JPH05296842A - 偏光共焦点走査顕微鏡 - Google Patents
偏光共焦点走査顕微鏡Info
- Publication number
- JPH05296842A JPH05296842A JP9777092A JP9777092A JPH05296842A JP H05296842 A JPH05296842 A JP H05296842A JP 9777092 A JP9777092 A JP 9777092A JP 9777092 A JP9777092 A JP 9777092A JP H05296842 A JPH05296842 A JP H05296842A
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- JP
- Japan
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- light
- polarization
- fiber
- sample
- analyzer
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- Pending
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】偏光状態の観測が可能な、光学ファイバを用い
た共焦点走査顕微鏡を得る。 【構成】光源１からの光をレンズ１０によりコリメート
し、偏光子３１にて直線偏光とする。直線偏光状態の光
はビームスプリッタ２０を透過し、レンズ１１により偏
光保存光学ファイバ４０の端面４０１に集光する。上記
ファイバ４０のもう一方の端面４０２からの出射光はレ
ンズ１３および１２により試料８０の表面上に収束光と
して集光する。試料８０からの反射光は、上記のレンズ
１２，１３端面４０２ファイバ４０端面４０１レンズ１
１を経てビームスプリッタ２０にて反射し、検光子３２
を透過して表示装置６０に表示される。
た共焦点走査顕微鏡を得る。 【構成】光源１からの光をレンズ１０によりコリメート
し、偏光子３１にて直線偏光とする。直線偏光状態の光
はビームスプリッタ２０を透過し、レンズ１１により偏
光保存光学ファイバ４０の端面４０１に集光する。上記
ファイバ４０のもう一方の端面４０２からの出射光はレ
ンズ１３および１２により試料８０の表面上に収束光と
して集光する。試料８０からの反射光は、上記のレンズ
１２，１３端面４０２ファイバ４０端面４０１レンズ１
１を経てビームスプリッタ２０にて反射し、検光子３２
を透過して表示装置６０に表示される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料からの応答光の偏
光状態の変化を検出するのに適した偏光共焦点走査顕微
鏡に関するものである。
光状態の変化を検出するのに適した偏光共焦点走査顕微
鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の偏光走査顕微鏡は、試料を偏光し
た光で照射し、検光子を通して試料を観察することによ
って実現される。この装置における光学系の構成は、光
学技術ハンドブック（久保田等編集、朝倉書店、昭和５
５年）の８５５頁に記載されている。
た光で照射し、検光子を通して試料を観察することによ
って実現される。この装置における光学系の構成は、光
学技術ハンドブック（久保田等編集、朝倉書店、昭和５
５年）の８５５頁に記載されている。
【０００３】また、光学ファイバを用いた共焦点顕微鏡
の例としては、特開平３−８７８０４号がある。上記例
は光源および光検出器と顕微鏡とをフレキシブルな光フ
ァイバで結ぶことにより、これらをそれぞれ自在な位置
に設けるようにしたものである。
の例としては、特開平３−８７８０４号がある。上記例
は光源および光検出器と顕微鏡とをフレキシブルな光フ
ァイバで結ぶことにより、これらをそれぞれ自在な位置
に設けるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、光
学的に円形なコアを有する一般の光学ファイバを用いる
ので、外部からの曲げや振動によって偏波面が容易に回
転し、このため偏波面の保存が悪く、偏光状態の解析を
するのが非常に困難である。
学的に円形なコアを有する一般の光学ファイバを用いる
ので、外部からの曲げや振動によって偏波面が容易に回
転し、このため偏波面の保存が悪く、偏光状態の解析を
するのが非常に困難である。
【０００５】本発明は、光ファイバを用いた共焦点顕微
鏡において、試料の偏光依存性が観察できる装置を得る
ことを目的とする。
鏡において、試料の偏光依存性が観察できる装置を得る
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、光源と、該
光源からの光を特定の偏光状態にする偏光子と、偏波面
保存光学ファイバと、上記偏光状態の光を上記偏波面保
存光学ファイバに入射させる光学系と、上記ファイバか
