(57)【要約】【課題】近接場光を効率良く発生することが可能な光源等を提供する。【解決手段】微小開口１０３の形状は、部材１０１に入射光１０６が照射されたことにより励起される表面プラズモンポラリトンの波長の半整数または整数倍に等しいまたは略等しい辺を有する形状である。または、微小開口１０３の形状は、その波長の半整数または整数倍から予め定められた値だけ短い長さに等しいまたは略等しい辺を有する形状である。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の面から第二の面に貫通する開口が形成された導電性部材と、前記第一の面に光を照射して、前記第二の面に近接場光を発生させる照射部とを含む光源において、
前記第一の面および前記第二の面の少なくともどちらか一方における前記開口の形状は、前記導電性部材に前記光が照射されたことにより励起される表面プラズモンポラリトンの波長の半整数または整数倍に等しいまたは略等しい辺か、または、該波長の半整数または整数倍から予め定められた値だけ短い長さに等しいまたは略等しい辺を有する形状であることを特徴とする光源。
【請求項２】
請求項１に記載の光源において、
前記照射部は、前記光として直線偏光を照射し、
前記辺は複数あり、各辺の中で、少なくとも前記光の偏光方向と成す角度が直角に最も近い辺の長さが、前記波長の半整数または整数倍に等しいまたは略等しいか、または、該波長の半整数または整数倍から予め定められた値だけ短い長さに等しいまたは略等しい形状である光源。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光源において、
前記第一および第二の面の両方における前記開口の形状が、前記波長の半整数または整数倍に等しいまたは略等しい辺か、または、該波長の半整数または整数倍から予め定められた値だけ短い長さに等しいまたは略等しい辺を有する形状である光源
【請求項４】
第一の面から第二の面に貫通する開口が形成された導電性部材と、前記第一の面に光を照射する照射部とを含む光源において、
前記第一および第二の面の少なくともどちらか一方における前記開口の形状は、滑らかな形状であり、該滑らかな形状の周長が、前記導電性部材に前記光が照射されたことにより励起される表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍に等しいまたは略等しいことを特徴とする光源。
【請求項５】
請求項４に記載の光源において、
前記第一および第二の面の両方における前記開口の形状が、前記滑らかな形状である、光源。
【請求項６】
請求項４または５に記載の光源において、
前記照射部は、前記光として円偏光を照射し、
前記滑らかな形状は、略円形であり、該略円形の周長は、前記表面プラズモンポラリトンの波長に等しいまたは略等しい、光源。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光源において、
前記導電性部材が金属で形成される、光源。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光源において、
前記導電性部材が半導体で形成される、光源。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光源と、
前記光源が発生した近接場光に関する光を検知する光検知部と、を含む光ヘッド。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光源と、
観察試料を設置するための設置部材と、
前記光源が発生した近接場光の前記観察試料による透過光を検知する検知部と、を含むセンシング装置。
【請求項１１】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光源と、
観察試料を設置するための設置部材と、
前記光源が発生した近接場光の前記観察試料による散乱光を検知する検知部と、を含む表面観察装置。
【請求項１２】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光源と、
記録媒体を設置するための設置部材と、
前記光源が発生した近接場光の前記記録媒体による信号光を検知することにより前記記録媒体の中の情報を再生する光検知部と、
前記光源が発生する光の強度を、記録用の情報に応じて変化させることにより前記記録用の情報を前記記録媒体に記録する制御部と、を含む情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信や情報処理等に用いられる光源、光ヘッドおよびセンシング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走査型プローブ顕微鏡には、走査型トンネル顕微鏡（以下、ＳＴＭと呼ぶ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）および近接場光学顕微鏡（以下、ＳＮＯＭと呼ぶ）等がある。これらの顕微鏡は、微小探針（探針）を有するプローブを、試料に近接させることにより得られるトンネル電流、原子間力、磁気力または光等を用いて、試料の表面構造を検知する。
【０００３】
また、ＳＴＭは、導体の表面原子の電子構造を直接観察でき、単結晶および非晶質を問わず、試料の実空間像を高い分解能で測定できる。ＳＴＭは、非特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、ＳＮＯＭは、微小開口が形成された部材に光を照射し、その微小開口から発生される近接場光を利用して、試料表面を観察するものである。ＳＮＯＭは、従来の光学顕微鏡では不可能とされたλ／２以下の分解能で、試料表面の微細パターン形状等を非破壊で計測できる。なお、λは、照射される光の波長である。
【０００５】
さらに、ＳＮＯＭは、生態や細胞等の従来観察が困難であった材料を試料として用いることが可能であり、観察可能な対象が多く、その応用範囲も広い。
【０００６】
また、ＳＮＯＭにおける微小開口から発生する近接場光を、試料表面の観察に用いるだけでなく、露光やその他の技術に応用する研究も活発に行なわれている。
【非特許文献１】（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ  ｅｔ  ａｌ．Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．４９、５７（１９８３））
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳＮＯＭでは、照射される光のエネルギーによって近接場光が発生される。しかしながら、試料表面の観察などにおいて、そのエネルギーを近接場光に変換する効率は、必ずしも満足の行くものではない。
【０００８】
そこで、本発明は、近接場光を効率良く発生することが可能な光源等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】
