JP3398464B2 - Laser microscope - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光源に特徴を有するレ
ーザ顕微鏡に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser microscope characterized by a light source.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば半導体装置の製造においては、現
在、０．３５μｍルールが主流になりつつある。一方、
半導体装置の観察手段である光学顕微鏡の解像度には限
界があり、０．３５μｍレベルの半導体装置の細かい観
察は不可能である。観察対象であるこのような微細な試
料は、例えばＳＥＭ等の電子顕微鏡を用いることによっ
て観察可能である。しかしながら、電子顕微鏡において
は、電子による試料損傷が生じ、また、レジスト膜等の
有機膜にはチャージアップが発生する。それ故、電子顕
微鏡による半導体装置の観察は困難である。しかも、電
子顕微鏡は真空中で試料を観察する必要があるため、ス
ループットが悪く、試料にゴミ等の異物が付着し易いと
いう問題もある。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, for example, the 0.35 μm rule is currently becoming the mainstream. on the other hand,
There is a limit to the resolution of an optical microscope which is an observation means of a semiconductor device, and it is impossible to observe a semiconductor device of 0.35 μm level in detail. Such a fine sample to be observed can be observed by using an electron microscope such as SEM. However, in the electron microscope, the sample is damaged by electrons, and the organic film such as the resist film is charged up. Therefore, it is difficult to observe the semiconductor device with an electron microscope. Moreover, since the electron microscope needs to observe the sample in a vacuum, there is a problem that the throughput is poor and foreign matter such as dust is easily attached to the sample.

【０００３】現在、半導体装置の製造分野を含む種々の
産業分野において、レーザ顕微鏡が使用されている。半
導体装置の製造分野においては、例えば試料（ウエハや
フォトマスク）上の微細パターン面を微小に絞ったレー
ザビームスポットで二次元的に走査し、試料パターンか
らの反射光をレーザ光走査と同期させて二次元画像とし
て検出する。これによって、パターン形状（外観）検査
や試料上の異物の検査を行うことができる。Currently, laser microscopes are used in various industrial fields including the field of manufacturing semiconductor devices. In the field of semiconductor device manufacturing, for example, a fine pattern surface on a sample (wafer or photomask) is two-dimensionally scanned with a laser beam spot that is finely squeezed, and the reflected light from the sample pattern is synchronized with the laser beam scanning. Detected as a two-dimensional image. Thereby, the pattern shape (appearance) inspection and the foreign matter inspection on the sample can be performed.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に、光学顕微鏡に
おいては、解像度Ｒ及び焦点深度Ｄは、光源の波長をλ
₀、開口数をＮＡとした場合、以下の式で表わすことが
できる。 Ｒ＝ｋ₁×λ₀／ＮＡ Ｄ＝ｋ₂×λ₀／ＮＡ₂ 従って、光源の波長λ₀を短くするほど、高い解像度Ｒ
を得ることはできる。Generally, in an optical microscope, the resolution R and the depth of focus D are determined by setting the wavelength of the light source to λ.
_When the numerical aperture is ₀ and the numerical aperture is NA, it can be expressed by the following equation. R = k ₁ × λ ₀ / NA D = k ₂ × λ ₀ / NA ₂ Therefore, the shorter the wavelength λ ₀ of the light source, the higher the resolution R.
Can get

【０００５】通常、レーザ顕微鏡に用いられるレーザ光
源は、単一波長のレーザ光を射出するＨｅ−Ｎｅレーザ
光源やＡｒレーザ光源である。従って、高解像度を得る
ために、一層短波長のレーザ光源を備えたレーザ顕微鏡
が要望されている。一方、レーザ光の波長が短くなるに
従い、焦点深度Ｄが浅くなる。例えば半導体装置におい
ては、ウエハ表面に形成された段差は１μｍ以上もあ
る。それ故、深い焦点深度を有するレーザ顕微鏡が要望
されている。Usually, the laser light source used for the laser microscope is a He-Ne laser light source or an Ar laser light source which emits a laser beam of a single wavelength. Therefore, in order to obtain high resolution, there is a demand for a laser microscope equipped with a laser light source having a shorter wavelength. On the other hand, the depth of focus D becomes shallower as the wavelength of the laser light becomes shorter. For example, in a semiconductor device, the level difference formed on the wafer surface is 1 μm or more. Therefore, there is a need for a laser microscope having a deep depth of focus.

【０００６】従って、本発明の目的は、高い解像度と深
い焦点深度の相反する要望を満たし得るレーザ顕微鏡を
提供することにある。Therefore, it is an object of the present invention to provide a laser microscope which can satisfy the contradictory requirements of high resolution and deep depth of focus.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第１の態様に係るレーザ顕微鏡は、光源
と、対物レンズと、試料ステージと、光検出器とを少な
くとも備えており、該光源は、 （イ）レーザダイオード、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レ
ーザ媒質及び非線形光学結晶素子から構成された、波長
λを有する第２高調波を射出し得るレーザ光源と、 （ロ）非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、該レ
ーザ光源から射出された波長λのレーザ光が入射され、
そして、該波長λのレーザ光、及び、該波長λの入射光
の第２高調波に基づいた波長λ’（λ’＜λ）のレーザ
光を射出する第２高調波発生装置と、 （ハ）該光共振器の共振器長を制御するための共振器長
制御装置と、 （ニ）第２高調波発生装置から射出された波長λのレー
ザ光と波長λ’のレーザ光とを分離するバンドパスフィ
ルターと、 （ホ）バンドパスフィルターを経た波長λのレーザ光、
及び、波長λ’のレーザ光を切り替えて対物レンズに入
射させるためのレーザ光切替手段、 から成り、 前記試料ステージに載置された試料を深い焦点深度にて
観察する場合には、該レーザ光切替手段によって切り替
えられた波長λの該レーザ光を用い、前記試料ステージ
に載置された試料を高い解像度にて観察する場合には、
該レーザ光切替手段によって切り替えられた波長λ’の
該レーザ光を用いる ことを特徴とする。A laser microscope according to a first aspect of the present invention for achieving the above object comprises at least a light source, an objective lens, a sample stage, and a photodetector. , the light source is (a) a laser diode, Nd: constructed from a solid-state laser medium and the nonlinear optical crystal element made of YAG, a laser light source capable of emitting a second harmonic wave having a wavelength lambda, (b) a non-linear optical consist crystal device and an optical resonator, the laser beam having a wavelength λ emitted from the Le <br/> over laser light source is incident,
The laser light of wavelength lambda, and a second harmonic generator for emitting a laser beam having a wavelength lambda, based on the second harmonic of the incident light of the wavelength λ '(λ'<λ) , ( c ) and resonator length control apparatus for controlling the resonator length of the optical resonator, (d) rate of wavelength λ emitted from the second harmonic generator
The bandpass filter that separates the laser light and the laser light of wavelength λ '
Luther and (e) laser light of wavelength λ that passed through the bandpass filter,
Also, switch the laser light of wavelength λ'to enter the objective lens.
Laser light switching means for Isa, Ri consists, at the placed sample depth of focus on the sample stage
When observing, switching by the laser light switching means
Using the laser light having the obtained wavelength λ, the sample stage
When observing the sample placed on
Of the wavelength λ ′ switched by the laser beam switching means
It is characterized in that the laser light is used .

【０００８】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係るレーザ顕微鏡は、光源と、対物レンズと、
試料ステージと、光検出器とを少なくとも備えており、
該光源は、 （イ）レーザダイオード、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レ
ーザ媒質及び非線形光学結晶素子から構成された、波長
λを有する第２高調波を射出し得るレーザ光源と、 （ロ）レーザ光源から射出された波長λのレーザ光を２
つのレーザ光に分割するハーフミラー又はビームスプリ
ッターと、 （ハ）非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、該ハ
ーフミラー又はビームスプリッターによって分割された
波長λの一方のレーザ光が入射され、そして、該波長λ
のレーザ光、及び、該波長λの入射光の第２高調波に基
づいた波長λ’（λ’＜λ）のレーザ光を射出する第２
高調波発生装置と、 （ニ）該光共振器の共振器長を制御するための共振器長
制御装置と、 （ホ）第２高調波発生装置から射出された波長λのレー
ザ光と波長λ’のレーザ光とから波長λ’のレーザ光を
分離するバンドパスフィルターと、 （ヘ）バンドパスフィルターを経た波長λ’のレーザ
光、及び、前記ハーフミラー又はビームスプリッターに
よって分割された波長λの他方のレーザ光を切り替えて
対物レンズに入射させるためのレーザ光切替手段、から
成り、 前記試料ステージに載置された試料を深い焦点深度にて
観察する場合には、該レーザ光切替手段によって切り替
えられた波長λの該他方のレーザ光を用い、前記試料ス
テージに載置された試料を高い解像度にて観察する場合
には、該レーザ光切替手段によって切り替えられた波長
λ’の該レーザ光を用いることを特徴とする。 Second aspect of the present invention for achieving the above object
A laser microscope according to the aspect of, a light source, an objective lens,
At least a sample stage and a photodetector,
The light source is (a) a solid-state laser composed of a laser diode and Nd: YAG.
Wavelength composed of laser medium and nonlinear optical crystal element
a laser light source capable of emitting a second harmonic having λ, and (b) a laser light source having a wavelength λ emitted from the laser light source.
Half mirror or beam splitting into two laser beams
And a (c) nonlinear optical crystal element and an optical resonator.
Split by half mirror or beam splitter
One of the laser beams having the wavelength λ is incident, and the wavelength λ
Laser light and the second harmonic of the incident light of the wavelength λ
A second laser beam having a wavelength of λ '(λ'<λ)
A harmonic generator, and (d) a resonator length for controlling the resonator length of the optical resonator.
The controller and (e) the laser of wavelength λ emitted from the second harmonic generator.
A laser beam of wavelength λ'from the laser beam of wavelength λ '
Separated bandpass filter, and (f) laser of wavelength λ'passed through bandpass filter
Light and the half mirror or beam splitter
Therefore, switch the other laser light of the divided wavelength λ
From the laser light switching means for entering the objective lens,
And the sample placed on the sample stage at a deep depth of focus
When observing, switching by the laser light switching means
Using the other laser beam of the obtained wavelength λ,
When observing a sample placed on a stage at high resolution
Is the wavelength switched by the laser beam switching means.
It is characterized in that the laser light of λ'is used.

