JP3474833B2 - 近接場光検出光学系、近接場光学装置、近接場光学顕微鏡、光学式情報再生装置、および光学情報の検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近接場光を利用し
て被検体表面の光学的情報を検出する近接場光検出光学
系、この光学系を搭載した近接場光学装置、及びこれら
を用いた被検体表面の光学情報の検出方法に関し、近接
場光学顕微鏡または光学式情報再生装置に適用されるも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光学顕微鏡は、光ビームを集光系を介し
て絞込み、被検体表面に照射して表面の像を観察する。
光学顕微鏡は、比較的簡便で安価な高分解能の表面観察
手段として、古くから実用に供されている。光学式情報
再生装置は、光ビームを集光系を介して絞込み、被検体
としての記録媒体に照射して光学的に情報を再生する。
光学式情報再生装置は、大容量、高速、媒体可換、低価
格の記憶装置として幅広く用いられている。

【０００３】これらの光学装置の分解能は被検体に照射
する光ビームのスポットサイズで制限される。光スポッ
トサイズとは、ガウス型の光ビームプロファイルの中心
強度のｅ^-2に強度が低下する部分の直径を意味する。通
常の対物レンズを用いた集光系を用いる光学装置では、
被検体上の光スポットサイズは光源の単色性、波長、レ
ンズの開口数（ＮＡ）によって決定される。例えば、次
世代光記録装置への採用が予定されている波長４００ｎ
ｍの青紫色レーザーと、ＮＡ：０．６の対物レンズを用
いた場合、光スポットサイズは０．５５μｍ程度であ
り、識別可能なスケールはこのスポットサイズの１／２
程度に制限される。

【０００４】近年、上述したような通常の対物レンズを
用いる集光系の検出分解能の限界を打破する新しい集光
方式として、近接場光が注目を集めている。近接場光
は、微小光学開口近傍に形成される非伝播性の電磁場
（エバネセント場）である。微小光学開口は光学プロー
ブの光出射部に設けられ、光学開口の周囲は好ましくは
反射体によって被覆されている。これは、開口以外の部
分からの漏れ光が被検体へ入射するのを防止するためで
ある。エバネセント場中に被検体表面を近接して配置す
ると、近接場相互作用により伝播性の散乱光が生じる。
この散乱光の強度または位相は、被検体表面の光学情報
を担うため、通常の検出手段によって被検体表面の情報
を得ることができる。

【０００５】近接場光を利用したときの分解能は、エバ
ネセント場のサイズで決定される。例えば、光ファイバ
ー先端を絞り込み、数１０ｎｍの光学開口を残して先端
部を金属などの反射体で被覆した場合、分解能は光学開
口と同程度の数１０ｎｍにすることができる。このた
め、従来の対物レンズを用いた集光系よりも格段に分解
能が向上する。

【０００６】このような背景から、光磁気記録媒体に光
学開口またはソリッドイマージョンレンズ（ＳＩＬ）を
用いて近接場光を照射し、記録再生を試みた報告例が知
られている。

【０００７】例えば、特開平１０−２６９６１４公報に
は、記録媒体の表面近傍に発生した近接場光を散乱させ
る突起部と、散乱された近接場光を電気信号に変換する
フォトダイオードとを有し、突起部とフォトダイオード
とを支持部上に一体に形成するとともに、突起部とフォ
トダイオードの間にフォトダイオードに接して検光子を
設けた偏光近接場光検出ヘッドが開示されている。この
公報では、記録媒体の下面から臨界角以上の入射角で入
射光を照射して記録媒体の表面近傍に近接場光を発生さ
せ、記録媒体の表面近傍に発生した近接場光内に突起部
を配置している。しかし、この公報のように、記録媒体
の下面側に入射光学系を、表面側に検出系をそれぞれ配
置した場合、装置が複雑になることは明らかである。

【０００８】そこで、光学開口とその周囲を被覆する反
射体を有する光学プローブを用い、光学プローブを通し
て入射光を被検体に照射し、被検体からの反射光を光学
プローブを通して検出すれば、装置構成を簡単にするこ
とができると考えられる。しかし、従来はこのような装
置構成は報告されていない。

【０００９】これは、上記のように光学プローブを通し
て入射光を被検体に照射し、被検体からの反射光を光学
プローブを通して検出する反射型検出を行った場合、ノ
イズレベルが極めて高くなり、光学コントラストが不鮮
明になりやすいという問題があったためである。

【００１０】本発明者らは、上記のような反射型検出を
行った場合にノイズレベルが高くなる原因は、近接場光
を用いる場合には本質的に入射光の利用効率が低くバッ
クグラウンドノイズの影響を受けやすいうえに、反射型
検出では被検体からの反射信号にプローブ先端に被覆さ
れた反射体裏面からの反射信号が重畳されるためである
ことを見出した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光学
開口を用いる反射型検出により、ノイズレベルが低く、
鮮明な光学コントラストが得られる、近接場光学顕微鏡
や光学式情報再生装置などの近接場光学装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る近接場光検
出光学系は、光源と、前記光源から発せられた光から直
線偏光を生成する手段と、先端に光学開口とその周囲を
被覆する反射体が設けられた構造を有し、前記直線偏光
を導波して前記光学開口から近接場光を生成させて被検
体表面に入射し、かつ前記被検体からの反射光を前記光
学開口を通して導波する光学プローブと、検光子を有
し、前記光学プローブを通過した反射光を前記検光子を
通して検出する検出素子とを具備し、前記検光子は前記
光学開口付近の反射体から反射されるバックグラウンド
光を選択的に遮断するように調整されていることを特徴
とする。

【００１３】本発明に係る近接場光学装置は、光源と、
前記光源から発せられた光から直線偏光を生成する手段
と、先端に光学開口とその周囲を被覆する反射体が設け
られた構造を有し、前記直線偏光を導波して前記光学開
口から近接場光を生成させて被検体表面に入射し、かつ
前記被検体からの反射光を前記光学開口を通して導波す
る光学プローブと、検光子を有し、前記光学プローブを
通過した反射光を前記検光子を通して検出する検出素子
とを具備し、前記検光子は前記光学開口付近の反射体か
ら反射されるバックグラウンド光を選択的に遮断するよ
うに調整されていることを特徴とする。

【００１４】本発明に係る近接場光学顕微鏡は、光源
と、前記光源から発せられた光から直線偏光を生成する
手段と、先端に光学開口とその周囲を被覆する反射体が
設けられた構造を有し、前記直線偏光を導波して前記光
学開口から近接場光を生成させて被検体表面に入射し、
かつ前記被検体からの反射光を前記光学開口を通して導
波する光学プローブと、検光子を有し、前記光学プロー
ブを通過した反射光を前記検光子を通して検出する検出
素子とを具備し、前記検光子は前記光学開口付近の反射
体から反射されるバックグラウンド光を選択的に遮断す
るように調整されていることを特徴とする。 また、本発
明に係る光学式情報再生装置は、光源と、前記光源から
発せられた光から直線偏光を生成する手段と、先端に光
学開口とその周囲を被覆する反射体が設けられた構造を
有し、前記直線偏光を導波して前記光学開口から近接場
光を生成させて媒体表面に入射し、かつ前記媒体からの
反射光を前記光学開口を通して導波する光学プローブ
と、検光子を有し、前記光学プローブを通過した反射光
を前記検光子を通して検出する検出素子とを具備し、前
記検光子は前記光学開口付近の反射体から反射されるバ
ックグラウンド光を選択的に遮断するように調整されて
いることを特徴とする。

