特許 7561383 レーザー光源及び光電子顕微鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-26

(45)【発行日】2024-10-04

(54)【発明の名称】レーザー光源及び光電子顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/136 20060101AFI20240927BHJP

   G01N 23/227 20180101ALI20240927BHJP

   G02B 21/00 20060101ALI20240927BHJP

   G02F 1/37 20060101ALN20240927BHJP

【ＦＩ】

H01S3/136

G01N23/227

G02B21/00

G02F1/37

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021524838

(86)(22)【出願日】2020-06-01

(86)【国際出願番号】 JP2020021660

(87)【国際公開番号】W WO2020246438

(87)【国際公開日】2020-12-10

【審査請求日】2023-04-28

(31)【優先権主張番号】P 2019103808

(32)【優先日】2019-06-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(73)【特許権者】

【識別番号】503098724

【氏名又は名称】株式会社オキサイド

(74)【代理人】

【識別番号】110002675

【氏名又は名称】弁理士法人ドライト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】辛 埴

(72)【発明者】

【氏名】谷内 敏之

(72)【発明者】

【氏名】今井 信一

(72)【発明者】

【氏名】藤浦 和夫

(72)【発明者】

【氏名】古川 保典

【審査官】百瀬 正之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０７３９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５９５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５５６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０７０３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３４０１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９１２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第９９／０１４６３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１０－５１６４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０００５５６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】LIU et al.，Development of a vacuum ultraviolet laser-based angle-resolved photoemission system with a superhigh，REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS，米国，American Institute of Physics，2008年，Vol.79，023105

【文献】KANEDA et al.，CW Solid-State Ultraviolet Laser for Optical Disk Mastering Application， IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS，米国，IEEE，1997年，VOL.3,NO.1，pp.35-39

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ３／００－３／３０

Ｇ０２Ｂ １９／００－２１／００

Ｇ０２Ｂ ２１／０６－２１／３６

Ｇ０１Ｎ ２３／００－２３／２２７６

Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５

Ｇ０２Ｆ １／２１－７／００

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

Ｓｃｉｔａｔｉｏｎ

ＪＪＡＰ

Ｏｐｔｉｃａ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コヒーレント光を出射する光電子顕微鏡用のレーザー光源であって、
連続波コヒーレント光を出射する第１レーザー光源と、
前記連続波コヒーレント光が循環する光路と、前記光路上に配置された非線形光学素子とを有する光共振器と、
前記連続波コヒーレント光より短波長であり、出力の波形が略矩形である準連続波コヒーレント光を出射する準連続波光源とを備え、
前記連続波コヒーレント光が前記光共振器に入射されて前記光路を循環している状態で、前記光共振器外より前記準連続波コヒーレント光が前記非線形光学素子に入射すると、非線形光学効果による和周波発生により、前記非線形光学素子から前記準連続波コヒーレント光より短波長の前記コヒーレント光が出射し、
前記連続波コヒーレント光の波長が７５０ｎｍから２１００ｎｍであり、
前記準連続波コヒーレント光の波長が２１０ｎｍから３６０ｎｍであり、
前記コヒーレント光が、前記光電子顕微鏡が撮影している時間はハイレベルとなり、少なくとも測定試料表面の前記コヒーレント光の照射スポットの位置を移動させる時間はローレベルとなるように、前記レーザー光源は制御される、
レーザー光源。

【請求項2】

前記非線形光学素子が、ＣＬＢＯ又はβ－ＢＢＯである
請求項１に記載のレーザー光源。

【請求項3】

前記準連続波光源は、連続波コヒーレント光を出射する第２レーザー光源と、前記第２レーザー光源から出射された前記連続波コヒーレント光の出力の波形を略矩形に変調する光変調器とを有する
請求項１又は２に記載のレーザー光源。

【請求項4】

前記準連続波光源は、連続波コヒーレント光を出射する第２レーザー光源を有し、
前記第２レーザー光源が、発振と、発振の停止とを繰り返して前記準連続波コヒーレント光を生成する
請求項１又は２に記載のレーザー光源。

【請求項5】

前記準連続波光源は、出力がハイレベルとなるタイミングと前記光電子顕微鏡の撮影タイミングとが同期するように制御される
請求項１～４のいずれか１項に記載のレーザー光源。

【請求項6】

前記準連続波コヒーレント光の出力のデューティ比が、５０％以下である
請求項１～５のいずれか１項に記載のレーザー光源。

【請求項7】

前記準連続波コヒーレント光のピーク出力が１Ｗ以上である
請求項１～６のいずれか１項に記載のレーザー光源。

【請求項8】

前記準連続波光源が波長可変である
請求項１～７のいずれか１項に記載のレーザー光源。

【請求項9】

前記準連続波光源が波長可変チタンサファイアレーザーを有し、
前記準連続波コヒーレント光が、前記波長可変チタンサファイアレーザーの第２高調波又は第３高調波から生成される
請求項１～８のいずれか１項に記載のレーザー光源。

【請求項10】

前記第２レーザー光源が、前記連続波コヒーレント光をマルチモード発振する
請求項３又は４に記載のレーザー光源。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載のレーザー光源を備える光電子顕微鏡。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー光源及び光電子顕微鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

高いエネルギーをもつレーザーを励起光として試料に照射し、試料から放出された光電子を検出してイメージングする光電子顕微鏡が知られている。光電子顕微鏡は励起光の照射により物質から放出された光電子を拡大・結像する電子投影型の顕微鏡である。この技術は材料の化学マッピングや磁気イメージングに利用されて約２０ｎｍの空間分解能が得られている。特に、励起光として仕事関数より大きい光子エネルギーの励起光を用いると、仕事関数の大きさに強く依存したコントラストが得られ、導電性や価数、結晶性、磁性などを可視化することが可能である。

【0003】

このように、光電子顕微鏡は、高い分解能で材料の構造や物性を２次元に可視化できる装置であり、多くの分野での産業利用が期待される。その実現には、高分解能を維持したまま測定時間を短縮することが求められる。測定時間を短縮するためには、高いエネルギーを有する励起光を高強度で試料に照射して十分な光電子密度を得て高いコントラストを得ることが必要である。

