(57)【要約】  【課題】  偏光軸が直線的な偏光子ではなく，偏光顕微鏡に用いた場合に，レンズなど(削除)に由来する偏光状態変換の影響を受けない新規な偏光子を提供すること及び新規な偏光子を用いた，偏光変換作用の無い試料を観察した場合には，理想的に光が遮断される偏光顕微鏡を提供することを目的とする。    【解決手段】  上記課題は，レンズが光軸に対して回転対称な曲面で構成されているのに対して，偏光軸が直線的である場合に不可避な問題である。従って，レンズ同様に光軸に対して回転対称な透過軸を有する偏光子を用いることで，上記課題は根本的に解決することができる。つまり，偏光顕微鏡に用いる偏光子を，透過軸が同心円状である偏光子もしくは透過軸が放射状である偏光子にすることにより，前記課題は解決される。  【選択図】図６
2008010316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過軸が同心円状に設けられる偏光子。
【請求項２】
自己クローニングフォトニック結晶により構成される請求項１に記載の偏光子。
【請求項３】
透過軸が１点から放射状に設けられる偏光子。
【請求項４】
自己クローニングフォトニック結晶により構成される請求項３に記載の偏光子。
【請求項５】
光源と；
前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；
前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；
前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；
前記対物レンズを透過した光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第２の偏光子と；
を具備する偏光顕微鏡。
【請求項６】
前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；
前記第１の偏光子は，
前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；
前記第２の偏光子は，
前記対物レンズの瞳位置に配置される；
請求項５に記載の偏光顕微鏡。
【請求項７】
光源と；
前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第１の偏光子と；
前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；
前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；
前記対物レンズを透過した光が透過する，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる第２の偏光子と；
を具備する偏光顕微鏡。
【請求項８】
前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；
前記第１の偏光子は，
前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；
前記第２の偏光子は，
前記対物レンズの瞳位置に配置される；
請求項７に記載の偏光顕微鏡。
【請求項９】
光源と；
前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状もしくは光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；
前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；
前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；
前記対物レンズを透過した光が透過する，偏光主軸方向を直交させる旋光子と；
前記旋光子を透過した光が透過する，第1の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子と；
を具備する偏光顕微鏡。
【請求項１０】
前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；
前記第１の偏光子は，
前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；
前記第２の偏光子は，
前記対物レンズの瞳位置に配置される；
請求項９に記載の偏光顕微鏡。
【請求項１１】
前記第１の偏光子と前記第２の偏光子とは同一の偏光子である請求項９に記載の偏光顕微鏡。
【請求項１２】
光源と；
前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状もしくは光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；
前記第１の偏光子を透過した光が透過する，偏光主軸方向を直交させる旋光子と；
前記旋光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；
前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；
前記旋光子を透過した光が透過する，第1の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子と；
を具備する偏光顕微鏡。
【請求項１３】
前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；
前記第１の偏光子は，
前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；
前記第２の偏光子は，
前記対物レンズの瞳位置に配置される；
請求項１２に記載の偏光顕微鏡。
【請求項１４】
前記第１の偏光子と前記第２の偏光子とは同一の偏光子である請求項１２に記載の偏光顕微鏡。
【請求項１５】
集光レンズの瞳位置及び対物レンズの瞳位置に，透過軸が同心円状の偏光子及び透過軸が放射状の偏光子のいずれかを具備し，微細な構造体ほど高い解像度の像が得られることを特徴とする，顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，偏光子，及び偏光子を用いた顕微鏡などに関する。より詳しく説明すると，本発明は，同心円状の透過軸を有するように設計された偏光子，放射状に透過軸を有するように設計された偏光子，及びそのような偏光子を組み合せて用い，特定の成分のみを効果的に抽出し，観測できる顕微鏡などに関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光子は入射光のうち透過軸に沿った偏光成分のみを透過させる作用を有する素子であり，偏光状態の測定や，偏光を利用した顕微鏡，サングラスなどに広く用いられている（たとえば，特許３４８６３５５号公報を参照）。通常の偏光子は，直線で示される一方向の透過軸とこれに直交する一方向の遮断軸を有する。【０００３】
透明な物質で構成された観察対象，例えば生体細胞などを顕微鏡観察するなどの目的で，偏光顕微鏡が利用される。これは，観察対象の屈折率変化や複屈折性などを利用しており，生きたままの細胞などを無染色で観察したい場合などに用いられる。この偏光顕微鏡には，観察対象を偏光照射するための偏光子と，観察像の明るさを偏光の向きによって調節するための偏光子(検光子)が用いられるのが一般的である。例えば照射側偏光子と観察側偏光子の偏光軸を直交させた場合，観察対象の偏光変換作用のある部位のみが明るく観察されることになる。偏光顕微鏡は，このような原理に基づいて，通常では見ることのできない透明体の内部構造などを観察できる場合がある。このような特徴を有する偏光顕微鏡には，従来透過軸が直線的に一方向であるような偏光子が用いられてきた。【０００４】
