DE112013004646B4

DE112013004646B4 - Lichtmessvorrichtung, Verfahren, Programm und Aufnahmemedium

Info

Publication number: DE112013004646B4
Application number: DE112013004646.6T
Authority: DE
Inventors: c/o Advantest Corporation Hashimoto Masaichi; c/o Advantest Corporation Irisawa Akiyoshi
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: US20150241346A1; KR20150056529A; CN104620094A; KR101912671B1; DE112013004646T5; WO2014045820A1; CN104620094B; JPWO2014045820A1; JP5961272B2; US9846120B2

Abstract

Eine Lichtmessvorrichtung (1), die einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt, wobei die Vorrichtung aufweist:einen Master-Laser (11), der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt;einen Slave-Laser (12), der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet, erzeugt;einen Belichtungslichtpuls-Generator (14), der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt;einen Messsignal-Generator (16), der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung eines Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt, zu dem ein durch Belichtung eines Messobjekts (2) mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich mit dem Slave-Laserlichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird;eine Signalmess-Einheit (42), die den Ausgabepunkt des Messsignals misst; einen Überwachungssignal-Generator (18), der den Belichtungslichtpuls undden Slave-Laserlichtpuls empfängt und als Ausgabe ein Überwachungssignal erzeugt;eine Zeitmess-Einheit (44), die einen Ausgabepunkt des Überwachungssignals misst;eine Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48), die eine Verzögerung zwischen einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis und einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis, vor einem Zeitpunkt, wenn das erstgenannte Messergebnis erhalten wird, ableitet;und eine Fehler-Berichtigungs-Einheit (34,49), die den Ausgabepunkt des Messsignals basierend auf einem von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48) abgeleiteten Ergebnis berichtigt;wobei die Vorrichtung (1) einen Fehler in der Messung an einem Ausgabepunkt des Messsignals berichtigt, undwobei ein Zeitunterschied zwischen dem Messsignal und dem Überwachungssignal konstant ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lichtmessungen.
STAND DER TECHNIK („Background art“)
Verfahren (bezugnehmend auf beispielsweise die japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung mit der Nr. JP 2010 - 2 218 A (Patentdokument 1) und die japanische nicht geprüfte Patenveröffentlichung mit der Nr. JP 2011 - 7 590 A (Patent Dokument 2)) sind konventionell bekannt, in welchen ein Terahertz-Detektor (z.B. photoleitender Schalter) ein Terahertz-Licht A (das ein Puls ist), das von einem Terahertz-Generator (beispielsweise ein photoleitender Schalter) an ein Messobjekt bereitgestellt wird und das Messobjekt durchläuft und ein Licht B einer Pulsdauer, die sich leicht von der Pulsdauer des Terahertz-Lichts A unterscheidet, empfängt und der Detektor dann das Messobjekt misst.
In den oben beschriebenen verwandten Techniken stellt ein Master-Laser dem Terahertz-Generator einen Master-Laserlichtpuls bereit während ein Slave-Laser einem Terahertz-Detektor einen Slave-Laserlichtpuls (Licht B) bereitstellt. Eine Wiederholungsfrequenz des Master-Laserlichtpulses unterscheidet sich jedoch leicht von dem des Slave-Laserlichtpulses. Man beachte, dass eine Technik, welche die Wiederholungsfrequenz des Master-Laserlichtpulses dazu veranlasst sich leicht von dem des Slave-Laserlichtpulses zu unterscheiden, in dem japanischen Patent mit der Nr. JP 4 782 889 B1 (Patentdokument 3) und dem japanisches Patent mit der Nr. JP 4 786 767 B1 (Patentdokument 4) beschrieben ist.
Ferner wird ein Triggersignal auf der Basis des Master-Laserlichtpulses und des Slave-Laserlichtpulses erzeugt. Das Triggersignal dient als ein Zeitursprungspunkt eines Signals, welches unter Verwendung eines Terahertz-Detektors erkannt wird (bezugnehmend auf beispielsweise Patentdokument 1, 6).
Aus der Druckschrift US 2010/0294934 A1 ist eine Licht-Messvorrichtung mit einer Pumplichtquelle und einer Messlichtquelle bekannt, bei der Terahertz-Licht durch ein Gerät-unter-Test geleitet wird und ein Jitter im Messergebnis unterdrückt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In den obigen verwandten Techniken ist es jedoch beabsichtigt, dass Änderungen der Umgebungstemperatur („ambient temperature“) die optischen Pfadlängen des Terahertz-Lichts A, des Slave-Laserlichtpulses (Licht B) und des Master-Laserlichtpulses dazu veranlassen sich auszudehnen und sich zu kontrahieren. Die Ausdehnung und die Kontraktion der optischen Pfadlänge verhindert das Erhalten von richtiger Information einer Verzögerung relativ zu dem Zeitursprungspunkt eines Signals, welches unter Verwendung des Terahertz-Detektors erkannt wird - u.a. von richtiger Phaseninformation.
Ferner ist es in den obigen verwandten Techniken beabsichtigt, dass die Änderungen in der Umgebungstemperatur eine fehlerhafte Ausrichtung zwischen den optischen Achsen des Terahertz-Lichts A, des Slave-Laserlichtpulses (Licht B) und des Master-Laserlichtpulses verursachen. Solche fehlerhaften Ausrichtungen der optischen Achsen resultieren aus Änderungen in der Erzeugungseffizienz und Detektionssensitivität des Terahertz-Lichts A. Ferner gibt es auch Schwankungen in der Ausgabeleistung von dem Master-Laser und dem Slave-Laser. Aus diesem Grund kann die Amplitude des Signals, welches von dem Terahertz-Detektor erkannt wird, in einigen Fällen nicht richtig gemessen werden.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Messergebnis (z.B. Phaseninformation oder Amplitude) eines Messobjekts mittels Licht, wie Terahertz-Licht, richtig zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung wird in den Ansprüchen 1 und 9 bis 11 definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Lichtmessvorrichtung, die einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt: einen Master-Laser, der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt; einen Slave-Laser, der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet, erzeugt; einen Belichtungslichtpuls-Generator, der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt; und einen Messsignal-Generator, der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung des Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt zu dem der durch Belichtung des Messobjekts mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich dem Slave-Laserlichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird.
Gemäß der so konstruierten Lichtmessvorrichtung erzeugt ein Master-Laser als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls. Ein Slave-Laser erzeugt als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet. Ein Belichtungslichtpuls-Generator empfängt den Master-Laserlichtpuls und erzeugt als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls. Ein Messsignal-Generator erzeugt als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung des Messlichtpulses zu einem Zeitpunkt zu dem der durch Belichtung des Messobjekts mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich dem Slave-Laserlichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird. Ferner berichtigt die Vorrichtung einen Fehler in einer Messung eines Messsignals.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung einen Fehler in einer Messung an einem Ausgabepunkt des Messsignals berichtigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ferner beinhalten: eine Signalmess-Einheit, die den Ausgabepunkt des Messsignals misst; einen Überwachungssignal-Generator, der den Belichtungslichtpuls und den Slave-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe ein Überwachungssignal erzeugt; eine Zeitmess-Einheit, die einen Ausgabepunkt des Überwachungssignals misst; eine Zeitunterscheid-Ableitungs-Einheit, die eine Verzögerung zwischen einem von der Zeitmess-Einheit erhaltenen Messergebnis und einem von der Zeitmess-Einheit erhaltenen Messergebnis, vor einem Zeitpunkt, wenn das erstgenannte Messergebnis erhalten wird, ableitet; und eine Fehler-Berichtigungs-Einheit, die den Ausgabepunkt des Messsignals basierend auf einem von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit erhaltenen Ergebnis berichtigt, wobei ein Zeitunterschied zwischen dem Messsignal und dem Überwachungssignal konstant sein kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung weiterhin beinhalten: einen Triggersignal-Generator, der als eine Ausgabe ein Triggersignal zu einem Zeitpunkt erzeugt, wenn der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden, wobei die Signalmess-Einheit den Ausgabepunkt des Messsignals relativ zu dem Triggersignal misst und wobei die Fehler-Berichtigungs-Einheit einen Ausgabepunkt des Triggersignal berichtigt, das von dem Triggersignal-Generator erzeugt wird.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Fehler-Berichtigungs-Einheit das von der Signalmess-Einheit erhaltene Messergebnis berichtigen.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Zeitmess-Einheit das Überwachungssignal zu einer Vielzahl von Zeitpunkten messen und die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit kann die Verzögerung zwischen dem von der Zeitmess-Einheit erhaltenen Messergebnis und dem zu dem letzten Zeitpunkt von der Zeitmess-Einheit erhaltenen Messergebnis ableiten.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit eine Verzögerung zwischen dem von der Zeitmess-Einheit erhaltenen Messergebnis und dem zu dem letzten Zeitpunkt von der Zeitmess-Einheit erhaltenen Messergebnis ableiten, wobei das letztgenannte Ergebnis ein Ergebnis ist, das von der Fehler-Berichtigungs-Einheit berichtigt wurde.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann der Messsignal-Generator als der Überwachungssignal-Generator dienen, und der Messlichtpuls und der Belichtungslichtpuls können von dem Messsignal-Generator in einer solchen Weise empfangen werden, dass sich beide Pulse nicht in einem Zeitbereich miteinander überschneiden.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann der Unterschied im optischen Pfad zwischen einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt vorhanden ist und einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt nicht vorhanden ist für den Messsignal-Generator groß genug sein kann, um den Messlichtpuls und den Belichtungslichtpuls in einer solchen Weise zu empfangen, dass sich beide Pulse nicht in einem Zeitbereich miteinander überschneiden, wobei jeder Pfad zwischen dem Belichtungslichtpuls-Generator und dem Messsignal-Generator eingerichtet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ein optisches System beinhalten, in welchem irgendein ausgewählter einer der Messlichtpuls oder der Belichtungslichtpuls an den Messsignal-Generator bereitgestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ferner beinhalten eine Signalmess-Einheit, die den Ausgabepunkt des Messsignals misst; eine Aufnahme-Einheit für die Zeit- und Temperatureigenschaften, die eine Beziehung des Ausgabepunkts der Ausgabe von dem Messsignal-Generators hinsichtlich einer Umgebungstemperatur („environmental temperature“) aufnimmt; eine Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit, die basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Zeit- und Temperatureigenschaften aufgenommenen Information eine Verzögerung zwischen dem Ausgabepunkt des Messsignals bei einer Referenztemperatur und dem Ausgabepunkt des Messsignals bei einer Umgebungstemperatur zu einem Zeitpunkt, wenn des Messsignal gemessen wird, ableitet; und eine Fehler-Berichtigungs-Einheit, die den Ausgabepunkt des Messsignals basierend auf einem von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit abgeleiteten Ergebnis berichtigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ferner beinhalten einen Triggersignal-Generator, der als eine Ausgabe ein Triggersignal zu einem Zeitpunkt erzeugt, wenn der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden, wobei die Signalmess-Einheit den Ausgabepunkt des Messsignals relativ zu dem Triggersignal misst, und wobei die Fehler-Berichtigungs-Einheit einen Ausgabepunkt des Triggersignals berichtigt, das von dem Triggersignal-Generator erzeugt wird.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Fehler-Berichtigungs-Einheit das von der Signalmess-Einheit erhaltene Messergebnis berichtigen.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Signalmess-Einheit das Messsignal zu einer Vielzahl von Zeitpunkten messen, und wobei die Referenztemperatur eine Umgebungstemperatur zu einem Zeitpunkt sein kann, wenn das Messsignal zu dem letzten Zeitpunkt gemessen wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung weiterhin einen Fehler in einer Messung einer Amplitude des Messsignals berichtigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ferner beinhalten eine Signalmess-Einheit, die die Amplitude des Messsignals misst; einen Überwachungssignal-Generator, der den Belichtungslichtpuls und den Slave-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe ein Überwachungssignal erzeugt; eine Amplitudenmess-Einheit, die eine Amplitude des Überwachungssignals misst; eine Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften, die eine Beziehung der Amplitude des Überwachungssignals hinsichtlich einer Bias-Spannung aufnimmt, die an den Belichtungslichtpuls-Generator angelegt wird; eine Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit, die basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften aufgenommenen Information einen Berichtigungswert der Bias-Spannung ableitet, wobei der Berichtigungswert der Bias-Spannung das von der Amplitudenmess-Einheit erhaltene Messergebnis dazu veranlasst mit dem von der Amplitudenmess-Einheit erhaltenen Messergebnis, vor einem Zeitpunkt, wenn das erstgenannte Ergebnis erhalten wird, übereinstimmt; und eine Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit, die eine Amplitude des Messsignals basierend auf einem von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit abgeleiteten Ergebnis berichtigt.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit die Bias-Spannung um den Berichtigungswert der Bias-Spannung ändern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ferner beinhalten eine Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften, die eine Beziehung einer Amplitude einer Ausgabe von dem Messsignal-Generator hinsichtlich der Bias-Spannung aufnimmt, wobei basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften erhaltenen Information die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit ein von der Signalmess-Einheit erhaltenes Messergebnis um einen Änderungswert der Amplitude des Messsignals ändert, wobei der Wert dem Berichtigungswert der Bias-Spannung entspricht.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Amplitudenmess-Einheit das Überwachungssignal zu einer Vielzahl von Zeitpunkten messen und die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit kann den Berichtigungswert der Bias-Spannung basierend auf dem von der Amplitudenmess-Einheit erhaltenen Messergebnis und dem zu dem letzten Zeitpunkt von der Amplitudenmess-Einheit erhaltenen Messsignal ableiten.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit den Berichtigungswert der Bias-Spannung basierend auf dem von der Amplitudenmess-Einheit erhaltenen Messergebnis und dem zu dem letzten Zeitpunkt von der Amplitudenmess-Einheit erhaltenen Messergebnis ableiten, wobei das letztgenannte Ergebnis ein Ergebnis ist, das von der Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit berichtigt wurde.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann der Messsignal-Generator als der Überwachungssignal-Generator dienen und der Messlichtpuls und der Belichtungslichtpuls können von dem Messsignal-Generator in einer solchen Weise empfangen werden, dass sich beide Pulse nicht in einem Zeitbereich miteinander überschneiden.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann der Unterschied im optischen Pfad zwischen einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt vorhanden ist und einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt nicht vorhanden ist für den Messsignal-Generator groß genug sein, um den Messlichtpuls und den Belichtungslichtpuls in einer solchen Weise zu empfangen, dass sich beide Pulse nicht in einem Zeitbereich miteinander überschneiden, wobei jeder Pfad zwischen dem Belichtungslichtpuls-Generator und dem Messsignal-Generator eingerichtet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ferner beinhalten ein optisches System in welchem irgendein ausgewählter einer der Messlichtpuls oder der Belichtungslichtpuls an den Messsignal-Generator bereitgestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ferner beinhalten eine Signalmess-Einheit, die die Amplitude des Messsignals misst; eine Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften, die eine Beziehung der Amplitude einer Ausgabe von dem Messsignal-Generator hinsichtlich eines Amplitudenänderungsfaktors aufnimmt, aufweisend eines oder mehrere der Folgenden: einer Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator angelegt wird, einer Leistung des Master-Laserlichtpulses und einer Leistung des Slave-Laserlichtpulses und einer Umgebungstemperatur; eine Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit, die einen Fehler in einer Amplitude des Messsignals zwischen einem Referenzamplitudenänderungsfaktor und einem zu einem Zeitpunkt zu dem das Messsignal gemessen wird gemessenen Amplitudenänderungsfaktor, basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften aufgenommenen Information, ableitet; und eine Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit, die eine Amplitude des Messsignals basierend auf einem von der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit abgeleiteten Ergebnis berichtigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lichtmessvorrichtung ferner beinhalten eine Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften, die eine Beziehung einer Amplitude einer Ausgabe von dem Messsignal-Generator hinsichtlich der Bias-Spannung aufnimmt; und eine Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit, die basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften aufgenommenen Information einen Berichtigungswert der Bias-Spannung ableitet, die dazu erforderlich ist die Amplitude des Messsignals um einen Wert zu ändern, der einen abgeleiteten Fehler in der Amplitude des Messsignals rückgängig macht, wobei die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit die Bias-Spannung um den Berichtigungswert der Bias-Spannung ändert.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit das von der Signalmess-Einheit erhaltene Messergebnis um einen Wert berichtigen, der erforderlich ist, um einen abgeleiteten Fehler in der Amplitude des Messsignals rückgängig zu machen.
