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原子配列や電子波動 関数 の対称性 に極めて敏感であ る. そのため,対 称中心を持つ構造の媒質(Si,金 属な ど) では反転対称性を欠いた表 面(界 面)の みか らSH光 は 発生 し,本 質 的に表面界面敏感な プローブ として利用で きる.ま た電子準位 との共 鳴に よってSH光 強度 が増 大 す るため,波 長可変 光源を用 いた共 鳴SH分 光測定 か ら 電子エネルギ ー準位 を知 ることもで きる.こ れ らの特徴 を もつSHGを 用 いた新 しい光学顕 微法が,光 第二高調 波(SH)顕 微鏡 で ある.SH顕 微 鏡 に よって見 るこ と の出来 る情報 をま とめ ると以下の ようになる. (1) 反転対称性 の破 れた部分 からSH光 が発生す るた め,試 料 中の非対称な場所が良 く見える.そ のため,例 えば対称性 に関わ る物理量であるス トレスや分子配 向の 分布 が観測で きる.(3.6節) (2) SH光 強 度は電子状態の変化 に敏感 であ るため, 媒 質中の電 子密度 分布(3.1節),電 子 エネルギ ー準位 の空 間分布(3.5節),分 子 吸着 に よる表面 電子状 態変 化の空間分布(3.2節)な どの情報が得 られ る. (3) 微小構造を観測対象に した場合,表 面上の局所電 場強度分 布(3.3節)や ス ラブ構 造 によるSH光 増強現 象(3.4節)を 見 ることが出来る. この ようにユニークな情報 を得 るこ とが出来 るSH顕 微鏡 であるが,そ の研究応用例はまだ少な く,そ の中で は観測対象 として生物及 び生体組織 を観測 した例1-3)が ほ とん どである.我 々は早 い段階 か らSH顕 微鏡の開発 を行 い,こ の新 しい顕微法の有用性 を示 すために固体表 面 を中心 とした様 々な試料 系観察 への応用 を試 みて き た4-9).本 稿 ではその研 究成果 について解説す る.後 述 するように得 られ たSH像 の幾 つかは,そ の コン トラス トの起源 が完全 に理 解 されてい ない もの もあ る.し か し,こ れ らの結果は,線 形光学応答 を観測 する通常の光 学顕微鏡で は見 えない新 しい世界がSH顕 微鏡に よって 見 えて くるこ とを示 してい ると思われ る.こ のSH顕 微 鏡の可能性を示すため,本 稿 ではなるべ く多 くの観測例 を紹介 したい.そ の為個 々の記述の詳細が幾分欠け る事 になるが,興 味 ある読者 は元論 文4}9)をお読 みい ただ き たい.

Surface and Interface Observation by Optical Second Harmonic Microscopy