例えば，特許２８２８４５１号公報（特許文献１）には，「入射された光線のうち赤外線を反射して可視光を透過するコールドミラー膜をガラス基板の一方の面にコーティングし，入射された無偏光の光線を偏光面が互いに直交する２つの直線偏光の光線に分岐する偏光ビームスプリッタ膜を前記ガラス基板の他方の面にコーティングして成ることを特徴とする偏光子」（請求項８）が開示され，そして，その偏光子を用いた偏光顕微鏡が開示されている。やはり，上記の文献に開示される偏光顕微鏡においても，直線的な偏光軸を有する偏光子を一つ，又は複数用いることが意図されている。【０００５】
しかしながら，照射側偏光子と観察側偏光子に，直線的な偏光軸を有する偏光子を用いた場合，対物レンズが曲面を有しているので，対物レンズにより光の偏光状態が変化してしまい，結局観察試料が何もない場合であっても，完全に暗くすることができないという問題があった。特に倍率の高い対物レンズを用いた偏光顕微鏡では，上記偏光変換が顕著に発生するという問題がある。すなわち，従来のような直線的な偏光軸を有する偏光子を用いた偏光顕微鏡では，高い消光比を達成することが困難であった。【０００６】
上記のレンズ透過に伴う偏光回転現象は，光の進行方向に垂直ではない傾斜面における透過率が，入射面と電界の振動方向が平行なp波と，これに垂直なs波とで異なることが原因の一つである。また，レンズ表面に設けられた反射防止膜などの多層膜によって，前記p波とs波との位相にずれが生じることも，偏光状態を変えてしまう原因になる。このようにp波とs波とで異なる透過率と位相差をレンズ表面で発生することにより，両波の成分を含む光は直線偏光が楕円偏光に変化したり主軸方向が回転したりしてしまう。このため，例えば照射側偏光子と観察側偏光子とを互いの透過軸を直交させて用いた場合，観察試料の存在していない部分でも完全な暗部にすることができず，従って観察試料に起因する微弱な偏光変換作用の検出を阻害するという問題がある。【０００７】
更に，直線偏光を照射光として用いた偏光観察では，照射した偏光軸に平行及び直交する方位に光学異方性軸を有するような，観察試料の光学特性は観察できなかった。このため，偏光観察を行う際，照射光の偏光方位を少なくても２つの方向に設定した複数の観察結果を比較して，試料の評価をすることが多く行われており，観察の為のプロセスの増加の一因となっていた。
【特許文献１】特許２８２８４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は，偏光軸が直線的な偏光子ではなく，回転対称な偏光軸を有する偏光子を用いることにより，偏光顕微鏡に用いた場合に，レンズなどに由来する偏光面のずれの影響を受けにくい新規な偏光子を提供することを目的とする。【０００９】
本発明は，新規な偏光子を用いた，試料がない場合には，高い消光比で光が遮断される偏光顕微鏡を提供することを目的とする。    【００１０】
本発明は，一度の観察で方向依存性の無い観察像を取得できる偏光顕微鏡を提供することを目的とする。【００１１】
本発明は，微小な欠陥や傷や繊維質構造などを効果的に観測できる偏光顕微鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の側面は，基本的には，偏光面が平行な偏光子ではなく，透過軸が同心円状又は放射状の偏光子を提供するものである。これらの偏光子は，基本的には，照射側偏光子と観察側偏光子に，それぞれ透過軸が同心円状のもの又は透過軸が放射状（従って，遮断軸が同心円状）のものを用いた偏光顕微鏡に有用である。すなわち，偏光顕微鏡では，対物レンズなどのレンズにより，偏光状態の局所的な乱れ（偏光変換）が生ずる。もちろん，偏光顕微鏡以外の顕微鏡では，偏光状態の局所的な乱れは何ら問題とならないし，偏光顕微鏡であっても，レンズによる偏光状態変換による光はわずかである。しかしながら，特に生物試料の観察に偏光顕微鏡を用いる場合など，わずかな偏光変換作用を有する試料の観察をする場合，そのわずかなレンズ自体による偏光変換作用が微弱な信号光の検出限界に影響を与える。本発明では，基本的には，照射側偏光子と観察側偏光子に，それぞれ透過軸が同心円状のもの又は透過軸が放射状（従って，遮断軸が同心円状）のものを用いる。組立て誤差やレンズの残留応力による光弾性効果など除去できる原因を別として，顕微鏡は基本的に軸対称な光学系である。そのような系において，同心円状の偏光を持つ光はレンズや空間を通過する際，放射状の偏光を持つ光に一切変換されず，逆もまた成り立つので，本発明の偏光子を用いれば，レンズなどの影響を受けない偏光顕微鏡を得ることができる。【００１３】
すなわち，本発明の第１の側面は，透過軸が同心円状に設けられる偏光子に関する。そして，本発明の第１の側面の好ましい態様は，前記透過軸は，一つの中心から同心円状に複数設けられる上記に記載の偏光子であるものである。このような偏光子は，たとえば，表面の凹凸が同心円状に複数となるような基板を用いて自己クローニング法により製造すればよい。すなわち，例えば，偏光子を構成する層が複数の同心円状の周期構造を有するものであり，そのような層が多層形成されていればよい。また，透過軸が同心円状に設けられる偏光子は，放射状の周期構造が中心から外縁部まで多段に形成されている層を有する偏光子であってもよい。本発明の第１の側面の好ましい態様は，自己クローニングフォトニック結晶により構成される上記いずれかに記載の偏光子に関する。透過軸が同心円状に設けられる偏光子の具体例として，複数の層により構成される自己クローニングフォトニック結晶により構成され，各層の周期が２３２ｎｍである同心円状の周期構造を有し，ＳｉＯ２層の厚さが５８ｎｍ, Ｔａ２Ｏ５層の厚さが８１ｎｍであり，ＳｉＯ２層とＴａ２Ｏ５層とが交互に４０層積層し，波長が５２０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の入力光に対して，各同心円の円周の接線に平行な電界成分を有する偏光を透過する偏光子があげられる。透過軸が同心円状に設けられる偏光子の上記とは別の具体例として，複数の層により構成される自己クローニングフォトニック結晶により構成され，放射状の周期構造を有し，基板ピッチが２４５ｎｍでＳｉＯ２が１４５ｎｍ, Ｔａ２Ｏ５が１２５ｎｍで各２７層の偏光子があげられる。【００１４】
本発明の第１の側面の上記とは別の態様は，透過軸が１点から放射状に設けられる（従って，遮断軸が同心円状である）偏光子に関する。この態様の好ましい態様は，放射状の周期構造が中心から外縁部まで多段に形成されている層を有するものであり，さらには，自己クローニングフォトニック結晶により構成される上記に記載の偏光子に関する。より具体的には，偏光子を構成する層が周期構造を有するもので，放射状に形成された周期構造の間隔が一定範囲になることを目的として，中心から外縁部まで多段に放射型の周期構造が形成されているものがあげられる。より具体的には，透過軸が１点から放射状に設けられる偏光子として，複数の層により構成される自己クローニングフォトニック結晶により構成され，各層の周期が２３２ｎｍである放射状の周期構造を有し，ＳｉＯ２層の厚さが５８ｎｍ, Ｔａ２Ｏ５層の厚さが８１ｎｍであり，ＳｉＯ２層とＴａ２Ｏ５層とが交互に４０層積層し，波長が５２０ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の入力光に対して，各同心円の円周の接線に垂直な電界成分を有する偏光を透過する偏光子があげられる。透過軸が１点から放射状に設けられる偏光子として，複数の層により構成される自己クローニングフォトニック結晶により構成され，中心から同心円状の周期構造を有し，基板ピッチが２４５ｎｍでＳｉＯ２が１４５ｎｍ, Ｔａ２Ｏ５が１２５ｎｍで各２７層の偏光子があげられる。【００１５】
