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近接場分光装置 NEW

国内特許コード P170014380
整理番号 1737
掲載日 2017年7月7日
出願番号 特願2015-184145
公開番号 特開2017-058281
出願日 平成27年9月17日(2015.9.17)
公開日 平成29年3月23日(2017.3.23)
発明者
  • 井村 考平
  • 溝端 秀聡
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 近接場分光装置 NEW
発明の概要 【課題】分光測定に有用な分光情報を精度良く得ることができる近接場分光装置を提供する。
【解決手段】プローブ11に白色光の測定光を導入して、プローブ11の先端に近接場光を発生させる。プローブ11の先端と試料12の測定点との間の相対距離を所定の条件を満たす第1~第4測定距離に設定して、第1~第4測定距離のそれぞれで反射光の測定を行う。反射光を含む検出光がプローブ11から分光検出部24に送られ、波長ごとの分光データに変換される。波長ごとの各分光データに所定の演算を適用することにより、バックグランド成分を除去した分光測定データを算出する。同一の測定点に対して得られる複数の分光測定データを積算したものを最終的な分光測定データとする。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


光の回折限界を超える空間分解能で試料をイメージングできる近接場光学顕微鏡が知られている。近接場光学顕微鏡は、プローブの先端に局在する近接場光を試料に照射し、その近接場光試料の表面での散乱ないし反射を利用して試料の表面状態を検出している。



また、近接場光学顕微鏡に分光機器等を接続することにより、試料表面の分光特性を検出するようにした近接場分光装置が知られている(例えば特許文献1を参照)。特許文献1の近接場分光装置では、光源としてレーザを用い単一波長のレーザ光をプローブに導入して近接場光を発生させ、試料の表面で散乱や反射された近接場光を採取して、分光する構成になっている。



また、特許文献1では、プローブの先端と試料の表面に近接させて近接場光の散乱光ないし反射光を採取する位置と、プローブの先端の近接場光の領域から試料の表面が十分に離れた位置とのそれぞれでプローブから得られる光の強度を測定し、それら光の強度の差分を取得している。これにより、試料の表面で散乱ないし反射した近接場光以外にプローブに入り込んだ光(バックグランド成分)を除去している。

産業上の利用分野


本発明は、近接場分光装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の波長成分を含む測定光を出力する光源部と、
前記測定光の導入により先端に近接場光を発生させ、先端を試料の表面の測定点に近接することにより近接場光が測定点で反射された反射光を採取するプローブと、
前記プローブの先端と前記試料との相対的な移動によって前記反射光を採取する測定点を移動する走査部と、
前記プローブの先端と前記反射光を採取する測定点との間の相対距離を増減し、前記相対距離の増減を単振動とみなして、前記相対距離を所定角度ずつ位相がずれた3以上の測定距離に順次に設定する測定距離設定部と、
前記測定距離ごとに前記プローブからの前記反射光を含む検出光を分光し、前記検出光の各波長の光強度を出力する分光検出部と、
各々の測定点の各波長について、前記測定距離ごとに得られる前記検出光の同じ波長の光強度に基づいて、前記反射光の当該波長の光強度をそれぞれ算出する分光演算部と
を備えることを特徴とする近接場分光装置。

【請求項2】
前記相対距離の増減による3以上の前記測定距離に設定して前記検出光の各波長の光強度を前記測定距離ごとに出力する測定プロセスを複数回実行し、
前記分光演算部は、前記測定プロセスごとに得られる前記検出光の各波長の光強度に基づいて前記反射光の各波長の光強度を算出し、前記測定プロセスごとに得られる各波長の光強度を同一の波長同士で積算する
ことを特徴とする請求項1に記載の近接場分光装置。

【請求項3】
前記測定距離設定部は、前記測定距離として第1~第4測定距離を設定し、任意の振幅と初期位相とをA、φとしたときに、iを1,2,3,4として第i測定距離Dが式(a)を満たし、
前記分光演算部は、前記第1~第4の測定距離に対応した前記検出光の一の波長の光強度をI~Iとして、式(b)により前記反射光の当該一の波長の光強度Isigを算出することを特徴とする請求項1または2に記載の近接場分光装置。
【数5】



【請求項4】
前記測定距離設定部は、前記測定距離として第1~第5測定距離を設定し、任意の振幅と初期位相とをA、φとしたときに、iを1,2,3,4,5として第i測定距離Dが式(c)を満たし、
前記分光演算部は、前記第1~第5の測定距離に対応した前記検出光の一の波長の光強度をI~Iとして、式(d)により前記反射光の当該一の波長の光強度Isigを算出することを特徴とする請求項1または2に記載の近接場分光装置。
【数6】



【請求項5】
前記光源部は、測定光として白色光を出力することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の近接場分光装置。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2015184145thum.jpg
出願権利状態 公開
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