。
【００２５】
（第１実施例）
図１に第１実施例について示す。第１実施例は、ガルバノスキャナーによる走査光学系を組み込んだ散乱型のＳＮＯＭの例である。ＳＮＯＭの走査は、プローブ３を試料台５上の試料１表面に略平行な方向に動かすことによって行う。
【００２６】
入射光をプローブ先端２へ集光させるには次のようにする。すなわち、レーザー光源１６からの光はハーフミラー１２を反射し、ガルバノスキャナー１１で偏向され、瞳投影レンズ１０、ハーフミラー９を介して対物レンズ７により試料１近傍に置かれたプローブ先端２に集光される。
【００２７】
ガルバノスキャナー１１は、動いているプローブ先端２に入射光が集光されるようにその角度が制御されるが、これはプローブ３を動かすアクチュエーター４の駆動信号に同期してガルバノスキャナー１１が動くように、コントローラ６によって制御されているためである。
【００２８】
入射光の位置制御方法は、例えば、試料１観察用のＣＣＤカメラ１９によってプローブ先端２位置を測り、その情報をフィードバックしてガルバノスキャナー１１を制御するという方法をとることもできる。
【００２９】
試料１の光学特性により光量等が変化したプローブ先端２近傍からの散乱光は、再び対物レンズ７で集光され、逆の光路をたどってハーフミラー１２を透過後、検出レンズ１３、ピンホール１４を通って、光電子増倍管１５によって検出されるが、微小開口であるピンホール１４は対物レンズ７の像面と略共役にしてあるので、ピンホール１４の開口径を適当な大きさにすることで、プローブ先端２近傍以外からの不要散乱光をカットすることができる。
【００３０】
光電子増倍管１５の検出信号はコンピュータ１７によって処理され、モニター１８上で測定データとして表示される。
【００３１】
このようにして、本実施例のＳＮＯＭはプローブ３を走査するため、試料の寸法や重量に関係なく試料の観察や測定が可能となる。また、走査光学系を配置しているので、プローブ３を高速に走査させながら常にプローブ先端２に入射光（照明光）を照射することができる。この結果、高速走査による試料の観察あるいは測定が実現できる。また、走査光学系によりピンホール位置は常に一定であるので、従来と同じように散乱光を検出することができる。また、このピンホールによってプローブ先端２近傍からの散乱光のみを検出することができ、それ以外からの光をカットすることでＳ／Ｎ比の高い測定が可能になる。
【００３２】
また、この実施例の構成だと、入射光学系（光源１６から対物レンズ７まで）と集光光学系（対物レンズ７から光電子増倍管１５まで）とが共通の光学系（対物レンズ７からハーフミラー１２まで）で構成されている。そのため、例えば、光源からの光をプローブ先端へ導く調整を入射光学系で行えば、集光光学系の調整は、ピンホールと光電子増倍管の位置調整だけですむ。これは、従来のように入射光学系と集光光学系が別々になっている構成に比べて、非常に容易に調整できる。
【００３３】
また、本実施例の入射光学系と集光光学系の構成は、レーザー走査顕微鏡の走査系と同等であるので、プローブ３を外して測定することで、ＳＮＯＭと排他的にレーザー顕微鏡とすることができる。そして、レーザー顕微鏡で測定した後で、試料はそのままでＳＮＯＭによってさらに微細な個所を測定するといった使い方が可能である。
【００３４】
なお、本実施例では、説明を明快にするため、ガルバノスキャナー１１を１台とし、プローブ３の走査方向を矢印で示す１方向のみしか図示していないが、スキャナーを２台とすることで、プローブ３の２次元方向への走査を可能にできることはもちろんである。また、ガルバノスキャナーの代わりに、ポリゴンミラーやＡＯＤ（音響光偏向素子）等を使用することもできる。
【００３５】
（第２実施例）
図２に第２実施例について示す。第２実施例は、集光光学系の像面位置にスリット２０を置いた散乱型のＳＮＯＭであり、分光器２１を設置し、分光測定が行えるような構成になっている。プローブ３は、スリット２０に沿う方向に走査されるようになっている。
【００３６】
走査は、走査速度の速い主走査方向にはプローブ３を動かし、それと略直交した副走査方向には試料１を走査することで行う。一般に、副走査方向への走査は主走査方向への走査の数十〜数百分の１程度の周期速度なので、両方向共に試料１を動かして走査する場合に比べて、走査の高速化が可能となる。
【００３７】
入射光としては、測定領域をカバーする程度を照明するように調整された入射光学系を使用する。これは光源１６と照射レンズ２３からなっており、試料１上へのスポットがプローブ３の走査領域程度になるよう照射レンズ２３を選んである。
