(57)【要約】【課題】近接場光素子を提供すること。【解決手段】近接場光素子１００は、透明なサファイア基板１とその表面に形成された発光部を有する３族窒化物系化合物半導体の積層構造２、サファイア基板１の裏面に形成された光遮断膜３、光遮断膜３の微小開口部４から成る。サファイア基板１裏面には錘状の突起部分１０が形成され、その先端部分１１のみ光遮断膜３を除いて微小開口部４を形成される。光遮断膜３を除いた突起部分１０の先端部分１１の大きさｄは発光波長の１／２程度以下とする。このような近接場光素子１００は、３族窒化物系化合物半導体の積層構造２の発光波長の１／２程度以下の直径ｄを有する微小開口部４において近接場光を発することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
透明基板表面上に形成された発光部と、
透明基板裏面に、発光部の発する波長の半波長以下の微小開口部を少なくとも１個有する光遮断膜を有し、
当該微小開口部から近接場光を発することを特徴とする近接場光素子。
【請求項２】
前記透明基板はサファイアであり、
前記発光部はサファイア基板上に形成された３族窒化物系化合物半導体発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の近接場光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は近接場光、即ち物体表面上にのみ発生する表面電場を発する近接場光素子の発明である。
【０００２】
【従来の技術】
波長以下の分解能を有する近接場光を用いる測定装置について、最近関心が高まっている（例えば、応用物理第７１巻（２００２年）第６５３乃至６６３頁及び第７００乃至７０４頁）。この際、近接場光の発生には、レーザー光をパターン発生装置を通してパターン光としたのち、その先端部分のみ微小開口部としてその他の表面を金属被覆された光ファイバーに出力し、当該微小開口部で近接場光を発するものが知られている（同第７０１頁の図１）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
レーザー光発生装置と、先端部分のみ微小開口部としてその他の表面を金属被覆された光ファイバーとの組合せは、装置としては大がかりであり、且つ当該光ファイバーの製造は必ずしも簡易ではない。
【０００４】
本発明は全く新しい近接場光素子を提供することで、極めて小型の近接場光利用装置に供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の手段によれば、透明基板と、透明基板表面上に形成された発光部と、透明基板裏面に、発光部の発する波長の半波長以下の微小開口部を少なくとも１個有する光遮断膜を有し、当該微小開口部から近接場光を発することを特徴とする近接場光素子である。
【０００６】
また、請求項２に記載の手段によれば、透明基板はサファイアであり、発光部はサファイア基板上に形成された３族窒化物系化合物半導体発光素子であることを特徴とする。
【０００７】
【作用及び発明の効果】
透明基板の表面側に発光部を設け、裏面に発光部の発する波長の半波長以下の微小開口部を少なくとも１個有する光遮断膜を形成すれば、微小開口部から近接場光を発することが可能である。このような新規な構成の近接場光素子は、従来のレーザー光発生装置と、先端部分のみ微小開口部としてその他の表面を金属被覆された光ファイバーとの組合せを代替し、他の器具と組み合わせた所望の測定装置全体の構成を小さくすることが可能である（請求項１）。
【０００８】
サファイア基板とその上に形成された３族窒化物系化合物半導体発光素子の組合せとすれば、サファイア基板は絶縁性であるので、３族窒化物系化合物半導体発光素子に必要な電極等は表面側に形成することとなり、裏面を自由に加工できる（請求項２）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明の望ましい実施の形態を説明する。尚、本発明は添付図面や以下の説明により限定を受けるものではない。
【００１０】
〔第１実施例〕