【００１５】本発明に係る被検体表面の光学情報の検出
方法は、先端に光学開口とその周囲を被覆する反射体が
設けられた構造を有する光学プローブを用い、前記光学
プローブに直線偏光を導波して前記光学開口から近接場
光を生成させて被検体表面に入射し、かつ前記被検体か
らの反射光を前記光学開口を通して前記光学プローブに
導波し検光子を通して検出素子によって検出することに
より被検体表面の光学情報を検出するにあたり、前記検
光子を、前記光学開口付近の反射体から反射されるバッ
クグラウンド光を選択的に遮断するように調整すること
を特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】従来のファーフィールド光を用い
た光磁気記録再生装置においては、再生光に直線偏光を
用い、検出系に検光子を用いる方法が既に実施されてい
る。光磁気媒体に直線偏光を照射する理由は、再生原理
として光磁気媒体の磁化の向きに応じて反射光の偏光面
が回転するという磁気光学効果を利用しているためであ
る。

【００１７】一方で、従来は磁気光学応答を示さない被
検体に対しては直線偏光を用いていない。これは、通常
の円偏光のままで光学変化を検出することが可能なた
め、および直線偏光を用いる場合は偏光ビームスプリッ
ターなどの高価な素子を搭載する必要があるためであ
る。

【００１８】本発明者らは、磁気光学応答を持たない被
検体に対して、直線偏光の近接場光を用いて反射型検出
を行ったところ、ノイズレベルを低減して高コントラス
トの光学信号の再生が可能なことを見出し、本発明に完
成するに至った。

【００１９】本発明は、入射光として直線偏光を用い光
学プローブを介して被検体に照射し、かつ検出光を光学
プローブ内部を介して検光子を有する検出素子に導くこ
とに特徴がある。

【００２０】すなわち、本発明の近接場光検出光学系
は、先端に光学開口とその周囲を被覆する反射体が設け
られた光学プローブを用いて光学開口サイズによって分
解能を規定し、直線偏光の光ビームを光学プローブを導
波させ、光学開口から近接場光を生成させて被検体表面
に入射し、被検体からの反射光を光学開口から光学プロ
ーブを通じて検出素子に導くようにし、検光子を備えた
検出素子で検出するものである。

【００２１】本発明では、上記の構成を採用することに
よって、開口付近の反射体からの反射光（バックグラウ
ンド光）を選択的に遮断してバックグラウンドノイズレ
ベルを低減し、被検体からの反射光（信号光）のコント
ラスト比を格段に向上できるという効果が得られる。

【００２２】本発明は磁気光学応答を示さない被検体に
適用するのが効果的であるが、光磁気媒体のような磁気
光学応答を示す被検体にも同様に適用できる。磁気光学
応答を示す被検体に対して本発明を適用すれば、被検体
の磁気光学応答に起因するコントラストが得られるとい
う通常の効果に加えて、光学プローブ先端の反射体から
のバックグラウンド光を抑制できるという効果が得られ
る。

【００２３】本発明の近接場光検出光学系が搭載される
近接場光学装置の適用製品は、主に光学的情報記録再生
装置および近接場光学顕微鏡である。記録再生装置の態
様は、被検体である媒体が固定型の場合と着脱可能（リ
ムーバブル）な場合とが挙げられる。

【００２４】本発明を媒体固定型の記録再生装置に適用
する場合、媒体としては主に磁気光学応答を示さないも
のが用いられるが、磁気光学応答を示さないものおよび
磁気光学応答を示すものを併用してもよいし、磁気光学
応答を示すもののみを用いてもよい。

【００２５】本発明を媒体着脱可能型の記録再生装置ま
たは近接場光学顕微鏡に適用する場合にも、媒体または
被検体は磁気光学応答を示さないものでも磁気光学応答
を示すものでもよい。いずれの性質を有する媒体または
被検体でも、同一の光学系で記録再生動作または観察が
可能である。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００２７】［実施例１］本実施例では本発明の近接場
光学装置に搭載される近接場光検出光学系について図１
及び図２を参照して説明する。

【００２８】図１は近接場光検出光学系の基本構成を示
す図である。図１において、１は光源、２は偏光子、３
は入射側の１／２波長板、４は入射側の１／４波長板、
５はミラー、６は偏光ビームスプリッター（またはハー
フミラー）、７はファイバー、８は光学プローブ、９は
被検体、１０はスリット、１１は検出側の１／４波長
板、１２は検光子、１３は光検出器である。

【００２９】図２は光学プローブ先端部付近の構成を示
す断面図である。図２に示すように、光学プローブ８
は、導波路８１の先端に光学開口８２とその周囲を被覆
する反射体８３を設けた構造を有する。本実施例では、
被検体９として相変化記録媒体を用いている。この被検
体９は、基板９１上に第１干渉層９２および記録層９３
が形成された構造を有する。

【００３０】光源１としては、単色系の光源ではＨｅ−
Ｎｅレーザー、Ａｒイオンレーザー、Ｋｒイオンレーザ
ーなどに代表されるガスレーザー、またはＩｎＰ系、Ｇ
ａＡｓ系、ＧａＮ系、ＺｎＳｅ系などの半導体レーザー
を用いることができる。顕微鏡への応用では単色系光源
の他に、白色光源の使用も可能である。本実施例では、
光源としてＨｅ−Ｎｅレーザーを用いている。

【００３１】入射側の１／２波長板３は本発明の光学系
には必ずしも必要ではない。ただし後述するように、本
実施例においては光路に１／２波長板３を挿入し、これ
を回転させることによって被検体に入射する直線偏光の
向きを変えている。

【００３２】入射側の１／４波長板４は本実施例では用
いていない。すなわち、ファイバー７が偏光面保存型で
ある場合には通常は１／４波長板４は不要である。ま
た、偏光子２を通過した光を、ファイバーを通さずに、
レンズ系で収束する場合にも１／４波長板４は不要であ
る。ただし、偏光面保存型ファイバーでも若干のリター
デーションを有する場合または偏光面保存型ファイバー
でない場合には、１／４波長板４を用いてこれを回転さ
せ、ファイバーのリターデーションを補償し、光学開口
から被検体へ入射する光が直線偏光となるように調整す
ることが好ましい。図１に１／４波長板４を示している
のは、後述するように、比較例の光学系では光路に１／
４波長板４を挿入し、これを回転させることによって光
学開口から出射する光を円偏光にしているためである。

