JP3145643B2 - Fiber optic probe - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば走査型プロ
ーブ顕微鏡の一つである近接場光学顕微鏡において、エ
バネッセント光を検出する光プローブとして使用される
光ファイバープローブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber probe used as an optical probe for detecting evanescent light in a near-field optical microscope, which is one of scanning probe microscopes, for example.
【０００２】[0002]
【従来の技術】通常の光学顕微鏡によって得られる画像
の分解能は使用される光の波長（回折限界）によって制
限される。2. Description of the Related Art The resolution of an image obtained by an ordinary optical microscope is limited by the wavelength of light used (diffraction limit).
【０００３】これに対して、ナノメートルサイズ（光の
波長以下）の構造を持つプローブを備えた近接場光学顕
微鏡においては、光の波長を超えた分解能をもつ光学像
を得ることができる。したがって、この近接場光学顕微
鏡技術を利用することにより、ナノメートル級の分解能
で、例えば生体試料、半導体試料、光メモリー材料、感
光性材料等の物体の形状測定や分光測定、さらにはメモ
リー操作（書き込み／読み出し／消去）、光加工などを
行うことができる。On the other hand, in a near-field optical microscope equipped with a probe having a structure of a nanometer size (light wavelength or less), an optical image having a resolution exceeding the wavelength of light can be obtained. Therefore, by utilizing this near-field optical microscope technology, it is possible to measure the shape and spectroscopic measurement of an object such as a biological sample, a semiconductor sample, an optical memory material, a photosensitive material, and the like with a resolution of the order of nanometers, and further, perform a memory operation ( Write / read / erase), optical processing, and the like.
【０００４】図１０に示すのは近接場光学顕微鏡の一例
である。この顕微鏡は、物体表面の光の波長より小さい
領域に局在するエバネッセント光を検出して物体の形状
を測定するものであり、全反射条件下で物体にレーザ光
が照射されることにより生じたエバネッセント光７０
を、プローブ７２のナノメートルサイズとなされた先鋭
部７１の先端によって散乱させる。FIG. 10 shows an example of a near-field optical microscope. This microscope measures the shape of an object by detecting evanescent light localized in a region smaller than the wavelength of light on the surface of the object, and is generated by irradiating the object with laser light under total internal reflection conditions. Evanescent light 70
Is scattered by the tip of the sharpened portion 71 having a nanometer size of the probe 72.
【０００５】この場合には、プローブが光ファイバーで
形成されており、プローブ７２の先鋭部７１によって散
乱された光は当該先鋭部を通じて光ファイバーのコアに
導かれる。そして、コア内に導かれた光は、光ファイバ
ーのもう一方の端部（出射端）から出射し、検出器によ
り検出される。つまり、この顕微鏡では、光ファイバー
プローブによって散乱と検出の両方が行われる。そし
て、このとき、プローブを物体上で走査させることによ
り、２次元的な検出光の画像を得ることができる。In this case, the probe is formed of an optical fiber, and the light scattered by the sharp portion 71 of the probe 72 is guided to the core of the optical fiber through the sharp portion. Then, the light guided into the core is emitted from the other end (emission end) of the optical fiber, and is detected by the detector. That is, in this microscope, both scattering and detection are performed by the optical fiber probe. Then, at this time, a two-dimensional image of the detection light can be obtained by scanning the probe on the object.
【０００６】なお、この近接場光学顕微鏡では、先鋭部
の先端がナノメーターサイズとなされたプローブ（Ｔｉ
ｐプローブ）の代わりに、金属等の遮光性被覆層を先鋭
部の先端を除いて形成することで、この先鋭部の先端に
ナノメーターサイズの開口を形成したプローブ（開口プ
ローブ）も使用することができる。[0006] In this near-field optical microscope, a probe (Ti) whose tip of a sharp portion has a nanometer size is used.
Instead of the p-probe, a probe (opening probe) having a nanometer-sized opening formed at the tip of the sharp portion by forming a light-shielding coating layer of metal or the like except for the tip of the sharp portion may be used. Can be.
【０００７】以上に説明した近接場光学顕微鏡は、物体
上に生成したエバネッセント光をプローブによって集め
るものであり、コレクションモードと称される。The near-field optical microscope described above collects evanescent light generated on an object by a probe, and is called a collection mode.
【０００８】この他、近接場光学顕微鏡としては、プロ
ーブの開口に生じせしめたエバネッセント光で、物体を
局所的に照らして画像を得るイルミネーションモード
や、プローブの開口に生じせしめたエバネッセント光で
物体を局所的に照らすとともに、プローブの開口によっ
て散乱させた光をプローブを通じて検出して画像を得る
イルミネーション・コレクションモードが知られてい
る。[0008] In addition, as a near-field optical microscope, an object is illuminated with an evanescent light generated at an opening of a probe in an illumination mode in which an image is locally illuminated and an object is illuminated with an evanescent light generated at an opening of the probe. There is known an illumination collection mode in which light is locally illuminated and light scattered by an opening of the probe is detected through the probe to obtain an image.
【０００９】このような近接場光学顕微鏡における物体
とプローブの間のエネルギー移動の現象は、それらの分
極間の近距離相互作用として理解される。ここで物体と
プローブの間で効果的に相互作用が生じる条件として
は、第１に物体とプローブのサイズが近いこと、第２に
物体とプローブの間の距離がプローブのサイズ（Ｔｉｐ
プローブにおいては先端径、開口プローブにおいては開
口径である。）以下になることである。The phenomenon of energy transfer between an object and a probe in such a near-field optical microscope is understood as a short-range interaction between their polarizations. Here, the conditions under which the interaction between the object and the probe occurs effectively include, first, the size of the object and the probe are close, and second, the distance between the object and the probe is determined by the size of the probe (Tip).
It is the tip diameter for a probe, and the opening diameter for an open probe. )
【００１０】それゆえ、近接場光学顕微鏡において、ナ
ノメートル級の分解能を得るためには、ナノメートルサ
イズの先端径のＴｉｐプローブあるいはナノメートルサ
イズの開口径の開口プローブを作製することが重要であ
る。Therefore, in order to obtain a resolution on the order of nanometers in a near-field optical microscope, it is important to prepare a Tip probe having a tip diameter of nanometer size or an aperture probe having an opening diameter of nanometer size. .
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところで、遮光性被覆
層から先鋭部が突出した開口プローブでは、この突出し
た先鋭部（誘電体）の先端径を微小化することで分解能
を高めることができる。しかし、この開口プローブは散
乱効率点で先端部が金属よりなる金属チップに及ばな
い。By the way, in the case of an aperture probe in which a sharp portion protrudes from the light-shielding coating layer, the resolution can be increased by minimizing the tip diameter of the protruding sharp portion (dielectric). However, this aperture probe does not reach the metal tip having a metal tip at the scattering efficiency point.
【００１２】すなわち、散乱効率は、チップの誘電率が
大きい場合ほど増大するので、散乱効率の点では、チッ
プの先端は金属等の誘電率（絶対値）の大きい材料によ
って構成されていることが望ましい。また、一般に金属
に光が照射された場合、自由電子の粗密が励起される。
この励起された自由電子の粗密はプラズモンと称され
る。チップ先端が金属である場合、試料とチップが分極
間近距離相互作用をすることによって、チップ側あるい
は試料側あるいは両方において、このプラズモンが励起
される。さらに、近距離相互作用によってチップの屈折
率がある波長の光に対して非線形に変化して共鳴を起こ
す。金属チップでは、このようなプラズモンの励起や共
鳴によって電場が増強されることが期待される。That is, since the scattering efficiency increases as the dielectric constant of the chip increases, the tip of the chip is made of a material having a large dielectric constant (absolute value) such as a metal in terms of the scattering efficiency. desirable. In general, when a metal is irradiated with light, the density of free electrons is excited.
The density of the excited free electrons is called plasmon. When the tip of the tip is a metal, the plasmon is excited on the tip side, the sample side, or both by the short distance interaction between the sample and the tip. Further, due to the short-range interaction, the refractive index of the chip changes nonlinearly with respect to light of a certain wavelength to cause resonance. In a metal chip, the electric field is expected to be enhanced by such plasmon excitation or resonance.
【００１３】しかし、金属チップは散乱効率には優れる
ものの、コレクションモードで使用する場合、金属製の
チップ内では光が伝搬できないために、当該チップの側
方に散乱する光を集光して検出せざるを得ない。この場
合、チップの最先端からの散乱光のみを弁別するのは困
難な場合が多く、金属チップは分解能を得るには不利で
ある。[0013] However, although the metal chip has excellent scattering efficiency, when used in the collection mode, light cannot be propagated in the metal chip, so that light scattered to the side of the chip is collected and detected. I have to do it. In this case, it is often difficult to discriminate only the scattered light from the tip of the chip, and the metal chip is disadvantageous for obtaining the resolution.
【００１４】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、分解能と散乱効率のいず
れにおいても優れた光ファイバープローブを提供するこ
とを目的とする。Accordingly, the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and has as its object to provide an optical fiber probe which is excellent in both resolution and scattering efficiency.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、コアの周りに、クラッドが設けられて
なる光ファイバーよりなり、光ファイバーの一端に基端
部から突出したコアを先鋭化することで形成された先鋭
部(1)を有する光ファイバープローブであって、上記先
鋭部(1)の表面に、先端部(1a)を除いて遮光性被膜層と
して機能する第１の金属層(2)が形成されるとともに、
前記第１の金属層(2)上と先端部(1a)を覆って第２の金
属層(3) が形成されていることを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an optical fiber comprising a core and a cladding provided around the core. An optical fiber probe having a sharpened portion (1) formed by forming a first metal layer that functions as a light-shielding coating layer on the surface of the sharpened portion (1) except for the tip (1a). (2) is formed,
A second metal layer (3) is formed so as to cover the first metal layer (2) and the tip (1a).