【００３８】
光源１６は、行う分光の種類によってハロゲンランプや水銀灯や複数の波長のレーザーを組み合わせたもの等や、ラマン分光の場合は、レーザー等の単色光源が使われる。
【００３９】
試料１に入射した光は、プローブ先端２の存在によって散乱光となる。この散乱光は対物レンズ７にて集光され、結像レンズ８により結像面に置かれたスリット２０を通り、分光器２１にて分光される。分光された光は２次元検出器２２上に符号２２１で示されるように照射され、分光データとして検出される。
【００４０】
ラマン分光の場合は、検出する光が入射光の波長に近く強度も非常に弱いため、入射光をカットするフィルターを２次元検出器２２までの間に挿入して使用することが望ましい。
【００４１】
本実施例での特徴は、スリット２０がプローブ３の走査方向に沿っているため、プローブ３の１走査分で得られる分光データがそのまま２次元検出器２２上にて検出できることである。
【００４２】
ここで、２次元検出器２２にはＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子や、ＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｌａｔｅ）を組み合わせたもの等が使用できる。スリット２０と２次元検出器の画素を使ってプローブ先端２からの散乱光以外の不要散乱光をカットすることで、Ｓ／Ｎ比を上げることが可能となる。
【００４３】
検出した分光データは、コンピュータ１７にて処理されてモニター１８で表示される。
【００４４】
ここでは、試料１を副走査方向に走査する例をあげたが、試料１を走査する代わりに、スリット２０を走査することでも同様な効果を上げることができる。この場合、スリット２０と分光器２１との位置関係が多少変化するので、２次元検出器２２上への照射光２２１の位置に影響が出るが、この影響はコンピュータ１７上での処理で補正をかけることが可能である。
【００４５】
スリット２０の走査により、試料１の寸法、重量がかなり大きくなっても測定を行うことができるようになる。
【００４６】
なお、図２では、分光ができる構成であるが、分光器２０を外してスリット２０の上にラインセンサを置くこと等で通常の測定ももちろん可能である。
【００４７】
（第３実施例）
図３に第３実施例について示す。第３実施例は、プローブ３を走査する散乱型ＳＮＯＭであって、集光光学手段の結像面に２次元の液晶ライトバルブのような空間光変調器を置いたものである。
【００４８】
入射光は、光源１６と照射レンズ２３により測定範囲程度の大きさで入射され、プローブ先端２近傍からの散乱光は、対物レンズ７、結像レンズ８によって液晶ライトバルブ２４上にスポットを結ぶ。液晶ライトバルブ２４は任意の画素の透過率を変えることが可能である。本実施例では、プローブ先端２と共役な位置にある部分の画素の透過率を上げ、それ以外の画素の透過率を下げるようにして、プローブ先端２の動きに同期するよう制御され、あたかも微小開口がプローブ３の動きに同期して常にプローブ先端２と共役位置にあるように動いているかのようになっている。この制御は、プローブ３を駆動させるアクチュエーター４のコントローラ６によって制御することで行っている。
【００４９】
液晶ライトバルブ２４を透過した光は、光電子増倍管１５によって検出され、コンピュータ１７によって処理された画像がモニター１８上に表示される。
【００５０】
一般に、不要散乱光を除去するための微小開口の大きさは対物レンズ７と結像レンズ８によってできるスポット径（エアリーディスク径）程度が用いられるが、実際は検出光量との兼ね合いでその大きさを変える必要が生ずることもある。また、対物レンズ７を他の対物レンズに交換すると、その仕様の差によって液晶ライトバルブ２４上にできるスポットの大きさは変わる。
【００５１】
これらに対応するため、透過率を上げる液晶ライトバルブ２４の画素は、それに応じて１画素から複数の画素数を合わせ必要な大きさになるように、例えば２×２の画素を使う等、複数の数まで対応できるようすることで、より一般性を持たせることができる。この場合、画素の大きさは小さければ小さい程、様々な対応が可能になる。この場合、プローブ先端２は点光源とみなすことができるので、１つの画素の大きさは少なくとも集光光学系によるエアリーディスク径以下であることが、ノイズ除去のためには望ましい。
【００５２】
（第４実施例）