【００３３】ミラー５は本発明の光学系には必ずしも必
要ではないが、本実施例では光路調整のために用いてい
る。本実施例ではファイバー７を用いているが、ファイ
バー７の代わりにレンズ系を用い、入射光を光学プロー
ブ８へ導き、さらに被検体９へ照射するようにしてもよ
い。

【００３４】スリット１０は本発明の光学系に必ずしも
必要ではないが、本実施例では迷光を遮断するために設
けている。なお、スリット１０の代わりに適当なレンズ
系を用いてもよい。検出側の１／４波長板１１は本発明
の光学系に必ずしも必要ではないが、本実施例では被検
体９からの反射光の楕円偏光成分を直線偏光にし、コン
トラスト比を向上させるために設けている。本発明の光
学系では、光検出器１３が検光子１２を備えていること
が必須である。なお、後述するように、比較例の光学系
では、検出側の１／４波長板１１および検光子１２を設
けていない。

【００３５】被検体９は磁気光学応答を示さない材料で
も、磁気光学応答を示さない材料でもよい。どちらの性
質を有する材料に対しても、同一の光学系を使用するこ
とができる。磁気光学応答を示さない材料は、反射率変
化、位相変化、凹凸などの光学変化を示すものであれば
特に限定されない。本実施例では、被検体９として相変
化記録媒体を用いている。

【００３６】本実施例で使用した被検体は以下の手順に
従って作製した。まずプリグルーブの設けられたポリカ
ーボネート基板上に、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂第１干渉層，Ｇ
ｅＳｂＴｅ記録層，ＺｎＳ−ＳｉＯ₂第２干渉層，Ａｌ
合金反射層を順次マグネトロンスパッタリング法で形成
した。各層の膜厚は、記録再生実験の際に適度な信号雑
音比が得られるように調整するとともに、図１の構成の
光学系でマーク観察する際にも適度な反射率差が得られ
るように調整した。次に、記録層を初期結晶化した後、
記録再生試験装置にセットして、非晶質記録マークを形
成した。観察時にマークに対して光学プローブが極力近
接するように、マークはランド部に形成した。その後、
第２干渉層と反射層をピールオフして、非晶質マーク列
の記録された記録層を露出した。図２に示すように、こ
うして作製された被検体９は、基板９１上に第１干渉層
９２および記録層９３が形成された構造を有する。

【００３７】図１に示す光学系の被検体ステージに被検
体９を装着する。光源１を動作させて観察光を出射させ
る。観察光は偏光子２を通過して直線偏光となり、この
直線偏光は１／２波長板３を通過してその偏光方向が制
御される。本実施例では、直線偏光の偏光方向が、被検
体９に設けられたプリグルーブに対して平行または垂直
となるように１／２波長板３を調整している。本実施例
では、入射側の１／４波長板４を設けていない。偏光子
２および１／２波長板３を通過した光はミラー５で反射
され、偏光ビームスプリッター６で反射されてファイバ
ー７へ入射する。ファイバー７内部を導波した入射光
は、ファイバー先端部に設けられた光学プローブ８へ導
かれる。光学プローブ８に導かれた光は導波部８１を伝
播し、伝播光の一部が光学開口８２を通過して開口外部
に開口径と同等のサイズのエバネセント場を形成する。
光学開口８２近傍のエバネセント場中に記録層９３が配
置されているので、近接場相互作用により伝播光（反射
光）が生成し、その一部が信号光として光学開口８２を
通じてファイバー７へ戻る。信号光は記録層９３の非晶
質マーク部と結晶部との光学反射率の差に基づく光学応
答情報を担っている。

【００３８】一方、光学プローブ８の導波部８１を伝播
した入射光の多くの部分は、開口周囲に被覆された反射
体８３により複数回反射されて、一部または全部がバッ
クグラウンド光としてファイバー７に戻る。このバック
グラウンド光は信号光のノイズ成分となる。

【００３９】信号光およびバックグラウンド光はファイ
バー７を通して偏光ビームスプリッター６へ戻り、偏光
ビームスプリッター６、スリット１０、および１／４波
長板１１を通過して検光子１２に入射される。検光子１
２は信号光を選択的に透過し、バックグラウンド光を選
択的に遮断するので、光検出器１３では高コントラス比
の信号を検出できる。

【００４０】ここで、コントラスト比を最適化するため
には、検光子１２の通過軸を最適に設定することが好ま
しい。例えば記録層９３の結晶部上に光学開口８２を配
置したときに出力信号が極小となるように検光子１２の
通過軸を調整する。逆に、光学開口８２が記録層９３の
非晶質マーク上にあるときに出力信号が極小となるよう
に検光子１２の通過軸を調整してもよい。上記のように
検光子１２の通過軸を調整した後に、光学プローブ８を
記録層９３面内でスキャンして１０μｍ□の領域の像を
観察した。この際、上述したように、入射光の偏光方向
がグルーブに平行な場合と垂直な場合とで２種類の像を
得た。

【００４１】比較例の光学系として、被検体９への入射
光を円偏光とするために入射側の１／４波長板４を挿入
し、検出側の１／４波長板１１と検光子１２を除いた以
外は、図１と同一の構成のものを用いた。上記実施例と
同様に、光学プローブ８を記録層９３面内でスキャンし
て１０μｍ□の領域の像を得た。

【００４２】実施例の光学系で得られた２種類の像と、
比較例の光学系で得られた像について、非晶質部と結晶
部のコントラスト比を画像処理装置上において定量的に
評価した。その結果、実施例の光学系で得られた２種類
の像はいずれも、比較例の光学系で得られた像に対して
ほぼ１０倍鮮明であった。得られた画像を目視した場合
にも、実施例と比較例の像は際立った相違を示した。こ
のように、本発明に従って、光学開口周囲に反射体を被
覆した光学プローブを有する近接場光検出光学系を用い
て反射型検出を行う際に直線偏光を用いることにより、
バックグラウンドノイズを低減して鮮明な像を得ること
ができる。

【００４３】また、実施例の光学系で入射直線偏光の偏
光方向を変えて得られた２種類の像を比較した。入射光
の偏光方向がグルーブに平行な場合は、マークとスペー
スのコントラストのみで、グルーブ凹部の像は得られな
かった。一方、入射光の偏光方向がグルーブに垂直な場
合には、グルーブ凹部に対応して若干のコントラストを
生じた。したがって、マークとスペースのみを選択的に
抽出して観察したい場合には偏光方向をグルーブに平行
に設定することが好ましく、マークとスペース以外の凹
凸情報も含めて観察したい場合には偏光方向をグルーブ
に垂直に設定することが好ましい。

【００４４】なお、光学開口８２を通過した光には伝播
光成分も含まれ、伝播光成分の一部が記録層９３から反
射されて信号光に寄与する。エバネセント場と伝播光の
生成比率は、用いる波長、光学開口サイズに依存する。
本発明はエバネセント場の利用に着目しているが、伝播
光成分も合わせて利用でき、エバネセント場および伝播
光の両方について同等の効果が得られる。