本発明の第２の側面は，光源と；前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；前記対物レンズを透過した光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第２の偏光子と；を具備する偏光顕微鏡に関する。「透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第２の偏光子」は，好ましくは透過軸が偏光子の中心から放射状に設けられる先に説明した偏光子である。すなわち，第１の偏光子及び第２の偏光子として，上記した偏光子を適宜用いることができる。【００１６】
すなわち，従来の偏光顕微鏡では，直線的な偏光軸を有する偏光子を用いていたので，レンズなどによる影響を受け，高い消光比を得ることができなかった。本発明の偏光顕微鏡では，透過軸が同心円状に設けられる偏光子と透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる偏光子を組み合わせて用いたので，レンズなどによる影響を抑えることができ，高い消光比を得ることができるというものである。【００１７】
本発明の第２の側面の上記とは別の態様は，光源と；前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第１の偏光子と；前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；前記対物レンズを透過した光が透過する，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる第２の偏光子と；を具備する偏光顕微鏡に関する。【００１８】
本発明の第２の側面の上記とは別の態様は，光源と；前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状もしくは光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；前記対物レンズを透過した光が透過する，偏光主軸方向を直交させる旋光子と；前記旋光子を透過した光が透過する，第1の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子と；を具備する偏光顕微鏡に関する。【００１９】
すなわち，旋光子を具備することにより，偏光面が９０度ずれるので，１種類（好ましくは１枚）の偏光子により上記した偏光顕微鏡の機能を達成することができる。すなわち，「第1の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子」とは，例えば，第１の偏光子が，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる偏光子の場合は，全く同じ偏光子であるか，又は透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる偏光子があげられ，第１の偏光子が透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる偏光子の場合は，全く同じ偏光子であるか，又は透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる偏光子であればよい。【００２０】
本発明の第２の側面の上記とは別の態様は，光源と；前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状もしくは光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；前記第１の偏光子を透過した光が透過する，偏光主軸方向を直交させる旋光子と；前記旋光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；前記旋光子を透過した光が透過する，第1の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子と；を具備する偏光顕微鏡に関する。【００２１】
本発明の第２の側面に係る偏光顕微鏡の好ましい態様は，前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；前記第１の偏光子は，前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；前記第２の偏光子は，前記対物レンズの瞳位置に配置される；上記いずれかに記載の偏光顕微鏡に関する。【００２２】
この態様に係る本発明の偏光顕微鏡は，回転対称な偏光軸を有する偏光子を集光レンズ及び対物レンズの瞳位置，又はそれらと共役な位置に配置することにより，全方位の直線偏光が等しく混ざった光が試料へ入射するので，一度の観察で方向依存性の無い観察像を取得できる。また，この偏光顕微鏡は，試料面が一様な透明体の場合，観察試料の前段に配置された同心円状偏光子のある一点を通過した光は，観察試料後段に配置された放射状偏光子の対応する一点に集まることで遮断される。一方，観察試料が一様でない成分を有する場合，その不均質さに応じて透過される成分が多くなる。従って，観察試料中の不均質点が微小であるほど，透過率は上昇する傾向を有し，全体として高周波成分を強調した観察像を得ることができる。よって，この態様に係る偏光顕微鏡は，微小な欠陥や傷や繊維質構造などの観察に好適である。【００２３】
本発明の第３の側面に係る顕微鏡は，集光レンズの瞳位置及び対物レンズの瞳位置に，透過軸が同心円状の偏光子及び透過軸が放射状の偏光子のいずれかを具備し，微細な構造体ほど高い解像度の像が得られることを特徴とする，顕微鏡に関する。すなわち，この顕微鏡は，たとえば集光レンズの瞳位置に透過軸が同心円状の偏光子を具備するとともに，対物レンズの瞳位置に透過軸が放射状の偏光子を具備する。又はこの顕微鏡は，たとえば集光レンズの瞳位置に透過軸が放射状の偏光子を具備するとともに，対物レンズの瞳位置に透過軸が同心円の偏光子を具備する。後述する実施例により実証されたとおり，集光レンズの瞳位置及び対物レンズの瞳位置に，透過軸が同心円状の偏光子及び透過軸が放射状の偏光子のいずれかを具備することで，微細な構造体ほど高い解像度の像を得ることが得きる。なお，この態様の顕微鏡として，上記の偏光子以外の構成は，通常の顕微鏡の構成を適宜採用することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば，偏光面が平行な偏光子ではなく，透過軸が同心円状のもの又は透過軸が放射状（従って，遮断軸が同心円状）である新規な偏光子を提供することができ，それらは，上述した偏光顕微鏡などに効果的に用いられうる。【００２５】
本発明によれば，照射側偏光子と観察側偏光子に，それぞれ透過軸が同心円状のもの又は透過軸が放射状（従って，遮断軸が同心円状）のものを用いることで，対物レンズなどのレンズによる偏光面の歪みの影響を受けなくし，試料がない場合には，きちんと光が遮断される偏光顕微鏡を提供できる。【００２６】
本発明によれば，一度の観察で方向依存性の無い観察像を取得できる偏光顕微鏡を提供することができる。【００２７】