【００１６】本発明に係る光ファイバープローブは、第
２の金属層(3)上に誘電体層(4)が形成されていることを
特徴とする。The optical fiber probe according to the present invention is characterized in that a dielectric layer (4) is formed on the second metal layer (3).
【００１７】このような光ファイバープローブでは、第
１の金属層(2)が形成された領域では光の入射が遮られ
るので、この第１の金属層(2)が形成されていない先端
部(1a)において光が選択的に取り込まれる。したがっ
て、高い分解能が得られる。In such an optical fiber probe, light is blocked in the region where the first metal layer (2) is formed, so that the tip (1a) where the first metal layer (2) is not formed is formed. In), light is selectively taken in. Therefore, high resolution can be obtained.
【００１８】また、先端部において、第２の金属層(3)
が大きい誘電率（絶対値）を持つので、エバネッセント
場を高い散乱効率で散乱することができる。At the tip, a second metal layer (3)
Has a large dielectric constant (absolute value), so that the evanescent field can be scattered with high scattering efficiency.
【００１９】さらに、上記第２の金属層(3)上に誘電体
層(4)を設けると、第２の金属層(3)の腐食が防止される
ようになり、耐久性が向上する。Further, when a dielectric layer (4) is provided on the second metal layer (3), corrosion of the second metal layer (3) is prevented, and durability is improved.
【００２０】また、本発明は、コアの周りに、クラッド
が設けられてなる光ファイバーよりなり、光ファイバー
の一端に基端部から突出したコアを先鋭化することで形
成された先鋭部(5)を有する光ファイバープローブであ
って、上記先鋭部(5)の表面に、先端部(5a)を覆って第
１の金属層(6)及び誘電体層(7)がこの順に形成されると
ともに、上記先端部(5a)を除く領域で遮光性被膜層とし
て機能する第２の金属層(8)が上記誘電体層(7)上に形成
されていることを特徴とする。Further, the present invention provides an optical fiber having a cladding provided around a core, and a sharpened portion (5) formed by sharpening a core protruding from a base end at one end of the optical fiber. An optical fiber probe comprising: a first metal layer (6) and a dielectric layer (7) formed in this order on a surface of the sharp part (5) so as to cover a tip part (5a); A second metal layer (8) functioning as a light-shielding coating layer in a region excluding the portion (5a) is formed on the dielectric layer (7).
【００２１】このような構成の光ファイバープローブで
は、先端部(5a)において、第１の金属層(6)と先鋭部(5)
の間にプラズモンが励起され、エバネッセント場を高い
散乱効率で散乱することができる。In the optical fiber probe having such a structure, the first metal layer (6) and the sharp portion (5) are provided at the tip (5a).
During this time, plasmons are excited and can scatter the evanescent field with high scattering efficiency.
【００２２】また、遮光性被膜層として機能する第２の
金属層(8)が形成されている領域では光の入射が遮られ
るので、この第２の金属層(8)が形成されていない先端
部(5a)において選択的に光が取り込まれる。したがっ
て、高い分解能が得られる。In the area where the second metal layer (8) functioning as a light-shielding coating layer is formed, the incidence of light is blocked. Therefore, the tip where the second metal layer (8) is not formed is formed. Light is selectively taken in the section (5a). Therefore, high resolution can be obtained.
【００２３】さらに、第２の金属層(8)が誘電体層(7)を
介して形成されているので、この誘電体層(7)がバッフ
ァー層として機能し、テーパー部において先鋭部(5)と
第２の金属層(8)との境界でプラズモンが励起されるこ
とによって生じるＴＭモードの損失が抑えられる。Further, since the second metal layer (8) is formed via the dielectric layer (7), the dielectric layer (7) functions as a buffer layer, and the sharp portion (5 ) And the second metal layer (8), the loss of the TM mode caused by the excitation of the plasmon is suppressed.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００２５】本発明の光ファイバープローブは、物体上
にエバネッセント光を励起し、そのエバネッセント光の
散乱光を検出することによって光の画像を得る、近接場
光学顕微鏡に装備される。The optical fiber probe of the present invention is mounted on a near-field optical microscope that excites evanescent light on an object and obtains a light image by detecting scattered light of the evanescent light.
【００２６】この光ファイバープローブは、イルミネー
ションモードの近接場光学顕微鏡においては、光の波長
より小さい波長領域において物体を照らすための照明、
すなわちエバネッセント光の照明として機能する。ま
た、コレクションモードの近接場光学顕微鏡において
は、物体上に励起されたエバネッセント光を散乱する散
乱物として機能するとともに、散乱光を検出器に導くた
めの導波路として働く。またイルミネーション・コレク
ションモードでは、光ファイバープローブは照明と散乱
物の両方として働く。In an illumination mode near-field optical microscope, the optical fiber probe is used to illuminate an object in a wavelength region smaller than the wavelength of light.
That is, it functions as illumination of evanescent light. Further, in the near-field optical microscope in the collection mode, it functions as a scatterer that scatters the evanescent light excited on the object and also functions as a waveguide for guiding the scattered light to the detector. Also, in the illumination collection mode, the fiber optic probe serves as both illumination and scatter.
【００２７】まず、本発明に係る光ファイバープローブ
の第１の実施の形態を図１に示す。First, FIG. 1 shows a first embodiment of the optical fiber probe according to the present invention.
【００２８】この光ファイバープローブは、コアの周り
にクラッドが形成されてなる光ファイバーよりなってお
り、この光ファイバーの一端に、図１に示すように、ク
ラッドから突出したコアを先鋭化することによって形成
された先鋭部１を有している。This optical fiber probe is formed of an optical fiber having a clad formed around a core. One end of the optical fiber is formed by sharpening a core protruding from the clad as shown in FIG. It has a sharpened portion 1.
【００２９】この先鋭部１は試料表面のエバネッセント
場を散乱させて散乱光を取り込む導入部であり、特に、
この光ファイバープローブでは、この先鋭部１の表面の
うち先端部１ａとその周辺を除いて第１の金属層２が形
成されるとともに、この第１の金属層２上に先鋭部１の
全体を覆って第２の金属層３が形成されている。The sharp portion 1 is an introduction portion for scattering an evanescent field on the sample surface and taking in scattered light.
In this optical fiber probe, the first metal layer 2 is formed on the surface of the sharpened portion 1 except for the tip portion 1a and its periphery, and the entirety of the sharpened portion 1 is covered on the first metal layer 2. Thus, a second metal layer 3 is formed.
【００３０】このような光ファイバープローブでは、先
鋭部１の先端部１ａを除いて形成された第１の金属層２
が遮光性被覆層として機能し、この第１の金属層２が形
成された領域では光の入射が遮られる。したがって、試
料からの光は第１の金属層２が形成されていない先端部
１ａから第２の金属層３を透過して選択的に取り込まれ
る。つまり、第１の金属層２によって先鋭部１の先端部
１ａにｄFなる開口径の微小開口が形成されたかたちに
なっている。したがって、外乱光等の影響を受けず、エ
バネッセント光を高い分解能で検出することができる。In such an optical fiber probe, the first metal layer 2 formed except for the tip 1a of the sharp portion 1 is formed.
Function as a light-shielding coating layer, and light is blocked in the region where the first metal layer 2 is formed. Therefore, light from the sample is transmitted through the second metal layer 3 from the tip 1a where the first metal layer 2 is not formed and is selectively taken in. That is, the first metal layer 2 forms a minute opening having an opening diameter of d F at the tip 1 a of the sharpened portion 1. Therefore, evanescent light can be detected with high resolution without being affected by disturbance light or the like.
【００３１】また、先鋭部１の先端部１ａに第２の金属
層３が形成されていることによって、この大きい誘電率
（絶対値）を持つ第２の金属層３にプラズモンが励起さ
れる。したがって、このプローブをイルミネーションモ
ードに適用した場合には第２の金属層３に励起されたプ
ラズモンによって、エバネッセント光による試料の励起
効率が増大する。また、コレクションモードに適用した
場合には、この金属層３の先端によって試料のエバネッ
セント場を高い散乱効率で散乱させることができる。Since the second metal layer 3 is formed at the tip 1a of the sharp portion 1, plasmons are excited in the second metal layer 3 having a large dielectric constant (absolute value). Therefore, when this probe is applied to the illumination mode, the plasmon excited in the second metal layer 3 increases the efficiency of exciting the sample with evanescent light. When applied to the collection mode, the evanescent field of the sample can be scattered by the tip of the metal layer 3 with high scattering efficiency.
【００３２】このような光ファイバープローブにおい
て、第１の金属層２はアルミニウム、金、銀、ニッケ
ル、クロム等によって構成される。第１の金属層２の厚
さｔM1は、遮光に必要な厚み、例えば１００ｎｍ以上と
されていることが必要である。In such an optical fiber probe, the first metal layer 2 is made of aluminum, gold, silver, nickel, chromium or the like. The thickness t M1 of the first metal layer 2 needs to be a thickness required for light shielding, for example, 100 nm or more.
【００３３】また、第２の金属層３は、アルミニウム、
金、銀等によって構成される。第２の金属層３の厚さｔ
M2は、エバネッセント場の散乱を増強するのに十分なプ
ラズモンが励起できるだけの厚さ、すなわち数十ｎｍ以
下、具体的には１〜５０ｎｍであることが望ましい。但
し、この厚さがあまり厚くなると、先端径ｄA1が大きく
なり分解能が劣化するので、このうち比較的薄い厚さを
選択するのが望ましい。The second metal layer 3 is made of aluminum,
It is composed of gold, silver and the like. Thickness t of second metal layer 3
It is desirable that M2 be thick enough to excite plasmons sufficient to enhance scattering of the evanescent field, that is, several tens of nm or less, specifically 1 to 50 nm. However, if the thickness is too large, the tip diameter d A1 becomes large and the resolution is degraded. Therefore, it is desirable to select a relatively small thickness.
