DE10200349A1

DE10200349A1 - Verfahren und Anordnung zur Fremdgaserkennung im Strahlengang optischer Abbildungs- und/oder Strahlführungssysteme

Info

Publication number: DE10200349A1
Application number: DE10200349A
Authority: DE
Inventors: Gerhart Schroff; Michael Stetter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2003-07-17
Also published as: AU2002367326A1; EP1463929A1; WO2003058213A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erkennung von Fremdgasen im Strahlengang optischer Abbildungs- oder Strahlführungssysteme (10), bei welchen das den Strahlengang und die optischen Komponenten (10') umschließende Gehäuse mit einem Schutzgas befüllt oder durchspült wird. Das Schutzgas kann das von der Strahlquelle (11) emittierte und mittels der optischen Komponenten (10') auf die zu belichtende oder zu bearbeitende Oberfläche (16) abgebildete Nutzwellenfeld (1') nicht absorbieren. Enthält das Schutzgas aber Fremdgase oder Verunreinigungen, die Energie aus dem Nutzwellenfeld (1') absorbieren können, so führt dies zu einer Erwärmung und damit zu einer Änderung des Brechungsindex des Schutzgases und somit zu veränderten Abbildungseigenschaften der Abbildungs- oder Strahlführungssysteme (10). Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, diesen Einfluß der Fremdgase oder Verunreinigungen auf die Abbildungseigenschaften mittels des photoakustischen Effektes zu erkennen und zu bewerten. Hierzu wird das zu untersuchende Schutzgas in einem Untersuchungsvolumen (3) einem intensitätsmodulierten elektromagnetischen Analysewellenfeld (4'), vorzugsweise mit derselben spektralen Zusammensetzung wie das Nutzwellenfeld (1'), ausgesetzt. Die beim Durchstrahlen des Untersuchungsvolumens (3) von den Fremdgasen oder Verunreinigungen absorbierte Strahlenergie führt nach dem photoakustischen Effekt zu Temperaturänderungen und zu diesen proportionalen Druckschwankungen mit ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erkennung von Fremdgasen im Strahlengang optischer Abbildungs- oder Strahlführungssysteme, bei welchen das den Strahlengang und die optischen Komponenten umschließende Gehäuse mit einem Schutzgas befüllt oder durchspült wird und Fremdgase oder Verunreinigungen im Schutzgas sich störend auf die optischen Abbildungseigenschaften dieser optischen Systeme auswirken können.
Bei den bekannten Verfahren wird der gesamte Strahlengang von optischen Abbildungs- oder Strahlführungssystemen mit einem extrem reinen Gas, welches das verwendete Laserlicht -oder allgemeiner die verwendeten elektromagnetischen Wellen- nicht absorbiert, gefüllt. Hierdurch wird erreicht, daß die störenden Einflüsse von Fremdgasen oder anderen Verunreinigungen wie etwa sehr feinen Aerosolen oder feinen Rauch- oder Staubpartikeln auf die Abbildungseigenschaften von optischen Systemen, wie sie etwa in der Halbleiterindustrie zum Belichten von Wafern, oder bei leistungsstarken Laserschneid- oder Laserschweißanlagen eingesetzt werden, ausgeschlossen werden können. Kann das optische System nicht hinreichend dicht aufgebaut werden, so wird der gesamte Strahlengang mit einem extrem reinen Gas langsam durchspült. Ein Durchspülen des Strahlenganges kann aber auch dann notwendig werden, wenn einige der beim Aufbau des optischen Systems verwendeten Komponenten ausgasen und somit -meist sehr langsam und schwer vorhersehbar- Fremdgase in den Strahlengang gelangen. Die extreme Reinheit des Spülgases soll hierbei sicherstellen, daß keine störenden Einflüsse, bedingt durch Fremdgase oder Verunreinigungen auftreten können. Der Einsatz sehr reiner Gase löst zwar das Problem, erzeugt allerdings sehr hohe Kosten.
