JPH05127093A - Confocal laser scanning differential interference microscope - Google Patents
Confocal laser scanning differential interference microscopeInfo
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- JPH05127093A JPH05127093A JP3290293A JP29029391A JPH05127093A JP H05127093 A JPH05127093 A JP H05127093A JP 3290293 A JP3290293 A JP 3290293A JP 29029391 A JP29029391 A JP 29029391A JP H05127093 A JPH05127093 A JP H05127093A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はコンフォーカルレーザ走
査顕微鏡に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a confocal laser scanning microscope.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンフォーカルレーザ走査顕微鏡は、レ
ーザ光源と、レーザ光源からの光束を被検物体上に集光
して光スポットを形成する照明光学系と、被検物体から
の光束を検出面上に集光する集光光学系と、検出面上に
集光された光束を検出する検出手段と、被検物体に対し
て光スポットを相対的に移動させるための走査手段とを
有し、被検物体上にレーザ光を集光し又検出面上におい
てもピンホール開口を通して光検出している。このた
め、焦点深度が非常に浅いという利点を有しており、種
々の用途に用いられようとしている。2. Description of the Related Art A confocal laser scanning microscope comprises a laser light source, an illumination optical system that collects a light beam from the laser light source on a test object to form a light spot, and a light beam from the test object on a detection surface. It has a condensing optical system for converging on the top, a detecting means for detecting the luminous flux condensed on the detection surface, and a scanning means for relatively moving the light spot with respect to the object to be inspected, Laser light is focused on the object to be inspected, and light is detected on the detection surface through the pinhole opening. Therefore, it has an advantage that the depth of focus is very shallow, and is about to be used for various purposes.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このようなコンフォー
カルレーザ走査顕微鏡を用いて、微分干渉像を得るため
には、従来の一般的光学顕微鏡における微分干渉装置の
構成を用いて実現することができる。しかしながら、複
雑な構成となり、しかも歪みの少ない特殊な対物レン
ズ、ノマルスキープリズム、波長板等が必要であるため
各光学要素の所望の精度での製造が困難であり、高価な
装置になるという欠点があった。In order to obtain a differential interference contrast image by using such a confocal laser scanning microscope, it can be realized by using the constitution of the differential interference device in the conventional general optical microscope. .. However, it is difficult to manufacture each optical element with a desired precision because it has a complicated structure and requires a special objective lens, a Nomarski prism, a wave plate, and the like, which is an expensive device. there were.
【0004】このために本発明らは先に特願平2−40
0212号及び特願平3−63107号として、導波路
を用いて小型で簡単な構成において物体の位相情報と振
幅情報とを独立に得ることのできるコンフォーカルレー
ザ走査微分干渉顕微鏡を提案した。すなわち、被検物体
にレーザ光を集光し、そのレーザスポットの集光光学系
によるスポット像位置に、ダブルモードチャネル導波路
を配置し、続いて複数のチャネル導波路に分岐する導波
路分岐領域を設けたものである。そして、分岐されたチ
ャネル導波路を通る光量差を検出することによって、被
検物体の微視的な傾斜を検出するものであった。このダ
ブルモード領域における偶・奇モードの完全結合長を電
気光学効果により変えることで物体の位相変調部分と強
度変調部分とを独立にとり出してそれらの微分像をみる
ことができる構成を提案したのが、後者の出願である。For this reason, the present inventors have previously proposed Japanese Patent Application No. 2-40.
No. 0212 and Japanese Patent Application No. 3-63107 have proposed a confocal laser scanning differential interference microscope capable of independently obtaining phase information and amplitude information of an object in a small and simple structure using a waveguide. That is, a laser beam is focused on an object to be inspected, a double mode channel waveguide is arranged at the spot image position of the laser spot focusing optical system, and a waveguide branching region is subsequently branched into a plurality of channel waveguides. Is provided. Then, the microscopic tilt of the object to be inspected is detected by detecting the difference in the amount of light passing through the branched channel waveguide. By changing the perfect coupling length of even and odd modes in the double mode region by the electro-optic effect, we proposed a structure that can independently extract the phase-modulated portion and the intensity-modulated portion of the object and view their differential images. Is the latter application.
【0005】しかしながら、上記による先の提案の構成
においては、ダブルモード導波路領域の幅方向に対して
の位相情報又は振幅情報の微分信号を得ることは可能で
あるが、ダブルモード導波路領域の幅方向に対して垂直
な方向に対しては、微分信号の検出能力がないという問
題点があった。このためには、先に提案した顕微鏡装置
を被検物体に対して回転させることで可能にはなるが、
試料と顕微鏡とを相対的に回転するための機構が別途に
必要となり、同時に観察することができないという問題
がある。However, in the above-proposed configuration, although it is possible to obtain the differential signal of the phase information or the amplitude information in the width direction of the double mode waveguide region, There is a problem that the differential signal is not detected in the direction perpendicular to the width direction. This can be achieved by rotating the previously proposed microscope apparatus with respect to the object to be inspected,
There is a problem that a mechanism for rotating the sample and the microscope relative to each other is separately required, and simultaneous observation cannot be performed.
【0006】そこで本発明の目的は、被検物体と顕微鏡
との相対的回転を必要とすることなく、所望の方向にコ
ントラストのついた微分像を得ることのできるコンフォ
ーカルレーザ走査顕微鏡を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a confocal laser scanning microscope which can obtain a differential image with contrast in a desired direction without requiring relative rotation between the object to be inspected and the microscope. Especially.
【0007】[0007]
【課題を解決する為の手段】本発明によるコンフォーカ
ルレーザ走査顕微鏡は、先に提案した構成を基本とし
て、2つの検出手段を設け、各検出手段におけるダブル
モード導波路領域の幅方向を互いに直交するように組み
合わせたものである。具体的には、第1及び第2光検出
手段のそれぞれに、チャネル導波路が形成された基板を
設け、該チャネル導波路は前記検出面上に入射端面を持
つダブルモード導波路領域と該ダブルモード導波路を2
本のチャネル導波路に分岐させる導波路分岐領域とを有
し、さらに分岐された2本のチャネル導波路を伝搬する
光を各々検出する検出素子とを設けたものである。The confocal laser scanning microscope according to the present invention is based on the previously proposed configuration and is provided with two detecting means, and the width directions of the double mode waveguide regions in each detecting means are orthogonal to each other. It is a combination to do. Specifically, each of the first and second light detecting means is provided with a substrate having a channel waveguide formed therein, and the channel waveguide has a double mode waveguide region having an incident end face on the detection surface and the double mode waveguide region. Two mode waveguides
A waveguide branch region for branching into two channel waveguides, and a detection element for detecting each light propagating through the two branched channel waveguides.
