JP2717600B2 - Thin film evaluation equipment - Google Patents

Thin film evaluation equipment

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JP2717600B2
JP2717600B2 JP2320629A JP32062990A JP2717600B2 JP 2717600 B2 JP2717600 B2 JP 2717600B2 JP 2320629 A JP2320629 A JP 2320629A JP 32062990 A JP32062990 A JP 32062990A JP 2717600 B2 JP2717600 B2 JP 2717600B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、レーザ光を用いて薄膜内に発生させた共鳴
超音波により薄膜の厚さ及び密着性を評価するための薄
膜内の超音波発生方法及びその検出装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an ultrasonic wave in a thin film for evaluating the thickness and adhesion of the thin film by resonance ultrasonic waves generated in the thin film using a laser beam. The present invention relates to a generation method and a detection device thereof.

[従来の技術] 従来、薄膜の厚さ及び密着性を評価するに際しては、
特開昭60−30148号、特開昭60−196644号、特開昭63−2
38448号などに示されるように、破壊的評価によってい
る。
[Prior art] Conventionally, when evaluating the thickness and adhesion of a thin film,
JP-A-60-30148, JP-A-60-196644, JP-A-62-2
As shown in 38448, etc., it is based on destructive evaluation.

一方、非破壊による方法には、例えば特開昭62−1345
06号があるが、この方法では薄膜内を透過する光の光路
差を利用して評価を行うので、密着性の評価はできな
い。また、光を透過しない薄膜に対する評価も行えな
い。
On the other hand, non-destructive methods include, for example, JP-A-62-1345.
Although there is No. 06, in this method, the evaluation is performed using the optical path difference of the light transmitted through the thin film, so that the adhesion cannot be evaluated. In addition, it is impossible to evaluate a thin film that does not transmit light.

そこで、光を透過しない薄膜に対しては、Phys.Rev.
B,vol.34,4129,[1984](フィジカル・レビューB、34
巻、1984年)に記載のC.Thomsen(C.トムセン)らの方
法によるフェムト秒超短波パルスレーザを利用した薄膜
評価技術が有効な手法となる。なお、その薄膜評価への
応用は、Thin Solid Films,Vol.154,217[1987](固体
薄膜フィルム、154巻、1987年)に記載がある。
Therefore, for thin films that do not transmit light, Phys. Rev.
B, vol. 34, 4129, [1984] (Physical Review B, 34
Vol., 1984), a thin film evaluation technique using a femtosecond ultrashort pulse laser by the method of C. Thomsen et al. Is an effective method. The application to thin film evaluation is described in Thin Solid Films, Vol. 154, 217 [1987] (Solid Thin Film, Vol. 154, 1987).

この方法は、フェムト秒超短パルスレーザを薄膜表面
に照射し、熱応力を発生させることにより、超高周波の
超音波を発生させるものである。この方法は、薄膜表面
で発生する熱応力を利用するので、光を透過しない薄膜
についても厚み及び密着度を評価することができる。
In this method, an ultra-high frequency ultrasonic wave is generated by irradiating a femtosecond ultrashort pulse laser to a thin film surface to generate thermal stress. Since this method utilizes thermal stress generated on the surface of the thin film, the thickness and the degree of adhesion can be evaluated even for a thin film that does not transmit light.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記した従来技術にあっては、薄膜内に発生
する超音波が非常に弱いために、薄膜中の超音波の多重
反射信号を検出することが非常に困難になる。また、複
雑な光学系を必要とし、測定には非常に高い技術が要求
される。更に、検出信号のS/N比が悪いために測定に多
大の時間を要するなどの問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional technology, since the ultrasonic waves generated in the thin film are extremely weak, it is very difficult to detect the multiple reflection signals of the ultrasonic waves in the thin film. It becomes difficult. In addition, a complicated optical system is required, and very high technology is required for measurement. Further, there is a problem that a long time is required for measurement due to a bad S / N ratio of the detection signal.

本発明は、上記した従来技術の実情に鑑みてなされた
もので、レーザによって薄膜内に発生する超音波の信号
強度を高め、かつ検出系の構成を簡単にすることが可能
な非破壊で測定できる薄膜評価装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances of the prior art, and is a non-destructive measurement method capable of increasing the signal intensity of ultrasonic waves generated in a thin film by a laser and simplifying the configuration of a detection system. It is an object of the present invention to provide a thin film evaluation apparatus that can perform the evaluation.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明は、超短パル
スレーザ光または連続正弦波の変調レーザ光を薄膜に照
射することによって前記薄膜内に超高周波の超音波の共
鳴を生じさせるようにしている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention irradiates an ultrashort pulse laser beam or a continuous sinusoidal modulated laser beam onto a thin film, thereby forming an ultrahigh frequency Resonance of sound waves is caused.