【０００９】
上記の目的を解決するために本発明による光源は、
また、本発明による光源は、第一の面から第二の面に貫通する開口が形成された導電性部材と、前記第一の面に光を照射して、前記第二の面に近接場光を発生させる照射部とを含む光源において、前記第一の面および前記第二の面の少なくともどちらか一方における前記開口の形状は、前記導電性部材に前記光が照射されたことにより励起される表面プラズモンポラリトンの波長の半整数または整数倍に等しいまたは略等しい辺か、または、該波長の半整数または整数倍から予め定められた値だけ短い長さに等しいまたは略等しい辺を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による光源は、第一の面から第二の面に貫通する開口が形成された導電性部材と、前記第一の面に光を照射する照射部とを含む光源において、前記第一および第二の面の少なくともどちらか一方における前記開口の形状は、滑らかな形状であり、該滑らかな形状の周長が、前記導電性部材に前記光が照射されたことにより励起される表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍に等しいまたは略等しいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による光ヘッドは、前記光源と、前記光源が発生した近接場光に関する光を検知する光検知部と、を含む。
【００１２】
また、本発明によるセンシング装置は、前記光源と、観察試料を設置するための設置部材と、前記光源が発生した近接場光の前記観察試料による透過光を検知する検知部と、を含む。
【００１３】
また、本発明による表面観察装置は、前記光源と、観察試料を設置するための設置部材と、前記光源が発生した近接場光の前記観察試料による散乱光を検知する検知部と、を含む。
【００１４】
また、本発明による情報記録再生装置は、前記光源と、記録媒体を設置するための設置部材と、前記光源が発生した近接場光の前記記録媒体による信号光を検知することにより前記記録媒体の中の情報を再生する光検知部と、前記光源が発生する光の強度を、記録用の情報に応じて変化させることにより前記記録用の情報を前記記録媒体に記録する制御部と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、近接場光を効率良く発生することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明による光源等について図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付し、説明を省略することがある。また、以下の説明は、単なる一例であって、本発明を限定するものではない。
【００１７】
先ず、実施の形態を説明する。本実施の形態では、導電体薄膜に入射光の波長以下の大きさの微小開口を形成し、そこに照射される光のエネルギーを効率よく出射面に通すことで、近接場光を効率良く発生することが可能な光源を構成する。
【００１８】
図１Ａは、本発明の一実施の形態の光源の概略を示す模式図である。
【００１９】
図１Ａにおいて、光源は、部材１０１と、照射部１０２とを含む。
【００２０】
部材１０１は、微小開口１０３が形成された導電性部材である。ここで、部材１０１は、導電性薄膜であるとする。また、部材１０１は、誘電体に覆われている。なお、誘電体は、空気とする。
【００２１】
微小開口１０３は、部材１０１の入射面１０４から出射面１０５に貫通する開口である。なお、入射面１０４は、入射光１０６が照射される第一の面であり、出射面１０５は、近接場光を照射する第二の面である。
【００２２】
また、微小開口１０３の大きさは、入射光１０６が通り抜けられないように、入射光１０６の波長より小さいとする。
【００２３】
さらに、部材１０１の入射面１０４および出射面１０５のそれぞれにおける微小開口１０３の形状は、略長方形であるとする。なお、その略長方形の短辺の長さをａとし、その長辺の長さをｂとする。
【００２４】
照射部１０２は、部材１０１の入射面１０４に入射光１０６を照射して、出射面１０５に近接場光を発生させる。このとき、照射部１０２は、入射光１０６として直線偏光を照射している。なお、入射光１０６の偏光方向は、入射光１０６の電場ベクトルの向きである。また、入射光１０６の偏光方向は、図１Ａでは、Ｅの向きであるとする。
【００２５】
ここで、入射面１０４における微小開口１０３の辺α１０７およびβ１０８は、入射光１０６の偏光方向と成す角が直角であるとする。また、出射面１０５における微小開口１０３の辺γ１０９およびδ１１０は、その偏光方向と成す角が直角であるとする。さらに、入射面１０４における微小開口の辺ε１１１およびζ１１２は、その偏光方向と成す角が０度であるとする。
【００２６】
なお、辺α１０７、β１０８およびγ１０９およびδ１１０は、長辺であり、辺ε１１１およびζ１１２は、短辺である。
【００２７】
この構成において、入射光１０６が微小開口１０３に照射されると、辺α１０７およびβ１０８のそれぞれに表面プラズモンポラリトンが励起される。
【００２８】
これは、金属と誘電体の界面に角が存在する場合、光がその角に照射されると、その角の自由電子がその光と相互作用して表面プラズモンポラリトンが発生するためである。このとき、その光の電場ベクトルのその角に対する垂直成分によって、表面プラズモンポラリトンが発生する。なお、これは、その界面に散乱体などが存在する場合と同様な現象である。
【００２９】
なお、辺に励起される表面プラズモンポラトリンは、部材１０１が理想金属で形成される場合、部材１０１の内部に染み込まない。しかしながら、表面プラズモンポラトリンは、部材１０１が実際の物質で形成される場合、部材１０１に染み込む。
【００３０】
辺α１０７およびβ１０８のそれぞれに励起された表面プラズモンポラリトンのそれぞれは、主に微小開口１０３の側壁面Ａ１１２およびＢ１１３のそれぞれを伝搬して、入射面１０４から出射面１０５に伝搬する。これにより、表面プラズモンポラリトンが、入射光１０６のエネルギーを出射面１０５に伝搬する。
【００３１】
なお、側壁面Ａ１１２は、辺α１０７およびγ１０９を有する微小開口１０３の側壁であり、側壁面Ｂ１１３は、辺β１０８およびδ１１０を有する微小開口１０３の側壁である。
【００３２】
表面プラズモンポラリトンは、出射面１０５に到達すると、辺γ１０９およびδ１１０のそれぞれに励起される。その励起された表面プラズモンポラリトンは、近接場光を発生する。このとき、その励起された表面プラズモンポラリトンは、伝搬光も発生する。これは、伝搬光である入射光１０６が表面プラズモンポラリトンを励起した過程と逆の過程が発生するためである。
【００３３】
このとき、近接場光が効率良く発生されるためには、微小開口１０３の形状が高効率条件を満たせばよい
具体的には、微小開口１０３の辺α１０７、β１０８、γ１０９およびδ１１０の長さが、その励起される表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍に等しいまたは略等しい。または、その各辺の長さが、その波長の整数または半整数倍から予め定められた規定値だけ短い長さに略等しければよい。