Gemäß der Lichtmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Signalmess-Einheit das Messsignal zu einer Vielzahl von Zeitpunkten messen und der Referenzamplitudenänderungsfaktor kann ein Messamplitudenänderungsfaktor zu einem Zeitpunkt sein, wenn das Messsignal bei dem letzten Zeitpunkt gemessen wurde.
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Messen von Licht unter Verwendung einer Lichtmessvorrichtung, wobei die Vorrichtung beinhaltet: einen Master-Laser, der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt; einen Slave-Laser, der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet, erzeugt; einen Belichtungslichtpuls-Generator, der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt; und einen Messsignal-Generator, der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung des Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt zu dem der durch eine Belichtung des Messobjekts mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich dem Slave-Laserlichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird, wobei das genannte Verfahren aufweist: einen Berichtigungsschritt, der einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt.
Die vorliegende Erfindung ist ein Programm an Anweisungen zum Ausführen durch einen Computer, um ein Verfahren zum Messen von Licht unter Verwendung einer Lichtmessvorrichtung auszuführen, beinhaltend: einen Master-Laser, der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt; einen Slave-Laser, der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet, erzeugt; einen Belichtungslichtpuls-Generator, der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt; und einen Messsignal-Generator, der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung des Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt zu dem der durch eine Belichtung des Messobjekts mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich dem Slave-Lichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird, wobei das genannte Verfahren aufweist: einen Berichtigungsschritt, der einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt.
Die vorliegende Erfindung ist ein computer-lesbares Medium mit einem Programm an Anweisungen zum Ausführen auf einem Computer, um ein Verfahren zum Messen von Licht unter Verwendung einer Lichtmessvorrichtung auszuführen, beinhaltend: einen Master-Laser, der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt; einen Slave-Laser, der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet erzeugt; einen Belichtungslichtpuls-Generator, der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt; und einen Messsignal-Generator, der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung des Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt zu dem der durch eine Belichtung des Messobjekts mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich dem Slave-Lichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird, wobei das genannte Verfahren beinhaltet: einen Berichtigungsschritt, der einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine Reihe von Zeitdiagrammen für ein Überwachungssignal, ein Messsignal und ein Triggersignal zu den ersten Zeit- und zweiten Zeitmessungen;
5 ist eine Reihe von Zeitdiagrammen für ein Überwachungssignal, ein Messsignal und ein Triggersignal zu den zweiten Zeit- und dritten Zeitmessungen;
6 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Diagramm, das eine Wellenform des Messsignals und des Überwachungssignals zeigt, wobei jedes als eine Ausgabe von dem Eingangsspannungsverstärker 26 gemäß der zweiten Ausführungsform erzeugt wird;
8 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (zu einem Zeitpunkt, wenn das Überwachungssignal erlangt wird);
9 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (zu einem Zeitpunkt, wenn das Messsignal erlangt wird);
10 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß eine Modifikation der ersten Ausführungsform zeigt (wobei die Fehlerberichtigung ohne Verwendung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 vorgenommen wird);
11 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
13 ist ein Diagramm, der ein Beispiel an Information zeigt, die von der Aufnahme-Einheit für die Zeit- und Temperatureigenschaften 472 aufgenommen wird;
14 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der vierten Ausführungsform zeigt;
15 ist ein Diagramm, das einen von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 abgeleiteten Zeitunterschied zeigt;
16 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform darstellt (wobei die Fehlerberichtigung ohne Verwendung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 vorgenommen wird);
17 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
19 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der fünften Ausführungsform zeigt;
20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von der von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommen Information zeigt;
21 ist ein Diagramm, das einen von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 abgeleiteten Berichtigungswert einer Bias-Spannung zeigt;
22 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
23 ist ein Diagramm, das eine Wellenform des Messsignals und des Überwachungssignals zeigt, wobei jedes als eine Ausgabe von dem Eingangsspannungsverstärker 26 gemäß der sechsten Ausführungsform erzeugt wird;
24 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (zu einem Zeitpunkt, wenn das Überwachungssignal erlangt wird);
25 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration von der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (zu einem Zeitpunkt, wenn das Messsignal erlangt wird);
26 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß einer Modifikation der fünften Ausführungsform zeigt (wobei der Amplitudenfehler ohne Änderung der Bias-Spannung berichtigt wird);
27 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 aufgenommenen Information zeigt;
28 ist eine Reihe von Diagrammen, die jeweils den Änderungswert ΔVd der Amplitude des Messsignals zeigen, wobei der Änderungswert von der Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 abgeleitet wird;
29 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
30 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der achten Ausführungsform zeigt;
31 ist eine Reihe von Diagrammen, die Beispiele von der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften 422 aufgenommenen Information zeigen;
32 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der achten Ausführungsform zeigt;
33 ist eine Reihe von Diagrammen zum Darstellen der Amplitudenfehler, die von der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 abgeleitet werden;
34 ist ein Diagramm, das die Ableitung der Berichtigungswerte der Bias-Spannung durch die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426 zeigt; und
35 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß einer Modifikation der achten Ausführungsform zeigt (wenn eine Berichtigung des Amplitudenfehlers unabhängig von der Spannung vorgenommen wird).

Betriebsarten zum Ausführen der Erfindung
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Lichtmessvorrichtungen 1 gemäß einer ersten Ausführungsform bis zu einer vierten Ausführungsform messen jeweils eine Zeit eines Messsignals relativ zu einem Triggersignal.
1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet einen Master-Laser 11, einen Slave-Laser 12, Halb-Spiegel M11, M12, M21 und M23, Spiegel M22, M24, eine Linse L, einen Belichtungslichtpuls-Generator 14, einen Messsignal-Generator 16, einen Überwachungssignal-Generator 18, einen ersten Eingangsspannungsverstärker („I/V amplifier“) 22, einen zweiten Eingangsspannungsverstärker 24, einen Triggersignal-Generator 32, eine Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 und eine Wellenformanzeigevorrichtung 40. Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die ein Messobjekt 2 misst.
Man beachte, dass die Halbspiegel M11, M12, M21 und M23 nur Beispiele darstellen und jegliche geeignete andere Vorrichtungen als die Halbspiegel verwendet werden können, die eine Teilung eines Lichtstrahls veranlassen können.
Der Master-Laser 11 erzeugt als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls. Eine Wiederholungsfrequenz des Master-Laserlichtpulses ist f_rep1. Die Frequenz f_rep1 ist in der Größenordnung von z.B. 50 MHz. Der Master-Laserlichtpuls wird durch den Halbspiegel M11 in Licht, das für die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 bereitgestellt wird und Licht, das an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 bereitgestellt wird, geteilt.
Der Slave-Laser 12 erzeugt als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet. Die Wiederholungsfrequenz des Slave-Laserlichtpulses wird als f_rep2 (= f_rep1 - Δf) dargestellt, wobei Δf nicht null ist. Die Frequenz Δf ist ein Wert von ca. 1kHz oder weniger (z.B. in der Größenordnung von 5Hz). Man beachte, dass sogar falls der Slave-Laserlichtpuls die gleiche Wiederholungsfrequenz wie die des Master-Laserlichtpulses hat, es ausreichen wird, falls der Slave-Puls eine Phase hat, die sich von der des Master-Pulses unterscheidet. Es wird ausreichen, falls eine Phasenverschiebung zwischen dem Slave-Laserlichtpuls und dem Master-Laserlichtpuls dazu veranlasst wird sich beispielsweise mit der Zeit zu ändern.
Der Slave-Laserlichtpuls wird durch den Halbspiegel M12 in Licht, das an den Triggersignal-Generator 32 bereitgestellt wird und Licht, das an den Messsignal-Generator 16 und den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, geteilt. Das Licht, das an den Messsignal-Generator 16 und den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, wird ferner durch den Halbspiegel M23 in Licht, das an den Messsignal-Generator 16 und Licht, das an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, geteilt. Das Licht, das an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, wird von dem Spiegel 24 reflektiert und wird dann an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt.
Der Belichtungslichtpuls-Generator 14 empfängt den Master-Laserlichtpuls und erzeugt als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls. Der Belichtungslichtpuls-Generator 14 ist beispielsweise ein photoleitender Schalter und eine Bias-Spannung wird an diesen Schalter angelegt. Der Belichtungslichtpuls ist beispielsweise eine elektromagnetische Welle mit einer Frequenz von 0.01 [THz] oder mehr und 100 [THz] oder weniger und der Lichtpuls ist als eine Terahertz-Welle vorgesehen (beispielsweise ist die Frequenz 0.03 [THz] oder mehr und 10 [THz] oder weniger).
Der Belichtungslichtpuls wird von dem Halbspiegel M21 in Licht, das an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird und Licht, das an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, geteilt.
Der Belichtungslichtpuls, der an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird, wird auf das Messobjekt 2 gerichtet während er von der Linse L fokussiert wird. Ein Belichtungslichtpuls, der das Messobjekt 2 durchläuft (ein Messlichtpuls), wird an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt während er von der Linse L fokussiert wird.
Der Belichtungslichtpuls, der an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, wird von dem Spiegel M22 reflektiert und wird an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt während er ferner von zwei Linsen L fokussiert wird.
Der Messsignal-Generator 16 empfängt einen Messlichtpuls, der durch Belichtung des Messobjekts 2 mit einem Belichtungslichtpuls erhalten wird. Der Messsignal-Generator 16 erzeugt als eine Ausgabe ein Messsignal gemäß der Leistung des Messlichtpulses, zu einem Zeitpunkt zu dem der Messlichtpuls und zusätzlich ein Slave-Laserlichtpuls empfangen werden. Der Messsignal-Generator 16 ist beispielsweise ein photoleitender Schalter.
Der Überwachungssignal-Generator 18 empfängt den Belichtungslichtpuls und den Slave-Laserlichtpuls und erzeugt als eine Ausgabe ein Überwachungssignal. Der Überwachungssignal-Generator 18 dient z.B. als photoleitender Schalter.
Der erste Eingangsspannungsverstärker 22, der während der Verstärkung des Messsignals (das ein Stromsignal ist) als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugt wird, wandelt das Signal in ein Spannungssignal um und stellt das Spannungssignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereit.
Der zweite Eingangsspannungsverstärker 24, der während der Verstärkung des Überwachungssignals (das ein Stromsignal ist) als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 18 erzeugt wird, wandelt das Signal in ein Spannungssignal um und stellt das Spannungssignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereit.
Der Triggersignal-Generator 32 erzeugt ein Ausgabetriggersignal zu einem Zeitpunkt, wenn der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden. Man beachte, jedoch, dass der Triggersignal-Generator 32 den Master-Laserlichtpuls über die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 empfängt und das Triggersignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Der Triggersignal-Generator 32 beinhaltet beispielsweise einen Optokoppler, der als eine Ausgabe einen Lichtpuls erzeugt, zu einem Zeitpunkt zu dem der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden, und einen Photodetektor, der eine photoelektrische Umwandlung der Ausgabe von dem Optokoppler durchführt, um ein Ausgabetriggersignal, das ein elektrisches Signal ist, zu erzeugen.