また、このようにして発生した共鳴超音波を非接触で
検出するために、別の共鳴超音波検出用レーザ照射手段
と、該手段によって照射された検出用レーザ光が前記共
鳴超音波によって散乱されることにより生じる光周波数
シフトを検出するファブリペロー干渉計と、該ファアブ
リペロー干渉計の出力光を光−電変換する光検出器とを
設けるようにしている。
Further, in order to detect the resonance ultrasonic waves generated in this way in a non-contact manner, another resonance ultrasonic detection laser irradiation means, and the detection laser light irradiated by the means is scattered by the resonance ultrasonic waves. A Fabry-Perot interferometer for detecting an optical frequency shift caused by the above-mentioned operation, and a photodetector for photoelectrically converting the output light of the Fabry-Perot interferometer are provided.

また、共鳴超音波の検出には、上記ファブリペロー干
渉計に代えて、光ヘテロダイン干渉計または光ホモダイ
ン干渉計を用いることができる。
For detection of resonance ultrasonic waves, an optical heterodyne interferometer or an optical homodyne interferometer can be used instead of the Fabry-Perot interferometer.

[作用] 上記した手段によれば、超短パルス列の周期が適当に
選定されたバーストパルスレーザ光または変調周波数が
適当に選定されたCWレーザ光を薄膜表面に照射すること
によって照射部に熱応力が発生し、超音波の共鳴が生じ
る。
[Operation] According to the above-described means, the thin film surface is irradiated with a burst pulse laser beam having an appropriately selected ultrashort pulse train cycle or a CW laser beam having an appropriately selected modulation frequency, so that a thermal stress is applied to an irradiated portion. Occurs, and ultrasonic resonance occurs.

このようにして得られた薄膜内の共鳴超音波を非接触
で検出するためには、別の共鳴超音波検出用レーザ光を
薄膜に照射する。この検出用レーザ光が前記共鳴超音波
によって散乱されることにより、光周波数シフトが生じ
る。この光周波数シフトを検出するためには、ファブリ
ペロー干渉計を用いる。
In order to detect the resonance ultrasonic waves in the thin film thus obtained in a non-contact manner, another resonance ultrasonic detection laser beam is applied to the thin film. The detection laser light is scattered by the resonance ultrasonic waves, thereby causing an optical frequency shift. To detect this optical frequency shift, a Fabry-Perot interferometer is used.

このような方法を採用することによって薄膜内に共鳴
する超音波を発生させることができ、またロックインア
ンプを使用することによって検出系を狭帯域化すること
ができるので信号強度比及びS/N比を従来と比較して非
常に大きくすることが可能となる。そのため、厚み及び
密着度などの測定を非破壊で行うことができる。
By employing such a method, it is possible to generate ultrasonic waves that resonate in the thin film, and to use a lock-in amplifier to narrow the band of the detection system, so that the signal intensity ratio and the S / N ratio are reduced. The ratio can be made very large as compared with the prior art. Therefore, the measurement such as the thickness and the degree of adhesion can be performed nondestructively.

[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
Example An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明による薄膜内の超音波検出装置の一実
施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic detecting apparatus in a thin film according to the present invention.