【0004】

例えば、特許文献１には、和周波発生の技術を用いて高いエネルギーを有する（波長の短い）ＣＷ（Continuous Wave）レーザーを生成する手法が開示されている。具体的には、特許文献１には、循環光路上に非線形光学素子を有する共振器に第１レーザー及び第２レーザーを入射させ、第１レーザーを循環光路に循環させて非線形光学素子に通過させるとともに、第２レーザーを非線形光学素子にシングルパスさせることにより和周波を発生させて、第２レーザーよりも波長の短い第３レーザーを出力するレーザー装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００４－０５５６９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のレーザー装置は、共振器内に基本波光（第１レーザー）を閉じ込め、共振器内の光電界を強調するタイプであり、共振器内の光路長を厳密に制御する必要がある。しかしながら、出力する第３レーザーの強度をあげるために、第１レーザー及び第２レーザーの強度を高めると、過大な熱負荷などによって非線形光学素子などの共振器内の光学部品の屈折率が変化し、屈折率の変化によって共振器長が変化する。その結果、共振器で第２レーザーが発振されなくなり、レーザー装置が停止してしまうという問題がある。

【0007】

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高エネルギーで高出力のレーザー光源及び当該レーザー光源を用いた光電子顕微鏡を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のレーザー光源は、コヒーレント光を出射する光電子顕微鏡用のレーザー光源であって、連続波コヒーレント光を出射する第１レーザー光源と、前記連続波コヒーレント光が循環する光路と、前記光路上に配置された非線形光学素子とを有する光共振器と、前記連続波コヒーレント光より短波長であり、出力の波形が略矩形である準連続波コヒーレント光を出射する準連続波光源とを備え、前記連続波コヒーレント光が前記光共振器に入射されて前記光路を循環している状態で、前記光共振器外より前記準連続波コヒーレント光が前記非線形光学素子に入射すると、前記非線形光学素子から前記準連続波コヒーレント光より短波長の前記コヒーレント光が出射する。

【0009】

本発明の光電子顕微鏡は、上記のレーザー光源を備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、共振器内の光路を連続波コヒーレント光が循環している状態で、出力の波形が略矩形である準連続波コヒーレント光を非線形光学素子に入射させ、当該準連続波コヒーレント光より短波長のコヒーレント光を出射させるので、非線形光学結晶での光の吸収がない又は少ない期間が存在し、その分だけ光の吸収を抑制でき、非線形光学素子における熱負荷を軽減し、レーザー光源の実効的な出力向上を図ることができる。よって、通常よりも高強度で照射し測定スループットを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態のレーザー光源を用いた光電子顕微鏡の全体構成を示す概略図である。

【図2】本発明の実施形態のレーザー光源の全体構成を示す概略図である。

【図3】第２の波長の光の出力と第３の波長の光の出力との関係を説明する模式図である。

【図4】光電子顕微鏡での撮影のタイミングと、準連続波コヒーレント光の出力がハイレベルとなるタイミングとを同期させる方法を説明する模式図である。

【図5】波長２６６ｎｍの準連続波コヒーレント光の平均出力と、波長２１３ｎｍの準連続波レーザー７の平均出力との関係を示すグラフである。

【図6】図６Ａは、レーザー光源が出射したコヒーレント光が短波長の場合の検出深さを示す模式図であり、図６Ｂは、レーザー光源が出射したコヒーレント光が長波長の場合の検出深さを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（１）本発明の実施形態のレーザー光源を用いた光電子顕微鏡について
本実施形態のレーザー光源は、光電子顕微鏡の光源として用いられる。以下では、図１に示す光電子顕微鏡１の光源として用いた場合を例として、本実施形態のレーザーを説明する。なお、以下で説明する光電子顕微鏡１は光電子顕微鏡の一例であり、光電子顕微鏡１の構成に種々の変更を加えてもよい。また、他の光電子顕微鏡の光源としても本発明の実施形態のレーザー光源を用いることができる。

【0013】

まずは、光電子顕微鏡１の全体構成について説明する。図１に示すように、光電子顕微鏡１は、レーザー光源２と、波長板３と、集光レンズ４及び対物レンズ６で構成される照射レンズ系と、ビームセパレータ５と、チャンバー１０と、エネルギー調整機構１３と、電源１４と、第１電子レンズ系２１と、エネルギー分析器２２と、エネルギースリット２３と、第２電子レンズ系２４と、電子ビーム検出器２５とを備えている。

【0014】

レーザー光源２は、コヒーレント光としての準連続波レーザー７を出射するレーザー発振器である。準連続波レーザー７は、出力（強度）の波形が略矩形をしたレーザーであり、レーザーの波形に、出射状態（ハイレベルともいう）と休止状態（ローレベルともいう。）が繰り返し現れる。なお、出力が休止状態のときは、準連続波レーザー７の出力が休止しているのが好ましいが、完全に休止しておらず微弱な出力があってもよい。このように本明細書では、「準連続波」という語句は、出力の波形が略矩形であることを意味する。

【0015】

また、「略矩形」とは、波形が矩形であることに加え、波形が矩形に近い形状であることを意味する。例えば、波形が、矩形波の角が丸まった形状の波、矩形波の四角が下辺より上辺が短い台形状となった波、矩形波の上辺が円弧状となった波、円弧状の波、矩形波の上辺が波打っている形状の波、少なくとも１つ以上のピークを有する波などである。本実施形態では、準連続波レーザー７は、出力がこのような波形をしたレーザーである。準連続波レーザー７の波長は、準連続波レーザー７の照射により測定対象である測定試料３０から光電子が放出されるように、準連続波レーザー７のエネルギーｈνが測定試料３０の仕事関数φよりも高くなるように選定している。より具体的には、測定試料３０の観察領域の最表層を構成する物質の仕事関数φよりも高くなるようにする。このように、準連続波レーザー７の波長は、測定試料３０を構成する物質の仕事関数φに応じて適宜選定される。レーザー光源２の構成については後述する。