【０００９】本発明の第１の態様若しくは第２の態様に
係るレーザ顕微鏡においては、使用中に試料と対物レン
ズとの間の距離が変動したとき、自動的にこの距離を調
節するために、自動焦点調節機構を備えていることが望
ましい。According to the first or second aspect of the present invention
In such a laser microscope, when the distance between the sample and the objective lens fluctuates during use, it is desirable to have an automatic focusing mechanism for automatically adjusting this distance.

【００１０】[0010]

【作用】本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る
レーザ顕微鏡においては、光源から波長λ又は波長λ’
（但しλ’＜λ）のレーザ光が射出される。波長λのレ
ーザ光を用いて試料を観察する場合、波長λ’のレーザ
光を用いて試料を観察する場合と比較して、深い焦点深
度Ｄを得ることができる。一方、波長λ’のレーザ光を
用いて試料を観察する場合、波長λのレーザ光を用いて
試料を観察する場合と比較して、高い解像度Ｒを得るこ
とができる。これらのレーザ光は１つの光源から射出さ
れるので、光源の構造が複雑になることはない。In the laser microscope according to the first aspect or the second aspect of the present invention, the wavelength λ or the wavelength λ ′ is emitted from the light source.
(However, λ ′ <λ) laser light is emitted. When observing the sample with the laser light of the wavelength λ, a deeper depth of focus D can be obtained as compared with the case of observing the sample with the laser light of the wavelength λ ′. On the other hand, when observing the sample using the laser light having the wavelength λ ′, a higher resolution R can be obtained compared to when observing the sample using the laser light having the wavelength λ. Since these laser lights are emitted from one light source, the structure of the light source does not become complicated.

【００１１】[0011]

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明のレーザ顕微鏡を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A laser microscope of the present invention will be described below based on embodiments with reference to the drawings.

【００１２】（実施例１） 実施例１の第１の態様に係るレーザ顕微鏡の原理図を図
１に示す。実施例１のレーザ顕微鏡は、光源と、対物レ
ンズ５１と、試料６０を載置するための試料ステージ５
３と、光検出器５２とを少なくとも備えている。光源
は、レーザ光源１０と、第２高調波発生装置２０と、共
振器長制御装置３０と、レーザ光切替手段４３Ａ，４３
Ｂとから成る。図４に模式的に示すように、レーザ光源
１０は、レーザダイオード１１、Ｎｄ：ＹＡＧから成る
固体レーザ媒質１２及び非線形光学結晶素子１３から構
成されており、波長λ（例えば、λ＝５３２ｎｍ）の第
２高調波を射出し得る。第２高調波発生装置２０は、非
線形光学結晶素子２１及び光共振器２２から構成されて
おり、レーザ光源１０から射出された波長λのレーザ光
が入射され、そして波長λの入射光の第２高調波に基づ
いた波長λ’（例えば、λ’＝２６６ｎｍ）のレーザ光
を少なくとも射出し得る。尚、第２高調波発生装置２０
からは波長λ（例えば５３２ｎｍ）のレーザ光も射出さ
れる。共振器長制御装置３０は、光共振器２２の共振器
長を制御する。レーザ光源１０、第２高調波発生装置２
０及び共振器長制御装置３０については、後に詳述す
る。Example 1 FIG. 1 shows a principle diagram of a laser microscope according to the first mode of Example 1. The laser microscope according to the first embodiment includes a light source, an objective lens 51, and a sample stage 5 on which a sample 60 is mounted.
3 and a photodetector 52. The light source is a laser light source 10, a second harmonic generation device 20, a resonator length control device 30, and laser light switching means 43A, 43.
It consists of B and. As schematically shown in FIG. 4, the laser light source 10 includes a laser diode 11, a solid-state laser medium 12 made of Nd: YAG, and a nonlinear optical crystal element 13, and has a wavelength λ (for example, λ = 532 nm). The second harmonic may be emitted. The second harmonic generation device 20 is composed of a non-linear optical crystal element 21 and an optical resonator 22, receives the laser light of wavelength λ emitted from the laser light source 10, and receives the second incident light of wavelength λ. At least laser light having a wavelength λ ′ (for example, λ ′ = 266 nm) based on harmonics can be emitted. The second harmonic generation device 20
Also emits a laser beam having a wavelength λ (for example, 532 nm). The resonator length control device 30 controls the resonator length of the optical resonator 22. Laser light source 10 and second harmonic generation device 2
0 and the resonator length control device 30 will be described in detail later.

【００１３】レーザ光切替手段４３Ａ，４３Ｂは、例え
ばシャッターから構成することができ、シャッターの開
閉によって、波長λ又は波長λ’のレーザ光の対物レン
ズ５１への入射を制御することができる。第２高調波発
生装置２０から射出された波長λ及び波長λ’のレーザ
光のそれぞれを、レーザ光切替手段４３Ａ又はレーザ光
切替手段４３Ｂに入射させるために、第２高調波発生装
置２０の下流には、例えばバンドパスフィルター４０が
配置されている。一方、例えばレーザ光切替手段４３Ａ
又はレーザ光切替手段４３Ｂを通過したレーザ光をハー
フミラー（若しくはビームスプリッター）５０に入射さ
せるために、ハーフミラー（若しくはビームスプリッタ
ー）４２が配置されている。尚、図中、参照番号４１は
反射ミラーである。The laser light switching means 43A and 43B can be constituted by, for example, shutters, and the opening and closing of the shutters can control the incidence of laser light of wavelength λ or wavelength λ ′ onto the objective lens 51. Downstream of the second harmonic generation device 20 in order to make each of the laser light having the wavelength λ and the wavelength λ ′ emitted from the second harmonic generation device 20 enter the laser light switching means 43A or the laser light switching means 43B. For example, a bandpass filter 40 is arranged in this area. On the other hand, for example, laser light switching means 43A
Alternatively, a half mirror (or beam splitter) 42 is arranged so that the laser light that has passed through the laser light switching means 43B is incident on the half mirror (or beam splitter) 50. In the figure, reference numeral 41 is a reflection mirror.

【００１４】光源から射出されたレーザ光で、ハーフミ
ラー５０、対物レンズ５１を介して試料ステージ５３に
載置された試料６０を照明する。試料６０によって反射
された光は、対物レンズ５１、ハーフミラー５０を介し
て、フォトダイオードやＣＣＤ等から構成された光検出
器５２で検出される。光検出器５２から出力された信号
に基づき、図示しないＣＲＴ等によって試料の光学像を
観察することができる。The laser light emitted from the light source illuminates the sample 60 placed on the sample stage 53 via the half mirror 50 and the objective lens 51. The light reflected by the sample 60 passes through the objective lens 51 and the half mirror 50, and is detected by the photodetector 52 including a photodiode, CCD, and the like. Based on the signal output from the photodetector 52, an optical image of the sample can be observed by a CRT (not shown) or the like.

【００１５】例えばウエハやフォトマスクといった試料
６０を微小に絞ったレーザビームスポットで二次元的に
走査するために、光源から射出されたレーザ光を走査す
るスキャナ４４を設けることが望ましい。スキャナ４４
としては、サーボガルバノミラー、共振型ガルバノミラ
ー、音響光学偏向素子、ポリゴンミラー、ホログラムス
キャナ等を挙げることができる。尚、スキャナ４４を設
ける代わりに、レーザビームを固定して、試料ステージ
５３を機械的に走査してもよい。In order to two-dimensionally scan a sample 60 such as a wafer or a photomask with a laser beam spot that is minutely narrowed, it is desirable to provide a scanner 44 that scans the laser light emitted from the light source. Scanner 44
Examples thereof include a servo galvano mirror, a resonant galvano mirror, an acousto-optic deflecting element, a polygon mirror, and a hologram scanner. Instead of providing the scanner 44, the laser beam may be fixed and the sample stage 53 may be mechanically scanned.

【００１６】実施例１のレーザ顕微鏡の使用に際して
は、例えば、レーザ光切替手段４３Ａを閉じ、レーザ光
切替手段４３Ｂを開いた状態で、波長λ（例えば、波長
＝５３２ｎｍ）のレーザ光を用いて試料６０を観察す
る。この場合には、解像度は低いが深い焦点深度を得る
ことができる。次いで、レーザ光切替手段４３Ｂを閉
じ、レーザ光切替手段４３Ａを開いた状態で、波長λ’
（例えば、波長＝２６６ｎｍ）のレーザ光を用いて試料
６０を観察する。この場合には、焦点深度は浅くなる
が、高い解像度を得ることができる。When the laser microscope of the first embodiment is used, for example, the laser light switching means 43A is closed and the laser light switching means 43B is opened, and laser light having a wavelength λ (for example, wavelength = 532 nm) is used. Observe the sample 60. In this case, the resolution is low but a deep depth of focus can be obtained. Then, with the laser light switching means 43B closed and the laser light switching means 43A opened, the wavelength λ '
The sample 60 is observed using a laser beam (for example, wavelength = 266 nm). In this case, the depth of focus becomes shallow, but high resolution can be obtained.