【0008】また、照明光学系と集光光学系とで同一の
対物レンズを共用した所謂落射照明型のコンフォーカル
レーザ走査顕微鏡においては、第1及び第2の検出手段
の少なくとも一方の検出手段としてダブルモード導波路
を3つのチャネル導波路に分岐する分岐手段を設け、1
本のチャネル導波路から照明光を供給する構成とするこ
とも可能である。具体的には、3本のチャネル導波路の
中央の1本にはレーザ光源からの照明光束を導いて対物
レンズを介して被検物体上に光スポットを形成し、該3
本のチャネル導波路の内の外側の2本のチャネル導波路
を伝搬する光を各々検出する検出素子を設けた構成とす
ることが望ましい。Further, in a so-called epi-illumination type confocal laser scanning microscope in which the same objective lens is shared by the illumination optical system and the condensing optical system, at least one of the first and second detecting means is used as the detecting means. A branching means for branching the double mode waveguide into three channel waveguides is provided, and 1
It is also possible to adopt a configuration in which the illumination light is supplied from the channel waveguide of the book. Specifically, the central one of the three channel waveguides guides the illumination light beam from the laser light source to form a light spot on the object to be inspected through the objective lens.
It is desirable to adopt a configuration in which a detection element for detecting the light propagating through the two channel waveguides on the outer side of the channel waveguides is provided.
【0009】そして、先に特願平特願平3−63107
号として提案したように、第1及び第2検出手段のうち
の少ないとも一方の基板が、少なくとも前記ダブルモー
ド導波路領域において電気光学的効果を有すると共に、
該ダブルモード導波路領域上に電極を有する構成としす
ることも可能である。And, first, Japanese Patent Application No. Hei 3-63107.
And at least one of the first and second detection means has an electro-optical effect at least in the double mode waveguide region,
It is also possible to have a structure in which an electrode is provided on the double mode waveguide region.
【0010】[0010]
【作用】本発明の原理については先の上記出願において
詳細に説明したとおりであるが、以下にその概要を説明
しておく。被検物体で反射されたレーザスポットは、対
物レンズ、結像レンズ等からなる集光光学系によって、
検出面上にて再びスポット像となる。このスポット像が
形成される位置に、ダブルモードチャネル導波路をスポ
ット像の中心とダブルモードチャネル導波路の中心が一
致するように配置すると、導波路の幅方向のスポット像
振幅分布がスポット中心を原点としたとき偶関数であれ
ばダブルモード導波路内には偶モードしか励振されな
い。それ以外の場合は偶・奇両モードが励振される。こ
こでダブルモード領域に続いて2つのチャネル導波路に
分岐する導波路分岐を設けておけば、偶モードのみ励振
された場合は二つの分岐に等量の光が分配され、それ以
外の場合は偶モードと奇モードの干渉が生じるため二つ
の分岐に分配される光量は一般に等しくない。一般に被
検物体に傾斜、すなわち物理的な傾斜は勿論、屈折率傾
斜など光路長を変化させるすべての傾斜及び、光透過率
分布又は光反射率分布の傾斜があると、スポット像の振
幅分布は奇関数成分をもつようになり、このときダブル
モード導波路内に偶・奇両モードが励振されその結果二
つの分岐に分配されると光量が等しくなくなる。従っ
て、二つの分岐を伝搬する光量の差を検出することによ
って、被検物体の微視的な傾斜を検出できることにな
る。The principle of the present invention has been described in detail in the above-mentioned application, but its outline will be described below. The laser spot reflected by the object to be inspected is condensed by the condensing optical system including an objective lens and an imaging lens.
It becomes a spot image again on the detection surface. If the double-mode channel waveguide is placed at the position where this spot image is formed so that the center of the spot image and the center of the double-mode channel waveguide are aligned, the spot image amplitude distribution in the width direction of the waveguide If the origin is an even function, only the even mode is excited in the double-mode waveguide. In other cases, even and odd modes are excited. Here, if a waveguide branch that branches into two channel waveguides is provided following the double mode region, an equal amount of light is distributed to the two branches when only the even mode is excited, and in the other cases. Since even-mode and odd-mode interference occurs, the amounts of light distributed to the two branches are generally not equal. Generally, when the object to be inspected has an inclination, that is, a physical inclination, as well as all the inclinations that change the optical path length such as the refractive index inclination and the inclinations of the light transmittance distribution or the light reflectance distribution, the amplitude distribution of the spot image becomes It has an odd function component. At this time, even and odd modes are excited in the double mode waveguide, and as a result, the light quantities are not equal when distributed to two branches. Therefore, the microscopic tilt of the object to be inspected can be detected by detecting the difference in the amount of light propagating through the two branches.
【0011】いま被検物の傾き角をθとし、 sinθ=α
とする。傾き0の場合のスポット振幅分布をu(x)、
ダブルモード導波路の固有界分布を偶・奇両モードにつ
いてそれぞれfe(x)、fo(x)とするとu(x)、fe
(x)は偶関数、fo(x)は奇関数である。傾きのある
ときのスポット振幅分布uα(x)はk=2π/λ
(λ:波長)として uα(x)≒u(x)exp(ikαx) =u(x)〔cos(kαx)+isin(kαx)〕 (1) と表される。Let θ be the tilt angle of the object to be inspected, and sin θ = α
And When the gradient is 0, the spot amplitude distribution is u (x),
If the eigenfield distribution of the double mode waveguide is fe (x), fo (x) for both even and odd modes, u (x), fe
(X) is an even function and fo (x) is an odd function. The spot amplitude distribution uα (x) when there is an inclination is k = 2π / λ
As (λ: wavelength), uα (x) ≈u (x) exp (ikαx) = u (x) [cos (kαx) + isin (kαx)] (1).
【0012】ここで、偶モードの励振効率ηe は、Here, the even mode excitation efficiency η e is
【0013】[0013]
【数1】 [Equation 1]
【0014】となり、一方奇モードの励振効率ηo は、On the other hand, the excitation efficiency η o of the odd mode is
【0015】[0015]
【数2】 [Equation 2]
【0016】となる。積分範囲を適当に選び、この範囲
で|kαx|≪2πならば、 cos(kαx)≒1, sin(kαx)≒kαx となるから、u(x)、fo(x)、fe(x)が一定の関
数であることより、 ηe ≒一定 ηo ∝iα (4) となることがわかる。偶モードと奇モードの干渉による
光強度変化はC1、C2を実定数とし、φを分岐点に於ける
偶・奇両モードの位相差とすれば I∝|ηe ±iηo exp{iφ}|2 =|C1±iαC2 exp{iφ}|2 (5) よって、 exp{iφ}=±iにとれば(5)はおおむね I=C1 2 ±2αC1C2 (6) となってαに比例した強度変化が得られ、いわゆる微分
像を得ることができる。[0016] If the integration range is properly selected and | kαx | << 2π in this range, cos (kαx) ≈ 1, sin (kαx) ≈ kαx, so u (x), fo (x), fe (x) are Since it is a constant function, it can be seen that η e ≈constant η o ∝iα (4). The change in light intensity due to the interference between the even mode and the odd mode is C 1 and C 2 are real constants, and φ is the phase difference between the even mode and the odd mode at the branch point. I ∝│η e ± iη o exp { iφ} | 2 = | C 1 ± iαC 2 exp {iφ} | 2 (5) Therefore, if exp {iφ} = ± i, then (5) is roughly I = C 1 2 ± 2αC 1 C 2 (6) Then, the intensity change proportional to α can be obtained, and a so-called differential image can be obtained.