Die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 empfängt einen Master-Laserlichtpuls von dem Halbspiegel M11, verzögert den empfangenen Puls und stellt den verzögerten Puls an den Triggersignal-Generator 32 bereit. Man beachte, dass die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 den Zeitpunkt ändert, der den Master-Laserlichtpuls dazu veranlasst um einen Zeitunterschied Δt verzögert zu werden, der von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 der Wellenformanzeigevorrichtung 40 empfangen wird. Man beachte wieder, dass die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 den Slave-Laserlichtpuls eher als den Master-Laserlichtpuls verzögern kann und ferner ein Triggersignal empfangen und den Puls verzögern kann. In jedem Fall berichtigt die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 durch den Zeitunterschied Δt einen Ausgabepunkt des Triggersignals, der von dem Triggersignal-Generator 32 erzeugt wird (bezugnehmend auf die 4(c) und 5(c)). Dabei berichtigt die Lichtpulsverzögerung-Einheit 34 den Ausgabepunkt des Messsignals, der aus dem Ausgabepunkt des Triggersignals resultiert, der als ein Zeitursprungspunkt gesetzt wird, basierend auf dem Ergebnis (Zeitunterschied Δt) der von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 abgeleitet wird.
Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 zeigt eine Wellenform des Messsignals an.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der ersten Ausführungsform hat eine Signalmess-Einheit 42, eine Signalanzeige-Einheit 43, eine Zeitmess-Einheit 44, eine Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45, eine Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46 und eine Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48.
Die Signalmess-Einheit 42 empfängt ein Messsignal und ein Triggersignal und misst einen Ausgabepunkt des Messsignals relativ zu dem Triggersignal (es wird ausreichen, falls beispielsweise der Ausgabestartpunkt ein Punkt zwischen dem Start und dem Ende der Ausgabe ist). Dazu kommt, dass die Signalmess-Einheit 42 die Spannung des Messsignals mit der Spannung, die mit einem Zeitpunkt relativ zu dem Triggersignal assoziiert ist, misst.
Die Signalanzeige-Einheit 43 zeigt ein Messergebnis an, das von der Signalmess-Einheit 42 empfangen wird und das angezeigte Ergebnis ist eine Wellenform des Messsignals.
Die Zeitmess-Einheit 44 misst einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Überwachungssignals zu einer Vielzahl von Zeitpunkten.
Die Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46 nimmt Messergebnisse auf (z.B. Ausgabestartpunkt für ein Überwachungssignal Δt2m, Δt3m), die von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten werden (bezugnehmend auf die 4(b) und 5(b)).
Die Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45 nimmt Messergebnisse auf (z.B. Ausgabestartpunkte eines Überwachungssignals Δt1m, Δt2m ), die von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten werden, vor einem Zeitpunkt zu dem das von der Zeitmess-Einheit 44 erhaltene Messergebnis erlangt wird (das in der Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46 aufgenommen wird) (bezugnehmend auf die 4(a) und 5(a)).
Beispielsweise nimmt die Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46 ein Messergebnis Δt2m zu einem zweiten Zeitpunkt des Ausgabestartpunkts des Überwachungssignals auf und die Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45 nimmt ein Messergebnis Δt1m zu dem ersten Zeitpunkt des ersten Startpunkts des Überwachungssignals auf (bezugnehmend auf die 4(b) und 4(a)).
Beispielsweise nimmt die Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46 ein Messergebnis Δt3m zu dem dritten Zeitpunkt des Ausgabestartpunkts des Überwachungssignals auf und die Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45 nimmt ein Messergebnis Δt2m' zu einem zweiten Zeitpunkt des Ausgabestartpunkts des Überwachungssignals auf (bezugnehmend auf die 5(b) und 5(a)).
Die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 leitet eine Verzögerung zwischen dem Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46), das von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten wird, und dem Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45), das von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten wird, vor einem Zeitpunkt zu dem das erstgenannte Messergebnis erhalten wird.
Zum Beispiel leitet die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 eine Verzögerung Δt (=Δ t2m - Δt1m, Δt3m - Δt2m') zwischen dem Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46, Δt2m, Δt3m), das von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten wird und dem Messergebnis des letzten Zeitpunkts (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45,Δt1m, Δ t2m'), das von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten wird (bezugnehmend auf die 4(c) und 5(c)) ab.
Zum Beispiel leitet die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 eine Verzögerung Δt (=Δ t3m - Δt2m') zwischen dem Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46, Δt3m), das von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten wird und dem Messergebnis des letzten Zeitpunkts, das von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten wird - welches ein Messergebnis ist (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45, Δt2m'), das von der Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 berichtigt wird (bezugnehmend auf 5(c)) ab.
Der Betrieb der ersten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das den Betrieb der ersten Ausführungsform zeigt. 4 ist eine Reihe von Zeitdiagrammen für ein Überwachungssignal, ein Messsignal und ein Triggersignal zu den ersten Zeit- und zweiten Zeitmessungen. 5 ist eine Reihe von Zeitdiagrammen für ein Überwachungssignal, ein Messsignal und ein Triggersignal zu der zweiten Zeit- und der dritten Zeitmessung. Man beachte, dass in 4 und 5 die vertikalen Achsen die Spannung und die horizontalen Achsen die Zeit darstellen (das gleiche gilt für 7).
Ein Master-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Master-Laster 11 erzeugt wird, wird über den Halbspiegel M11 an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 bereitgestellt. Ein Belichtungslichtpuls wird als eine Ausgabe von dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 erzeugt. Der Belichtungslichtpuls durchläuft den Halbspiegel M21 und weiter das Messobjekt 2 und wird dann ein Messlichtpuls, das an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird.
Weiterhin wird der Belichtungslichtpuls von dem Halbspiegel M21 und ferner von dem Spiegel M22 reflektiert und wird dann an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt.
Zusätzlich wird ein Slave-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Slave-Laser 12 erzeugt wird, über die Halbspiegel M12, M23 an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Der Slave-Laserlichtpuls durchläuft den Halbspiegel M12 und wird von dem Halbspiegel M23 und dem Halbspiegel M24 reflektiert und dann an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt.
Ein Messsignal (das ein Stromsignal ist) wird als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugt und während es von dem ersten Eingangsspannungsverstärker 22 verstärkt wird in ein Spannungssignal umgewandelt, das an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird. Ein Überwachungssignal (das ein Stromsignal ist) wird als eine Ausgabe von dem Überwachungssignal-Generator 18 erzeugt und wird während es von dem zweiten Eingangsspannungsverstärker 24 verstärkt wird in ein Spannungssignal umgewandelt, das an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Man beachte, dass der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls von den jeweiligen Halbspiegeln M11, M12 reflektiert werden und an den Triggersignal-Generator 32 bereitgestellt werden, wobei jedoch der Master-Laserlichtpuls über den Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 an den Triggersignal-Generator 32 bereitgestellt wird. Man beachte wieder, dass der Triggersignal-Generator 32 ein Triggersignal zu einem Zeitpunkt erzeugt zu dem der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden und dass das Triggersignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
4(a) ist ein Zeitdiagramm für ein Überwachungssignal, ein Messsignal und ein Triggersignal zu einer ersten Zeitmessung. Das Messsignal und das Triggersignal werden an die Signalmess-Einheit 42 bereitgestellt und das Überwachungssignal und das Triggersignal werden an die Zeitmess-Einheit 44 bereitgestellt.
Hier, bezugnehmend auf 3 und 4(a), misst die Zeitmess-Einheit 44 einen Ausgabepunkt (z.B. den Ausgabestartpunkt Δt1m) eines Überwachungssignals relativ zu einem Triggersignal (S10: Messung zu einem ersten Zeitpunkt). Ferner misst die Signalmess-Einheit 42 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) eines Messsignals relativ zu einem Triggersignal und eine Spannung des Messsignals (S12: Messung zu dem ersten Zeitpunkt).
Das von der Zeitmess-Einheit 44 erhaltene Messergebnis Δt1m wird in der Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45 aufgenommen. Das von der Signalmess-Einheit 42 erhaltene Messsignal wird auf der Signalanzeige-Einheit 43 angezeigt.
Man beachte, dass der Zeitunterschied Δtmd zwischen dem Ausgabestartpunkt des Überwachungssignals und dem des Messsignals als konstant angenommen wird. Die Bedingungen, dass der Zeitunterschied Δtmd konstant ist, werden damit begründet, dass der Unterschied zwischen der optischen Pfadlänge von dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 bis zu dem Messsignal-Generator 16 konstant ist (bevorzugt null) und ferner dass der Unterschied zwischen der optischen Pfadlänge von dem Halbspiegel M23 bis zu dem Messsignal-Generator 16 konstant ist (bevorzugt null) und derjenige von dem Halbspiegel M23 bis zu dem Überwachungssignal-Generator 18.
4(b) ist ein Zeitdiagramm für ein Überwachungssignal und ein Triggersignal zu der zweiten Zeitmessung. Nachdem eine bestimmten Zeitdauer abgelaufen ist nachdem das Messsignal gemessen wurde (S12: Messung zu dem ersten Zeitpunkt) misst die Zeitmess-Einheit 44 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt Δt2m) eines Überwachungssignals relativ zu einem Triggersignal (S22: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt).
Hier unterscheidet sich das Messergebnis Δt1m zu dem ersten Zeitpunkt des Ausgabestartpunkts des Überwachungssignals von dem Messergebnis Δt2m zu dem zweiten Zeitpunkt. Es ist damit zu rechnen, dass dies aus der Tatsache resultiert, dass die Veränderung der Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) der Lichtmessvorrichtung 1 zu den ersten und zweiten Zeitmessungen Ausdehnungen und Kontraktionen der optischen Pfadlängen des Master-Laserlichtpulses, des Slave-Laserlichtpulses und des Belichtungslichtpulses verursachen. Aus der Tatsache, dass der Messfehler des Überwachungssignals Δt2m - Δt1m und die Zeit Δtmd zwischen dem Überwachungssignal und dem Messsignal konstant ist, kann angemerkt werden, dass der Messfehler in dem Ausgabepunkt des Messsignals auch Δt2m - Δt1m ist.
Das zu dem zweiten Zeitpunkt von der Zeitmess-Einheit 44 erhaltene Messergebnis Δ t2m wird in der Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46 aufgenommen.
4(c) ist ein Zeitdiagramm für ein Überwachungssignal, ein Messsignal und ein Triggersignal zu einer zweiten Zeitmessung. Die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 leitet eine Verzögerung (Zeitunterschied) Δt (=Δt2m - Δt1m) zwischen einem Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46, Δt2m) zu dem zweiten Zeitpunkt, das von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten wird und einem Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45, Δt1m) zu dem ersten Zeitpunkt, das von der Zeitmess-Einheit 44 (S24) erhalten wird, ab.
Der Zeitunterschied Δt, der als eine Ausgabe von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 erzeugt wird, wird an die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 bereitgestellt. Die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 verschiebt den Master-Laserlichtpuls um den Zeitunterschied Δt (S26). Folglich wird das Triggersignal um den Zeitunterschied Δt verschoben, wodurch der Fehler in der Messung der Ausgabepunkte des Überwachungssignals und des Messsignals berichtigt wird.
Hier misst die Zeitmess-Einheit 44 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt Δ t2m') des Überwachungssignals relativ zu dem Triggersignal (S27: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt). Der Punkt Δt2m' ist im Wesentlichen gleich mit Δt1m und wird in der Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45 aufgenommen. Ferner misst die Signalmess-Einheit 42 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Messsignals relativ zu dem Triggersignal und die Spannung des Messsignals (S28: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt).
Ferner, nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist nachdem das Messsignal gemessen wurde (S27: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt) misst die Zeitmess-Einheit 44 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt Δt3m) eines Überwachungssignals relativ zu einem Triggersignal (S22: Messung zu dem dritten Zeitpunkt).
5(a) ist ein Zeitdiagramm für ein Überwachungssignal, ein Messsignal und ein Triggersignal zu der zweiten Zeitmessung. 5(b) ist ein Zeitdiagramm für ein Überwachungssignal und ein Triggersignal zu der dritten Zeitmessung.
Hier unterscheidet sich das Messergebnis Δt2m' (Messergebnis wobei der Messfehler von der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 berichtigt wurde) zu dem zweiten Zeitpunkt des Ausgabestartpunkt des Überwachungssignals von dem Messergebnis Δt3m zu dem dritten Zeitpunkt. Es ist damit zu rechnen, dass dies aus der Tatsache resultiert, dass die Veränderung der Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) der Lichtmessvorrichtung 1 zu den ersten und zweiten Zeitmessungen Ausdehnungen und Kontraktionen der optischen Pfadlängen des Master-Laserlichtpulses, des Slave-Laserlichtpulses und des Belichtungslichtpulses verursacht haben. Aus der Tatsache, dass der Messfehler des Überwachungssignals Δt3m - Δt2m' und die Zeit Δtmd zwischen dem Überwachungssignal und dem Messsignal konstant ist, kann angemerkt werden, dass der Messfehler des Messsignals auch Δt3m - Δt2m' ist.
Das zu dem dritten Zeitpunkt von der Zeitmess-Einheit 44 erhaltene Messergebnis Δ trm wird in der Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46 aufgenommen.
5(c) ist ein Zeitdiagramm für ein Überwachungssignal, ein Messsignal und ein Triggersignal zu der dritten Zeitmessung. Die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 leitet eine Verzögerung (Zeitunterschied) Δt (=At3m - Δt2m') zwischen einem Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die gemessene Zeit 46, Δt3m) zu dem dritten Zeitpunkt, das von der Zeitmess-Einheit 44 erhalten wird und einem Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45, Δt2m') zu dem zweiten Zeitpunkt, das von der Zeitmess-Einheit 44 (S24) erhalten wird, ab.