【００３４】
さらに言えば、表面プラズモンポラトリンの部材１０１内部への染み込みが無視できる場合、その各辺の長さが、その励起される表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍に等しいまたは略等しいことが必要である。その染み込みが無視できない場合、その各辺の長さが、その波長の整数または半整数倍から規定値だけ短い長さに等しいまたは略等しいことが必要である。
【００３５】
なお、規定値は、各辺に対して以下の値である。つまり、規定値は、その辺の両端のそれぞれからその辺に沿った方向に染み込む表面プラズモンポラトリンの長さのそれぞれの和である。ここで、その染み込む長さは、部材１０１を形成する導電体の種類や、その導電体および部材１０１を覆う誘電体の誘電率に応じて定められる。
【００３６】
微小開口１０３の形状が高効率条件を満たせば、その各辺で励起される表面プラズモンポラトリンが定在波になることが可能になる。
【００３７】
定在波は波が変形しないため、その波の変形によって消失されるエネルギーがなく、入射光１０６のエネルギーを効率よく表面プラズモンポラリトンに変換することが可能になる。また、変換された表面プラズモンを出射面１０５に効率良く伝搬させることができる。したがって、近接場光が効率良く発生される。
【００３８】
なお、辺の長さは、例えば、基準長の−１０％〜１０％の範囲に含まれていれば、その基準長と略等しいとみなせる。基準長は、その波長の整数または半整数倍の長さ、または、その波長の整数または半整数倍から規定値だけ短い長さである。
【００３９】
図１Ｂは、辺γ１０９で励起される表面プラズモンポラリトンの定在波を示した模式図である。
【００４０】
図１Ｂでは、低電子密度領域１１４と、高電子密度領域１１５とが示されている。低電子密度領域１１４は、表面プラズモンポラリトンである電子密度波の電子密度が低い領域であり、高電子密度領域１１５は、その電子密度波の電子密度が高い領域である。
【００４１】
ここで、辺γ１０９の長さは、表面プラズモンポラリトンの波長の２倍と等しいとする。この場合、低電子密度領域１１４および高電子密度領域１１５は、辺γ１０９上に交互に２度ずつ現れ、表面プラズモンポラリトンは、２波長の定在波として励起される。
【００４２】
このような電界密度分布を形成できる条件が、高効率条件となる。
【００４３】
ここで、表面プラズモンポラリトンの波長は、数１のλsppで表される。
【００４４】
【数１】
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数１において、λ0は入射光１０６の波長、ε1は誘電体（部材１０１を覆う誘電体）の誘電率、εmは導電体（部材１０１）の誘電率である。したがって、近接場光が効率良く発生されるためには、辺α１０７、β１０８、γ１０９およびδ１１０の長さ「ｂ」は、波長λsppの整数倍または半整数倍と等しいまたは略等しい必要がある。
【００４５】
また、表面プラズモンポラリトンが側壁面Ａ１１２およびＢ１１３のそれぞれを伝搬するので、微小開口１０３は、表面プラズモンポラリトンの導波路とみなせる。この場合、辺γ１０９およびδ１１０の長さは、その導波路の幅に相当する。
【００４６】
なお、この導波路の幅がカットオフ波長に近い場合、表面プラズモンポラリトンが入射面１０４から出射面１０５に伝搬する際に、表面プラズモンポラリトンのエネルギーの損失が大きくなる。
【００４７】
表面プラズモンポラリトンがその側壁面Ａ１１２およびＢ１１３のそれぞれから部材１０１の内部に染み込まない理想金属で部材１０１が形成されている場合、導波路のカットオフ波長は、入射光１０６の半分である。しかしながら、実際の金属の場合、表面プラズモンポラリトンが部材１０１の内部に染み込むため、導波路の幅は、入射光１０６の半分以下になっても、ある程度のエネルギーが出射面に伝播する。
【００４８】
また、微小開口１０３の形状は、入射光１０６の偏光方向と成す角が直角である辺の長さが、表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍に略等しかった。しかしながら、微小開口１０３の全ての辺の長さが、表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍に略等しくてもよい。
【００４９】
さらに、入射面１０４および出射面１０５の両方における微小開口１０３の形状が、高効率条件を満たしていた。これが望ましいが、入射面１０４および出射面１０５の少なくともどちらか一方における微小開口１０３の形状が、高効率条件を満たしていれば、従来よりも効率良く近接場光を発生することが可能である。
【００５０】
次に、微小開口の形状の他の例を説明する。
【００５１】
図２Ａは、微小開口の形状が円形の場合における光源の概略を示す模式図である。
【００５２】
図２Ａにおいて、光源は、図１Ａと同様に、部材１０１と、照射部１０２とを含む。
【００５３】
図２Ａにおいて、部材１０１には、微小開口１０３の代わりに、微小開口２０１が形成されている。
【００５４】
微小開口２０１は、部材１０１の入射面１０４から出射面１０５に貫通する開口である。微小開口２０１の大きさは、入射光１０６の波長より小さいとする。
【００５５】
また、部材１０１の入射面１０４および出射面１０５のそれぞれにおける微小開口２０１の形状は、略円形である。なお、その略円形の周長は、ｃであるとする。
【００５６】
この場合、表面プラズモンポラリトンの定在波を励起するには、その周長「ｃ」が、表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍に等しいまたは略等しいことが必要である。これは、表面プラズモンポラリトンの定在波は、その円形の周上に励起される必要があるからである。
【００５７】
その周上に励起された表面プラズモンポラリトンは、主に微小開口２０１の側壁面を伝搬して、入射面１０４から出射面１０５に伝搬する。
【００５８】
表面プラズモンポラリトンは、出射面１０５に到達すると、微小開口２０１である略円形の周上に励起される。その励起された表面プラズモンポラリトンは、近接場光と伝搬光を発生する。
【００５９】
図２Ｂは、円形の周上に励起される表面プラズモンポラリトンの定在波を示した模式図である。
【００６０】
図２Ｂでは、低電子密度領域２０２と、高電子密度領域２０３とが示されている。低電子密度領域２０２は、表面プラズモンポラリトンである電子密度波の電子密度が低い領域であり、高電子密度領域２０３は、その電子密度波の電子密度が高い領域である。
【００６１】
ここで、微小開口２０１である略円形の周長は、表面プラズモンポラリトンの波長と等しいまたは略等しいとする。この場合、低電子密度領域２０２および高電子密度領域２０３は、その略円形の周上に１度ずつ現れ、表面プラズモンポラリトンは、１波長の定在波として励起される。
