DE102008020902B4 - Anordnung und Verfahren zur konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie - Google Patents

Anordnung und Verfahren zur konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie Download PDF

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Abstract

Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und/oder Sub-Lambda-Partikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sub-Lambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen wie in optischen Volumendatenspeichern, mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik aufweist sowie Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels (R_0) und chromatisch aufgespalteter Objektstrahlenbündel (O_1λ) und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle (1) oder einer Vielzahl punktförmig gemachter Multiwellenlängen-Quellen elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zur Spektralanalyse (21, 22, 106) der elektromagnetischen Strahlung, so dass eine mikroskopische Abbildung des Objekts...

Description

  • Stand der Technik
  • Das gleichzeitige Aufnehmen von Daten aus verschiedenen Tiefen des Objektraumes spielt bei der mikroskopischen Interferometrie und der optischen Datenspeicherung in Volumenspeichern bekannterweise eine wichtige Rolle.
  • Es ist hierbei notwendig, die Informationen über das Objekt ohne das Bewegen von mechanischen Teilen zu gewinnen. Ein Ansatz mit Spektralanalyse findet sich bei J. C. Viénot, J. P Goedgebuer and A. Lacourt, Appl. Optics 16, 454 (1977) [1].
  • Bei Hege, G.: Speckle-Verfahren zur Abstandsmessung, Dissertation, in Berichte aus dem Institut für Technische Optik. Vol. 4. 1984, S. 20–25 [2] wird in einem Arm eines Michelson-Interferometers ein raues Objekt räumlich kohärent beleuchtet, so dass Speckle entstehen. Die Abstandsinformation wird durch spektrale Auswertung der Müllerschen Streifen gewonnen. Jedoch kann es bei dreidimensionalen Objekten mit vergleichsweise großer Tiefenausdehnung Probleme mit der Schärfentiefe, insbesondere bei hochaperturiger Beobachtung, geben.
  • In der Veröffentlichung „Dispersive interferometric profilometer” von J. Schwider und L. Zhou in Opt. Lett. Vol. 19. No 13, 1994 [3] wird ein interferometrisches System vorgeschlagen, das ein Zweistrahl-Interferometer und ein Spektrometer verknüpft. Das Interferenz-Signal wird dabei mit Hilfe eines Gitters spektral aufgespaltet. Jedoch ist hierbei der Tiefenmessbereich durch die numerische Apertur des Abbildungssystems begrenzt.
  • Eine andere Möglichkeit bei der mikroskopischen Weißlicht-Zweistrahl-Interferometrie, ohne das Bewegen von mechanischen Teilen auf Objektdetails zu fokussieren, wurde mit der Wavelength-to-depth-encoding-Technik von G. Li, P.-Ch. Sun, P. C. Lin und Y. Feinman in Optics Letters 15. Okt. 2000, Vol. 25, No. 20, S. 1505 bis 1507 [4] mit einer diffraktiven Linse im Objektstrahlengang in Verbindung mit einem durchstimmbaren Laser vorgeschlagen. Der verwendete Messaufbau ist jedoch recht komplex.
  • Weiterhin sind hier die Arbeiten von E. Papastathopoulos, K. Körner and W. Osten, ”Chromatically dispersed interferometry with wavelet analysis”, Optics Letters 31, Seiten 589–591, 2006, [5], E. Papastathopoulos, K. Körner and W. Osten, ”Chromatic Confocal Spectral Interferometry with wavelet analysis”, Proceedings of the SPIE 6189-Konferenz, April 2006 Strasbourg, [6] E. Papastathopoulos, K. Körner and W. Osten, ”Chromatic Confocal Spectral Interferometry (CCSI) Proceedings of the SPIE 6292-Konferenz in San Diego [7] sowie E. Papastathopoulos, K. Körner and W. Osten, ”Chromatic Confocal Spectral Interferometry”, Applied Optics 45, No. 32, Seiten 8244–8252, 10. Nov. 2006 [8] zu nennen.
  • In der Veröffentlichung ”Accurate fiber-optic sensor for measurement of the distance based an white-light interferometry with dispersion” von P. Pavlicek und G. Häusler in ICO Tokyo, Paper-Nr. 15B3-1 vom 15.7.2004 [9] wird ein Weißlicht-Zweistrahl-Interferometer beschrieben, bei dem in einer Faser im Referenzarm eines Interferometers mittels Dispersion ein über der Wellenzahl intensitätsmoduliertes Signal erzeugt wird. Der Objektabstand kann jedoch auch hier nur innerhalb der wellenoptischen Schärfentiefe des Sensorkopfes, die durch die numerische Apertur des Objektivs desselben bestimmt ist, ermittelt werden und ist somit, insbesondere für eine hohe numerische Apertur, sehr begrenzt. Eine Single-Shot-Aufnahme von mikroskopisch kleinen Objekten in unterschiedlicher Tiefe mit konfokaler Filterung, wobei ein größerer Tiefenmessbereich als die wellenoptische Schärfentiefe erfasst werden soll, ist hierbei nicht möglich.
  • Die Schrift DE 103 21 895 A1 von K. Körner und W. Osten beschreibt einen interferometrischen Sensor mit einem Spektrometer am Zweistrahl-Interferometerausgang und mit einem brechkraftvariablen optischen System in der dem Prüfobjektiv abgewandten Brennebene, um eine wellenlängenabhängige Tiefenaufspaltung der Foki im Objektraum zu erhalten. Darüber hinaus wurden von K. Körner u. a. in den Patentschriften DE 10 2004 052 205 A1 , DE 10 2005 006 724 A1 und 10 2005 042 733 A1 Anordnungen und Verfahren beschrieben, die Interferenz-Wavelets erzeugen. Hierbei werden die Intensitätswerte jedoch nicht äquidistant im Wellenzahlraum bereitgestellt.
  • In der Schrift DD 240 824 A3 ist von J. Schwider bereits 1972 die Anwendung eines Fabry-Perot-Etalons in Reflexion in einem spektralen Weißlicht-Zweistrahl-Interferometer als Justierhilfe beschrieben. Ebenfalls von J. Schwider wird 1994 in der Schrift DE 44 05 450 A1 die Anwendung eines eher dünnen Fabry-Perot-Resonators im Strahlengang eines spektralen Weißlicht-Zweistrahl-Interferometers beschrieben, um auch bei größeren Abständen zwischen einem Objekt und einer Referenzfläche in einem Fizeau-Interferometer noch auswertbare Interferogramme zu erhalten. Hierbei ging es jedoch nicht um das Ziel, die Auswertung der Müllerschen Streifen zu beschleunigen oder die Genauigkeit der Signalauswertung, insbesondere hinsichtlich der Phase, von Müllerschen Streifen zu verbessern, sondern eher um die Sichtbarmachung von Interferenzen. Eine Single-Shot-Aufnahme von mikroskopisch kleinen Objekten in unterschiedlicher Tiefe mit konfokaler Filterung, wobei ein größerer Tiefenmessbereich als die wellenoptische Schärfentiefe erfasst werden soll, ist hierbei ebenfalls nicht möglich.
  • Weiterhin wird in der Offenlegungsschrift DE 36 23 265 A1 , in 7, ein Fabry-Perot-Interferometer zur Lagemessung eines Spiegels in Verbindung mit einem zweiten Interferometer zur Erzeugung eines räumlich ausgebreiteten Interferogramms dargestellt. Mit einer derartigen Anordnung können ausgedehnte Spiegel, jedoch nicht mikroskopisch kleine Objekte angetastet werden, da eine scharfe mikroskopische Abbildung mikroskopisch kleiner Objekte über ein Vielstrahl-Interferometer nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich ist. Dies ist insbesondere dann nicht möglich, wenn der Spiegelabstand größer als die wellenoptische Schärfentiefe der mikroskopischen Abbildung ist. Eine Single-Shot-Aufnahme von mikroskopisch kleinen Objekten in unterschiedlicher Tiefe mit konfokaler Filterung, wobei ein größerer Tiefenmessbereich als die wellenoptische Schärfentiefe erfasst werden soll, ist hierbei ebenfalls nicht möglich.
  • Weiterhin wird in der Offenlegungsschrift DE 39 38 317 A1 ein Interferometer mit spektral gefiltertem Licht gespeist, das auch aus einem Fabry-Perot-Interferometer kommen kann. Hier wird die Position eines beweglichen Spiegels in einem Interferometer bestimmt. Eine Single-Shot-Aufnahme von mikroskopisch kleinen Objekten in unterschiedlicher Tiefe mit konfokaler Filterung, wobei ein größerer Tiefenmessbereich als die wellenoptische Schärfentiefe erfasst werden soll, ist hierbei ebenfalls nicht möglich.
  • Es ist bekannt, dass die Phasenauswertung auch von vergleichsweise schwach verrauschten Spektren in Form von Müllerschen Streifen, also Wavelets, die mit einem chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer (CCSI) im Wellenlängenraum gewonnen wurden, in der Regel bei numerischen Standardmethoden wie der FFT hinsichtlich der Messgenauigkeit keine zufrieden stellende Gewinnung von Tiefeninformationen ermöglicht. Hierbei werden die Intensitätswerte in Form von Wavelets, auch als Müllersche Streifen bekannt, durch das Messsystem in der Regel mit einem dispersiven Single-Shot-Spektrometer im Wellenlängenraum gewonnen. Durch die notwendige Umrechnung dieser im Wellenlängenraum diskret abgetasteten Intensitätswerte in den Wellenzahlraum, was notwendig ist um numerische Standardauswertemethoden einsetzen zu können, entstehen vergleichsweise große, in der Regel nicht zu akzeptierende Fehler bei der Phasenauswertung.
  • In der Patentschrift DE 10 2005 006 723 B3 werden von K. Körner u. a. ein interferometrisches, konfokales Verfahren und eine interferometrische konfokale Anordnung für optische Datenspeicher, also zur optischen Datenauslesung aus einem transparenten Mehrschichten-Datenspeicher mittels Interferenz-Wavelets beschrieben. Es ist hierbei jedoch notwendig, die entstehenden Interferenz-Wavelets mit einer größeren Zahl von Photodetektoren oder Pixeln einer lichtdetektierenden Zeile auszuwerten, um die Information über ein Binärwort zu bekommen. Dies kann eine sehr schnelle Datenauslesung erschweren.
  • In der Veröffentlichung „Fourier domain optical coherence tomography with a linear-inwavenumber spectrometer” von Z. Hu und A. M. Rollins in Opt. Lett. Vol. 32, No 24, 2007 [10] wird zur Auswertung der Fourier Domain OCT ein Spektrometer vorgeschlagen, welches das Messsignal nahezu linear über der Wellenzahl aufzeichnet. Die Linearisierung wird durch ein speziell geformtes Prisma erreicht. Jedoch zeigt das Signal des Spektrometers eine Restabweichung von der Linearisierung. Des Weiteren ist die Auflösung des Spektrometers durch die Abbildungsoptik begrenzt. Eine Änderung der abgetasteten Wellenlängen ist nur durch aufwendige konstruktive Maßnahmen möglich.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Hier wird der Begriff Licht stets als Synonym für elektromagnetische Strahlung vom nahen Infrarot- bis zum tiefen UV-Spektrum verwendet.