【0016】

波長板３は、準連続波レーザー７の偏光を、直線偏光と左右円偏光とに切替えるための素子である。通常は、波長板３により準連続波レーザー７を直線偏光とするが、磁気円二色性を利用して測定試料３０の磁気特性を測定する場合、波長板３により準連続波レーザー７を左右円偏光とする。

【0017】

照射レンズ系は、集光レンズ４で準連続波レーザー７を対物レンズ６に集光し、対物レンズ６で準連続波レーザー７を測定試料３０の表面に集光して、準連続波レーザー７を測定試料３０に照射させる。対物レンズ６は、測定試料３０の表面近傍に焦点位置が来るように配置されている。集光レンズ４、対物レンズ６は、公知のレンズであり、準連続波レーザー７の照射領域、すなわち、測定試料３０の観察領域のサイズなどに応じて適宜選定することができる。本実施形態では、照射レンズ系は、測定試料３０の表面の一部に準連続波レーザー７をスポット状に集光するが、測定試料３０の表面全体に準連続波レーザー７を集光することもできる。表面全体に集光することで、測定試料３０全体を一度に観察することができる。ビームセパレータ５については後述する。

【0018】

チャンバー１０は、気密性が高い構造をしており、図示しないターボ分子ポンプなどの真空ポンプが接続されている。チャンバー１０は、真空ポンプにより、内部空間を所定真空度（１．０×１０^－５～１０^－８Ｔｏｒｒ）にされる。チャンバー１０内には、測定試料３０を載置するステージ１１と対物レンズ６とが配置されている。なお、本実施形態の場合、チャンバー１０とビームセパレータ５とが接続されており、ビームセパレータ５に対物レンズ６が固定されているが、図１では便宜上、ビームセパレータ５と対物レンズ６とを別体の構成として示している。ステージ１１には駆動機構１２が接続されており、駆動機構１２によりステージ１１を互いに直交する３軸方向に移動させることができる。本実施形態の場合、ステージ１１は、測定試料３０を載置する載置面１１ａが準連続波レーザー７の光軸と直交するように配置されている。

【0019】

測定試料３０は、準連続波レーザー７が表面に垂直に照射されるように、チャンバー１０内のステージ１１の載置面１１ａに載置される。

【0020】

さらに光電子顕微鏡１は、電源１４を備えており、電源１４の負極側がステージ１１に接続され、正極側がグランドＧに設置されて、測定試料３０に負の電圧を印加することができる。電源１４は、高電圧を出力できる一般的な電源である。本実施形態の場合、電源１４によって、測定試料３０に－２０ｋＶの電圧が印加されている。このため、測定試料３０と、電圧を印加されていないビームセパレータ５との間に電界が生じ、この電界により、測定試料３０から光電子を放出し易くすると共に、放出された光電子をビームセパレータ５へ加速し、電子ビーム２７をビームセパレータ５へ引き込むようにしている。本明細書では、放出された多数の光電子をまとめて電子ビーム２７と称している。

【0021】

光電子顕微鏡１は、電源１４とステージ１１の間にエネルギー調整機構１３を備えている。エネルギー調整機構１３は、所定電圧ＳＴＶを出力する電源である。エネルギー調整機構１３と電源１４とは、直列に接続されており、ＳＴＶと電源１４の出力電圧との合計電圧を測定試料３０に印加できる。エネルギー調整機構１３は、ＳＴＶの値を調整することで、測定試料３０から放出された光電子のエネルギーＥｐを調整できる。なお、光電子のエネルギーＥｐは、本実施形態の場合、光電子の運動エネルギーをＥｋとすると、Ｅｐ＝２０ｋＶ＋Ｅｋ－ＳＴＶとなる。光電子の運動エネルギーＥｋは、測定試料３０内の電子が準連続波レーザー７により励起されたことにより生じた運動エネルギーの値であり、物質中での電子のエネルギーＥにより変わる。そのため、光電子のエネルギーＥｐも、物質中での電子のエネルギーＥに依存する。

【0022】

ビームセパレータ５は、集光レンズ４で対物レンズ６に集光された準連続波レーザー７をそのまま透過させると共に、測定試料３０から放出され、入射した電子ビーム２７を第１電子レンズ系２１の方向に偏向させ、準連続波レーザー７のパスと電子ビーム２７のパスとを分離させる。ビームセパレータ５は、偏向した電子ビーム２７の出射口に接続された第１電子レンズ系２１に電子ビーム２７を入射させる。第１電子レンズ系２１は、複数の電子レンズで構成されており、入射した電子ビーム２７を集束させる。第１電子レンズ系２１は、一端がビームセパレータ５に接続され、他端がエネルギー分析器２２に接続されており、電子ビーム２７を集束させてエネルギー分析器２２に入射させる。

【0023】

エネルギー分析器２２は、公知のエネルギー分析器であり、入射した電子ビーム２７を光電子のエネルギーＥｐごとに分離し、エネルギーＥｐごとに分離された電子ビーム２７を出射する。エネルギー分析器２２は、半球形状をしており、半球の平面部にビームの入射口と出射口とが設けられている。エネルギー分析器２２は、入射口に第１電子レンズ系２１が接続され、出射口に第２電子レンズ系２４が接続されており、第１電子レンズ系２１から入射した電子ビーム２７を、光電子のエネルギーＥｐごとに分離し、第２電子レンズ系２４に出射する。

【0024】

エネルギー分析器２２の出射口には、エネルギースリット２３が設けられている。エネルギースリット２３は、板状部材の表面に、貫通した溝部が直線状に形成された通常のスリットである。エネルギースリット２３は、溝部に照射された電子ビーム２７を通過させ、板状部材に照射された電子ビーム２７を遮断する。なお、実際上、板状部材に照射された電子ビーム２７が完全に遮断されるわけではなく、これらの電子ビーム２７の一部もエネルギースリット２３を通過する。板状部材に照射された電子ビーム２７の一部のみが通過するので、エネルギースリット２３により、溝部に照射された電子ビーム２７以外の電子ビーム２７の強度が低下される。本実施形態では、エネルギースリット２３の溝部の幅を４０μｍとしている。