【００６２】
このような、電界密度分布を形成できる条件が、高効率条件となる。
【００６３】
また、照射部１０２が入射光１０６として円偏光を照射する場合、以下の条件が満足されることが望ましい。つまり、微小開口２０１の形状が略円形であり、その略円形の周長ｃが表面プラズモンポラリトンの波長と等しいまたは略等しいことが望ましい。
【００６４】
これは、表面プラズモンポラリトンがその円形の周上を伝搬する速度と、その円偏光による偏光方向（偏光面）の回転速度が等しくなるためである。これらの速度が等しくなると、表面プラズモンポラリトンと入射光１０６が位相整合して、効率よく表面プラズモンポラリトンを励起される。
【００６５】
図３は、円偏光の入射光１０６により励起される表面プラズモンポラリトンを示した模式図である。
【００６６】
図３では、低電子密度領域３０１と、高電子密度領域３０２とが示されている。低電子密度領域３０１は、表面プラズモンポラリトンである電子密度波の電子密度が低い領域であり、高電子密度領域３０２は、その電子密度波の電子密度が高い領域である。
【００６７】
ここで、微小開口２０１である略円形の周長は、表面プラズモンポラリトンの波長と等しいまたは略等しいとする。低電子密度領域２０２および高電子密度領域２０３は、その略円形の周上に１度ずつ現れ、偏光方向の変化と共に移動する。このとき、表面プラズモンポラリトンと入射光１０６が位相整合して、効率よく表面プラズモンポラリトンを励起される。
【００６８】
このような、電界密度分布を形成できる条件が、高効率条件となる。
【００６９】
なお、本実施の形態において、微小開口２０１の深さも、入射面１０４および出射面１０５の周囲で励起される表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍に等しいまたは略等しいことが望ましい。
【００７０】
微小開口２０１の深さは、表面プラズモンポラリトンの導波路の長さに相当する。この長さが表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍に等しいまたは略等しいと、入射面１０４から出射面１０５に伝達する表面プラズモンポラリトンが定在波になる。これにより、効率良く入射光１０６のエネルギーを出射面１０５に伝達することが可能になり、効率良く近接場光を発生することが可能になる。
【００７１】
また、通常、微小開口２０１の深さが深いほど、表面プラズモンポラリトンの伝播によるエネルギーの損失が増大する。このため、効率良く入射光１０６のエネルギーを出射面１０５に伝達するためには、通常、微小開口２０１の深さは、浅いほどよい。
【００７２】
したがって、通常、微小開口２０１の深さは、表面プラズモンポラリトンの半波長に等しいまたは略等しいと、最も効率良く近接場光を発生することが可能になる。しかしながら、微小開口２０１の深さが表面プラズモンポラリトンの波長またはそれ以上の場合に、最も効率良く近接場光を発生することがある。ここで、最も効率良く近接場光を発生することが可能な微小開口２０１の深さは、部材１０１を形成する導電体の種類や微小開口２０１内部の有効誘電率などにより異なる。
【００７３】
また、微小開口１０３または２０１の側壁面を伝播する表面プラズモンポラリトンの波長は、微小開口１０３または２０１内部の有効誘電率によって異なる。このため、必ずしも、その伝搬する表面プラズモンポラリトンの波長は、入射面１０４および出射面１０５で励起される表面プラズモンポラリトンの波長と等しいわけではない。
【００７４】
さらに、微小開口１０３または２０１の数は、一つだけであったが、実際には、複数でもよい。
【００７５】
次に、実施例を説明する。
【実施例１】
【００７６】
（略多角形または略円形の微小開口・直線偏光）
図４は、実施例１の光源の構成を示す模式図である。
【００７７】
図４において、光源は、部材１０１と、照射部１０２とを含む。
【００７８】
部材１０１は、本実施例では、Ａｇの自立薄膜であるとする。また、部材１０１の厚さは、３００ｎｍ程度であるとする。さらに、部材１０１は、空気で覆われているとする。
【００７９】
なお、部材１０１は、Ａｇで形成されていたが、Ａｇに限らず、表面プラズモンポラリトンを効率良く励起できる材料であれば、金属でも半導体でもよい。部材１０１は、例えば、Ａｇ、Ａｕ、ＣｕおよびＡＬなどで形成されることが特に好ましい。また、部材１０１は、自立薄膜でなく、支持部材に支持されてもよい。
【００８０】
また、部材１０１には、微小開口４０１が形成されている。微小開口４０１は、部材１０１の入射面１０４から出射面１０５に貫通する開口である。また、微小開口４０１の大きさは、入射光１０６の波長より小さい。
【００８１】
また、入射面１０４および出射面１０５のそれぞれにおける微小開口４０１の形状は、略正方形である。
【００８２】
この略正方形の各辺の長さは、入射光１０６が照射されることにより励起される表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍に等しいまたは略等しい。または、その長さは、その表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍から予め定められた値だけ短い長さに等しいまたは略等しい。
【００８３】
以下では、この略正方形の各辺の長さは、その表面プラズモンポラリトンの波長の長さと等しいまたは略等しいとする。
【００８４】
照射部１０２は、入射光１０６として直線偏光を照射している。なお、入射光１０６の偏光方向は、図４のＥの向きである。入射光１０６は、レーザー光である。
【００８５】
入射光１０６の波長は、略４８８ｎｍであるとする。この場合、空気とＡg界面で励起される表面プラズモンポラリトンの波長は、略４５６ｎｍである。
【００８６】
ここで、入射面１０４における微小開口４０１の辺α４０２およびβ４０３は、入射光１０６の偏光方向と成す角が直角であるとする。また、出射面１０５における微小開口４０１の辺γ４０４およびδ４０５は、入射光１０６の偏光方向と成す角が直角であるとする。
【００８７】
この構成において、入射光１０６が部材１０１の入射面１０４に照射されると、辺α４０２およびβ４０３のそれぞれに、表面プラズモンポラリトンが励起される。その表面プラズモンポラリトンの波長は、略４５６ｎｍである。
【００８８】
辺α４０２およびβ４０３のそれぞれで励起された表面プラズモンポラリトンのそれぞれは、主に微小開口４０１内の側壁面Ａ４０６およびＢ４０７のそれぞれを伝搬して、入射面１０４から出射面１０５に伝搬する。
【００８９】
なお、側壁面Ａ４０６は、辺α４０２およびγ４０３を有する微小開口４０１の側壁であり、側壁面Ｂ４０７は、辺β４０４およびδ４０５を有する微小開口４０１の側壁である。
【００９０】
表面プラズモンポラリトンは、出射面１０５に到達すると、辺γ４０４およびδ４０５のそれぞれに定在波として励起される。この定在波として励起された表面プラズモンポラリトンのエネルギーは、近接場光と伝搬光になる。