Bei Laserbearbeitungsmaschinen wird es zunehmend wichtiger den Strahlengang mit weit weniger reinen Gasen sicher spülen zu können, da hier der Gasverbrauch aufgrund der nur bedingt möglichen Dichtheit eines solchen Strahlführungssystems, hervorgerufen durch die sehr komplexen Komponenten und auch teils sehr lange Strahlführung, naturgemäß hoch ist. Hieraus ergibt sich dann die Notwendigkeit, die verwendeten Gase genauer analysieren zu können, um die Abbildungseigenschaften solcher Systeme nicht durch zu stark verunreinigte Schutzgase zu beeinflussen. Es ist zwar im Prinzip möglich, eine Gasanalyse mittels Massenspektrometer durchzuführen, doch ist diese Art der Analytik ausschließlich für den Laborbereich, nicht aber für die kontinuierliche Überwachung geeignet, da sowohl die Kosten für solch eine Messtechnik, als auch der personelle Aufwand sehr hoch sind.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Bewertung der Einflüsse der im Schutzgas befindlichen Fremdgase oder Verunreinigungen auf die optischen Abbildungseigenschaften optischer Strahlführungs- oder Abbildungssysteme für praktische Anwendungsfälle schneller, sicherer und vor allem automatisierbar unter rauhen Industriebedingungen zu bezahlbaren Preisen durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1, dem Grundgedanken nach, sowie in Ausführungsvarianten und Ausgestaltungen derselben durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 11 und hinsichtlich der Anordnung durch die Merkmale des Anspruchs 12 und in Ausgestaltungen durch die weiteren Unteransprüche 13 bis 16 gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei optischen Systemen, die zwischen den einzelnen optischen Komponenten (wie etwa Spiegeln, Strahlteilern, Linsen, optischen Gittern oder Prismen) Gase enthalten, die optischen Eigenschaften vom Brechungsindex des verwendeten Gases abhängen. Der wesentliche Einfluss von Fremdgasen oder anderen Verunreinigungen, welche diese, das optische System durchstrahlenden, elektromagnetischen Nutzwellenfelder absorbieren, ist dann darin zu sehen, daß diese Fremdgase oder Verunreinigungen lokal oder auch im gesamten Strahlengang des Nutzwellenfeldes zu einer Erwärmung des verwendeten Schutzgases führen und damit den Brechungsindex des Gases und somit die Abbildungseigenschaften verändern.

Um diese Einflüsse von Fremdgasen oder Verunreinigungen auf die optischen Eigenschaften optischer Systeme sicher erkennen zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das den Strahlengang und meist auch die optischen Komponenten umgebende Schutzgas mittels des photoakustischen Effektes auf solche Fremdgase oder Verunreinigungen hin untersucht wird. Hierbei wird das zu untersuchende Schutzgas in einem Untersuchungsvolumen einem von einer Strahlquelle (beispielsweise von einem Laser) emittierten, intensitätsmodulierten elektromagnetischen Analysewellenfeld ausgesetzt. Wird dieses Wellenfeld so gewählt, daß zumindest Frequenzanteile dieser Wellen von den Fremdgasen oder Verunreinigungen absorbiert werden können, so wird ein Teil der Moleküle und/oder Atome der Fremdgase oder Verunreinigungen durch Absorption der elektromagnetischen Wellen in einen energetisch angeregten Zustand gebracht. Durch Stöße mit anderen Molekülen oder Atomen in dem Untersuchungsvolumen können die angeregten Moleküle oder Atome ihre Anregungsenergie ganz oder teilweise abgeben und beispielsweise in Translations-, Rotations-, und Schwingungsenergie der Stoßpartner umwandeln. Die Erhöhung der Translationsenergie der im Untersuchungsvolumen vorhandenen Moleküle oder Atome bedeutet eine Temperaturerhöhung und damit einen Druckanstieg (photoakustischer Effekt). Durch das in das Untersuchungsvolumen eingestrahlte, periodisch in der Intensität veränderte Wellenfeld, ergeben sich periodische Druckschwankungen, die mittels eines Drucksensors oder eines Schallsensors nachgewiesen werden können. Das mittels des Drucksensors oder Schallsensors erzeugte und der Erkennung der Fremdgase oder Verunreinigungen dienende photoakustische Signal kann dann als Maß für die veränderten Abbildungseigenschaften des optischen Systems herangezogen werden. Die spektrale Zusammensetzung kann hierzu so gewält werden, daß das Analysewellenfeld alle oder zumindest einige Frequenzanteile des Nutzwellenfeldes enthält und/oder das Nutzwellenfeld alle und/oder einige Frequenzanteile des intensitätsmodulierten Analysewellenfeldes enthält.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die spektrale Zusammensetzung des Nutzwellenfeldes und des intensitätsmodulierten Analysewellenfeldes übereinstimmen.