Der Zeitunterschied Δt, der als eine Ausgabe von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 erzeugt wird, wird an die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 bereitgestellt. Die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 verschiebt den Master-Laserlichtpuls um den Zeitunterschied Δt (S26). Folglich wird das Triggersignal um den Zeitunterschied Δt verschoben, wodurch der Fehler in der Messung der Ausgabepunkte des Überwachungssignals und des Messsignals berichtigt wird.
Hier misst die Zeitmess-Einheit 44 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt Δ t3m') des Überwachungssignals relativ zu dem Triggersignal (S27: Messung zu dem dritten Zeitpunkt). Der Punkt Δt3m' ist im Wesentlichen gleich mit Δt2m'. Der Punkt Δ t2m' ist im Wesentlichen gleich mit Δt1m, wodurch der Punkt Δt3m' im Wesentlichen gleich mit Δt1m ist. Der Punkt Δt3m' wird in der Aufnahme-Einheit für die Referenzzeit 45 aufgenommen. Ferner misst die Signalmess-Einheit 42 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Messsignals relativ zu dem Triggersignal und die Spannung des Messsignals (S28: Messung zu dem dritten Zeitpunkt).
Gemäß der ersten Ausführungsform leitet die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 einen Fehler in dem Messergebnis (Ausgabepunkt) des Messobjekts 2 mittels Licht, wie Terahertz-Licht (Belichtungslichtpuls) ab - der Fehler resultiert aus der Veränderung der Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) der Lichtmessvorrichtung 1, und dann berichtigt die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 den Fehler - folglich kann die Phaseninformation in dem Messergebnis des Messobjekts 2 richtig erhalten werden.
Man beachte, dass obwohl die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 in der ersten Ausführungsform das Triggersignal um Δt verschoben hat, um den Fehler zu berichtigen, die Fehlerberichtigung auch ohne Verwendung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 vorgenommen werden kann. 10 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform zeigt (wobei die Fehlerberichtigung ohne Verwendung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 vorgenommen wird).
Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform ist eingerichtet, um ferner eine Zeitunterschied-Berichtigungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 49 an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der ersten Ausführungsform hinzuzufügen.
Die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 in der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform stellt den abgeleiteten Zeitunterschied Δt nicht an die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 bereit, sondern an die Zeitunterschied-Berichtigungs-Einheit 49. Die Zeitunterschied-Berichtigungs-Einheit 49 stellt den Zeitunterschied Δt an die Signalmess-Einheit 42 und die Zeitmess-Einheit 44 bereit, um die Zeitpunkte des Messsignals und des Überwachungssignals um -Δt in der Signalmess-Einheit 42 und der Zeitmess-Einheit 44 zu verschieben. Man beachte, falls die Messergebnisse, die von der Signalmess-Einheit 42 und der Zeitmess-Einheit 44 erhalten werden, angenommen als Ausgabedigitale Daten erzeugt werden, wird es ausreichen falls die Mess-Einheiten die Zeitdaten in den digitalen Daten um -Δt ändern und danach als eine Ausgabe die geänderten Daten erzeugen. Auf diese Wiese werden die von der Signalmess-Einheit 42 erhaltenen Messergebnisse berichtigt.
Zweite Ausführungsform
Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 der ersten Ausführungsform darin, dass der Messsignal-Generator 16 als ein Überwachungssignal-Generator dient.
6 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet den Master-Laser 11, den Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, M21 und M23, die Spiegel M22, M24, die Linse L, den Belichtungslichtpuls-Generator 14, den Messsignal-Generator 16, einen Eingangsspannungsverstärker 26, den Triggersignal-Generator 32, die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 und die Wellenformanzeigevorrichtung 40. Die Elemente, die ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform sind, werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen derjenigen der ersten Ausführungsform bezeichnet und ihre Beschreibung wird hierin nicht bereitgestellt.
Der Master-Laser 11, der Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, die Linse L, der Belichtungslichtpuls-Generator 14, der Triggersignal-Generator 32, die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 und die Wellenformanzeigevorrichtung 40 sind die gleichen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform und daher wird ihre Beschreibung nicht bereitgestellt.
Ein Slave-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Slave-Laser 12 erzeugt wird, durchläuft die Halbspiegel M12 und wird an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt.
Ein Belichtungslichtpuls wird durch den Halbspiegel M21 in Licht geteilt, das auf das Messobjekt 2 gerichtet ist und in Licht, das nicht auf dieses gerichtet ist. Das erstere (Licht das auf das Messobjekt 2 gerichtet ist) durchläuft das Messobjekt 2 (Messlichtpuls) und wird an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Der Messsignal-Generator 16 empfängt den Messlichtpuls und erzeugt als eine Ausgabe ein Messsignal. Das letztere (Licht das nicht auf das Messobjekt gerichtet ist: Belichtungslichtpuls) wird von den Spiegeln M22, M24 und dem Halbspiegel M23 reflektiert und dann an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Der Messsignal-Generator 16 empfängt das letztgenannte (Belichtungslichtpuls) und erzeugt als eine Ausgabe ein Überwachungssignal.
Auf diese Weise erzeugt der Messsignal-Generator 16 als eine Ausgabe ein Messsignal als auch ein Überwachungssignal. In anderen Worten kann der Messsignal-Generator 16 als ein Überwachungssignal-Generator dienen.
Während der Verstärkung des Messsignals und des als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugten Überwachungssignals wandelt der Eingangsspannungsverstärker die verstärkten Signale in Spannungssignale um, die an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt werden.
7 ist ein Diagramm, das eine Wellenform des Messsignals und des Überwachungssignals zeigt, wobei jedes als eine Ausgabe von dem Eingangsspannungsverstärker 26 gemäß der zweiten Ausführungsform erzeugt wird. Man beachte, dass in 7 die vertikalen Achsen die Spannung und die horizontalen Achsen die Zeit darstellen. Bezugnehmend auf 7 überschneiden sich das Messsignal und das Überwachungssignal nicht miteinander in dem Zeitbereich. Zu diesem Zweck wird es ausreichen, falls der Messlichtpuls und der Belichtungslichtpuls von dem Messsignal-Generator 16 in einer solchen Weise empfangen werden, dass die Pulse sich nicht miteinander in einem Zeitbereich überschneiden. In der zweiten Ausführungsform werden der Messlichtpuls und der Belichtungslichtpuls so eingerichtet und entworfen, damit diese von dem Messsignal-Generator 16 in einer solchen Weise empfangen zu werden, dass sich beide Pulse nicht miteinander in einem Zeitbereich überschneiden, in dem der Unterschied der optischen Pfadlänge zwischen einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt vorhanden ist (Lichtpfad durch das Messobjekt 2) und einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt 2 nicht vorhanden ist (Lichtpfad reflektiert von den Spiegeln M22, M24) erhöht wird (aber nicht auf einen konstanten Wert), wobei jeder Pfad zwischen dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 und dem Messsignal-Generator 16 eingerichtet ist.
Der Betrieb der zweiten Ausführungsform ist der gleiche wie derjenige der ersten Ausführungsform.
Gemäß der zweiten Ausführungsform können vorteilhafte Effekte erreicht werden ohne Verwendung des Überwachungssignal-Generators 18 ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform.
Man beachte, dass wie mit der Modifikation (bezugnehmend auf die 10) der ersten Ausführungsform auch in der zweiten Ausführungsform die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 49 ohne Verwendung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 die Fehler berichtigen kann.
Dritte Ausführungsform
Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darin, dass die erstgenannte ein optisches System beinhaltet (die Spiegel M21, M22, M23, M24 und Phasen Stg 1, Stg 2) in welchem ein Messlichtpuls oder ein Belichtungslichtpuls an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird.
8 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (zu einem Zeitpunkt zu dem das Überwachungssignal erlangt wird). 9 ist ein Diagramm, welches die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (zu einem Zeitpunkt zu dem das Messsignal erlangt wird). Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform beinhaltet den Master-Laser 11, den Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, die Spiegel M21, M23, M22, M24, Phasen Stg 1, Stg 2, die Linse L, den Belichtungslichtpuls-Generator 14, den Messsignal-Generator 16, den Eingangsspannungsverstärker 26, den Triggersignal-Generator 32, die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 und die Wellenformanzeigevorrichtung 40. Die Elemente, die ähnlich zu denjenigen der zweiten Ausführungsform sind, werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen derjenigen der zweiten Ausführungsform bezeichnet und ihre Beschreibung wird hierin nicht bereitgestellt.
Der Master-Laser 11, der Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, die Linse L, der Belichtungslichtpuls-Generator 14, der Messsignal-Generator 16, der Eingangsspannungsverstärker 26, der Triggersignal-Generator 32, die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 und die Wellenformanzeigevorrichtung 40 sind die gleichen wie diejenigen in der zweiten Ausführungsform und daher wird ihre Beschreibung nicht bereitgestellt.
Obwohl in der zweiten Ausführungsform die Bezugszeichen M21 und M23 jeweils einen Halbspiegel darstellen, stellen diese einen Spiegel in der dritten Ausführungsform dar. Die Spiegel M21, M22 sind an die Phase Stg 1 angebracht während die Spiegel M23, M24 an die Phase Stg 2 angebracht sind.
Die Phase Stg 1 ermöglicht es dem Spiegel M21 sich zu einer Stelle zu bewegen, an welcher der Spiegel einen Belichtungslichtpuls reflektiert (bezugnehmend auf 8) oder alternativ an welcher der Spiegel den Belichtungslichtpuls nicht reflektiert (bezugnehmend auf 9). Die Phase Stg2 ermöglicht es dem Spiegel M23 sich an eine Stelle zu bewegen, an welcher der Spiegel einen Belichtungslichtpuls reflektiert (bezugnehmend auf 8) oder alternativ an welcher der Spiegel den Belichtungslichtpuls (bezugnehmend auf 9) nicht reflektiert. Man beachte, dass die gestrichelten Pfeile in 8 und 9 die Richtungen anzeigen in welchen sich die Phase Stg1 und die Phase Stg2 bewegen dürfen.
Bezugnehmend auf 8, in Situationen in denen die Phase Stg1 und die Phase Stg 2 den Spiegel M21 und den Spiegel M23 dazu veranlassen sich zu der jeweiligen Stelle zu bewegen, an welcher ein Belichtungslichtpuls reflektiert wird, wird der Belichtungslichtpuls von dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Dadurch erzeugt der Messsignal-Generator 16 als eine Ausgabe ein Überwachungssignal.
Bezugnehmend auf 9, in Situationen in denen die Phase Stg1 und die Phase Stg2 den Spiegel M21 und den Spiegel M23 dazu veranlassen sich zu der jeweiligen Stelle zu bewegen, an welcher ein Belichtungslichtpuls nicht reflektiert wird, wird der Messlichtpuls an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Dadurch erzeugt der Messsignal-Generator 16 als eine Ausgabe ein Messsignal.
Dies veranlasst den Messlichtpuls und den Belichtungslichtpuls dazu von dem Messsignal-Generator 16 in eine solchen Weise empfangen zu werden, dass sich beide Pulse nicht in einem Zeitbereich miteinander überschneiden. In der dritten Ausführungsform kann der optische Pfadunterschied null sein, falls es ein konstanter Wert zwischen einem optischen Pfad (bezugnehmend auf 9) bei dem das Messobjekt 2 vorhanden ist und dem (bezugnehmend auf 8) bei dem das Messobjekt 2 nicht vorhanden ist, wobei jeder Pfad zwischen dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 und dem Messsignal-Generator 16 eingerichtet ist.
Der Betrieb der dritten Ausführungsform ist ähnlich zu dem der ersten Ausführungsform.
Gemäß der dritten Ausführungsform können vorteilhafte Effekte erreicht werden ohne Verwendung des Überwachungssignal-Generators 18 ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform.
Man beachte, dass wie bei den Beispielen der Modifikationen der ersten Ausführungsform (bezugnehmend auf 10) auch in der dritten Ausführungsform eine Fehlerberichtigung durch die Zeitunterschied-Berichtigungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 49 ohne Verwendung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 vorgenommen werden kann.
Vierte Ausführungsform
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass ein Fehler in der Phasenmessung eines Messsignals durch Messung einer Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) der Lichtmessvorrichtung 1 ohne Verwendung eines Überwachungssignals berichtigt wird.
11 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform beinhaltet den Master-Laser 11, den Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, die Linse L, den Belichtungslichtpuls-Generator 14, den Messsignal-Generator 16, einen Eingangsspannungsverstärker 28, den Triggersignal-Generator 32, die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 und die Wellenformanzeigevorrichtung 40. Die Elemente, die ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform sind, werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen derjenigen der ersten Ausführungsform bezeichnet und ihre Beschreibung wird hierin nicht bereitgestellt.
Der Master-Laser 11, der Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, die Linse L, der Belichtungslichtpuls-Generator 14, der Messsignal-Generator 16, der Triggersignal-Generator 32 und die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 sind die gleichen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform und daher wird ihre Beschreibung nicht bereitgestellt.
Während der Verstärkung des Messsignals (das ein Stromsignal) ist, das als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugt wird, wandelt der Eingangsspannungsverstärker 28 das verstärkte Signal in ein Spannungssignal um, das an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 zeigt eine Wellenform des Messsignals an.
12 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der vierten Ausführungsform hat ein Thermometer 41, die Signalmess-Einheit 42, die Signalanzeige-Einheit 43, eine Aufnahme-Einheit für die Zeit- und Temperatureigenschaften 472 und eine Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47. Die Signalmess-Einheit 42 und die Signalanzeige-Einheit 43 sind die gleichen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform und ihre Beschreibung wird nicht bereitgestellt. Man beachte, jedoch, dass die Signalmess-Einheit 42 an das Thermometer 41 eine Anweisung kommuniziert, dass die Signalmess-Einheit 42 eine Messung eines Messsignals startet und zu einer Vielzahl von Zeitpunkten Messungen durchführt.