【００９１】
このように、微小開口４０１の形状を、その辺上で表面プラズモンポラリトンの定在波が励起することが可能なようにしておくことで、微小開口４０１内を高効率に入射光１０６のエネルギーを伝搬することが可能になる。したがって、微小開口４０１の大きさ程度の微細領域に近接場光を効率良く発生することが可能になる。
【００９２】
なお、微小開口４０１の形状は、本実施例では、略正方形であったが、略正方形に限らない。微小開口４０１の形状は、表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍に等しいまたは略等しい辺を有する形状である。または、微小開口４０１の形状は、その表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍または半整数倍から予め定められた値だけ短い長さに略等しい辺を有する形状であればよい。例えば、微小開口４０１の形状は、このような辺を有する略多角形でよい。
【００９３】
このような辺が複数ある場合、それらの辺の中で、少なくとも入射光１０６の偏光方向と成す角が直角に最も近い辺の長さが、その表面プラズモンポラリトンの波長の半整数倍または整数倍に等しいまたは略等しいことが望ましい。
【００９４】
さらに、微小開口４０１の形状は、略円形または略楕円形などの頂点を持たない滑らかな形状でもよい。この場合、近接場光が効率良く発生されるためには、その滑らかな形状の周長が、その周で励起される表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍と等しいまたは略等しいことが必要である。
【００９５】
次に効果を説明する。
【００９６】
本実施例によれば、微小開口４０１の形状は、部材１０１に入射光１０６が照射されたことにより励起される表面プラズモンポラリトンの波長の半整数または整数倍に等しいまたは略等しい辺を有する形状である。または、微小開口４０１の形状は、その波長の半整数または整数倍から予め定められた値だけ短い長さに等しいまたは略等しい辺を有する形状である。
【００９７】
この場合、その辺に励起される表面プラズモンポラリトンを定在波にすることが可能になる。また、その表面プラズモンポラリトンが近接場光を発生する。このため、定在波はエネルギーの損失が小さいので、近接場光を効率良く発生することが可能になる。
【００９８】
また、本実施例では、照射部１０２は、入射光１０６として直線偏光を照射する。また、上記のような辺の中で、少なくとも入射光１０６の偏光方向と成す角度が直角に最も近い辺の長さが、表面プラズモンポラリトンの波長の半整数または整数倍に等しいまたは略等しい形状である。または、その一辺が、その表面プラズモンポラリトンの波長の半整数または整数倍から予め定められた値だけ短い長さに等しいまたは略等しい形状である。
【００９９】
入射光１０６が辺に照射されたとき、入射光１０６の電場ベクトルのその辺に対する垂直成分によって、表面プラズモンポラリトンが発生する。このため、入射光１０６の偏光方向と成す角度が直角に近いほど、効率良く入射光１０６のエネルギーを表面プラズモンポラリトンに変換することができる。
【０１００】
したがって、上記の構成により、効率良く入射光１０６のエネルギーを表面プラズモンポラリトンに変換することが可能になる。よって、近接場光を効率良く発生することが可能になる。
【０１０１】
また、本実施例では、入射面１０４および出射面１０５の両方における微小開口４０１の形状が、上記のような辺を有する形状である。
【０１０２】
この場合、入射面１０４および出射面１０５の両方で表面プラズモンポラリトンが定在波になるので、近接場光をより効率良く発生することが可能になる。
【０１０３】
また、本実施例では、部材１０１は、金属または半導体で形成される。
【０１０４】
また、本実施例では、微小開口４０１の形状は、滑らかな形状である。その形状の周長が、部材１０１に入射光１０６が照射されたことにより励起される表面プラズモンポラリトンの波長の整数倍に等しいまたは略等しい。
【０１０５】
この場合、その周上に励起される表面プラズモンポラリトンが定在波にすることが可能になる。また、その表面プラズモンポラリトンが近接場光を発生する。このため、近接場光を効率良く発生することが可能になる。
【実施例２】
【０１０６】
（略円形の微小開口・円偏光）
図５は、実施例２の光源の構成を示す模式図である。
【０１０７】
図５において、光源は、部材１０１と、照射部１０２とを含む。
【０１０８】
照射部１０２は、入射光１０６として円偏光を照射する。
【０１０９】
部材１０１には、微小開口５０１が形成されている。なお、微小開口５０１は、部材１０１の入射面１０４から出射面１０５に貫通する開口である。また、微小開口５０１の大きさは、入射光１０６の波長より小さい。
【０１１０】
また、入射面１０４および出射面１０５のそれぞれにおける微小開口５０１の形状は、略円形である。その円形の周長は、表面プラズモンポラリトンの波長の長さと等しいまたは略等しいとする。
【０１１１】
ここで、空気とＡｇ界面での表面プラズモンポラリトンの波長は、略４５６ｎｍである。このため、例えば、その円形の半径を略７３ｎｍにすれば、その円形の周長は、４５８ｎｍとなり、周長が表面プラズモンポラリトンの波長の長さと略等しくなる。
【０１１２】
この構成において、入射光１０６が部材１０１の入射面１０４に照射されると、入射面１０４における微小開口５０１の周上に、表面プラズモンポラリトンが励起される。
【０１１３】
その周上に励起された表面プラズモンポラリトンは、主に微小開口５０１内の側壁面５０２を伝搬して、入射面１０４から出射面１０５に伝搬する。
【０１１４】
表面プラズモンポラリトンは、出射面１０５に到達すると、出射面１０５における微小開口５０１の周上に、表面プラズモンポラリトンが励起される。この励起された表面プラズモンポラリトンは、近接場光と伝搬光になる。
【０１１５】
また、入射面１０４および出射面１０５における微小開口５０１の周上に励起された表面プラズモンポラリトンは、入射光１０６と位相整合するので、効率良く表面プラズモンポラリトンを励起する。
【０１１６】
次に、効果を説明する。
【０１１７】
本実施例によれば、照射部１０２は、入射光１０６として円偏光を照射する。また、略円形の周長は、表面プラズモンポラリトンの波長に等しいまたは略等しい。
【０１１８】
この場合、表面プラズモンポラリトンは、入射光１０６と位相整合するので、効率良く表面プラズモンポラリトンを励起することが可能になる。したがって、入射光１０６が円偏光でも、周長を表面プラズモンポラリトンの定在波にすることが可能な長さにしておくことで、効率良く表面プラズモンポラリトンを励起することが可能になる。
【実施例３】
【０１１９】
センシング装置
本実施例は、上記の実施の形態、実施例１または実施例２の光源を用いたセンシング装置を説明する。
【０１２０】
図６は、本実施例のセンシング装置の構成を示す模式図である。
【０１２１】