Wird beispielsweise bei einer Laserschneidanlage ein CO₂-Laser eingesetzt und der Laser im 10,6 µm Bereich so betrieben, daß das emittierte Laserlicht nur die P(16), P(18), P(20), P(22), P(24) und P(30) Linien enthält, so kann zur Abschätzung des Einflusses von Fremdgasen oder Verunreinigungen auf die Abbildungseigenschaften der Laserschneidanlage (und damit auf die Schneidqualität) ein Analyselaserstrahl verwendet werden, der vorzugsweise nur eine, mehrere oder alle dieser Laserlinien oder noch weitere zusätzliche Laserlinien enthält. Enthält der Analyselaserstrahl alle Laserlinien des Nutzlaserstrahls, aber keine weiteren, so kann vorteilhafterweise die Intensitätsverteilung der einzelnen Linien des Analyselaserstrahls gleich der Intensitätsverteilung der Linien des Nutzlaserstrahls (mit welchem geschnitten wird) gewählt werden. Analog kann natürlich auch bei Abbildungssystemen von Belichtungssystemen die Lichtquellen im UV-Bereich einsetzen, oder auch bei Laserfusionsanordnungen usw. verfahren werden.

Der große Vorteil dieser Art der Ermittlung der Einflüsse von Fremdgasen oder Verunreinigungen auf die Eigenschaften dieser Abbildungssysteme ist in dem direkten Zusammenhang zwischen Erwärmung des Schutzgases und dem der Erkennung dieser Einflüsse dienenden photoakustischen Signale zu sehen. Wollte man mit Massenspektrometern arbeiten, müßten hierzu erst alle in Betracht kommenden Fremdgase oder Verunreinigungen erkannt und eindeutig identifiziert werden, deren Konzentration ermittelt werden und über ein umfangreiches Tabellenwerk die daraus zu erwartenden thermischen Einflüsse errechnet werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß durch ein Pulsen der Anregungsleistung der Strahlquelle das von dieser emittierte Nutzwellenfeld in der Intensität moduliert wird. Wird das Analysewellenfeld beispielsweise mittels eines Strahlteilers oder eines teildurchlässigen Spiegels oder eines mit einer Bohrung versehenen Spiegels oder durch einen Streukörper, wie etwa ein dünner Draht aus dem Nutzwellenfeld ausgekoppelt, so ist das so gewonnene Analysewellenfeld wie das Nutzwellenfeld in der Intensität moduliert.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das intensitätsmodulierte Analysewellenfeld dadurch erzeugt wird, daß vorzugsweise mittels eines Strahlteilers ein geringer Intensitätsanteil aus dem Nutzwellenfeld ausgekoppelt wird und durch periodisches Ausblenden vorzugsweise mittels eines mechanischen Unterbrecherrades in der Intensität moduliert wird.

Bei einigen Lasern, insbesondere bei vielen Eximerlasern, die im UV-Bereich emittieren, kann auch ein zweiter Laserstrahl sehr einfach aus dem Laser ausgekoppelt werden, indem man nicht nur an dem Auskoppelfenster, an welchem der Nutzlaserstrahl aus dem Laser austritt, Laserleistung aus dem Laserresonator auskoppelt, sondern auch an einem Resonatorspiegel oder einem anderen im Resonator befindlichen Bauteil, wie etwa einem Etalon, einen weiteren Laserstrahl mit geringer Laserleistung auskoppelt. Dies geht allerdings nur bei Laserquellen, die eine hinreichend hohe interne Verstärkung im Lasermedium zeigen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Untersuchungsvolumen innerhalb des Gehäuses des Abbildungs- und/oder Strahlführungssystems angebracht wird, wobei das Untersuchungsvolumen so im Inneren des Abbildungssystems angebracht wird, daß in das Untersuchungsvolumen ohne große zeitliche Verzögerungen, beispielsweise hervorgerufen durch lange und/oder enge Diffusionswege, das momentan in dem Abbildungssystem vorhandene Gas gelangen kann.

Die in dem Untersuchungsvolumen photoakustisch erzeugten Signale werden vorteilhafterweise in einem beispielsweise als Mikrofon ausgebildeten Schallsensor in elektrische Ausganssignale umgewandelt und unter Bestimmung ihrer Intensität ausgewertet.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Erkennung von Fremdgasen oder Verunreinigungen im Strahlengang optischer Abbildungs- oder Strahlführungssysteme nach dem photoakustischen Prinzip.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung dient der Erkennung von Fremdgasen oder Verunreinigungen innerhalb des Strahlenganges von mit einem Schutzgas gefüllten oder durchspülten Abbildungs- oder Strahlführungssystemen mittels des photoakustischen Prinzips.