Das Thermometer 41 misst die Umgebungstemperaturen der Lichtmessvorrichtung 1 (Umgebungstemperaturen T1, T2, T3, ...) und stellt diese der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 bereit, zu einem Zeitpunkt zu dem die Anweisung, dass die Signalmess-Einheit 42 die Messung des Messsignals startet, von der Signalmess-Einheit 42 empfangen wird. Zum Beispiel wird die Umgebungstemperatur des Messsignals zu der ersten Zeitmessung als T1 dargestellt, die Umgebungstemperatur des Messsignals zu der zweiten Zeitmessung wird als T2 dargestellt und die Umgebungstemperatur des Messsignals zu einer dritten Zeitmessung wird als T3 dargestellt. Streng genommen wird die Messung der Umgebungstemperatur unter Verwendung des Thermometers 41 genau vor der Messung des Messsignals vorgenommen. Da jedoch in der Regel die Umgebungstemperaturen keine große kurzzeitige Änderung verursachen, können die Umgebungstemperaturen, die genau vor (oder genau nach) der Messung des Messsignals gemessen werden, als solche zu dem Zeitpunkt der Messung des Messsignals erachtet werden.
Man beachte, dass obwohl die vorangehende Beschreibung annimmt, dass das Thermometer 41 innerhalb der Wellenformanzeigevorrichtung 40 enthalten ist, die Erfindung nicht auf die Tatsache beschränkt ist, dass das Thermometer innerhalb der Wellenformanzeigevorrichtung 40 eingerichtet ist. Das Thermometer 41 kann beispielsweise in der Umgebung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 eingerichtet sein. In anderen Worten wird es ausreichen, dass das Thermometer 41 an irgendeiner Stelle eingerichtet ist, die eine Messung der Umgebungstemperarturen ermöglicht.
Die Aufnahme-Einheit für die Zeit- und Temperatureigenschaften 472 nimmt die Beziehung des Ausgabepunkts (z.B. Ausgabestartpunkt Δt1m + Δtmd: bezugnehmend auf 4) der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 hinsichtlich der Umgebungstemperaturen auf. Diese Beziehung kann zum Beispiel durch Messung des Ausgabestartpunkts des Messsignals erlangt werden während die Umgebungstemperatur dazu veranlasst wird sich zu ändern, wobei die Lichtmessvorrichtung 1 in einem Thermostat („thermostat oven“) eingerichtet ist und das Messobjekt 2 außerhalb der Lichtmessvorrichtung 1 eingerichtet ist. Man beachte, dass die aufzunehmende Beziehung Daten zwischen einer Umgebungstemperatur und einem Ausgabepunkt einer Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 oder alternativ mathematische Ausdrücke sein können, die eine Beziehung zwischen der Umgebungstemperatur und dem Ausgabepunkt der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 zeigen.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel an Information zeigt, welche von der Aufnahme-Einheit für die Zeit- und Temperatureigenschaften 472 aufgenommen wird. Indem die Umgebungstemperatur ansteigt erweitert sich die optische Pfadlänge von z.B. dem Messlichtpuls, wodurch sich der Ausgabestartpunkt der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 ändert (z.B. sich verzögert). Aus diesem Grund stellt 13 dar, dass sich der Ausgabestartpunkt (Startpunkt) einer Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 ändert (z.B. steigt monoton an) indem die Umgebungstemperatur ansteigt. Man beachte, obwohl in 13 der Ausgabestartpunkt der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 in einer Kurve gezeigt wird, der Punkt auch einer geraden Linie folgen könnte.
Basierend auf der von der Zeit- und Temperatureigenschaften-Einheit 472 aufgenommenen Information leitet die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 eine Verzögerung (Zeitunterschiede Δt1, Δt2) in dem Ausgabepunkt des Messsignals für die Umgebungstemperaturen (Umgebungstemperaturen T2, T3) zu dem Zeitpunkt zu dem die Referenztemperaturen (Umgebungstemperaturen T1, T2) und das Messsignal gemessen werden ab.
15 ist ein Diagramm, das einen Zeitunterschied zeigt, der von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 abgeleitet wird. Man beachte, dass der Ausgabestartpunkt (Startpunkt) des Messsignals, wie in 15 gezeigt, der gleiche wie derjenige in 13 ist.
Falls angenommen wird, dass die Referenztemperatur die Umgebungstemperatur zu dem Zeitpunkt ist zu dem das Messsignal zu dem letzten Zeitpunkt gemessen wurde, dann ist die Verzögerung (Zeitunterschied) Δt1 in dem Ausgabepunkt des Messsignals für die Referenztemperatur T1 (erster Zeitpunkt) und die Umgebungstemperatur T2 (zweiter Zeitpunkt). Das bedeutet, dass vermutet wird, dass sich der Ausgabestartpunkt des Messsignals um Δt1 verzögern wird, aufgrund der Tatsache, dass sich die Umgebungstemperatur von T1 auf T2 zwischen dem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zum ersten Zeitpunkt gemessen wird und dem Zeitpunkt zu es zu dem zweiten Zeitpunkt gemessen wird erhöht.
Zwischen der Referenztemperatur T2 (zweiter Zeitpunkt) und der Umgebungstemperatur T3 (dritter Zeitpunkt) ist die Verzögerung (Zeitunterschied) Δ t2 an dem Ausgabepunkt des Messsignals. Das bedeutet, dass vermutet wird, dass sich der Ausgabestartpunkt des Messsignals um Δt2 verzögern wird, aufgrund der Tatsache, dass sich die Umgebungstemperatur von T2 auf T3 zwischen dem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zu dem zweiten Zeitpunkt gemessen wird und dem Zeitpunkt zu dem es zu dem dritten Zeitpunkt gemessen wird erhöht.
Die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 stellt die Zeitunterschiede Δt1, Δt2, ... an die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 bereit. Man beachte, dass die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 den Zeitpunkt verzögert, der den Master-Laserlichtpuls dazu veranlasst sich um die Zeitunterschiede Δt1, Δt2, ... zu verzögern, die von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 der Wellenformanzeigevorrichtung 40 empfangen werden. Dies berichtigt den Ausgabepunkt des Triggersignals, so dass der Zeitpunkt um die Zeitunterschiede Δt1, Δt2, ... verzögert wird, und dadurch die Verzögerungen Δt1, Δt2, ... in dem Ausgabepunkt des Messsignals, die aus dem Ausgabepunkt des Triggersignals resultieren, der als Zeitursprungspunkt eingestellt wird.
Der Betrieb der vierten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
14 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der vierten Ausführungsform zeigt.
Ein Master-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Master-Laser 11 erzeugt wird, wird über den Halbspiegel M11 an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 bereitgestellt. Ein Belichtungslichtpuls wird als eine Ausgabe von dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 erzeugt. Der Belichtungslichtpuls durchläuft das Messobjekt 2 und wird ein Messlichtpuls, der an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird.
Weiterhin wird ein Slave-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Slave-Laser 12 erzeugt wird über den Halbspiegel M12 an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt.
Ein Messsignal (das ein Stromsignal ist) wird als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugt und während es von dem ersten ab 28 verstärkt wird in ein Spannungssignal umgewandelt, das an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Man beachte, dass der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls von den jeweiligen Halbspiegeln M11, M12 reflektiert werden und an den Triggersignal-Generator 32 bereitgestellt werden, jedoch mit dem Master-Laserlichtpuls, der über die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 an den Triggersignal-Generator 32 bereitgestellt wird. Man beachte wieder, dass der Triggersignal-Generator 32 ein Triggersignal zu einem Zeitpunkt erzeugt zu dem der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden und das Triggersignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Hier misst das Thermometer 41 die Umgebungstemperatur T1 (S30: Messung zu dem ersten Zeitpunkt), die an die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 bereitgestellt wird. Ferner misst die Signalmess-Einheit 42 den Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Messsignals relativ zu dem Triggersignal und die Spannung des Messsignals (S32: Messung zum ersten Zeitpunkt). Das Messergebnis, das von der Signalmess-Einheit 42 erhalten wird, wird auf der Signalanzeige-Einheit 43 angezeigt.
Nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist nachdem das Messsignal gemessen wurde (S32: Messung zu dem ersten Zeitpunkt) misst das Thermometer 41 die Umgebungstemperatur T2 (S42: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt).
Hier leitet die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 eine Verzögerung (Zeitunterschied Δt1) an dem Ausgabepunkt des Messsignals zwischen der Referenztemperatur (Umgebungstemperatur T1: Messung zu dem ersten Zeitpunkt) und der Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur T2: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt) zu einem Zeitpunkt ab zu dem das Messsignal (S44) gemessen wird basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Zeit- und Temperatureigenschaften 472 aufgenommenen Information. Es kann vermutet werden, dass der Anstieg in der Umgebungstemperatur von T1 auf T2 den Ausgabestartpunkt des Messsignals dazu veranlasst sich um Δt1 zu verzögern.
Die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 stellt den Zeitunterschied Δt1 an die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 bereit. Man beachte, dass die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 den Zeitpunkt erweitert, der den Master-Laserlichtpuls dazu veranlasst sich um den Zeitunterschied Δt1 zu verzögern, der von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 der Wellenformanzeigevorrichtung 40 empfangen wird. Dies veranlasst den Ausgabepunkt des Triggersignals sich um den Zeitunterschied Δt1 zu verzögern, wodurch die Zeitverzögerung Δt 1 in dem Ausgabepunkt des Messsignals berichtigt wird, die aus dem Ausgabepunkt des Triggersignals resultiert, der als ein Zeitursprungspunkt (S46) gesetzt wird.
Danach misst die Signalmess-Einheit 42 den Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Messsignals hinsichtlich des Triggersignals und die Spannung des Messsignals (S48: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt).
Nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist nachdem das Messsignal gemessen wurde (S48: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt) misst das Thermometer 41 die Umgebungstemperatur T3 (S42: Messung zu dem dritten Zeitpunkt). Hier leitet die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 eine Verzögerung (Zeitunterschied Δt2) an dem Ausgabepunkt des Messsignals zwischen der Referenztemperatur (Umgebungstemperatur T2: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt) und der Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur T3: Messung zu dem dritten Zeitpunkt) zu einem Zeitpunkt ab zu dem das Messsignal (S44) gemessen wird basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Zeit- und Temperatureigenschaften 472 aufgenommenen Information. Es kann vermutet werden, dass der Anstieg der Umgebungstemperatur von T2 auf T3 den Ausgabestartpunkt des Messsignals dazu veranlasst sich um Δt2 zu verzögern.
Die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 stellt den Zeitunterschied Δt2 an die Lichtpulsverzögerungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 34 bereit. Man beachte, dass die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 den Zeitpunkt erweitert, der den Master-Laserlichtpuls dazu veranlasst sich um den Zeitunterschied Δt2 zu verzögern, der von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 der Wellenformanzeigevorrichtung 40 empfangen wird. Dies veranlasst den Ausgabepunkt des Triggersignals dazu sich um den Zeitunterschied Δt2 zu verzögern, wodurch die Zeitverzögerung Δt2 in dem Ausgabepunkt des Messsignals berichtigt wird, die aus dem Ausgabepunkt des Triggersignals resultiert, der als ein Zeitursprungspunkt (S46) gesetzt wird.
Danach misst die Signalmess-Einheit 42 den Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Messsignals hinsichtlich des Triggersignals und die Spannung des Messsignals (S48: Messung zu dem dritten Zeitpunkt).
Gemäß der vierten Ausführungsform vermutet die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 48 von der Umgebungstemperatur einen Fehler in dem Messergebnis (Ausgabepunkt) des Messobjekts 2 mittels Licht, wie Terahertz-Licht (Belichtungslichtpuls) - wobei der Fehler aus der veränderten Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) der Lichtmessvorrichtung 1 resultiert und dann berichtigt die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 den Fehler - folglich kann die Phaseninformation in dem Messergebnis des Messobjekts 2 richtig erhalten werden.
Man beachte, obwohl in der vierten Ausführungsform die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 die Fehler durch Verschiebung des Triggersignals um Δt1, Δt2, ... berichtigt hat, kann die Fehlerberichtigung auch ohne Verwendung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 vorgenommen werden. 16 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß einer Modifikation (Fehlerberichtigung wird ohne Verwendung der Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 vorgenommen) der vierten Ausführungsform darstellt.
Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der Modifikation der vierten Ausführungsform wird so eingerichtet, dass die Zeitunterschied-Berichtigungs-Einheit (Fehler-Berichtigungs-Einheit) 49 ferner an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 in der vierten Ausführungsform hinzugefügt wird.
Die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit 47 in der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der Modifikation der vierten Ausführungsform stellt die abgeleiteten Zeitunterschiede Δt1, Δt2, ... nicht an die Lichtpulsverzögerungs-Einheit 34 bereit, sondern an die Zeitunterschied-Berichtigungs-Einheit 49. Die Zeitunterschied-Berichtigungs-Einheit 49 stellt die Zeitunterschiede Δt1, Δt2,... an die Signalmess-Einheit 42 bereit, wobei der Zeitpunkt des Messsignals dazu veranlasst wird sich um - Δt1, -Δt2 zu verschieben. Man beachte, dass falls angenommen wird, dass die Signalmess-Einheit 42 als eine Ausgabe die Messergebnisse erzeugt nachdem die Ergebnisse zu digitalen Daten verarbeitet wurden, wird es ausreichen, falls die Zeitdaten in diesen digitalen Daten als eine Ausgabe geändert um -Δt erzeugt werden können. Auf diese Weise werden die von der Signalmess-Einheit 42 erhaltenen Messergebnisse berichtigt.
Fünfte Ausführungsform
Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform bis zu einer achten Ausführungsform misst die Amplitude des Messsignals.