らの出射光を集光する光学系と、該光学系の焦点位置に
配置した試料と、該試料または上記収束光を走査する走
査機構と、上記試料からの散乱光あるいは反射光やラマ
ン散乱光や蛍光等の応答光を上記同一ファイバの出射端
面に集光する光学系と、上記ファイバを通過した応答光
の一部あるいは全部を反射する光学素子と、反射された
応答光の光路に設けた検光子と、該検光子からの出射光
を検出する光検出器と、上記試料における光の照射場所
と上記光検出器の出力とを対応付けて表示する表示装置
とを備えることにより達成される。
光源からの光を特定の偏光状態にする偏光子と、偏波面
保存光学ファイバと、上記偏光状態の光を上記偏波面保
存光学ファイバに入射させる光学系と、上記ファイバか
らの出射光を集光する光学系と、該光学系の焦点位置に
配置した試料と、該試料または上記収束光を走査する走
査機構と、上記試料からの散乱光あるいは反射光やラマ
ン散乱光や蛍光等の応答光を上記同一ファイバの出射端
面に集光する光学系と、上記ファイバを通過した応答光
の一部あるいは全部を反射する光学素子と、反射された
応答光の光路に設けた検光子と、該検光子からの出射光
を検出する光検出器と、上記試料における光の照射場所
と上記光検出器の出力とを対応付けて表示する表示装置
とを備えることにより達成される。
【０００７】
【作用】光源から出射し偏光子を経た直線偏光状態の光
は、レンズにより偏波面保存光学ファイバの端面に集光
される。上記偏波面保存光学ファイバを伝搬しもう一方
の端面から出射する光は、上記ファイバの主軸の方向を
調整することにより、安定した直線偏光状態の光にな
る。上記出射光は光学系を経て試料上に収束光として集
光され、該集光はステージ上の試料を走査する。上記試
料からの散乱光あるいは反射光は、光学系を経て上記偏
波面保存光学ファイバの上記出射端に入射し、上記ファ
イバの入射端から出射してくる光は、上記試料の表面状
態により偏光方向が変化しており、ビームスプリッタで
反射し検光子により特定の偏光方向の光だけが光検出器
に入射する。上記光検出器の出力は試料の走査位置と対
応付けて表示されるので、上記検光子の偏光軸を回転さ
せることにより種々の偏光方向の像を表示することがで
きる。偏光子の偏光軸に対し、検光子の偏光軸を垂直方
向に設定すると、暗視野顕微鏡が実現できる。
は、レンズにより偏波面保存光学ファイバの端面に集光
される。上記偏波面保存光学ファイバを伝搬しもう一方
の端面から出射する光は、上記ファイバの主軸の方向を
調整することにより、安定した直線偏光状態の光にな
る。上記出射光は光学系を経て試料上に収束光として集
光され、該集光はステージ上の試料を走査する。上記試
料からの散乱光あるいは反射光は、光学系を経て上記偏
波面保存光学ファイバの上記出射端に入射し、上記ファ
イバの入射端から出射してくる光は、上記試料の表面状
態により偏光方向が変化しており、ビームスプリッタで
反射し検光子により特定の偏光方向の光だけが光検出器
に入射する。上記光検出器の出力は試料の走査位置と対
応付けて表示されるので、上記検光子の偏光軸を回転さ
せることにより種々の偏光方向の像を表示することがで
きる。偏光子の偏光軸に対し、検光子の偏光軸を垂直方
向に設定すると、暗視野顕微鏡が実現できる。
【０００８】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明による偏光共焦点走査顕微鏡の第１実
施例を示す概略構成図、図２は本発明の第２実施例を示
す概略構成図、図３は本発明の第３実施例を示す概略構
成図である。
る。図１は本発明による偏光共焦点走査顕微鏡の第１実
施例を示す概略構成図、図２は本発明の第２実施例を示
す概略構成図、図３は本発明の第３実施例を示す概略構
成図である。
【０００９】第１実施例 本発明の第１実施例を示す図１において、光源１からの
光をレンズ１０によりコリメートする。光源１からの光
の偏光度が小さい場合は偏光子３１を挿入して直線偏光
とする。上記直線偏光状態の光はビームスプリッタ２０
を透過し、レンズ１１により偏波面保存光学ファイバ４
０の端面４０１に集光される。上記ファイバ４０のもう
一方の端面４０２からの出射光も、偏波面保存光学ファ
イバ４０の主軸の方向を調整することにより、直線偏光
状態の光が出射しているものとする。出射した光はレン
ズ１３および１２により試料８０の表面上に収束光とし
て集光される。上記試料８０はステージ９０の上に載っ
ており、上記ステージ９０の走査機構により、ｘおよび
ｙ、ｚ方向に走査される。上記試料８０からの散乱光あ
るいは反射光は、レンズ１２および１３からなる集光光
学系により偏波面保存光学ファイバの端面４０２へ入射
する。上記端面４０１から出射してくる光は試料８０の
表面状態により偏光方向が変化している。上記端面４０
１からの出射光はビームスプリッタ２０により反射さ
れ、該反射光は検光子３２を透過し特定の偏光方向の光
が選択されて、光検出器５０に入射する。上記光検出器