【００３４】これら各層は次のようにして形成される。Each of these layers is formed as follows.
【００３５】まず、第１の金属層２は、スパッタリング
法や真空蒸着法等の乾式の薄膜形成技術あるいは無電界
めっき法といった湿式の薄膜形成技術によって形成でき
る。First, the first metal layer 2 can be formed by a dry thin film forming technique such as a sputtering method or a vacuum evaporation method or a wet thin film forming technique such as an electroless plating method.
【００３６】このうちスパッタリング法は、Ａｒ等のス
パッタガスをプラズマ中でイオン化してターゲット表面
に衝突させ、これによってターゲットから飛翔したスパ
ッタ粒子を被処理面に被着させることで薄膜を形成する
方法である。このスパッタリング法では、光ファイバー
全体に略均一に第１の金属層２が形成される。Among them, the sputtering method is a method of forming a thin film by ionizing a sputtering gas such as Ar in a plasma and causing the gas to collide with a target surface, whereby sputtered particles flying from the target are deposited on a surface to be processed. It is. In this sputtering method, the first metal layer 2 is formed substantially uniformly over the entire optical fiber.
【００３７】一方、真空蒸着法や無電解めっき法では、
条件を制御することによって、第１の金属層が不要な先
端部で膜の厚さを薄くすることができる。On the other hand, in the vacuum evaporation method and the electroless plating method,
By controlling the conditions, the thickness of the film can be reduced at the tip where the first metal layer is unnecessary.
【００３８】まず、真空蒸着法は、蒸着源を加熱蒸発さ
せ、この蒸気を被処理面に被着させることで薄膜を形成
する方法である。この真空蒸着法では、蒸着粒子の直進
性が高いことから、真空蒸着器内で、光ファイバーを当
該光ファイバーの中心軸を中心にして回転させ、この中
心軸との交差角が９０゜となるような方向から、あるい
はファイバー先端に対して陰を作る９０゜以下となるよ
うな方向から、蒸着粒子を入射させることによって、外
周面に比べて先端部での厚さが薄くなるように金属層２
を成膜することができる。First, the vacuum evaporation method is a method of forming a thin film by heating and evaporating an evaporation source and applying the vapor to a surface to be processed. In this vacuum vapor deposition method, since the linearity of the vapor deposition particles is high, the optical fiber is rotated around the central axis of the optical fiber in the vacuum vaporizer, and the angle of intersection with the central axis becomes 90 °. The metal layer 2 is formed so that the vapor deposition particles are incident from the direction or the direction of forming a shadow with respect to the fiber tip at an angle of 90 ° or less, so that the thickness at the tip is thinner than the outer peripheral surface.
Can be formed.
【００３９】無電解めっき法は、めっき膜を析出させる
ための金属塩、還元剤に加えて金属被膜を一定速度で析
出させるための錯化剤、緩衝剤、安定剤等が溶解された
水溶液（無電解めっき液）を用い、金属イオンと還元剤
の酸化還元反応によって被処理面に金属のめっき膜を析
出させるものである。In the electroless plating method, an aqueous solution in which a complexing agent, a buffer, a stabilizer and the like for depositing a metal film at a constant rate in addition to a metal salt and a reducing agent for depositing a plating film are dissolved. An electroless plating solution) is used to deposit a metal plating film on the surface to be treated by an oxidation-reduction reaction between metal ions and a reducing agent.
【００４０】この無電解めっき法によって第１の金属層
２を形成するには、まず、先鋭部の表面にパラジウム等
の触媒金属核を析出させて活性化処理を行う。In order to form the first metal layer 2 by the electroless plating method, first, a catalyst metal nucleus such as palladium is deposited on the surface of the sharpened portion, and an activation process is performed.
【００４１】そして、活性化処理を行った先鋭部の表面
に無電解めっき液によりニッケル等のめっき膜を形成す
る。めっき膜は、先鋭部１の先端部１ａのような、いわ
ば針のような尖った形状の表面には析出しにくいので、
先鋭部１の先端部１ａ以外で十分な膜厚のめっき膜が堆
積し、且つ先鋭部１の先端部１ａでめっき膜が析出して
いない段階でめっきを停止することによって、先端部１
ａに開口部を有したかたちで第１の金属層２が形成され
ることになる。Then, a plating film of nickel or the like is formed on the surface of the sharpened portion subjected to the activation treatment using an electroless plating solution. Since the plating film is unlikely to be deposited on a sharply shaped surface such as a needle, such as the tip portion 1a of the sharp portion 1,
By stopping plating at a stage where a plating film having a sufficient thickness is deposited on the portion other than the tip portion 1a of the sharp portion 1 and no plating film is deposited on the tip portion 1a of the sharp portion 1, the tip portion 1
The first metal layer 2 is formed so as to have an opening at a.
【００４２】ここで成膜段階で先端部１ａにも第１の金
属層２が形成された場合には、例えば化学エッチング法
によってこの先端部１ａの第１の金属層２を除去する。Here, when the first metal layer 2 is also formed on the tip 1a in the film forming stage, the first metal layer 2 on the tip 1a is removed by, for example, a chemical etching method.
【００４３】化学エッチング法によって先端部１ａの第
１の金属層２を除去するには、まず、化学エッチング液
に対して耐腐食性を有する被覆層を、第１の金属層２上
に先端部１ａを除いて形成する。耐腐食性被覆層は、誘
電体や金属を真空蒸着法によって成膜した蒸着膜であっ
てもよく、合成樹脂の溶液に先鋭部を浸漬させることで
形成される樹脂膜であっても構わない。In order to remove the first metal layer 2 at the tip 1a by the chemical etching method, first, a coating layer having corrosion resistance to the chemical etching solution is provided on the first metal layer 2 by the tip. It is formed excluding 1a. The corrosion-resistant coating layer may be a deposited film formed by depositing a dielectric or metal by a vacuum deposition method, or may be a resin film formed by immersing a sharp part in a solution of a synthetic resin. .
【００４４】このようにして耐腐食性被覆層が形成され
た光ファイバーをエッチング液に浸漬すると、この耐腐
食性被覆層から露出している先端部１ａの第１の金属層
２のみが選択的にエッチングされ、先鋭部１先端部１ａ
に開口部が形成されたかたちになる。なお、エッチング
液は、エッチングすべき金属材料に応じて適宜選択さ
れ、アルミニウムの場合にはＮａＯＨ等のアルカリ溶液
が用いられ、Ａｕの場合にはＫＩ−Ｉ2水溶液等が用い
られる。When the optical fiber having the corrosion-resistant coating layer formed thereon is immersed in an etching solution, only the first metal layer 2 at the tip 1a exposed from the corrosion-resistant coating layer is selectively formed. Etched, sharp part 1 tip 1a
The opening is formed in the shape. The etchant is appropriately selected according to the metal material to be etched. In the case of aluminum, an alkaline solution such as NaOH is used, and in the case of Au, a KI-I 2 aqueous solution or the like is used.
【００４５】このようにして第１の金属層２を形成した
後、第２の金属層３を形成する。第２の金属層３は、第
１の金属層２と同様に、スパッタリング法や真空蒸着法
等の乾式の薄膜形成技術あるいは無電界めっき法といっ
た湿式の薄膜形成技術によって形成できる。After forming the first metal layer 2 in this way, the second metal layer 3 is formed. Similarly to the first metal layer 2, the second metal layer 3 can be formed by a dry thin film forming technique such as a sputtering method or a vacuum evaporation method or a wet thin film forming technique such as an electroless plating method.
【００４６】次に、本発明に係る光ファイバープローブ
の第２の実施の形態を図２に示す。なお、図２で付した
符号は、図１に対応するものについては図１と同様の符
号を使用した。Next, a second embodiment of the optical fiber probe according to the present invention is shown in FIG. The same reference numerals as in FIG. 1 are used for the reference numerals in FIG. 2 corresponding to those in FIG.
【００４７】この光ファイバープローブは、第１の実施
の形態の光ファイバープローブにおいて、第２の金属層
３の上に、さらに誘電体層４を設けたものである。すな
わち、この光ファイバープローブは、コアの周りにクラ
ッドが形成されてなる光ファイバーよりなっており、こ
の光ファイバーの一端に、クラッドから突出したコアを
先鋭化することによって形成された先鋭部１を有してい
る。そして、特に、この光ファイバープローブでは、先
鋭部１表面のうち先端部１ａを除いて第１の金属層２が
形成されるとともに、この第１の金属層２上に先鋭部全
体を覆って第２の金属層３及び誘電体層４が形成されて
いる。This optical fiber probe differs from the optical fiber probe of the first embodiment in that a dielectric layer 4 is further provided on the second metal layer 3. That is, this optical fiber probe is formed of an optical fiber having a clad formed around a core, and has a sharpened portion 1 formed at one end of the optical fiber by sharpening a core protruding from the clad. I have. Particularly, in this optical fiber probe, the first metal layer 2 is formed on the surface of the sharpened portion 1 except for the tip portion 1a, and the second metallization is formed on the first metal layer 2 so as to cover the entire sharpened portion. The metal layer 3 and the dielectric layer 4 are formed.
【００４８】このような光ファイバープローブでは、先
鋭部１の先端部１ａを除いて形成された第１の金属層２
が遮光性被覆層として機能し、この第１の金属層２が形
成された領域では光の入射が遮られる。したがって、試
料からの光は、第１の金属層２が形成されていない先端
部１ａから第２の金属層３を透過して選択的に取り込ま
れる。つまり、第１の金属層２によって先端部１ａに微
小開口が形成されたかたちになっている。このため、外
乱光等の影響を受けず、エバネッセント光を高い分解能
で検出することができる。In such an optical fiber probe, the first metal layer 2 formed without the tip 1a of the sharp portion 1 is formed.