【００４５】本実施例では被検体として相変化記録層を
用いたが、観察対象は反射率変化、位相変化、凹凸変化
など、光学的な変化を示す表面を有するものであれば特
に限定されない。

【００４６】また、本実施例の光学系は、被検体が磁気
光学応答を示す材料、例えば光磁気記録層に代表される
磁性薄膜に対しても適用できる。磁気光学応答を示す被
検体では、光学プローブ先端の反射体からのバックグラ
ウンド光を抑制しつつ、磁気光学効果に基づく信号光の
検出が可能である。

【００４７】［実施例２］本実施例では実施例１で得ら
れた知見に基づいて試作した光学式情報記録再生装置に
ついて図３〜図５を参照して説明する。

【００４８】図３は本実施例における光学式情報記録再
生装置の構成を示す図である。図３において、１０１は
媒体（被検体に相当する）、１０２はスピンドルモー
タ、１０３は先端にスライダーが取り付けられたサスペ
ンションアーム、１０４はボイスコイルモータ、１０５
はプリアンプ、１０６は可変利得アンプ、１０７はＡ／
Ｄ変換回路、１０８は線形等化回路、１０９はデータ検
出回路、１１０はデコーダ、１１１はドライブコントロ
ーラ、１１２は駆動制御回路、１１３はインターフェー
ス、１１４は変調回路、１１５はレーザードライバ、１
１６はピックアップである。ピックアップ１１６の基本
的な構成は、図１に示した光学系からファイバーおよび
光学プローブを除いた部分と同等である。

【００４９】図４は媒体１０１とスライダー１０３１の
構成を拡大して示す図である。本実施例においては、媒
体１０１として相変化記録媒体を用いている。図４にお
いて、媒体１０１は、基板３１上に下地層３２、記録層
３３および保護層３４が形成された構造を有する。一
方、サスペンションアーム１０３の先端にはスライダー
１０３１が取り付けられ、スライダー１０３１のエアー
流出側に光学プローブ１０３２が取り付けられている。
また、サスペンションアーム１０３にはファイバー１０
３３が取り付けられている。ファイバー１０３３は、一
端がピックアップ１１６に接続されており、他端が光学
プローブ１０３２に接続されている。

【００５０】図５は図４の光学プローブのさらに詳細な
構成例を示す図である。図５において、スライダー１０
３１の先端に取り付けられた光学プローブ１０３２は、
光カプラ４１、集光レンズ４２および導波部４３を有
し、導波部４３の先端（媒体対向面）には光学開口４５
とその周囲を被覆する反射体４４が設けられている。フ
ァイバー１０３３は光カプラ４１に接続されている。

【００５１】媒体１０１は記録再生装置から着脱可能
（リムーバブル）でもよいし、ＨＤＤのように固定型の
ものでもよい。媒体１０１は磁気光学応答を示さない材
料でも、磁気光学応答を示さない材料でもよい。磁気光
学応答を示さない媒体としては、本実施例で用いた相変
化記録媒体のほかにも、ＲＯＭ媒体、色素媒体、形状変
化型記録媒体などが挙げられる。媒体１０１は記録装置
に装着された状態で、スピンドルモータ１０２により所
定の回転数で回転駆動される。ピックアップ１１６に内
蔵されたレーザーダイオード（ＬＤ）から出射される光
は、直線偏光に変換された後、ファイバー１０３３を通
して光カプラ４１、集光レンズ４２で集光され、導波部
４３を伝播し、伝播光の一部が光学開口４５を通過して
開口外部に開口径と同等のサイズのエバネセント場を形
成する。エバネセント場中に記録層３３が配置されてい
るので、近接場相互作用により伝播光（反射光）が生成
し、その一部が信号光として光学開口４５を通じてファ
イバー１０３３へ戻り、ファイバー１０３３を通してピ
ックアップ１１６に導かれる。

【００５２】サスペンション１０３はボイスコイルモー
タ１０４により回動され、光学開口４５を媒体面上の所
定位置に導く。スピンドルモータ１０２とボイスコイル
モータ１０４は、駆動制御回路１１２を介してドライブ
コントローラ１１１によって駆動される。

【００５３】データ再生手段は、ピックアップ１１６に
内蔵された光検出系と再生信号処理回路からなる。ピッ
クアップ１１６に内蔵される光検出系は、出射側に偏光
子、検出側に検光子を有する。ＬＤ出射光を偏光ビーム
スプリッターを用いてファイバー１０３３に導き、検出
光を同じ偏光ビームスプリッターを通じて所定の通過軸
に設定された検光子に導いてもよい。検光子通過後の光
は検出器に入射され、電気信号に変換される。

【００５４】再生信号回路は、プリアンプ１０５、可変
利得アンプ１０６、Ａ／Ｄ変換回路１０７、線形等化回
路１０８、データ検出回路１０９、デコーダ１１０を有
する。プリアンプ１０５と可変利得アンプ１０６は、光
検出器の出力信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換回路１０７
は、増幅された信号を離散時間の量子化サンプル値であ
るデジタル信号に変換する。線形等化回路１０８は、デ
ジタルフィルターの一種である。データ検出回路１０９
は、例えばパーシャルレスポンス（ＰＲ）で等化した再
生信号波形からデータを検出するマキシマムライクリフ
ッド（ＭＬ）で推定する信号処理回路であり、具体的に
はビタビデコータからなる。デコーダ１１０は、データ
検出回路１０９によって検出された符号ビット列を元の
記録データに復元する。

【００５５】データ記録手段は、変調回路１１４、レー
ザードライバ１１５、ピックアップ１１６からなる。変
調回路１１４は、ドライブコントローラ１１１から送出
された記録データを所定の符号ビット列に変換する符号
化処理を実行する。レーザードライバ１１５は、変調回
路１１４から出力された符号ビット列に従ったマークを
媒体１０１の上に記録するように光ピックアップ１１６
を駆動する。なお、データ記録手段は必ずしも具備して
いる必要はなく、データ再生手段だけを有する装置、す
なわち光再生装置であってもよい。

【００５６】ドライブコントローラ１１１は記録再生装
置の主たる制御系であり、インターフェース１１３を介
して、例えばパーソナルコンピュータやＡＶ機器と接続
され、記録再生データの転送を制御する。なお、図３に
は図示はしていないが、映像情報を記録再生するために
は、動画圧縮回路、動画伸長回路、データ検出回路１０
９により復調されたデータの誤り訂正処理を行う誤り検
出訂正回路も含まれる。媒体１０１が記録消去可能なも
のである場合、記録されたデータを消去するための消去
光の形成は、例えば変調回路１１４において実行され
る。相変化記録媒体の場合、データを消去する信号とし
て、記録パワーレベルよりも低い消去パワーレベルを有
する消去光をＤＣ的またはパルス的に生成する。