【００１７】（実施例２） 図２に原理図を示す実施例２のレーザ顕微鏡は、本発明
の第２の態様に係るレーザ顕微鏡に関する。実施例２の
レーザ顕微鏡においては、レーザ光源１０から射出され
た波長λのレーザ光の一部をハーフミラー（若しくはビ
ームスプリッター）４５を用いて取り出し、かかる波長
λのレーザ光をスキャナ４４を介して対物レンズ５１に
入射させる。一方、第２高調波発生装置２０から射出さ
れたレーザ光の内、波長λ’のレーザ光をバンドパスフ
ィルター４０Ａを用いて取り出し、この波長λ’のレー
ザ光をスキャナ４４を介して対物レンズ５１に入射させ
る。レーザ顕微鏡の他の構造は実施例１と同様とするこ
とができるので、詳細な説明は省略する。[0017] (Example 2) laser microscope of Example 2 shows the principle in FIG. 2, the present invention
The present invention relates to a laser microscope according to the second aspect . In the laser microscope of the second embodiment, a part of the laser light having the wavelength λ emitted from the laser light source 10 is extracted using the half mirror (or the beam splitter) 45, and the laser light having the wavelength λ is passed through the scanner 44. It is incident on the objective lens 51. On the other hand, of the laser light emitted from the second harmonic generation device 20, the laser light of wavelength λ ′ is extracted using the bandpass filter 40A, and the laser light of this wavelength λ ′ is passed through the scanner 44 and the objective lens 51. Incident on. Since the other structure of the laser microscope can be the same as that of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

【００１８】（実施例３） 実施例３のレーザ顕微鏡においては、実施例１にて説明
したレーザ顕微鏡の試料ステージ５３に自動焦点調節機
構が備えられている。この自動焦点調節機構は、具体的
には、試料ステージ５３上に設けられたテストパターン
５４とすることができる。(Third Embodiment) In the laser microscope of the third embodiment, the sample stage 53 of the laser microscope described in the first embodiment is provided with an automatic focusing mechanism. Specifically, the automatic focus adjustment mechanism may be a test pattern 54 provided on the sample stage 53.

【００１９】レーザ顕微鏡において、波長λのレーザ光
と波長λ’のレーザ光を照明光として用いた場合、波長
に依存して焦点が変化する。従って、試料ステージ５３
をＺ軸方向に移動させる。即ち、通常、波長λのレーザ
光を光源として用いた場合の対物レンズ５１と試料６０
までの距離をｄ、波長λ’のレーザ光を光源として用い
た場合の対物レンズ５１と試料６０までの距離をｄ’と
すれば、ｄとｄ’の値は異なる。それ故、使用するレー
ザ光の波長に応じて、距離｜ｄ−ｄ’｜だけ試料ステー
ジ５３をＺ軸方向に移動させる必要がある。このような
Ｚ軸方向への試料ステージ５３の移動は、図示しないサ
ーボモータ等を用いて行うことができる。In a laser microscope, when laser light of wavelength λ and laser light of wavelength λ ′ are used as illumination light, the focus changes depending on the wavelength. Therefore, the sample stage 53
Is moved in the Z-axis direction. That is, normally, the objective lens 51 and the sample 60 when the laser light of the wavelength λ is used as the light source.
When the distance between the objective lens 51 and the sample 60 is d'when the laser light of wavelength λ'is used as the light source, the values of d and d'are different. Therefore, it is necessary to move the sample stage 53 in the Z-axis direction by the distance | d−d ′ | according to the wavelength of the laser light used. Such movement of the sample stage 53 in the Z-axis direction can be performed using a servo motor or the like (not shown).

【００２０】同種の試料をレーザ顕微鏡で観察する場
合、対物レンズ５１と試料６０までの距離ｄ又はｄ’を
予め設定しておくことが、観察効率の向上の面から好ま
しい。そのためには、予め、対物レンズ５１から成る光
学系における焦点基準値ｄ₀を設定しておく。そして、
試料６０に対する実際の観察時における最適焦点位置
は、かかる焦点基準値ｄ₀からのずれ（オフセット）と
して決定される。言い換えれば、観察すべき試料を決定
すれば、実際の観察時における最適焦点位置（ｄ若しく
はｄ’）と焦点基準値ｄ₀との間の距離（オフセット）
はほぼ一定であり、このオフセット量を加味して試料６
０に対する最適焦点位置が決定される。従って、基準焦
点値ｄ₀が変動すると、実際の試料の観察時における焦
点位置が最適焦点位置（ｄ若しくはｄ’）からずれてし
まう。When observing a sample of the same type with a laser microscope, it is preferable from the viewpoint of improving the observation efficiency that the distance d or d ′ between the objective lens 51 and the sample 60 is set in advance. For that purpose, the focus reference value d ₀ in the optical system including the objective lens 51 is set in advance. And
The optimum focus position for actual observation of the sample 60 is determined as a deviation (offset) from the focus reference value d ₀ . In other words, if the sample to be observed is determined, the distance (offset) between the optimum focus position (d or d ′) and the focus reference value d ₀ during actual observation.
Is almost constant, and this offset amount is taken into account
The optimum focus position for 0 is determined. Therefore, if the reference focus value d ₀ fluctuates, the focus position during actual observation of the sample deviates from the optimum focus position (d or d ′).

【００２１】レーザ顕微鏡を設置する環境の温度等は出
来る限り一定に保持されているが、それにも拘らず、焦
点基準値ｄ₀は経時的に変動する。従って、通常、或る
期間経過後、焦点基準値の補正作業が必要とされる。こ
の補正作業は、例えば、試料ステージ５３上に自動焦点
調節機構であるテストパターン５４を予め設けておき、
波長λ又は波長λ’のレーザ光を用いて、対物レンズ５
１とテストパターン５４との間の距離を種々変えた状態
でテストパターン５４を観察する。この観察としては、
光検出器５２による例えばテストパターン５４のコント
ラストの測定を挙げることができる。コントラスト測定
結果に基づき、対物レンズ５１とテストパターン５４と
の間の最適焦点位置を求める。即ち、最もシャープなコ
ントラスト（テストパターン５４からの、最も高いピー
クを有する光反射曲線及び／又は最も狭い半値幅を有す
る光反射曲線）を有するテストパターン５４の光学像が
得られたときの、対物レンズ５１からテストパターン５
４までの距離を決定する。この距離がレーザ顕微鏡の対
物レンズ５１の最適焦点であり、焦点基準値ｄ₀に相当
する。前回測定した焦点基準値と今回測定した焦点基準
値との間に相違がある場合には、コンピュータに記憶さ
れた焦点基準値を、今回測定して得られた焦点基準値に
置き換える。Although the temperature of the environment where the laser microscope is installed is kept as constant as possible, the focus reference value d ₀ nevertheless fluctuates with time. Therefore, normally, after a certain period of time, it is necessary to correct the focus reference value. For this correction work, for example, a test pattern 54, which is an automatic focus adjustment mechanism, is provided in advance on the sample stage 53,
Using the laser light of wavelength λ or wavelength λ ′, the objective lens 5
The test pattern 54 is observed with various distances between 1 and the test pattern 54 being changed. As for this observation,
For example, the contrast of the test pattern 54 may be measured by the photodetector 52. The optimum focus position between the objective lens 51 and the test pattern 54 is obtained based on the contrast measurement result. That is, the objective when the optical image of the test pattern 54 having the sharpest contrast (light reflection curve having the highest peak and / or light reflection curve having the narrowest half-value width from the test pattern 54) is obtained. Test pattern 5 from lens 51
Determine the distance to 4. This distance is the optimum focus of the objective lens 51 of the laser microscope and corresponds to the focus reference value d ₀ . When there is a difference between the focus reference value measured last time and the focus reference value measured this time, the focus reference value stored in the computer is replaced with the focus reference value obtained this time.

【００２２】こうして、新たな焦点基準値ｄ₀が決定さ
れれば、観察すべき試料に依存して、オフセット量を加
味して試料６０に対する最適焦点位置が決定される。ま
た、｜ｄ−ｄ’｜の値も、常に正確な値に設定すること
ができる。When the new focus reference value d ₀ is determined in this way, the optimum focus position for the sample 60 is determined in consideration of the offset amount, depending on the sample to be observed. Also, the value of | d−d ′ | can always be set to an accurate value.