Function as a light-shielding coating layer, and light is blocked in the region where the first metal layer 2 is formed. Therefore, light from the sample passes through the second metal layer 3 from the tip 1a where the first metal layer 2 is not formed and is selectively taken in. That is, the first metal layer 2 forms a minute opening at the tip 1a. Therefore, evanescent light can be detected with high resolution without being affected by disturbance light or the like.
【００４９】また、先鋭部１の先端部１ａに、大きい誘
電率（絶対値）を持つ第２の金属層３が形成されている
ため、このプローブをイルミネーションモードに適用し
た場合には、この金属層３に励起されたプラズモンによ
って、エバネッセント光による試料の励起効率が増大す
る。また、コレクションモードに適用した場合には、こ
の金属層３の先端によって試料のエバネッセント場を高
い散乱効率で散乱させることができ、検出効率が向上す
る。Further, since the second metal layer 3 having a large dielectric constant (absolute value) is formed on the tip 1a of the sharpened portion 1, when this probe is applied to the illumination mode, The plasmon excited in the layer 3 increases the efficiency of exciting the sample with evanescent light. Further, when applied to the collection mode, the evanescent field of the sample can be scattered by the tip of the metal layer 3 with high scattering efficiency, and the detection efficiency is improved.
【００５０】そして、さらに第２の金属層３上に形成さ
れた誘電体層４によって、外部環境の腐食因子と第２の
金属層３との接触が遮られる。これにより、第２の金属
層３の耐腐食性が改善されることになる。特に、第２の
金属層３として銀を用いた場合には、銀は散乱効率の点
では他の金属に比べて優れる反面、非常に酸化し易いこ
とから腐食が問題となる。ここで、第２の金属層３の上
に誘電体層を設けると、第２の金属層３として銀を用い
た場合でも腐食の問題が回避され、銀のような特性に優
れた金属が自由に選択できるようになる。Further, the dielectric layer 4 formed on the second metal layer 3 blocks the contact between the corrosion factor in the external environment and the second metal layer 3. Thereby, the corrosion resistance of the second metal layer 3 is improved. In particular, when silver is used for the second metal layer 3, silver is excellent in scattering efficiency as compared with other metals, but it is very easily oxidized, so corrosion is a problem. Here, if a dielectric layer is provided on the second metal layer 3, the problem of corrosion is avoided even when silver is used as the second metal layer 3, and a metal having excellent characteristics such as silver can be freely used. Can be selected.
【００５１】この光ファイバープローブにおいて、第１
の金属層２、第２の金属層３としては第１の実施の形態
で例示したものがいずれも使用可能である。In this optical fiber probe, the first
As the metal layer 2 and the second metal layer 3, any of those exemplified in the first embodiment can be used.
【００５２】また、誘電体層４としては、ＳｉＯ2，Ｍ
ｇＦ2，ＣａＦ2，Ａｌ2Ｏ3の他、ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，Ｃ
ｄＳ，ＣｄＳｅ等の半導体が用いられる。この誘電体層
４は、光ファイバーガラスの屈折率（約１．５）よりも
小さい屈折率であるのが望ましい。例えば、このうちＭ
ｇＦ2は、屈折率が約１．３であり、誘電体層４の材料
として好適である。The dielectric layer 4 is made of SiO 2 , M
gF 2 , CaF 2 , Al 2 O 3 , ZnS, ZnSe, C
Semiconductors such as dS and CdSe are used. This dielectric layer 4 desirably has a refractive index smaller than the refractive index (about 1.5) of the optical fiber glass. For example, M
gF 2 has a refractive index of about 1.3 and is suitable as a material for the dielectric layer 4.
【００５３】誘電体層４の厚さｔD1は、十分な腐食防止
効果を得るには５ｎｍ以上であることが必要である。但
し、先鋭部１の先端部１ａは、試料に対してこの誘電体
層４の厚さｔD1以下の距離では近づけないことから、誘
電体層４の厚さｔD1があまり厚くなると、そのスペーシ
ング分だけ検出光量が低くなる。したがって、誘電体層
４の先端部１ａでの厚さの上限は２０ｎｍである。但
し、外周面での厚さは、２０ｎｍを越えて厚くしても差
し支えない。The thickness t D1 of the dielectric layer 4 needs to be 5 nm or more to obtain a sufficient corrosion prevention effect. However, the tip portion 1a of the sharpened tip 1, since no closer than a distance less than the thickness t D1 of the dielectric layer 4 to the sample, the thickness t D1 of the dielectric layer 4 is too thick, the scan The amount of detected light decreases by the amount of pacing. Therefore, the upper limit of the thickness at the tip 1a of the dielectric layer 4 is 20 nm. However, the thickness on the outer peripheral surface may be thicker than 20 nm.
【００５４】このような誘電体層４は、スパッタリング
法や真空蒸着法等の薄膜形成技術によって成膜される。The dielectric layer 4 is formed by a thin film forming technique such as a sputtering method or a vacuum evaporation method.
【００５５】このうち、スパッタリング法では、光ファ
イバー全体に略均一な膜厚で誘電体層４が形成される。In the sputtering method, the dielectric layer 4 is formed with a substantially uniform thickness over the entire optical fiber.
【００５６】また、真空蒸着法では、上述の如く、光フ
ァイバーを当該光ファイバーの中心軸を中心にして回転
させ、この中心軸との交差角が９０゜となるような方向
から、あるいはファイバー先端に対して陰を作る９０゜
以下となるような方向から、蒸着粒子を入射させること
によって、外周面での厚さが先端部での厚さよりも厚く
なるように成膜することができる。In the vacuum evaporation method, as described above, the optical fiber is rotated about the central axis of the optical fiber, and the crossing angle with the central axis is 90 °, or the optical fiber is rotated with respect to the fiber tip. By making the vapor deposition particles incident from a direction of 90 ° or less to form a shadow, a film can be formed so that the thickness on the outer peripheral surface is larger than the thickness at the front end portion.
【００５７】次に本発明に係る光ファイバーの第３の実
施の形態について説明する。Next, a description will be given of a third embodiment of the optical fiber according to the present invention.
【００５８】この光ファイバープローブは、コアの周り
にクラッドが設けられてなる光ファイバーよりなり、光
ファイバーの一端に基端部から突出したコアを先鋭化す
ることで形成された先鋭部５を有している。そして、特
に、この光ファイバープローブでは、この先鋭部５表面
に、第１の金属層６、誘電体層７及び第２の金属層８が
この順に形成され、各層の厚さが外周面に比べて先端５
ａにおいて薄くなされている。This optical fiber probe is composed of an optical fiber having a clad provided around a core, and has a sharpened portion 5 formed at one end of the optical fiber by sharpening a core protruding from a base end. . Particularly, in this optical fiber probe, a first metal layer 6, a dielectric layer 7, and a second metal layer 8 are formed in this order on the surface of the sharp portion 5, and the thickness of each layer is smaller than that of the outer peripheral surface. Tip 5
a.
【００５９】このような光ファイバープローブでは、先
鋭部５の先端５ａに大きい誘電率（絶対値）を持つ第１
の金属層６が形成されているので、金属層が形成されて
いない場合に比べて、コレクションモードではエバネッ
セント場をより高い散乱効率で散乱することができる。In such an optical fiber probe, the first tip 5a of the sharp portion 5 having the large dielectric constant (absolute value)
Since the metal layer 6 is formed, the evanescent field can be scattered with higher scattering efficiency in the collection mode than in the case where no metal layer is formed.
【００６０】また、最外周に設けられた第２の金属層８
は遮光性被覆層となるものであり、これによって光の入
射が遮られ、試料からの光は第１の金属層６や第２の金
属層８の厚さが薄くなされた先端部５ａから選択的に取
り込まれる。すなわち、第１の金属層６によって先端部
５ａに微小開口が形成されたかたちになっている。した
がって、外乱光等の影響を受けず、エバネッセント光を
高い分解能で検出することができる。The second metal layer 8 provided on the outermost periphery
Is a light-shielding coating layer, whereby light incidence is blocked, and light from the sample is selected from the tip portion 5a in which the thickness of the first metal layer 6 or the second metal layer 8 is reduced. Is taken in. That is, the first metal layer 6 forms a minute opening at the tip 5a. Therefore, evanescent light can be detected with high resolution without being affected by disturbance light or the like.
【００６１】この光ファイバープローブにおいて、第１
の金属層６はアルミニウム、金、銀等によって構成され
る。第１の金属層６の厚さｔM3は、エバネッセント場の
散乱を増強するのに十分なプラズモンが励起できるだけ
の厚さ、すなわち数十ｎｍ以下、具体的には１〜５０ｎ
ｍであることが望ましい。但し、この厚さがあまり厚く
なると、先端径ｄA2が大きくなり分解能が劣化するの
で、このうち比較的薄い厚さを選択するのが望ましい。In this optical fiber probe, the first
The metal layer 6 is made of aluminum, gold, silver or the like. The thickness t M3 of the first metal layer 6 is a thickness enough to excite plasmons sufficient to enhance scattering of the evanescent field, that is, several tens nm or less, specifically 1 to 50 n.
m is desirable. However, if the thickness is too large, the tip diameter d A2 becomes large and the resolution is deteriorated. Therefore, it is desirable to select a relatively small thickness.
【００６２】また、第２の金属層８はアルミニウム、
金、銀、ニッケル、クロム等によって構成される。第２
の金属層８の厚さｔM4は、遮光に必要な厚み、例えば１
００ｎｍ以上とされていることが必要である。但し、先
端５ａでは全く形成されていないか、光が透過できる程
度に薄い厚さとされていなければならない。The second metal layer 8 is made of aluminum,
It is composed of gold, silver, nickel, chromium and the like. Second
The thickness t M4 of the metal layer 8 is the thickness required for light shielding, for example, 1
It must be at least 00 nm. However, the tip 5a must not be formed at all or have a thickness small enough to transmit light.