本発明によれば，微小な欠陥や傷や繊維質構造などを効果的に観測できる偏光顕微鏡を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下，図面に従って，本発明を詳細に説明する。図１は，透過軸が同心円状に設けられる偏光子における，透過軸の方向を示す図である。図１に示されるように，本発明の第１の側面は，透過軸が同心円状に設けられる偏光子に関する。このような偏光子は，たとえば，表面の凹凸が同心円状に複数となるような基板を用いて自己クローニング法により製造すればよい。すなわち，例えば，偏光子を構成する層が複数の同心円状の周期構造を有するものであり，そのような層が多層形成されていればよい。図２は，透過軸が１点から放射状に設けられる偏光子における，透過軸の方向を示す図である。図２に示されるように，透過軸が１点から放射状に設けられる偏光子では，透過軸が１点（好ましくは偏光子の重心）から均等な割合で，透過軸が放射状に設けられる。透過軸と遮断軸とは直交するので，このような偏光子の遮断軸は，同心円状となる。【００２９】
図３に，自己クローニングフォトニック結晶による，同心円状もしくは放射状に透過軸を有する偏光子の模式図を示す。図３（ａ）は，透過軸が同心円状に設けられる偏光子の例を示す。図３（ｂ）は，透過軸が１点から放射状に設けられる偏光子の例を示す。図３（ｃ）は，放射状の周期構造が多段に形成されている層を有する偏光子の例を示す。図４は，自己クローニングフォトニック結晶の例を示す図である。図４に示されるように，自己クローニングフォトニック結晶は，一般に，特定の周期構造を有する層が多数積み重ねられて形成され，表面凹凸の溝に平行な方向とこれに垂直な方向にそれぞれ電界振動を持つ偏光に対して異なる透過特性を設計することができる。例えば図４に示すように溝に平行な電界振動を持つ偏光を反射し，溝に垂直な電界振動を有する偏光を透過させることができる。また，凹凸のピッチや多層膜の膜厚の調整により，図４とは逆に，溝に平行な電界振動を持つ偏光のみを透過させることもできる。従って，自己クローニング法によれば，図３（ａ）及び図３（ｂ）のような形状を有する偏光子を製造することができる。【００３０】
図３（ｃ）に示されるものは，放射状の周期構造が中心から外縁部までを三等分するように三段階になるように設計されているが，本発明の偏光子はこのものに限定されず，２段階でもよく，４段階以上であってもよい。このような偏光子の好ましい態様は，偏光子を構成する層が周期構造を有するもので，放射状に形成された周期構造の間隔が一定範囲になることを目的として，多段に放射型の周期構造が形成されているものである。なお，偏光子の大きさは，特に限定されないが，偏光顕微鏡のレンズなどとして用いられる程度の大きさであるものが好ましい。【００３１】
上記のような偏光子は，例えば，特開平１０−３３５７５８号公報，特開２０００−２５８６４５号公報，特開２００１−７４９５４号公報，特開２００１−２４９２３５号公報，特開２００４−４５７７９号公報などに開示される製造技術を用いて適宜作成することができる。自己クローニングフォトニック結晶の望ましい製造方法を以下に記す。基板材料に石英を用い，フォトリソグラフィープロセスを用いて動作波長の半分程度のピッチの周期的な凹凸を形成する。これをスパッタリング装置を用いて成膜することにより，フォトニック結晶を得ることができる。成膜する材料は，例えばＳｉＯ２,Ｎｂ２Ｏ５，又はＴａ２Ｏ５など，スパッタリングすることができる材料から適宜選択することができる。例えばＳｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５を用いて多層膜を自己クローニング成膜する場合，成膜装置内に４：１の分圧でＡｒと酸素ガスとを流しながら約０．５Ｐａのガス圧で電圧印加，スパッタリングを行えばよい。同時に基板バイアスを印加することにより，成膜とエッチングとを同時に行うことができ，これにより，自己クローニング成膜を実現できる。なお，基板バイアスに印加する電力は，成膜電力の１０％以下であることが望ましい。【００３２】
後述する実施例により実証されたとおり，例えば，石英基板を用いて，基板ピッチ(凹凸の一周期)が２３２ｎｍ，ＳｉＯ２層の厚さが５８ｎｍ, Ｔａ２Ｏ５層の厚さが８１ｎｍで各４０層積層した場合，波長５２０〜５４０ｎｍで凹凸に平行な電界成分を有する偏光のみが透過する(消光比４０ｄＢ以上の)偏光子を得ることができた。つまり，この場合は基板溝が同心円状の場合に，透過軸が同心円状のものを得ることができる。逆に，基板溝が放射状のものを用いれば，透過軸が放射状のものを製造することができる。たとえば，放射状の周期構造が中心から外縁部まで多段に形成されている層を有する偏光子であっても透過軸が放射状のものを得ることができる。このように，基板に設けられた溝と，透過軸が平行な偏光子は，この実施例に基づき，適宜基板の溝形状，基板ピッチ，各層を構成する材料，及び各層の膜厚などを適宜調整することで，製造できる。基板ピッチは，特に限定されないが，入射光の波長の半分程度，例えば，５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲，好ましくは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲において適宜調整すればよい。自己クローニング結晶からなる偏光子を構成する各層の厚さは，例えば，２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下から適宜調整すればよい。また，各層は異なる２種類の層がひとつのペアとなり，そのペアが複数積み重ねられるようにされているものが好ましい。そのようなペアの数（層数）として，例えば１０層以上２００層以下があげられ，２０層以上１００層以下であってもよい。【００３３】
一方，後述する実施例において実証されたとおり，同じ材料を用いても，基板ピッチが２４５ｎｍでＳｉＯ２が１４５ｎｍ, Ｔａ２Ｏ５が１２５ｎｍで各２７層の場合，波長５２０〜５５０ｎｍで凹凸に垂直は電界成分を有する偏光のみが透過する偏光子が得られる。この場合は，基板溝が同心円状の場合，透過軸が放射状の偏光子が得られ，基板溝が放射状の場合，透過軸が同心円状のものが得られる。たとえば，放射状の周期構造が中心から外縁部まで多段に形成されている層を有する偏光子であっても，透過軸が同心円状のものを得ることができる。このように，基板に設けられた溝と，透過軸が直交する偏光子は，この実施例に基づき適宜，基板の溝形状，基板ピッチ，各層を構成する材料，各層の膜厚などを調整することで製造することができる。基板ピッチは，特に限定されないが，入射光の波長の半分程度，例えば，５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲，好ましくは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲において適宜調整すればよい。自己クローニング結晶からなる偏光子を構成する各層の厚さは，例えば，２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下から適宜調整すればよい。また，各層は異なる２種類の層がひとつのペアとなり，そのペアが複数積み重ねられるようにされているものが好ましい。そのようなペアの数（層数）として，例えば１０層以上２００層以下があげられ，２０層以上１００層以下であってもよい。【００３４】