【００２３】以下、本発明のレーザ顕微鏡での使用に適
した光源について、図４〜図６を参照して説明する。A light source suitable for use in the laser microscope of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【００２４】図４の構成図に示すように、レーザ顕微鏡
の光源は、第２高調波を射出し得るレーザ光源１０から
構成されている。レーザ光源１０は、複数のレーザダイ
オード１１（射出光の波長：８０８ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇから成る固体レーザ媒質１２（射出光の波長：１０６
４ｎｍ）、及びＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ₄）から成る非線
形光学結晶素子１３から構成されたＬＤ励起固体レーザ
である。固体レーザ媒質１２は端面励起方式である。こ
のような構成により、レーザ光源１０からは、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧから成る固体レーザ媒質の第２高調波である５３２
ｎｍ（＝λ）の波長を有するレーザ光が射出される。レ
ーザ光源１０には、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ媒
質１２の前方に１／４波長板１４が配置されている。こ
れによって、レーザ光源１０において、所謂ホールバー
ニング効果による多モード発振を抑制することができ
る。As shown in the configuration diagram of FIG. 4, the light source of the laser microscope is composed of a laser light source 10 capable of emitting the second harmonic. The laser light source 10 includes a plurality of laser diodes 11 (wavelength of emitted light: 808 nm), Nd: YA.
Solid-state laser medium 12 made of G (wavelength of emitted light: 106
4 nm), and an LD-pumped solid-state laser composed of a nonlinear optical crystal element 13 made of KTP (KTiOPO ₄ ). The solid-state laser medium 12 is of an end face excitation type. With such a configuration, Nd: Y is emitted from the laser light source 10.
532 which is the second harmonic of the solid-state laser medium made of AG
Laser light having a wavelength of nm (= λ) is emitted. In the laser light source 10, a quarter-wave plate 14 is arranged in front of the solid-state laser medium 12 made of Nd: YAG. As a result, in the laser light source 10, it is possible to suppress multimode oscillation due to the so-called hole burning effect.

【００２５】非線形光学結晶素子１３は、平面鏡１５及
び凹面鏡１６から成る光共振器の光路内に配置されてお
り、所謂外部ＳＨＧ方式（レーザ発振器の外部に構成し
た光共振器中に配置する方式）を構成する。平面鏡１５
は光の殆どを反射する。また、凹面鏡１６はＮｄ：ＹＡ
Ｇから成る固体レーザ媒質の第２高調波の殆どを透過
し、その他の波長を有する光を殆ど反射する。凹面鏡１
６は、例えばダイクロイックミラーで構成することがで
きる。The nonlinear optical crystal element 13 is arranged in the optical path of the optical resonator consisting of the plane mirror 15 and the concave mirror 16, and is a so-called external SHG system (a system arranged in an optical resonator formed outside the laser oscillator). Make up. Plane mirror 15
Reflects most of the light. The concave mirror 16 is Nd: YA
It transmits most of the second harmonics of the solid-state laser medium made of G and reflects most of the light having other wavelengths. Concave mirror 1
6 can be constituted by a dichroic mirror, for example.

【００２６】図４に示すように、第２高調波発生装置２
０は、例えばＢＢＯ（β−ＢａＢ₂Ｏ₄）から成る非線形
光学結晶素子２１、及び光共振器２２から構成されてい
る。実施例１においては、第２高調波発生装置２０を構
成する非線形光学結晶素子２１は、光共振器２２の光路
内に配置されている。即ち、第２高調波発生装置２０
は、所謂外部ＳＨＧ方式である。この光共振器２２にお
いては、所謂フィネス値（共振のＱ値に相当する）を例
えば１００〜１０００程度と大きくして、光共振器２２
内部の光密度を、光共振器２２に入射されるレーザ光の
光密度の数百倍とすることによって、光共振器２２内に
配置された非線形光学結晶素子２１の非線形効果を有効
に利用することができる。As shown in FIG. 4, the second harmonic generator 2
0 is composed of a nonlinear optical crystal element 21 made of, for example, BBO (β-BaB ₂ O ₄ ) and an optical resonator 22. In the first embodiment, the nonlinear optical crystal element 21 that constitutes the second harmonic generation device 20 is arranged in the optical path of the optical resonator 22. That is, the second harmonic generation device 20
Is a so-called external SHG method. In this optical resonator 22, the so-called finesse value (corresponding to the Q value of resonance) is increased to, for example, about 100 to 1000, and the optical resonator 22 is increased.
By making the internal optical density several hundred times the optical density of the laser light incident on the optical resonator 22, the nonlinear effect of the nonlinear optical crystal element 21 arranged in the optical resonator 22 is effectively used. be able to.

【００２７】光共振器２２は、一対の凹面鏡２３，２４
及び一対の平面鏡２５，２６から構成されている。第２
高調波発生装置２０に入射した光（例えば、λ＝５３２
ｎｍの波長を有するレーザ光）は、第１の凹面鏡２３を
透過し、非線形光学結晶素子２１を透過して少なくとも
一部が第２高調波（例えば、波長λ’＝２６６ｎｍのレ
ーザ光）にされた後、第２の凹面鏡２４によって反射さ
れ、次に、平面鏡２５，２６によって反射され、更に
は、第１の凹面鏡２３によって反射される。このような
状態において、第２の凹面鏡２４に入射した光（例え
ば、波長λ’＝２６６ｎｍのレーザ光）の少なくとも一
部が第２の凹面鏡２４を透過し、第２高調波発生装置２
０からバンドパスフィルター４０に向かって射出され
る。尚、第２高調波発生装置２０からバンドパスフィル
ター４０に向かって射出されるレーザ光の中には、波長
λ’＝２６６ｎｍのレーザ光だけでなく、波長λ＝５３
２ｎｍのレーザ光も含まれる。The optical resonator 22 includes a pair of concave mirrors 23 and 24.
And a pair of plane mirrors 25 and 26. Second
Light incident on the harmonic generation device 20 (for example, λ = 532
laser light having a wavelength of nm) passes through the first concave mirror 23 and the nonlinear optical crystal element 21, and at least a part thereof is converted into a second harmonic (for example, laser light having a wavelength λ ′ = 266 nm). Then, it is reflected by the second concave mirror 24, then reflected by the plane mirrors 25 and 26, and further reflected by the first concave mirror 23. In such a state, at least a part of the light (for example, laser light having a wavelength λ ′ = 266 nm) incident on the second concave mirror 24 passes through the second concave mirror 24, and the second harmonic generation device 2
The light is emitted from 0 toward the bandpass filter 40. Note that, in the laser light emitted from the second harmonic generation device 20 toward the bandpass filter 40, not only the laser light having the wavelength λ ′ = 266 nm but also the wavelength λ = 53
2 nm laser light is also included.

【００２８】また、平面鏡２６から第１の凹面鏡２３へ
と入射した光の一部分（例えば、波長５３２ｎｍのレー
ザ光）は、第１の凹面鏡２３を透過し、後述する共振器
長制御装置３０へと入射する。尚、第１及び第２の凹面
鏡２３，２４、平面鏡２５，２６は、以上の説明のよう
に光を反射・透過させるように設計する。第２の凹面鏡
２４は、例えばダイクロイックミラーで構成することが
できる。Further, a part of the light (for example, a laser beam having a wavelength of 532 nm) that is incident on the first concave mirror 23 from the plane mirror 26 is transmitted through the first concave mirror 23 and is then transmitted to the resonator length control device 30 described later. Incident. The first and second concave mirrors 23 and 24 and the plane mirrors 25 and 26 are designed to reflect and transmit light as described above. The second concave mirror 24 can be composed of, for example, a dichroic mirror.

【００２９】第２高調波発生装置２０から射出されたレ
ーザ光の波長λ’は、第２高調波発生装置２０に入射す
るレーザ光（波長＝λ）を基準とすれば、かかる入射光
の第２高調波である。即ち、実施例１においては、レー
ザ光源１０から第２高調波発生装置２０に入射する入射
光の波長λは５３２ｎｍであり、第２高調波発生装置２
０から射出されるレーザ光の波長λ’は２６６ｎｍであ
り、同時に波長λ（＝５３２ｎｍ）のレーザ光も射出さ
れる。尚、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レーザ媒質１２か
ら射出されるレーザ光の波長（１０６４ｎｍ）を基準と
すれば、第２高調波発生装置２０から射出される波長
λ’のレーザ光は第４高調波に相当する。第２高調波発
生装置２０からは、波長２６６ｎｍ及び５３２ｎｍの狭
帯域を有するレーザ光が連続的に射出され、かかるレー
ザ光のモード均一性は高い。The wavelength λ ′ of the laser light emitted from the second harmonic generation device 20 is based on the laser light (wavelength = λ) incident on the second harmonic generation device 20. Two harmonics. That is, in the first embodiment, the wavelength λ of the incident light entering the second harmonic generation device 20 from the laser light source 10 is 532 nm, and the second harmonic generation device 2
The wavelength λ ′ of the laser light emitted from 0 is 266 nm, and at the same time, the laser light of the wavelength λ (= 532 nm) is also emitted. Based on the wavelength (1064 nm) of the laser light emitted from the solid-state laser medium 12 made of Nd: YAG, the laser light having the wavelength λ ′ emitted from the second harmonic generation device 20 is the fourth harmonic. Equivalent to. Laser light having a narrow band of wavelengths 266 nm and 532 nm is continuously emitted from the second harmonic generation device 20, and the mode uniformity of the laser light is high.