５０からの出力は、試料８０の走査位置と対応を付けて
表示装置６０に表示される。上記検光子３２の偏光軸を
回転させることにより種々の偏光方向の像を表示装置６
０に出すことが可能であり、偏光子３１の偏光軸に対し
て垂直方向に設定すると暗視野顕微鏡が実現される。本
実施例ではステージ９０によって試料８０を走査する例
を示したが、レンズ１２および１３の間にガルバノミラ
ーあるいはＡＯディフレクタ等を使用して、レーザ光を
走査してもよい。
光をレンズ１０によりコリメートする。光源１からの光
の偏光度が小さい場合は偏光子３１を挿入して直線偏光
とする。上記直線偏光状態の光はビームスプリッタ２０
を透過し、レンズ１１により偏波面保存光学ファイバ４
０の端面４０１に集光される。上記ファイバ４０のもう
一方の端面４０２からの出射光も、偏波面保存光学ファ
イバ４０の主軸の方向を調整することにより、直線偏光
状態の光が出射しているものとする。出射した光はレン
ズ１３および１２により試料８０の表面上に収束光とし
て集光される。上記試料８０はステージ９０の上に載っ
ており、上記ステージ９０の走査機構により、ｘおよび
ｙ、ｚ方向に走査される。上記試料８０からの散乱光あ
るいは反射光は、レンズ１２および１３からなる集光光
学系により偏波面保存光学ファイバの端面４０２へ入射
する。上記端面４０１から出射してくる光は試料８０の
表面状態により偏光方向が変化している。上記端面４０
１からの出射光はビームスプリッタ２０により反射さ
れ、該反射光は検光子３２を透過し特定の偏光方向の光
が選択されて、光検出器５０に入射する。上記光検出器
５０からの出力は、試料８０の走査位置と対応を付けて
表示装置６０に表示される。上記検光子３２の偏光軸を
回転させることにより種々の偏光方向の像を表示装置６
０に出すことが可能であり、偏光子３１の偏光軸に対し
て垂直方向に設定すると暗視野顕微鏡が実現される。本
実施例ではステージ９０によって試料８０を走査する例
を示したが、レンズ１２および１３の間にガルバノミラ
ーあるいはＡＯディフレクタ等を使用して、レーザ光を
走査してもよい。
【００１０】第２実施例 上記第１実施例では、ビームスプリッタ２０を使用し
て、偏光子３１の出射光を透過させ、偏波面保存光学フ
ァイバ４０の端面４０１に入射させるとともに、試料８
０の表面で反射し上記ファイバ４０を透過し再び出射し
た光を、反射させて検光子３２に入射させているが、図
２に示す第２実施例のように、偏波面保存光学ファイバ
を使用した光ファイバカプラ４１を使用しても、上記第
１実施例と同様の効果を得ることができる。
て、偏光子３１の出射光を透過させ、偏波面保存光学フ
ァイバ４０の端面４０１に入射させるとともに、試料８
０の表面で反射し上記ファイバ４０を透過し再び出射し
た光を、反射させて検光子３２に入射させているが、図
２に示す第２実施例のように、偏波面保存光学ファイバ
を使用した光ファイバカプラ４１を使用しても、上記第
１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００１１】第３実施例 図３に示す第３実施例においては、１／４波長板３３を
光路中に挿入し、偏波面保存光学ファイバ４０の端面４
０２から出射した直線偏光状態の光を円偏光状態に変換
する。試料８０が鏡面であるならば、上記試料８０から
反射されて上記１／４波長板３３に戻ってくる光は、出
射光とは逆方向に回転する円偏光状態になっているた
め、上記波長板３３を透過した光の偏光方向は入射光の
偏光方向に対して直交方向になっている。もし、試料８
０が鏡面状態でない場合は、反射された光は楕円偏光状
態になる可能性があり、上記波長板３３を透過した光は
入射光の偏光方向と同じ方向の振幅成分を持つことがで
きる。もし、検光子３２の偏光軸を偏光子３１の偏光軸
と同じ方向に設定してあるならば、上記成分が光検出器
５０に入射することになる。上記光検出器５０の検出信
号を使用して画像を形成すると暗視野画像になる。
光路中に挿入し、偏波面保存光学ファイバ４０の端面４
０２から出射した直線偏光状態の光を円偏光状態に変換
する。試料８０が鏡面であるならば、上記試料８０から
反射されて上記１／４波長板３３に戻ってくる光は、出
射光とは逆方向に回転する円偏光状態になっているた
め、上記波長板３３を透過した光の偏光方向は入射光の
偏光方向に対して直交方向になっている。もし、試料８
０が鏡面状態でない場合は、反射された光は楕円偏光状
態になる可能性があり、上記波長板３３を透過した光は
入射光の偏光方向と同じ方向の振幅成分を持つことがで
きる。もし、検光子３２の偏光軸を偏光子３１の偏光軸
と同じ方向に設定してあるならば、上記成分が光検出器
５０に入射することになる。上記光検出器５０の検出信
号を使用して画像を形成すると暗視野画像になる。
【００１２】なお、上記第１実施例を示す図１および上
記第３実施例を示す図３におけるビームスプリッタ２０
は、光源１からの光を透過し、光検出器５０に入射する