【0017】従って、このような微分像を得るために
は、ダブルモードとシングルモードとの分岐点に於て、
両モード間に90°の奇数倍の位相差がもたらされるこ
とが必要である。このために、前記ダブルモードの領域
の長さLは両モードのよく知られた完全結合長(偶・奇
両モードの位相差が 180°となる長さ) をLcとした場合 L=Lc(2m+1)/2 (m=0,1,2,…) (7) とするのが好ましい。Therefore, in order to obtain such a differential image, at the branch point of the double mode and the single mode,
It is necessary to provide an odd multiple of 90 ° between the modes. For this reason, the length L of the double mode region is L = Lc (where Lc is the well-known complete coupling length of both modes (the length at which the phase difference between the even and odd modes is 180 °). 2m + 1) / 2 (m = 0, 1, 2, ...) (7) is preferable.
【0018】尚、(1)式は物体の傾斜を考えているか
ら、位相物体を想定していることになる。本発明は位相
物体のみならず、強度変調物体(光の透過率又は反射率
が変化するような物体)にも適用できる。こうした物体
はたとえばαを実数として uα(x)=u(x)(1+αx) (8) などと表現できる。このとき明らかに ηe ≒一定 , ηo ∝α (9) となるから、偶奇両モードの干渉によって二つの分岐に
分配される光量比が最大となるのは分岐点に於て両モー
ド間に180°の整数倍の位相差がもたらされたとき、
即ち(5)式で exp{iφ}=±1 と置いた場合であ
る。Since equation (1) considers the inclination of the object, it means that a phase object is assumed. The present invention can be applied not only to a phase object but also to an intensity modulation object (an object whose light transmittance or reflectance changes). Such an object can be expressed as, for example, uα (x) = u (x) (1 + αx) (8), where α is a real number. Since η e ≈ constant and η o ∝ α (9) at this time, the ratio of the light quantity distributed to the two branches due to the interference between the even and odd modes is the maximum between the two modes at the branch point. When a phase difference of an integer multiple of 180 ° is introduced,
That is, this is the case where exp {iφ} = ± 1 is set in the equation (5).
【0019】よって、強度変調物体の微分像をみるため
にはダブルモード領域の長さLは結合長Lcの整数倍 L=mLc (m=1,2,…) (10) が好ましい。即ち、ダブルモード領域の長さLのとり方
いかんによって物体の位相変調部分、又は強度変調部分
のみの微分像をみることができるわけである。Therefore, in order to see the differential image of the intensity-modulated object, the length L of the double mode region is preferably an integral multiple of the coupling length Lc L = mLc (m = 1, 2, ...) (10). That is, the differential image of only the phase-modulated portion or the intensity-modulated portion of the object can be seen depending on how the length L of the double mode region is taken.
【0020】そして、基板が電気光学効果を持つ場合に
は、ダブルモード領域上に配置された電極を介してこの
領域に電圧を印加することにより、完全結合長Lcを変化
させることができる。従って、ダブルモード領域の長さ
が一定値Lであっても、電圧の調整により上記(7)式
と(10)式との両方を満たすことが可能であり、ダブ
ルモード領域の機械的な長さを一定としつつ、電気光学
効果により物体の位相情報と振幅情報とを独立に得るこ
とが可能である。When the substrate has the electro-optical effect, the complete coupling length Lc can be changed by applying a voltage to this region through the electrode arranged on the double mode region. Therefore, even if the length of the double mode region is a constant value L, it is possible to satisfy both the above formulas (7) and (10) by adjusting the voltage, and the mechanical length of the double mode region is It is possible to obtain the phase information and the amplitude information of the object independently by the electro-optic effect while keeping the constant.
【0021】すなわち、チャネル導波路のダブルモード
領域上に配置された電極に電圧を印加することにより、
ダブルモード領域に於ける完全結合長LcをLc1 とLc2 に
変化させ、該ダブルモード領域の一定の長さLに対し
て、 L≒mLc1 (m=1,2,…) L≒Lc2(2m+1)/2 (m=0,1,2,…) が成立する構成とすることにより、Lc1 の場合に上記
(10)式の如く物体の振幅情報を得ることができ、Lc
2 の場合に上記(7)式の如く物体の位相情報を得るこ
とができるのである。That is, by applying a voltage to the electrodes arranged on the double mode region of the channel waveguide,
The complete bond length Lc in the double mode region is changed to Lc 1 and Lc 2 , and for a constant length L of the double mode region, L≈mLc 1 (m = 1, 2, ...) L≈Lc By setting 2 (2m + 1) / 2 (m = 0,1,2, ...), the amplitude information of the object can be obtained as in the above equation (10) in the case of Lc 1.
In the case of 2 , the phase information of the object can be obtained as in the above equation (7).
【0022】以上の如きチャネル導波路を用いた微分干
渉顕微鏡の原理に則って、本発明においては、2つの検
出手段を互いのダブルモード導波路の幅方向が直交する
ように組み合わせたものである。そして、各々の検出手
段から互いに直交する方向での微分情報を得ることがで
き、両検出手段からの信号を合成することによって、任
意の方向でのコントラスト差として微分像を得ることを
可能としている。According to the principle of the differential interference microscope using the channel waveguide as described above, in the present invention, two detecting means are combined so that the width directions of the double mode waveguides are orthogonal to each other. .. Then, the differential information in the directions orthogonal to each other can be obtained from each detecting means, and by combining the signals from both detecting means, it is possible to obtain the differential image as the contrast difference in any direction. ..