また，自己クローニングフォトニック結晶以外にも，例えば図５のような形状のワイヤーグリッド型の偏光子により放射状に透過軸を有する偏光子を実現することができる。図５は，ワイヤーグリッド型の偏光子の模式図である。ただし，自己クローニングフォトニック結晶によるものの方が，高い精度を持って製造でき，偏光調整機能を発揮できるので好ましい。【００３５】
次に本発明の第２の側面に係る偏光顕微鏡について説明する。本発明の第２の側面は，光源と；前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；前記対物レンズを透過した光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第２の偏光子と；を具備する偏光顕微鏡に関する。なお，光軸とは，偏光顕微鏡における光が通る軸を意味する。本発明の偏光顕微鏡では，透過軸が同心円状に設けられる偏光子と透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる偏光子を組み合わせて用いたので，レンズなどによる影響を抑えることができ，高い消光比を得ることができる。【００３６】
本発明の第２の側面の上記とは別の態様は，光源と；前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第１の偏光子と；前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；前記対物レンズを透過した光が透過する，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる第２の偏光子と；を具備する偏光顕微鏡に関する。光源からの光が第１の偏光子を透過すると，その偏光面が調整される。そのような第１の偏光子を透過した光は，観察試料台上の試料に照射される。観察試料を透過した光，又は前記観察試料から反射した光は，対物レンズを透過する。対物レンズを透過した光は，第２の偏光子を透過する。そして，第２の偏光子を透過した光は，適宜対物レンズなどを通して観測されることとなる。【００３７】
図６に偏光顕微鏡の装置構成例を示す。図６の顕微鏡（１１）では，ランプハウス（１２）において集光レンズ（１３）にて集光され水平に出力された光が顕微鏡下部のミラー（１４）により上方に曲げられ，照射側偏光子（１５），コンデンサレンズ（１６），観察試料（１７），対物レンズ（１８），観察側偏光子（検光子）（１９）の順に通過する。そして，接眼レンズ（２０）を介して，像が得られる。この顕微鏡は透過型の構成である。照射側偏光子（１５）及び観察側偏光子（検光子）（１９）は，いずれかが図１のような同心円状の透過軸を有する偏光子であり，残りが図２に示されるような放射状の透過軸を有する偏光子である。このように同心円状もしくは放射状に透過軸を有する偏光子を自己クローニング形フォトニック結晶偏光子で実現した場合の概観図は図３（ａ）,図３（ｂ）,及び図３（ｃ）に示されるとおりである。照射側偏光子（１５）にて，所定の透過パターンを有することとされた光は，そのまま偏光面が調整されないまま観察側偏光子へと到達した場合，観察側偏光子（検光子）（１９）によりすべて遮断されることとなる。しかしながら，観察試料（１７）により偏光面がずらされた成分のみが観測されることとなる。勿論，反射型などの図６以外の構成の顕微鏡であってもかまわない。図６の照射側偏光子と観察側偏光子の位置に，同心円状もしくは放射状に透過軸を配置された偏光子を設けることにより，レンズによる偏光変換の影響をうけない高感度な偏光顕微鏡を構成することができる。【００３８】
図７は，照射側偏光子と観察側偏光子の間に，水晶旋光子もしくは液晶などで構成された旋光素子を挿入した偏光顕微鏡の例を示す図である。図７に示されるように，照射側偏光子と観察側偏光子の間に，水晶旋光子もしくは液晶などで構成された旋光素子を挿入することにより，二つの偏光子の間の消光状態をある程度緩和して観察側偏光子を透過する光量を増やし，観察のための予備的な位置決めに資することができる。【００３９】
図８は，照射側偏光子と観察側偏光子の間に，ファラデー効果を用いた旋光子（ファラデー素子）を設けた偏光顕微鏡の例を示す図である。図８に示されるように，ファラデー素子(２１)を介することで，照射側偏光子と観察側偏光子を一枚の偏光子(２２)で共用できる。前記のとおり，例えば同心円状に透過軸を有する偏光子を照射側偏光子として用いた場合，観察試料の無い試料面を透過した光は，偏光状態変換されることなく観察側偏光子に到達することから，放射状に透過軸を有する偏光子により遮断することができる。本発明の旋光子として，偏光主軸方向を直交させる機能を有するものであれば公知のものを適宜用いることができ，具体的な旋光子として，磁気を用いるファラデー旋光子（例えば，特開２００５−２８３６３５号公報，栖原敏明著「光波光学」，コロナ社，１９９８年，２２３頁を参照。）の他，そのような機能を有し，水晶又は液晶により構成されるものがあげられる。すなわち，図８に示される態様の偏光顕微鏡は，光源と；前記光源からの光が透過する，透過軸が放射状もしくは同心円状に設けられる第１の偏光子と；前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；前記対物レンズを透過した光が透過する，偏光主軸方向を直交させる旋光子と；前記旋光子を透過した光が透過する，第1の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子と；を具備する偏光顕微鏡に関する。【００４０】
すなわち，旋光子を具備することにより，偏光面が９０度ずれるので，１種類（好ましくは１枚）の偏光子により上記した偏光顕微鏡の機能を達成することができる。すなわち，「第1の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子」とは，例えば，第１の偏光子が，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる偏光子の場合は，全く同じ偏光子であるか，又は透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる偏光子があげられ，第１の偏光子が透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる偏光子の場合は，全く同じ偏光子であるか，又は透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる偏光子であればよい。ただし，磁気を用いるファラデー旋光子は，いったんファラデー旋光子を透過させた光を，反射させた後，再度反対側からファラデー旋光子を透過させると，２倍旋光させる性質がある。一方，水晶又は液晶による旋光子の場合，いったん旋光子を透過させ，反対側から旋光子を透過させると，順側から透過させたのと逆向きに旋光するので旋光が打ち消され，旋光量がなくなる。よって，反射型顕微鏡のように試料への照射光と，試料からの観察光とが同じ経路を通る場合は，磁気を用いるファラデー旋光子を用いることが好ましい。一方，照射光と観察光との経路が完全に分離している透過型の偏光顕微鏡においては，いずれのタイプの旋光子をも用いることができる。すなわち，図８に示されるような反射型の偏光顕微鏡においては，ファラデー旋光子を用いることが好ましい。【００４１】
