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開放特許情報

特許情報

発明の名称 光学測定装置及び光学測定方法
技術分野 ものづくり, ナノテクノロジー
出願日 平成26年8月5日
出願番号 特願2014-159837
公開番号 特開2016-38218
登録番号
出願人 国立大学法人電気通信大学
発明者 小林 孝嘉
王 楠
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概要 【課題】 サブトラクション超解像法で機械的要素を低減または排除して、信頼性の高い超解像イメージングを実現する。
【解決手段】 光源からの光を2つに分割し、一方のビームをそのままガウスビームとして用いて第1の変調周波数で変調し、他方のビームを第2の変調周波数で変調するとともにドーナツビームにモード変換し、第1の変調周波数で変調されたガウスビームと、第2の変調周変調で変調されたドーナツビームを重畳して試料を照射し、試料からの蛍光のうち、ガウスビームの照射による第1の蛍光成分とドーナツビームの照射による第2の蛍光成分を、前記第1の変調周波数と前記第2の変調周波数のそれぞれで同時に復調し、第1の蛍光成分と第2の蛍光成分の差分を算出することで迅速かつ信頼性の高い超高解像の光学測定を実現する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
 光源と、
 前記光源から出射される光を第1ビームと第2ビームに分割するビームスプリッタと、前記第1ビームを第1の変調周波数で変調する第1の光変調器と、前記第2ビームを第2の変調周波数で変調する第2の光変調器と、前記第2ビームを、焦点面でドーナツ型の強度分布を有するドーナツモードのビームに変換するモード変換素子と、前記第1の変調周波数で変調された前記第1ビームと、前記第2の変調周変調で変調され、かつ前記ドーナツモードに変換された前記第2ビームを重畳して試料に導く光学素子と、前記試料からの蛍光を前記第1の変調周波数で復調する第1のロックイン増幅器と、前記試料からの蛍光を前記第2の変調周波数で復調する第2のロックイン増幅器と、前記第1のロックイン増幅器で復調された蛍光成分と、前記第2のロックイン増幅器で復調された蛍光成分の差分を測定結果として算出する演算装置と、を有することを特徴とする光学測定装置。
【請求項2】
 前記第1及び第2の光変調器は電気光学変調器であり、前記モード変換器は、前記第2の光変調器の後段に配置されることを特徴とする請求項1に記載の光学測定装置。
【請求項3】
 前記第1及び第2の光変調器は光チョッパーであり、前記モード変換器は、前記第2の光変調器の前段に挿入されることを特徴とする請求項1に記載の光学測定装置。
【請求項4】
 前記試料からの蛍光を検出する蛍光検出器、をさらに有し、前記蛍光検出器で検出された蛍光が、前記第1のロックイン増幅器と前記第2のロックイン増幅器に入力されることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の光学測定装置。
【請求項5】
 前記試料を1次元的、2次元的、または3次元的に駆動する駆動メカニズム、をさらに有し、前記演算装置は、前記第1の蛍光成分と前記第2の蛍光成分の差分を前記重畳されたビームのスポット位置ごとに算出することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の光学測定装置。
【請求項6】
 光源からの光を第1ビームと第2ビームに分割し、前記第1ビームを第1の変調周波数で変調し、前記第2ビームを第2の変調周波数で変調するとともに、焦点面でドーナツ型の強度分布を有するドーナツモードのビームに変換し、前記第1の変調周波数で変調された前記第1ビームと、前記第2の変調周変調で変調され、かつ前記ドーナツモードに変換された前記第2ビームを重畳して試料を照射し、前記試料からの蛍光のうち、前記第1ビームにより励起され放出された第1の蛍光成分を前記第1の変調周波数で復調し、前記試料からの蛍光のうち、前記ドーナツモードのビームに変換された前記第2ビームにより励起され放出された第2の蛍光成分を前記第2の変調周波数で復調し、前記第1の蛍光成分と前記第2の蛍光成分の差分を算出する、工程を有することを特徴とする光学測定方法。
【請求項7】
 前記第1の変調周波数による変調と、前記第2の変調周波数による変調を電気光学変調器によって行い、前記第2ビームを前記第2の変調周波数で変調した後に、前記ドーナツモードのビームに変換する、ことを特徴とする請求項6に記載の光学測定方法。
【請求項8】
 前記第1の変調周波数による変調と、前記第2の変調周波数による変調を光チョッパーによって行い、前記第2ビームを前記ドーナツモードのビームに変換した後に、前記第2の変調周波数で変調する、ことを特徴とする請求項6に記載の光学測定方法。
【請求項9】
 前記試料からの蛍光を検出し、前記検出された蛍光を、第1のロックイン増幅器と第2のロックイン増幅器に入力し、前記第1のロックイン増幅器で前記第1の蛍光成分を復調し、前記第2のロックイン増幅器で前記第2の蛍光成分を復調する、ことを特徴とする請求6~8のいずれか1項に記載の光学測定方法。
(以下省略)

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