図６において、センシング装置は、白色光発生装置６０１と、近接場光発生構造６０２と、ＸＹＺステージ６０３と、ステージ駆動回路６０４と、分光器６０５と、光電子倍増管６０６と、計測制御コンピュータ６０７とを含む。なお、このセンシング装置には、センシングする観察試料である試料６０８が設置されている。
【０１２２】
白色光発生装置６０１は、白色光のビーム６０９を近接場光発生構造６０２に照射する照射部である。
【０１２３】
近接場光発生構造６０２は、ビーム６０９により近接場光を発生する。
【０１２４】
図７は、近接場光発生構造６０２の構成の概略を示した模式図である。
【０１２５】
図７において、近接場光発生構造６０２は、部材１０１と、支持基板７０１とを含む。
【０１２６】
部材１０１には、微小開口７０２が形成されている。なお、入射面１０４および出射面１０５における微小開口７０２の形状は、図４で示した形状と同じであるとする。なお、その微小開口の７０２の形状は、図４で示した形状に限らず、図１Ａ、図２Ａまたは図５で示した形状などでもよい。
【０１２７】
支持基板７０１は、部材１０１を支持する。ここで、支持基板７０１は、少なくとも微小開口７０２を空気で覆うための開口部７０３を有する。開口部７０３の大きさは、１０ｍｍ口であるとする。しかしながら、開口部７０３の大きさは１０ｍｍ口に限らない。開口部７０３の大きさは、少なくもビーム６０９の波長よりも大きければよく、微小開口７０２に比べて十分大きいことが望ましい。
【０１２８】
図６に戻る。近接場光発生構造６０２は、試料６０８を支持する。近接場光発生構造６０２は、ビーム６０９により発生された近接場光を試料６０８に照射する。
【０１２９】
ＸＹＺステージ６０３は、試料６０８を設置するための設置部材である。具体的には、ＸＹＺステージ６０３は、近接場光発生構造６０２を３次元に駆動支持して、近接場光発生構造６０２上に試料６０８を設置する。
【０１３０】
ステージ駆動回路６０４は、ＸＹＺステージ６０３を駆動して、試料６０８の３次元位置を制御する駆動部である。
【０１３１】
分光器６０５は、近接場光発生構造６０２が発生した近接場光の試料６０８による透過光６１０を分光する。
【０１３２】
光電子倍増管６０６は、近接場光発生構造６０２が発生した近接場光に関する光を検知する検知部である。具体的には、光電子倍増管６０６は、分光器６０５が分光した透過光６１０を検知する。さらに言えば、光電子倍増管６０６は、透過光６１０の強度を波長ごとに検知する。
【０１３３】
計測制御コンピュータ６０７は、光電子倍増管６０６が検知した透過光６１０に基づいて、試料６０８に関する情報を検知する情報検知部である。試料６０８に関する情報は、例えば、試料６０８の屈折率などである。なお、試料６０８に関する情報は、試料６０８の屈折率に限らず適宜変更可能である。
【０１３４】
また、計測制御コンピュータ６０７は、ステージ駆動回路６０４を制御して、ＸＹＺステージ６０３を３次元に駆動する。これにより、近接場光を照射する試料６０８の位置を変更することができる。
【０１３５】
なお、白色光発生装置６０１および近接場光発生構造６０２は、図４で示した光源を構成する。また、白色光発生装置６０１、近接場光発生構造６０２、分光器６０５および光電子倍増管６０６は、光ヘッドを構成する。
【０１３６】
また、本実施例では、光電子倍増管６０６は、近接場光による透過光を検知していたが、それに限らず、近接場光に関する光を検知するように構成してもよい。近接場光に関する光は、試料や記録媒体などの照射物による透過光、反射光または散乱光などである。これにより、光ヘッドを、センシング装置だけでなく様々な装置で用いることが可能になる。
【０１３７】
次に動作を説明する。
【０１３８】
先ず、白色光発生装置６０１は、ビーム６０９を近接場光発生構造６０２に照射する。近接場光発生構造６０２は、ビーム６０９が照射されると、ビーム６０９により近接場光を発生する。その発生された近接場光が、試料６０８に照射される。
【０１３９】
分光器６０５は、その照射された近接場光の試料６０８による透過光６１０を受光し、透過光６１０を分光する。
【０１４０】
光電子倍増管６０６は、分光器６０５が分光した透過光６１０を受光し、透過光６１０の強度を波長ごとに検知する。光電子倍増管６０６は、その検知した透過光６１０の波長ごとの強度を計測制御コンピュータ６０７に出力する。
【０１４１】
計測制御コンピュータ６０７は、その波長ごとの強度を受信すると、その波長ごとの強度に基づいて、試料６０８に関する情報を検知する。
【０１４２】
また、計測制御コンピュータ６０７は、ステージ駆動回路６０４に、ＸＹＺステージ６０３の移動距離および移動方向を示す制御信号を出力する。ステージ駆動回路６０４は、その制御信号を受信すると、その制御信号が示す移動距離および移動方向だけＸＹＺステージ６０３を駆動する。これにより、試料６０８にビーム６０９を照射する位置を変更することができる。
【０１４３】
次に効果を説明する。
【０１４４】
本実施例によれば、光ヘッドは、実施の形態、実施例１または２による光源を含む。また、光電子倍増管６０６が、その光源が発生した近接場光に関する光を検知する。
【０１４５】
この場合、近接場光を効率良くできるため、高感度の光ヘッドを構成することが可能になる。
【０１４６】
また、本実施例では、センシング装置は、実施の形態、実施例１または２による光源を含む。また、光電子倍増管６０６は、その光源が発生した近接場光の試料６０８による透過光６１０を検知する。
【０１４７】
この場合、近接場光を効率良く発生できるため、高感度および高速度なセンシング（例えば、屈折率センシングやバイオセンシング）を行なうことが可能になる。さらに、短時間時でセンシングすることが可能になる。
【０１４８】
なお、センシング速度を更に向上させるために、その光源を複数設けて、マルチヘッドのセンシング装置を構成してもよい。
【実施例４】
【０１４９】
表面観察装置
本実施例は、上記の実施の形態、実施例１または実施例２の光源を用いた表面観察装置を説明する。
【０１５０】
図８は、表面観察装置の構成を示す模式図である。なお、この表面観察装置は、ルミネーションモードの近接場光学顕微鏡(ＳＮＯＭ)である。
【０１５１】
図８において、表面観察装置は、近接場光発生構造６０２と、ＸＹＺステージ６０３と、ステージ駆動回路６０４と、光電子倍増管６０６と、計測制御コンピュータ６０７とを含む。さらに、表面観察装置は、ビーム発生装置８０１と、基板８０２と、集光レンズ８０３と、ディスプレイ８０４とを含む。なお、この表面観察装置には、表面構造を解析する観察試料である試料８０５が設置されている。
【０１５２】
ビーム発生装置８０１は、単色のビーム８０６を近接場光発生構造６０２に照射する照射部である。なお、ビーム８０６の波長は、４８８ｎｍであるとする。
【０１５３】
近接場光発生構造６０２は、試料８０５の表面に対して、例えば、１００ｎｍ以下の距離まで近接され、ビーム８０６により発生される近接場光を試料８０５に照射する。
【０１５４】
基板８０２は、試料８０５を支持する。
【０１５５】
