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近接場光学顕微鏡の信号光測定システム コモンズ

国内特許コード P110004224
整理番号 AF01P005
掲載日 2011年7月8日
出願番号 特願2008-241151
公開番号 特開2010-071871
登録番号 特許第5270280号
出願日 平成20年9月19日(2008.9.19)
公開日 平成22年4月2日(2010.4.2)
登録日 平成25年5月17日(2013.5.17)
発明者
  • 市村 垂生
  • 矢野 隆章
  • 井上 康志
  • 河田 聡
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 近接場光学顕微鏡の信号光測定システム コモンズ
発明の概要

【課題】近接場光により試料から放射される信号光のプローブ・試料間距離依存性を調べることができる近接場光学顕微鏡の信号光測定システムを提供する。
【解決手段】本発明の信号光測定システムは、試料の表面を走査するプローブ12、光源16、試料から放射される信号光を検出する分光器18を備えている。前記プローブ12はカンチレバーとその先端の銀チップから成る。カンチレバーは振動子20によって加振され、これにより銀チップの先端が試料表面に間接接触する。光源16から放射された光は、光変調器24、ビームスプリッタ26,対物レンズ22,透明基板12を経て試料表面に照射され、試料表面に近接場光を生成させる。この近接場光によって試料から信号光が放射される。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


走査型プローブ顕微鏡の一種である近接場光学顕微鏡は、光の回折限界を超えた空間分解能で顕微イメージングを実現できることから、産業上の実用化が進んでいる。近接場光学顕微鏡では、プローブの周りに発生させた近接場光で試料を照らし、プローブと試料表面との相互作用による散乱光の光強度や光学特性を計測することにより、試料の表面状態を検出する(例えば特許文献1参照)。



プローブには開口型、散乱型があるが、いずれにおいてもプローブ先端と試料の距離に依存して計測される信号光(近接場光)の光強度や光学特性(分光特性)が変化する。これは、プローブと試料の間の化学的相互作用と電磁気学的な相互作用が介在するためである。従って、信号光の、プローブ及び試料間距離依存性を調べることができれば、プローブと分子との相互作用の解明が可能になる。



プローブ先端と試料との距離を制御する方式として、シアーフォース方式、走査型トンネル顕微鏡(STM)方式、原子間力顕微鏡(AFM)方式等がある。
いずれの方式も、プローブ先端と試料間を一定の距離に保つように制御するものであり、任意の距離における信号光を検出するものではない。

【特許文献1】特開2004-132711号公報

産業上の利用分野


本発明は、近接場光によって前記試料から放射される信号光を測定して当該試料のイメージングを行う近接場光学顕微鏡の信号光測定システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
先端が尖鋭なプローブを試料上で走査しつつ、前記プローブ近傍に生成される近接場光によって前記試料から放射される信号光を検出し当該試料のイメージングを行う近接場光学顕微鏡の信号光測定システムにおいて、
a) 前記プローブと前記試料との相対距離を周期的に変化させる振動付与機構と、
b) 前記プローブ近傍に近接場光を生成させるための光を照射する光照射機構と、
c) 前記プローブと前記試料との相対距離の変化に同期して、前記光照射機構が照射する光をON/OFFするためのON/OFF信号を、前記相対距離が異なる複数のタイミングで出力する光強度変調機構と、
d) 異なる複数の出力タイミングで前記試料から放射される信号光をそれぞれ測定することにより、前記相対距離が異なる複数のスペクトルを求め、該複数のスペクトルの形状の変化から該試料の同定を行う信号光測定機構と、
を備えることを特徴とする近接場光学顕微鏡の信号光測定システム。

【請求項2】
光強度変調機構は、ON/OFF信号の出力タイミングを変更可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の近接場光学顕微鏡の信号光測定システム。

【請求項3】
更に、前記試料を載置するガラス製の基板を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の近接場光学顕微鏡の信号光測定システム。

【請求項4】
信号光は、レーリー散乱、ラマン散乱、蛍光、非線形光学信号の中から選択されるいずれかであることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の近接場光学顕微鏡の信号光測定システム。
産業区分
  • 電子管
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2008241151thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 物質現象の解明と応用に資する新しい計測・分析基盤技術 領域
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