近接場光学顕微鏡（SNOM)

光学顕微鏡の分解能は、光の回折限界により限界があり、一般的に波長の半分のλ/2程度となります。しかし、近接場光学顕微鏡（SNOM)は、この回折限界を打ち破り高分解能光学像を得ることができます。しかも、試料の前処理はほとんど必要ありません。

原　理

近接場光学顕微鏡では、励起レーザー光を励起波長より小さな直径を持った開口にフォーカスして照射すると、その開口の反対側にエバネッセント場（近接場）が発生します。試料との間隔を開口径より小さい距離で走査すると、透過光の光学分解能は、この開口径とほぼ同じになり、分解能として最高60～100 nmまでになります。光学像は、試料表面を1点1点もしくは、1ライン毎に走査することによって得られます。

アプリケーションとしてナノテクノロジーの分野、特にナノ光学の分野で使用されています。生命科学や材料科学の分野では、SNOMは不透明な試料に限らず、透明な試料に対しても微細構造の観察が行われています。蛍光観察手法を用いることによって、単一分子の観察も可能になっています。

SNOMラマンイメージング

SNOMラマンイメージング法は、近接場光学顕微鏡(SNOM)の分解能でラマン分光を行う特殊な手法です。このようにSNOMラマンイメージング法は、超高分解能のラマンイメージを得ることができます。特に空間分解能として100nm以下の分解能を得ることができます。

カンチレバ方式を用いたSNOMシステムと、高スループット分光器との組み合わせでWITecのSNOMラマンシステムは、他の追従を許さない高感度、高画質を1台の装置で実現しています。

原理

励起レーザー光は、SNOMカンチレバの開口部にフォーカスするように照射し、カンチレバ先端に近接場（エバネッセント場）が生じさせます。試料はピエゾスキャナで走査され、透過光を画素毎もしくは、ライン毎に分光してラマンイメージを得ます。透過光の光学分解能は、開口径(<100nm)とほぼ同じとなります。光てこ法を用いたAFMコンタクトモードでカンチレバは、常に試料表面に接触した状態で走査され、表面形状像も同時に取得されます。