【0025】

このようなエネルギースリット２３が、エネルギー分析器２２の出射口に配置されているので、エネルギー分析器２２で分離された電子ビーム２７の内、エネルギースリット２３を通過した電子ビーム２７が第２電子レンズ系２４に入射する。このとき、エネルギー分析器２２で光電子のエネルギーＥｐごとに電子ビーム２７が分離されているので、電子ビーム２７の出射口内の通過位置も、光電子のエネルギーＥｐごとに決まっている。そのため、エネルギースリット２３の位置を調整することで、電子ビーム検出器２５で検出する光電子のエネルギーＥｐを選択できる。光電子のエネルギーＥｐは、物質中（測定試料３０中）での電子のエネルギーＥに依存するので、エネルギースリット２３の位置を変えることで、測定試料３０中でのエネルギーＥを選択し、検出する測定試料３０中の電子を選択できる。

【0026】

一方で、光電子のエネルギーＥｐ＝２０ｋＶ＋Ｅｋ－ＳＴＶであるので、ＳＴＶの値を変えることで、光電子のエネルギーＥｐを変えることができる。したがって、ＳＴＶの値を変えることで、電子ビーム検出器２５で検出する光電子のエネルギーＥｐを選択でき、検出する測定試料３０中の電子を選択できる。

【0027】

第２電子レンズ系２４は、複数の電子レンズで構成されており、入射した電子ビーム２７を電子ビーム検出器２５に投影する。電子ビーム検出器２５は、２次元の光電子検出器であり、投影された電子ビーム２７の光電子を検出し、検出した光電子の強度に基づいて測定試料３０の画像を生成する。電子ビーム検出器２５は、図示しないＰＣが接続されており、生成された画像をＰＣに送出し、ＰＣの記憶装置に画像を保存させたり、画像をＰＣのモニタに表示して光電子顕微鏡１の操作者に確認させたりできる。

【0028】

次に光電子顕微鏡１の動作について説明する。まず、光電子顕微鏡１は、チャンバー１０内のステージ１１の載置面１１ａ上に測定試料３０が載置される。その後、光電子顕微鏡１は、チャンバー１０内が真空にされ、駆動機構１２がステージ１１を初期位置に移動させると共に対物レンズ６の焦点位置が測定試料３０の表面近傍となるようにステージ１１を移動させる。光電子顕微鏡１は、レーザー光源２をオンにし、測定試料３０に準連続波レーザー７を照射する。

【0029】

上述の通り、準連続波レーザー７のエネルギーｈνが測定試料３０の最表層（本実施形態ではＰｔ）の仕事関数φよりも高くなるように準連続波レーザー７の波長を選定しているので、測定試料３０に準連続波レーザー７が照射されると、光電効果が生じ、測定試料３０の電子が励起され、準連続波レーザー７が照射された領域から多数の光電子（電子ビーム２７）が放出される。ビームセパレータ５は、電子ビーム２７を第１電子レンズ系２１に入射させ、第１電子レンズ系２１は電子ビーム２７をエネルギー分析器２２に集光する。

【0030】

エネルギー分析器２２は、電子ビーム２７を光電子のエネルギーＥｐごとに分離し、エネルギースリット２３によって第２電子レンズ系２４に入射する電子ビーム２７が選択される。第２電子レンズ系２４は、エネルギースリット２３を通過した電子ビーム２７を電子ビーム検出器２５に投影し、電子ビーム検出器２５は、投影された電子ビーム２７の光電子を検出し、検出した光電子の強度に基づいて画像を生成する。このようにして、光電子顕微鏡１は、測定試料３０の準連続波レーザー７が照射された領域を撮影する。

【0031】

光電子顕微鏡１は、初期位置での撮影の終了後、駆動機構１２によってステージ１１を移動させ、測定試料３０表面の準連続波レーザー７の照射スポットの位置を移動させ、再度、測定試料３０の準連続波レーザー７が照射された領域を撮影する。このように光電子顕微鏡１は、撮影と移動を繰り返すことで、測定試料３０の表面全体を走査し、測定試料３０の表面全体を撮影した画像を取得する。ステージの移動量は、準連続波レーザー７の照射スポットの大きさなどを考慮して、測定試料３０の表面全体を撮影した画像を生成できるように適宜設定される。

【0032】

（２）本発明の実施形態のレーザー光源について
次に、本実施形態のレーザー光源について、まずは、レーザー光源の全体構成について説明する。図２に示すようにレーザー光源２は、連続波コヒーレント光１００ａを出射する第１レーザー光源１００と、連続波コヒーレント光１００ａが循環するように構成された光路と光路上に配置された非線形光学素子１１４とを有する光共振器１１０と、連続波コヒーレント光１００ａより短波長であり、出力の波形が略矩形である準連続波コヒーレント光１２０ａを出射する準連続波光源１２０とを備えている。本実施形態では、レーザー光源２は、さらに、光検出器１０３と、光検出器１０３の検出信号に基づいて後述する高反射ピエゾドライブミラー１１２を制御する制御装置１０１とを備えている。

【0033】

第１レーザー光源１００は、連続波コヒーレント光１００ａとしてのＣＷレーザーを発振するＣＷレーザー光源である。ＣＷレーザー光源としては、例えば、波長１０６４ｎｍで発振する単一周波数動作のＮｄ：ＹＡＧレーザーを用いることができる。Ｎｄ：ＹＡＧレーザー以外にも、同様の周波数で単一周波数動作するＮｄやＹｂを活性物質とするファイバーレーザー、その他の母結晶や構成元素が同じか、近いセラミクス、ポリクリスタルを母体とする固体レーザー及び半導体レーザーなどを用いることができ、単一周波数動作レーザーで、共振器長制御ができる範囲の周波数安定度が得られるものであれば、出力に応じて適宜選ぶことができる。本実施形態では、第１レーザー光源１００として、発振周波数安定度１ＭＨｚ以下、連続波出力１０ＷでＣＷレーザーを出力する単一周波数動作Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）を用いている。連続波コヒーレント光１００ａの波長範囲は、７５０ｎｍから２１００ｎｍであることが望ましい。連続波コヒーレント光１００ａを発振する第１レーザー光源１００としては、光共振器１１０による電界強調のため波長スペクトルが単一周波数、狭帯域であるレーザー光源が良い。そして、このようなレーザー光源を利用することができ、かつ、当該レーザー光源が発振するレーザーを基本波として光電子顕微鏡に好適な紫外域の和周波を発生させることができる波長が、７５０ｎｍから２０００ｎｍである。