17 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform beinhaltet den Master-Laser 11, den Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, M21 und M23, die Spiegel M22, M24, die Linse L, den Belichtungslichtpuls-Generator 14, den Messsignal-Generator 16, den Überwachungssignal-Generator 18, den ersten Eingangsspannungsverstärker 22, den zweiten Eingangsspannungsverstärker 24, den Triggersignal-Generator 32, die Wellenformanzeigevorrichtung 40 und eine Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50. Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die das Messobjekt 2 misst.
Man beachte, dass die Halbspiegel M11, M12, M21 und M23 nur Beispiele darstellen und jegliche geeignete andere Vorrichtungen als die Halbspiegel verwendet werden können, die eine Teilung eines Lichtstrahls verursachen können.
Der Master-Laser 11 erzeugt als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls. Eine Wiederholungfrequenz des Master-Laserlichtpulses ist f_rep1. Die Frequenz f_rep1 ist in der Größenordnung von z.B. 50 MHz. Der Master-Laserlichtpuls wird durch den Halbspiegel M11 in Licht geteilt, das an den Triggersignal-Generator 32 bereitgestellt wird und Licht, das an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 bereitgestellt wird.
Der Slave-Laser 12 erzeugt als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz, die sich von derjenigen des Master-Laserlichtpulses unterscheidet. Die Wiederholungsfrequenz des Slave-Laserlichtpulses wird als f_rep2 (= f_rep1 - Δf) dargestellt, wobei Δf nicht null ist. Die Frequenz Δf ist ein Wert von ca. 1kHz oder weniger (z.B. der Größenordnung von 5Hz). Man beachte, falls der Slave-Laserlichtpuls die gleiche Wiederholungsfrequenz wie diejenige des Master-Laserlichtpulses hat, dann wird es ausreichen, falls der Slave-Laserlichtpuls eine Phase hat, die sich von derjenigen des Master-Pulses unterscheidet. Es wird ausreichen, falls eine Phasenverschiebung zwischen dem Slave-Laserlichtpuls und dem Master-Laserlichtpuls dazu veranlasst wird sich beispielsweise mit der Zeit zu ändern.
Der Slave-Laserlichtpuls wird durch den Halbspiegel M12 in Licht, das an den Triggersignal-Generator 32 bereitgestellt wird und Licht, das an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird, geteilt. Das Licht das an den Messsignal-Generator 16 und den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, wird ferner durch die Halbspiegel M23 in Licht geteilt, das an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird und Licht, das an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, geteilt. Das Licht, das an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, wird von dem Spiegel M24 reflektiert und dann an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt.
Der Lichtpuls-Generator 14 empfängt den Master-Laserlichtpuls, um als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls zu erzeugen. Der Belichtungslichtpuls-Generator 14 dient zum Beispiel als ein photoleitender Schalter und eine Bias-Spannung wird an diesen Schalter angelegt. Der Belichtungslichtpuls ist zum Beispiel eine elektromagnetische Welle mit einer Frequenz von 0.01 [THz] oder mehr und 100 [THz] oder weniger, und der Lichtpuls ist beabsichtigt eine Terahertz-Welle zu sein (zum Beispiel ist seine Frequenz 0.03 [THz] oder mehr oder 10 [THz] oder weniger).
Der Belichtungslichtpuls wird durch die Halbspiegel M21 in Licht, das an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird und Licht, das an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, geteilt.
Der Belichtungslichtpuls, der an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird, wird auf das Messobjekt 2 gerichtet während er durch die Linse L fokussiert wird. Ein Belichtungslichtpuls, der das Messobjekt 2 durchdringt hat (ein Messlichtpuls) wird an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt während er durch die Linse L fokussiert wird.
Der Belichtungslichtpuls, der an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt wird, wird von dem Spiegel M22 reflektiert und an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt, während er ferner durch zwei Linsen L fokussiert wird.
Der Messsignal-Generator 16 empfängt einen Messlichtpuls, der durch eine Belichtung des Messobjekts 2 mit einem Belichtungslichtpuls erhalten wird. Der Messsignal-Generator 16 erzeugt als eine Ausgabe ein Messsignal gemäß der Leistung des Messlichtpulses, zu einem Zeitpunkt zu dem der Messlichtpuls und zusätzlich ein Slave-Laserlichtpuls empfangen werden. Der Messsignal-Generator 16 dient z.B. als ein photoleitender Schalter.
Der Überwachungssignal-Generator 18 empfängt den Belichtungslichtpuls und den Slave-Laserlichtpuls und erzeugt als eine Ausgabe ein Überwachungssignal. Der Überwachungssignal-Generator 18 dient z.B. als photoleitender Schalter.
Der erste Eingangsspannungsverstärker 22, der als eine Ausgabe von dem Überwachungssignal-Generator 18 während der Verstärkung des Überwachungssignals (das ein Stromsignal ist) erzeugt wird, wandelt das verstärkte Signal in ein Spannungssignal um und stellt das Spannungssignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereit.
Der zweite Eingangsspannungsverstärker 24, der als eine Ausgabe von dem Überwachungssignal-Generator 18 während der Verstärkung des Überwachungssignals (das ein Stromsignal ist) erzeugt wird, wandelt das verstärkte Signal in ein Spannungssignal um und stellt das Spannungssignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereit.
Der Triggersignal-Generator 32 erzeugt ein Triggersignal zu einem Zeitpunkt zu dem der Master-Laserlichtpuls und ein Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden. Das Triggersignal wird an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt.
Der Triggersignal-Generator 32 beinhaltet beispielsweise einen Optokoppler, der als eine Ausgabe einen Lichtpuls zu einem Zeitpunkt erzeugt zu dem Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden und einen Photodetektor, der eine photoelektrische Umwandlung von einer Ausgabe von dem Optokoppler durchführt, um ein Ausgabe-Triggersignal zu erzeugen, das ein elektrisches Signal ist.
Eine Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 legt eine Bias-Spannung an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 an. Die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 berichtigt eine Amplitude eines Messsignals, indem eine Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, dazu veranlasst wird sich in einem Ergebnis zu ändern (Bias-Spannung-Berichtigungswert Δ Vb), das von einer Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 der Wellenformanzeigevorrichtung 40 abgeleitet wird. Die Amplitude des Messsignals ändert sich gemäß der Amplitude des Messlichtpulses; die Amplitude des Messlichtpulses ändert sich gemäß der Amplitude des Belichtungslichtpulses; und die Amplitude des Belichtungslichtpulses ändert sich gemäß einer Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird. Dadurch ermöglicht die Änderung der Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, die Berichtigung der Amplitude des Messsignals.
Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 zeigt eine Wellenform eines Messsignals an.
18 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der fünften Ausführungsform hat die Signalmess-Einheit 42, die Signalanzeige-Einheit 43, eine Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412, eine Amplitudenmess-Einheit 414, eine Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415, eine Aufnahme-Einheit für eine gemessene Amplitude 416 und die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418.
Die Signalmess-Einheit 42 empfängt ein Messsignal und ein Triggersignal und misst einen Ausgabepunkt des Messsignals relativ zu dem Triggersignal (es wird ausreichen, falls der Ausgabestartpunkt beispielsweise ein Punkt zwischen dem Start und dem Ende der Ausgabe ist). Hinzu kommt, dass die Signalmess-Einheit 42 die Amplitude des Messsignals mit der Amplitude misst, die mit einem Zeitpunkt relativ zu dem Triggersignal assoziiert ist.
Die Signalanzeige-Einheit 43 zeigt ein von der Signalmess-Einheit 42 erhaltenes Messergebnis an und das Messergebnis ist eine Wellenform des Messsignals.
Die Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 nimmt die Beziehung der Amplitude des Überwachungssignals hinsichtlich der Bias-Spannung auf, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird. Die Amplitude des Überwachungssignals kann sich in einigen Fällen gemäß Änderungen von z.B. der Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) der Lichtmessvorrichtung 1 ändern, sogar falls die Bias-Spannung konstant bleibt, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird. Dadurch kann die oben beschriebene Beziehung durch Messung der Amplitude des Überwachungssignals erhalten werden während die Bias-Spannung geändert wird, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, wobei die Umgebungstemperatur und dergleichen konstant bleiben. Man beachte, dass die aufzunehmende Beziehung Daten zwischen einer Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird und der Amplitude eines Überwachungssignals oder alternativ ein mathematischer Ausdruck sein kann, der eine Beziehung zwischen der Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, und der Amplitude des Überwachungssignal sein kann.
20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel an Information zeigt, die von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommen wird. Wenn die Bias-Spannung ansteigt, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, ändert sich die Amplitude Vm des Überwachungssignals (z.B. steigt monoton an). Man beachte, dass obwohl in 20 die Amplitude Vm des Überwachungssignals in einer Kurve gezeigt wird, die Amplitude auch einer geraden Linie folgen kann. Die Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, wird in einigen Fällen nachfolgend als „Bias-Spannung“ beschrieben.
Die Amplitudenmess-Einheit 414 misst die Amplitude des Messsignals zu einer Vielzahl von Zeitpunkten.
Die Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416 nimmt Messergebnisse (z.B. Amplituden eines Überwachungssignals Vm(2), Vm(3) auf, die von der Amplitudenmess-Einheit 414 erhalten werden (bezugnehmend auf 21).
Die Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415 nimmt Messergebnisse (z.B. Amplituden eines Überwachungssignals, Vm(1), Vm(2)') auf, die von der Amplitudenmess-Einheit 414 erhalten werden, vor einem Zeitpunkt zu dem das Messergebnis von der Amplitudenmess-Einheit 414 erhalten wird (das in der Aufnahme-Einheit für die Amplitude 416 erhalten wird) (bezugnehmend auf 21).
Zum Beispiel nimmt die Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416 das Messergebnis Vm(2) zu dem zweiten Zeitpunkt der Amplitude des Überwachungssignals auf und die Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415 nimmt das Messergebnis Vm(1) zu dem ersten Zeitpunkt der Amplitude des Überwachungssignals auf (bezugnehmend auf 21(a)).
Zum Beispiel nimmt die Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416 das Messergebnis Vm(3) zu dem dritten Zeitpunkt der Amplitude des Überwachungssignals auf und die Aufnahme-Einheit 415 nimmt das Messergebnis Vm(2)' zu dem zweiten Zeitpunkt der Amplitude des Überwachungssignals auf (bezugnehmend auf 21(b).
Die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 leitet einen Berichtigungswert der Bias-Spannung basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommenen Information ab, ΔVb, um das von der Amplitudenmess-Einheit 414 (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416) erhaltene Messergebnis dazu zu veranlassen dem von der Ampltitudenmess-Einheit 414 erhaltene Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415) übereinzustimmen, vor einem Zeitpunkt zu dem das erstgenannte Messergebnis erhalten wird.
Beispielsweise leitet die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 den Berichtigungswert der Bias-Spannung ΔVb(2), ΔVb(3) basierend auf dem von der Amplitudenmess-Einheit 414 (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416, Vm(2), Vm(3)) und dem von der Amplitudenmess-Einheit 414 erhaltenen letzten Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415, Vm(i), Vm(2)') ab (bezugnehmend auf 21).
Die durchgezogene Linie in 21 stellt die von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412, wie in 20 dargestellt, dar. Die gestrichelte Linienkurve in 21 stellt eine Beziehung der Amplitude des Überwachungssignals hinsichtlich der aktuellen Bias-Spannung dar. Obwohl die gestrichelte Linienkurve in 21 aufgrund von Veränderungen von z.B. der Umgebungstemperatur verschoben gezeigt ist, von der von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs-und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommenen Information, kann die Kurve als die gleiche in Form der aktuellen durchgezogenen Linie in 21 angesehen werden.
Bezugnehmend auf 21(a), um Vm(2) dazu zu veranlassen mit Vm(1) übereinzustimmen wird es ausreichen, falls die Bias-Spannung von Vb(1) auf Vb(2) geändert wird indem die Spannung dazu veranlasst wird sich um ΔVb(2) (< o) zu ändern.
Die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 leitet einen Berichtigungswert der Bias-Spannung ΔVb(3) basierend auf dem von der Amplitudenmess-Einheit 414 erhaltenen Messergebnis (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416, Vm(3)) und dem von der Amplitudenmess-Einheit 414 aufgenommen Messergebnis - das ein Messergebnis ist (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415, Vm(2)'), das von der Bias- Spannungs-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 berichtigt wurde (bezugnehmend auf 21(b)).
Bezugnehmend auf 21(a), um Vm(3) dazu zu veranlassen mit Vm(2)' übereinzustimmen wird es ausreichen, falls die Bias-Spannung von Vb(2) auf Vb(3) geändert wird indem die Spannung dazu veranlasst wird sich um ΔVb(3) (>0) zu ändern.
Der Betrieb der fünften Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
19 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der fünften Ausführungsform zeigt. 21 ist ein Diagramm, das einen Berichtigungswert einer Bias-Spannung zeigt, der von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 abgeleitet wird.
Ein Master-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Master-Laser 11 erzeugt wird, wird über den Halbspiegel M11 an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 bereitgestellt. Die Bias-Spannung Vb(1) wird an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt. Ein Belichtungslichtpuls wird als eine Ausgabe von dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 erzeugt. Der Belichtungslichtpuls durchläuft den Halbspiegel M21 und ferner das Messobjekt 2 und dann ein Messlichtpuls, der an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird. Zusätzlich wird der Belichtungslichtpuls von dem Halbspiegel M21 und ferner von dem Spiegel M22 reflektiert und wird dann an dem Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt.
Weiterhin wird ein Slave-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Slave-Laser 12 erzeugt wird, über die Halbspiegel M12, M23 an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Der Slave-Laserlichtpuls durchläuft den Halbspiegel M12 und wird von dem Halbspiegel M23 und dem Spiegel M24 reflektiert und wird dann an den Überwachungssignal-Generator 18 bereitgestellt.