【００５７】次に、図４に示す媒体１０１の構成と作製
方法について説明する。媒体１０１の基板３１は、例え
ばトラッキングガイド用のプリグルーブの設けられたポ
リカーボネートディスクからなる。このディスクは、原
盤マスタリング、スタンパーメッキ生成、インジェクシ
ョン成形などの一連のプロセスを経て作製される。高密
度記録の観点からは、グルーブピッチは光学開口程度に
することが好ましい。このためには、原盤マスタリング
の際になるべく短波長の光源を用いるか、または電子ビ
ームマスタリングを適用する。本実施例では、波長２６
６ｎｍの高調波レーザーとＮＡ：０．９の対物レンズを
有するマスタリング機と、熱退色性色素による超解像を
併用し、グルーブピッチを２００ｎｍに設定した。な
お、基板として、フォトポリマー上にグルーブを設けた
硬質基板、例えばガラス、Ｓｉウェファー、ＮｉＰ被覆
Ａｌ板などを用いてもよい。

【００５８】基板３１上には、下地層３２、記録層３
３、保護層３４が順次マグネトロンスパッタリング法に
よって形成されている。下地層３２は必ずしも設ける必
要はないが、記録層３３を透過する伝播性の光を多重干
渉して再生系に戻すための光学エンハンスメント効果、
樹脂基板を用いる場合に記録時に高温になる記録層と基
板との熱絶縁機能、結晶性の記録層の結晶配向制御、結
晶化速度制御などの機能を目的に設けられる。記録層と
しては、ＧｅＳｂＴｅ，ＡｇＩｎＳｂＴｅなどに代表さ
れる繰り返し記録可能なタイプの相変化記録層、ＴｅＯ
_x，ＰｄＴｅＯ_x，ＧｅＴｅ，ＧｅＴｅ／ＢｉＴｅ二層膜
などに代表される一回記録タイプの相変化または拡散二
層型記録層、フタロシアニンに代表される色素系記録層
が挙げられる。基板に予めピット列という形態で情報が
記録されているＲＯＭ媒体の場合には、基板上に設けら
れる反射膜が記録層としての機能を果たす。保護層３４
は近接動作を行う際の記録層の機械的な保護、スライダ
ーの滑らかな高速移動、記録層の酸化防止の機能を果た
す。本実施例のように、スライダー動作させる場合に
は、ＨＤＤ媒体と同様にカーボン膜と潤滑層を組み合わ
せて用いるのがよい。

【００５９】本実施例では、下地層として１００ｎｍ厚
のＺｎＳ−ＳｉＯ₂または１００ｎｍ厚のＡｌ／１００
ｎｍ厚のＺｎＳ−ＳｉＯ₂二層下地、記録層として２０
ｎｍ厚のＧｅＳｂＴｅ相変化記録層、保護層として５ｎ
ｍ厚のカーボンを用いた。保護層上にディップ法により
パーフロロカーボン系潤滑層を塗布した。媒体形成後、
記録層を初期結晶化した。

【００６０】次に、図５に示す光学プローブの構成と作
製方法について説明する。サスペンション１０３の先端
にはジンバル部または圧電素子を介してスライダー１０
３１が取り付けられている。ファイバー１０３３はサス
ペンション１０３の爪で固定されて、スライダー１０３
１のエアー流出側で光学プローブ１０３２と接続され
る。ファイバー１０３３としては偏光面保存型を用いる
ことが好ましい。また、ファイバー１０３３を用いずに
レンズ系を用いて光を集光してもよい。光学プローブ１
０３２はファイバー１０３３からの光を光カプラ４１で
受光し、集光レンズ４２で導波部４３へ集光照射され
る。レンズは通常の対物レンズでもよいが、ホログラフ
ィックレンズ、グレーティングレンズでもよい。光学プ
ローブ１０３２を軽量化し、サスペンションの高速シー
ク動作を可能にするためには、光学素子はできるだけ小
型軽量のものを用いるのがよい。カプラを除き、ファイ
バー出射端に薄膜型のグレーティングレンズを近接配置
し、導波部４３および反射体４４を薄膜工程で作製する
のが最も好ましい。その場合は、薄膜基板上に薄膜レン
ズ、透明体からなる導波部、反射体を薄膜工程で作製
し、基板裏面からファイバー挿入孔を形成し、チッピン
グした後、スライダーに貼り付けるのがよい。スライダ
ーの材質は、加工および機械特性の観点から、ＨＤＤ用
のヘッドと同様にアルチックを用いることが好ましい。
導波部４３を構成する透明材料は、金属酸化物、窒化
物、硼化物、炭化物、弗化物など幅広い材料系から選択
することができる。反射体４４としては、金属またはＴ
ｉＮなどに代表される金属化合物が用いられる。光学開
口４５は、ＰＥＰ工程またはＦＩＢ加工により形成され
る。本実施例では光学開口４５の直径は１５０ｎｍとし
た。

【００６１】上述した構成を有する光学式情報記録再生
装置を用い、以下のようにして相変化記録媒体の記録再
生を行った。なお、発明の効果を明確にするために、図
３の構成に加え、プリアンプの出力部にスペクトラムア
ナライザーを、データ検出回路の出力側にビットエラー
レート（ＢＥＲ）測定器を取り付けた。

【００６２】媒体１０１をスピンドルモータ１０２上に
装着した後、媒体１０１を回転させ、ピックアップ１１
６から再生パワーレベルの光を照射して、フォーカシン
グとトラッキングを行った。フォーカシング、トラッキ
ングの手段は通常の光記録再生装置と類似であるが、フ
ォーカシングとトラッキングの信号にも光学プローブ１
０３２先端の反射体４４からのバックグラウンド光が重
畳するので、本発明に従って直線偏光を用いて検光子を
通して信号を取得することが好ましい。

【００６３】次に、パソコンからインターフェース１１
３を介して記録信号として単一周波数のテスト信号を入
力し、ドライブコントローラ１１１からの指令に従っ
て、変調回路１１４、ＬＤドライバ１１５を動作させ
て、ピックアップ１１６に内蔵されたＬＤ光源から記録
パルス光を出射した。記録時には本来的には特に偏光子
を用いる必要はないが、本実施例の記録再生装置では記
録時にも偏光子を用いる。ピックアップ１１６内部で
は、記録光が偏光子、必要に応じて設けられる１／２波
長板、適当な集光レンズ系、偏光ビームスプリッター、
カプラを通してファイバー１０３３に入力される。ファ
イバー１０３３を伝播した光は、光学プローブ１０３２
に入射し、光学開口４５から媒体１０１面に入射する。
カーボン保護層３４と潤滑層の厚みは合計で１０ｎｍ程
度なので、スライダー１０３１の浮上量が数１０ｎｍで
あれば、光学開口４５付近に生成される近接場中に記録
層を配置することができる。通常の相変化記録再生装置
と同様に、記録レベルの光が照射された部分には、非晶
質の記録マークが形成され、それ以外の部分は結晶スペ
ースとなる。基準信号の周波数と媒体線速度を制御し
て、トラック方向に長さ２００ｎｍの非晶質マーク列
を、その間に長さ２００ｎｍの結晶スペースを挟んで記
録した。記録したマーク列を、再生パワーレベルの光を
ＤＣ的に照射することにより再生した。本発明では、再
生光として直線偏光が用いられ、検出系には検光子が設
けられている。本発明に従って検出された基準信号の再
生ＣＮＲは５２ｄＢであり、実用的な値を示した。ま
た、任意に選んだランダムパターン信号を媒体上の５ト
ラックに１０００回オーバーライト記録した後にＢＥＲ
を測定した。その結果、いずれのトラックでもＢＥＲは
１０Ｅ−５以下であり、十分に実用的な値を示した。最
後に、動画像を入力して記録し再生したところ、歪みや
欠陥のない鮮明な像を得ることができた。