【００３０】光共振器２２の共振器長（Ｌ）は、共振器
長制御装置３０によって精密に制御され一定長に保持さ
れる。この光共振器２２の共振器長（Ｌ）を一定長に精
密に保持することにより、第２高調波発生装置２０から
射出される波長λ’のレーザ光の強度を一定に保持する
ことができる。尚、共振器長（Ｌ）は、第１の凹面鏡２
３、第２の凹面鏡２４、平面鏡２５、平面鏡２６、及び
第１の凹面鏡２３のそれぞれの反射面を結んだ光路長に
相当する。The resonator length (L) of the optical resonator 22 is precisely controlled by the resonator length control device 30 and maintained at a constant length. By precisely maintaining the resonator length (L) of the optical resonator 22 at a constant length, the intensity of the laser light of wavelength λ ′ emitted from the second harmonic generation device 20 can be maintained at a constant level. . The cavity length (L) is equal to that of the first concave mirror 2
3, the second concave mirror 24, the plane mirror 25, the plane mirror 26, and the first concave mirror 23 are equivalent to the optical path length connecting the reflecting surfaces.

【００３１】第２高調波発生装置２０から射出される射
出光の波長をλ’としたとき、光共振器２２の共振器長
Ｌ₀が、λ’＝Ｌ₀／Ｍ（但し、Ｍは正数）を満足すると
き（ロック状態とも呼ぶ）、光共振器２２は共振し、第
２高調波発生装置２０は高強度のレーザ光（波長＝
λ’）を安定に射出する。言い換えれば、光共振器２２
における光路位相差Δが２πの整数倍のとき、第２高調
波発生装置２０を構成する光共振器２２は共振状態とな
る。即ち、ロック状態となる。ここで、非線形光学結晶
素子２１の屈折率をｎ、厚さをｌとしたとき、光路位相
差Δは（４πｎｌ／λ’）で表わすことができる。When the wavelength of the light emitted from the second harmonic generator 20 is λ ′, the resonator length L ₀ of the optical resonator 22 is λ ′ = L ₀ / M (where M is a positive value). Number (also referred to as a locked state), the optical resonator 22 resonates, and the second harmonic generation device 20 causes the high-intensity laser light (wavelength =
λ ') is stably ejected. In other words, the optical resonator 22
When the optical path phase difference Δ at is an integral multiple of 2π, the optical resonator 22 forming the second harmonic generation device 20 is in a resonance state. That is, the lock state is set. Here, when the refractive index of the nonlinear optical crystal element 21 is n and the thickness is 1, the optical path phase difference Δ can be expressed by (4πnl / λ ′).

【００３２】また、光共振器２２の共振器長Ｌ₀±ΔＬ₀
が、λ’≠（Ｌ₀±ΔＬ₀）／Ｍ’（但し、Ｍ’は正数）
のとき（アンロック状態とも呼ぶ）、第２高調波発生装
置２０は低強度のレーザ光を射出する。言い換えれば、
光共振器２２における光路位相差Δが２πの整数倍から
ずれたとき、第２高調波発生装置２０を構成する光共振
器２２は非共振状態となる。即ち、アンロック状態とな
る。Further, the resonator length of the optical resonator 22 L ₀ ± ΔL ₀
Is λ '≠ (L ₀ ± ΔL ₀ ) / M' (where M'is a positive number)
At this time (also referred to as an unlocked state), the second harmonic generation device 20 emits low-intensity laser light. In other words,
When the optical path phase difference Δ in the optical resonator 22 deviates from an integer multiple of 2π, the optical resonator 22 that constitutes the second harmonic generation device 20 is in a non-resonant state. That is, the unlocked state is set.

【００３３】従って、第２高調波発生装置２０から波長
λ’のレーザ光を安定に射出するためには、光共振器２
２の共振器長（Ｌ）の経時的な変動（具体的には、例え
ば、凹面鏡２３，２４、平面鏡２５，２６の位置の変
動）を出来る限り小さくする必要がある。そこで、共振
器長制御装置３０の制御によって、第１の凹面鏡２３と
第２の凹面鏡２４とを結ぶ光軸上で、第１の凹面鏡２３
を移動させたり、かかる光軸に対する第１の凹面鏡２３
の配置角度を変化させ、光共振器２２の共振器長（Ｌ）
の経時的な変動を抑制し、光共振器２２の共振器長
（Ｌ）を一定に保持する。Therefore, in order to stably emit the laser light of the wavelength λ'from the second harmonic generator 20, the optical resonator 2
It is necessary to minimize the temporal variation of the cavity length (L) of 2 (specifically, for example, the variation of the positions of the concave mirrors 23 and 24 and the plane mirrors 25 and 26) as much as possible. Therefore, the first concave mirror 23 is controlled on the optical axis connecting the first concave mirror 23 and the second concave mirror 24 under the control of the resonator length control device 30.
The first concave mirror 23 with respect to the optical axis.
By changing the arrangement angle of the optical resonator 22 and the resonator length (L) of the optical resonator 22.
Of the optical resonator 22 is suppressed and the resonator length (L) of the optical resonator 22 is kept constant.

【００３４】実施例１における共振器長制御装置３０
は、本出願人が平成４年３月２日付で特許出願した「レ
ーザ光発生装置」（特開平５−２４３６６１号）に詳述
されている。Resonator length controller 30 in the first embodiment
Is described in detail in "Laser Light Generator" (Japanese Patent Laid-Open No. 5-243661) filed by the applicant on March 2, 1992.

【００３５】この形式の共振器長制御装置３０は、図４
に示すように、フォトダイオード等の光検出器３１、ボ
イスコイルモータ（ＶＣＭ）３２、ボイスコイルモータ
制御回路（ＶＣＭ制御回路）３３、位相変調器３４から
構成される。位相変調器３４は、レーザ光源１０と第２
高調波発生装置２０との間の光路内に配置されており、
レーザ光源１０から射出されたレーザ光を位相変調する
所謂ＥＯ（電気光学）素子やＡＯ（音響光学）素子から
成る。位相変調器３４と第２高調波発生装置２０との間
には、集光レンズ３５が配置されている。ボイスコイル
モータ３２には、光共振器２２を構成する第１の凹面鏡
２３が取り付けられている。The resonator length control device 30 of this type is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, it comprises a photodetector 31 such as a photodiode, a voice coil motor (VCM) 32, a voice coil motor control circuit (VCM control circuit) 33, and a phase modulator 34. The phase modulator 34 includes a laser light source 10 and a second light source.
It is arranged in the optical path between the harmonic generator 20 and
It is composed of a so-called EO (electro-optic) element or AO (acousto-optic) element that phase-modulates the laser light emitted from the laser light source 10. A condenser lens 35 is arranged between the phase modulator 34 and the second harmonic generation device 20. The voice coil motor 32 is attached with a first concave mirror 23 that constitutes the optical resonator 22.

【００３６】図５に模式図を示すように、ボイスコイル
モータ３２は、磁性材料から成る基体３２０、１つ以上
の電磁石（所謂ボイスコイル）３２２、磁性体から成る
ヨーク３２３、及び少なくとも１つのコイルバネ（ある
いは渦巻き状の板バネ）３２１から構成された電磁アク
チュエータである。コイルバネ３２１は、その一端が基
体３２０に取り付けられ、そして他端がヨーク３２３に
取り付けられている。また、ヨーク３２３には、第１の
凹面鏡２３及び電磁石３２２が取り付けられている。電
磁石３２２に電流を流すと、磁界が形成され、ヨーク３
２３と基体３２０との間の距離が変化する。その結果、
第１の凹面鏡２３の位置を移動させることができる。即
ち、電磁石３２２に流す電流を制御することによって、
光共振器２２の共振器長（Ｌ）を変化させることができ
る。ボイスコイルモータ３２に対して、サーボ制御が行
われる。As shown in the schematic view of FIG. 5, the voice coil motor 32 includes a base 320 made of a magnetic material, one or more electromagnets (so-called voice coils) 322, a yoke 323 made of a magnetic material, and at least one coil spring. (Or a spiral leaf spring) 321 is an electromagnetic actuator. The coil spring 321 has one end attached to the base 320 and the other end attached to the yoke 323. The first concave mirror 23 and the electromagnet 322 are attached to the yoke 323. When a current is applied to the electromagnet 322, a magnetic field is formed and the yoke 3
The distance between 23 and the base 320 changes. as a result,
The position of the first concave mirror 23 can be moved. That is, by controlling the current flowing through the electromagnet 322,
The resonator length (L) of the optical resonator 22 can be changed. Servo control is performed on the voice coil motor 32.

【００３７】ボイスコイルモータ３２の駆動電流は数十
〜数百ｍＡ程度である。従って、駆動回路構成を安価に
作製することができる。しかも、サーボループの複共振
の周波数を数十ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ以上とすることが
でき、位相回りの少ない周波数特性を有するため、サー
ボ帯域を数十ＭＨｚと広帯域化することができ、安定し
た制御を得ることができる。The drive current of the voice coil motor 32 is about several tens to several hundreds mA. Therefore, the drive circuit configuration can be manufactured at low cost. Moreover, the frequency of multiple resonance of the servo loop can be set to several tens of kHz to 100 kHz or more, and since the frequency characteristics with few phase rotations are provided, the servo band can be widened to several tens of MHz and stable control can be performed. Obtainable.

【００３８】光共振器２２がロック状態にあるとき、例
えば第１の凹面鏡２３から射出され光検出器３１に到達
するレーザ光の強度が極小となり、また、かかるレーザ
光の位相が大きく変化する。このような変化を利用して
光共振器の制御を行うことが、例えば、R.W.P.Drever,
et al. "Laser Phase and Frequency StabilizationUsi
ng an Optical Resonator", Applied Physics B31. 97-
105(1983)に開示されている。光共振器２２のロック状
態の制御は、基本的にはこの技術を応用している。When the optical resonator 22 is in the locked state, for example, the intensity of the laser light emitted from the first concave mirror 23 and reaching the photodetector 31 becomes extremely small, and the phase of the laser light greatly changes. It is possible to control the optical resonator using such changes, for example, RWP Drever,
et al. "Laser Phase and Frequency StabilizationUsi
ng an Optical Resonator ", Applied Physics B31. 97-
105 (1983). This technique is basically applied to control the locked state of the optical resonator 22.