レーザ源として共鳴超音波発生用レーザ1と共鳴超音
波検出用レーザ2の2つを備えている。共鳴超音波発生
用レーザ1の出射光路上には、光変調器3、光チョッパ
4が順次配設され、光変調器3により変調されたレーザ
光6が薄膜5の表面に到達する。一方、共鳴超音波検出
用レーザ2の出射光路上には、光アイソレータ7、偏向
ビームスプリッタ8、1/4波長板9が順次配設され、1/4
波長板9を出た検出用レーザ光が薄膜5の裏面に到達す
る。なお、共鳴超音波検出用レーザ2には、周波数安定
化単一周波数レーザが用いられる。偏向ビームスプリッ
タ8の反射光路上には、コリメータ10、ファブリペロー
干渉計11、光学フィルタ12、光検出器13が順次配設され
ている。光検出器13は入力光を光−電変換して電気信号
を出力するもので、例えば、アバランシェホトダイオー
ド、シリコンPINダイオード、光電子増倍管などを用い
ることができる。
A laser 1 for generating a resonance ultrasonic wave and a laser 2 for detecting a resonance ultrasonic wave are provided as laser sources. An optical modulator 3 and an optical chopper 4 are sequentially arranged on the emission optical path of the laser 1 for generating a resonance ultrasonic wave, and the laser light 6 modulated by the optical modulator 3 reaches the surface of the thin film 5. On the other hand, an optical isolator 7, a deflecting beam splitter 8, and a quarter-wave plate 9 are sequentially arranged on the emission optical path of the laser 2 for resonance ultrasonic detection.
The detection laser light that has exited the wave plate 9 reaches the back surface of the thin film 5. Note that a frequency-stabilized single-frequency laser is used as the resonance ultrasonic detection laser 2. On the reflection optical path of the deflection beam splitter 8, a collimator 10, a Fabry-Perot interferometer 11, an optical filter 12, and a photodetector 13 are sequentially arranged. The photodetector 13 photoelectrically converts input light and outputs an electric signal. For example, an avalanche photodiode, a silicon PIN diode, a photomultiplier, or the like can be used.

光検出器13には、その出力信号中の必要帯域内の信号
のみを通過させるバンドパスフィルタ14が接続され、こ
のバンドパスフィルタ14には、増幅器15が接続されてい
る。増幅器15にはロックインアンプ16が接続され、その
出力信号を表示するためにオシロスコープ17が設けられ
ている。更にロックインアンプ16にはロックイン検出を
行うための光チョッパ4及び光チョッパドライバ18が接
続される。
The photodetector 13 is connected to a bandpass filter 14 that allows only a signal within a required band in the output signal to pass therethrough, and the bandpass filter 14 is connected to an amplifier 15. A lock-in amplifier 16 is connected to the amplifier 15, and an oscilloscope 17 is provided to display the output signal. Further, the optical chopper 4 and the optical chopper driver 18 for performing lock-in detection are connected to the lock-in amplifier 16.

次に、以上の構成における動作について説明する。 Next, the operation in the above configuration will be described.

共鳴超音波発生用レーザ1を励起してレーザ光を発生
させ、これを光変調器3によって光変調する。この変調
されたレーザ光を薄膜5の表面に照射すると、その照射
部位に熱応力が生じ、超音波が発生する。薄膜内に共鳴
する超音波を発生させるためには、第2図又は第3図に
示すような超短パルス列の周期が適当に選定されたバー
ストパルスレーザ光、或は第4図又は第5図に示すよう
な正弦波状に変調された連続波(CW)レーザ光を用い
る。バーストパルスレーザ光の場合には、そのパルス列
周期ΔTを変えることにより、第2図及び第3図に示す
ように、薄膜内部に一次共振超音波(第2図の右図)又
は二次共振超音波(第3図の右図)を発生させることが
できる。同様に、変調されたCWレーザ光では変調周波数
を変えることにより、第4図及び第5図に示すような一
次又は二次の共振超音波を発生させることができる。
The laser 1 for generating a resonance ultrasonic wave is excited to generate a laser beam, which is optically modulated by the optical modulator 3. When the surface of the thin film 5 is irradiated with the modulated laser light, a thermal stress is generated at the irradiated portion, and an ultrasonic wave is generated. In order to generate an ultrasonic wave which resonates in the thin film, a burst pulse laser beam whose period of an ultrashort pulse train is appropriately selected as shown in FIG. 2 or FIG. 3, or FIG. 4 or FIG. A continuous wave (CW) laser light modulated into a sine wave as shown in FIG. In the case of a burst pulse laser beam, by changing the pulse train period ΔT, as shown in FIGS. 2 and 3, the primary resonance ultrasonic wave (the right figure in FIG. 2) or the secondary resonance A sound wave (the right figure in FIG. 3) can be generated. Similarly, by changing the modulation frequency of the modulated CW laser light, a primary or secondary resonance ultrasonic wave as shown in FIGS. 4 and 5 can be generated.