【００６３】そして、この光ファイバープローブでは、
さらに第１の金属層６と第２の金属層８の間に誘電体層
７が形成されている。これによって次のような効果が得
られる。In this optical fiber probe,
Further, a dielectric layer 7 is formed between the first metal layer 6 and the second metal layer 8. As a result, the following effects can be obtained.
【００６４】すなわち、図２に示すように、先鋭部１に
直接第２の金属層３が接している場合には、先鋭部１の
テーパー部において、当該先鋭部１と第２の金属層３と
の境界でプラズモンが励起されることに起因して、導波
路内のＴＭモードの損失が大きくなる。That is, as shown in FIG. 2, when the second metal layer 3 is in direct contact with the sharp portion 1, the sharp portion 1 and the second metal layer 3 are formed in the tapered portion of the sharp portion 1. Excitation of plasmons at the boundary between the two causes a large loss of the TM mode in the waveguide.
【００６５】これに対して、図３に示す光ファイバープ
ローブでは、第２の金属層８が十分薄い（例えば１ｎｍ
程度）と仮定した場合、光ファイバーの先鋭部１をコ
ア、第１の金属層６をクラッドとして見ることができ
る。このとき、誘電体層７の屈折率が先鋭部５の屈折率
に比べて低い場合には、この誘電体層７を金属導波路に
おいてよく知られるバッファー層として機能させること
ができる。つまり、この誘電体層７によって、先鋭部１
のテーパー部におけるプラズモンの励起が抑えられ、Ｔ
Ｍモードの損失が低減される。On the other hand, in the optical fiber probe shown in FIG. 3, the second metal layer 8 is sufficiently thin (for example, 1 nm).
In this case, the sharp portion 1 of the optical fiber can be viewed as a core, and the first metal layer 6 can be viewed as a clad. At this time, when the refractive index of the dielectric layer 7 is lower than the refractive index of the sharp portion 5, the dielectric layer 7 can function as a well-known buffer layer in a metal waveguide. That is, the dielectric layer 7 allows the sharp portion 1
Of the plasmon in the tapered portion of
M-mode loss is reduced.
【００６６】ここで、誘電体層７の材料としては、例え
ば先鋭部５がＧｅＯ2添加ＳｉＯ2（屈折率：約１．５）
よりなる場合にはＭｇＦ2（屈折率：約１．３）等が適
当である。この誘電体層７の厚さｔD2は、バッファー層
としての機能の点からは１００〜２００ｎｍとされてい
るのが最適であるが、この厚さｔD2があまり厚くなる
と、第２の金属層８によって決定される開口径が大きく
なる。これらの兼ね合いで、誘電体層７は厚さが５０〜
１００ｎｍとされているのがより好ましい。但し、この
厚さ範囲は先鋭部５の周面での厚さであり、先鋭部５の
先端５ａでは、誘電体層７の厚さがあまり厚くなると、
その分試料から開口部が遠くなり、検出光量が低くな
る。したがって、先端部５ａでの誘電体層７の厚さは、
２０ｎｍ以下とされているのが望ましい。[0066] Here, as a material of the dielectric layer 7, for example, pointed portions 5 GeO 2 added SiO 2 (refractive index: about 1.5)
In the case of MgF 2 , MgF 2 (refractive index: about 1.3) is suitable. The thickness t D2 of the dielectric layer 7 is optimally 100 to 200 nm from the viewpoint of the function as a buffer layer, but if the thickness t D2 is too large, the second metal layer The opening diameter determined by 8 becomes large. In consideration of these, the dielectric layer 7 has a thickness of 50 to
More preferably, it is set to 100 nm. However, this thickness range is the thickness on the peripheral surface of the sharp portion 5, and at the tip 5a of the sharp portion 5, if the thickness of the dielectric layer 7 becomes too large,
The opening becomes farther from the sample by that amount, and the amount of detected light decreases. Therefore, the thickness of the dielectric layer 7 at the tip 5a is
It is desirable that the thickness be 20 nm or less.
【００６７】なお、この光ファイバープローブは、この
誘電体層７を介して第２の金属層８が形成されるので、
第２の金属層８によって比較的大きな開口径が形成され
る。このため、イルミネーションモードにおいては、試
料への照射光量が大きくなり、励起効率を増大させるこ
とができる。In this optical fiber probe, since the second metal layer 8 is formed via the dielectric layer 7,
The second metal layer 8 forms a relatively large opening diameter. Therefore, in the illumination mode, the amount of light applied to the sample is increased, and the excitation efficiency can be increased.
【００６８】ところで、この誘電体層７としては、先鋭
部５よりも屈折率の高い材料を用いることも可能であ
る。但し、誘電体層７の屈折率が内側の誘電体（先鋭部
５）の屈折率よりも高いと、境界におけるプラズモンの
発生に伴うＴＭモード減衰の抑制を行うことはできな
い。しかし、誘電体層７と最外層の金属層８で構成され
る開口はファイバーガラスの開口よりも高い屈折率を持
つため、イルミネーションモードにおいては伝搬モード
もエバネッセントモードもファイバーガラスの開口より
も小さい波長を持つことができる。このため、屈折率の
高い物質を誘電体層７に用いたプローブは、イルミネー
ションモード近接場光学顕微鏡のためには有用である。By the way, as the dielectric layer 7, a material having a higher refractive index than the sharp portion 5 can be used. However, if the refractive index of the dielectric layer 7 is higher than the refractive index of the inner dielectric (sharp portion 5), it is not possible to suppress the TM mode attenuation accompanying the occurrence of plasmons at the boundary. However, since the aperture formed by the dielectric layer 7 and the outermost metal layer 8 has a higher refractive index than the aperture of the fiber glass, in the illumination mode, both the propagation mode and the evanescent mode have a smaller wavelength than the aperture of the fiber glass. Can have. Therefore, a probe using a substance having a high refractive index for the dielectric layer 7 is useful for an illumination mode near-field optical microscope.
【００６９】このような光ファイバープローブにおい
て、第１の金属層６や第２の金属層８はスパッタリング
法や真空蒸着等の乾式の薄膜形成技術あるいは無電解め
っき法といった湿式の薄膜形成技術によって形成され
る。In such an optical fiber probe, the first metal layer 6 and the second metal layer 8 are formed by a dry thin film forming technique such as a sputtering method or a vacuum deposition or a wet thin film forming technique such as an electroless plating method. You.
【００７０】この場合、先鋭部５の先端５ａでの厚さを
外周面での厚さに比べて薄くするために、真空蒸着法で
は、光ファイバーを当該光ファイバーの中心軸を中心に
して回転させ、この中心軸との交差角が９０゜となるよ
うな方向から、あるいはファイバー先端に対して陰を作
る９０゜以下となるような方向から、蒸着粒子を入射さ
せるのが望ましい。In this case, in order to make the thickness at the tip 5a of the sharp portion 5 thinner than the thickness at the outer peripheral surface, the optical fiber is rotated around the central axis of the optical fiber by the vacuum evaporation method. It is desirable that the vapor deposition particles be incident from a direction where the crossing angle with the central axis is 90 ° or a direction where the crossing angle with the fiber tip is 90 ° or less.
【００７１】また、無電解めっき法では、尖った形状の
表面にめっき膜が析出しにくい現象を利用して、先鋭部
の先端以外で十分な膜厚のめっき膜が堆積し、且つ先鋭
部の先端でめっき膜が析出していない段階でめっきを停
止することによって、金属層が開口部を有したかたちで
形成される。Also, in the electroless plating method, a plating film having a sufficient thickness is deposited except at the tip of the sharp portion by utilizing the phenomenon that the plating film is hardly deposited on the sharp-shaped surface. By stopping the plating at a stage where the plating film is not deposited at the tip, the metal layer is formed in a shape having an opening.
【００７２】誘電体層７は、スパッタリング法や真空蒸
着等の乾式の薄膜形成技術によって形成される。The dielectric layer 7 is formed by a dry thin film forming technique such as a sputtering method or vacuum evaporation.
【００７３】この場合も、先鋭部５の先端５ａでの厚さ
を外周面での厚さに比べて薄くするために、真空蒸着法
では蒸着粒子の入射方向を制御するのが望ましい。Also in this case, in order to make the thickness of the tip 5a of the sharpened portion 5 thinner than the thickness of the outer peripheral surface, it is desirable to control the incident direction of the vapor deposition particles in the vacuum vapor deposition method.
【００７４】なお、これら各層を形成する場合、第１の
金属層６、誘電体層７、第２の金属層８を全て真空蒸着
法で形成するといったように、同じ成膜法で成膜するよ
うにすると、真空引きが１回で済み形成工程が簡易化す
る。When these layers are formed, the first metal layer 6, the dielectric layer 7, and the second metal layer 8 are all formed by the same film forming method, such as forming all by a vacuum evaporation method. By doing so, only one evacuation is required and the forming process is simplified.
【００７５】以上、本発明にかかる光ファイバープロー
ブの実施の形態について説明したが、本発明の光ファイ
バープローブの構成はこれに限るものではない。Although the embodiments of the optical fiber probe according to the present invention have been described above, the configuration of the optical fiber probe of the present invention is not limited to this.
【００７６】例えば、光ファイバーの先鋭部は図４〜図
６に示すような形状となされていても良い。For example, the sharpened portion of the optical fiber may be shaped as shown in FIGS.
