Near-field scanning optical microscope(NSOM) was constructed and tested by the measurement of the near-field mode of vertical cavity surface emitting lasers(VCSELs). The NSOM consists of an optical fiber tip extended to a photomultiplier tube, a two-dimensional motor-driven micrometer stage, a vertical piezoelectric translator for tip approach, a data acquisition card, and its operating program. Three kinds of technique such as chemical etching, cold-deformation, and sidewall coating were tried for the suitable aperture at the apex of the tip. To test the feasibility of the NSOM, a microscopic pattern and VCSELs were scanned with the fabricated tip. Obtained images show better resolution in comparison with those of CCD camera with a 20× microscope objective lens. Additionally, several interesting unknown behaviors of VCSELs below and near the threshold were found. The NSOM can be enhanced further by improving a tip and employing the mechanism to control the tip-sample distance such as a shear-force feedback.
고전적인 광학 현미경에 존재하는 회절한계를 극복하기 위해 근접장 주사 광학 현미경이 제작되었다. 제작된 근접장 주사 광학 현미경은 시료의 표면을 주사하기 위한 수평 받침대, 탐침과 측정기, 탐침을 시료의 표면에 아주 가깝게 접근시키기 위한 수직 받침대, 측정값을 읽고 처리하기 위한 입출력 카드와 구동 프로그램으로 구성되었다. 수평 받침대는 보통 사용되는 압전 소자 대신에 스테핑 모터를 이용하여 제작하였고, 광섬유를 식각하여 탐침을 제작하였다. 탐침의 끝부분에 빛의 파장보다 작은 구멍을 남기고 다른 부분을 전도체로 감싸기 위한 여러 가지 방법들이 시도되었다. 제작된 근접장 주사 광학 현미경을 시험하기 위해 마이크로 패턴과 수직 공진 표면광 레이저의 근접장 세기 분포가 측정되었고, 기존의 광학적인 측정 결과보다 더 좋은 해상력을 얻을 수 있었다. 또한 구동 전류의 문턱값 부근에서 알려지지 않은 몇 가지 현상이 발견되었다. 탐침을 보다 개선하고 시료 표면과 탐침간의 거리를 되먹임을 이용하여 일정하게 유지하도록 한다면 앞으로 더 좋은 해상력을 얻을 수 있으리라고 기대된다.