Die Strahlquelle (11), welche in vielen Anwendungsfällen als Laser ausgebildet sein wird, emittiert den Nutzwellenstrahl (1'), welcher meist als kollimierter, leicht divergenter Laserstrahl ausgebildet ist. Im Strahlengang des Nutzwellenfeldes (1') befindet sich hintereinander ein Strahlteiler (6) und danach die eigentlichen optischen Komponenten (10') des optischen Abbildungs- oder Strahlführungssystems (10), welche das Nutzwellenfeld (1') auf die zu belichtende oder zu bearbeitende oder zu verdampfende Oberfläche (16), beispielsweise von Wafern, zu schneidenden Blechen oder bei der Laserfusion aufzuheizenden Targets geeignet abbilden sollen. Mittels des Strahlteilers (6) wird aus dem Nutzwellenfeld (1') das Analysewellenfeld (4) ausgekoppelt. Im Strahlengang des Analysewellenfeldes (4) befindet sich nacheinander ein Auskoppelfenster (19) und eine Modulationseinheit (12). Durch das Auskoppelfenster (19) kann das Analysewellenfeld (4) aus dem Gehäuse des Abbildungs- oder Strahlführungssystems (10) austreten. Mittels der Modulationseinrichtung (12), welche vorzugsweise als mechanisches Unterbrecherrad ausgebildet wird, kann der Analysestrahl (4) in der Intensität moduliert werden. Im Strahlengang des so modulierten Analysewellenfeldes (4') befindet sich die Nachweiskammer (3). Sie weist ein Ein- und Auslaßfenster (18), (18'), einen mit Gas befüllbaren Innenraum (17) und einen im Innenraum angeordneten, vorzugsweise als Mikrofon ausgebildeten Schallsensor (7) auf.
Die Nachweiskammer (3) ist mit einem Befüllanschluß (8) und einem Evakuieranschluß (9) versehen. Sie kann mittels dieser Anschlüsse mit dem auf Fremdgase oder Verunreinigungen hin zu untersuchenden Schutzgas befüllt werden und nach einer Analyse wieder geleert, evakuiert oder auch gespült werden. Da das intensitätsmodulierte Analysewellenfeld (4') zu jedem Zeitpunkt dieselbe spektrale Zusammensetzung hat, wie das, das Abbildungs- oder Strahlführungssystem durchstrahlende Nutzwellenfeld (1'), wird von den im Schutzgas enthaltenen Fremdgasen oder Verunreinigungen bei einer Bestrahlung mit diesen Strahlen genau dann Energie aus dem intensitätsmodulierten Analysewellenfeld (4') absorbiert, wenn auch Energie aus dem Nutzwellenfeld (1') absorbiert wird. Die beim Durchstrahlen der Nachweiskammer (3) durch die in dem Schutzgas enthaltenen Fremdgase oder Verunreinigungen absorbierte Strahlenergie führt nach dem photoakustischen Effekt zu Temperaturänderungen und damit zu Druckschwankungen mit der durch die Modulationsfrequenz aufgeprägten Frequenz, die an dem Schallsensor (7) in elektrische Ausgangssignale umgewandelt werden können. Da die erzeugten Temperaturänderungen unter geeignet gewählten Randbedingungen, wie etwa eine auf den Strahldurchmesser, die Dimensionen der Nachweiskammer, das verwendete Schutzgas, den in der Nachweiskammer eingestellten Druck und die zu detektierenden Fremdgase abgestimmte Modulationsfrequenz, zu den erzeugten Druckschwankungen direkt proportional sind, bildet ein so erzeugtes photoakustisches Signal (5) ein eindeutiges Merkmal zur Beurteilung der Strahleigenschaften des optischen Abbildungs- oder Strahlführungssystems.