Ein Messsignal (das ein Stromsignal ist) wird als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugt und wird in ein Spannungssignal umgewandelt, das an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 breitgestellt wird, während es von dem ersten Eingangsspannungsverstärker 22 verstärkt wird. Ein Überwachungssignal (das ein Stromsignal ist) wird als eine Ausgabe von dem Überwachungssignal-Generator 18 erzeugt und wird in ein Spannungssignal umgewandelt, das an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird, während es von dem zweiten Eingangsspannungsverstärker 24 verstärkt wird.
Man beachte, dass der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls durch die jeweiligen Halbspiegel M11, M12 reflektiert werden und an den Triggersignal-Generator 32 bereitgestellt werden. Man beachte wieder, dass der Triggersignal-Generator 32 ein Ausgabetriggersignal zu einem Zeitpunkt erzeugt zu dem der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden und dass das Triggersignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Das Messsignal und das Triggersignal werden an die Signalmess-Einheit 42 bereitgestellt und das Überwachungssignal und das Triggersignal werden an die Amplitudenmess-Einheit 414 bereitgestellt.
Hier misst die Amplitudenmess-Einheit 414 die Amplitude des Überwachungssignals Vm(i) (S110: Messung zu dem ersten Zeitpunkt) (bezugnehmend auf 21(a)). Man beachte, dass angenommen wird, dass die Umgebungstemperatur und dergleichen zu dem Zeitpunkt der Messung der Amplitude des Überwachungssignals Vm(i) gleich mit denjenigen zu einem Zeitpunkt sind, in dem die Information von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 erhalten wird. In solchen Situationen, bezugnehmend auf 21(a), sind die Koordinaten (Vb(1), Vm(i)) auf einer durchgezogenen Linienkurve und stellen die von der Aufnahme-Einheit für Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommen Information dar.
Ferner miss die Signalmess-Einheit 42 den Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Messsignals hinsichtlich des Triggersignals und die Amplitude des Messsignals (S112: Messung zu dem ersten Zeitpunkt).
Das von der Amplitudenmess-Einheit 414 erhaltene Messergebnis Vm(i) wird in der Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415 aufgenommen. Das von der Signalmess-Einheit 42 erhaltene Messergebnis wird auf der Anzeige-Einheit 43 angezeigt.
Nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist nachdem das Messsignal gemessen wurde (S112: Messung zu dem ersten Zeitpunkt) misst die Amplitudenmess-Einheit 414 die Amplitude des Überwachungssignals Vm(2) (S122: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt) (bezugnehmend auf 21(a)), wobei die Bias-Spannung Vb(1) jedoch unverändert bleibt.
Obwohl die Bias-Spannung Vb(1) unverändert bleibt, ändert sich die Amplitude des Überwachungssignals von Vm(1) auf Vm(2) aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur und dergleichen. Es wird angenommen, dass dies darauf beruht, dass die Beziehung der Amplitude des Überwachungssignals hinsichtlich der Bias-Spannung parallel von der durchgezogenen Linienkurve zu der gestrichelten Linienkurve verschoben wird.
Das von der Amplitudenmess-Einheit 414 zu dem zweiten Zeitpunkt erhaltene Messergebnis Vm(2) wird in der Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416 aufgenommen.
Die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 leitet einen Berichtigungswert der Bias-Spannung basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommenen Information ab, ΔVb(2), um das von der Amplitudenmess-Einheit 414 (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416, Vm(2)) erhaltene Messergebnis dazu zu veranlassen mit dem von der Ampltitudenmess-Einheit 414 (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415, Vm(i)) erhaltene Messergebnis übereinzustimmen, vor einem Zeitpunkt zu dem das erstgenannte Messergebnis erhalten wird (S124: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt).
Bezugnehmend auf 21(a), falls angenommen wird, dass die Beziehung der Amplitude des Überwachungssignals hinsichtlich der Bias-Spannung auf einer gestrichelten Linienkurve ist, dann ermöglicht es Verschiebung der Bias-Spannung von Vb(1) auf Vb(2), dass die Amplitude des Überwachungssignals mit Vm(i) übereinstimmt. Hier kann angenommen werden, dass Vb(2) - Vb(1) (Änderungswert der Bias-Spannung, der zum Ändern der Amplitude des Überwachungssignals von Vm(2) auf Vm(i) in der durchgezogenen Linienkurve erforderlich ist) gleich mit ΔVb(2) ist, da die gestrichelten Linien und die durchgezogenen Linie in 21 gleich in der Form sind.
Daher leitet die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 den Wert ΔVb(2) basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs-und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommenen Information (durchgezogene Linienkurve in 21(a)) ab und der abgeleitete ΔVb(2) wird als Berichtigungswert der Bias-Spannung bestimmt.
Der Berichtigungswert der Bias-Spannung ΔVb(2) wird von der Berichtigungs-Ableitungs-Einheit 418 der Wellenformzeigevorrichtung 40 an die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 bereitgestellt. Die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 veranlasst die Bias-Spannung dazu sich um den Berichtigungswert ΔVb(2) der Bias-Spannung zu ändern. In anderen Worten fügt die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 den Berichtigungswert ΔVb(2) der Bias-Spannung an die Bias-Spannung Vb(1) hinzu und ändert die Bias-Spannung auf Vb(2) (=Vb(1) + ΔVb(2)) (S126: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt).
Danach misst die Amplitudenmess-Einheit 414 die Amplitude des Überwachungssignals Vm(2)' (S127: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt). Der Wert Vm(2)' ist im Wesentlichen gleich mit Vm(1). Das von der Amplitudenmess-Einheit 414 erhaltene Messergebnis Vm(2)' wird in der Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415 aufgenommen.
Zusätzlich misst die Signalmess-Einheit 42 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) relativ zu einem Triggersignal und die Amplitude des Messsignals (S128: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt). Das Messergebnis der Amplitude des Messsignals ist das, das für die Signalmessung erlangt wurde, wobei die Amplitude von der Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 berichtigt wird.
Ferner, nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist nachdem das Messsignal gemessen wurde (S128: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt) misst die Amplitudenmess-Einheit 414 die Amplitude des Überwachungssignal Vm(3) (S122: Messung zu dem dritten Zeitpunkt) (bezugnehmend auf 21(b)), wobei jedoch die Bias-Spannung Vb(2) unverändert bleibt.
Obwohl die Bias-Spannung Vb(2) unverändert bleibt, ändert sich die Amplitude des Überwachungssignals von Vm(2)' auf Vm(3) aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur und dergleichen. Es wird angenommen, dass dies darauf beruht, dass die Beziehung der Amplitude des Überwachungssignals hinsichtlich der Bias-Spannung parallel von der gestrichelten Linienkurve (siehe linke Seite) zu der gestrichelten Linienkurve (siehe rechte Seite) verschoben wird.
Das von der Amplitudenmess-Einheit 414 zu dem dritten Zeitpunkt erhaltene Messergebnis Vm(3) wird in der Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416 aufgenommen.
Die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 leitet einen Berichtigungswert der Bias-Spannung ΔVb(3) basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs-und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommenen Information ab, um das von der Amplitudenmess-Einheit 414 (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Messamplitude 416 (Vm(3)) erhaltene Messergebnis dazu zu veranlassen mit dem von der Amplitudenmess-Einheit 414 (Information aufgenommen von der Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415, Vm(2)') erhaltene Messergebnis übereinzustimmen, vor einem Zeitpunkt zu dem das erstgenannte Messergebnis erhalten wird (S124: Messung zu dem dritten Zeitpunkt).
Bezugnehmend auf 21(b), falls angenommen wird, dass die Beziehung der Amplitude des Überwachungssignals hinsichtlich der Bias-Spannung auf einer gestrichelten Linienkurve (rechte Seite) ist, dann ermöglicht die Verschiebung der Bias-Spannung von Vb(2) auf Vb(3), dass die Amplitude des Überwachungssignals Vm(2)' entspricht. Hier kann angenommen werden, dass Vb(3) - Vb(2) (Änderungswert der Bias-Spannung, der zum Ändern der Amplitude des Überwachungssignals von Vm(3) auf Vm(2)' in der durchgezogenen Linienkurve erforderlich ist) gleich mit ΔVb(3) ist, da die gestrichelten Linien und die durchgezogene Linie in 21 in der Form gleich sind.
Daher leitet die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 den ΔVb(3) und Vm(2)' basierend auf der von der Aufnahme-Einheit für die Überwachungs- und Bias-Amplitudeneigenschaften 412 aufgenommenen Information (durchgezogene Linienkurve in 21(b)) ab und der abgeleitete ΔVb(3) wird als Berichtigungswert der Bias-Spannung bestimmt.
Der Berichtigungswert der Bias-Spannung ΔVb(3) wird von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 der Wellenformzeigevorrichtung 40 an die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 bereitgestellt. Die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 veranlasst die Bias-Spannung dazu sich um den Berichtigungswert ΔVb(3) der Bias-Spannung zu ändern. In anderen Worten fügt die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 den Berichtigungswert ΔVb(3) der Bias-Spannung an die Bias-Spannung Vb(2) hinzu und ändert die Bias-Spannung auf Vb(3) (=Vb(2) + ΔVb(3)) (S126: Messung zu dem dritten Zeitpunkt).
Danach misst die Amplitudenmess-Einheit 414 die Amplitude des Überwachungssignals Vm(3)' (S127: Messung zu dem dritten Zeitpunkt). Der Wert Vm(3)' ist im Wesentlichen gleich mit Vm(2)'. Der Wert Vm(2)' ist im Wesentlichen gleich mit Vm(1), woraus folgt, dass der Wert Vm(3)' im Wesentlichen gleich mit Vm(1) ist. Das von der Amplitudenmess-Einheit 414 erhaltene Messergebnis Vm(3)' wird in der Aufnahme-Einheit für die Referenzamplitude 415 aufgenommen.
Zusätzlich misst die Signalmess-Einheit 42 den Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) relativ zu einem Triggersignal und die Amplitude des Messsignals (S128: Messung zu dem dritten Zeitpunkt). Das Messergebnis der Amplitude des Messsignals ist das, das für die Signalmessung erlangt wurde, wobei die Amplitude von der Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 berichtigt wird.
Gemäß der fünften Ausführungsform kann ein Fehler des Messergebnisses (Amplitude des Messsignals) des Messobjekts 2 mittels Licht, wie Terahertz-Licht (Belichtungslichtpuls) - wobei der Fehler aus der geänderten Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) und dergleichen der Lichtmessvorrichtung 1 resultiert - durch Änderung des ΔVb der Bias-Spannung rückgängig machen, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird und daher kann die Amplitude des Messsignals richtig erhalten werden.
Man beachte, dass obwohl in der fünften Ausführungsform der Amplitudenfehler des Messsignals durch Änderung der Bias-Spannung um ΔVb berichtigt wurde, der Amplitudenfehler auch ohne Änderung der Bias-Spannung berichtigt werden kann. 26 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß einer Modifikation (wobei der Amplitudenfehler ohne Änderung der Bias-Spannung berichtigt wird) der fünften Ausführungsform.
Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der Modifikation der fünften Ausführungsform ist eingerichtet, um ferner eine Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 und eine Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der fünften Ausführungsform hinzuzufügen.
Die Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 nimmt die Beziehung der Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 hinsichtlich der Bias-Spannung auf, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird. Die Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 kann sich in einigen Fällen gemäß Änderungen von z.B. der Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) der Lichtmessvorrichtung 1 ändern, sogar falls die Bias-Spannung konstant bleibt, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird. Daher kann die oben beschriebene Beziehung durch Messung der Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erlangt werden, während die Bias-Spannung geändert wird, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, wobei die Umgebungstemperatur und der gleichen konstant bleiben und das Messobjekt 2 außerhalb der Lichtmessvorrichtung 1 eingerichtet ist. Man beachte, dass die aufzunehmende Beziehung Daten zwischen einer Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird und der Amplitude einer Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 oder alternativ mathematische Ausdrücke, die eine Beziehung zwischen der Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, und der Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 sein kann.
27 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 aufgenommenen Information zeigt. Wenn die Bias-Spannung ansteigt, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, ändert sich (z.B. steigt monoton an) die Amplitude Vd der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 (wobei das Messobjekt 2 außerhalb der Lichtmessvorrichtung 1 eingerichtet ist). Man beachte, dass in 27, die Amplitude Vd der Ausgabe des Messsignal-Generators 16 in einer Kurve gezeigt ist, die Amplitude auch einer geraden Linie folgt.
Die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 empfängt einen Berichtigungswert Δ Vb der Bias-Spannung von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418. Ferner berichtigt die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 das von der Signalmess-Einheit 420 erhaltene Messsignal um einen Änderungswert ΔVd basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 aufgenommenen Information, wobei der Berichtigungswert die Amplitude des Messsignals ist und dem Berichtigungswert ΔVb der Bias-Spannung entspricht.
28 ist eine Reihe von Diagrammen, wobei jeder einen Berichtigungswert ΔVd der Amplitude des Messsignals zeigt, der von der Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 abgeleitet wird. Man beachte, dass die durchgezogene Linienkurve in 28 die von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 aufgenommenen Information ist (bezugnehmend auf 27).
28(a) ist ein Diagramm, das einen Berichtigungswert ΔVd(2) der Amplitude des Messsignals zeigt, wobei der Berichtigungswert einem Berichtigungswert ΔVb(2) der Bias-Spannung entspricht.
Die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 empfängt den Berichtigungswert Δ Vb(2) der Bias-Spannung von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418, der der Tatsache entspricht, dass die Bias-Spannung dazu veranlasst wird sich von Vb(1) auf Vb(2) zu ändern. Und dann leitet die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 den Unterschied ΔVd(2) (< 0) zwischen der Amplitude des Messsignals entsprechend Vb(2) und der des Messsignals entsprechend Vb(1) ab. Ferner fügt die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 ΔVd(2) an das Messergebnis der Amplitude des Messergebnisses hinzu, das von der Signalmess-Einheit 42 erhalten wird und berichtigt das Messergebnis der Amplitude des Messsignals. Dies ermöglicht die Berichtigung des Messergebnisses der Amplitude des Messsignals ohne Änderung der Bias-Spannung, wobei die Amplitude der Änderung der Bias-Spannung von Vb(1) auf Vb(2) entspricht.