このような偏光顕微鏡はまた，光源と；前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状もしくは光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；前記第１の偏光子を透過した光が透過する，偏光主軸方向を直交させる旋光子と；前記旋光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；前記旋光子を透過した光が透過する，第1の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子と；を具備する偏光顕微鏡であってもよい。【００４２】
以下，試料前段の集光レンズの瞳位置に配置された同心円もしくは放射状偏光子を通過した光がどのような作用を受けて像面に達するかを説明する。集光レンズ瞳位置の全面を同じ方向に通過した光線は，像面の一点に集光される。従って，像面の一点を照らす光は，同心円もしくは放射状偏光子の全ての面を通過した光の集合体であり，あらゆる偏光方位の光である。これらの光は，像面に物体が存在しない場合にはそれぞれ対物レンズの瞳位置に配置された放射状もしくは同心円状の偏光子に到達し，この偏光子はそれぞれの光線の偏光方位に直交する透過軸を有するので，全ての光は遮断される。【００４３】
一方，試料面に散乱体が存在した場合，集光レンズ瞳位置の一点を通過した光線は，散乱体に入射後に対物レンズの瞳面(すなわち，フーリエ面)には，一点ではなく広がりを持った光束を形成する。以下，試料が複屈折性を有する場合，即ち試料を通過した光線が通過前と直交する成分の偏光を持つ場合も考慮する為に，試料通過前後で偏光方位が変化しない場合と直交する場合の２状態を考察する。全ての状態を，この２状態の組み合わせで表現できる。
まず，試料通過前後で偏光方位が変化しない場合について考察する。試料を直線的に貫く成分の光線は，対物レンズの瞳位置に配置された放射状もしくは同心円状偏光子に到達した点では，偏光方位と偏光子の透過軸は直交するので，完全に遮断される。しかしながら，前記試料を直線的に貫く光線以外にも，試料の微細度に応じて回折光が生じる為，前記の対物レンズ瞳位置に到達した光は，広がりを持った領域を照射する。その中央部以外の領域では，光線の偏光方位と透過軸とが直交からずれが生じる為，そのズレ量に応じて遮断されない成分が発生する。また，光線の偏光方位と偏光子透過軸の直交方位からのズレ量は，光束の広がりが大きいほど，即ち光束の中心から離れた成分が大きいほど多くなる。更に，光束の広がりは，散乱体の空間周波数成分が大きいほど，即ち散乱体が微細であるほど大きくなる。従って，前記の非遮断成分は，試料が微細であるほど大きくなることがわかる。試料が十分に微細である場合，即ち試料による回折光が対物レンズ瞳位置全体に広がる場合，透過率は５０％になる。この様子を図９に示す。図９は，試料による偏光変換が無い場合における透過率と試料の空間周波数成分との関係を示すグラフである。【００４４】
次に，試料通過前後で偏光方位が９０度変化する場合について考察する。この場合，試料を直線的に貫く光線は，対物レンズ瞳位置の偏光子の透過軸と平行な偏光であるので，１００％透過する。試料が小さくなるほど前記光線の周囲に回折光が存在する為，透過しない成分が生じることになる。つまり，試料が微細であるほど遮断成分が増え，十分に微細である場合，やはり試料からの回折光が対物レンズ瞳位置全体に広がる為に，透過率は５０％になる。この様子を図１０に示す。図１０は，試料により偏光方位が９０度変換される場合における透過率と試料の空間周波数成分との関係を示すグラフである。【００４５】
以上の考察から，試料面に何も無い場合には完全な暗部が得られ，試料面の物体が十分に微細である場合，その物体に複屈折性がある無しにかかわらず５０％の光線透過率が得られ，その反対に物体が完全に一様である場合には，その物体のもつ複屈折性に応じた透過率が得られることがわかる。従って，複屈折性の有無だけではなく，試料の微細度に応じた感度をもつ観察像が得られることになる。【００４６】
本発明の偏光顕微鏡の好ましい態様は，前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；前記第１の偏光子は，前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；前記第２の偏光子は，前記対物レンズの瞳位置に配置される；上記いずれかに記載の偏光顕微鏡に関する。本明細書において，「集光レンズの瞳位置」とは，集光レンズの焦点位置を意味する。一方，「対物レンズの瞳位置」とは，対物レンズの焦点位置を意味する。【００４７】
この態様に係る本発明の偏光顕微鏡は，回転対称な偏光軸を有する偏光子を集光レンズ及び対物レンズの瞳位置，又はそれらと共役な位置に配置することにより，全方位の直線偏光が等しく混ざった光が試料へ入射するので，一度の観察で方向依存性の無い観察像を取得できる。また，この偏光顕微鏡は，試料面が一様な透明体の場合，観察試料の前段に配置された同心円状偏光子のある一点を通過した光は，観察試料後段に配置された放射状偏光子の対応する一点に集まることで遮断される。一方，観察試料が一様でない成分を有する場合，その不均質さに応じて透過される成分が多くなる。従って，観察試料中の不均質点が微小であるほど，透過率は上昇する傾向を有し，全体として高周波成分を強調した観察像を得ることができる。よって，この態様に係る偏光顕微鏡は，微小な欠陥や傷や繊維質構造などの観察に好適である。【００４８】
以下，実施例を用いて本発明を具体的に説明する。しかしながら，本発明は，以下の実施例に限定されるものではない。また，本発明は，公知技術に従って適宜修正を加えることができ，適宜公知技術を取り入れることができる。
【実施例１】
【００４９】
１．基板作成
偏光子を作成するための基板を作成した。具体的には，石英基板にイオンビーム露光を施して，矩形の凹凸を同心円状となるように複数設けた。得られた基板を図１１に示す。すなわち，図１１は，実施例１により得られた基板の概念図である。なお，凹凸の幅は，通常波長の半分程度の深さとし，深さもほぼ波長の半分程度とすればよい。【００５０】
具体的には，同心円状の溝を複数設けた石英基板を用いて，ＳｉＯ２とＴａ２Ｏ５との自己クローニングフォトニック結晶を作成した。基板ピッチ(凹凸の一周期)が２３２ｎｍ，ＳｉＯ２が５８ｎｍ, Ｔａ２Ｏ５が８１ｎｍで各４０層積層した。このようにして，波長５２０〜５４０ｎｍで凹凸に平行な電界成分を有する偏光のみが透過する(消光比４０ｄＢ以上の)偏光子を得ることができた。また，基板に中心から放射状に伸びる複数の溝を有する石英基板を用いて偏光子を製造した。この偏光子は，透過軸も放射状であった。【００５１】
一方，同じ材料を用いて，基板ピッチが２４５ｎｍでＳｉＯ２が１４５ｎｍ, Ｔａ２Ｏ５が１２５ｎｍで各２７層の偏光子を製造した。波長５２０〜５５０ｎｍで凹凸に垂直は電界成分を有する偏光のみが透過する偏光子を得ることができた。この偏光子の消光比４０ｄＢ以上のものが得られた。基板溝が同心円状の場合，透過軸が放射状の偏光子を得ることができ，基板溝が放射状のものを用いた場合，透過軸は同心円状の偏光子を得ることができた。【００５２】
２．製膜プロセス
図１１に示される基板を用いてオートクローニング法により成膜を行った。具体的には，スパッタリング装置内に，図１１で示される基板を設置し，（ａ）成膜粒子の堆積，（ｂ）Ａｒイオンによるプラズマ・エッチング，及び（ｃ）エッチングにより飛び出した表面構成粒子の再付着の３つの現象をバランスよく同時進行させることにより，安定した三角波形状の最表面層を維持し続けた。図１２は，オートクローニングに用いた装置の概略図と，オートクローニング法の概略図である。なお，二酸化ケイ素と酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を交互に製膜した。図１３は，得られた偏光子の概念図を示す。図１４は，得られた偏光子の図面に替わる写真を示す。図１４に示されるように，本方法に基づいて，実際に偏光子を得ることができた。【００５３】