  • Das Ziel der Erfindung bei der Anordnung und dem Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in der mikroskopischen Skala oder zur Mikroprofilmessung oder zur Schichtdickenerfassung oder zur Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Sub-Lambda-Partikeln und oder Nanopartikeln sowie Mikrorissen oder zur Verfolgung von Änderungen in Sub-Lambda-Strukturen auf High-Tech-Oberflächen oder zur Erfassung von Binärdaten tragenden Mikrobereichen bei der Auslesung von optischen Volumendatenspeichern besteht darin, eine sehr hohe Mess- oder Abtastgenauigkeit bei einer hohen Robustheit und eine hohe Auslesegeschwindigkeit oder eine hohe Auslesezuverlässigkeit bei hoher Auslesegeschwindigkeit zu erreichen. Dabei sollen die Einflüsse im Signalrauschen eher von geringem Einfluss sein.
  • Weiterhin soll der Abstand, auch von lateral bewegten, insbesondere auch technischen Objekten in der mikroskopischen Skala extrem schnell detektiert werden können.
  • Damit ist also die erfinderische Aufgabe zu lösen, beim optischen Antasten der Objektoberfläche in der mikroskopischen Skala in verschiedenen Tiefen des Objektraumes optische Signale aus diesen Tiefen, ohne das mechanische Bewegen von Komponenten im Objektraum zu erzeugen und für die numerische Weiterverarbeitung in bestgeeigneter Form bereitzustellen. Das heißt, bei der chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie besteht die Aufgabe, die optischen Informationen im Spektralraum, hier Intensitätswerte in Wavelet-Form, auch als Müllersche Streifen bekannt, durch das erfindungsgemäße Verfahren sowohl hochgenau als auch äquidistant im Wellenzahlraum bereitzustellen, um die bisher übliche Notwendigkeit der Umrechnung dieser Wavelet-Intensitätswerte, die mit einem dispersiven, in der Regel einem Single-Shot-Spektrometer im Wellenlängenraum gewonnen werden, in den Wellenzahlraum zu vermeiden. Bei kooperativen Messobjekten soll eine Berechnung der Phaseninformation aus diesen äquidistant im Wellenzahlraum abgetasteten Müllerschen Streifen möglichst genau erfolgen können.
  • Eine weitere Aufgabe kann dabei zusätzlich darin bestehen, diese äquidistant im Wellenzahlraum detektierten, periodischen Intensitätswerte parallelisiert aus vordefinierten Bereichen eines feingerasterten Sensors, beispielsweise eines hochpixligen CMOS-Sensors, auszulesen und diese Intensitätswerte im Wellenzahlraum sehr schnell auf diesem CMOS-Sensor durch „Intelligence an Chip”-Funktionalität verarbeiten zu können. Das dient beispielsweise dazu, extrem schnell die Abstandsinformationen von einem bewegten Objektpunkt in der mikroskopischen Skala zu gewinnen oder das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein eines lichtstreuenden oder lichtreflektierenden Mikrobereiches insbesondere im Volumen eines Volumendatenspeichers schnell bestätigen oder nicht bestätigen zu können, um Binärdaten zu erzeugen.
  • Anordnungen zur Lösung der Aufgaben:
  • Die Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) weist eine Quelle oder eine Vielzahl von Quellen elektromagnetischer Strahlung auf. In der Anordnung besteht mindestens ein objektabtastendes, chromatisch-konfokales, spektrales Zweistrahl- Interferometer mit einem Referenz- und einem Objektstrahlenbündel. Dieses Interferometer weist zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik auf. Da gegebenenfalls auch noch weitere Reflexionen im System auftreten können, werden diese in der Regel aber durch die konfokale Diskriminierung sowie die optische Auslegung des Systems sehr effektiv eliminiert. In der Anordnung sind Mittel zur mikroskopischen Abbildung des Objekts oder des Objektraumes auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung angeordnet, so dass eine Abbildung des Objekts, des Objektraumes oder wenigstens eines einzigen Objektelements besteht. Es ist also mindestens eine punktförmige oder punktförmig gemachte Quelle angeordnet, die als Multiwellenlängen-Quelle elektromagnetischer Strahlung, also als eine räumlich hochkohärente Quelle, z. B. ein Weißlichtlaser als Multiwellenlängen-Quelle ausgebildet ist. Der Weißlichtlaser soll dabei vorzugsweise fasergekoppelt ausgebildet sein.
  • Erfindungsgemäß ist dem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer ein Vielstrahl-Interferometer zugeordnet, also vor- oder nachgeordnet. Dabei sind der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie, also einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, Mittel zur chromatischen Tiefenaufspaltung im Objektstrahlengang unter Nutzung von Refraktion oder Diffraktion zugeordnet.
  • Zu 1: Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und/oder Sub-Lambda-Partikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sub-Lambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden Mikrobereichen oder auch von durch destruktive Interferenz die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen wie beispielsweise auch Lambda-Viertel-Pits in optischen Volumendatenspeichern, mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle oder einer Vielzahl punktförmig gemachter Multiwellenlängen-Quellen elektromagnetischer Strahlung. Es ist mindestens ein Zweistrahl-Interferometer angeordnet, welches zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik aufweist, sowie Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels und chromatisch aufgespaltete Objektstrahlenbündel und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zur Spektralanalyse der elektromagnetischer Strahlung, so dass eine mikroskopische Abbildung des Objekts mit Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausführbar ist, wobei erfindungsgemäß dem mindestens einen spektralen Zweistrahl-Interferometer ein Vielstrahl-Interferometer im Strahlengang vor- oder nachgeordnet ist. Dabei wird mindestens ein Interferogramm oder ein Teil oder Teile desselben mittels Spektrometer detektiert und ausgewertet, wobei zwischen Emission und Detektion der elektromagnetischen Strahlung eine Filterung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird, so dass ein oder mehrere Interferogramme oder ein Teil oder Teile desselben oder derselben eines spektralen Zweistrahl-Interferometers, also Müllersche Streifen, durch Vielstrahl-Interferenz mit Kamm-Charakteristik im Spektrum auch unter Einhaltung des Sampling-Theorems abgetastet werden können.
  • Für die Einhaltung des Sampling-Theorems ist der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer vorzugsweise mindestens doppelt so groß wie der halbe optische Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer auszubilden. Soll dagegen das Zweistrahl-Interferogramm vorzugsweise mittels Schwebung abgetastet werden, ist der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer etwa gleich dem halben optischen Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer auszubilden. Vorzugsweise können durch Weg-Scannen an einem Spiegel des Vielstrahl-Interferometers hochgenaue Phaseninformationen gewonnen werden.
  • Zu 2: Dabei ist das Spektrometer vorzugsweise als Single-Shot-Spektrometer ausgebildet. So können auch bewegte Objekte erfasst werden.
  • Zu 3: Vorzugsweise ist bei der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie das zugeordnete Vielstrahl-Interferometer mit einem unveränderlichen optischen Gangunterschied, der ungleich null ist, ausgebildet. Damit ergibt sich im Wavelet eine von null verschiedene Ortsfrequenz.
  • Zu 4: Vorzugsweise ist bei der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie das zugeordnete Vielstrahl-Interferometer mit einem vorbestimmt veränderlichen optischen Gangunterschied, der vorzugsweise ungleich null ist, ausgebildet. So kann der Abtastkamm im Spektrum seine Position verschieben, so dass eine Mittelwertbildung der detektierten Signale durchgeführt werden kann oder durch die Detektion mehrerer Intensitätsdatensätze Phasenwerte errechnet werden können, deren Anstieg über der Wellenzahl die Basis für die Berechnung eines Höhenprofils darstellt.
  • Zu 5: Vorzugsweise ist der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie ein Vielstrahl-Interferometer zugeordnet, dem mehrere objektabtastende, chromatisch-konfokale, spektrale Zweistrahl-Interferometer nachgeordnet sind. Dabei ist vorzugsweise eine Strahlteilereinrichtung mit der Teilung der Amplitude oder der Wellenfront zwischen diesem Vielstrahl-Interferometer und mehreren nachgeordneten objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometern angeordnet. Damit können also vorzugsweise von einem Vielstrahl-Interferometer mehrere objektabtastende, chromatisch-konfokale, spektrale Zweistrahl-Interferometer gleichzeitig mit interferierender elektromagnetischer Strahlung versorgt werden, die an verschiedenen Bereichen eines Objektes oder an mehreren Objekten eine Objekt-Abstandsmessung oder Profilerfassung gleichzeitig ermöglichen, wodurch ein sehr hoher Grad an Parallelisierung bei der Abtastung von Objekten in komplexen Szenen erreicht werden kann.
  • Zu 6: Vorzugsweise ist das Vielstrahl-Interferometer in Reflexion oder Transmission als ein Fabry-Perot-Interferometer oder als ein zyklisches, also als ein Interferometer mit umlaufendem Strahlengang, mit jeweils vergleichsweise hoher Finesse ausgebildet. So ist der Abtastkamm im Spektrum sehr scharf ausgebildet.
  • Zu 7: Vorzugsweise erfolgt die Ausbildung des Vielstrahl-Interferometers als hochgenaues, langzeitstabiles und vorzugsweise auch athermales Etalon. So sind auch die gewonnenen Intensitätswerte nahezu unveränderlich, was die Vielstrahl-Interferenz betrifft.
  • Mittels einem mechanisch hochstabilen Vielstrahl-Interferometer entsteht so in Verbindung mit einer vorgeordneten Kontinuums- oder Quasi-Kontinuums Multiwellenlängen-Quelle elektromagnetischer Strahlung am Ausgang durch Vielstrahl-Interferenz eine Intensitätsverteilung mit einer Frequenzkamm-Charakteristik hoher Wellenzahlgenauigkeit. Dieser Frequenzkamm kann zur hochgenauen Wellenzahl-Referenzierung genutzt werden, so dass sich beim Messen die Anforderungen an die Wellenzahlgenauigkeit des Spektrometers stark verringern, da nur noch die Identifizierung der einzelnen Spektrallinien des Frequenzkamms mit großer Eindeutigkeit und hoher Zuverlässigkeit möglich sein muss. Durch die Anwendung eines mechanisch stabilen oder auch hochgenau nachregelbaren Fabry-Perot-Interferometers ist bekannterweise elektromagnetische Strahlung, also die Intensität, in Form eines Frequenzkamms mit hochgenau äquidistanten Wellenzahlintervallen darstellbar. Dies ist für die erfindungsgemäße Abtastung eines Intensitäts-Wavelets, das mittels Zweistrahl-Interferometrie erzeugt wurde, von großem Nutzen.
  • Dabei kann der gerasterte Empfänger als eine CMOS-Zeile mit beispielsweise 10.000 Pixeln ausgebildet sein. Mittels dieser Zeile können in bestimmten vordefinierten Bereichen derselben Intensitätswerte in äquidistanten Wellenzahlintervallen Δk erfasst werden, so dass die Intensitätswerte, die mittels Zweistrahl-Interferometrie generiert wurden, über der Wellenzahl hochgenau äquidistant bereitgestellt und in einem Speicher abgelegt werden. Durch die hardwaremäßige Integration von „Intelligence an Chip”-Funktionalität auf dieser CMOS-Zeile, beispielsweise zur Durchführung einer FFT, können mittels dieser wellenzahläquidistante und parallel detektierte Intensitätswerte von einem Objektpunkt extrem schnell gewonnen werden, welche die Abstandsinformation desselben von einer Referenzfläche enthalten. Diese Anordnung kann insbesondere auch für die schnelle Erkennung von unerwünschten Nanopartikeln auf noch unstrukturierten Silizium- oder feinstpolierten Linsenoberflächen sowie Mikrorissen oder Materialveränderungen auf Metalloberflächen verwendet werden. Dabei kann die erfindungsgemäße Anordnung als Multipunkt-Sensor mit vorzugsweise linienförmiger Anordnung von tiefenaufgespalteten Fokuspunkten im Objektraum und damit linienförmiger Abtastung des Messobjekts ausgebildet sein und das Messobjekt dabei in Bewegung sein, vorzugsweise in Rotation.