【0023】具体的には、第1及び第2の検出手段にお
いてそれぞれ得られる信号をI1 、I2 とするとき、両
者の合成信号をIとすれば、 I=I1 sin θ+I2 cos θ (12) となるよう信号処理を行う。ここで、θを0〜πの範囲
で変化させることにより微分像のコントラストのつく方
向を変えることができ、試料と顕微鏡とを相対的に回転
させることなく所望の方向にコントラストのついた微分
像を得ることができる。実用上はコンフォーカルレーザ
走査顕微鏡としてのモニター画像を観察しながら、上記
θの値を適宜変化させて被検物体の微分像が最も的確に
表現できるようなθの値を選定することが好ましい。Specifically, when the signals obtained by the first and second detecting means are I 1 and I 2 , respectively, and the composite signal of the two is I, then I = I 1 sin θ + I 2 cos θ Signal processing is performed so that (12). Here, by changing θ in the range of 0 to π, the contrasting direction of the differential image can be changed, and the differential image having the contrast in a desired direction can be obtained without relatively rotating the sample and the microscope. Can be obtained. Practically, it is preferable to appropriately change the value of θ while observing a monitor image as a confocal laser scanning microscope to select a value of θ that allows the differential image of the object to be inspected to be most accurately expressed.
【0024】ところで本願発明においては、ダブルモー
ド導波路領域が複数のチャネル導波路に分岐される構成
であるが、分岐後のチャネル導波路はシングルモードチ
ャネル導波路に限らず、光を導くことのできるチャネル
導波路であれば任意のチャネル導波路によって構成する
ことが可能である。In the present invention, the double mode waveguide region is branched into a plurality of channel waveguides. However, the channel waveguide after branching is not limited to a single mode channel waveguide, and it is possible to guide light. Any channel waveguide can be used as long as it is possible.
【0025】[0025]
【実施例】図1は本発明の第1実施例を示す概略構成図
であって、半導体レーザ光源1を出た光はハーフミラー
2で反射され、周知のX−Y2次元スキャニング手段3
を経て対物レンズ4に入射し、物体面5に集光される。
物体面5で反射した後再び対物レンズ4及びX−Y2次
元スキャニング手段3を経てハーフミラー2を透過した
光は、第2の半透過鏡28で2つの光路に分岐される。第
2半透過鏡28を透過する光は第1検出手段を構成する第
1基板6上に形成されたチャネル導波路7の入射端面に
集光される。また第2の半透過鏡28で反射した光は第2
検出手段を構成する第2基板16上に形成されたチャネル
導波路17の入射端面に集光される。第1基板6及び第2
基板16は共に電気光学的効果を有する等価な基板であ
る。第1基板6上に形成されたチャネル導波路7は、基
板に電極15を配設したダブルモード導波路であり、ダブ
ルモード導波路7中を伝搬した光はやがて分岐領域8に
達し2本のシングルモード導波路9、10にパワーが分配
され、基板6に接合された2つの光検出器11、12に至
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. Light emitted from a semiconductor laser light source 1 is reflected by a half mirror 2 and a well-known XY two-dimensional scanning means 3 is shown.
Then, the light enters the objective lens 4 and is condensed on the object plane 5.
The light reflected by the object plane 5 and then transmitted through the half mirror 2 through the objective lens 4 and the XY two-dimensional scanning means 3 again is branched into two optical paths by the second semi-transmissive mirror 28. The light transmitted through the second semi-transmissive mirror 28 is condensed on the incident end face of the channel waveguide 7 formed on the first substrate 6 which constitutes the first detecting means. The light reflected by the second semi-transmissive mirror 28 is
The light is focused on the incident end face of the channel waveguide 17 formed on the second substrate 16 which constitutes the detecting means. First substrate 6 and second
The substrates 16 are both equivalent substrates having an electro-optical effect. The channel waveguide 7 formed on the first substrate 6 is a double mode waveguide in which an electrode 15 is arranged on the substrate, and the light propagating in the double mode waveguide 7 eventually reaches the branching region 8 and two The power is distributed to the single mode waveguides 9 and 10 and reaches the two photodetectors 11 and 12 bonded to the substrate 6.
【0026】同様に、第2基板16上に形成されたチャネ
ル導波路17は、基板に電極25を配設したダブルモード導
波路であり、ダブルモード導波路17中を伝搬した光は分
岐領域18に達し2本のシングルモード導波路19、20にパ
ワーが分配され、基板16に接合された2つの光検出器2
1、22に達する。チャネル導波路7,17 の入射端がピン
ホールと同様の働きをするので、この構成はコンフォー
カルレーザ走査顕微鏡を構成する。ここで、ハーフミラ
ー2と対物レンズ4とが照明光学系を形成し、対物レン
ズ4が集光光学系を形成している。Similarly, the channel waveguide 17 formed on the second substrate 16 is a double mode waveguide in which an electrode 25 is arranged on the substrate, and the light propagated in the double mode waveguide 17 has a branch region 18 Power is distributed to the two single-mode waveguides 19 and 20, and the two photodetectors 2 bonded to the substrate 16
Reach 1, 22. This configuration constitutes a confocal laser scanning microscope because the incident ends of the channel waveguides 7 and 17 function like pinholes. Here, the half mirror 2 and the objective lens 4 form an illumination optical system, and the objective lens 4 forms a focusing optical system.
【0027】そして前述した通り、レーザスポットで照
明された物体5上の一点に傾き又は反射率の勾配があっ
た場合、チャネル導波路7、17の入射端に結像したレー
ザスポットの位相分布又は強度分布に傾斜が生じ、その
方向は各ダブルモード領域の幅方向に対応している。各
ダブルモード領域の幅方向での傾斜によりダブルモード
導波路7,17 内にそれぞれ偶・奇両モードが励振され、
両モードの干渉により2対の光検出器11,12 及び21,22
に達する光パワーの比が変化する。よって、作動検出手
段13及び23によって各対をなす検出器11,12 及び21,22
の出力の差動信号14及び24をとることにより、物体面上
の微小な段差又は反射率変化を各方向について検知する
ことができる。As described above, when there is an inclination or a reflectance gradient at one point on the object 5 illuminated by the laser spot, the phase distribution of the laser spot imaged at the incident end of the channel waveguides 7 and 17 or The intensity distribution is inclined, and the direction thereof corresponds to the width direction of each double mode region. Due to the inclination of each double mode region in the width direction, even and odd modes are excited in the double mode waveguides 7 and 17, respectively.
Due to the interference of both modes, two pairs of photodetectors 11,12 and 21,22
The ratio of the optical power reaching to changes. Therefore, the detectors 11, 12 and 21, 22 forming a pair by the operation detecting means 13 and 23, respectively.
By taking the differential signals 14 and 24 of the output of, it is possible to detect a minute step on the object surface or a change in reflectance in each direction.