光変調器3としては、CWレーザ光を変調する場合には
適当な電気光学素子を用いる。また、パルスレーザから
バーストパルスを得るにはキャビティ・ダンパー、モー
ドロッカー、Q−スイッチと適当な電気光学素子の組合
せ等を利用する。
When the CW laser light is modulated, an appropriate electro-optical element is used as the optical modulator 3. To obtain a burst pulse from a pulse laser, a cavity damper, a mode locker, a combination of a Q-switch and an appropriate electro-optical element, etc. are used.

この共鳴超音波を検出するために、共鳴超音波検出用
レーザ光2を光アイソレータ7、偏向ビームスプリッタ
8及び1/4波長板9の各々を介して薄膜5に照射する。
薄膜5の表面及び裏面は、共鳴的超音波によって正弦波
の振動をしているため、共鳴超音波検出用レーザ2から
発生したプローブレーザ光は共鳴超音波によって散乱を
受け、周波数シフトを生じる。
In order to detect the resonance ultrasonic wave, the thin film 5 is irradiated with the resonance ultrasonic wave detection laser beam 2 via each of the optical isolator 7, the deflection beam splitter 8 and the quarter-wave plate 9.
Since the front and back surfaces of the thin film 5 oscillate in a sinusoidal manner by the resonance ultrasonic waves, the probe laser light generated from the resonance ultrasonic detection laser 2 is scattered by the resonance ultrasonic waves to cause a frequency shift.

この周波数シフトした光は、1/4波長板9、偏向ビー
ムスプリッタ8及びコリメータ10を介してファブリペロ
ー干渉計11に入射される。ファブリペロー干渉計11から
の出力光は、適当な光学フィルタ12によってノイズ分を
除去した後、光検出器13によって光−電変換される。こ
のとき、ファブリペロー干渉計11の共振器長の掃引をロ
ックインアンプ16による変調周波数(光チョッパ4のチ
ョッパ周波数)よりもゆっくりと行うことにより、第6
図に示すように中央にピーク(プローブレーザ光の中心
周波数)を有し、その両側に低いレベルのピーク(薄膜
5内で共振した超音波により散乱された光の周波数)を
有する信号波形が得られる。
The frequency-shifted light is incident on the Fabry-Perot interferometer 11 via the quarter-wave plate 9, the deflection beam splitter 8, and the collimator 10. The output light from the Fabry-Perot interferometer 11 is subjected to photo-electric conversion by the photo detector 13 after removing noise by an appropriate optical filter 12. At this time, the sweep of the resonator length of the Fabry-Perot interferometer 11 is performed more slowly than the modulation frequency of the lock-in amplifier 16 (the chopper frequency of the optical chopper 4), so that the sixth
As shown in the figure, a signal waveform having a peak at the center (center frequency of the probe laser beam) and a low level peak (frequency of light scattered by the ultrasonic waves resonated in the thin film 5) on both sides thereof is obtained. Can be

この信号がバンドパスフィルタ14で不要信号を除去し
て増幅器15で増幅ののち、さらにロックインアンプ16を
経てオシロスコープ17に表示される。表示された波形の
周波数シフト及び信号強度を測定することにより、薄膜
5の厚み及び密着性などを知ることができる。
This signal is filtered by a band-pass filter 14 to remove unnecessary signals, amplified by an amplifier 15, and further displayed on an oscilloscope 17 via a lock-in amplifier 16. By measuring the frequency shift and the signal intensity of the displayed waveform, the thickness and the adhesion of the thin film 5 can be known.

以上述べた上記技術は、共鳴を利用するために従来技
術と比較して信号強度を飛躍的に高めることができる。
また、狭帯域バンドパスフィルタ14及び、ロックインア
ンプ16を用いることができるため検出系のS/N比も飛躍
的に高めることができ、より高精度の測定が可能にな
る。さらに、前記したC.Thomsenの方法に比べて測定時
間を大幅に短縮することができるため、この面でもS/N
の改善を図ることができる。また、C.Thomsenの方法を
実現する光学系の構成に比べて、本発明の光学系は構成
が簡単になるので、光軸の調整が極めて簡単になる。
The above-described technique can remarkably increase the signal strength as compared with the conventional technique because resonance is used.
Further, since the narrow-band bandpass filter 14 and the lock-in amplifier 16 can be used, the S / N ratio of the detection system can be drastically increased, and more accurate measurement can be performed. Furthermore, since the measurement time can be significantly reduced as compared with the method of C. Thomsen, the S / N
Can be improved. In addition, since the optical system of the present invention has a simple configuration as compared with the configuration of an optical system that realizes the method of C. Thomsen, adjustment of the optical axis is extremely simple.