  • Zu 8: Dabei ist das Fabry-Perot-Interferometer als ein vorbestimmt durchstimmbares Fabry-Perot-Interferometer ausgebildet. So können nacheinander mehrere Signale detektiert und anschließend gemittelt werden. Bei Abtastung von Zweistrahl-Interferogrammen hoher Ortsfrequenz im Spektralraum mittels Vielstrahl-Interferenz kann so auch die Phasenlage in den gewonnenen Signalen durch das Durchstimmen des Fabry-Perot-Interferometers verändert werden, um somit eine Phasenauswertung zur Verbesserung der Genauigkeit betreiben zu können.
  • Zu 9: Vorzugsweise ist bei der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie das objektabtastende, chromatisch-konfokale, spektrale Zweistrahl-Interferometer als ein fasergekoppeltes oder auch als ein Bildleiter gekoppeltes Interferometer ausgebildet. Dies ist für eine endoskopische Applikation aufgrund der Miniaturisierung und Robustheit der Anordnung von Vorteil.
  • Zu 10: Dem Bildleiter sind vorzugsweise konfokal-diskriminierende Mittel am proximalen Ende des Bildleiters angeordnet. So kann die notwendige konfokale Diskriminierung extern durchgeführt werden.
  • Zu 11: Vorzugsweise sind bei der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie die Mittel zur chromatischen Tiefenaufspaltung der Foki im Objektstrahlengang als ein elektronisch steuerbares, diffraktiv-optisches Element (DOE) ausgebildet, in Form eines Phase-mostly-LCDs oder eines Phase-mostly-Mikrospiegel-Arrays. So ist es möglich, die Brechkraft des diffraktiv-optischen Elementes vorbestimmt zu steuern, um verschiedene Tiefen des Objektraumes zu adressieren oder eine Signalmittelung durchführen zu können.
  • Zu 12: Vorzugsweise werden bei der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie ein Bündel in der nullten Beugungsordnung als interferometrische Referenz (R_0) und Bündel in der ersten Beugungsordnung (O_1λ) in einem Spektralbereich Δλ für die Objektantastung genutzt. Bei vorbestimmter Variation der Brechkraft des diffraktiv-optischen Elements können mehrere Datensätze gewonnen werden, um bei weniger kooperativen Oberflächen durch Mittelwertbildung den Einfluss des Specklings gegebenenfalls reduzieren zu können.
  • Zu 13: Vorzugsweise ist bei der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie das Phase-mostly-Array als strahldivergierendes diffraktiv-optisches Element ausgebildet. So ist es möglich, den Referenzstrahl in der nullten Beugungsordnung stärker fokussiert zu halten, so dass eine interne Fläche des optischen Systems den Referenzspiegel bilden kann und Objektstrahlenbündel das optische System verlassen können, um eine Fokussierung im Objektraum – also in der Regel außerhalb des höherbrechenden Körpers des optischen Systems – zu erfahren.
  • Zu 14: Vorzugsweise ist bei der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie das Zweistrahl-Interferometer als entweder klassisches mit diskreten optischen Komponenten oder als fasergekoppeltes Michelsontyp-Interferometer mit vorzugsweise zumindest näherungsweise verlustfreier Strahlteilung und Strahlvereinigung ausgebildet, bei welchem beide Interferometerausgänge gleichzeitig benutzt werden, also die interferierenden Intensitäten beider Ausgänge vorzugsweise einer synchronen spektralen Single-Shot-Analyse zugeführt werden, so dass unter Nutzung der Gegenphasigkeit der beiden Intensitätssignale deren Gleichanteil eliminiert werden kann. Das verbessert in der Regel das Signal-Rauschverhältnis und somit auch die Genauigkeit der Messergebnisse, beispielsweise bei der Profilmessung.
  • Zu 15: Für die optische Datenspeicherung mittels Volumendatenspeicher wird weiterhin erfindungsgemäß Folgendes vorgeschlagen: Eine Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden Mikrobereichen oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen in optischen Volumendatenspeichern, welche mit einem Schichtensystem in Form eines Schichtenstapels in einem transparenten Medium ausgebildet sind, wobei die Schichten durch reflektierende Mikrobereiche ausgebildet sind, zwischen denen sich Licht hindurchlassende Zwischenräume befinden, um das Licht auch auf tiefer liegende Schichten des Schichtenstapels gelangen zu lassen, zwecks abtastender Datenauslesung, mit mindestens einem chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels und eines Objektstrahlenbündels für die optische Abtastung des Volumendatenspeichers und Mittel zur Abbildung des Volumendatenspeicherinhalts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung aufweist, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle oder einer Vielzahl punktförmig gemachter Multiwellenlängen-Quellen elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zur Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung, so dass eine mikroskopische Abbildung des Volumendatenspeicherinhalts mit konfokaler Diskriminierung und Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausführbar ist. Erfindungsgemäß ist dem mindestens einen spektralen Zweistrahl-Interferometer ein Vielstrahl-Interferometer im Strahlengang zugeordnet, welches diesem vor- oder nachgeordnet ist, und dabei mindestens ein Interferogramm oder ein Teil oder Teile desselben mittels Spektrometer detektiert und ausgewertet wird, wobei zwischen Emission und Detektion der elektromagnetischen Strahlung eine Filterung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird, so dass ein oder mehrere Interferogramme oder ein Teil oder Teile desselben oder derselben eines spektralen Zweistrahl-Interferometers durch Vielstrahl-Interferenz mit Kamm-Charakteristik im Spektrum abgetastet werden können. Das Vielstrahl-Interferometer ist hierbei vorzugsweise als Fabry-Perot-Interferometer ausgebildet. Es ist mit einer so geringen Länge L, also dem Abstand L der hochreflektierenden Spiegel, ausgebildet, vorzugsweise mit einer Länge L unter einem Millimeter, dass der Frequenzabstand oder der Wellenzahlabstand der einzelnen Intensitätsmaxima im Kammspektrum des Vielstrahl-Interferometers, das am Ausgang des Vielstrahl-Interferometers entsteht, somit vergleichsweise groß ist. So ist erfindungsgemäß genau je ein Intensitätsmaximum i seines Kammspektrums auf genau je eine einzelne Daten tragende Schicht i im transparenten Medium des optischen Volumendatenspeichers zumindest näherungsweise scharf fokussiert. Dabei ist im Strahlengang vor dem optischen Datenspeicher durch ein diffraktiv-optisches Element die chromatische Tiefenaufspaltung, vorzugsweise durch Beugung in der ersten Beugungsordnung, so durchgeführt, dass erfindungsgemäß die einzelnen Foki unterschiedlicher Wellenlänge in der Tiefe mit einem Abstand jeweils, entsprechend dem zugehörigen Schichtabstand im transparenten Medium des optischen Datenspeichers, separiert sind. Dabei kann der Schichtabstand von Schicht zu Schicht auch etwas unterschiedlich ausgebildet sein. Der Frequenzabstand der Intensitätsmaxima des Vielstrahl-Interferometers liegt dabei auf der Frequenzachse der elektromagnetischen Strahlung im mehrstelligen GHz-Bereich. Das Referenzbündel, das in der nullten Ordnung mittels eines diffraktiv-optisches Elements ausgebildet wird, erfährt jedoch keine chromatische Tiefenaufspaltung, ist also streng achromatisch.
  • Zu 16: Erfindungsgemäß ist im transparenten Medium des optischen Volumendatenspeichers dem Schichtenstapel eine einzige Referenzschicht zugeordnet. So werden dabei vom Referenzbündel alle Spektralanteile des Kammspektrums mindestens auf eine Referenzschicht am oder im transparenten Volumendatenträger fokussiert. Diese Referenzschicht befindet sich dabei vorzugsweise oberhalb des auszulesenden Schichtenstapels, jedoch ebenfalls im Volumen des transparenten Datenträgers wie auch die anderen Daten tragenden Schichten. Dabei ist das Schichtsystem im Datenträger hochgenau so ausgebildet, dass zwischen dem Referenzbündel und einem zugehörigen Intensitätsanteil der tiefenaufgespalteten Bündel der ersten Ordnung vorzugsweise entweder zumindest näherungsweise konstruktive oder destruktive Interferenz besteht, d. h. der optische Gangunterschied zwischen der Referenzschicht und den einzelnen Daten tragenden Schichten ist bei Nutzung elektromagnetischer Strahlung im VIS-, im UV- oder im nahen IR-Bereich auf wenige Nanometer bis auf wenige 10 nm toleriert, um permanent, also auf Gebrauchszeit des Datenträgers ausgelegt, eine konstruktive oder eine destruktive Interferenz entstehen zu lassen. Diese Interferenzerscheinung wird nach Abbildung auf die sensitiven Elemente eines Spektrometers registriert, wobei bei der Abbildung auch eine konfokale Diskriminierung der Lichtbündel erfolgt, so dass unterschiedliche Spektralanteile mittels unter schiedlicher sensitiver Elemente, also Strahlungsdetektoren, erfasst werden können. Dabei wird vorzugsweise für jeden Mikrobereich, der zu einer konstruktiven oder einer destruktiven Interferenz führt, die Detektion mit genau einem Detektorelement durchgeführt.
  • Zum Prinzip der Signalentstehung: 1. Wenn nur die Referenzschicht vom Referenzbündel der Wellenlänge λi optisch erfasst wird, d. h. ein entsprechendes, die Datenschichten abtastendes, tiefenaufgespaltetes Bündel bei der Wellenlänge λi findet in der zugehörigen Daten tragenden Schicht zu einem bestimmten Zeitpunkt keinen reflektierenden Mikrobereich vor, entsteht bei der Detektion des Lichtes der Wellenlänge λi eine mittlere Intensität und zwar nur von Licht der Wellenlänge λi des Bündels der nullten Beugungsordnung, also des Referenbündels, nach der Reflexion an der Referenzschicht, die erfindungsgemäß teilreflektierend ausgebildet ist. Wird jedoch ein reflektierender Bereich einer Daten tragenden Schicht optisch von einem Bündel der Wellenlänge λi in der ersten Beugungsordnung angetastet, entsteht entweder vorzugsweise konstruktive oder vorzugsweise eine destruktive Interferenz und das zugehörige sensitive Element des Spektrometers registriert bei Antasten des reflektierenden Bereiches der Daten tragenden Schicht also eine deutlich von der mittlere Intensität verschiedene Intensität bei der Wellenlänge λi. Diese Abweichung von der mittleren Intensität bei der Wellenlänge λi kann in eine logische „0” oder ein logisches „” kodiert werden.