【００７７】すなわち、図４に示すように、光ファイバ
ーの先鋭部１１の手前に、光ファイバーの径に対して１
／１０程度に径小化した径小部１２を設け、この径小部
１２の先端に先鋭部１１を設けるようにしても良い。光
ファイバーの一端に直接先鋭部を設けた場合には、プロ
ーブを試料上で走査させたときに、光ファイバー自体も
試料に近接するかたちになる。このとき、光ファイバー
の径は先鋭部１１の根元径に比べて非常に大きいことか
ら、プローブをわずかに傾けただけでも、光ファイバー
の周端部が試料表面に衝突し、試料やプローブ自体に損
傷を生じる虞れがある。That is, as shown in FIG. 4, before the sharpened portion 11 of the optical fiber, the diameter of the optical fiber is 1 mm.
It is also possible to provide a small-diameter portion 12 whose diameter is reduced to about / 10 and to provide a sharpened portion 11 at the tip of the small-diameter portion 12. When the sharp portion is directly provided at one end of the optical fiber, the optical fiber itself comes close to the sample when the probe is scanned over the sample. At this time, since the diameter of the optical fiber is much larger than the root diameter of the sharpened portion 11, even if the probe is slightly tilted, the peripheral end of the optical fiber collides with the sample surface and damages the sample and the probe itself. May occur.
【００７８】これに対して、先鋭部の手前に径小部１２
を設けると、光ファイバーから先鋭部１２が延長された
形になる。したがって、プローブを多少傾けても光ファ
イバーの周端部が試料表面に衝突することがなく、衝突
による試料やプローブの損傷が回避されることになる。On the other hand, the small-diameter portion 12 is located just before the sharp portion.
Is provided, the sharpened portion 12 is extended from the optical fiber. Therefore, even if the probe is slightly tilted, the peripheral end of the optical fiber does not collide with the sample surface, and damage to the sample and the probe due to the collision is avoided.
【００７９】また、図５，図６に示すように、光ファイ
バーの基端面から、コア１３，１４とクラッド１５，１
６の一部を突出させ、２段階の傾斜角あるいは３段階の
傾斜角で先鋭化することによって先鋭部１７，１８を形
成するようにしても良い。先鋭部が一定の傾斜角で円錐
状に先鋭化されている場合では、この傾斜角が小さくな
る程光の損失が大きくなり透過効率が低下する。これに
対して、先鋭部１７，１８が２段階あるいは３段階の傾
斜角で先鋭化されていると、先端側から１段目の傾斜角
αを小さい角度にしても、２段目の傾斜角βを大きな角
度にしたり、３段目の傾斜角γを調整することで光の透
過効率を上げることができる。As shown in FIGS. 5 and 6, the cores 13 and 14 and the claddings 15 and 1 are located from the base end face of the optical fiber.
The sharpened portions 17 and 18 may be formed by projecting a part of 6 and sharpening it at two-step inclination angles or three-step inclination angles. In the case where the sharp portion is sharpened in a conical shape at a constant inclination angle, the smaller the inclination angle, the greater the light loss and the lower the transmission efficiency. On the other hand, if the sharp portions 17 and 18 are sharpened at two or three-step inclination angles, the second-step inclination angle even if the first-step inclination angle α from the tip end is small. By setting β to a large angle or adjusting the third-stage inclination angle γ, the light transmission efficiency can be increased.
【００８０】[0080]
【実施例】以下、本発明の光ファイバープローブの具体
的な実施例について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the optical fiber probe of the present invention will be described.
【００８１】実施例１ コアの周りにクラッドが設けられた２重構造の光ファイ
バーを用意した。光ファイバーの材料構成は次の通りで
ある。 Example 1 An optical fiber having a double structure in which a clad was provided around a core was prepared. The material composition of the optical fiber is as follows.
【００８２】コア：ＧｅＯ2点かＳｉＯ2、純粋ＳｉＯ2
との屈折率差２．５％、外径２μｍ クラッド：純粋ＳｉＯ2、純粋ＳｉＯ2との屈折率差０
％、外径１２５μｍ この光ファイバーの一端を、４０重量％ＮＨ4Ｆ溶液：
５０重量％ＨＦ酸：Ｈ2Ｏ＝１．７：１：１なる組成の
緩衝ＨＦ溶液に５５分間浸漬し、その後、４０重量％Ｎ
Ｈ4Ｆ溶液：５０重量％ＨＦ酸：Ｈ2Ｏ＝５：１：１なる
組成の緩衝ＨＦ溶液９０分間浸漬した。その結果、光フ
ァイバーの一端に、径小部とこの径小部から突出した先
鋭部が形成された。ここで先鋭部の先鋭角は２０゜であ
り、先端直径は１０ｎｍ以下であった。Core: GeO 2 point or SiO 2 , pure SiO 2
Cladding: pure SiO 2 , difference in refractive index from pure SiO 2 to 0%
%, Outer diameter 125 μm. One end of this optical fiber is connected to a 40 wt% NH 4 F solution:
It is immersed in a buffered HF solution having a composition of 50% by weight of HF acid: H 2 O = 1.7: 1: 1 for 55 minutes, and then is immersed in 40% by weight of N
A buffered HF solution having a composition of H 4 F solution: 50 wt% HF acid: H 2 O = 5: 1: 1 was immersed for 90 minutes. As a result, a small diameter portion and a sharp portion protruding from the small diameter portion were formed at one end of the optical fiber. Here, the sharp angle of the sharp portion was 20 °, and the tip diameter was 10 nm or less.
【００８３】そして、この光ファイバーの先鋭部に、次
のようにして金よりなる第１の金属層を形成した。Then, a first metal layer made of gold was formed on the sharp portion of the optical fiber as follows.
【００８４】まず、光ファイバーの先鋭部表面に、スパ
ッタリング法によって金を被着させることで金属層を形
成した。First, a metal layer was formed on the sharpened surface of the optical fiber by depositing gold by a sputtering method.
【００８５】次に、この先鋭部に形成された金属層の上
に、先端部を除いて、エッチングのための耐腐食性被覆
層を形成した。Next, a corrosion-resistant coating layer for etching was formed on the metal layer formed at the sharp portion except for the tip portion.
【００８６】耐腐食性被覆層を形成するには、図７
（ａ）に示すように、合成樹脂を溶かした樹脂溶液に第
１の金属層２３が形成された光ファイバー２２を浸漬し
た後、樹脂溶液から引き上げる。この樹脂溶液として
は、市販のアクリル塗料（粘度１２ｃＰ）を使用した。To form a corrosion resistant coating layer, FIG.
As shown in (a), after the optical fiber 22 on which the first metal layer 23 is formed is immersed in a resin solution in which a synthetic resin is dissolved, it is pulled up from the resin solution. As this resin solution, a commercially available acrylic paint (viscosity 12 cP) was used.
【００８７】光ファイバー２２を樹脂溶液から引き上げ
ると、先端部周辺に付着した樹脂溶液が表面張力によっ
て基端部側に引き寄せられ、先鋭部の先端の第１の金属
層２３が樹脂溶液から露出する。この後、溶剤を蒸発さ
せることで、第１の金属層２３の表面には合成樹脂２４
が残り、先端において第１の金属層２３を露出させたか
たちで耐腐食性被覆層２４が形成される。なお、このと
き光ファイバーの引き上げ速度ＶDは５ｃｍ／秒とし
た。When the optical fiber 22 is pulled up from the resin solution, the resin solution adhering around the distal end is drawn toward the base end by surface tension, and the first metal layer 23 at the distal end of the sharp portion is exposed from the resin solution. Thereafter, by evaporating the solvent, the surface of the first metal layer 23 is coated with the synthetic resin 24.
Are left, and the corrosion-resistant coating layer 24 is formed in such a manner that the first metal layer 23 is exposed at the tip. At this time, the pulling speed V D of the optical fiber was 5 cm / sec.
【００８８】そして、このようにして耐腐食性被覆層が
形成された光ファイバー２２を、図７（ｂ）に示すよう
に、ＫＩ：Ｉ2：Ｈ2Ｏ（重量比）＝２０：１：４００な
る組成の原液を水で５０倍に希釈したエッチング液に約
２分間浸漬した。これにより、耐腐食性被覆層２４から
露出した第１の金属層２３が選択的にエッチングされ、
先鋭部の先端が第１の金属層２３から露出し、開口部が
形成される。Then, as shown in FIG. 7B, the optical fiber 22 having the corrosion-resistant coating layer formed thereon is KI: I 2 : H 2 O (weight ratio) = 20: 1: 400. A stock solution having the following composition was immersed in an etching solution diluted 50-fold with water for about 2 minutes. Thereby, the first metal layer 23 exposed from the corrosion-resistant coating layer 24 is selectively etched,
The tip of the sharp portion is exposed from the first metal layer 23 to form an opening.
【００８９】なお、この第１の金属層２３は厚さが１２
０ｎｍであり、この第１の金属層２３によって形成され
る開口部の径ｄFは３０ｎｍであった。The first metal layer 23 has a thickness of 12
The diameter d F of the opening formed by the first metal layer 23 was 30 nm.
【００９０】続いて、図７（ｃ）に示すように、光ファ
イバー２２をアセトンに浸漬することによって耐腐食性
被覆層２４を剥離した。Subsequently, as shown in FIG. 7C, the corrosion-resistant coating layer 24 was peeled off by immersing the optical fiber 22 in acetone.
【００９１】以上のようにして開口部が形成された第１
の金属層２２上に、先鋭部全体を覆うようにして、スパ
ッタリング法によって第２の金属層を形成し、光ファイ
バープローブを作製した。なお、第２の金属層の厚さは
１５ｎｍである。[0091] The first in which the opening is formed as described above.
A second metal layer was formed on the metal layer 22 by a sputtering method so as to cover the entire sharp portion, thereby producing an optical fiber probe. Note that the thickness of the second metal layer is 15 nm.