３．特性評価
得られた偏光子の特性を測定した。図１５は，試作した自己クローニングフォトニック結晶偏光子の分光特性評価結果を示す図面に替わるグラフである。測定には，同心円状に溝を有する基板と同時に成膜を行った直線的に溝を有する測定用サンプルを用いた。凹凸溝に平行な電界振動成分を有するＴＥ波は５００ｎｍ以下の帯域で０．１％以下の透過率を示しており，凹凸溝に直交する電界振動成分を有するＴＭ波は４０５ｎｍ以上の帯域で９０％以上の高い透過率を示しており，高い偏光分離機能を有することが分る。なお，凹凸溝ピッチや多層膜の積層周期を変える事により，偏光子として動作する帯域を様々に調整できる。以上のデータから，同心円状に溝を有する試作偏光子で，同心円状に遮断軸を，放射状に透過軸を有する偏光機能が実現されていることが分る。【００５４】
４．シミュレーション
図１６に，本発明の偏光顕微鏡で観察面に様々な形状の散乱体が配置された場合に得られる像をシミュレーションした結果を示す。図１６（ａ）は，エッジのシャープさが同じで大きさが異なる散乱体について偏光顕微鏡で観測される像を示す図である。図１６（ｂ）は，大きさが同じでエッジのシャープさが異なる散乱体について偏光顕微鏡で観測される像を示す図である。図１６（ａ）から，本発明の偏光顕微鏡を用いれば，小さい物体ほど得られる像の輝度が高くなることがわかる。また，図１６（ｂ）から，エッジがシャープなものほど得られる像の輝度が高くなる傾向がわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の偏光子は，偏光顕微鏡のみならず，光学素子産業において広く利用されうる。一方，本発明の偏光顕微鏡は，生体試料の観測などに効果的に用いられるので，広く顕微鏡として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は，透過軸が同心円状に設けられる偏光子における，透過軸の方向を示す図である。
【図２】図２は，透過軸が１点から放射状に設けられる偏光子における，透過軸の方向を示す図である。
【図３】図３に，自己クローニングフォトニック結晶による，同心円状もしくは放射状に透過軸を有する偏光子の模式図を示す。図３（ａ）は，透過軸が同心円状に設けられる偏光子の例を示す。図３（ｂ）は，透過軸が１点から放射状に設けられる偏光子の例を示す。図３（ｃ）は，透過軸が偏光子の中心から多段階の放射状に設けられる偏光子の例を示す。
【図４】図４は，自己クローニングフォトニック結晶の例を示す図である。
【図５】図５は，ワイヤーグリッド型の偏光子の模式図である。
【図６】図６に偏光顕微鏡の装置構成例を示す。
【図７】図７は，照射側偏光子と観察側偏光子の間に，水晶旋光子もしくは液晶などで構成された旋光素子を挿入した偏光顕微鏡の例を示す図である。
【図８】図８は，照射側偏光子と観察側偏光子の間に，ファラデー効果を用いた旋光子（ファラデー素子）を設けた偏光顕微鏡の例を示す図である。
【図９】図９は，試料による偏光変換が無い場合における透過率と試料の空間周波数成分との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は，試料により偏光方位が９０度変換される場合における透過率と試料の空間周波数成分との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は，実施例１により得られた基板の概念図である。
【図１２】図１２は，オートクローニングに用いた装置の概略図と，オートクローニング法の概略図である。なお，二酸化ケイ素と酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を交互に製膜した。
【図１３】図１３は，得られた偏光子の概念図を示す。
【図１４】図１４は，得られた偏光子の図面に替わる写真を示す。
【図１５】図１５は，試作した自己クローニングフォトニック結晶偏光子の分光特性評価結果を示す図面に替わるグラフである。
【図１６】図１６は，本発明の偏光顕微鏡で観察面に様々な形状の散乱体が配置された場合に得られる像をシミュレーションした結果を示す。図１６（ａ）は，エッジのシャープさが同じで大きさが異なる散乱体について偏光顕微鏡で観測される像を示す図である。図１６（ｂ）は，大きさが同じでエッジのシャープさが異なる散乱体について偏光顕微鏡で観測される像を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１  偏光顕微鏡
１２  ランプハウス
１３  集光レンズ
１４  ミラー
１５  照射側偏光子
１６  コンデンサレンズ
１７  観察試料
１８  対物レンズ
１９  観察側偏光子（検光子）
２０  接眼レンズ
２１  ファラデー素子
２２  偏光子
【図１】
2008010316.tif 000003
【図２】
2008010316.tif 000004
【図３】
2008010316.tif 000005
【図４】
2008010316.tif 000006
【図５】
2008010316.tif 000007
【図６】
2008010316.tif 000008
【図７】
2008010316.tif 000009
【図８】
2008010316.tif 000010
【図９】
2008010316.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2008010316.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008010316.tif 000015
【図１４】
2008010316.tif 000016
【図１５】
2008010316.tif 000017
【図１６】
2008010316.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月7日(2008.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過軸が同心円状に設けられる偏光子であって，同心円状の溝を有する基板と，
前記基板上に形成された複数の層を有し，
前記複数の層は，第１の物質からなる層及び第２の物質からなる層が交互に形成され，
前記複数の層に含まれるそれぞれの層は，前記基板上に設けられた複数の同心円状の溝の形状を反映した形状を有し，
前記透過軸は，前記同心円状の溝に沿った方向となり，これにより前記透過軸は同心円状となる，
偏光子。
【請求項２】
自己クローニングフォトニック結晶により構成される請求項１に記載の偏光子。
【請求項３】
透過軸が１点から放射線状に設けられる偏光子であって，
前記偏光子は，
同心円状の溝を有する基板と，
前記基板上に形成された複数の層を有し，
前記複数の層は，第１の物質からなる層及び第２の物質からなる層が交互に形成され，
前記複数の層に含まれるそれぞれの層は，前記基板上に設けられた複数の同心円状の溝の形状を反映した形状を有し，
前記透過軸は，前記基板の同心円状の溝に垂直な方向となり，これにより前記透過軸は１点から放射線状に設けられる，
偏光子。
【請求項４】
自己クローニングフォトニック結晶により構成される請求項３に記載の偏光子。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
光源と；