  • Zu 17: Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie, also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und Sublambdapartikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sublambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden Mikrobereichen oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen in optischen Volumendatenspeichern mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik sowie Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels und eines Objektstrahlenbündels und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung aufweist mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten durchstimmbaren Quelle oder einer Vielzahl punktförmig gemachter durchstimmbarer Quellen elektromagnetischer Strahlung in einem Spektralbereich Δλ und mit Mitteln zum Wellenlängen-Durchstimmen der Quelle oder der Quellen elektromagnetischer Strahlung in einem Spektralbereich Δλ, so dass eine mikroskopische Abbildung des Objekts der elektromagnetischen Strahlung ausführbar ist, wobei erfindungsgemäß dem mindestens einen objektabtastenden, konfokalen Zweistrahl-Interferometer ein Vielstrahl-Interferometer im Strahlengang zugeordnet ist, welches diesem vor- oder nachgeordnet ist, und dabei mindestens ein Interferogramm mit einem Empfänger elektromagnetischer Strahlung detektiert und ausgewertet wird, wobei zwischen Emission und Detektion der elektromagnetischen Strahlung eine Filterung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird, so dass Interferogramme mindestens eines objektabtastenden, konfokalen Zweistrahl-Interferometers durch Vielstrahl-Interferenz mit Kamm-Charakteristik im Spektrum auch unter Einhaltung des Sampling-Theorems abgetastet werden können. Für die Einhaltung des Sampling-Theorems ist der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer vorzugsweise mindestens doppelt so groß wie der halbe optische Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer zu machen. Soll dagegen das Zweistrahl-Interferogramm mittels Schwebung abgetastet werden, ist der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer vorzugsweise etwa gleich dem halben optischen Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer zu machen. Vorzugsweise können durch Weg-Scannen an einem Spiegel des Vielstrahl-Interferometers hochgenaue Phaseninformationen durch Auswertung von Intensitätswerten unterschiedlicher Phasenlagen gewonnen werden.
  • Verfahren zur Lösung der Aufgaben:
  • Zu 18: Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweitstrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und Sublambdapartikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sublambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen wie in optischen Volumendatenspeichern, bei dem mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels und chromatisch aufgespalteter Objektstrahlenbündel und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung aufweist, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten und punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle. oder einer Vielzahl punktförmig gemachter Multiwellenlängen-Quellen elektromagnetischer Strahlung in einem Spektralbereich Δλ, wobei das Zweistrahl-Interferometer einen optischen Gangunterschied vorzugsweise ungleich null aufweist, und mit Mitteln zur Spektralanalyse der elektromagnetischer Strahlung eine mikroskopische Abbildung des Objekts oder von Objektpunkten mit Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausgeführt wird, wobei erfindungsgemäß zwischen Emission der elektromagnetischen Strahlung und vor der Detektion derselben die elektromagnetische Strahlung zur Vielstrahl-Interferenz gebracht wird und somit eine Filterung oder Abtastung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels dieser Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird. So können bei Bedarf Interferogramme eines Zweistrahl-Interferometers mit Kamm-Charakteristik mit Spektrometer oder bei Bedarf auch mit spektral durchstimmbarer Quelle elektromagnetischen Strahlung auch jeweils unter Einhaltung des Sampling-Theorems abgetastet werden. In diesen abgetasteten Signalen befindet sich die Information über den Abstand eines Objektpunktes oder das Vorhandensein eines lichtreflektierenden oder lichtstreuenden Mikrobereiches oder eines die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereiches in einem optischen Volumenspeicher. Selbst sehr kleine Veränderungen einer Oberfläche, beispielsweise eine Silizium-Oberfläche, welche durch Nanopartikel kontaminiert ist, können mittels kleiner Veränderungen gegenüber einem gespeicherten Referenzsignal im abgetasteten Signal erfasst werden.
  • Zu 19: Für die Einhaltung des Sampling-Theorems ist der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer vorzugsweise zumindest näherungsweise doppelt so groß wie der halbe optische Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer zu machen.
  • Zu 20: Soll dagegen das Zweistrahl-Interferogramm mittels Schwebung abgetastet werden, ist der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer vorzugsweise zumindest näherungsweise gleich dem halben optischen Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer zu machen.
  • Zu 21: Wenn also der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer vorzugsweise etwa gleich dem halben optischen Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer gemacht ist und somit Schwebung zwischen dem Vielstrahl- und dem Zweistrahl-Interferogramm auftritt, kann durch feines sukzessives Verändern des optischen Gangunterschiedes um das doppelte Weginkrement ΔL im Vielstrahl-Interferometer, also durch einen Weg-Scan, eine Phasenschiebung in den detektierten Intensitätssignalen durchgeführt werden, so dass sich für jedes Intensitätsmaximum in einem Wellenzahlintervall Δk eine Phasenvariation durch den Weg-Scan ergibt.
  • Zu 22: Der Weg-Scan ΔL an einem Spiegel im Vielstrahl-Interferometer kann vorzugsweise durch die Wahl der Größe des Weginkrements ΔL so durchgeführt werden, dass im Mittel die Phasenänderung Δφ in den Intensitätssignalen vorzugsweise zwischen 0,1 π und 1,9 π liegt, jedoch zumindest näherungsweise äquidistant ist, und beispielsweise auch um π/2 beträgt. So können beispielsweise an jeder Stelle im detektierten Wellenzahlbereich nacheinander vier Intensitätswerte aufgenommen werden, die dann beispielsweise mit dem Carré-Algorithmus zu einem Phasenwert pro Stelle im Spektrum verrechnet werden. So kann über der Wellenzahlachse k die Phasenänderung hochgenau bestimmt werden, aus welcher der Abstand des Objekts von einer Referenzposition hochgenau, also im Nano- und Subnanometerbereich bestimmt werden kann. Die Referenzposition ist |L| – |z|, wobei L der Spiegelabstand im Vielstrahl-Interferometer und z der Abstand des Objektes von der Position optischer Gangunterschied null ist. Dieser Ansatz ist insbesondere für die hochgenaue linienhafte Abtastung des Höhenprofils eines bewegten Objekts von großem Vorteil, wenn die Zugänglichkeit zum Objekt räumlich sehr begrenzt ist.
  • Zu 23: Weiterhin wird für die optische Datenauslesung aus einem optischen transparenten Volumendatenspeicher Folgendes vorgeschlagen: Ein Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden Mikrobereichen oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen in optischen Volumendatenspeichern, welche mit einem Schichtensystem in Form eines Schichtenstapels in einem transparenten Medium ausgebildet sind, wobei die Schichten durch reflektierende Mikrobereiche ausgebildet sind, zwischen denen sich Licht hindurchlassende Zwischenräume befinden, um das Licht auch auf tiefer liegende Schichten des Schichtenstapels gelangen zu lassen, bei dem mit mindestens einem den optischen Datenspeicher mittels Objektarm abtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik aufweist sowie Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels und chromatisch aufgespalteter Objektstrahlenbündel mit einen optischen Gangunterschied ungleich null und Mittel zur Abbildung des Volumendatenspeicherinhalts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten und punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle elektromagnetischer Strahlung in einem Spektralbereich Δλ und mit Mitteln zur Spektralanalyse der elektromagnetischer Strahlung eine mikroskopische Abbildung des Volumendatenspeicherinhalts mit Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausgeführt wird, wobei erfindungsgemäß zwischen Emission der elektromagnetischen Strahlung und vor der Detektion derselben die elektromagnetische Strahlung zur Vielstrahl-Interferenz gebracht wird und eine Filterung oder Abtastung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird. Dabei ist das Vielstrahl-Interferometer, vorzugsweise ein Fabry-Perot-Interferometer, vorzugsweise mit einer so geringen Länge L, also dem Abstand L der hochreflektierenden Spiegel, ausgebildet – vorzugsweise mit einer Länge L unter einem Millimeter, dass der Frequenzabstand oder der Wellenzahlabstand der einzelnen Intensitätsmaxima im Kammspektrum des Vielstrahl-Interferometers, das am Ausgang des Vielstrahl-Interferometers entsteht, entsprechend groß ist. So ist genau je ein Intensitätsmaximum des Kammspektrums des dem Zweistrahl-Interferometer zugeordneten Vielstrahl-Interferometers bei der Wellenlänge λi auf genau je eine einzelne, Daten tragende Schicht i im transparenten Medium des optischen Volumendatenspeichers zumindest näherungsweise scharf fokussiert.
  • Zu 24: Dabei ist vorzugsweise der spektrale Bereich um die Intensitätsmaxima des Kammspektrums im Spektralraum herum, also die spektrale Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung mit lokalem Maxima, jeweils so gewählt, dass bei dem optischen Gangunterschied zwischen der Referenzschicht des transparenten Datenträgers und einer Daten tragenden Schicht diese spektrale Halbwertsbreite durch eine interferenzbedingte Intensitätsmodulation über der spektralen Achse mindestens eine Phasenveränderung von 90° aufweist, besser jedoch um 180° bis 360°. Dies kann durch ein Fabry-Perot-Interferometer, mit vorzugsweise mittlerer Finesse in Verbindung mit dem Zweistrahl-Interferometer erreicht werden.
  • Zu 25: So kann durch Detektion mittels mehrerer, lateral angeordneter Detektoren elektromagnetischer Strahlung, wie einzelne, sehr schnelle Photodioden oder ausgewählte einzelne Pixel einer lichtsensitiven CMOS-Zeile, der Modulationsgrad der Interferenzintensität für jede Schicht in jeder Abtastposition rechnerisch bestimmt und für die Datenverarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Vorzugsweise können dabei drei oder vier Abtastpunkte auf der Spektralachse für die rechnerische Bestimmung des Modulationsgrades der Müllerschen Streifen angeordnet sein. D. h. beim Auftreten einer merklichen Modulation der Interferenz wird ein logisches „L” und bei Auftreten keiner oder sehr schwacher Modulation wird eine logische „0” als Ergebnis der rechnerischen Bestimmung des Modulationsgrades ermittelt. Beispielsweise kann am Ausgang des Fabry-Perot-Interferometers der Modenabstand im sichtbaren Spektralbereich, also der Abstand der einzelnen Intensitätsmaxima, in der Frequenz 5 THz bis 10 THz betragen. So können z. B. 16 Datenschichten übereinander im transparenten Medium untergebracht sein. Dies kann durch einen Wellenlängenbereich von ca. 80 nm auf der Spektralachse abgedeckt werden, d. h., den 16 Datenschichten ist cm Spektralbereich von 80 nm zugeordnet. Der Vorteil hierbei ist, dass obwohl bei thermischen Änderungen der Dicke oder des Brechungsindexes des optischen Datenträgers der optische Gangunterschied und somit auch die Phase der Interferenz bei der Detektion sich ändern, jedoch der Betrag des Modulationsgrades der Interferenzerscheinung davon praktisch unbeeinflusst bleibt. Die Bereitstellung des Modulationsgrades durch numerische Berechnungen stellt somit eine sehr robuste Methode dar, das Vorhandensein eines reflektierenden oder lichtstreuenden Mikrobereiches sehr zuverlässig zu detektieren. So kann einem vergleichsweise großen Wert des Modulationsgrades von beispielsweise 0,8 der logische Wert „L” zugeordnet werden. Fehlt ein Mikrobereich bei der optischen Abtastung einer Schicht des Schichtenstapels zu einem Zeitpunkt, ist die Modulation im Spektralbereich hier sehr gering, also unter 0,1, so dass zweifelsfrei der der logische Wert „0” zugeordnet werden kann. Durch den Einsatz eines Vielstrahl-Interferometers im optischen Abtastsystem wird das im Schichtensystem eines Volumendatenspeichers stets auch vagabundierende Licht merklich reduziert, da die Foki zumindest näherungsweise stets in der Nähe der Schichten ausgebildet werden können.