なお、上記実施例ではファブリペロー干渉計11を用い
て検出を行うものとしたが、これに代えて光ヘテロダイ
ン干渉計、光ホモダイン干渉計などを用いることも可能
である。
In the above embodiment, the detection is performed using the Fabry-Perot interferometer 11, but an optical heterodyne interferometer, an optical homodyne interferometer, or the like may be used instead.

また、上記実施例では、第2図及び第3図に示すパル
ス列を適当な電気光学素子によって得るものとしたが、
このほか、J.Opt.Soc.Am.vol45,1418,[1975](ジャー
ナル オブ オプティカル ソサイエティ オブ アメ
リカ 45巻、1975年)に記載のC.Roychoudhuriの方法に
よる超短パルスをファブリペロー干渉計に入射する方法
によっても、第2図または第3図に示すようなバースト
パルスを作製することが可能となる。
Further, in the above embodiment, the pulse trains shown in FIGS. 2 and 3 are obtained by an appropriate electro-optical element.
Vol. 45, 1418, [1975] (Journal of Optical Society of America, Vol. 45, 1975). Ultra-short pulses by the method of C. Roychoudhuri are injected into the Fabry-Perot interferometer. This method also makes it possible to produce a burst pulse as shown in FIG. 2 or FIG.

第7図は、本発明による薄膜内の超音波検出装置の他
の実施例を示すブロック図である。なお、本実施例にお
いては、第1図と同一であるものには、同一引用符号を
用いたので、重複する説明は省略する。
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the ultrasonic detecting apparatus in a thin film according to the present invention. In the present embodiment, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

薄膜5が基板19上に形成されている場合、薄膜5が単
体の場合と異なり共鳴超音波検出用レーザ光を薄膜裏面
から照射することは不可能となる。そこで、図7のよう
に共鳴超音波検出用レーザ光2をレーザ光6と共に薄膜
5の表面に照射する。共鳴超音波検出用レーザ光2の反
射光の光軸上には、コリメータ10、ファブリペロー干渉
計11及び光学フィルタ12を配設する。この場合、反射光
と入射光は同軸にならないので、偏向ビームスプリッタ
8及び1/4波長板9が不要になる。このように、本実施
例は共鳴超音波検出用レーザ2の光学系に違いがあるも
のの、全体の動作原理は第1図の実施例と同一であるの
で、ここでは説明を省略する。また、得られる効果も前
記実施例と同様である。
When the thin film 5 is formed on the substrate 19, unlike the case where the thin film 5 is a single body, it becomes impossible to irradiate the laser beam for resonance ultrasonic detection from the back surface of the thin film. Therefore, as shown in FIG. 7, the surface of the thin film 5 is irradiated with the laser beam 2 for resonance ultrasonic detection together with the laser beam 6. A collimator 10, a Fabry-Perot interferometer 11, and an optical filter 12 are provided on the optical axis of the reflected light of the resonance ultrasonic detection laser beam 2. In this case, since the reflected light and the incident light are not coaxial, the deflection beam splitter 8 and the quarter-wave plate 9 become unnecessary. As described above, although the present embodiment has a difference in the optical system of the laser 2 for resonance ultrasonic detection, the overall operation principle is the same as that of the embodiment of FIG. The effects obtained are also the same as those of the above embodiment.

[発明の効果] 本発明は上記の通り構成されているので、次に記載す
る効果を奏する。
[Effects of the Invention] The present invention is configured as described above, and has the following effects.

超短パルスレーザ光または連続正弦波の変調レーザ光
を薄膜に照射して前記薄膜内に超高周波の共鳴を生じさ
せるようにしたので、C.Thomsenの方法に比べ、非常に
大きな信号強度を得ることができるとともに、共鳴超音
波が生じている薄膜に検出用レーザ照射手段と、該手段
によって照射された検出用レーザ光が前記共鳴超音波に
よって散乱されることにより生じる光周波数シフトを検
出するファブリペロー干渉計と、該ファブリペロー干渉
計の出力光を光−電変換する光検出器とを設けるように
したので、信号強度比及びS/N比を大きくすることがで
き、薄膜の厚み及び密着度などの測定を非破壊で行うこ
とができる。
Ultrashort pulse laser light or continuous sinusoidal modulated laser light is applied to the thin film to generate ultrahigh frequency resonance in the thin film, so that a very large signal intensity is obtained compared to the method of C. Thomsen. A laser irradiating means for detecting a thin film on which a resonance ultrasonic wave is generated, and a fabric for detecting an optical frequency shift caused by scattering of the detection laser light irradiated by the means by the resonance ultrasonic wave. Since a Perot interferometer and a photodetector for photoelectrically converting the output light of the Fabry-Perot interferometer are provided, the signal intensity ratio and the S / N ratio can be increased, and the thickness and adhesion of the thin film can be increased. Measurements such as degree can be made non-destructively.