ＸＹＺステージ６０３は、試料８０５を設置する。具体的には、ＸＹＺステージ６０３は、基板８０２を３次元に駆動支持して、基板８０２上に試料６０８を設置する。
【０１５６】
ステージ駆動回路６０４は、ＸＹＺステージ６０３を駆動して、試料８０５の３次元位置を制御する。
【０１５７】
集光レンズ８０３は、近接場光発生構造６０２が発生した近接場光の試料８０５による散乱光を集光する。
【０１５８】
光電子倍増管６０６は、近接場光発生構造６０２が発生した近接場光の試料８０５による散乱光を検知する。具体的には、光電子倍増管６０６は、集光レンズ８０３が集光した散乱光の強度を検知する。
【０１５９】
計測制御コンピュータ６０７は、光電子倍増管６０６が検知した散乱光に基づいて、試料８０５の表面構造を検知する。
【０１６０】
ディスプレイ８０４は、計測制御コンピュータ６０７が検知した試料８０５の表面構造を表示する表示装置である。
【０１６１】
なお、ビーム発生装置８０１および近接場光発生構造６０２は、図４で示した光源を構成する。また、ビーム発生装置８０１、近接場光発生構造６０２、集光レンズ８０３および光電子倍増管６０６は、光ヘッドを構成する。
【０１６２】
また、本実施例の構成を用いて、ストレージ装置や露光装置を構成することも可能である。
【０１６３】
次に動作を説明する。
【０１６４】
先ず、ビーム発生装置８０１は、ビーム８０６を近接場光発生構造６０２に照射する。近接場光発生構造６０２は、ビーム８０６が照射されると、ビーム８０６により表面プラズモンポラリトンを励起し、その表面プラズモンポラリトンから近接場光を発生する。その発生された近接場光が、試料８０５に照射される。
【０１６５】
集光レンズ８０３は、その照射された近接場光の試料８０５による散乱光を光電子倍増管６０６に集光する。
【０１６６】
光電子倍増管６０６は、集光レンズ８０３にて集光された散乱光を受光し、その散乱光の強度を検知する。光電子倍増管６０６は、その検知した散乱光の強度をＳＮＯＭ信号８０７として計測制御コンピュータ６０７に出力する。
【０１６７】
計測制御コンピュータ６０７は、ＳＮＯＭ信号８０７を受信すると、そのＳＮＯＭ信号８０７に基づいて、試料８０５の表面構造を検知する。計測制御コンピュータ６０７は、その検知した表面構造をディスプレイ８０４に表示する。
【０１６８】
例えば、計測制御コンピュータ６０７は、以下のような動作を行い、試料８０５の表面構造を検知する。
【０１６９】
つまり、計測制御コンピュータ６０７は、ステージ駆動回路６０４に、ＸＹＺステージ６０３の移動距離および移動方向を示す制御信号を出力する。その後、計測制御コンピュータ６０７は、ＳＮＯＭ信号８０７を受信すると、そのＳＮＯＭ信号８０７に基づいて、試料８０５のビーム８０６が照射された位置の表面構造を検知する。
【０１７０】
計測制御コンピュータ６０７は、上記の動作を繰り返して、試料８０５を走査する。計測制御コンピュータ６０７は、その走査結果に基づいて、試料８０５の表面を３次元プロットすることで、試料８０５の表面構造をＳＮＯＭ像として検知する。その後、計測制御コンピュータ６０７は、そのＳＮＯＭ像をディスプレイ８０４に表示する。
【０１７１】
次に効果を説明する。
【０１７２】
本実施例によれば、表面観察装置は、実施の形態、実施例１または２による光源を含む。また、光電子倍増管６０６は、その光源が発生した近接場光の試料８０５による散乱光を検知する。
【０１７３】
この場合、近接場光を効率良く発生できるため、高速に試料８０５を観察することが可能になる。また、近接場光を試料８０５に照射しているため、光の回折限界を超える解像度で試料８０５に関する情報を検知することが可能になる。
【実施例５】
【０１７４】
情報記録再生装置
本実施例は、上記の実施の形態、実施例１または実施例２の光源を用いた情報記録再生装置の構成を示すものである。
【０１７５】
図９は、本実施例の情報記録再生装置の構成を示す模式図である。
【０１７６】
図９において、情報記録再生装置は、近接場光ヘッド９０１と、基板９０２と、回転モータ９０３と、回転モータ駆動回路９０４と、記録再生制御コンピュータ９０５とを含む。なお、この情報記録再生装置には、記録媒体９０６が設置されている。
【０１７７】
近接場光ヘッド９０１は、近接場光発生構造６０２と、ビーム発生装置８０１と、集光レンズ８０３と、アバランシェフォトダイオード９０７とを含む。
【０１７８】
ビーム発生装置８０１は、単色のビーム７０６を近接場光発生構造６０２に照射する。なお、ビーム７０６の波長は、４８８ｎｍであるとする。
【０１７９】
ビーム７０６には、記録媒体９０６にデータを記録させるための記録用ビームと、記録媒体９０６の中の情報を再生するための再生用ビートとがある。なお、記録用ビームは、再生用ビームより強度が高い。
【０１８０】
近接場光発生構造６０２は、記録媒体９０６の表面に対して、例えば、１００ｎｍ以下の距離まで近接され、ビーム７０６により発生される近接場光を記録媒体９０６に照射する。
【０１８１】
集光レンズ８０３は、近接場光の記録媒体９０６による信号光を集光する。なお、信号光は、透過光、散乱光または反射光である。以下では、信号光は、散乱光であるとする。なお、この近接場光は、再生用ビームが近接場光発生構造６０２に照射されたことにより発生する近接場光である。
【０１８２】
アバランシェフォトダイオード９０７は、近接場光発生構造６０２が発生した近接場光に関する光を検知することにより、記録媒体９０６の中の情報を再生する光検知部である。本実施例では、アバランシェフォトダイオード９０７は、その近接場光の記録媒体９０６による散乱光を検知する。さらに言えば、アバランシェフォトダイオード９０７は、集光レンズ８０３が集光した散乱光の強度を検知する。
【０１８３】
アバランシェフォトダイオード９０７は、その検知した散乱光の強度を、記録媒体９０６の中の情報を再生した再生信号として記録再生制御コンピュータに出力する。
【０１８４】
なお、ビーム発生装置８０１および近接場光発生構造６０２は、図４で示した光源を構成する。
【０１８５】
基板９０２は、記録媒体９０６を設置するための設置部材である。具体的には、基板９０２は、記録媒体９０６を回転支持する。
【０１８６】
回転モータ９０３は、基板９０２を回転させて、記録媒体９０６を回転させる。
【０１８７】
回転モータ駆動回路９０４は、回転モータ９０３を駆動する。
【０１８８】
記録媒体９０６の形状は、ディスク状であるとする。また、記録媒体９０６は、情報を記録するための記録層９０８を含む。
【０１８９】
記録層９０８は、近接場光発生構造６０２から、記録用ビームが照射されたことにより発生する近接場光（以下、記録用近接場光と呼ぶ）が照射されると、その記録用近接場光の強度に応じたデータを記録する。
【０１９０】
また、記録層９０８は、近接場光発生構造６０２から、再生用ビームが照射されたことにより発生する近接場光（以下、再生用近接場光と呼ぶ）が照射されると、その再生用近接場光を散乱する。
【０１９１】
記録再生制御コンピュータ９０５は、近接場光ヘッド９０１を制御して、記録媒体９０６に情報を記録したり、記録媒体９０６の中の情報を読み出したりする制御部である。