【００６４】一方、比較のために、ピックアップの構成
を実施例１で記載したのと同様に入射側の１／４波長板
を設け、検出系から検光子を取り除くように変更し、媒
体への入射光として円偏光を用いる比較例の記録再生装
置を作製した。比較例の記録再生装置を用い、上記と同
様に記録再生を行った。その結果、再生ＣＮＲは４０ｄ
Ｂ未満、ＢＥＲは１０Ｅ−２から１０Ｅ−３という低い
値を示した。また、動画像の再生は全くといってよいほ
ど実施不能であった。

【００６５】本実施例では、媒体として相変化媒体を用
い、媒体が装置に着脱可能な例を述べた。媒体として
は、相変化媒体以外に、形状変化型、色素系、ＲＯＭな
どを自由に搭載することが可能である。また、着脱可能
な記録再生装置においては、媒体として磁気光学応答を
示さないものだけでなく、磁気光学応答を示す媒体、典
型的には光磁気記録媒体を搭載し記録再生または再生を
行うこともできる。本発明を光磁気記録媒体に適用した
場合には、光学プローブ先端の反射体に起因するバック
グラウンドノイズを大幅に抑制しつつ、磁気光学効果を
利用した再生を行うことができる。この効果はフォーカ
シングおよびトラッキングについても得られる。

【００６６】また、ＨＤＤと同様に媒体を装置に固定し
て用いることもできる。この場合、媒体として、磁気光
学応答を示さないもののみを用いてもよいし、磁気光学
応答を示さないものおよび磁気光学応答を示すものを併
用してもよいし、磁気光学応答を示すもののみを用いて
もよい。

【００６７】［実施例３］本実施例では近接場光学顕微
鏡について図６を参照して説明する。図６は本実施例の
近接場光学顕微鏡の構成を示す図である。

【００６８】図６において、５０１は観察用光源、５０
２は偏光子、５０３は入射側１／２波長板、５０４は入
射側１／４波長板、５０５はビームスプリッター、５０
６はファイバーカプラ、５０７はファイバー、５０８は
反射体、５０９は光学開口、５１０は被検体、５１１は
検出側１／４波長板、５１２は検光子、５１３はアバラ
ンシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、５１４はフォトン
カウンター、５１５はコンピュータ、５１６はモニタ
ー、５１７は半導体レーザー、５１８は光検出器、５１
９はロックインアンプ、５２０はピエゾ素子、５２１は
ピエゾステージ、５２２はステージコントローラ、５２
３はシアフォースコントローラである。

【００６９】ファイバー５０７の先端を化学エッチング
により二段テーパ形状に加工し、そのテーパ部に反射体
５０８として２００ｎｍ厚のＡｕ膜をスパッタコートし
た後、先端を平坦面に押し付けて光学開口５０９を形成
した。電子顕微鏡観察により、光学開口は直径が１５ｎ
ｍであることが確認された。本実施例ではファイバー５
０７の先端のテーパ部が、光学開口５０９とその周囲を
被覆する反射体５０８が設けられた光学プローブとして
機能する。このファイバー５０７をセットして図６の近
接場光学顕微鏡を作製した。なお、ファイバー５０７の
代わりにレンズ系を用いてもよい。

【００７０】光源５０１としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザー
など実施例１に記載した各種の光源を採用でき、Ｘｅラ
ンプなどの白色光源を用いることもできる。本実施例で
は光源５０１としてＨｅ−Ｎｅレーザーを用いている。

【００７１】入射側の１／２波長板５０３は本発明の顕
微鏡には必ずしも必要ではない。ただし後述するよう
に、本実施例においては光路に１／２波長板５０３を挿
入し、これを回転させることによって被検体に入射する
直線偏光の向きを変えている。

【００７２】入射側の１／４波長板５０４は本実施例で
は用いていない。すなわち、ファイバー５０７が偏光面
保存型である場合には通常は１／４波長板５０４は不要
である。ただし、偏光面保存型ファイバーでも若干のリ
ターデーションを有する場合または偏光面保存型ファイ
バーでない場合には、１／４波長板５０４を用いてこれ
を回転させ、ファイバーのリターデーションを補償し、
光学開口から被検体へ入射する光が直線偏光となるよう
に調整することが好ましい。図６に１／４波長板５０４
を示しているのは、後述するように、比較例の顕微鏡で
は光路に１／４波長板５０４を挿入し、これを回転させ
ることによって光学開口から出射する光を円偏光にして
いるためである。

【００７３】検出側の１／４波長板５１１は本発明の顕
微鏡に必ずしも必要ではないが、本実施例では被検体５
１０からの反射光の楕円偏光成分を直線偏光にし、コン
トラスト比を向上させるために設けている。本発明の顕
微鏡では、光検出器が検光子５１２を備えていることが
必須である。なお、後述するように、比較例の顕微鏡で
は、検出側の１／４波長板５１１および検光子５１２を
設けていない。

【００７４】本実施例では検出系にフォトンカウンター
５１４を用いているが、光源５０１と偏光子５０２との
間にチョッパーを設けて、ＡＰＤ５１３の出力をロック
インアンプ５１９によって差動増幅し、コンピュータ５
１５に入力してもよい。

【００７５】被検体５１０は磁気光学応答を示さない材
料でも、磁気光学応答を示さない材料でもよい。どちら
の性質を有する材料に対しても、同一の光学系を使用す
ることができる。磁気光学応答を示さない材料は、反射
率変化、位相変化、凹凸などの光学変化を示すものであ
れば特に限定されない。本実施例では、被検体５１０と
して相変化記録媒体を用いている。被検体５１０は実施
例１と同様の手順で作製した。