【００３９】即ち、例えば第１の凹面鏡２３を透過し、
光検出器３１に到達するレーザ光の強度が常に極小値
（例えば０）となるように、ＶＣＭ制御回路３３によっ
てボイスコイルモータ３２を駆動して第１の凹面鏡２３
の位置を変化させれば、光共振器２２のロック状態を安
定して保持することができる。言い換えれば、レーザ光
源１０から射出されたレーザ光を位相変調信号に基づき
位相変調を施して、第２高調波発生装置２０に入射さ
せ、第２高調波発生装置２０からの戻り光を光検出器３
１によって検出することで検出信号を得る。そして、か
かる検出信号を、位相変調信号にて同期検波し、誤差信
号を取り出す。この誤差信号が０となるようにＶＣＭ制
御回路３３によって、ボイスコイルモータ３２を駆動し
て第１の凹面鏡２３の位置を変化させる。That is, for example, through the first concave mirror 23,
The VCM control circuit 33 drives the voice coil motor 32 to drive the first concave mirror 23 so that the intensity of the laser light reaching the photodetector 31 is always a minimum value (for example, 0).
By changing the position of, the locked state of the optical resonator 22 can be stably maintained. In other words, the laser light emitted from the laser light source 10 is phase-modulated based on the phase-modulated signal, is incident on the second harmonic generation device 20, and the return light from the second harmonic generation device 20 is detected by the photodetector. Three
A detection signal is obtained by detecting with 1. Then, the detection signal is synchronously detected by the phase modulation signal, and the error signal is extracted. The VCM control circuit 33 drives the voice coil motor 32 to change the position of the first concave mirror 23 so that the error signal becomes zero.

【００４０】ＶＣＭ制御回路３３は、図６に構成図を示
すように、例えば、発振器３３０、位相変調器駆動回路
３３１、同期検波回路３３２、ローパスフィルタ３３
３、及びボイスコイルモータ駆動回路（ＶＣＭ駆動回
路）３３４から構成されている。The VCM control circuit 33 has, for example, an oscillator 330, a phase modulator drive circuit 331, a synchronous detection circuit 332, a low pass filter 33, as shown in the configuration diagram of FIG.
3 and a voice coil motor drive circuit (VCM drive circuit) 334.

【００４１】発振器３３０から出力された周波数ｆ
_m（例えば１０ＭＨｚ）の変調信号は、位相変調器駆動
回路３３１を介して位相変調器３４に送られる。位相変
調器３４においては、レーザ光源１０から射出されたレ
ーザ光（周波数ｆ₀。１０¹⁴Ｈｚオーダー）に位相変調
が施され、周波数ｆ₀±ｆ_mのサイドバンドが生成され
る。The frequency f output from the oscillator 330
_{The m} (for example, 10 MHz) modulation signal is sent to the phase modulator 34 via the phase modulator driving circuit 331. In the phase modulator 34, the laser light emitted from the laser light source 10 (frequency f _{0, on the} order of 10 ¹⁴ Hz) is phase-modulated to generate sidebands having a frequency f ₀ ± f _m .

【００４２】光共振器２２を構成する第１の凹面鏡２３
を通過して光共振器２２の系外に射出されたレーザ光
（周波数：ｆ₀及びｆ₀±ｆ_m）は、光検出器３１によっ
て検出される。このような周波数（ｆ₀及びｆ₀±ｆ_m）
を有するレーザ光の間のビートを検出するＦＭサイドバ
ンド法によって、極性を有する誤差信号を得ることがで
き、かかる誤差信号に基づき光共振器２２の共振器長
（Ｌ）を制御する。The first concave mirror 23 constituting the optical resonator 22.
The laser light (frequency: f ₀ and f ₀ ± f _m ) emitted through the optical resonator 22 after passing through is detected by the photodetector 31. Such frequencies (f ₀ and f ₀ ± f _m )
By using the FM sideband method of detecting the beat between the laser beams having the pulse width, the error signal having the polarity can be obtained, and the resonator length (L) of the optical resonator 22 is controlled based on the error signal.

【００４３】即ち、この光検出器３１から出力された信
号は、同期検波回路３３２に送られる。この信号は、周
波数ｆ₀のレーザ光の強度信号と、周波数ｆ_mの変調信号
に対応する信号とが重畳された信号である。同期検波回
路３３２には、発振器３３０から出力された変調信号も
（必要に応じて波形整形や位相遅延等が施されて）供給
される。光検出器３１から出力された信号と変調信号と
は同期検波回路３３２において乗算され、同期検波が行
われる。同期検波回路３３２から出力された検波出力信
号はローパスフィルタ３３３に入力され、ローパスフィ
ルタ３３３においてこの検波出力信号から変調信号成分
を除去することで、光共振器２２の共振器長の誤差信号
が生成される。ここで、誤差信号とは、光共振器２２の
設定共振器長（Ｌ₀）に対する測定共振器長（Ｌ₀±ΔＬ
₀）の差（±ΔＬ₀）を表わす信号である。That is, the signal output from the photodetector 31 is sent to the synchronous detection circuit 332. This signal is a signal in which the intensity signal of the laser light of frequency f ₀ and the signal corresponding to the modulation signal of frequency f _m are superimposed. The modulation signal output from the oscillator 330 is also supplied to the synchronous detection circuit 332 (after being subjected to waveform shaping, phase delay, etc., if necessary). The signal output from the photodetector 31 and the modulated signal are multiplied by the synchronous detection circuit 332 to perform synchronous detection. The detection output signal output from the synchronous detection circuit 332 is input to the low-pass filter 333. By removing the modulation signal component from the detection output signal in the low-pass filter 333, an error signal of the resonator length of the optical resonator 22 is generated. To be done. Here, the error signal is the measured resonator length (L ₀ ± ΔL) with respect to the set resonator length (L ₀ ) of the optical resonator 22.
₀ ) is a signal representing the difference (± ΔL ₀ ).

【００４４】この誤差信号はＶＣＭ駆動回路３３４に送
られ、かかる誤差信号に基づきボイスコイルモータ３２
が駆動され（具体的には、電磁石３２２に流れる電流を
制御し）、第１の凹面鏡２３を透過しそして光検出器３
１に到達するレーザ光が極小値となるように（言い換え
れば、光共振器２２の共振器長がＬ₀となり、誤差信号
が０となるように）、光共振器２２の共振器長（Ｌ）が
調整される。This error signal is sent to the VCM drive circuit 334, and the voice coil motor 32 is based on this error signal.
Are driven (specifically, by controlling the current flowing through the electromagnet 322), the light is transmitted through the first concave mirror 23 and the photodetector 3
The resonator length of the optical resonator 22 (L is set so that the laser light reaching 1 becomes a minimum value (in other words, the resonator length of the optical resonator 22 becomes L ₀ and the error signal becomes 0)). ) Is adjusted.

【００４５】光共振器２２の共振器長（Ｌ）がＬ₀に設
定されている場合（即ち、ロック状態においては）、共
振器長制御装置３０の制御によって、光共振器２２の共
振器長（Ｌ）の経時的な変動（具体的には、例えば、凹
面鏡２３，２４、平面鏡２５，２６の位置の変動）を、
第２高調波発生装置２０に入射するレーザ光の波長の１
／１０００〜１／１００００に抑えることができる。When the resonator length (L) of the optical resonator 22 is set to L ₀ (that is, in the locked state), the resonator length control device 30 controls the resonator length of the optical resonator 22. (L) changes over time (specifically, for example, changes in the positions of the concave mirrors 23 and 24 and the plane mirrors 25 and 26)
One of the wavelengths of the laser light incident on the second harmonic generation device 20
It can be suppressed to / 1000 to 1/10000.

【００４６】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例にて説明したレーザ顕微鏡の構造は例示
であり、ハーフミラー５０、スキャナ４４、光検出器５
２の配置等を、適宜設計変更することができる。また、
実施例においては、所謂タイプ１のレーザ顕微鏡を例に
とり説明したが、本発明のレーザ顕微鏡の構造は、例え
ば、光検出器５２の前にピンホールを配置し、完全に合
焦点面だけの情報を検出するようにした共焦点型（タイ
プ２）のレーザ顕微鏡とすることができ、あるいは又、
透過型レーザ顕微鏡とすることもできる。更に、本発明
のレーザ顕微鏡は、光励起電流（ＯＢＩＣ，Optical Be
am Induced Current 又は Contrast）顕微鏡、フォトマ
スクに形成されたパターン寸法測長器、レーザ光をプロ
ーブとして試料（標本）の蛍光を観察するレーザ蛍光顕
微鏡に適用することができる。Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The structure of the laser microscope described in the embodiments is an example, and the half mirror 50, the scanner 44, and the photodetector 5 are included.
The design of the arrangement of 2 and the like can be changed as appropriate. Also,
In the embodiment, a so-called type 1 laser microscope has been described as an example, but the structure of the laser microscope of the present invention has, for example, a pinhole arranged in front of the photodetector 52, and information on only the in-focus plane. Can be a confocal (type 2) laser microscope, or
It may be a transmission laser microscope. Further, the laser microscope of the present invention is provided with a photoexcitation current (OBIC, Optical Bea).
It can be applied to an am Induced Current or Contrast) microscope, a pattern dimension measuring device formed on a photomask, and a laser fluorescence microscope for observing fluorescence of a sample (specimen) using a laser beam as a probe.