【０１９２】
例えば、記録再生制御コンピュータ９０５は、回転モータ駆動回路９０４を駆動し、かつ、近接場光ヘッド９０１から再生用近接場光を発生させる。記録再生制御コンピュータ９０５は、アバランシェフォトダイオード９０７から再生信号を受信すると、その再生信号に基づいて、近接場光ヘッド９０１の位置合わせ（トラッキング）をしたり、その再生信号を外部に出力したりする。
【０１９３】
また、記録再生制御コンピュータ９０５は、回転モータ駆動回路９０４を駆動し、かつ、近接場光ヘッド９０１から近接場光を発生させて、記録用の情報を記録媒体９０６に記録する。このとき、記録再生制御コンピュータ９０５は、その記録用の情報に応じて、近接場光発生構造６０２が発生する近接場光の強度を変化させることで、その記録用の情報を記録媒体９０６に記録する。
【０１９４】
なお、本実施例の構造を用いて、情報処理装置を構成することも可能である。
【０１９５】
次に動作を説明する。
【０１９６】
先ず、トラッキングの動作について説明する。
【０１９７】
トラッキングを行う場合、記録再生制御コンピュータ９０５は、回転を示す回転制御信号を回転モータ駆動回路９０４に出力する。回転モータ駆動回路９０４は、その回転制御信号を受信すると、回転モータ９０３を駆動して記録媒体９０６を回転させる。
【０１９８】
また、記録再生制御コンピュータ９０５は、再生用ビームの強度を示す強度制御信号をビーム発生装置８０１に送信する。
【０１９９】
ビーム発生装置８０１は、その強度制御信号を受信すると、再生用ビームを近接場光発生構造６０２に照射する。近接場光発生構造６０２は、その再生用ビームが照射されると、再生用近接場光を記録媒体９０６に照射する。記録媒体９０６は、再生用近接場光が照射されると、その再生用近接場光を散乱する。集光レンズ８０３は、その記録媒体９０６による再生用近接場光の散乱光をアバランシェフォトダイオード９０７に集光する。
【０２００】
アバランシェフォトダイオード９０７は、その散乱光を受光すると、その散乱光の強度を検知する。アバランシェフォトダイオード９０７は、その散乱光の強度に応じた再生信号を記録再生制御コンピュータ９０５に出力する。記録再生制御コンピュータ９０５は、その再生信号を受信すると、その再生信号からトラッキング信号を取得する。なお、トラッキング信号は、再生用近接場光のトラッキングマーカ（位置決めマーカ）による散乱光に対応する。
【０２０１】
記録再生制御コンピュータ９０５は、そのトラッキング信号に基づいて、近接場光ヘッド９０１の位置決めを行う。記録再生制御コンピュータ９０５は、その位置までの移動距離および移動方向を示す位置制御信号は、近接場光ヘッド９０１に送信する。近接場光ヘッド９０１は、その位置制御信号を受信すると、その位置制御信号が示す移動方向に、その位置制御信号が示す移動距離だけ移動する。
【０２０２】
次に、記録媒体９０６の中の情報を再生する場合について説明する。なお、上記のトラッキングの動作と同じ動作については、説明を省略する。
【０２０３】
記録媒体９０６の中の情報を再生する場合、記録再生制御コンピュータ９０５は、再生用ビームの強度を示す強度制御信号をビーム発生装置８０１に送信する。
【０２０４】
その後、記録再生制御コンピュータ９０５は、アバランシェフォトダイオード９０７から再生信号を受信すると、その再生信号を外部に出力する。例えば、記録再生制御コンピュータ９０５は、その再生信号を図示していないディスプレイなどに表示する。
【０２０５】
次に、記録媒体９０６に情報を記録する場合について説明する。
【０２０６】
この場合、記録再生制御コンピュータ９０５は、その記録用の情報に応じた記録用ビームの強度を示す強度制御信号をビーム発生装置８０１に送信する。ビーム発生装置８０１は、その強度制御信号を受信すると、その強度制御信号が示す強度の記録用ビームを近接場光発生構造６０２に照射する。
【０２０７】
近接場光発生構造６０２は、その記録用ビームが照射されると、記録用近接場光を記録媒体９０６に照射する。記録媒体９０６の記録層９０８は、その記録用近接場光が照射されると、その記録用近接場光に応じた情報（記録再生用情報）を記録する。
【０２０８】
次に効果を説明する。
【０２０９】
本実施例によれば、情報記録再生装置は、実施の形態、実施例１または２による光源を含む。また、アバランシェフォトダイオード９０７は、実施の形態、実施例１または２による光源が発生した近接場光の記録媒体９０６による散乱光を検知することにより、記録媒体９０６の中の情報を再生する。さらに、記録再生制御コンピュータ９０５は、その光源が発生する近接場光の強度を、記録用の情報に応じて変化させることにより、その記録用の情報を記録媒体９０６に記録する。
【０２１０】
したがって、近接場光を効率良く発生できるため、短時間に情報の記録および再生を行うことが可能になる。また、近接場光を記録媒体９０６に照射するため、光の回折限界を超える記録密度を達成することが可能になる。
【０２１１】
なお、記録および再生の速度の更なる向上のために、近接場光ヘッド９０１を複数設けて、マルチヘッドの記録再生装置を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２１２】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態の光源の概略を示す模式図である。
【図１Ｂ】表面プラズモンポラリトンの定在波の一例を示した模式図である。
【図２Ａ】本発明の他の実施の形態の光源の概略を示す模式図である。
【図２Ｂ】表面プラズモンポラリトンの定在波の一例を示した模式図である。
【図３】表面プラズモンポラリトンの他の例を示した模式図である。
【図４】本発明の一実施例の光源の概略を示す模式図である。
【図５】本発明の他の実施例の光源の概略を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施例のセンシング装置の概略を示す模式図である。
【図７】近接場発生構造の構成の一例を示した模式図である。
【図８】本発明の一実施例の表面観察装置の概略を示す模式図である。
【図９】本発明の一実施例の情報記録再生装置の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２１３】
１０１    部材
１０２    照射部
１０４    入射面
１０５    出射面
１０３、２０１、４０１、５０１    微小開口
６０１    白色光発生装置
６０２    近接場光発生構造
６０３    ＸＹＺステージ
６０８、８０５    試料
６０６    光電子倍増管
８０１    ビーム発生装置
９０５    記録再生制御コンピュータ
９０６    記録媒体
９０７    アバランシェフォトダイオード
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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