【００９２】なお、このようにして作製される光ファイ
バープローブでは、光ファイバーのクラッドの外径と耐
腐食性被覆層を形成する際の引き上げ速度ＶDによって
開口径ｄFが決定する。それを示唆する特性図を図８，
図９に示す。なお、図８はクラッドの外径Ｄと第１の金
属層によって形成される開口径ｄFの関係であり、引き
上げ速度ＶDを５ｃｍ／秒に固定した場合である。図９
は耐腐食性被覆層を形成する際の引き上げ速度と第１の
金属層によって形成される開口径ｄFの関係であり、ク
ラッドの外径Ｄを４０μｍの固定した場合である。この
ように第１の金属層の開口径ｄFは、クラッドの外径Ｄ
が大きい程、また耐腐食性被覆層を形成する際の引き上
げ速度が速い程、小さい径になる。[0092] In the optical fiber probe to be manufactured in this manner, the opening diameter d F by pulling rate V D at the time of forming the outer diameter and corrosion resistant coating layer of the cladding of the optical fiber is determined. Figure 8 shows the characteristic diagram suggesting this.
As shown in FIG. 8 shows a relationship between the opening diameter d F is formed by the outer diameter D and the first metal layer of the clad, a case of fixing the pulling rate V D to 5 cm / sec. FIG.
Is the relationship between the opening diameter d F formed by the pulling speed and the first metal layer for forming the corrosion-resistant coating layer, a case where the outer diameter D of the cladding is fixed in 40 [mu] m. Thus, the opening diameter d F of the first metal layer is equal to the outer diameter D of the cladding.
The smaller the diameter, the faster the pulling speed for forming the corrosion resistant coating layer, the smaller the diameter.
【００９３】実施例２ 第２の金属層の上に、真空蒸着法によってＭｇＦ2より
なる誘電体層を形成したこと以外は実施例１と同様にし
て光ファイバープローブを作製した。 Example 2 An optical fiber probe was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a dielectric layer made of MgF 2 was formed on the second metal layer by a vacuum evaporation method.
【００９４】なお、誘電体層を形成するに際しては、真
空蒸着器内で、光ファイバーを当該光ファイバーの中心
軸を中心にして回転させ、この中心軸との交差角が９０
゜となるような方向から蒸着粒子を入射させるようにし
た。誘電体層の厚さは５０ｎｍである。When forming the dielectric layer, the optical fiber is rotated around the center axis of the optical fiber in a vacuum vapor deposition apparatus, and the angle of intersection with the center axis is 90 degrees.
The vapor deposition particles were made to enter from a direction that becomes ゜. The thickness of the dielectric layer is 50 nm.
【００９５】実施例３ コアの周りに、第１のクラッド及びサポート層が設けら
れた３重構造の光ファイバーを用意した。この光ファイ
バーの材料構成は次の通りである。 Example 3 An optical fiber having a triple structure in which a first clad and a support layer were provided around a core was prepared. The material composition of this optical fiber is as follows.
【００９６】コア：ＧｅＯ2添加ＳｉＯ2、純粋ＳｉＯ2
との屈折率差１．３％、外径１．４μｍ クラッド：純粋ＳｉＯ2、純粋ＳｉＯ2との屈折率差０
％、外径２７μｍ サポート層：Ｆ添加ＳｉＯ2、純粋ＳｉＯ2との屈折率差
−０．７％、外径１２５μｍ この光ファイバーの一端を、４０重量％ＮＨ4Ｆ溶液：
５０重量％ＨＦ溶液：Ｈ2Ｏ（体積比）＝１．７：１：
１なる組成の緩衝ＨＦ溶液に４０分間浸漬し、その後、
４０重量％ＮＨ4Ｆ溶液：５０重量％ＨＦ溶液：Ｈ2Ｏ
（体積比）＝１０：１：１なる組成の緩衝ＨＦ溶液に３
０分間浸漬した。その結果、サポート層は取り除かれ、
コアとクラッドよりなる先鋭部が形成された。この先鋭
部は、コアとクラッドでそれぞれ傾斜角が異なってお
り、２段階の傾斜角で先鋭化されている。ここで、コア
の先鋭角αは１７゜、クラッド先鋭角βは６２゜であ
り、先端直径は１０ｎｍ以下であった。Core: SiO 2 with GeO 2 added, pure SiO 2
1.3%, outer diameter 1.4 μm cladding: pure SiO 2 , no refractive index difference from pure SiO 2
%, Outer diameter 27 μm Support layer: refractive index difference from F-added SiO 2 , pure SiO 2 -0.7%, outer diameter 125 μm One end of this optical fiber is treated with a 40 wt% NH 4 F solution:
50% by weight HF solution: H 2 O (volume ratio) = 1.7: 1:
1 for 40 minutes in a buffered HF solution of the composition
40% by weight NH 4 F solution: 50% by weight HF solution: H 2 O
(Volume ratio) = 3: 1 in a buffered HF solution having a composition of 10: 1: 1
Dipped for 0 minutes. As a result, the support layer is removed,
A sharp portion consisting of a core and a clad was formed. The sharp portion has a different inclination angle between the core and the cladding, and is sharpened at two stages of inclination angles. Here, the acute angle α of the core was 17 °, the acute angle β of the clad was 62 °, and the tip diameter was 10 nm or less.
【００９７】そして、このようにして先鋭部が形成され
た光ファイバーに、真空蒸着法によって、銀よりなる第
１の金属層を形成し、ＭｇＦ2よりなるで誘電体層、ア
ルミニウムよりなる第２の金属層を形成した。なお、こ
れら各層を形成するに際しては、真空蒸着器内で当該光
ファイバーの中心軸を中心にして回転させ、この中心軸
との交差角が９０゜となるような方向から蒸着粒子を入
射させた。これら各層の厚さは、第１の金属層が１５ｎ
ｍ、誘電体層の厚さが１００ｎｍ、第２の金属層の厚さ
が１５０ｎｍであった。Then, a first metal layer made of silver is formed on the optical fiber having the sharp portion thus formed by a vacuum deposition method, and a dielectric layer made of MgF 2 and a second metal layer made of aluminum are formed. A metal layer was formed. In forming each of these layers, the optical fiber was rotated in a vacuum evaporator about the central axis of the optical fiber, and vapor-deposited particles were incident from a direction such that the crossing angle with the central axis was 90 °. The thickness of each of these layers is such that the first metal layer
m, the thickness of the dielectric layer was 100 nm, and the thickness of the second metal layer was 150 nm.
【００９８】以上、実施例１〜実施例３で作製された光
ファイバープローブを近接場光学顕微鏡に適用したとこ
ろ、いずれも高い散乱効率と分解能が得られた。As described above, when the optical fiber probes manufactured in Examples 1 to 3 were applied to a near-field optical microscope, high scattering efficiency and high resolution were obtained in all cases.
【００９９】[0099]
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る光ファイバープローブは、基端部から突出した
コアを先鋭化することで形成された先鋭部(1)を有する
光ファイバープローブであって、上記先鋭部(1)の表面
に、先端部(1a)を除いて遮光性被膜層として機能する第
１の金属層(2)が形成されるとともに、前記第１の金属
層(2)上と先端部(1a)を覆って第２の金属層(3) が形成
されている。このような光ファイバープローブでは、遮
光性被膜層として機能する上記第１の金属層(2)が形成
された領域では光の入射が遮られるので、この第１の金
属層(2)が形成されていない先端部(1a)において光が選
択的に取り込まれ、高い分解能が得られる。また、先鋭
部(1)の先端において、誘電率（絶対値）の大きな第２
の金属層(3)が形成されているので、エバネッセント光
を高い散乱効率で散乱することができる。さらに、上記
第２の金属層(3)上に誘電体層(4)を設けると、第２の金
属層(3)の腐食が防止されるようになり、耐久性が改善
される。As is apparent from the above description, the optical fiber probe according to the present invention is an optical fiber probe having a sharpened portion (1) formed by sharpening a core protruding from a base end. A first metal layer (2) that functions as a light-shielding coating layer except for the tip (1a) is formed on the surface of the sharpened portion (1), and the first metal layer (2) A second metal layer (3) is formed over the top and the tip (1a). In such an optical fiber probe, the region where the first metal layer (2), which functions as a light-shielding coating layer, is formed is shielded from light, so that the first metal layer (2) is formed. Light is selectively captured at the non-tip portion (1a), and high resolution can be obtained. Also, at the tip of the sharpened portion (1), the second material having a large dielectric constant (absolute value)
Since the metal layer (3) is formed, evanescent light can be scattered with high scattering efficiency. Further, when the dielectric layer (4) is provided on the second metal layer (3), corrosion of the second metal layer (3) is prevented, and durability is improved.
【０１００】また、本発明に係る光ファイバープローブ
は、基端部から突出したコアを先鋭化することで形成さ
れた先鋭部を有する光ファイバープローブ(5)であっ
て、上記先鋭部(5)の表面に、先端部(5a)を覆って第１
の金属層(6)及び誘電体層(7)がこの順に形成されるとと
もに、上記先端部(5a)を除く領域で遮光性被膜層として
機能する第２の金属層(8)が上記誘電体層(7)上に形成さ
れている。このような光ファイバープローブでは、先端
部(5a)を覆う誘電率（絶対値）の大きな第１の金属層
(6)によって、エバネッセント光を高い散乱効率で散乱
することができる。また、遮光性被膜層として機能する
第２の金属層(8)が形成されている領域では光の入射が
遮られるので、この第２の金属層(8)が形成されていな
い先端部(5a)において選択的に光が取り込まれ、高い分
解能が得られる。さらに、第２の金属層(8)が誘電体層
(7)を介して形成されているので、この誘電体層(7)がバ
ッファー層として機能する。これにより、テーパー部に
おいて先鋭部(5)と第２の金属層(8)との境界でプラズモ
ンが励起されることによって生じるＴＭモードの損失が
抑えられる。The optical fiber probe according to the present invention is an optical fiber probe (5) having a sharpened portion formed by sharpening a core protruding from a base end portion, wherein a surface of the sharpened portion (5) is provided. First, covering the tip (5a),
The metal layer (6) and the dielectric layer (7) are formed in this order, and the second metal layer (8) functioning as a light-shielding coating layer in the region excluding the tip (5a) is formed of the dielectric material. It is formed on the layer (7). In such an optical fiber probe, the first metal layer having a large dielectric constant (absolute value) covering the tip (5a) is used.