図４に第４実施例について示す。第４実施例は、プローブ３を走査するＳＮＯＭであって、検出手段に２次元撮像素子２２を用いたものである。図４（ａ）はカンチレバープローブ３を用いた開口型のＳＮＯＭであり、入射光学系に全反射プリズム２７を用いて試料１上にエバネッセント波を起こすようにした例である。
【００５３】
入射光により生じたプローブ先端２の開口からの光は、対物レンズ７と結像レンス８によって２次元検出器２２上にスポットを結ぶ。この２次元検出器２２としては、ＣＭＯＳ型の撮像素子やＭＣＰとＣＣＤを組み合わせたもの等が用いられる。
【００５４】
２次元検出器２２はプローブ先端２の開口に対応する画素を検出するようになっており、そのため、例えばＭＣＰとＣＣＤを組み合わせたものでは、プローブ３を駆動するアクチュエーター４のコントローラ６によってＭＣＰの各セルへのトリガが制御され、プローブ先端２の開口位置に相当するセルのみが光を増倍するようになっている。ＣＭＯＳ型の撮像素子を用いた場合には、プローブ先端２位置に対応する画素からの信号を検出するように、他の画素からの信号にはマスクをかけるようにすることで、同様な効果を持たすことができる。
【００５５】
第３実施例と同様に、結像光学系等の使用次第によって不要光を除去するための開口の大きさも変えた方がよいので、本実施例においても、プローブ先端２の開口位置に対応するセル若しくは画素の数は、コンピュータ１７を通して変えられるようになっている。
【００５６】
以上の原理は、カンチレバープローブを用いたＳＮＯＭに限ったものではなく、例えば図４（ｂ）のように、光ファイバー２８を用いた開口プローブ３を用いた構成としても使用できる。この例では、プローブ先端２から光を射出し、試料１を通して検出する透過タイプのＳＮＯＭであり、他のタイプでも、前述したように、プローブ先端２の外部で光を検出するタイプであれば応用可能である。
【００５７】
以上、第１〜４実施例の本発明の実施の形態の各構成は、各種変形、変更が可能である。各実施例にて使用している光学素子も、実施例上で言及している機能があれば、他の素子でも代用可能である。
【００５８】
また、入射光学手段として透過タイプ、反射タイプ等をあげたが、これらは各実施例に固有なものではなく、お互いに入れ替えが可能である。例えば第１実施例においては、入射光学手段は走査光学系を通してプローブ先端２を照射しているが、第２実施例以下のように、外部から入射させることや、プローブ走査によるプローブ先端２位置を検出する方法として、第１実施例で言及したように、光学観察用のＣＣＤの像から位置を割り出す方法を、第２実施例以下の場合に用いることも可能である。
【００５９】
以上の本発明の走査型近接場光学顕微鏡は、例えば次のように構成することができる。
【００６０】
〔１〕  プローブと、前記プローブの先端部を試料に近接して設置する手段と、前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段と、光源と、前記光源からの光をプローブ先端部に集中させる光入射手段と、前記光入射手段により前記プローブの先端部と前記試料との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、前記集光光学手段からの光束を光検出手段によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、
さらに、前記集光光学手段による前記プローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口を持っており、
かつ、前記集光光学手段には走査光学系が組み込まれ、前記プローブの位置変化に追従して集光することが可能に構成されていることを特徴とする走査型近接場光学顕微鏡。
【００６１】
〔２〕  前記光入射手段は、前記集光光学手段の一部を共用したことを特徴とする上記１記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００６２】
〔３〕  前記走査光学系は、前記集光光学手段の略瞳位置にて光束を偏向させることによって走査を行うことを特徴とする上記１又は２記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００６３】
〔４〕  前記走査光学系は、前記不要光除去のための開口を走査することによって走査を行うことを特徴とする上記１又は２記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００６４】