図１は、本発明の具体的な第１の実施例に係る近接場光素子１００の構成を示す断面図である。近接場光素子１００は、透明なサファイア基板１とその表面に形成された発光部を有する３族窒化物系化合物半導体の積層構造２、サファイア基板１の裏面に形成された光遮断膜３、光遮断膜３の微小開口部４から成る。図１の近接場光素子１００においては、サファイア基板１裏面に錘状の突起部分１０を形成し、その先端部分１１のみ光遮断膜３を除いて微小開口部４を形成する構成である。光遮断膜３を除いた突起部分１０の先端部分１１の大きさ（直径）ｄは発光波長の１／２程度以下とすると良い。尚、サファイア基板１裏面の錘状の突起部分１０の形成には、エッチング並びに機械的研磨等とエッチングとの組合せなどが利用できる。また、光遮断膜３は、金属蒸着膜、不透明性樹脂硬化物、その他任意のものが利用できる。突起部分１０の先端部分１１のみ微小開口部４とする方法としては、一旦突起部分１０を有するサファイア基板１の裏面を全て光遮断膜３で覆い、先端部分１１のみ光遮断膜３をフォトリソマスクを利用して除去しても良い。図１の近接場光素子１００は、発光波長の１／２程度以下の直径ｄを有する微小開口部４において近接場光を発することができる。よって、図１の近接場光素子１００は、従来のレーザ装置と、先端を加工した光ファイバとの組合せになる近接場光発生装置を代替し、且つ所望のプローブ等と組み合わせた測定装置等の全体の装置構成を小さくすることができる。
【００１１】
当該発光素子がレーザダイオードであれば、コヒーレント光を用いることができるので、他の器具と組み合わせた所望の測定装置の分解能を更に向上させることが可能となる。レーザ光は図１において上下方向に発振させるものが好ましい。
【００１２】
〔第２実施例〕
図２は、本発明の具体的な第２の実施例に係る近接場光素子２００の構成を示す断面図である。近接場光素子２００は、図１の近接場光素子１００の微小開口部４を多数設けた構造である。図２の近接場光素子２００は、１個の素子で近接した領域に多数個の近接場光を発することのできる近接場光素子であり、所望のプローブ等と組み合わせることにより種々の測定を可能とすることができる。
【００１３】
〔第３実施例〕
図３は、本発明の具体的な第３の実施例に係る近接場光素子３００の構成を示す断面図である。近接場光素子３００は、図１の近接場光素子１００の発光部を有する３族窒化物系化合物半導体の積層構造２をレーザダイオード部２０とした場合であって、微小開口部４を多数設けた構造であり、更に共振ミラー２１、２３を明示した。レーザー共振用ミラーにはさまれた部分は３族窒化物系化合物半導体の積層構造から成るレーザダイオード発光部２２である。図３の近接場光素子３００は、図２の近接場光素子２００と同様に、１個の素子で近接した領域に多数個の近接場光を発することのできる近接場光素子であり、所望のプローブ等と組み合わせることにより種々の測定を可能とすることができる。レーザ光は図３において上下方向に発振させる、面発光レーザダイオードとする。
【００１４】
図１乃至図３においては、本願発明の本質のみを示すため、電極その他の構成を省略したが、例えば電極形成の後、当該電極と微小開口部４とを除いてその他の全ての表面を光遮断膜３で覆っても良い。当該光遮断膜として光を反射する反射膜を用いたり、更には電極も反射率の高い金属を最上層とするならば、光の漏れを抑えることができ、極めて少量の電力で、熱放射を少なくして近接場光素子を駆動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的な第１の実施例に係る近接場光素子の構成を示す断面図。
【図２】本発明の具体的な第２の実施例に係る近接場光素子の構成を示す断面図。
【図３】本発明の具体的な第３の実施例に係る近接場光素子の構成を示す断面図。
【符号の説明】
１　サファイア基板
２　発光部を有する３族窒化物系化合物半導体の積層構造
２０　３族窒化物系化合物半導体の積層構造から成るレーザダイオード部
２２　３族窒化物系化合物半導体の積層構造から成るレーザダイオード発光部
２１、２３　レーザー共振用ミラー
３　光遮断膜
１０　錘状の突起部分
１１　突起部分の先端部分
４　微小開口部
１００、２００、３００　近接場光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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