【0028】このときダブルモード領域の長さLは、完
全結合長をLcとして、物体の位相分布を観察するとき
は、 L=Lc(2m+1)/2 (m=0,1,2,…) 同様に、物体の強度分布を観察するときは、 L=mLc (m=1,2,…) とすればよく、この構成が微分干渉系となることは上述
したとおりである。At this time, the length L of the double mode region is L = Lc (2m + 1) / 2 (m = 0,1,2, ...) When the phase distribution of the object is observed with the complete coupling length as Lc. Similarly, when observing the intensity distribution of the object, it is sufficient to set L = mLc (m = 1, 2, ...) As described above, this configuration is a differential interference system.
【0029】ここで、各基板6,16 は電気光学効果を有
しているので、各電極15,25 に印加する電圧を電圧調整
手段60によって変化させれば、完全結合長Lcを変化させ
ることができる。よって、上記の2つの条件は第1基板
6において電極15に印加する電圧を調整することで、同
一のダブルモード領域の長さLに対して成り立つ。即
ち、一つの導波路デバイスで物体の位相分布と強度分布
とを独立に検出することができる。同様の作用は第2基
板16において電極25に印加する電圧を調整することで可
能となるが、ダブルモード領域17の幅方向は第1基板6
のものとは垂直であるため、得られる位相分布及び強度
分布の信号のコントラストを生ずる方向は、基板6で得
られた信号によりコントラストを生ずる方向と直交して
いる。2つの基板6,16 で得られる差動信号14,24 を信
号処理することによって、所望の方向にコントラストの
ついた微分干渉像が得られることは上述したとおりであ
る。Here, since each of the substrates 6 and 16 has an electro-optical effect, if the voltage applied to each of the electrodes 15 and 25 is changed by the voltage adjusting means 60, the complete coupling length Lc can be changed. You can Therefore, the above two conditions are satisfied for the same length L of the double mode region by adjusting the voltage applied to the electrode 15 in the first substrate 6. That is, the phase distribution and the intensity distribution of the object can be detected independently with one waveguide device. The same action can be achieved by adjusting the voltage applied to the electrode 25 on the second substrate 16, but the width direction of the double mode region 17 is set to the first substrate 6
Since it is perpendicular to that of (1), the direction in which the signals of the obtained phase distribution and intensity distribution generate contrast is orthogonal to the direction in which the signals obtained on the substrate 6 generate contrast. As described above, the differential interference images with contrast in the desired direction can be obtained by signal processing the differential signals 14 and 24 obtained by the two substrates 6 and 16.
【0030】具体的には、差動信号14,24 を前記I1 、
I2 とするとき、信号処理手段29は両者の合成信号I
が、上記(12)式で与えられるように処理する。制御
手段26はこの信号処理手段29からの出力を、X−Y2次
元スキャニング手段3から被検物体上における光ビーム
の位置に対応させて記憶し画像情報に変換し、モニター
27において所望の微分干渉像を表示することができる。
ここで、信号処理手段29に対してθを0〜πの範囲で任
意に変化させることが可能であり、このθを適宜変化さ
せることにより微分像のコントラストを生ずる方向を任
意に変えることができる。Specifically, the differential signals 14 and 24 are transferred to the I 1 ,
When I 2 is set, the signal processing means 29 causes the combined signal I of the two.
Is processed as given by the above equation (12). The control means 26 stores the output from the signal processing means 29 in correspondence with the position of the light beam on the object to be inspected from the XY two-dimensional scanning means 3, converts it into image information, and monitors it.
The desired differential interference contrast image can be displayed at 27.
Here, θ can be arbitrarily changed in the range of 0 to π with respect to the signal processing means 29, and the direction in which the contrast of the differential image is generated can be arbitrarily changed by appropriately changing this θ. ..
【0031】尚、上記実施例においては、各ダブルモー
ド導波路7,17 に電圧を印加するための電極15,25 を導
波路7,17 に対して対称な2電極の配置としたが、用い
られる基板の状態(結晶基板であれば結晶軸の方向な
ど)により、必ずしも図1に示したごとき電極配置が最
適であるとは限らない。図2は本発明の第2実施例を示
す概略構成図である。この構成も図1に示したのと同様
に照明光学系と集光光学系とで対物レンズ38を共用した
同軸落射型の構成であるが、2つの検出手段における導
波路の一部がレーザ光を導くための照明系の機能を併せ
持っている。第1検出手段を構成する第1基板22につい
てみると、レーザ光源31は半導体レーザであり、電気光
学効果をもつ基板32上に形成されたシングルモードチャ
ネル導波路33に対して光結合効率が最も大きくなるよう
に、基板32に固定されている。導波路33に入射したレー
ザ光は分岐34を経て、基板表面に電極45が配設されたダ
ブルモード導波路35を伝搬する。導波路の分岐34におい
ては、ダブルモード導波路35に対して3本のシングルモ
ード導波路が結合されており、真ん中のシングルモード
導波路33は照明用に、外側の2本のシングルモード導波
路は後述する検出用に用いられる。In the above embodiment, the electrodes 15 and 25 for applying a voltage to the double mode waveguides 7 and 17 are two electrodes which are symmetrical with respect to the waveguides 7 and 17, but are used. The electrode arrangement as shown in FIG. 1 is not always optimal depending on the state of the substrate to be formed (the crystal axis direction in the case of a crystal substrate). FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. This configuration is also a coaxial incident type configuration in which the objective lens 38 is shared by the illumination optical system and the condensing optical system similarly to that shown in FIG. 1, but a part of the waveguide in the two detecting means is laser light. It also has the function of the lighting system to guide the. As for the first substrate 22 that constitutes the first detection means, the laser light source 31 is a semiconductor laser and has the highest optical coupling efficiency with respect to the single mode channel waveguide 33 formed on the substrate 32 having an electro-optical effect. It is fixed to the substrate 32 so as to be large. The laser light incident on the waveguide 33 propagates through a branch 34 and a double mode waveguide 35 in which an electrode 45 is arranged on the substrate surface. In the waveguide branch 34, three single-mode waveguides are coupled to the double-mode waveguide 35, and the single-mode waveguide 33 in the middle is used for illumination and the two single-mode waveguides on the outside. Is used for detection described later.