さらに、ファブリペロー干渉計に代えて、光ヘテロダ
イン干渉計または光ホモダイン干渉計を用いることもで
きるので、検出系の選択幅が広がる。
Further, since an optical heterodyne interferometer or an optical homodyne interferometer can be used instead of the Fabry-Perot interferometer, the range of selection of the detection system is expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による薄膜内の超音波検出装置の一実施
例を示すブロック図、第2図及び第3図は超短パルスレ
ーザ光のパルス列が適当に選定されたバーストパルスレ
ーザ光を用いて共鳴超音波を発生させることを示す説明
図、第4図及び第5図はCWレーザ光を変調して共鳴超音
波を発生させることを示す説明図、第6図は光検出器に
よって薄膜内に発生した共鳴超音波の検出信号を示す
図、第7図は本発明による薄膜内の超音波検出装置の他
の実施例を示すブロック図である。 図中. 1……共鳴超音波発生用レーザ 2……共鳴超音波検出用レーザ 3……光変調器、4……光チョッパ 5……薄膜、6……レーザ光 11……ファブリペロー干渉計 13……光検出器 14……バンドパスフィルタ 15……増幅器 16……ロックインアンプ 17……オシロスコープ 18……光チョッパドライバ 19……基板
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic detecting apparatus in a thin film according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show a case where a pulse train of an ultrashort pulse laser beam is appropriately selected using a burst pulse laser beam. FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams showing that a resonant ultrasonic wave is generated by modulating a CW laser beam, and FIG. 6 is a diagram showing the inside of a thin film by a photodetector. FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the ultrasonic detecting apparatus in a thin film according to the present invention. In the figure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resonance ultrasonic wave generation laser 2 ... Resonance ultrasonic wave detection laser 3 ... Optical modulator 4, ... Optical chopper 5 ... Thin film, 6 ... Laser light 11 ... Fabry-Perot interferometer 13 ... Photodetector 14 Bandpass filter 15 Amplifier 16 Lock-in amplifier 17 Oscilloscope 18 Optical chopper driver 19 Substrate

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】薄膜の厚み方向に進行する超高周波の超音
波を発生させ厚み共鳴を生じさせるための、超短パルス
レーザ光または連続正弦波の変調レーザ光照射手段と、
前記薄膜内部に発生させた共鳴超音波を検出するための
共鳴超音波検出用レーザ照射手段と、該共鳴超音波検出
用レーザ照射手段によって照射された検出用レーザ光が
前記共鳴超音波によって散乱されることにより生じる光
周波数シフトを検出するファブリペロー干渉計と、該フ
ァブリペロー干渉計の出力光を光−電変換する光検出器
とを具備することを特徴とする薄膜評価装置。
1. A means for irradiating an ultrashort pulse laser beam or a continuous sine wave modulated laser beam for generating an ultrahigh frequency ultrasonic wave traveling in a thickness direction of a thin film to generate a thickness resonance.
A laser irradiation unit for detecting a resonance ultrasonic wave generated inside the thin film, and a detection laser beam irradiated by the laser irradiation unit for resonance ultrasonic detection is scattered by the resonance ultrasonic wave. 1. A thin film evaluation apparatus comprising: a Fabry-Perot interferometer for detecting an optical frequency shift caused by the above-mentioned operation; and a photodetector for performing photo-electric conversion of output light of the Fabry-Perot interferometer.
【請求項2】前記ファブリペロー干渉計に代えて、光ヘ
テロダイン干渉計または光ホモダイン干渉計を用いるこ
とを特徴とする請求項(1)記載の薄膜評価装置。
2. The thin film evaluation apparatus according to claim 1, wherein an optical heterodyne interferometer or an optical homodyne interferometer is used instead of the Fabry-Perot interferometer.
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