  • Zu 26: Verfahren zur chromatisch-konfokalen Zweistrahl-Interferometrie, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und Sublambdapartikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sublambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von reflektierenden oder streuenden Mikrobereichen oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen wie in optischen Volumendatenspeichern, bei dem mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik aufweist, da im System zwischen Referenzfläche und Oberfläche des Objekts gegebenenfalls auch noch weitere Reflexionen auftreten können, welche aber durch die konfokale Diskriminierung sehr effektiv eliminiert werden, welches Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels und eines Objektstrahlenbündels und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung und das Zweistrahl-Interferometer vorzugsweise einen optischen Gangunterschied ungleich null aufweist, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten durchstimmbaren Quelle oder einer Vielzahl punktförmig gemachter durchstimmbarer Quellen elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zum Wellenlängen-Durchstimmen der Quelle oder der Quellen elektromagnetischer Strahlung eine mikroskopische Abbildung des Objekts mit Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausgeführt wird, wobei erfindungsgemäß zwischen Emission der elektromagnetischen Strahlung und vor der Detektion derselben die elektromagnetische Strahlung zur Vielstrahl-Interferenz gebracht wird und somit eine Filterung oder Abtastung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels dieser Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird. So können bei Bedarf Interferogramme eines Zweistrahl-Interferometers mit Kamm-Charakteristik auch unter Einhaltung des Sampling-Theorems abgetastet werden. In diesen abgetasteten Signalen befindet sich die Information über den Abstand eines Objektpunktes. Selbst sehr kleine Veränderungen einer Oberfläche, beispielsweise eine Silizium-Oberfläche, welche durch Nanopartikel kontaminiert ist, können mittels kleiner Veränderungen gegenüber einem Referenzsignal im abgetasteten Signalen erfasst werden.
  • Beschreibung der Figuren
  • Die Erfindung wird beispielhaft anhand der 1 bis 9 beschrieben.
  • Dabei wird hier der Begriff Licht stets als Synonym für elektromagnetische Strahlung vom nahen Infrarot- bis zum tiefen UV-Spektrum verwendet.
  • Die 1 zeigt den Abstandssensor auf der Basis eines chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometers mit vorgeschaltetem Vielstrahl-Interferometer. Das Licht von einer lichtstarken, fasergekoppelten Superlumineszenzdiode 1 im nahen Infrarotbereich wird mittels Fokussieroptik 2 in eine Singlemode-Faser 3 eingekoppelt, tritt aus dieser am Ausgang 4 wieder aus, wird durch ein Objektiv 5 kollimiert und gelangt in ein Fabry-Perot-Interferometer 6, hier als Fabry-Perot-Interferometer 6 mit dem Spiegelabstand L und der Brechzahl nFP ausgebildet. Dieses Fabry-Perot-Etalon weist zwei hochverspiegelte teildurchlässige Spiegel 7 und 8 auf, so dass Vielstrahl-Interferenz hoher Finesse am Ausgang des Fabry-Perot-Interferometers 6 besteht. So wird aus dem eingehenden Kontinuumsspektrum der Superlumineszenzdiode 1 ein Vielstrahl-Interferenz-Spektrum mit Frequenzkamm-Charakteristik erzeugt. Die transmittierten, schmalbandigen Spektralanteile, also mit einer Linienform, bilden dabei im Wellenzahlraum, dem k-Raum, einen Kamm mit äquidistanten Abständen Δk. Die Abstände der Maxima der transmittierten, schmalbandigen Intensitäten weisen dabei wegen der Vielstrahl-Interferenz hochgenau stets die gleiche Wellenzahldifferenz Δk auf. Das Licht, welches das Fabry-Perot-Interferometer 6 mit Spektralkamm-Charakteristik verlässt, wird mittels Fokuslinse 9 in die Faser 10 eingekoppelt, passiert einen X-Koppler 11 geradeaus und gelangt in eine GRIN-Linse 12, wo im Ergebnis ein kollimiertes Bündel den Ausgang derselben verlässt und auf eine diffraktive Zonenlinse 13a mit lichtzerstreuender Wirkung gelangt, welche als Phasengitter ausgebildet ist. Hier entstehen ein Bündel in der nullten Ordnung, welches als Referenzbündel R_0 fungiert, und ein Bündelspektrum in der ersten Ordnung O_1λ, wobei diese Bündel chromatisch-tiefenaufgespaltete, diskretisierte Objektbündel darstellen, welche nach Fokussierung mittels GRIN-Linse 14 und Mikrolinse 15 unterschiedliche Tiefenlagen der Foki im Objektraum bilden, so dass über der Wellenlänge λ eine diskretisierte Fokuskette 18 gebildet wird, jedoch nur an den Stellen im Spektrum, wo Transmission durch die Transmissionsmaxima des Kammspektrums des Fabry-Perot-Interferometers 6 besteht, so dass vereinzelte Foki gebildet sind. Das Referenzbündel R_0 wird mittig auf die Frontfläche 16 der Mikrolinse 15 scharf fokussiert, wobei diese Frontfläche 16 gleichzeitig auch die Referenzfläche im Zweistrahl-Interferometer darstellt, wo sich eine Strahlteilerschicht 17 befindet. Das Referenzbündel R_0 wird in den Abstandssensor bis zur GRIN-Linse 12 zurückreflektiert. Die Bündel des Bündelspektrums O_1λ gelangen dagegen in den Objektraum, wo sich auch das Objekt 19 befindet, welches genau oder zumindest näherungsweise von einem der Fokus der Fokuskette 18 getroffen wird. Das von der Oberfläche des Objekts 19 zurückgestreute Licht aller Bündel des Bündelspektrums O_1λ gelangt über die Mikrolinse 15, die GRIN-Linse 14 und anschließend über die GRIN-Linse 12 wieder bis auf die diffraktive Zonenlinse 13a. Dort entstehen an der diffraktiven Struktur aus dem Referenzbündel R_0 durch Lichtbeugung in der nullten Beugungsordnung nun das Referenzbündel R_0_0 und aus den Objektbündeln O_1λ durch Lichtbeugung in der ersten Beugungsordnung nun die Objektbündel O_1λ_1. Sowohl das Referenzbündel R_0_0 als auch die diskretisierten Objektbündel O_1λ_1 erfahren an der Single-Mode-Faser 10 eine konfokale Diskriminierung, so dass in der Single-Mode-Faser 10 nun die Intensitäten IR_0_0 cd und IO_1λ_1 cd entstehen, wobei von den Objektbündeln O_1λ_1 nur die zumindest näherungsweise scharf fokussierten Objektbündel, also die mit der Wellenlänge λ zumindest näherungsweise scharf auf die Oberfläche des Objekts 19 abgebildeten und damit hier durch die Auslegung der optischen Anordnung auch scharf auf das Ende der Faser 10 abgebildeten, in die Single-Mode-Faser 10 eintreten können. Die Auskopplung des Lichts aus der Faser 10 in die Faser 20 erfolgt über den X-Koppler 11 und nach Austritt aus der Faser 20 gelangen die miteinander interferierenden Bündel R_0_0 cd und O_1λ_1 cd in ein Single-Shot-Spektrometer, welches ein Beugungsgitter 21 sowie eine schnelle CMOS-Zeilenkamera 22 enthält. Um das Abtasttheorem bei der Abtastung des Wavelets einzuhalten, ist im System L > 2z einzuhalten. Um eine Abtastung mittels Schwebung zu ermöglichen, ist L näherungsweise gleich z zu wählen, wobei z dem Objektabstand von der Frontfläche 16 und hier dem halben optischen Gangunterschied bei der Zweistrahl-Interferenz entspricht.
  • Die 2, Grafik a, stellt das auf der schnellen CMOS-Zeilenkamera 22 in der Theorie von einer kooperativen Objektoberfläche entstehende Wavelet in Form Müllerscher Streifen mit durch konfokale Diskriminierung erzeugter Einhüllenden dar, also wenn im hypothetischen Fall der beschriebenen Anordnung kein Fabry-Perot-Interferometer 6 zugeordnet ist. Durch das Fabry-Perot-Interferometer 6 können aber nur spektral schmalbandige Intensitätsverteilungen transmittieren, Grafik b, so dass das entstehende Wavelet fast nur im Bereich der Maxima der Kamm-Charakteristik, also hauptsächlich in den Durchlassbereichen abgetastet wird, jedoch hochgenau äquidistant mit Δk im Wellenzahlraum. Dies ist in der Grafik c dargestellt.
  • Die 3 stellt ein elektronisch steuerbares DOE in Form eines Phase-mostly LCDs dar, das in der 0. und 1. Ordnung verwendet wird.
  • Durch spektrales Vorabkalibrieren einer CMOS-Zeilenkamera 22 mit beispielsweise etwa 10.000 Pixeln und „Intelligence an Chip”-Funktionalität im Zusammenhang mit der vorher durchgeführten spektralen Aufspaltung der elektromagnetischen Strahlung wird die Abstandsinformation von einem Objektpunkt extrem schnell errechnet. Dazu sind auf der CMOS-Zeilenkamera 22 virtuelle Zellen von je 8 Pixeln reserviert, für die durch spektrale Vorabkalibrierung der zugehörige Wellenzahlwert hochgenau ermittelt wurde. Aus jeder virtuellen Zelle wird ein integraler Intensitätswert gewonnen und als Datensatz abgespeichert, dessen zugehöriger Wellenzahlwert durch die Vorabkalibrierung also sehr genau bekannt ist. Aus diesem abgespeicherten Datensatz: „Intensität über der Wellenzahl in äquidistanten Wellenzahlintervallen Δk” wird mittels Fast Fourier-Transformation durch „Intelligence an Chip”-Funktionalität auf der CMOS-Zeilenkamera 22 die Abstandsinformation im Submillisekundenbereich gewonnen.
  • Die 4 stellt ein mit zwei separaten Spiegeln 27 und 28 aufgebautes Fabry-Perot-Interferometer dar, wobei die beiden Spiegel 27 und 28 hochreflektierende Teilerschichten 7 und 8 aufweisen. Der Spiegelabstand L kann vorbestimmt gesteuert um das Weginkrement ΔL verändert werden. Auch hier ist, um das Abtasttheorem bei der Abtastung des Wavelets zu erfüllen, im System L > 2z einzuhalten.
  • Die 5 entspricht in der Funktionalität der Anordnung in 1. Das Vielstrahl-Interferometer stellt hier ein mit zwei separaten Spiegeln 27 und 28 aufgebautes Fabry-Perot-Interferometer dar, wobei die beiden Spiegel 27 und 28 hochreflektierende Teilerschichten 7 und 8 aufweisen. Der Spiegelabstand L ist hierbei in der Größenordnung des Objektabstandes z, so dass bei der Signalabtastung eine Schwebung besteht. Der Spiegelabstand L kann vorbestimmt gesteuert um das Weginkrement ΔL mit einem hier nicht dargestellten Piezosteller, der hierbei dem Spiegel 27 zugeordnet ist, hochgenau verändert werden. So ergibt sich eine Phasenschiebung in den detektierten Intensitätssignalen, so dass für jedes Intensitätsmaximum in einem Wellenzahlintervall Δk eine Phasenvariation durch den Weg-Scan entsteht. Dieser Weg-Scan kann durch die Wahl der Größe dieses Weginkrements ΔL so durchgeführt werden, dass im Mittel die Phasenänderung Δφ um π/2 beträgt. So können beispielsweise an jeder Stelle im detektierten Wellenzahlbereich nacheinander vier Intensitätswerte aufgenommen werden, die dann beispielsweise mit dem Carré-Algorithmus zu einem Phasenwert pro Stelle im Spektrum verrechnet werden. So kann über der Wellenzahlachse k die Phasenänderung hochgenau bestimmt werden, aus welcher der Abstand des Objekts von einer Referenzposition hochgenau, also im Nano- und Subnanometerbereich bestimmt werden kann. Die Referenzposition ist |L| – |z|, wobei L der Spiegelabstand im Vielstrahl-Interferometer und z der Abstand des Objektes von der Position optischer Gangunterschied null ist. Dieser Ansatz ist insbesondere für die hochgenaue linienhafte Abtastung des Höhenprofils eines bewegten Objekts von großem Vorteil, wenn die Zugänglichkeit zum Objekt räumlich sehr begrenzt ist.