【００４７】レーザ顕微鏡においては、通常、レーザ光
ビームを集束限界まで集束させるので、可干渉距離の長
いレーザ光を用いてもスペックルノイズは問題とならな
いが、場合によっては、光源から射出されるレーザ光の
可干渉距離が大きすぎ、スペックルノイズが発生するこ
とがある。このような場合には、本発明のレーザ顕微鏡
の光源に、可干渉距離減少手段を備えることが好まし
い。可干渉距離減少手段としては、例えば、回転拡散板
や、すりガラスから構成することができる。可干渉距離
減少手段は、例えば、スキャナ４４の手前に配置すれば
よい。In a laser microscope, the laser light beam is normally focused to the focusing limit, so speckle noise does not pose a problem even if laser light with a long coherence length is used, but in some cases it is emitted from the light source. The coherence length of the laser light is too large, and speckle noise may occur. In such a case, it is preferable that the light source of the laser microscope of the present invention is provided with the coherence length reducing means. The coherence distance reducing means can be constituted by, for example, a rotating diffusion plate or frosted glass. The coherence length reducing means may be arranged in front of the scanner 44, for example.

【００４８】レーザ光源１０、第２高調波発生装置２０
及び共振器長制御装置３０、レーザ光切替手段４３Ａ，
４３Ｂの構造は例示であり、適宜設計変更することがで
きる。Laser light source 10 and second harmonic generator 20
And resonator length control device 30, laser light switching means 43A,
The structure of 43B is an example, and the design can be appropriately changed.

【００４９】固体レーザ媒質は、Ｎｄ：ＹＡＧ以外に
も、Ｎｄ：ＹＶＯ₄、Ｎｄ：ＢＥＬ、ＬＮＰ等から構成
することができる。レーザダイオードによる固体レーザ
媒質の励起方式も、端面励起方式だけでなく、側面励起
方式や表面励起方式とすることができ、更にはスラブ固
体レーザを用いることもできる。また、非線形光学結晶
素子として、ＫＴＰやＢＢＯの他にも、ＬＮ、ＱＰＭ
ＬＮ、ＬＢＯ、ＫＮ等、入射光や射出光に要求される光
の波長に依存して適宜選定することができる。The solid-state laser medium may be composed of Nd: YVO ₄ , Nd: BEL, LNP, etc., in addition to Nd: YAG. The pumping method of the solid-state laser medium by the laser diode can be not only the edge pumping method but also the side pumping method and the surface pumping method, and further, a slab solid-state laser can be used. In addition to KTP and BBO, non-linear optical crystal elements include LN and QPM.
LN, LBO, KN or the like can be appropriately selected depending on the wavelength of light required for incident light or emitted light.

【００５０】一対の反射鏡から成る光共振器の光路内に
固体レーザ媒質と非線形光学結晶素子が配置された、所
謂内部ＳＨＧ方式のレーザ光源を用いることもできる。
また、固体レーザ媒質１２からの射出光を非線形光学結
晶素子１３に通すような構造（即ち、平面鏡１５及び凹
面鏡１６から成る光共振器を省略する構造）とすること
もできる。更には、レーザ光源として、ＬＤ励起固体レ
ーザの代わりに、例えば青色半導体レーザを使用し、か
かる半導体レーザの射出光を第２高調波発生装置に直接
入射させることもできるし、かかる半導体レーザと非線
形光学結晶素子とを組み合わせた所謂内部ＳＨＧ方式か
ら成るレーザ光源と第２高調波発生装置との組み合わせ
構造とすることもできる。また、平面鏡１５及び凹面鏡
１６から成る光共振器の共振器長の制御のために、共振
器長制御装置３０を別途設けることもできる。It is also possible to use a so-called internal SHG type laser light source in which a solid-state laser medium and a nonlinear optical crystal element are arranged in the optical path of an optical resonator consisting of a pair of reflecting mirrors.
Further, it is also possible to adopt a structure in which light emitted from the solid-state laser medium 12 is passed through the nonlinear optical crystal element 13 (that is, a structure in which the optical resonator including the plane mirror 15 and the concave mirror 16 is omitted). Further, as the laser light source, for example, a blue semiconductor laser can be used instead of the LD pumped solid-state laser, and the emitted light of such a semiconductor laser can be directly incident on the second harmonic generation device, or it can be nonlinear with the semiconductor laser. It is also possible to have a combination structure of a laser light source of a so-called internal SHG system in which an optical crystal element is combined and a second harmonic generation device. Further, a resonator length control device 30 may be separately provided for controlling the resonator length of the optical resonator including the plane mirror 15 and the concave mirror 16.

【００５１】第２高調波発生装置２０における光共振器
２２の構造を、例えば、凹面鏡と平面鏡から構成された
ファブリ−ペロー型共振器とすることもできる。この場
合、第２高調波発生装置２０に入射する入射光を透過
し、そして第２高調波発生装置２０からの戻り光を反射
する反射鏡を、第２高調波発生装置２０の手前に配置
し、かかる反射鏡で反射されたレーザ光を光検出器３１
で検出すればよい。光共振器２２の共振器長を変えるた
めには、第１の凹面鏡２３を移動させるだけでなく、他
の鏡を移動させてもよい。The structure of the optical resonator 22 in the second harmonic wave generating device 20 may be, for example, a Fabry-Perot type resonator composed of a concave mirror and a plane mirror. In this case, a reflecting mirror that transmits the incident light incident on the second harmonic generation device 20 and reflects the returned light from the second harmonic generation device 20 is arranged in front of the second harmonic generation device 20. , The laser beam reflected by the reflecting mirror is detected by the photodetector 31.
It can be detected with. In order to change the resonator length of the optical resonator 22, not only the first concave mirror 23 may be moved but other mirrors may be moved.

【００５２】共振器長制御装置３０の別の態様として、
ＰＺＴ等から成る共振器長制御装置を挙げることができ
る。即ち、光共振器２２を構成する第１の凹面鏡２３を
移動させるために、ＰＺＴ等から成る積層圧電素子及び
共振器長（Ｌ）の長さ変化に比例した信号をこの積層圧
電素子に供給する制御装置から成る共振器長制御装置を
用い、かかる信号をフィードバックしてサーボループを
構成する。これによって、光共振器２２の共振器長の制
御を行い、第２高調波発生装置２０から射出される射出
光の強度制御を行うこともできる。As another mode of the resonator length control device 30,
An example of the resonator length control device is PZT. That is, in order to move the first concave mirror 23 forming the optical resonator 22, a laminated piezoelectric element made of PZT or the like and a signal proportional to the length change of the resonator length (L) are supplied to this laminated piezoelectric element. A resonator length control device including a control device is used to feed back such a signal to form a servo loop. Thereby, the resonator length of the optical resonator 22 can be controlled, and the intensity of the emitted light emitted from the second harmonic generation device 20 can be controlled.

【００５３】第２高調波発生装置から射出されるレーザ
光の一部は、レーザ光源からの入射光の第２高調波に基
づいた波長（λ’）を有するレーザ光であるが、この第
２高調波発生装置から射出される光の波長（λ’）は、
実施例にて説明したように、固体レーザ媒質の射出する
レーザ光を基準とした第４高調波だけでなく、第５高調
波とすることもできる。この場合には、例えばＮｄ：Ｙ
ＡＧから成る固体レーザ媒質から射出されるレーザ光
（波長：１０６４ｎｍ）と、第２高調波発生装置２０か
ら射出されるレーザ光（波長：２６６ｎｍ）とを合成し
て、再び別の第２高調波発生装置２０（例えば、非線形
光学結晶素子として有機結晶の urea ＣＯ（ＮＨ₂）₂を
用いる）を通すことによって、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固
体レーザ媒質の第５高調波（波長：２１３ｎｍ）を生成
することができる。A part of the laser light emitted from the second harmonic generation device is a laser light having a wavelength (λ ') based on the second harmonic of the incident light from the laser light source. The wavelength (λ ') of the light emitted from the harmonic generator is
As described in the embodiment, not only the fourth harmonic wave based on the laser light emitted from the solid-state laser medium but also the fifth harmonic wave can be used. In this case, for example, Nd: Y
A laser beam (wavelength: 1064 nm) emitted from the solid-state laser medium made of AG and a laser beam (wavelength: 266 nm) emitted from the second harmonic generation device 20 are combined to generate another second harmonic wave again. The fifth harmonic (wavelength: 213 nm) of the solid-state laser medium made of Nd: YAG is generated by passing it through the generator 20 (for example, urea CO (NH ₂ ) ₂ of organic crystal is used as the nonlinear optical crystal element). be able to.