Der Befüllanschluß (8) der Nachweiskammer (3) ist über die Leitung (22) mit der Ablassöffnung (21) des Strahlführungssystems (10) verbunden und mit einem Befüllventil (22') versehen. Über die Ablassöffnung (21) kann dann eine Probe des in dem Strahlführungssystem (10) befindlichen Schutzgases für eine Analyse entnommen werden. Das Abbildungs- oder Strahlführungssystem (10) kann über die Einlassöffnung (20) mit Schutzgas befüllt und/oder durch kontinuierliches Einleiten von Schutzgas gespült werden. Das Schutzgas tritt dann an undichten Stellen oder sonstigen Öffnungen aus dem Strahlführungssystem wieder aus.
Der Evakuieranschluß (9) der Nachweiskammer wird über Leitung (23) mit einer Vakuumpumpe (24) verbunden und ist mit einem Evakuierventil (23') versehen.
Die Analyse des Schutzgases auf Fremdgase und/oder Verunreinigungen hin wird wie folgt durchgeführt:
Evakuierventil (23') wird geöffnet, bis sich ein hinreichend tiefes Vakuum in der Nachweiskammer (3) einstellt und/oder unterschritten wird. Das Vakuum kann vorzugsweise mittels eines in der Leitung (23) zwischen Evakuierventil (23') und Nachweiskammer (3) angebrachten Drucksensors gemessen werden;
sodann wird das Befüllventil (22') in der Leitung (22) geöffnet, um eine Probe des in dem Strahlführungssystem vorhandenen Schutzgases entnehmen zu können;
sodann wird nach einer kurzen Wartezeit, vorzugseise ein bis zwei Sekunden, in denen die Leitungen (22), (23) und die Nachweiskammer durchspült werden, das Evakuierventil (23') geschlossen und sobald der in der Leitung (23) zwischen Evakuierventil (23') und Nachweiskammer (3) angebrachte Drucksensor den gewünschten Druck, vorzugsweise Atmosphärendruck anzeigt, das Befüllventil (22') geschlossen und danach das Schutzgas auf eventuell enthaltene Fremdgase oder Verunreinigungen hin analysiert.
Die Reinigung der Nachweiskammer (3) kann dann durch ein hinreichend tiefes Evakuieren mittels des Evakuierventils (23') und anschließendem Schließen des Evakuierventils (23') erfolgen.
Alternativ hierzu kann durch Anbringen einer Drossel in der Leitung zwischen Vakuumpumpe (24) und Evakuierventil (23') bei offenem Evakuierventil und offenem Befüllventil ein dann konstanter Volumenstrom durch die Nachweiskammer gesaugt werden und so eine kontinuierliche Analyse des Schutzgases durchgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zur Fremdgaserkennung in optischen Abbildungs- und/oder Strahlführungssystemen (10), bei welchen das von dem elektromagnetischen Nutzwellenfeld (1') durchstrahlte Volumen (2) des optischen Abbildungs- und/oder Strahlführungssystems (10) mit einem Schutzgas, welches die Frequenzanteile des Nutzwellenfeldes (1') nicht absorbieren kann, gefüllt ist und/oder durchspült wird, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Schutzgas in einem Untersuchungsvolumen (3) einem intensitätsmodulierten elektromagnetischen Analysewellenfeld (4') ausgesetzt wird, welches Frequenzanteile des Nutzwellenfeldes (1') enthält und daß bei der Absorbtion von Frequenzanteilen des intensitätsmodulierten Analysewellenfeldes (4') durch Fremdgase und/oder Verunreinigungen mittels des photoakustischen Effektes ein der Erkennung von Verunreinigungen und/oder Fremdgasen dienendes photoakustisches Signal (5) erzeugt wird und/oder daß das photoakustische Signal (5) als Maß für die veränderten Abbildungseigenschaften des optischen Systems ausgewertet wird und/oder als Maß für die Konzentration der Fremdgase und/oder Verunreinigungen ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im intensitätsmodulierten Analysewellenfeld (4') enthaltenen Frequenzanteile auch im Nutzwellenfeld (1') enthaltenen sind.