  • Die 6, siehe Grafik a, stellt das auf der schnellen CMOS-Zeilenkamera 22 in der Theorie von einer kooperativen Objektoberfläche entstehende Wavelet in Form Müllerscher Streifen dar, also wenn im Fall der beschriebenen Anordnung hypothetisch kein Fabry-Perot-Interferometer zugeordnet wäre. Dabei zeigt die Grafik a1 einen herausgezoomten Bereich des Wavelets. Durch das Fabry-Perot-Interferometer hoher Finesse mit den separaten Spiegeln 27 und 28 können aber spektral nur sehr schmalbandige Intensitätsverteilungen, siehe Grafik b, transmittieren, so dass das Wavelet, siehe Grafik b, nur im Bereich der Maxima der Kamm-Charakteristik, also in den Durchlassbereichen, jedoch hochgenau äquidistant mit Δk im Wellenzahlraum abgetastet wird. Hier besteht jedoch Schwebung, da die äquidistanten Abstände Δk der Intensitätsmaxima des Abtastkamms zumindest näherungsweise der Frequenz der Müllerschen Streifen entsprechen. Das Fabry-Perot-Interferometer hoher Finesse wird in den Weg-Scan-Positionen L, L + ΔL, L + 2ΔL, L + 3ΔL ausgelesen, siehe Grafik c, so dass sich Signale mit unterschiedlichen Phasenlagen ergeben. Die Grafik d zeigt die aus den vier Intensitätswerten errechneten Phasenwerte über der Wellenzahl. Bei kooperativen Objekten bilden die Phasenwerte über der Wellenzahl zumindest näherungsweise eine Gerade. Im Anstieg der Geraden ist die Information über den Abstand zk eines Objektpunktes zur Position |L| – |z| enthalten. Dieser Abstand zk kann mittels Gleichung zk = dφ/dk errechnet werden. Bei der Durchmusterung von polierten High-Tech-Oberflächen hinsichtlich Verschmutzungen durch Submikrometerpartikel oder Verkratzungen oder Polierfehler können allein durch Abweichungen vom Anstieg der Ausgleichsgeraden durch die Punktewolke der Phasenwerte oder durch Änderungen in der Streuung der Phasenwerte um die Ausgleichsgerade zuverlässige Rückschlüsse auf feinste Kontaminationen einer High-Tech-Oberfläche oder Veränderungen einer High-Tech-Oberfläche gegenüber einem Referenzzustand gewonnen werden.
  • Die 7 beschreibt die Anwendung der Erfindung mit einem Vielstrahl-Interferometer und Zweistrahl-Interferenz für die optische Hochgeschwindigkeits-Datenauslesung von einem optischen Mehrlagen- oder Mehrschichtenspeicher, der eine Relativbewegung zum optischen Abtastsystem erfahrt. Das Licht von einer lichtstarken, fasergekoppelten Superlumineszenzdiode 1 im nahen Infrarotbereich wird mittels Fokussieroptik 2 nach dem Passieren eines Bandpassfilters 103 in eine Singlemode-Faser 3 eingekoppelt, tritt aus dieser am Ausgang 4 wieder aus, wird durch ein Objektiv 5 kollimiert und gelangt in ein Fabry-Perot-Interferometer 6, hier als Fabry-Perot-Etalon mit einem geringen Spiegelabstand L ausgebildet. Dieses Fabry-Perot-Etalon weist zwei hochverspiegelte teildurchlässige Spiegel 7 und 8 auf, so dass Vielstrahl-Interferenz hoher Finesse am Ausgang dieses Fabry-Perot-Etalons 6 besteht. So wird aus dem eingehenden Kontinuumsspektrum der Superlumineszenzdiode 1 ein Vielstrahl-Interferenz-Spektrum mit Frequenzkamm-Charakteristik erzeugt. Die transmittierten, schmalbandigen Spektralanteile bei den Wellenlangen λi oder den Wellenzahlen ki, also Intensitätsverteilungen mit jeweils einer Linienform, bilden dabei im Wellenzahlraum, dem k-Raum, einen Kamm mit äquidistanten Abständen Δk. Dies ist in 8 dargestellt. Die Abstände der Maxima der transmittierten, schmalbandigen Intensitäten weisen dabei hochgenau wegen der Vielstrahl-Interferenz stets die gleiche Wellenzahldifferenz Δk auf. Das Licht, welches das Fabry-Perot-Interferometer 6 mit Spektralkamm-Charakteristik verlässt, wird mittels Fokuslinse 9 in die Faser 10 eingekoppelt, passiert einen X-Koppler 11 geradeaus und gelangt in eine GRIN-Linse 12, wo im Ergebnis ein kollimiertes Bündel den Ausgang derselben verlässt und auf eine diffraktive Zonenlinse 13a mit lichtzerstreuender Wirkung gelangt, welche als Phasengitter ausgebildet ist. Hier entstehen ein Bündel in der nullten Ordnung, welches als polychromatisches Referenzbündel R_0 fungiert, und ein polychromatisches Abtastbündelspektrum in der ersten Ordnung O_1λ, bestehend aus den abtastenden Bündeln O_1λ1, O_1λi bis O_1λn, welches also auch das Abtastbündel O_1λi der Wellenlänge λi enthält, wobei diese Abtastbündel chromatisch-tiefenaufgespaltete, durch die Vielstrahl-Interferenz diskretisierte Objektbündel darstellen, welche nach Fokussierung mittels GRIN-Linse 14 und Mikrolinse 15 unterschiedliche Tiefenlagen der Foki bilden. Das Licht des poychromatischen Bündels in der nullten Ordnung als auch das Licht des diskretisierten Bündelspektrums in der ersten Ordnung O_1λ gelangen in den transparenten Datenträger 102. Dort wird das Licht des Bündels in der nullten Ordnung, welches als Referenzbündel R_0 fungiert, an der teiltransparenten Referenzschicht 103 teilreflektiert und gelangt auf die diffraktive Zonenlinse 13a zurück. An dieser diffraktiven Zonenlinse 13a wird das polychromatische Referenzbündel R_0 auch in der nullten Ordnung hindurchgelassen, so dass das polychromatische Referenzbündel R_0_0 entsteht. In anderen Beugungsordnungen entstehendes Licht ist nicht von weiterem Interesse, da es nach der Fokussierung mittels der GRIN-Linse 12 durch die konfokale Diskriminierung beim Eintritt in die Faser 10 vom nachfolgenden Detektionsstrahlengang nach dem Y-Koppler 11 ferngehalten wird.
  • Das Licht des Bündelspektrums in der ersten Ordnung O_1λ ist in die abtastenden Bündeln O_1λ1, O_1λi bis O_1λn tiefenaufgespaltet, so dass also auch ein Bündel O_1λi mit der Wellenlänge λi besteht. Die Tiefenaufspaltung ist hierbei so gewählt und zwar durch die Wahl der Brechkraft der diffraktiven Zonenlinse 13a mit lichtzerstreuender Wirkung und die Wahl des Schichtenabstandes im transparenten Datenträger 102 sowie die Justierung des Systems, dass genau je ein einzelnes abtastendes Bündel 1 bis n dieses Bündelspektrums O_1λ auf je eine Daten tragende Schicht 104 des transparenten Datenträgers 102 scharf fokussiert ist. So gelangt das Abtastbündel O_1λ1 auf die Schicht 1 und das Abtastbündel O_1λi auf die Schicht i des transparenten Datenträgers 102. Diese Schichten werden durch reflektierende Dots gebildet, also reflektierende Mikrobereiche in einer Ebene. Außerhalb dieser Dots ist das Medium des Datenträgers hochtransparent, d. h., die Schicht wird durch eine mittlere Ebene durch die Dots dargestellt und ist damit nur durch die Dots gegeben. Das von einem Dot der Schicht 1 oder der Schicht i oder einer anderen Schicht zurückreflektierte fokussierte Licht gelangt zurück bis auf die diffraktive Zonenlinse 13a. Dort erfolgt auch eine Beugung des Lichts in der ersten Ordnung. In anderen Beugungsordnungen entstehendes Licht ist hierbei nicht von weiterem Interesse, da es nach der Fokussierung mittels der GRIN-Linse 12 durch die konfokale Diskriminierung beim Eintritt in die Faser 10 vom nachfolgenden Detektionsstrahlengang nach dem Y-Koppler 11 von der Detektion ferngehalten wird. Nach der konfokalen Diskriminierung beim Eintritt in die Faser 10 und Passieren des Y-Kopplers 11 gelangen sowohl Licht vom Referenzbündel R_0_0 cd als auch Licht von Teilen der Abtastbündel, beispielsweise hier O_1λi_1 cd, die jeweils ein Dot getroffen haben, d. h. einen reflektierenden Mikrobereich in der Schicht vorgefunden haben, auf das Beugungsgitter 21, wo eine spektrale Aufspaltung erfolgt, sowie anschließend auf eine extrem schnell auslesbare Photodiodenzeile 106 mit einzelnen separierten Photodioden. Alternativ kann anstelle der Photodiodenzeile 106 auch eine CMOS-Zeile eingesetzt werden. Beispielsweise gelangen das Referenzbündels R_0_0 cd und das Abtastbündel O_1λi_1 cd auf die Photodiode 106i dieser Photodiodenzeile 106. Der Schichtenabstand von der teiltransparenten Referenzschicht 103 zu den reflektierenden Dots der Schichten ist in Abhängigkeit der Wellenlänge jeweils so gewählt, dass destruktive Interferenz, also Lichtauslöschung besteht. Dies ist für das System in 9 dargestellt. In der Schicht i findet das fokussierte Abtastbündel O_1 λi ein reflektierendes Dot vor, dass hier vergrößert dargestellt ist. Zwischen dem hier rückreflektierten Abtastbündel und dem Referenzbündel, jeweils der Wellenlänge λi, findet durch den optischen Gangunterschied zwischen Referenz- und Abtastbündel destruktive Interferenz statt. Der Signalwert in 9 geht für die Photodiode 106i somit auf ein Minimum, so dass sich in der hier nicht dargestellten Signalverarbeitungskette schließlich eine logische „0” erzeugt wird. Dagegen finden das fokussierte Abtastbündel O_1 λi + 1 als auch das fokussierte Abtastbündel O_1 λi – 1 in dieser Position jeweils, kein Dot vor, so dass die Intensität des Referenzbündels registriert wird, siehe 9, wodurch sich in der hier nicht dargestellten Signalverarbeitungskette schließlich ein logisches „L” ergibt, da der Intensitätswert des Referenzbündels höher als der Intensitätswert der destruktiven Interferenz ist. Der sich hierbei ergebende Vorteil ist, dass die digitale Information ohne vergleichsweise aufwendige numerische Auswertung eines Wavelets, also gleich digitalisiert, in Form einer kleinen oder großen Signalintensität vorliegt, der durch Komparation „0” oder „L” zugeordnet wird. Die Aufrechterhaltung der destruktiven Interferenz für den Datenträger setzt ein thermisch und mechanisch hochstabiles Mikrosystem voraus, das aber wegen der vergleichsweise geringen Schichtabstände im transparenten Datenträger und der sehr geringen Fertigungstoleranzen moderner Produktionsverfahren in der Regel langzeitstabil eingehalten werden kann. Das beschriebene optische System kann aber auch auf konstruktive Interferenz eingestellt sein. Dann würde sich im Fall des Vorhandenseins eines Dots, also eines reflektierenden Mikrobereiches, eine Erhöhung der Intensität im Vergleich zur Intensität einer transparenten Leerstelle ergeben. Der Vorteil besteht hierbei darin, dass eine numerische Auswertung eines Wavelets nicht notwendig ist, also der Intensitätswert unmittelbar, also ohne numerische Operation, digitalisiert werden kann, so dass sich hierbei eine extrem schnelle Datenauslesung ergibt.