【0034】

例えば、レーザー光源は、波長７５０ｎｍから１０００ｎｍの間では、単一周波数の半導体レーザー光源から選ぶことができる。また、波長１０３０ｎｍから１０８０ｎｍの間では、Ｙｂ(イットリビウム）を活性物質とする、固体レーザー、ファイバーレーザー、又はその組み合わせのハイブリッドレーザーから選ぶことができる。さらに、波長９５０ｎｍから１０８０ｎｍの間では、Ｎｄ(ネオジウム）を活性物質とする固体レーザーから選ぶことができる。加えて、波長１４００ｎｍから１６００ｎｍまでの間では、Ｅｒ（イリビウム）を主とした活性物質とするファイバーレーザーから選ぶことができる。さらに、波長１９００ｎｍから２１００ｎｍまでの間では、Ｔｍ(ツリウム）を活性物質とする固体レーザー、ファイバーレーザーから選ぶことができる。

【0035】

光共振器１１０は、インピーダンス整合ミラー１１１と、高反射ピエゾドライブミラー１１２と、第１高反射ミラー１１３と、第２高反射ミラー１１５と、非線形光学素子１１４とを備える。光共振器１１０は、これら４枚のミラーで光路を構成しており、インピーダンス整合ミラー１１１を透過して光共振器１１０内に入射した連続波コヒーレント光１００ａがインピーダンス整合ミラー１１１、高反射ピエゾドライブミラー１１２、第１高反射ミラー１１３、第２高反射ミラー１１５、インピーダンス整合ミラー１１１の順に光路を循環する。非線形光学素子１１４は、透過したレーザー光に例えば波長変換などの非線形光学効果を生じさせる結晶であり、第１高反射ミラー１１３と第２高反射ミラー１１５の間の光路上に配置され、入射した連続波コヒーレント光１００ａが光路を循環するときに透過するようになされている。非線形光学素子としては、例えば、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ_６Ｏ_１０：セシウムリチウムボレート）結晶又はβ－ＢＢＯ（β―ＢａＢ_２Ｏ_４：ベータホウ酸バリウム)結晶などを用いることができる。

【0036】

インピーダンス整合ミラー１１１は、第１レーザー光源１００で発振された波長が１０６４ｎｍの連続波コヒーレント光１００ａを光共振器１１０に入射させる導入ミラーであり、波長１０６４ｎｍの光に対して高透過となっている。インピーダンス整合ミラー１１１は、波長１０６４ｎｍの光に対して光共振器１１０を構成する非線形光学素子１１４の内部損失及び波長変換による損失さらに、上述の４つのミラーの各光学損失分をあわせた損失、即ち、光共振器１１０の内部損失にちょうど見合った透過率となるように選定されている。これにより連続波コヒーレント光１００ａと光共振器１１０とはインピーダンス整合し、連続波コヒーレント光１００ａに対して高反射な光共振器１１０でありながら、連続波コヒーレント光１００ａの波長と光共振器１１０の共振器長が整合した場合に、光共振器１１０を透過することができるようになっている。即ち、この条件が揃ったときに、連続波コヒーレント光１００ａは光共振器１１０内に取り込まれ、かつ、光共振器１１０内の連続波コヒーレント光１００ａの電界強度は最大となる。なお、共振器長は、上述の連続波コヒーレント光１００ａが循環する光路の長さである。

【0037】

第１高反射ミラー１１３は、波長１０６４ｎｍの光に対して９９％の反射率を有する低損失なミラーである。第２高反射ミラー１１５は、波長１０６４ｎｍの光を所定の透過率で透過できるミラーであり、光共振器１１０外に配置された光検出器１０３に循環する連続波コヒーレント光１００ａの一部が入射するようになされている。

【0038】

高反射ピエゾドライブミラー１１２は、波長１０６４ｎｍの光に対して９９％の反射率を有する低損失なミラーと、ミラー台座に設置されたピエゾ素子とで構成され、配線１０２によって制御装置１０１に接続されている。高反射ピエゾドライブミラー１１２は、光検出器１０３の出力により、ピエゾ素子が制御装置１０１によってドライブされて連続波コヒーレント光１００ａの波長と共振器長が整合するように帰還制御されるようになされている。なお、高反射ピエゾドライブミラー１１２のピエゾ素子の代わりに、ボイスコイルモーターを用いる事が可能である。また、ピエゾ素子又はボイスコイルモーターそれぞれを単体で用いるのではなく、ハイブリッド型として両方を同時に用いることも可能である。また、連続波コヒーレント光１００ａの周波数を変えることで、連続波コヒーレント光１００ａの波長と光共振器１１０の共振器長を整合するようにしてもよい。この場合、光検出器１０３の出力を第１レーザー光源１００にフィードバックし、連続波コヒーレント光１００ａの周波数を制御して、波長が共振器長に整合するように制御する。

【0039】

準連続波光源１２０は、連続波コヒーレント光１００ａより短波長であり、出力の波形が略矩形である準連続波コヒーレント光１２０ａを出射する光源である。準連続波光源１２０は、出射する準連続波コヒーレント光１２０ａが光共振器１１０外より非線形光学素子１１４に直接入射するにように配置される。準連続波光源１２０は、連続波コヒーレント光１００ａより短波長の連続波コヒーレント光を出射する第２レーザー光源１２１と、第２レーザー光源１２１から出射された連続波コヒーレント光の出力の波形を略矩形にする波形変換部１２２とを有している。