According to (6), evanescent light can be scattered with high scattering efficiency. In the area where the second metal layer (8) functioning as a light-shielding coating layer is formed, the incidence of light is blocked. Therefore, the tip (5a) where the second metal layer (8) is not formed is formed. In (2), light is selectively taken in, and high resolution can be obtained. Further, the second metal layer (8) is a dielectric layer
Since it is formed via (7), this dielectric layer (7) functions as a buffer layer. Thereby, the loss of the TM mode caused by the excitation of the plasmon at the boundary between the sharp portion (5) and the second metal layer (8) in the tapered portion is suppressed.
【図１】本発明を適用した光ファイバープローブの一例
を示す要部断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an example of an optical fiber probe to which the present invention is applied.
【図２】本発明を適用した光ファイバープローブの他の
例を示す要部断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a main part showing another example of the optical fiber probe to which the present invention is applied.
【図３】本発明を適用した光ファイバープローブのさら
に他の例を示す要部断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a main part showing still another example of the optical fiber probe to which the present invention is applied.
【図４】光ファイバープローブの先鋭形状の他の例を示
す要部断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a main part showing another example of the sharpened shape of the optical fiber probe.
【図５】光ファイバープローブの先鋭形状のさらに他の
例を示す要部断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing still another example of the sharpened shape of the optical fiber probe.
【図６】光ファイバープローブの先鋭形状のさらに他の
例を示す要部断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a main part showing still another example of the sharpened shape of the optical fiber probe.
【図７】金属層への開口部の形成工程を示すものであ
り、（ａ）は耐腐食性被覆層を形成する際の樹脂溶液へ
の浸漬工程を示す模式図であり、（ｂ）は金属層のエッ
チング工程を示す模式図であり、（ｃ）は耐腐食性被覆
層の剥離工程を示す模式図である。7A and 7B are diagrams illustrating a process of forming an opening in a metal layer, wherein FIG. 7A is a schematic diagram illustrating a process of immersion in a resin solution when forming a corrosion-resistant coating layer, and FIG. It is a schematic diagram which shows the etching process of a metal layer, (c) is a schematic diagram which shows the peeling process of a corrosion-resistant coating layer.
【図８】光ファイバーのクラッド径Ｄと、第２の金属層
によって形成される開口径ｄFの関係を示す特性図であ
る。[8] and the cladding diameter D of the optical fiber, is a characteristic diagram showing the relationship between the opening diameter d F formed by the second metal layer.
【図９】耐腐食性被覆層を形成する際の引き上げ速度Ｖ
Dと、第２の金属層によって形成される開口径ｄFの関係
を示す特性図である。FIG. 9 is a drawing speed V for forming a corrosion-resistant coating layer.
And D, is a characteristic diagram showing the relationship between the opening diameter d F formed by the second metal layer.
【図１０】近接場光学顕微鏡の原理を示す模式図であ
る。FIG. 10 is a schematic diagram showing the principle of a near-field optical microscope.
１，５ 先鋭部、２，３，６，８ 金属層、４，７ 誘
電体層、1,5 sharp part, 2,3,6,8 metal layer, 4,7 dielectric layer,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−146126（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−260459（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−261039（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／33207（ＷＯ，Ａ１) Ｕ．Ｄｕｒｉｇ、外２名，“Ｎｅａｒ −ｆｉｅｌｄ ｏｐｔｉｃａｌ−ｓｃａ ｎｎｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ”, Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＵＳ，Ｔｈｅ Ａｍ ｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏ ｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，1986年３月，Ｖｏ ｌ．59，Ｎｏ．10，ｐｐ．3318−3327 芦野慎、外２名，“表面プラズモン微 少・波動デバイスのためのＡｇ膜端面形 成”，1996年春季第43回応用物理学関係 連合講演会予稿集，応用物理学会，第３ 分冊，1996年３月26日，ｐ866 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G12B 21/00 - 21/24 G01B 11/30 G01B 7/34 G01B 21/30 H01J 37/28 G02B 6/00 - 6/44 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-146126 (JP, A) JP-A-7-260459 (JP, A) JP-A-7-261039 (JP, A) International publication 95/33207 (WO, A1) U.S. Durig and two others, “Near-field optical-scanning microscopy”, Journal of Applied Physics, US, The American Institute of Physics, March, 1986. 59, no. 10, pp. 3318-3327 Shin Ashino, et al., "Formation of Ag film facet for surface plasmon micro / wave device", Proc. Separate volume, March 26, 1996, p866 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 13/10-13/24 G12B 21/00-21/24 G01B 11/30 G01B 7/34 G01B 21/30 H01J 37/28 G02B 6/00-6/44 JICST file (JOIS)
Claims (9)
る光ファイバーよりなり、光ファイバーの一端に基端部
から突出したコアを先鋭化することで形成された先鋭部
(1)を有する光ファイバープローブであって、 上記先鋭部(1)の表面に、先端部(1a)を除いて遮光性被
膜層として機能する第１の金属層(2)が形成されるとと
もに、前記第１の金属層(2)上と先端部(1a)を覆って第
２の金属層(3) が形成されていることを特徴とする光フ
ァイバープローブ。1. An optical fiber having a clad provided around a core, and a sharpened portion formed by sharpening a core protruding from a base end at one end of the optical fiber.
An optical fiber probe having (1), wherein a first metal layer (2) functioning as a light-shielding coating layer except for a tip (1a) is formed on a surface of the sharpened portion (1), An optical fiber probe, wherein a second metal layer (3) is formed on the first metal layer (2) and covering the tip (1a).
ｎｍ以上、第２の金属層(3)の厚さ(ｔM2)が１〜５０ｎ
ｍであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバー
プローブ。2. The thickness (t M1 ) of the first metal layer (2) is 100.
nm or more, and the thickness (t M2 ) of the second metal layer (3) is 1 to 50 n.
2. The optical fiber probe according to claim 1, wherein m is m.
ら突出したコアとクラッドを３段階の傾斜角で先鋭化す
ることで形成されていることを特徴とする請求項１記載
の光ファイバープローブ。3. The optical fiber according to claim 1, wherein the sharpened portion is formed by sharpening a core and a clad protruding from a base end of the optical fiber at three stages of inclination angles. probe.
されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ
ープローブ。4. The optical fiber probe according to claim 1, wherein a dielectric layer (4) is formed on the second metal layer (3).
る光ファイバーよりなり、光ファイバーの一端に基端部
から突出したコアを先鋭化することで形成された先鋭部
(5)を有する光ファイバープローブであって、 上記先鋭部(5)の表面に、先端部(5a)を覆って第１の金
属層(6)及び誘電体層(7)がこの順に形成されるととも
に、上記先端部(5a)を除く領域で遮光性被膜層として機
能する第２の金属層(8)が上記誘電体層(7)上に形成され
ていることを特徴とする光ファイバープローブ。5. An optical fiber having a clad provided around a core, and a sharpened portion formed by sharpening a core protruding from a base end at one end of the optical fiber.
An optical fiber probe having (5), wherein a first metal layer (6) and a dielectric layer (7) are formed in this order on the surface of the sharp part (5) so as to cover the tip part (5a). An optical fiber probe, wherein a second metal layer (8) functioning as a light-shielding coating layer is formed on the dielectric layer (7) in a region excluding the tip (5a).
屈折率ｎよりも低いことを特徴とする請求項５記載の光
ファイバープローブ。6. The optical fiber probe according to claim 5, wherein the refractive index n of the dielectric layer is lower than the refractive index n of the sharp portion.
の金属層(8)は、先端部(5)での厚さが他の領域での厚さ
より薄くされていることを特徴とする請求項５記載の光
ファイバープローブ。7. A first metal layer (6), a dielectric layer (7) and a second metal layer (7).
The optical fiber probe according to claim 5, wherein the metal layer (8) has a thickness at a tip portion (5) smaller than a thickness at another region.
金属層(6)の厚さ(ｔM3)が１〜５０ｎｍ、第２の金属層
(8) の厚さ(ｔM2)が１００ｎｍ以上であることを特徴と
する請求項７記載の光ファイバープローブ。8. In a region other than the tip portion (5a), the thickness (t M3 ) of the first metal layer (6) is 1 to 50 nm, and the thickness of the second metal layer is
The optical fiber probe according to claim 7, wherein the thickness (t M2 ) of (8) is 100 nm or more.
て形成されていることを特徴とする請求項５記載の光フ
ァイバープローブ。9. The optical fiber probe according to claim 5, wherein the second metal layer (8) is formed except for a tip portion (5a).
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- 1996-11-25 JP JP31392196A patent/JP3145643B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Ｕ．Ｄｕｒｉｇ、外２名，"Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ ｏｐｔｉｃａｌ−ｓｃａｎｎｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ"，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＵＳ，Ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９８６年３月，Ｖｏｌ．５９，Ｎｏ．１０，ｐｐ．３３１８−３３２７ |
| 芦野慎、外２名，"表面プラズモン微少・波動デバイスのためのＡｇ膜端面形成"，１９９６年春季第４３回応用物理学関係連合講演会予稿集，応用物理学会，第３分冊，１９９６年３月２６日，ｐ８６６ |
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| JPH10153605A (en) | 1998-06-09 |
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