Claims (26)

  1. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und/oder Sub-Lambda-Partikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sub-Lambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen wie in optischen Volumendatenspeichern, mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik aufweist sowie Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels (R_0) und chromatisch aufgespalteter Objektstrahlenbündel (O_1λ) und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle (1) oder einer Vielzahl punktförmig gemachter Multiwellenlängen-Quellen elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zur Spektralanalyse (21, 22, 106) der elektromagnetischen Strahlung, so dass eine mikroskopische Abbildung des Objekts (19) mit Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausführbar ist, gekennzeichnet dadurch, dass dem mindestens einen objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer ein Vielstrahl-Interferometer (6, 7, 8) im Strahlengang vor- oder nachgeordnet ist.
  2. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Spektrometer (21, 22, 106) als Single-Shot-Spektrometer ausgebildet ist.
  3. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass das zugeordnete Vielstrahl-Interferometer (6, 7, 8) mit einem unveränderlichen optischen Gangunterschied, der ungleich null ist, ausgebildet ist.
  4. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass das zugeordnete Vielstrahl-Interferometer (6, 7, 8, 27, 28) mit einem vorbestimmt veränderlichen optischen Gangunterschied, der ungleich null ist, ausgebildet ist.
  5. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie ein Vielstrahl-Interferometer (6, 7, 8, oder 7, 8, 27, 28) zugeordnet ist, dem mehrere objektabtastende, chromatisch-konfokale, spektrale Zweistrahl-Interferometer nachgeordnet sind und dabei eine Strahlteilereinrichtung mit der Teilung der Amplitude oder der Wellenfront zwischen diesem Vielstrahl-Interferometer und mehreren nachgeordneten objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometern angeordnet ist.
  6. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Vielstrahl-Interferometer in Reflexion oder Transmission als ein Fabry-Perot-Interferometer (6, 7, 8, 27, 28) oder als ein zyklisches, also als ein Interferometer mit umlaufendem Strahlengang, mit vergleichsweise hoher Finesse ausgebildet ist.
  7. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass dabei das Fabry-Perot-Interferometer als ein vorbestimmt durchstimmbares Fabry-Perot-Interferometer (7, 8, 27, 28) ausgebildet ist.
  8. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass die Ausbildung des Vielstrahl-Interferometers als Etalon (6, 7, 8) erfolgt.
  9. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass bei der Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie das objektabtastende, chromatisch-konfokale, spektrale Zweistrahl-Interferometer als ein fasergekoppeltes oder auch als ein Bildleiter gekoppeltes Interferometer ausgebildet ist.
  10. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass konfokal-diskriminierende Mittel am proximalen Ende des Bildleiters angeordnet sind.
  11. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Mittel zur chromatischen Tiefenaufspaltung der Foki im Objektstrahlengang als ein elektronisch steuerbares diffraktiv-optisches Element (DOE) (13a, 13b) ausgebildet sind, in Form eines Phase-mostly-LCDs oder eines Phase-mostly-Mikrospiegel-Arrays.
  12. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, dass das Phase-mostly-Array als strahldivergierendes diffraktiv-optisches Element ausgebildet ist.
  13. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, dass ein Bündel in der nullten Beugungsordnung (R_0) als interferometrische Referenz und Bündel in der ersten Beugungsordnung (O_1λ) für die Objektantastung genutzt werden.
  14. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, dass das Zweistrahl-Interferometer als entweder klassisches mit diskreten optischen Komponenten oder als fasergekoppeltes Michelsontyp-Interferometer mit zumindest näherungsweise verlustfreier Strahlteilung und Strahlvereinigung ausgebildet ist, bei welchem beide Interferometerausgänge gleichzeitig benutzt werden.
  15. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen in optischen Volumendatenspeichern, welche mit einem Schichtensystem in Form eines Schichtenstapels in einem transparenten Medium ausgebildet sind, wobei die Schichten durch reflektierende Mikrobereiche ausgebildet sind, zwischen denen sich Licht hindurchlassende Zwischenräume befinden, um das Licht auch auf tiefer liegende Schichten des Schichtenstapels gelangen zu lassen, zwecks abtastender Datenauslesung, mit mindestens einem chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels und eines Objektstrahlenbündels für die optische Abtastung des Volumendatenspeichers und Mittel zur Abbildung des Volumendatenspeicherinhalts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung aufweist, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle oder einer Vielzahl punktförmig gemachter Multiwellenlängen-Quellen elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zur Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung, so dass eine mikroskopische Abbildung des Volumendatenspeicherinhalts mit konfokaler Diskriminierung und Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausführbar ist, gekennzeichnet dadurch, dass dem mindestens einen chromatisch-konfokalen spektralen Zweistrahl-Interferometer ein Vielstrahl-Interferometer im Strahlengang zugeordnet ist und das Vielstrahl-Interferometer hierbei mit einer geringen Länge L ausgebildet ist, so dass genau je ein Intensitätsmaximum i seines Kammspektrums auf genau je eine einzelne Daten tragende Schicht i im transparenten Medium des optischen Datenspeichers zumindest näherungsweise scharf fokussierbar ist, wobei im Strahlengang vor dem optischen Datenspeicher die chromatische Tiefenaufspaltung so durchgeführt ist, dass die einzelnen Foki unterschiedlicher Wellenlänge in der Tiefe mit einem Abstand jeweils entsprechend dem zugehörigen Schichtabstand im transparenten Medium des optischen Datenspeichers separiert sind.
  16. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass im transparenten Medium des optischen Volumendatenspeichers dem Schichtenstapel mindestens eine Referenzschicht zugeordnet ist.
  17. Anordnung zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie, also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und Sublambdapartikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sublambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen wie in optischen Volumendatenspeichern mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik sowie Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlen bündels und eines Objektstrahlenbündels und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung aufweist, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten durchstimmbaren Quelle oder einer Vielzahl punktförmig gemachter durchstimmbarer Quellen elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zum Wellenlängen-Durchstimmen der Quelle oder der Quellen elektromagnetischer Strahlung, so dass eine mikroskopische Abbildung des Objekts (19) ausführbar ist, gekennzeichnet dadurch, dass dem mindestens einen objektabtastenden, konfokalen Zweistrahl-Interferometer ein Vielstrahl-Interferometer (6, 7, 8) im Strahlengang zugeordnet ist, welches diesem vor- oder nachgeordnet ist.
  18. Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und Sublambdapartikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sublambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von reflektierenden oder streuenden oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen wie in optischen Volumendatenspeichern, bei dem mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels (R_0) und chromatisch aufgespalteter Objektstrahlenbündel (O_1λ) und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung aufweist, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle (1) oder einer Vielzahl punktförmig gemachter Multiwellenlängen-Quellen elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zur Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung eine mikroskopische Abbildung des Objekts mit Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausgeführt wird, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen Emission der elektromagnetischen Strahlung und vor der Detektion derselben mittels Spektrometer (21, 22) die elektromagnetische Strahlung zur Vielstrahl-Interferenz gebracht wird und somit eine Filterung oder Abtastung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels dieser Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird.
  19. Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 18, gekennzeichnet dadurch, dass der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer (7, 8, 27, 28) zumindest näherungsweise doppelt so groß wie der halbe optische Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer zu machen ist.
  20. Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 18, gekennzeichnet dadurch, dass der Spiegelabstand L im Vielstrahl-Interferometer (7, 8, 27, 28) zumindest näherungsweise gleich dem halben optischen Gangunterschied im spektralen Zweistrahl-Interferometer zu machen ist und die Abtastung mittels Schwebung durchgeführt wird.
  21. Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, dass durch feines sukzessives Verändern des optischen Gangunterschiedes um das doppelte Weginkrement ΔL im Vielstrahl-Interferometer (7, 8, 27, 28), also durch einen Weg-Scan, eine Phasenschiebung in den detektierten Intensitätssignalen durchgeführt wird, so dass sich für jedes Intensitätsmaximum in einem Wellenzahlintervall Δk eine Phasenvariation durch den Weg-Scan ergibt.
  22. Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 21, gekennzeichnet dadurch, dass der Weg-Scan an einem Spiegel (27) im Vielstrahl-Interferometer (7, 8, 27, 28) durch die Wahl der Größe des Weginkrements ΔL so durchgeführt wird, dass im Mittel die Phasenänderung Δφ in den Intensitätssignalen zwischen 0,1 π und 1.9 π liegt, jedoch zumindest näherungsweise äquidistant ist.
  23. Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI), also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, zur Erfassung von lichtreflektierenden oder lichtstreuenden oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen in optischen Volumendatenspeichern, welche mit einem Schichtensystem in Form eines Schichtenstapels in einem transparenten Medium ausgebildet sind, wobei die Schichten durch reflektierende Mikrobereiche ausgebildet sind, zwischen denen sich Licht hindurchlassende Zwischenräume befinden, um das Licht auch auf tiefer liegende Schichten des Schichtenstapels gelangen zu lassen, bei dem mit mindestens einem den optischen Datenspeicher mittels Objektarm abtastenden, chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl- Interferometer, welches zumindest näherungsweise eine Zweistrahl-Charakteristik aufweist sowie Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels (R_0, R_0_0 cd) und chromatisch aufgespalteter Objektstrahlenbündel (O_1 λi, O_1 λi_1 cd) mit einem optischen Gangunterschied ungleich null und Mittel zur Abbildung des Volumendatenspeicherinhalts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung (106) mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten und punktförmig gemachten Multiwellenlängen-Quelle elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zur Spektralanalyse der elektromagnetische, Strahlung (21) eine mikroskopische Abbildung des Volumendatenspeicherinhalts mit Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausgeführt wird, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen Emission der elektromagnetischen Strahlung und vor der Detektion derselben die elektromagnetische Strahlung zur Vielstrahl-Interferenz gebracht wird und eine Filterung oder Abtastung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird, wobei das Vielstrahl-Interferometer mit einer so geringen Länge L, also dem Abstand L der hochreflektierenden Spiegel, ausgebildet ist, dass der Frequenzabstand oder der Wellenzahlabstand der einzelnen Intensitätsmaxima im Kammspektrum des Vielstrahl-Interferometers, das am Ausgang des Vielstrahl-Interferometers entsteht, entsprechend groß ist und so genau je ein Intensitätsmaximum des Kammspektrums des dem Zweistrahl-Interferometer zugeordneten Vielstrahl-Interferometers bei der Wellenlänge λi auf genau je eine einzelne, Daten tragende Schicht i im transparenten Medium des optischen Volumendatenspeichers zumindest näherungsweise scharf fokussiert ist.