検出光を反射する役割をするが、上記光源１と上記光検
出器５０との位置を置き換えても発明の効果は変らな
い。
記第３実施例を示す図３におけるビームスプリッタ２０
は、光源１からの光を透過し、光検出器５０に入射する
検出光を反射する役割をするが、上記光源１と上記光検
出器５０との位置を置き換えても発明の効果は変らな
い。
【００１３】
【発明の効果】上記のように本発明による偏光共焦点走
査顕微鏡は、光源と、該光源からの光を特定の偏光状態
にする偏光子と、偏波面保存光学ファイバと、上記偏光
状態の光を上記偏波面保存光学ファイバに入射させる光
学系と、上記ファイバからの出射光を集光する光学系
と、該光学系の焦点位置に配置した試料と、該試料また
は上記収束光を走査する走査機構と、上記試料からの散
乱光あるいは反射光やラマン散乱光や蛍光等の応答光を
上記同一ファイバの出射端面に集光する光学系と、上記
ファイバを通過した応答光の一部あるいは全部を反射す
る光学素子と、反射された応答光の光路に設けた検光子
と、該検光子からの出射光を検出する光検出器と、上記
試料における光の照射場所と上記光検出器の出力とを対
応付けて表示する表示装置とを備えたことにより、上記
偏波面保存光学ファイバを使用して偏光共焦点走査顕微
鏡が実現される。上記方式は、上記偏波面保存光学ファ
イバの端面を共焦点走査顕微鏡の実質的な光源開口であ
ると同時に、光検出器の実質的な開口としているので、
上記ファイバの端面は自動的に共焦点の位置になってい
る。このため、共焦点光学系を容易に構成することが可
能であるという効果も合わせもっている。
査顕微鏡は、光源と、該光源からの光を特定の偏光状態
にする偏光子と、偏波面保存光学ファイバと、上記偏光
状態の光を上記偏波面保存光学ファイバに入射させる光
学系と、上記ファイバからの出射光を集光する光学系
と、該光学系の焦点位置に配置した試料と、該試料また
は上記収束光を走査する走査機構と、上記試料からの散
乱光あるいは反射光やラマン散乱光や蛍光等の応答光を
上記同一ファイバの出射端面に集光する光学系と、上記
ファイバを通過した応答光の一部あるいは全部を反射す
る光学素子と、反射された応答光の光路に設けた検光子
と、該検光子からの出射光を検出する光検出器と、上記
試料における光の照射場所と上記光検出器の出力とを対
応付けて表示する表示装置とを備えたことにより、上記
偏波面保存光学ファイバを使用して偏光共焦点走査顕微
鏡が実現される。上記方式は、上記偏波面保存光学ファ
イバの端面を共焦点走査顕微鏡の実質的な光源開口であ
ると同時に、光検出器の実質的な開口としているので、
上記ファイバの端面は自動的に共焦点の位置になってい
る。このため、共焦点光学系を容易に構成することが可
能であるという効果も合わせもっている。
【図１】本発明による偏光共焦点走査顕微鏡の第１実施
例を示す概略構成図である。
例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す概略構成図である。
１ 光源 ２０ ビームスプリッタ（応答光の一部あるいは全部
を反射する光学素子） ３１ 偏光子 ３２ 検光子 ４０ 偏波面保存光学ファイバ ４０１、４０２ 光学ファイバ端面 ４１ ファイバカップラ ５０ 光検出器 ６０ 表示装置 ８０ 試料
を反射する光学素子） ３１ 偏光子 ３２ 検光子 ４０ 偏波面保存光学ファイバ ４０１、４０２ 光学ファイバ端面 ４１ ファイバカップラ ５０ 光検出器 ６０ 表示装置 ８０ 試料
Claims (3)
- 【請求項１】光源と、該光源からの光を特定の偏光状態
にする偏光子と、偏波面保存光学ファイバと、上記偏光
状態の光を上記偏波面保存光学ファイバに入射させる光
学系と、上記ファイバからの出射光を集光する光学系
と、該光学系の焦点位置に配置した試料と、該試料また
は上記収束光を走査する走査機構と、上記試料からの散
乱光あるいは反射光やラマン散乱光や蛍光等の応答光を
上記同一ファイバの出射端面に集光する光学系と、上記
ファイバを通過した応答光の一部あるいは全部を反射す
る光学素子と、反射された応答光の光路に設けた検光子
と、該検光子からの出射光を検出する光検出器と、上記
試料における光の照射場所と上記光検出器の出力とを対
応付けて表示する表示装置とを備えた偏光共焦点走査顕
微鏡。 - 【請求項２】上記検光子は、偏光軸を上記偏光子の偏光
軸に対し９０度回転させて、暗視野像を得ることを特徴
とする請求項１記載の偏光共焦点走査顕微鏡。 - 【請求項３】上記応答光の一部あるいは全部を反射する
光学素子は、偏波面保存光学ファイバを用いたファイバ
カップラを使用することを特徴とする請求項１記載の偏