【0040】

第２レーザー光源１２１は、連続波コヒーレント光としてのＣＷレーザー（連続波コヒーレント光１００ａより短波長）を発振するＣＷレーザー光源である。本実施形態では、第２レーザー光源１２１として、２６６ｎｍ単一波長を連続発振する深紫外固体レーザー（オキサイド社製：製品名Frequad-M）を用いており、連続波出力を１Ｗとしている。なお、第２レーザー光源１２１の波長は、２１０ｎｍから３６０ｎｍの範囲であることが好ましい。この範囲の波長であれば、後述する非線形光学素子１１４での非線形効果による波長変換が生じやすく、また、レーザー光源２が高いエネルギーのコヒーレント光を出射できるからである。波形変換部１２２は、ＣＷレーザーの出力の波形を矩形などの形状に変調する光変調器である。光変調器は、矩形波であるキャリア波でＣＷレーザーの出力を変調することで、出力波形が略矩形のレーザーを生成する。このようにして、準連続波光源１２０は、連続波コヒーレント光１００ａより短波長であり、出力の波形が略矩形である準連続波コヒーレント光１２０ａを生成し、非線形光学素子１１４へ出射する。

【0041】

なお、光変調器は、キャリア波の波形を変えることで、レーザーの出力の波形を任意の波形に変調することができる。波形変換部１２２としては、光変調器の代わりに光チョッパーを用いることもできる。また、準連続波光源１２０は、波形変換部１２２を有していなくてもよい。この場合、第２レーザー光源１２１の印加電流値を制御し、第２レーザー光源１２１が出力するＣＷレーザーの強度を変えることで、レーザーの出力の波形を矩形波にし、準連続波コヒーレント光１２０ａを生成する。さらには、第２レーザー光源１２１でのＣＷレーザーの発振と発振の停止を繰り返すことでも準連続波コヒーレント光１２０ａを生成することができる。これらの準連続波コヒーレント光１２０ａの生成方法のうち、光変調器を用いる方法及び印加電流値制御を行う方法については、準連続波コヒーレント光１２０ａのデューティ比のみならず、出力の波形を矩形波以外の形状に変換することができる。

【0042】

ここで、図２に示すレーザー光源２において、第１レーザー光源１００で発振された波長１０６４ｎｍ（第１の波長λ_１）のＣＷレーザーと、準連続波光源１２０で発振された波長２６６ｎｍ（第２の波長λ_２）の準連続波コヒーレント光１２０ａとが非線形光学素子１１４に入射する。この時、非線形光学素子１１４では、非線形光学効果による和周波発生により、第１の波長λ_１及び第２の波長λ_２とは異なる第３の波長λ_３のコヒーレント光が発生する。各波長の関係は、１／λ_１＋１／λ_２＝１／λ_３で表される。本実施形態では、第２の波長の光が出力の波形が略矩形の準連続波コヒーレント光１２０ａであるので、コヒーレント光として、図３に示すように、第２の波長の光（準連続波コヒーレント光１２０ａ）と同様の出力の波形で波長が２１３ｎｍと第２の波長より短い準連続波レーザー７が非線形光学素子１１４で発生し、準連続波レーザー７がレーザー光源２の光共振器１１０から出射する。

【0043】

本実施形態では、和周波を発生させるための第２の波長の光として、ＣＷレーザーではなく、準連続波コヒーレント光を用い、準連続波コヒーレント光である第３の波長の光（準連続波レーザー）を発生させるようにしている。この理由について説明する。和周波発生に用いる非線形光学素子としてのＣＬＢＯ結晶又はβ－ＢＢＯ結晶では、一般に、波長１０６４ｎｍにおける光吸収は小さく、熱の発生が少ないため、加熱に伴う屈折率の変化による光路長の変化も生じにくい。そのため、非線形光学素子１１４に第２の波長の出力を入射させない限り、光共振器１１０の共振器長が保たれ、波長１０６４ｎｍ光の電界強度は保たれる。しかしながら、ＣＬＢＯ結晶又はβ－ＢＢＯ結晶では、第２の波長である波長２６６ｎｍ及び和周波による発生光の波長（第３の波長）である２１３ｎｍでは、光吸収が無視できなくなる。そのため、第２の波長の光としてＣＷレーザーを用いると、特に高出力動作させる場合に、非線形光学素子での光吸収による熱の発生が顕著に生じ、加熱に伴う屈折率の変化によって共振器長が変わり、安定な波長変換条件が満たされなくなる。すなわち、高出力な和周波発生を目的として第２の波長の光の入射強度を向上させると、和周波出力が向上しないばかりか、出力停止に陥ることがある。

【0044】

一方で、準連続波コヒーレント光１２０ａは、出力がローレベル（休止状態）の時間が存在するので、出力がローレベルの時間の分だけ光共振器１１０内の非線形光学素子１１４での光の吸収を抑制でき、非線形光学素子１１４における熱負荷を軽減し、レーザー光源２の実効的な出力向上を図ることができる。以上の理由から本実施形態では、和周波発生のための第２の波長の光として、準連続波コヒーレント光１２０ａを用いている。

【0045】

また、本実施形態では、光電子顕微鏡１の撮影タイミングと、準連続波レーザー７の出力がハイレベルとなるタイミングとが同期するように、レーザー光源２を制御するようにしている。より具体的には、レーザー光源２が、光電子顕微鏡１が撮影している期間中はハイレベルとなり、撮影と撮影の間のインターバルの時間（上述のスポットの移動時間や、光電子顕微鏡１の撮影条件（偏向、波長、電流、電圧など）を変える時間、試料へ刺激（電流や磁場の印加など）を加える時間など）はローレベルとなる準連続波レーザー７を出力するようにしている。

【0046】

このように、レーザー光源２を光電子顕微鏡１に用いて、光電子顕微鏡１の撮影タイミングと、準連続波レーザー７の出力がハイレベルとなるタイミングとを同期させることで、光電子顕微鏡１での撮影のために光の照射が必要なときのみ光共振器１１０の非線形光学素子１１４での光の吸収と発熱が生じ、それ以外の期間は光の吸収と発熱が生じない（場合によっては微弱な光の吸収と温度変化に寄与しない程度の発熱しか生じない）ので、非線形光学素子１１４での発熱をより効率的に抑制することができ、レーザー光源２の実効的な出力向上を図ることができる。