  24. Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 23, gekennzeichnet dadurch, dass dabei der spektrale Bereich um die Intensitätsmaxima des Kammspektrums im Spektralraum herum, also die spektrale Halbwertsbreite der Intensitätsverteilung mit lokalem Maxima, jeweils so gewählt ist, dass bei dem optischen Gangunterschied zwischen der Referenzschicht des transparenten Datenträgers und einer Daten tragenden Schicht diese spektrale Halbwertsbreite durch eine interferenzbedingte Intensitätsmodulation über der spektralen Achse mindestens eine Phasenveränderung von 90° aufweist, besser jedoch um 180° bis 360°.
  25. Verfahren zur chromatisch-konfokalen, spektralen Zweistrahl-Interferometrie (CCSI) nach Anspruch 24, gekennzeichnet dadurch, dass durch Detektion mittels mehrerer lateral angeordneter Detektoren (106, 106i) elektromagnetischer Strahlung, wie einzelne, sehr schnelle Photodioden oder ausgewählte einzelne Pixel einer lichtsensitiven CMOS-Zeile, der Modulationsgrad der Interferenzintensität für jede Schicht in jeder Abtastposition rechnerisch bestimmt und für die Datenverarbeitung zur Verfügung gestellt wird.
  26. Verfahren zur chromatisch-konfokalen Zweistrahl-Interferometrie, also mit chromatischer Tiefenaufspaltung von Foki im Objektraum, insbesondere zur Objekt-Abstandserfassung in mikroskopischer Skala oder zur Mikroprofilmessung, zur Schichtdickenerfassung oder zur punktweisen-, linien- oder flächenhaften Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Detektion von kontaminierenden Nano- und Sublambdapartikeln oder zur Verfolgung von Änderungen in Sublambda-Strukturen auf Oberflächen oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM) oder zur Erfassung von reflektierenden oder streuenden oder die elektromagnetische Strahlung nicht zurückgebenden Mikrobereichen wie in optischen Volumendatenspeichern, bei dem mit mindestens einem objektabtastenden, chromatisch-konfokalen spektralen Zweistrahl-Interferometer, welches Mittel zur Erzeugung und Führung eines Referenzstrahlenbündels und eines Objektstrahlenbündels und Mittel zur Abbildung des Objekts auf einen gerasterten Empfänger elektromagnetischer Strahlung aufweist, mit mindestens einer dem Zweistrahl-Interferometer vorgeordneten, punktförmig gemachten durchstimmbaren Quelle oder einer Vielzahl punktförmig gemachter durchstimmbarer Quellen elektromagnetischer Strahlung und mit Mitteln zum Wellenlängen-Durchstimmen der Quelle oder der Quellen elektromagnetischer Strahlung eine mikroskopische Abbildung des Objekts mit Spektralanalyse der elektromagnetischen Strahlung ausgeführt wird, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen Emission der elektromagnetischen Strahlung und vor der Detektion derselben mittels Empfänger elektromagnetischer Strahlung die elektromagnetische Strahlung zur Vielstrahl-Interferenz gebracht wird und somit eine Filterung oder Abtastung derselben mit Wellenzahl-äquidistanter Spektralkamm-Charakteristik mittels dieser Vielstrahl-Interferenz vorbestimmt durchgeführt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010046907A1 (de) 2010-08-16 2012-02-16 Universität Stuttgart Robustes One-Shot-Interferometer und Verfahren , insbesondere auch als Scout-Sensor zur multi-sensoriellen Materialmessung oder Tumorzellen-Erkennung

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5790178B2 (ja) * 2011-03-14 2015-10-07 オムロン株式会社 共焦点計測装置
CN103162617B (zh) * 2011-12-09 2015-08-26 陈亮嘉 彩色共焦显微系统及其信号处理方法
JP5834979B2 (ja) * 2012-02-03 2015-12-24 オムロン株式会社 共焦点計測装置
JP6044315B2 (ja) * 2012-12-12 2016-12-14 オムロン株式会社 変位計測方法および変位計測装置
DE102013222383A1 (de) * 2013-02-06 2014-08-07 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Optische Positionsmesseinrichtung
DE102013008582B4 (de) * 2013-05-08 2015-04-30 Technische Universität Ilmenau Verfahren und Vorrichtung zur chromatisch-konfokalen Mehrpunktmessung sowie deren Verwendung
JP2018537695A (ja) 2015-12-11 2018-12-20 ユニバーシティ オブ ヘルシンキ 表面構造及び表面下構造の特性を決定する装置及び方法
CN106767573A (zh) * 2017-03-24 2017-05-31 合肥工业大学 一种基于色散共焦光谱法的表面粗糙度测量系统及其方法
CN109682310B (zh) * 2019-03-06 2021-02-26 深圳佳视德智能科技有限公司 厚度平面度段差检测装置、系统及方法
CN113176231A (zh) * 2021-03-22 2021-07-27 杭州电子科技大学 一种微区分析用光谱仪
CN113218312B (zh) * 2021-05-18 2022-09-30 哈尔滨工业大学 光针式共光路干涉共焦位移测量装置与方法
CN114485474B (zh) * 2022-02-24 2023-11-10 成都特密思科技有限公司 一种三轴超精密轮廓检测装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD240824A3 (de) * 1972-01-04 1986-11-19 Johannes Schwider Verfahren und vorrichtung zur justierung von zwei ebenen zueinander
DE3623265A1 (de) * 1986-07-10 1988-01-21 Siemens Ag Verfahren und anordnung zur faseroptischen messung einer weglaenge oder einer weglaengenaenderung
DE3938317A1 (de) * 1989-11-17 1991-05-23 Siemens Ag Interferometrische wegmessung mit waehlbarer periode des interferometerausgangssignals
DE4405450A1 (de) * 1994-02-18 1995-08-24 Johannes Prof Dr Schwider Dispersives Interferometrisches Profilometer
DE10321895A1 (de) * 2003-05-07 2004-12-02 Universität Stuttgart Interferometrischer Sensor zur chromatischen Objekt-Tiefenabtastung
DE102004052205A1 (de) * 2004-10-20 2006-05-04 Universität Stuttgart Interferometrischer Multispektral-Sensor und interferometrisches Multispektral-Verfahren zur hochdynamischen Objekt-Tiefenabtastung oder Objekt-Profilerfassung
DE102005006723B3 (de) * 2005-02-03 2006-06-08 Universität Stuttgart Interferometrisches,konfokales Verfahren und interferometrische, konfokale Anordung für optische Datenspeicher, insbesondere Terabyte-Volumenspeicher

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005006724A1 (de) 2004-10-20 2006-08-10 Universität Stuttgart Verfahren und Anordung zur konfokalen Spektral-Interferometrie, insbesondere auch zur optischen Kohärenz-Tomografie (OCT)und/oder optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM)von biologischen und technischen Objekten

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD240824A3 (de) * 1972-01-04 1986-11-19 Johannes Schwider Verfahren und vorrichtung zur justierung von zwei ebenen zueinander
DE3623265A1 (de) * 1986-07-10 1988-01-21 Siemens Ag Verfahren und anordnung zur faseroptischen messung einer weglaenge oder einer weglaengenaenderung
DE3938317A1 (de) * 1989-11-17 1991-05-23 Siemens Ag Interferometrische wegmessung mit waehlbarer periode des interferometerausgangssignals
DE4405450A1 (de) * 1994-02-18 1995-08-24 Johannes Prof Dr Schwider Dispersives Interferometrisches Profilometer
DE10321895A1 (de) * 2003-05-07 2004-12-02 Universität Stuttgart Interferometrischer Sensor zur chromatischen Objekt-Tiefenabtastung
DE102004052205A1 (de) * 2004-10-20 2006-05-04 Universität Stuttgart Interferometrischer Multispektral-Sensor und interferometrisches Multispektral-Verfahren zur hochdynamischen Objekt-Tiefenabtastung oder Objekt-Profilerfassung
DE102005006723B3 (de) * 2005-02-03 2006-06-08 Universität Stuttgart Interferometrisches,konfokales Verfahren und interferometrische, konfokale Anordung für optische Datenspeicher, insbesondere Terabyte-Volumenspeicher

Non-Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E. Papastathopoulos [u.a.]: Chromatic Confocal Spectral Interferometry (CCSI). In: Proceedings of the SPIE 6292-Konferenz, San Diego *
E. Papastathopoulos [u.a.]: Chromatic Confocal Spectral Interferometry with wavelet analysis. In: Proceedings of the SOIE 6189-Konferenz, April 2006, Strasbourg *
E. Papastathopoulos [u.a.]: Chromatic Confocal Spectral Interferometry. In: Applied Optics 45, No. 32, S. 8244-8252, 10. Nov. 2006 *
E. Papastathopoulos [u.a.]: Chromatically dispersed interferometry with wavelet analysis. In: Optics Letters 31, S. 589-591, 2006 *
G. Hege: Speckle-Verfahren zur Abstandsmessung. Dissertation. In: Berichte aus dem Institut für Technische Optik, Stuttgart, 1984, Vol. 4, S. 20-25 *
G. Li [u.a.]: Optics Letters, 15. Okt. 2000, Vol. 25, No. 20, S. 1505-1507 *
J. Schwider, L. Zhou: Dispersive interferometric profilometer. In : Opt. Lett., Vol. 19, No. 13, 1994 *
J.C. Viénot [u.a.]: Appl. Optics 16 454 (1977) *
J.C. Viénot [u.a.]: Appl. Optics 16 454 (1977) G. Hege: Speckle-Verfahren zur Abstandsmessung. Dissertation. In: Berichte aus dem Institut für Technische Optik, Stuttgart, 1984, Vol. 4, S. 20-25 J. Schwider, L. Zhou: Dispersive interferometric profilometer. In : Opt. Lett., Vol. 19, No. 13, 1994 G. Li [u.a.]: Optics Letters, 15. Okt. 2000, Vol. 25, No. 20, S. 1505-1507 E. Papastathopoulos [u.a.]: Chromatically dispersed interferometry with wavelet analysis. In: Optics Letters 31, S. 589-591, 2006 E. Papastathopoulos [u.a.]: Chromatic Confocal Spectral Interferometry with wavelet analysis. In: Proceedings of the SOIE 6189-Konferenz, April 2006, Strasbourg E. Papastathopoulos [u.a.]: Chromatic Confocal Spectral Interferometry (CCSI). In: Proceedings of the SPIE 6292-Konferenz, San Diego E. Papastathopoulos [u.a.]: Chromatic Confocal Spectral Interferometry. In: Applied Optics 45, No. 32, S. 8244-8252, 10. Nov. 2006 P. Pavlicek, G. Häusler: Accurate fiber-optic sensor for measurement of t
P. Pavlicek, G. Häusler: Accurate fiber-optic sensor for measurement of the distance based on white-light interferometry with dispersion. In: ICO Tokyo, Paper-Nr. 15B3-1, 15.07.2004 *
Z. Hu, A.M. Rollins: Fourier domain optical coherence tomography with a linear-in wavenumber spectrometer. In: Opt. Lett., Vol. 32, No.24, 2007 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010046907A1 (de) 2010-08-16 2012-02-16 Universität Stuttgart Robustes One-Shot-Interferometer und Verfahren , insbesondere auch als Scout-Sensor zur multi-sensoriellen Materialmessung oder Tumorzellen-Erkennung

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