前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；
前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；
前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；
前記対物レンズを透過した光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第２の偏光子と；
を具備する偏光顕微鏡であって，
前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；
前記第１の偏光子は，
前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；
前記第２の偏光子は，
前記対物レンズの瞳位置に配置される；
偏光顕微鏡。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
光源と；
前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状に設けられる第１の偏光子と；
前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；
前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；
前記対物レンズを透過した光が透過する，透過軸が光軸を中心とする同心円状に設けられる第２の偏光子と；
を具備する偏光顕微鏡であって，
前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；
前記第１の偏光子は，
前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；
前記第２の偏光子は，
前記対物レンズの瞳位置に配置される；
偏光顕微鏡。
【請求項９】
光源と；
前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状もしくは光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；
前記第１の偏光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；
前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；
前記対物レンズを透過した光が透過する，偏光主軸方向を直交させる旋光子と；
前記旋光子を透過した光が透過する，第１の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子と；
を具備する偏光顕微鏡。
【請求項１０】
前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；
前記第１の偏光子は，
前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；
前記第２の偏光子は，
前記対物レンズの瞳位置に配置される；
請求項９に記載の偏光顕微鏡。
【請求項１１】
前記第１の偏光子と前記第２の偏光子とは同一の偏光子である請求項９に記載の偏光顕微鏡。
【請求項１２】
光源と；
前記光源からの光が透過する，透過軸が光軸を中心として放射状もしくは光軸を中心とする同心円状に設けられる第１の偏光子と；
前記第１の偏光子を透過した光が透過する，偏光主軸方向を直交させる旋光子と；
前記旋光子を透過した光が照射する試料を搭載する観察試料台と；
前記観察試料台に搭載される試料を透過した光，又は前記観察試料台に搭載される試料から反射した光が透過する，対物レンズと；
前記旋光子を透過した光が透過する，第１の偏光子と同様の透過軸を有する第２の偏光子と；
を具備する偏光顕微鏡。
【請求項１３】
前記光源と前記第１の偏光子の間に，前記光源からの光を集光する集光レンズを具備し；
前記第１の偏光子は，
前記光源と前記観察試料の間であって，前記集光レンズの瞳位置に配置され；
前記第２の偏光子は，
前記対物レンズの瞳位置に配置される；
請求項１２に記載の偏光顕微鏡。
【請求項１４】
前記第１の偏光子と前記第２の偏光子とは同一の偏光子である請求項１２に記載の偏光顕微鏡。
【請求項１５】
集光レンズの瞳位置及び対物レンズの瞳位置に，透過軸が同心円状の偏光子及び透過軸が放射状の偏光子のいずれかを具備し，微細な構造体ほど高い解像度の像が得られることを特徴とする，顕微鏡。
【請求項１６】
前記第１の物質からなる層及び前記第２の物質からなる層は，それぞれＳｉＯ２及びＴａ２Ｏ５からなる，請求項２に記載の偏光子。
【請求項１７】
前記基板の同心円の周期は５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下であり，
前記第１の物質からなる層の膜厚が２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下，前記第２の物質からなる層の膜厚が２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり，前記第１の物質からなる層及び前記第２の物質からなる層が交互にそれぞれ１０層以上２００層以下積層される，
請求項１６に記載の偏光子。
【請求項１８】
前記基板の同心円の周期は２３２ｎｍであり，
前記第１の物質からなる層の膜厚が５８ｎｍ，前記第２の物質からなる層の膜厚が８１ｎｍであり，前記第１の物質からなる層及び前記第２の物質からなる層が交互にそれぞれ４０層積層される，
請求項１６に記載の偏光子。
【請求項１９】
前記第１の物質からなる層及び前記第２の物質からなる層は，それぞれＳｉＯ２及びＴａ２Ｏ５からなる，請求項４に記載の偏光子。
【請求項２０】
前記基板の同心円の周期は５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下であり，
前記第１の物質からなる層の膜厚が２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下，前記第２の物質からなる層の膜厚が２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり，前記第１の物質からなる層及び前記第２の物質からなる層が交互にそれぞれ１０層以上２００層以下積層される，
請求項１９に記載の偏光子。
【請求項２１】
前記基板の同心円の周期は２４５ｎｍであり，
前記第１の物質からなる層の膜厚が１４５ｎｍ，前記第２の物質からなる層の膜厚が１２５ｎｍであり，前記第１の物質からなる層及び前記第２の物質からなる層が交互にそれぞれ２７層積層される，
請求項１９に記載の偏光子。
【請求項２２】
同心円状の溝を有する基板に第１の物質を，自己クローニング法を用いて堆積させ，第１の物質層を得る工程と，
前記第１の物質層上に，自己クローニング法を用いて第２の物質を堆積させ，第２の物質層を得る工程と，
これら２つの工程を繰り返すことで，第１の物質層と第２の物質層が交互に形成された偏光子を得る工程であって，
前記第１の物質層及び前記第２の物質層の膜厚を制御することで，透過軸を同心円状又は放射線状に変化させ，透過軸が同心円状又は放射線状である偏光子を製造する，
自己クローニング法を用いた偏光子の製造方法。
【国際調査報告】
2008010316.tif 000019
2008010316.tif 000020
2008010316.tif 000021
2008010316.tif 000022