【0047】

光電子顕微鏡１の撮影タイミングと、準連続波レーザー７の出力がハイレベルとなるタイミングとの同期は、例えば、図４に示すように、光電子顕微鏡１の電子ビーム検出器２５をオンにするタイミング及びオフにするタイミングと、準連続波レーザー７の出力がハイレベルとなるタイミング及びローレベルとなるタイミングを同期することで実現することができる。より具体的には、光電子顕微鏡１の制御装置（不図示）又はレーザー光源の制御装置１０１が、光電子顕微鏡１の電子ビーム検出器２５及びレーザー光源２の準連続波光源１２０の波形変換部１２２に同期信号を送信し、当該同期信号に基づいて電子ビーム検出器をオンにし、波長変換を開始するようにすることによって実現できる。

【0048】

なお、電子ビーム検出器２５をオンにするタイミングのかわりに、駆動機構１２によってステージ１１を移動させて準連続波レーザー７のスポットが移動し終わったタイミングと同期させるようにしてもよい。また、光電子顕微鏡１の撮影タイミングと、準連続波レーザー７の出力がハイレベルとなるタイミングとが完全に同期している必要はなく、ある程度のずれは許容できる。さらに、光電子顕微鏡１での撮影時間を準連続波レーザー７の出力がハイレベルである時間よりも長くなるように設定してもよく、その逆に、短くなるように設定してもよい。

【0049】

また、上記のように光電子顕微鏡１での撮影時間とレーザー光源２の出力がハイレベルとなる時間を同期させた場合、準連続波レーザー７を出力するための準連続波コヒーレント光１２０ａ（第２の波長の光）のデューティ比Ｄが、Ｄ＝ハイレベルの時間／（ハイレベルの時間＋ローレベルの時間）＝撮影時間／（撮影時間＋撮影と撮影の間のインターバル時間）となるように第２レーザー光源１２１の出力を波形変換部１２２で変調する。

【0050】

準連続波コヒーレント光１２０ａの出力のデューティ比Ｄは、５０％以下とするのが望ましい。準連続波コヒーレント光１２０ａの出力をデューティ比Ｄ＝５０％以下で変調することで、デューティ比Ｄ＝１００％の場合（すなわち変調しない場合）より準連続波レーザー７（第の３波長の光）の出力を増大することができる。なお、デューティ比Ｄの下限は、光電子顕微鏡１での撮影時間や準連続波コヒーレント光１２０ａのピーク出力などを考慮して適宜設定できる。このことを示す実験結果を図５に示す。図５は、横軸が波長２６６ｎｍの準連続波コヒーレント光１２０ａの平均出力、縦軸が波長２１３ｎｍの準連続波レーザー７の平均出力であり、準連続波コヒーレント光１２０ａの平均出力と、当該準連続波コヒーレント光１２０ａにより非線形光学素子１１４で発生した準連続波レーザー７の平均出力の関係を示すグラフである。なお、第１レーザー光源１００の出力を５Ｗに設定している。

【0051】

図５によると、Ｄ＝１００％の場合、準連続波コヒーレント光１２０ａの平均出力が増加すると、準連続波レーザー７の平均出力も増加していくが、準連続波コヒーレント光１２０ａの平均出力が０．５Ｗを越えたあたりから準連続波レーザー７の平均出力が低下していく。一方で、Ｄ＝５０％の場合、すべての領域でＤ＝１００％の場合よりも準連続波レーザー７の平均出力が高く、準連続波コヒーレント光１２０ａの平均出力の増加に伴い、その差も大きくなっていることがわかる。

【0052】

例えば、第１レーザー光源１００で発振された連続波コヒーレント光１００ａ（第１の波長の光）の出力を５Ｗとし、準連続波コヒーレント光１２０ａ（第２の波長の光）のピーク出力を１Ｗとし、デューティ比Ｄ＝５０％としたとき、準連続波コヒーレント光１２０ａの平均出力は０．５Ｗであり、準連続波レーザー７の平均出力は０．１６Ｗであった。この値は、デューティ比Ｄ＝１００％としたときの準連続波レーザー７の平均出力の約２倍の出力値であった。また、準連続波コヒーレント光１２０ａ（第２の波長の光）のピーク出力を１Ｗにできることを確認できた。デューティ比Ｄをさらに小さくして休止期間を長くすることで、非線形光学素子１１４での発熱を抑制し、準連続波コヒーレント光１２０ａ（第２の波長の光）のピーク出力を１Ｗ以上にすることができる。

【0053】

（３）作用及び効果
本実施形態のレーザー光源２は、準連続波レーザー（コヒーレント光）７を出射する光電子顕微鏡１に用いられ、連続波コヒーレント光１００ａを出射する第１レーザー光源１００と、連続波コヒーレント光１００ａが循環する光路と、光路上に配置された非線形光学素子１１４とを有する光共振器１１０と、連続波コヒーレント光１００ａより短波長であり、出力の波形が略矩形である準連続波コヒーレント光１２０ａを出射する準連続波光源１２０とを備え、連続波コヒーレント光１００ａが光共振器１１０に入射されて光路を循環している状態で、光共振器１１０外より準連続波コヒーレント光１２０ａが非線形光学素子１１４に入射すると、非線形光学素子１１４より準連続波コヒーレント光１２０ａより短波長の準連続波レーザー７が出射する。

【0054】

レーザー光源２は、共振器内の光路を連続波コヒーレント光が循環している状態で、出力の波形が略矩形である準連続波コヒーレント光を非線形光学素子に入射させ、当該準連続波コヒーレント光より短波長のコヒーレント光を出射させるので、非線形光学結晶での光の吸収がない又は少ない期間が存在し、その分だけ光の吸収を抑制でき、非線形光学素子における熱負荷を軽減し、レーザー光源の実効的な出力向上を図ることができる。さらに、レーザーの耐久性と試料のダメージを軽減することも可能である。よって、レーザー寿命を短くすることなく通常よりも高強度で照射し測定スループットを向上させることができる。

【0055】

（４）他の実施形態
なお、本発明は、上記の第１実施形態及び第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。準連続波光源１２０の第２レーザー光源１２１として、２６６ｎｍの単一波長を連続発振（シングルモード発振）するレーザーを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限られない。準連続波光源１２０の第２レーザー光源１２１として、マルチモード発振するレーザーを用いるようにしてもよい。第２レーザー光源１２１が発振するマルチモードレーザーとすることで、準連続波レーザー７の線幅が広がり、光電子顕微鏡１に用いた場合、測定試料３０表面で生じるスペックルを抑制でき、撮影した画像のノイズを減少でき、解像度を上げることができる。