光共焦点走査顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9777092A JPH05296842A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 偏光共焦点走査顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9777092A JPH05296842A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 偏光共焦点走査顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05296842A true JPH05296842A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14201097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9777092A Pending JPH05296842A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 偏光共焦点走査顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05296842A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09101460A (ja) * | 1995-10-06 | 1997-04-15 | Yoshinori Hiraiwa | 共焦点走査光学顕微鏡 |
| WO2007004708A1 (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | National University Corporation NARA Institute of Science and Technology | 顕微鏡 |
| JP2010262149A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Hoya Corp | 走査型観察装置用光伝達システム、共焦点観察システム、光カプラ、および画像作成方法 |
| JP2013036888A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | シリコン基板の検査装置、および検査方法 |
| JP2016508212A (ja) * | 2012-11-29 | 2016-03-17 | レイン アプライド ダイアノスティクス リミテッドＬｅｉｎ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 光計測装置およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP9777092A patent/JPH05296842A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09101460A (ja) * | 1995-10-06 | 1997-04-15 | Yoshinori Hiraiwa | 共焦点走査光学顕微鏡 |
| WO2007004708A1 (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | National University Corporation NARA Institute of Science and Technology | 顕微鏡 |
| US7957058B2 (en) | 2005-06-30 | 2011-06-07 | National University Corporation NARA Institute of Science and Technology | Microscope |
| JP4895050B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2012-03-14 | 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 | 顕微鏡 |
| JP2010262149A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Hoya Corp | 走査型観察装置用光伝達システム、共焦点観察システム、光カプラ、および画像作成方法 |
| JP2013036888A (ja) * | 2011-08-09 | 2013-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | シリコン基板の検査装置、および検査方法 |
| JP2016508212A (ja) * | 2012-11-29 | 2016-03-17 | レイン アプライド ダイアノスティクス リミテッドＬｅｉｎ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ | 光計測装置およびその製造方法 |
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