【0032】このとき真ん中のシングルモードチャネル
導波路33の中心線とダブルモード導波路35の中心線とが
一致するような位置関係にすることによって、真ん中の
シングルモードチャネル導波路33からダブルモード導波
路35へ入射する光は、ダブルモード導波路35内で偶モー
ドしか励振しない。従って事実上レーザ光はシングルモ
ード状態で端面36から出射する。第2検出手段を構成す
る第2基板48においても上記基板32と同様に構成されて
おり、半導体レーザ47からのレーザ光がシングルモード
導波路49から分岐50を経てダブルモード導波路51を伝搬
し、端面52からシングルモード状態で出射する。At this time, the center line of the center single-mode channel waveguide 33 and the center line of the double-mode waveguide 35 are aligned so that the center line of the center-mode single-mode channel 33 is double-mode guided. Light incident on the waveguide 35 excites only even modes in the double mode waveguide 35. Therefore, in effect, the laser light is emitted from the end face 36 in the single mode state. The second substrate 48 constituting the second detecting means is also configured in the same manner as the substrate 32, and the laser light from the semiconductor laser 47 propagates from the single mode waveguide 49 through the branch 50 to the double mode waveguide 51. , Exits in a single mode state from the end face 52.
【0033】ダブルモード導波路35乃至51の端面を射出
する照明光束は、半透過鏡46を介し、X−Y2次元スキ
ャニング手段37を経て対物レンズ38に入射し、物体面39
上に集光される。物体面39で反射した後再び対物レンズ
38及びX−Y2次元スキャニング手段37を経た光束は、
半透過鏡46を経て、一部は第1検出手段の第1基板32
へ、残りは第2検出手段の第2基板48へ達する。そし
て、各々の基板に形成されたダブルモード導波路35,51
の端面(検出面)36,52 に集光され、ここにレーザスポ
ットが形成される。このあとは第1実施例と同じで、各
基板において3本のシングルモード導波路のうちの外側
の2つのシングルモードチャネル導波路40,41 及び53,5
4 にそれぞれ分配されるパワー比が物体面の傾斜に伴い
変わり、基板32及び48にそれぞれ固定された光検出器4
2,43 及び55,56にて導波路40,41 及び53,54 からの光を
検出し差動信号44及び57をとれば、各検出手段による微
分干渉信号が得られる。The illumination light flux emitted from the end faces of the double mode waveguides 35 to 51 enters the objective lens 38 through the XY two-dimensional scanning means 37 through the semi-transmissive mirror 46, and the object plane 39.
Focused on top. After reflecting off the object plane 39, the objective lens is again
The light flux that has passed through 38 and the XY two-dimensional scanning means 37 is
A part of the first substrate 32 of the first detecting means passes through the semitransparent mirror 46.
And the rest reach the second substrate 48 of the second detection means. The double mode waveguides 35 and 51 formed on the respective substrates are
The light is focused on the end faces (detection faces) 36, 52 of the laser light and a laser spot is formed there. After this, as in the first embodiment, the two outer single-mode channel waveguides 40, 41 and 53, 5 out of the three single-mode waveguides are provided on each substrate.
The power ratio distributed to each of 4 changes with the inclination of the object plane, and the photodetectors 4 fixed to the substrates 32 and 48, respectively.
If the light from the waveguides 40, 41 and 53, 54 is detected at 2, 43 and 55, 56 and the differential signals 44 and 57 are taken, the differential interference signal by each detecting means can be obtained.
【0034】この構成においても、各基板32,48 は電気
光学効果を有しているので、各電極45,58 に印加する電
圧を変化させれば、完全結合長Lcを変化させることがで
き、一つの導波路デバイスで物体の位相分布と強度分布
とを独立に検出することができる。そして、同様に第1
基板32におけるダブルモード導波路35の幅方向は第2基
板48におけるダブルモード導波路51の幅方向に対して垂
直であるため、得られる位相分布及び強度分布の信号の
コントラストを生ずる方向も、互いに直交していおり、
各差動信号44,57 を信号処理することによって、所望の
方向にコントラストのついた微分干渉像が得られる。Also in this structure, since the substrates 32 and 48 have the electro-optical effect, the complete coupling length Lc can be changed by changing the voltage applied to the electrodes 45 and 58. The phase distribution and intensity distribution of an object can be detected independently with one waveguide device. And likewise the first
Since the width direction of the double mode waveguide 35 on the substrate 32 is perpendicular to the width direction of the double mode waveguide 51 on the second substrate 48, the directions in which the signals of the obtained phase distribution and intensity distribution are contrasted with each other. They are orthogonal,
By performing signal processing on each of the differential signals 44 and 57, a differential interference contrast image having a contrast in a desired direction can be obtained.
【0035】図2においては、電圧調整手段60、各差動
信号44,57 の信号処理手段、X−Y2次元スキャニング
手段からの信号により画像化するための制御手段及びモ
ニターは、図1に示した第1実施例の構成と同等である
ため、省略した。尚、図2に示した構成では2つの基板
32,48 の双方においてレーザ光源31,47から照明光を供
給したが、いずれか一方のみから照明光を供給すれば良
いため、他方のレーザ光源は必ずしも必要ではない。こ
の場合、図2に示した2つの検出手段の基板32,48のう
ちの一方を、図1に示した基板6または16に置き換える
ことで可能となる。そして、両方の基板にレーザ光源を
設ける場合には、いずれか一方のみからレーザ光を供給
することとし、一方のレーザ光源が故障した場合に他方
に切り替えることとすれば、レーザ光源を取り替えるこ
となしに顕微鏡の操作を続けることが可能となる。In FIG. 2, the voltage adjusting means 60, the signal processing means for the differential signals 44 and 57, the control means and the monitor for imaging with the signals from the XY two-dimensional scanning means are shown in FIG. Since it is the same as the configuration of the first embodiment, it is omitted. In addition, in the configuration shown in FIG.
The illumination light is supplied from the laser light sources 31 and 47 to both 32 and 48, but the illumination light may be supplied from only one of them, and thus the other laser light source is not always necessary. In this case, it is possible by replacing one of the substrates 32 and 48 of the two detection means shown in FIG. 2 with the substrate 6 or 16 shown in FIG. Then, when the laser light source is provided on both substrates, the laser light is supplied from only one of them, and if one of the laser light sources fails, the other is switched to, and the laser light source is not replaced. It is possible to continue operating the microscope.
【0036】上記の各実施例の構成において、チャネル
導波路を形成するための好適な材料について説明してお
く。導波路基板として、ソーダガラス、パイレックス、
溶融石英が知られているが、これらには電気光学的効果
がないし、光源としてのレーザダイオードや受光素子を
一体的にモノリシックに構成することも難しい。基板と
してLiNbO3 やLiTaO3 、GaAs、InPを
用いる場合には、これらの電気光学的効果に基づき電極
を形成することによってダブルモード導波路領域の完全
結合長Lcを変えることが可能であり、GaAs、InP
ではさらにレーザダイオードLDや検出素子をモノリシ
ックに一体化することも可能である。基板にSiを用い
る場合には、受光素子を一体化することが可能である。
これらを含め、本発明に用い得るチャネル導波路を形成
するための基板と導波層との材料について、それぞれ以
下のように整理することができ、各材料の特徴に基づい
て適宜の材料を用いることが好ましい。Materials suitable for forming the channel waveguide in the structure of each of the above embodiments will be described. As a waveguide substrate, soda glass, Pyrex,
Fused silica is known, but these have no electro-optical effect, and it is difficult to integrally configure a laser diode as a light source or a light receiving element into a monolithic structure. When LiNbO 3 , LiTaO 3 , GaAs, or InP is used as the substrate, it is possible to change the complete coupling length Lc of the double-mode waveguide region by forming an electrode based on these electro-optical effects. , InP
Then, it is also possible to monolithically integrate the laser diode LD and the detection element. When Si is used for the substrate, the light receiving element can be integrated.