【００７６】本実施例の近接場光学顕微鏡を用いて被検
体を観察する手順を説明する。ピエゾステージ５２１に
被検体５１０を取り付ける。光源５０１を動作して観察
光を出射させる。観察光は偏光子５０２を通じて直線偏
光となり、この直線偏光は１／２波長板５０３を通過し
てその偏光方向が制御される。本実施例では、直線偏光
の偏光方向が、被検体５１０に設けられたプリグルーブ
に対して平行または垂直となるように１／２波長板５０
３を調整している。本実施例では、入射側の１／４波長
板５０４を設けていない。偏光子５０２および１／２波
長板５０３を通過し、さらにビームスプリッター５０５
を通過した光はファイバーカプラ５０６を通してファイ
バー５０７に入射される。ファイバー５０７を導波した
光は、ファイバー５０７先端部に設けられた光学プロー
ブ（光学開口５０９と反射体５０８が設けられたテーパ
部）へ導かれる。光学プローブに導かれた光の一部は光
学開口５０９を通過して開口外部に開口径と同等のサイ
ズのエバネセント場を形成する。光学開口５０９近傍の
エバネセント場中に被検体５１０が配置されているの
で、近接場相互作用により伝播光（反射光）が生成し、
その一部が信号光として光学開口５０９を通じてファイ
バー５０７へ戻る。信号光は被検体５１０の記録層の非
晶質マーク部と結晶部との光学反射率の差に基づく光学
応答情報を担っている。

【００７７】一方、ファイバー５０７に入射された光の
多くの部分は、光学開口５０９周囲に被覆された反射体
５０８により複数回反射されて、一部または全部がバッ
クグラウンド光としてファイバー５０７に戻る。このバ
ックグラウンド光は信号光のノイズ成分となる。

【００７８】信号光およびバックグラウンド光はファイ
バー５０７を通してビームスプリッター５０５で反射さ
れ、１／４波長板５１１を通過して検光子５１２に入射
される。検光子５１２は信号光を選択的に透過し、バッ
クグラウンド光を選択的に遮断するので、ＡＰＤ５１３
では高コントラス比の信号を検出できる。ここで、コン
トラスト比を最適化する上では、検光子５１２の通過軸
を最適に設定することが好ましい。例えば記録層の結晶
部上に光学開口５０９を配置したときに出力信号が極小
となるように検光子５１２の通過軸を調整する。逆に、
光学開口５０９が非晶質マーク上にあるときに出力信号
が極小となるように通過軸を調整してもよい。

【００７９】検光子５１２を通過した信号光はＡＰＤ５
１３で増幅され、フォトンカウンター５１４で電気信号
パルスに変換される。この信号パルスは制御系としての
コンピュータ５１５に入力され、適当な処理を施された
後に、ディスプレー、プリンターなどからなるモニター
５１６上に画像として表示される。

【００８０】次に、本実施例の顕微鏡における被検体と
光学プローブの位置制御系について説明する。位置制御
系は、レーザー５１７、光検出器５１８、ロックインア
ンプ５１９、シアフォースコントローラ５２３、ステー
ジコントローラ５２２、ピエゾステージ５２１からな
る。

【００８１】ロックインアンプ５１９に内蔵されたロー
カルオシレーターによりファイバー加振用のピエゾ素子
５２０を振動し、それにより加振されたファイバー先端
部にレーザー５１７の出射光を照射し、反射光を検出器
５１８で検出する。検出器５１８の出力はロックインア
ンプ５１９で増幅され、シアフォースコントローラ５２
３に入力される。シアフォースコントローラ５２３は、
検出器５１８から得られた信号増幅が一定となるように
ステージコントローラ５２２を介してピエゾステージ５
２１を駆動し、ファイバー５０７先端と被検体５１０の
間隔を制御する。ステージコントローラ５２２およびピ
エゾステージ５２１は被検体５１０の位置制御も行う。
位置制御手段は、上述した光で検知するシアフォースフ
ィードバック法のほかに、光テコ法、チューニングフォ
ークで加振してピエゾ素子で検知するシアフォースフィ
ードバック法などを挙げることができる。

【００８２】上記のような操作により、被検体５１０表
面の１０μｍ□の領域の像を観察した。この際、上述し
たように、入射光の偏光方向がグルーブに平行な場合と
垂直な場合とで２種類の像を得た。

【００８３】比較例の顕微鏡として、被検体５１０への
入射光を円偏光とするために入射側の１／４波長板５０
４を挿入して角度調整し、検出側の１／４波長板５１１
と検光子５１２を除いた以外は、図６と同一の構成のも
のを用いた。上記実施例と同様に、被検体５１０表面の
１０μｍ□の領域の像を得た。

【００８４】実施例の顕微鏡で得られた２種類の像と、
比較例の顕微鏡で得られた像をモニター５１６上で比較
したところ、実施例の２種類の像は極めてコントラスト
が高く鮮明であったのに対して、比較例の像は非晶質マ
ークと結晶部の境界領域がぼけて不鮮明だった。非晶質
部と結晶部のコントラスト比を画像処理装置上において
定量的に評価した。その結果、実施例の顕微鏡で得られ
た２種類の像はいずれも、比較例の顕微鏡で得られた像
に対して１０倍以上コントラスト比が高かった。このよ
うに、本発明に従って、光学開口周囲に反射体を被覆し
た光学プローブを有する近接場光学顕微鏡を用いて反射
型検出を行う際に直線偏光を用いることにより、バック
グラウンドノイズを低減して鮮明な像を得ることができ
る。

【００８５】また、実施例の顕微鏡で入射直線偏光の偏
光方向を変えて得られた２種類の像を比較した。入射光
の偏光方向がグルーブに平行な場合は、マークとスペー
スのコントラストのみで、グルーブ凹部の像は得られな
かった。一方、入射光の偏光方向がグルーブに垂直な場
合には、グルーブ凹部に対応して若干のコントラストを
生じた。したがって、マークとスペースのみを選択的に
抽出して観察したい場合には偏光方向をグルーブに平行
に設定することが好ましく、マークとスペース以外の凹
凸情報も含めて観察したい場合には偏光方向をグルーブ
に垂直に設定することが好ましい。

【００８６】なお、光学開口５０９を通過した光には伝
播光成分も含まれ、伝播光成分の一部が記録層から反射
されて信号光に寄与する。エバネセント場と伝播光の生
成比率は、用いる波長、光学開口サイズに依存する。本
発明はエバネセント場の利用に着目しているが、伝播光
成分も合わせて利用でき、エバネセント場および伝播光
の両方について同等の効果が得られる。

【００８７】本実施例では被検体として相変化記録層を
用いたが、観察対象は反射率変化、位相変化、凹凸変化
など、光学的な変化を示す表面を有するものであれば特
に限定されない。

【００８８】また、本実施例の顕微鏡は、被検体が磁気
光学応答を示す材料、例えば光磁気記録層に代表される
磁性薄膜の観察にも適用できる。磁気光学応答を示す被
検体では、光学プローブ先端の反射体からのバックグラ
ウンド光を抑制しつつ、磁気光学効果に基づく観察が可
能である。

【００８９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、分
解能の良好な反射検出型の近接場光学装置において、光
学プローブ先端の光学開口の周囲に設けられた反射体か
らのバックグラウント光に起因するノイズを大幅に低減
できる。したがって、光学式記録再生装置の分野では、
記録密度の大幅な向上が期待される。また、近接場光学
顕微鏡の分野では、分解能を大幅に改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る近接場光検出光学系の構成を示す
図。

