| 研究課題/領域番号 |
05555228
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| 研究機関 | 大阪電気通信大学 |
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研究代表者 |
南 茂夫 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (60028959)
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| 研究分担者 |
長村 俊彦 (株)ユニソク, 代表取締役(研究者)
川田 善正 大阪大学, 工学部, 助手 (70221900)
南 慶一郎 大阪大学, 工学部, 助手 (00221606)
鈴木 範人 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (60029171)
河田 聡 大阪大学, 工学部, 教授 (30144439)
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| キーワード | ニアフィールド / 走査顕微鏡 / エバネッセント場 / 散乱 / ロックイン / 金属プローブ |
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| 研究概要 |
はじめに、2次元モデルにより、入射光にはエバネッセント場を考え、微小球からの錯乱光角度分布特性を解析的に求めた。プローブ径が波長の1/10程度までは前方錯乱が強く、より微小な場合には等方的に錯乱されることがわかった。この解析結果から、プローブ径がサブミクロンオーダーであるときには、錯乱光を前方で検出する光学系を採用するのが有利であることがわかった。
走査型プローブ顕微鏡を改造し、金属プローブを用いたニアフィールド走査光学顕微鏡システムを試作した。試作システムでは、光源に波長670nmの半導体レーザーを用い、ステンレスの金属プローブの走査にはチューブ型PZTアクチュエーターを用いた。プローブを試料面上で垂直方向に微小振動させ(〜6kHz)、プローブ先端からの散乱光を光電子増倍管を通してロックインアンプにより検出する。ロックイン検出することで、迷光等の雑音光中からプローブ先端の散乱光だけを効果的に取り出せることを確認した。特に、従来用いられていた光源強度変調では検出できない試料に対しても、今回提案した方法では高SN比で検出することができた。また、試作システムにおけるプローブの変調振幅と周波数特性を測定し、最適化を行った。
このシステムを用いて、表面形状計測を行った。プローブからの散乱光が一定になるように、プローブの高さを変化させるサーボモードで測定を行った。試料には、コンパクトディスクとシリンドリカルレンズを用いた。コンパクトディスクのもつ幅0.5mum、深さ0.1mumのピットを再現性よく計測することができた。また、高さ方向に大きいダイナミックレンジをもつシリンドリカルレンズも、同様に測定することができた。
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