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Nutzwellenfeld (1') enthaltenen Frequenzanteile auch im intensitätsmodulierten Analysewellenfeld (4') enthaltenen sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spektrale Zusammensetzung der im intensitätsmodulierten Analysewellenfeld (4') enthaltenen Frequenzanteile mit der spektralen Zusammensetzung der im Nutzwellenfeld (1') enthaltenen Frequenzanteile übereinstimmt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das intensitätsmodulierte Analysewellenfeld (4') dadurch erzeugt wird, daß aus dem von der Strahlquelle (11) emittierten und das Strahlführungssystem (10) durchsetzende Nutzwellenfeld (1') vorzugsweise mittels eines Strahlteilers (6) ein Analysewellenfeld ausgekoppelt wird und das Analysewellenfeld durch vorzugsweise periodisches Pulsen der Anregungsleistung der Strahlquelle (11) intensitätsmoduliert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das intensitätsmodulierte Analysewellenfeld (4') dadurch erzeugt wird, daß aus dem von der Strahlquelle (11) emittierten und das Strahlführungssystem (10) durchsetzende Nutzwellenfeld (1') vorzugsweise mittels eines Strahlteilers (6) ein Analysewellenfeld ausgekoppelt wird und das Analysenwellenfeld durch vorzugsweise periodisches Ausblenden intensitätsmoduliert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersuchungsvolumen (3) innerhalb des von dem Nutzwellenfeld (1') durchstrahlten Volumens (2) des optischen Abbildungs- und/oder Strahlführungssystems (10) so angebracht ist, daß ein Gasaustausch zwischen beiden Volumen schnell und leicht möglich ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bei einem Durchspülen des optischen Abbildungs- und/oder Strahlführungssystems (10) aus diesem an der Ablassöffnung (21) austretende Schutzgas in das Untersuchungsvolumen (3) geleitet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Nutzwellenfeld (1') durchstrahlte Volumen (2) so mit dem Schutzgas durchspült wird, daß sich Fremdgase und/oder Verunreinigungen homogen in diesem Volumen verteilen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das photoakustisches Signal (5) vorzugsweise als elektrisches Ausgangssignal, so mittels eines vorzugsweise als Mikrophon ausgebildeten Schallsensors (7), erzeugt wird, daß es den mittels des photoakustischen Effekts in dem Untersuchungsvolumen (3) erzeugten Druckänderungen proportional ist und unter Bestimmung der Intensität ausgewertet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzgas N₂ und/oder O₂ und/oder He und/oder H₂ und/oder Ar verwendet wird.

12. Anordnung zur Fremdgaserkennung in optischen Abbildungs- und/oder Strahlführungssystemen (10), bei welchen aus dem von einer Strahlquelle (11) emittierten und das Strahlführungssystem (10) durchsetzenden elektromagnetischen Nutzwellenfeld (1'), vorzugsweise mittels eines Strahlteilers (6), ein Analysewellenfeld (4) ausgekoppelt wird, mit einem den Strahlengang des Nutzwellenfeldes (1') umgebenden mit Schutzgas befüllbaren und/oder durchspülbaren Volumen (2), welches vorzugsweise durch das Gehäuse des Strahlführungssystems (10) definiert wird, mit einer Modulationseinrichtung (12) zur Erzeugung eines vorzugsweise durch ein periodisches Ausblenden des Analysewellenfeldes (4) modulierten, die Nachweiskammer (3) durchsetzenden intensitätsmodulierten Analysewellenfeldes (4'), mit einem in der Nachweiskammer (3) angeordneten Schallsensor (7) zur Messung der durch den photoakustischen Effekt in der Nachweiskammer (3) erzeugten Druckschwankungen und zur Erzeugung eines diesen photoakustisch erzeugten Druckschwankungen vorzugsweise proportionalen photoakustischen Signals (5), welches dann als Maß für die veränderten optischen Abbildungseigenschaften des Strahlführungssystems (10) ausgewertet wird.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (12) mittels eines mechanischen Unterbrecherrades realisiert wird.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiskammer (3) mit einem Befüllanschluß (8) und einem Evakuieranschluß (9) versehen ist, um die Nachweiskammer (3) mit dem auf Fremdgase oder Verunreinigungen hin zu analysierenden Schutzgas befüllen zu können und nach einer Analyse das Schutzgas wieder entnehmen zu können.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ablassöffnung (21) aus dem Strahlführungssystem (10) austretendes Schutzgas mittels einer Leitung (22), welche die Ablassöffnung (21) mit dem Befüllanschluß (8) der Nachweiskammer (3) verbindet, in die Nachweiskammer (3) verbracht wird.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (22) zwischen Ablassöffnung (21) und Befüllanschluß (8) ein Befüllventil (22') zum Öffnen und Verschließen des Befüllanschlusses angebracht ist und daß der Evakuieranschluß (9) über das Evakuierventil (23') mit der Vakuumpumpe (24) zum Evakuieren und/oder Spülen der Nachweiskammer (3) mittels einer Leitung (23) verbunden ist.