【図２】図１の光学系に用いられる光学プローブと被検
体を示す断面図。

【図３】本発明に係る光学式情報記録再生装置の構成を
示す図。

【図４】図３の記録再生装置に搭載されるスライダーと
媒体を示す断面図。

【図５】図３の記録再生装置に用いられる光学プローブ
を示す断面図。

【図６】本発明に係る近接場光学顕微鏡の構成を示す図

【符号の説明】

１…光源 ２…偏光子 ３…入射側１／２波長板 ４…入射側１／４波長板 ５…ミラー ６…偏光ビームスプリッター ７…ファイバー ８…光学プローブ ９…被検体 １０…スリット １１…検出側１／４波長板 １２…検光子 １３…光検出器 ３１…基板 ３２…下地層 ３３…記録層 ３４…保護層 ４１…光カプラ ４２…集光レンズ ４３…導波部 ４４…反射体 ４５…光学開口 ８１…導波路 ８２…光学開口 ８３…反射体 ９１…基板 ９２…第１干渉層 ９３…記録層 １０１…媒体 １０２…スピンドルモータ １０３…サスペンションアーム １０４…ボイスコイルモータ １０５…プリアンプ １０６…可変利得アンプ １０７…Ａ／Ｄ変換回路 １０８…線形等化回路 １０９…データ検出回路 １１０…デコーダ １１１…ドライブコントローラ １１２…駆動制御回路 １１３…インターフェース １１４…変調回路 １１５…レーザードライバ １１６…ピックアップ ５０１…観察用光源 ５０２…偏光子 ５０３…入射側１／２波長板 ５０４…入射側１／４波長板 ５０５…ビームスプリッター ５０６…ファイバーカプラ ５０７…ファイバー ５０８…反射体 ５０９…光学開口 ５１０…被検体 ５１１…検出側１／４波長板 ５１２…検光子 ５１３…アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ） ５１４…フォトンカウンター ５１５…コンピュータ ５１６…モニター ５１７…半導体レーザー ５１８…光検出器 ５１９…ロックインアンプ ５２０…ピエゾ素子 ５２１…ピエゾステージ ５２２…ステージコントローラ ５２３…シアフォースコントローラ １０３１…スライダー １０３２…光学プローブ １０３３…ファイバー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 11/105 ５５１ Ｇ１１Ｂ 11/105 ５５１Ａ ５６６ ５６６Ｃ (72)発明者 柚須 圭一郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 斎木 敏治 神奈川県川崎市高津区坂戸３丁目２番１ 号 財団法人神奈川科学技術アカデミー 内 (72)発明者 田所 利康 東京都八王子市石川町2967−５ 日本分 光株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−254185（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−269614（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−291310（ＪＰ，Ａ) 特開2000−163794（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−293288（ＪＰ，Ａ) 特開2001−13154（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−221353（ＪＰ，Ａ) 特開2000−173071（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−325840（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−305135（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−75311（ＪＰ，Ｂ２) 特許2822280（ＪＰ，Ｂ２) Ｔ． Ｓａｉｋｉ ａｎｄ Ｋ． Ｍ ａｔｓｕｄａ，Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｐｒｏｂ ｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｆｏｒ ｉｌ ｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ−ｃｏｌｌｅｃｔ ｉｏｎ ｈｙｂｒｉｄ ｍｏｄｅ ｏｐ ｅｒａｔｉｏｎ”，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ ｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，米国, Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，1999年 ５月 10日，第74巻、第19号，ｐ．2773−2775 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 13/10 - 13/24 G02B 21/00 G11B 7/12 - 7/22 G11B 11/105 - 11/26 G12B 21/00 - 21/24 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、 前記光源から発せられた光から直線偏光を生成する手段
   と、 先端に光学開口とその周囲を被覆する反射体が設けられ
   た構造を有し、前記直線偏光を導波して前記光学開口か
   ら近接場光を生成させて被検体表面に入射し、かつ前記
   被検体からの反射光を前記光学開口を通して導波する光
   学プローブと、 検光子を有し、前記光学プローブを通過した反射光を前
   記検光子を通して検出する検出素子と を具備し、前記検光子は前記光学開口付近の反射体から
   反射されるバックグラウンド光を選択的に遮断するよう
   に調整されていることを特徴とする近接場光検出光学
   系。
2. 【請求項２】光源と、 前記光源から発せられた光から直線偏光を生成する手段
   と、 先端に光学開口とその周囲を被覆する反射体が設けられ
   た構造を有し、前記直線偏光を導波して前記光学開口か
   ら近接場光を生成させて被検体表面に入射し、かつ前記
   被検体からの反射光を前記光学開口を通して導波する光
   学プローブと、 検光子を有し、前記光学プローブを通過した反射光を前
   記検光子を通して検出する検出素子と を具備し、前記検光子は前記光学開口付近の反射体から
   反射されるバックグラウンド光を選択的に遮断するよう
   に調整されていることを特徴とする近接場光学装置。
3. 【請求項３】光源と、 前記光源から発せられた光から直線偏光を生成する手段
   と、 先端に光学開口とその周囲を被覆する反射体が設けられ
   た構造を有し、前記直線偏光を導波して前記光学開口か
   ら近接場光を生成させて被検体表面に入射し、かつ前記
   被検体からの反射光を前記光学開口を通して導波する光
   学プローブと、 検光子を有し、前記光学プローブを通過した反射光を前
   記検光子を通して検出する検出素子と を具備し、前記検光子は前記光学開口付近の反射体から
   反射されるバックグラウンド光を選択的に遮断するよう
   に調整されていることを特徴とする近接場光学顕微鏡。
4. 【請求項４】光源と、 前記光源から発せられた光から直線偏光を生成する手段
   と、 先端に光学開口とその周囲を被覆する反射体が設けられ
   た構造を有し、前記直線偏光を導波して前記光学開口か
   ら近接場光を生成させて媒体表面に入射し、かつ前記媒
   体からの反射光を前記光学開口を通して導波する光学プ
   ローブと、 検光子を有し、前記光学プローブを通過した反射光を前
   記検光子を通して検出する検出素子と を具備し、前記検光子は前記光学開口付近の反射体から
   反射されるバックグラウンド光を選択的に遮断するよう
   に調整されていることを特徴とする光学式情報再生装
   置。
5. 【請求項５】先端に光学開口とその周囲を被覆する反射
   体が設けられた構造を有する光学プローブを用い、前記
   光学プローブに直線偏光を導波して前記光学開口から近
   接場光を生成させて被検体表面に入射し、かつ前記被検
   体からの反射光を前記光学開口を通して前記光学プロー
   ブに導波し検光子を通して検出素子によって検出するこ
   とにより被検体表面の光学情報を検出するにあたり、前
   記検光子を、前記光学開口付近の反射体から反射される
   バックグラウンド光を選択的に遮断するように調整する
   ことを特徴とする光学情報の検出方法。