【００５４】[0054]

【発明の効果】本発明のレーザ顕微鏡においては、波長
λ及びλ’（λ’＜λ）のレーザ光を照明光として用い
る。従って、深い焦点深度と高い解像度の両方を得るこ
とができる。試料の観察は大気圧下で行えるため、試料
観察のスループットの低下や試料にゴミ等の異物が付着
し易いという問題も回避することができる。これらの波
長λ及びλ’のレーザ光は１つの光源から射出されるの
で、光源の構造が複雑になることはない。光源の大きさ
をＡ３版以下に納めることができる。従って、レーザ顕
微鏡全体を小型化することができる。In the laser microscope of the present invention, laser light having wavelengths λ and λ '(λ'<λ) is used as illumination light. Therefore, both deep depth of focus and high resolution can be obtained. Since the sample can be observed under atmospheric pressure, it is possible to avoid problems such as a reduction in the throughput of the sample observation and a tendency that foreign matter such as dust is easily attached to the sample. Since the laser light of these wavelengths λ and λ ′ is emitted from one light source, the structure of the light source does not become complicated. The size of the light source can be set to A3 or smaller. Therefore, the entire laser microscope can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】実施例１のレーザ顕微鏡の原理図である。FIG. 1 is a principle diagram of a laser microscope according to a first embodiment.

【図２】実施例２のレーザ顕微鏡の原理図である。FIG. 2 is a principle diagram of a laser microscope according to a second embodiment.

【図３】実施例３のレーザ顕微鏡の原理図である。FIG. 3 is a principle diagram of a laser microscope according to a third embodiment.

【図４】光源の概要を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an outline of a light source.

【図５】ボイスコイルモータの模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a voice coil motor.

【図６】共振器長制御装置を構成するＶＣＭ制御回路の
構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a VCM control circuit that constitutes a resonator length control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ レーザ光源 １１ レーザダイオード １２ 固体レーザ媒質 １３ 非線形光学結晶素子 １４ １／４波長板 １５ 平面鏡 １６ 凹面鏡 ２０ 第２高調波発生装置 ２１ 非線形光学結晶素子 ２２ 光共振器 ２３ 第１の凹面鏡 ２４ 第２の凹面鏡 ２５，２６ 平面鏡 ３０ 共振器長制御装置 ３１ 光検出器 ３２ ボイスコイルモータ ３２０ 基体 ３２１ コイルバネ ３２２ 電磁石 ３２３ ヨーク ３３ ＶＣＭ制御回路 ３４ 位相変調器 ４０ バンドパスフィルター ４１ 反射ミラー ４２，４５，５０ ハーフミラー ４３Ａ，４３Ｂ レーザ光切替手段 ４４ スキャナ ５１ 対物レンズ ５２ 光検出器 ５３ 試料ステージ ６０ 試料10 laser light source 11 laser diode 12 solid-state laser medium 13 the non-linear optical crystal element 14 a quarter-wave plate 15 the plane mirror 16 a concave mirror 20 and the second harmonic generator 21 non-linear optical crystal element 22 optical resonator 23 first concave mirror 24 second Concave mirrors 25, 26 plane mirror 30 resonator length control device 31 photodetector 32 voice coil motor 320 base body 321 coil spring 322 electromagnet 323 yoke 33 VCM control circuit 34 phase modulator 40 bandpass filter 41 reflection mirror 42, 45, 50 half mirror 43A, 43B Laser light switching means 44 Scanner 51 Objective lens 52 Photodetector 53 Sample stage 60 Sample

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｓ 3/109 Ｈ０１Ｓ 3/109 Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｆ (56)参考文献 特開 昭60−252315（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−243661（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−267513（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297278（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−264468（ＪＰ，Ａ)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI H01L 21/66 H01S 3/109 H01S 3/109 G01B 11/24 F (56) Reference JP-A-60-252315 (JP, A) ) JP-A-5-243661 (JP, A) JP-A-2-267513 (JP, A) JP-A-5-297278 (JP, A) JP-A-5-264468 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】光源と、対物レンズと、試料ステージと、
光検出器とを少なくとも備えたレーザ顕微鏡であって、
該光源は、 （イ）レーザダイオード、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レ
ーザ媒質及び非線形光学結晶素子から構成された、波長
λを有する第２高調波を射出し得るレーザ光源と、 （ロ）非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、該レ
ーザ光源から射出された波長λのレーザ光が入射され、
そして、該波長λのレーザ光、及び、該波長λの入射光
の第２高調波に基づいた波長λ’（λ’＜λ）のレーザ
光を射出する第２高調波発生装置と、 （ハ）該光共振器の共振器長を制御するための共振器長
制御装置と、 （ニ）第２高調波発生装置から射出された波長λのレー
ザ光と波長λ’のレーザ光とを分離するバンドパスフィ
ルターと、 （ホ）バンドパスフィルターを経た波長λのレーザ光、
及び、波長λ’のレーザ光を切り替えて対物レンズに入
射させるためのレーザ光切替手段、から成り、 前記試料ステージに載置された試料を深い焦点深度にて
観察する場合には、該レーザ光切替手段によって切り替
えられた波長λの該レーザ光を用い、前記試料ステージ
に載置された試料を高い解像度にて観察する場合には、
該レーザ光切替手段によって切り替えられた波長λ’の
該レーザ光を用いる ことを特徴とするレーザ顕微鏡。1. A light source, an objective lens, a sample stage,
A laser microscope comprising at least a photodetector,
The light source is (a) a laser light source that is capable of emitting a second harmonic having a wavelength λ and is composed of a laser diode, a solid-state laser medium made of Nd: YAG, and a nonlinear optical crystal element; and (b) a nonlinear optical crystal. A laser beam having a wavelength λ emitted from the laser light source,
And a second harmonic generation device that emits laser light of the wavelength λ and laser light of the wavelength λ ′ (λ ′ <λ) based on the second harmonic of the incident light of the wavelength λ; ) A resonator length control device for controlling the resonator length of the optical resonator, and (d) separating the laser light of wavelength λ and the laser light of wavelength λ ′ emitted from the second harmonic generation device. A bandpass filter, and (e) a laser beam of wavelength λ that has passed through the bandpass filter,
And, by the laser beam switching means, formed is, placed on the sample stage sample the depth of focus from the order to enter the objective lens switch the laser beam having a wavelength lambda '
When observing, switching by the laser light switching means
Using the laser light having the obtained wavelength λ, the sample stage
When observing the sample placed on
Of the wavelength λ ′ switched by the laser beam switching means
A laser microscope using the laser beam. 【請求項２】光源と、対物レンズと、試料ステージと、
光検出器とを少なくとも備えたレーザ顕微鏡であって、
該光源は、 （イ）レーザダイオード、Ｎｄ：ＹＡＧから成る固体レ
ーザ媒質及び非線形光学結晶素子から構成された、波長
λを有する第２高調波を射出し得るレーザ光源と、 （ロ）レーザ光源から射出された波長λのレーザ光を２
つのレーザ光に分割するハーフミラー又はビームスプリ
ッターと、 （ハ）非線形光学結晶素子及び光共振器から成り、該ハ
ーフミラー又はビームスプリッターによって分割された
波長λの一方のレーザ光が入射され、そして、該波長λ
のレーザ光、及び、該波長λの入射光の第２高調波に基
づいた波長λ’（λ’＜λ）のレーザ光を射出する第２
高調波発生装置と、 （ニ）該光共振器の共振器長を制御するための共振器長
制御装置と、 （ホ）第２高調波発生装置から射出された波長λのレー
ザ光と波長λ’のレーザ光とから波長λ’のレーザ光を
分離するバンドパスフィルターと、 （ヘ）バンドパスフィルターを経た波長λ’のレーザ
光、及び、前記ハーフミラー又はビームスプリッターに
よって分割された波長λの他方のレーザ光を切り替えて
対物レンズに入射させるためのレーザ光切替手段、から
成り、 前記試料ステージに載置された試料を深い焦点深度にて
観察する場合には、該レーザ光切替手段によって切り替
えられた波長λの該他方のレーザ光を用い、前記試料ス
テージに載置された試料を高い解像度にて観察する場合
には、該レーザ光切替手段によって切り替えられた波長
λ’の該レーザ光を用いる ことを特徴とするレーザ顕微
鏡。2. A light source, an objective lens, a sample stage,
A laser microscope comprising at least a photodetector,
The light source includes (a) a laser light source configured to include a laser diode, a solid-state laser medium made of Nd: YAG, and a nonlinear optical crystal element and capable of emitting a second harmonic having a wavelength λ; and (b) a laser light source. 2 emitted laser light of wavelength λ
A half mirror or a beam splitter for splitting into one laser beam, and (c) a nonlinear optical crystal element and an optical resonator, one laser beam having a wavelength λ split by the half mirror or the beam splitter is incident, and The wavelength λ
Second laser light and a second laser light having a wavelength λ ′ (λ ′ <λ) based on the second harmonic of the incident light having the wavelength λ
A harmonic generator, (d) a resonator length control device for controlling the resonator length of the optical resonator, and (e) a laser beam having a wavelength λ and a wavelength λ emitted from the second harmonic generator. A bandpass filter for separating the laser light of wavelength λ'from the laser light of ', and (f) the laser light of wavelength λ'through the bandpass filter, and the wavelength λ split by the half mirror or the beam splitter. laser light switching means for entering the objective lens is switched and the other laser beam, Ri <br/> consists, the placed sample into the sample stage at a deep depth of focus
When observing, switching by the laser light switching means
Using the other laser beam of the obtained wavelength λ,
When observing a sample placed on a stage at high resolution
Is the wavelength switched by the laser beam switching means.
A laser microscope using the laser light of λ ' . 【請求項３】試料ステージには自動焦点調節機構が備え
られていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載のレーザ顕微鏡。3. The laser microscope according to claim 1, wherein the sample stage is provided with an automatic focusing mechanism.