Including these, the materials of the substrate and the waveguide layer for forming the channel waveguide that can be used in the present invention can be arranged as follows, and an appropriate material is used based on the characteristics of each material. Preferably.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】ところで、上述した実施例では、いずれも
対物レンズを照明光学系と集光光学系とに共用するもの
で、所謂落射照明型の顕微鏡を構成しているが、本発明
においては、図2に示した第2実施例の如き構成を除い
て、被検物体の一方の側に照明光学系を、他方の側に集
光光学系を配置した所謂透過型顕微鏡としても構成し得
ることはいうまでもない。By the way, in each of the above-mentioned embodiments, the objective lens is commonly used for the illumination optical system and the condensing optical system, and a so-called epi-illumination type microscope is constructed. Except for the configuration of the second embodiment shown in FIG. 2, a so-called transmission microscope in which the illumination optical system is arranged on one side of the object to be inspected and the condensing optical system is arranged on the other side is not possible. Needless to say.
【0039】また、上記の各実施例ではレーザ光源及び
光検出器は導波路デバイスに対して外付けとなっている
が、シリコン基板を用いれば、光検出器を導波路デバイ
スと同一基板上に構成することができ、またガリウム砒
素などの化合物半導体基板を用いればレーザ光源と光検
出器との両方を導波路と同一基板上にモノリシックに集
積でき、装置の小型軽量化及び調整の省力化をさらに進
めることができる。ただし、レーザ光源や光検出器を導
波路デバイスと一体的に構成することが難しい場合に
は、これらを分離して配置し、オプティカルファイバー
やレンズ系によって光を導く構成としても良い。In each of the above embodiments, the laser light source and the photodetector are external to the waveguide device, but if a silicon substrate is used, the photodetector and the waveguide device will be on the same substrate. If a compound semiconductor substrate such as gallium arsenide is used, both the laser light source and the photodetector can be monolithically integrated on the same substrate as the waveguide, reducing the size and weight of the device and saving the adjustment labor. You can go further. However, when it is difficult to integrally configure the laser light source and the photodetector with the waveguide device, these may be arranged separately and the light may be guided by an optical fiber or a lens system.
【0040】そして、ダブルモード導波路は近接して配
置された2本のシングルモード導波路で代用することが
できる。さらに、2本のシングルモード導波路を通過す
る光強度を検出する光検出素子からの作動信号に対し
て、適当な処理を加えることにより種々のコントラスト
をもつ画像が得られることは云うまでもない。また、各
実施例においては2つの検出手段からの差動信号を合成
して画像処理する構成としたが、2つの検出手段からの
差動信号を別々のモニターに表示することにより、物体
のある方向とそれに直交する方向の微分像を別個独立に
観察するように構成することも可能である。The double mode waveguide can be replaced by two single mode waveguides arranged close to each other. Further, it goes without saying that images having various contrasts can be obtained by applying appropriate processing to the actuation signal from the photodetection element that detects the intensity of light passing through the two single mode waveguides. .. Further, in each of the embodiments, the differential signals from the two detecting means are combined and the image processing is performed. However, by displaying the differential signals from the two detecting means on different monitors, there is an object. It is also possible to configure so that the differential image in the direction and the differential image in the direction orthogonal thereto can be observed independently.
【0041】尚、各実施例においては被検物体と光スポ
ットとを相対的に移動させる手段として、振動鏡や回転
ミラー等のx−y2次元スキャナーによって光スポット
を被検物体上で走査する構成としたが、逆に光スポット
を固定し、被検物体を載置するステージを走査する構成
とすることも可能である。振動鏡や回転ミラー等によっ
て光学系中の光束を振動させて光スポットを走査する場
合には、光学系の残存収差の影響により被検物体上の光
スポットと検出手段の受光面上(ダブルモード導波路領
域の端面)に集光される光スポットとの共役関係を厳密
に維持できない恐れもあり、このような場合にはステー
ジの走査によることが好ましい。In each of the embodiments, the light spot is scanned on the test object by an xy two-dimensional scanner such as a vibrating mirror or a rotating mirror as a means for moving the test object and the light spot relative to each other. However, conversely, it is also possible to fix the light spot and scan the stage on which the object to be inspected is placed. When the light beam in the optical system is oscillated by a vibrating mirror or rotating mirror to scan the light spot, the residual aberration of the optical system affects the light spot on the object to be measured and the light receiving surface of the detecting means (double mode). There is a possibility that the conjugate relationship with the light spot condensed on the end face of the waveguide region) cannot be strictly maintained. In such a case, it is preferable to scan the stage.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、導波路を
用いた小型で簡単な構成からなるコンフォーカル・レー
ザ走査微分干渉顕微鏡において、被検物体と顕微鏡とを
相対的に何ら回転することなく、所望の方向でコントラ
ストを生ずるようにして微分像を観察することが可能と
なる。尚、本発明の構成においては、分岐された2つの
チャネル導波路を通過する光量の差信号により被検物体
の微分情報を検出することが可能であるが、差に代えて
和の信号を取る場合には、通常のコンフォーカル・レー
ザ走査顕微鏡として機能することは言うまでもない。As described above, according to the present invention, in a confocal laser scanning differential interference microscope using a waveguide and having a small and simple structure, the object to be inspected and the microscope are relatively rotated. The differential image can be observed without causing the contrast in the desired direction. In the configuration of the present invention, it is possible to detect the differential information of the object to be inspected by the difference signal of the amount of light passing through the two branched channel waveguides, but the sum signal is taken instead of the difference. It goes without saying that the case functions as a normal confocal laser scanning microscope.
【図1】第1実施例の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment.
【図2】第2実施例の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a second embodiment.