【0056】

また、準連続波光源１２０の第２レーザー光源１２１として、波長可変レーザーを用いてもよい。このようにすることで、レーザー光源２が出射するコヒーレント光としての準連続波レーザー７の波長（第３の波長）を可変にすることができる。種々の波長可変レーザーを光源として用いることができる。例えば、準連続波光源１２０が、第２レーザー光源１２１として波長可変チタンサファイアレーザーを用い、当該波長可変チタンサファイアレーザーの第２高調波及び第３高調波を使用して第２レーザー光源１２１の出射するレーザーの波長を２１０ｎｍから３６０ｎｍとし、同じ波長範囲の準連続波コヒーレント光１２０ａを生成することで、レーザー光源２は、和周波により１７５ｎｍから２６７ｎｍの間の波長の準連続波レーザー７を出射できる。

【0057】

このような波長可変のレーザー光源２を光電子顕微鏡１に用いることで、測定試料の所望の深さ方向における情報を取得することができる。光電子顕微鏡の検出深さは放出する光電子の初速に大きく依存することが知られている。光電子の運動エネルギーが約２０ｅＶ以下の場合、運動エネルギーが小さいほど、電子の非弾性平均自由行程が大きくなるため、検出深さが大きくなる傾向が一般に知られている。光電子の運動エネルギーは光源の波長に大きく依存する。したがって波長が長くなるほど光子エネルギーは小さいので、検出深さが大きくなる。

【0058】

この性質を利用すると測定試料の内部構造を直接観察することができる。この観察方法の模式図を図６Ａ、図６Ｂに示す。測定試料は、表面に金属Ｃｕ層が形成されているとしている。また、Ｃｕの仕事関数は４．５ｅＶである。この時、レーザー光源２の光子エネルギーをＣｕの仕事関数よりも大きくなるように、すなわち、準連続波レーザー７の波長を２７５ｎｍ以下に設定する。ここで準連続波レーザー７の光子エネルギーを５．８ｅＶに設定した場合（ｈν_１）と、４．６ｅＶに設定した場合（ｈν_２）とで測定する。

【0059】

ｈν_１に設定した場合、ｈν_２に設定した場合よりも光電子の運動エネルギーが最大１．２ｅＶと大きいため、検出深さが小さくなる。結果として相対的に試料表面に近い領域の情報を得ることが可能になる（図６Ａ）。一方、ｈν_２に設定した場合は、初速が最大０．１ｅＶと小さいため、検出深さが大きくなる。結果として相対的に試料内部の情報を得ることが可能になる（図６Ｂ）。

【0060】

従来、超短パルス光源では光パラメトリック増幅器等を使うことで、上述のような波長切り替えは可能だったが、長短パルスでは放出する光電子同士の空間電荷効果が大きいため、光電子顕微鏡の空間分解能が劣化するという問題があった。本変形例のレーザー光源２では、波長可変の準連続波光源１２０を用いるので、空間電荷効果による空間分解能劣化を抑えつつ、検出深さを任意に変えられる測定を実現できる。

【0061】

光電子顕微鏡の空間分解能を劣化させる要因として、電子レンズ系の各種収差の他に、空間電荷効果と光電子の小さな運動エネルギーがある。空間電荷効果は先述の通り、パルス光源の代わりに、準連続波の光源を用いることで可能である。一方、光電子の小さな運動エネルギーは電子の回折限界に関係しており、これを抑えるには大きな運動エネルギーの光電子を放出させる必要がある。これは可能な限り大きい光子エネルギーの光源を利用することが求められる。レーザー光源は、ランプ光源に比べて輝度が大きいものの、大きな光子エネルギー、つまり短い波長の準連続波光源を実現するのが困難であった。本発明は準連続波を出射するレーザー光源であり、かつ６．０ｅＶ（波長３６７ｎｍ）程度と大きな光子エネルギーを持つ準連続波レーザーを出射できることから、上述の２つの空間分解能劣化要因を同時に低減することが可能である。例えば、より高い空間分解能を得る場合、変形例の波長可変のレーザー光源を用い、レーザーの波長を可能な限り短くなるように設定し、測定を行う。

【0062】

また、本発明のレーザー光源２は、準連続波光源１２０の第２レーザー光源１２１が出射するレーザー（連続波コヒーレント光）の線幅を適宜変更することで、レーザー光源２が出射する準連続波レーザー７（コヒーレント光）の線幅を任意に調整することが可能である。この特徴を利用し、例えば、第２レーザー光源１２１を、上記の実施形態の様にシングルモード発振するレーザー光源とすることで、準連続波レーザー７の線幅を小さくすることができ、光電子顕微鏡１にレーザー光源２を用いたとき、光電子分光測定のエネルギー分解能を上げることができる。

【0063】

光電子分光測定を行う際、試料から放出された光電子の運動エネルギー分布をエネルギー分析器で分析するが、エネルギー分解能は主にエネルギー分析器のエネルギー分解能とレーザー光源の線幅に依存する。線幅は小さければ小さいほど、光子エネルギーの広がりが小さいので、測定のエネルギー分解能が向上する。

【0064】

従来はエネルギー分解能を上げるために、回折格子やエタロンなどを使用して光源の線幅を小さくしていた。この場合、光強度は回折格子やエタロンなどで減少するため、線幅を小さくするほど、光電子分光測定の信号強度が減少してしまい、測定スループットが低下するという問題があった。一方で、本発明では、レーザー発振の段階で任意の線幅に調整できるため、上述のような信号強度の低下がなく、高いエネルギー分解能と測定スループットを両立することが可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 光電子顕微鏡
２ レーザー光源
７ 準連続波レーザー
１３ エネルギー調整機構
１４ 電源
２１ 第１電子レンズ系
２２ エネルギー分析器
２３ エネルギースリット
２４ 第２電子レンズ系
２５ 電子ビーム検出器
２７ 電子ビーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】