〔５〕  プローブと、前記プローブの先端部を試料に近接して設置する手段と、前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段と、光源と、前記光源からの光をプローブ先端部に集中させる光入射手段と、前記光入射手段により前記プローブの先端部と前記試料との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、前記集光光学手段からの光束を光検出手段によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、
さらに、前記集光光学手段による前記プローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口を持っており、
前記開口はスリットであり、前記スリットの向きは前記プローブの走査方向に沿っていることを特徴とする走査型近接場光学顕微鏡
〔６〕  前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段において、走査はラスター走査であり、前記プローブは１方向に走査し、前記試料は前記プローブと略垂直の方向に走査させることを特徴とする上記５記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００６５】
〔７〕  前記光検出手段には分光手段が含まれることを特徴とする上記５又は６記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００６６】
〔８〕  前記分光手段は、分光器と２次元センサーとを含むことを特徴とする上記７記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００６７】
〔９〕  プローブと、前記プローブの先端部を試料に近接して設置する手段と、前記試料と前記プローブ先端部を相対的に前記試料表面と略平行に走査させる手段と、光源と、前記光源からの光をプローブ先端部に集中させる光入射手段と、前記光入射手段により前記プローブの先端部と前記試料との間で生じた光を集光する集光光学手段とを持ち、前記集光光学手段からの光束を光検出手段によって検出して画像化する走査型近接場光学顕微鏡において、
さらに、前記集光光学手段による前記プローブ先端位置と略共役な位置に不要光除去のための開口を持っており、
前記開口は複数の開口からなることを特徴とする走査型近接場光学顕微鏡。
【００６８】
〔１０〕  前記複数の開口は開口アレイからなることを特徴とする上記９記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００６９】
〔１１〕  前記開口アレイは空間光変調器のアレイからなることを特徴とする上記９又は１０記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００７０】
〔１２〕  前記開口アレイは２次元撮像素子からなることを特徴とする上記９又は１０記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【００７１】
〔１３〕  前記開口の大きさは、前記集光光学手段によって定まるエアリーディスク径に収まる大きさであることを特徴とする上記９から１２の何れか１項記載の走査型近接場光学顕微鏡。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、寸法や重量が大きな試料に対しても対応でき、また、高速走査化が可能な走査型近接場光学顕微鏡を提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１…試料
２…プローブ先端
３…プローブ
４…プローブ用アクチュエーター
５…試料台
６…コントローラ
７…集光レンズ
８…結像レンズ
９…ハーフミラー
１０…瞳投影レンズ
１１…ガルバノスキャナー
１２…ハーフミラー
１４…ピンホール
１５…光電子増倍管
１６…光源
１７…コンピュータ
１８…モニター
１９…ＣＣＤカメラ
２０…スリット
２１…分光器
２２…２次元検出器
２３…照射光学系（照射レンズ）
２４…液晶ライトバルブ
２５…検出器
２６…試料台アクチュエーター
２７…全反射プリズム
２８…光ファイバー
２２１…照射光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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