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遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置 コモンズ

国内特許コード P07A013137
掲載日 2008年3月10日
出願番号 特願2003-547911
登録番号 特許第3796585号
出願日 平成14年11月25日(2002.11.25)
登録日 平成18年4月28日(2006.4.28)
国際出願番号 PCT/JP2002/012273
国際公開番号 WO2003/046519
国際公開日 平成15年6月5日(2003.6.5)
優先権データ
  • 特願2001-360047 (2001.11.26) JP
発明者
  • 重川 秀実
  • 武内 修
  • 山下 幹雄
  • 森田 隆二
出願人
  • 科学技術振興機構
発明の名称 遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置 コモンズ
特許請求の範囲 【請求項1】 超短光レーザーパルス装置と、 この超短光レーザーパルス装置の発生する超短光パルスを二つに分割してポンプ光とプローブ光を形成すると共に、このポンプ光とプローブ光間の中心遅延時間を設定し、かつ、この設定した中心遅延時間を中心としてポンプ光とプローブ光間の遅延時間を一定の光路長振幅及び周波数で変調する遅延変調回路と、 上記遅延時間が変調された上記ポンプ光とプローブ光が照射される試料の直上に、プローブ先端と上記試料の表面との間にトンネル接合を形成するようにプローブを配置し、かつ、このプローブを上記試料の面上で走査する走査プローブ顕微鏡と、 上記ポンプ光とプローブ光が照射されて生ずる上記トンネル接合に流れる上記変調周波数で変調されたトンネル電流であるプローブ信号を、上記変調周波数を参照信号としてロックイン検出するロックイン検出装置と、を有し、 上記遅延変調回路により、上記一定の光路長振幅及び周波数で遅延時間が変調された上記ポンプ光とプローブ光を上記中心遅延時間を連続的に各々変えて複数形成し、この複数のポンプ光とプローブ光の各々が照射されることによって生ずる上記プローブ信号の各々を、上記ロックイン検出装置で上記変調周波数を参照信号としてロックイン検出し、このロックイン検出したプローブ信号の各々から、各々の中心遅延時間におけるプローブ信号の遅延時間に対する変化率を求め、この変化率を遅延時間で積分してプローブ信号の遅延時間依存性を求めることを特徴とする、遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項2】 前記超短光レーザーパルス装置は、フェムト秒オーダーのパルス幅を有する超短光パルスを一定周期で発生することを特徴とする、請求項1に記載の遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項3】 前記遅延変調回路は、ハーフミラーと、ピエゾ・ステージに固定されたミラーから成る二組の可動ミラーとを有し、この二組の可動ミラーの一方又は両方を駆動して、遅延時間の中心値を変化させると共にこの遅延時間を中心遅延時間として一定周波数で変調することを特徴とする、請求項1に記載の遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項4】 前記ロックイン検出装置は、前記遅延時間の変調周波数を参照周波数としてロックイン検出し、前記プローブ信号の前記遅延時間の中心値における、遅延時間に対する変化率に比例した量を検出することを特徴とする、請求項1に記載の遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項5】 前記走査プローブ顕微鏡は、走査トンネル顕微鏡又は原子間力顕微鏡であることを特徴とする、請求項1に記載の遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項6】 超短光レーザーパルス装置と、 この超短光レーザーパルス装置の発生する超短光パルスから複数の波長の異なる超短光パルスを発生し、かつ、これらの波長の異なる複数の超短光パルス間の遅延時間を設定できる超広帯域可変波長多重パルス波形整形装置と、 上記複数の超短光パルスの波長を設定し、これらの複数の超短光パルス間の遅延時間を設定し、かつ、これらの遅延時間を一定タイミングで変調する制御信号を上記超広帯域可変波長多重パルス波形整形装置の二次元空間振幅変調器と二次元空間位相変調器に送出し、かつ、上記遅延時間の変調タイミングをロックイン検出の参照信号としてロックイン検出器に送出する、波長・遅延時間・変調タイミング制御装置と、 この波長・遅延時間・変調タイミング制御装置で制御され、上記超広帯域可変波長多重パルス波形整形装置から出力する複数の超短光パルスが照射される試料の直上に、プローブをこのプローブ先端と上記試料表面との間にトンネル接合が形成されるように配置し、かつ上記試料の面上で上記プローブを走査する走査プローブ顕微鏡と、 この超短光パルスが照射される走査プローブ顕微鏡のプローブ信号を上記変調タイミングを参照信号としてロックイン検出するロックイン検出装置と、を有することを特徴とする、遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項7】 前記波長・遅延時間・変調タイミング制御装置は、所望の前記複数の超短光パルスの波長、遅延時間及び変調タイミング周波数の入力値に基づいて、前記二次元空間振幅変調器と二次元空間位相変調器の制御信号を計算し、この制御信号を上記二次元空間振幅変調器と二次元空間位相変調器に出力し、かつ、上記変調タイミング信号を前記ロックイン検出装置に出力するコンピュータからなることを特徴とする、請求項6に記載の遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項8】 前記ロックイン検出装置は、前記変調タイミングを参照周波数としてロックイン検出し、前記プローブ信号の前記遅延時間における、遅延時間に対する変化率に比例した量を検出することを特徴とする、請求項6に記載の遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
【請求項9】 前記走査プローブ顕微鏡は、又は原子間力顕微鏡であることを特徴とする、請求項6に記載の遅延時間変調型フェムト秒時間分解走査プローブ顕微鏡装置。
産業区分
  • 試験、検査
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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20564_01SUM.gif
出願権利状態 権利存続中
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