5,39 被検物体 4,38 対物レンズ 1,31,47 レーザ光源 7,17,35,51 ダブルモード導波路 9,10,19,20,33,40,41,49,53,54 シングルモード導波
路 11,12,21,22,42,43,55,56, 光検出器 15,25,45,58 電極5,39 Object to be inspected 4,38 Objective lens 1,31,47 Laser light source 7,17,35,51 Double mode waveguide 9,10,19,20,33,40,41,49,53,54 Single mode Waveguide 11,12,21,22,42,43,55,56, Photodetector 15,25,45,58 Electrode
Claims (7)
集光して被検物体上に光スポットを形成する照明光学系
と、該被検物体からの光束を検出面上に集光する集光光
学系と、該検出面上に集光された光束を検出する検出手
段と、該被検物体に対して前記光スポットを相対的に移
動させるための走査手段とを有するコンフォーカルレー
ザ走査顕微鏡において、前記光検出手段は第1と第2の
検出手段を有し、該第1及び第2の検出手段はそれぞ
れ、チャネル導波路が形成された基板を有し、該チャネ
ル導波路は前記検出面上に入射端面を持つダブルモード
導波路領域と該ダブルモード導波路を2本のチャネル導
波路に分岐させる導波路分岐領域とを有し、さらに該第
1及び第2検出手段はそれぞれ前記分岐された2本のチ
ャネル導波路を伝搬する光を各々検出する検出素子とを
有し、前記第1検出手段のダブルモード導波路領域の幅
方向が前記第2検出手段のダブルモード導波路領域の幅
方向に対して垂直になるように構成され、該第1及び第
2検出手段の各々の検出素子による検出信号によって被
検物体の情報を得ることを特徴とするコンフォーカルレ
ーザ走査微分干渉顕微鏡。1. A laser light source, an illumination optical system for converging a light beam from the laser light source to form a light spot on an object to be inspected, and a light beam from the object to be inspected to a detection surface. Confocal laser scanning including a condensing optical system, a detecting unit that detects a light beam condensed on the detection surface, and a scanning unit that relatively moves the light spot with respect to the object to be inspected. In the microscope, the light detecting means has first and second detecting means, and each of the first and second detecting means has a substrate on which a channel waveguide is formed, and the channel waveguide is The detector has a double-mode waveguide region having an incident end face on the detection surface, and a waveguide branch region for branching the double-mode waveguide into two channel waveguides, and the first and second detecting means are respectively the above-mentioned. Propagate through two branched channel waveguides And a detection element for detecting each of the light beams, so that the width direction of the double mode waveguide region of the first detection means is perpendicular to the width direction of the double mode waveguide region of the second detection means. A confocal laser scanning differential interference microscope, which is configured to obtain information on an object to be inspected by a detection signal from each detection element of the first and second detection means.
うちの少なくとも一方の基板は、前記2つのチャネル導
波路の中央に設けられた第3のチャネル導波路を有し、
前記レーザ光源からの光が該第3チャネル導波路及び前
記分岐を通して前記ダブルモードチャネル導波路から前
記照明光学系により前記被検物体上に導かれることを特
徴とする請求項1記載のコンフォーカルレーザ走査微分
干渉顕微鏡。2. A substrate of at least one of the first detecting means and the second detecting means has a third channel waveguide provided in the center of the two channel waveguides.
2. The confocal laser according to claim 1, wherein light from the laser light source is guided through the third channel waveguide and the branch from the double mode channel waveguide onto the object to be inspected by the illumination optical system. Scanning differential interference microscope.
素子は前記導波路と共に該半導体基板上にモノリシック
に形成されていることを特徴とする請求項1乃至2記載
のコンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡。3. The confocal laser scanning differential according to claim 1, wherein the substrate is a semiconductor substrate, and the photodetector element is monolithically formed on the semiconductor substrate together with the waveguide. Interference microscope.
素子及び前記レーザ光源は前記導波路と共に該半導体基
板上にモノリシックに形成されていることを特徴とする
請求項1乃至2記載のコンフォーカルレーザ走査微分干
渉顕微鏡。4. The substrate according to claim 1, wherein the substrate is a semiconductor substrate, and the photodetection element and the laser light source are monolithically formed on the semiconductor substrate together with the waveguide. Focal laser scanning differential interference microscope.
長さをLとし、該ダブルモード領域内に於ける偶−奇モ
ードの完全結合長をLcとするとき L≒mLc (m=1,2,…) L≒Lc(2m+1)/2 (m=0,1,2,…) のいずれかの関係を満たすことを特徴とする請求項1乃
至4記載のコンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡。5. When the length of the double mode region of the channel waveguide is L and the complete coupling length of the even-odd mode in the double mode region is Lc, L≈mLc (m = 1,2) , ...) L≈Lc (2m + 1) / 2 (m = 0, 1, 2, ...) The confocal laser scanning differential interference microscope according to any one of claims 1 to 4, wherein the relation is satisfied.
とも一方において、前記基板は電気光学的効果を有する
と共に、該ダブルモード導波路領域上に電極を有するこ
とを特徴とする請求項1乃至5記載のコンフォーカルレ
ーザ走査微分干渉顕微鏡。6. The at least one of the first and second detecting means, wherein the substrate has an electro-optical effect and also has an electrode on the double mode waveguide region. 5. A confocal laser scanning differential interference microscope according to any one of items 1 to 5.
に配置された電極に電圧を印加することによって、前記
基板の電気光学効果により、該ダブルモード領域におけ
る偶−奇モードの完全結合長LcをLc1 とLc2 に変化さ
せ、該ダブルモード領域の長さLに対して、 L≒mLc1 (m=1,2,…) L≒Lc2(2m+1)/2 (m=0,1,2,…) が成立する構成としたことを特徴とする請求項6記載の
コンフォーカルレーザ走査微分干渉顕微鏡。7. A perfect coupling length Lc of even-odd modes in the double mode region is obtained by applying a voltage to an electrode arranged on the double mode region of the channel waveguide, by the electro-optic effect of the substrate. Lc 1 and Lc 2 are changed, and L≈mLc 1 (m = 1, 2, ...) L≈Lc 2 (2m + 1) / 2 (m = 0, 1,) for the length L of the double mode region. 2. The confocal laser scanning differential interference microscope according to claim 6, characterized in that
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3290293A JPH05127093A (en) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | Confocal laser scanning differential interference microscope |
US08/364,709 US5581345A (en) | 1990-12-03 | 1994-12-28 | Confocal laser scanning mode interference contrast microscope, and method of measuring minute step height and apparatus with said microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3290293A JPH05127093A (en) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | Confocal laser scanning differential interference microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05127093A true JPH05127093A (en) | 1993-05-25 |
Family
ID=17754266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3290293A Pending JPH05127093A (en) | 1990-12-03 | 1991-11-07 | Confocal laser scanning differential interference microscope |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH05127093A (en) |
-
1991
- 1991-11-07 JP JP3290293A patent/JPH05127093A/en active Pending
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