Man beachte, dass die Amplitudenmess-Einheit 414 die Amplitude des Überwachungssignals genau vor der Berichtigung des Messergebnisses der Amplitude des Messsignals misst. Die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 fügt den Wert Vm(1) - Vm(2) an das Messergebnis hinzu, gewinnbringend Vm(2). Es wird ausreichen, falls die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 die Werte Vm(1) und Vm(2) von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 empfängt.
28(b) ist ein Diagramm, das den Änderungswert ΔVd(3) der Amplitude des Messsignals zeigt, wobei der Wert dem Berichtigungswert ΔVb(3) der Bias-Spannung entspricht.
Die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 empfängt den Berichtigungswert Δ Vb(3) der Bias-Spannung von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418, der der Tatsache entspricht, dass die Bias-Spannung dazu veranlasst wird sich von Vb(2) auf Vb(3) zu ändern. Und dann leitet die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 den Unterschied ΔVd(3) (> 0) zwischen der Amplitude des Messsignals entsprechend Vb(3) und der des Messsignals entsprechend Vb(2) ab. Ferner fügt die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 ΔVd(3) an das Messergebnis (das das eine ist, bei dem die Berichtigung ΔVd(2) bereits hinzugefügt wurde) der Amplitude des Messergebnisses hinzu, das von der Signalmess-Einheit 42 erhalten wird und berichtigt das Messergebnis der Amplitude des Messsignals. Dies ermöglicht die Berichtigung des Messergebnisses der Amplitude des Messsignals ohne Änderung der Bias-Spannung, wobei die Amplitude der Änderung der Bias-Spannung von Vb(2) auf Vb(3) entspricht.
Man beachte, dass die Amplitudenmess-Einheit 414 die Amplitude des Überwachungssignals genau vor der Berichtigung des Messergebnisses der Amplitude des Messsignals misst. Die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 fügt den Wert Vm(2)' - Vm(3) an das Messergebnis hinzu, gewinnbringend Vm(3)'. Es wird ausreichen, falls die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 die Werte Vm(2)' und Vm(3) von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 418 empfängt.
Sechste Ausführungsform
Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 der fünften Ausführungsform darin, dass der Messsignal-Generator 16 als Überwachungssignal-Generator dient.
22 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt. Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform beinhaltet den Master-Laser 11, den Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, M21 und M23, die Spiegel M22, M24, die Linse L, den Belichtungslichtpuls-Generator 14, den Messsignal-Generator 16, den Eingangsspannungsverstärker 26, den Triggersignal-Generator 32, die Wellenformanzeigevorrichtung 40 und die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50. Die Elemente, die ähnlich zu denjenigen der fünften Ausführungsform sind, werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen der fünften Ausführungsform bezeichnet und ihre Beschreibung wird hierin nicht bereitgestellt.
Der Master-Laser 11, der Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, die Linse L, der Belichtungslichtpuls-Generator 14, der Triggersignal-Generator 32, die Wellenformanzeigevorrichtung 40 und die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 sind die gleichen wie diejenigen in der fünften Ausführungsform und daher wird ihre Beschreibung nicht bereitgestellt.
Ein Slave-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Slave-Laser 12 erzeugt wird, durchläuft die Halbspiegel M12 und wird an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt.
Ein Belichtungslichtpuls wird durch den Halbspiegel M21 in Licht geteilt, das auf das Messobjekt 2 gerichtet ist und Licht, das nicht auf dieses gerichtet ist. Das erstere (Licht das auf das Messobjekt 2 gerichtet ist) durchläuft das Messobjekt 2 (Messlichtpuls) und wird an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt, der den Messlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe ein Messsignal erzeugt. Das letztere (Licht das nicht auf das Messobjekt 2 gerichtet ist: Belichtungslichtpuls) wird von den Spiegeln M22, M24 und dem Halbspiegel M23 reflektiert und dann an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Der Messsignal-Generator 16 empfängt das letztere (Belichtungslichtpuls) und erzeugt als eine Ausgabe ein Überwachungssignal.
Auf diese Weise erzeugt der Messsignal-Generator 16 als eine Ausgabe ein Messsignal als auch ein Überwachungssignal. In anderen Worten kann der Messsignal-Generator 16 als ein Überwachungssignal-Generator dienen.
Während der Verstärkung des Messsignals und des Überwachungssignals, die jeweils als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugt werden, wandelt der Eingangsspannungsverstärker 26 die verstärkten Signale in Spannungssignale um, die an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt werden.
23 ist ein Diagramm, das eine Wellenform des Messsignals und des Überwachungssignals zeigt, wobei jedes als eine Ausgabe von dem Eingangsspannungsverstärker 26 gemäß der sechsten Ausführungsform erzeugt wird. Man beachte, dass in 23 die vertikalen Achsen die Spannung und die horizontalen Achsen die Zeit darstellen. Bezugnehmend auf 23 überschneiden sich das Messsignal und das Überwachungssignal nicht miteinander in dem Zeitbereich. Zu diesem Zweck wird es ausreichen, falls der Messlichtpuls und der Belichtungslichtpuls von dem Messsignal-Generator 16 in einer solchen Wiese empfangen werden, dass die Pulse sich nicht miteinander in einem Zeitbereich überschneiden. In der sechsten Ausführungsform werden der Messlichtpuls und der Belichtungslichtpuls so eingerichtet und entworfen, damit diese von dem Messsignal-Generator 16 in einer solchen Weise empfangen werden, dass sich beide Pulse nicht miteinander in einem Zeitbereich überschneiden, in dem der Unterschied des optischen Pfads zwischen einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt vorhanden ist (Lichtpfad durch das Messobjekt 2) und einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt 2 nicht vorhanden ist (Lichtpfad reflektiert von den Spiegeln M22, M24) erhöht wird (aber nicht auf einen konstanten Wert), wobei jeder Pfad zwischen dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 und dem Messsignal-Generator 16 eingerichtet ist.
Der Betrieb der sechsten Ausführungsform ist der gleiche wie derjenige der fünften Ausführungsform.
Gemäß der sechsten Ausführungsform können vorteilhafte Effekte erreicht werden ohne Verwendung des Überwachungssignal-Generators 18 ähnlich zu denjenigen der fünften Ausführungsform.
Man beachte, dass wie mit der Modifikation (bezugnehmend auf die 26) der fünften Ausführungsform auch in der sechsten Ausführungsform die Amplitudenfehler auch berichtigt werden können ohne dass die Bias-Spannung dazu veranlasst wird sich zu ändern.
Siebte Ausführungsform
Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform darin, dass die erstgenannte ein optisches System beinhaltet (die Spiegel M21, M22, M23, M24 und die Phasen Stg1, Stg 2) in welchem ein Messlichtpuls oder ein Belichtungslichtpuls an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird.
24 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (zu dem Zeitpunkt, wenn das Überwachungssignal erlangt wird). 25 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (zu dem Zeitpunkt zu dem das Messsignal erlangt wird). Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform beinhaltet den Master-Laser 11, den Slave-Laser 12, die Halb-Spiegel M11, M12, die Spiegel M21, M23, M22 und M24, die Phasen Stg1, Stg2, die Linse L, den Belichtungslichtpuls-Generator 14, den Messsignal-Generator 16, den Eingangsspannungsverstärker 26, den Triggersignal-Generator 32, die Wellenformanzeigevorrichtung 40 und die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50. Die Elemente, die ähnlich zu denjenigen der sechsten Ausführungsform sind, werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen der sechsten Ausführungsform bezeichnet und ihre Beschreibung wird hierin nicht bereitgestellt.
Der Master-Laser 11, der Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, die Linse L, der Belichtungslichtpuls-Generator 14, der Messsignal-Generator 16, der Eingangsspannungsverstärker 26, der Triggersignal-Generator 32, die Wellenformanzeigevorrichtung 40 und die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 sind die gleichen wie diejenigen in der sechsten Ausführungsform und daher wird ihre Beschreibung nicht bereitgestellt.
Obwohl in der sechsten Ausführungsform die Bezugszeichen M21 und M23 jeweils einen Halbspiegel darstellen, stellen diese einen Spiegel in der siebten Ausführungsform dar. Die Spiegel M21, M22 sind an die Phase Stg1 angebracht während die Spiegel M23, M24 an die Phase Stg2 angebracht sind.
Die Phase Stg1 ermöglicht es dem Spiegel M21 sich zu einer Stelle zu bewegen, an welcher der Spiegel einen Belichtungslichtpuls reflektiert (bezugnehmend auf 24) oder alternativ an welcher der Spiegel den Belichtungslichtpuls nicht reflektiert (bezugnehmend auf 25). Die Phase Stg2 ermöglicht es dem Spiegel M23 sind an eine Stelle zu bewegen, an welcher der Spiegel einen Belichtungslichtpuls reflektiert (bezugnehmend auf 24) oder alternativ an welcher der Spiegel den Belichtungslichtpuls nicht reflektiert (bezugnehmend auf 25). Man beachte, dass die gestrichelten Pfeile in 24 und 25 die Richtungen anzeigen in welchen sich die Phase Stg1 und die Phase Stg2 bewegen dürfen.
Bezugnehmend auf 24, in Situationen in denen die Phase Stg1 und die Phase Stg2 den Spiegel M21 und den Spiegel M23 dazu veranlassen sich zu der jeweiligen Stelle zu bewegen, an welcher sie einen Belichtungslichtpuls reflektieren, wird der Belichtungslichtpuls von dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Dadurch erzeugt der Messsignal-Generator 16 als eine Ausgabe ein Überwachungssignal.
Bezugnehmend auf 25, in Situationen in denen die Phase Stg1 und die Phase Stg2 den Spiegel M21 und den Spiegel M23 dazu veranlassen sich zu der jeweiligen Stelle zu bewegen, an welcher sie nicht einen Belichtungslichtpuls reflektieren, wird der Messlichtpuls an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt. Dadurch erzeugt der Messsignal-Generator 16 als eine Ausgabe ein Messsignal.
Dies veranlasst den Messlichtpuls und den Belichtungslichtpuls von dem Messsignal-Generator 16 in eine solchen Weise empfangen zu werden, dass sich beide Pulse nicht in einem Zeitbereich miteinander überschneiden. In der siebten Ausführungsform kann der optische Pfadunterschied null sein, falls es ein konstanter Wert zwischen einem optischen Pfad (bezugnehmend auf 25) bei dem das Messobjekt 2 vorhanden ist und dem (bezugnehmend auf 24) bei dem das Messobjekt 2 nicht vorhanden ist, wobei jeder Pfad zwischen dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 und dem Messsignal-Generator 16 eingerichtet ist.
Der Betrieb der siebten Ausführungsform ist ähnlich zu dem der fünften Ausführungsform.
Gemäß der siebten Ausführungsform können vorteilhafte Effekte erreicht werden ohne Verwendung des Überwachungssignal-Generators 18 ähnlich zu denjenigen der fünften Ausführungsform.
Man beachte, dass wie bei den Modifikationen der fünften Ausführungsform (bezugnehmend auf 26) auch in der siebten Ausführungsform eine Fehlerberichtung vorgenommen werden kann, ohne dass die Bias-Spannung dazu veranlasst wird sich zu ändern.
Achte Ausführungsform
Die achte Ausführungsform unterscheidet sich von der fünften Ausführungsform darin, dass ein Fehler in einer Messung einer Amplitude des Messsignals ohne Verwendung eines Überwachungssignals durch Messung einer Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) durch die Messlichtvorrichtung 1 berichtigt wird.
29 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lichtmessvorrichtung 1 gemäß der achten Ausführungsform beinhaltet den Master-Laser 11, den Slave-Laser 12, die Halb-Spiegel M11, M12, M13 und M14, die Linse L, den Belichtungslichtpuls-Generator 14, den Messsignal-Generator 16, den Eingangsspannungsverstärke 28, den Triggersignal-Generator 32, die Wellenformanzeigevorrichtung 40, die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 und eine optische Leistungsmessvorrichtung 52. Die Elemente, die ähnlich zu denjenigen der fünften Ausführungsform sind, werden nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen der fünften Ausführungsform bezeichnet und ihre Beschreibung wird hierin nicht bereitgestellt.
Der Master-Laser 11, der Slave-Laser 12, die Halbspiegel M11, M12, die Linse L, der Belichtungslichtpuls-Generator 14, der Messsignal-Generator 16, der Triggersignal-Generator 32 sind die gleichen wie diejenigen der fünften Ausführungsform und daher wird ihre Beschreibung nicht bereitgestellt.
Während der Verstärkung des Messsignals (das ein Stromsignal) ist, das als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugt wird, wandelt der Eingangsspannungsverstärker 28 das verstärkte Signal in ein Spannungssignal um, das an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 legt eine Bias-Spannung an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 an. Die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 berichtigt eine Amplitude eines Messsignals, indem eine Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, dazu veranlasst sich in einem Ergebnis zu ändern (Bias-Spannung-Berichtigungswert ΔVb), das von einer Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426 der Wellenformanzeigevorrichtung 40 abgeleitet wird. Die Amplitude des Messsignals ändert sich gemäß der Amplitude des Messlichtpulses; die Amplitude des Messlichtpulses ändert sich gemäß der Amplitude des Belichtungslichtpulses; und die Amplitude des Belichtungslichtpulses ändert sich gemäß einer Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird. Dadurch ermöglicht die Änderung der Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, die Berichtigung der Amplitude des Messsignals.
Man beachte, dass die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 die Bias-Spannung misst, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 bereitgestellt wird, um die gemessene Spannung an die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426 der Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitzustellen.
Der Halbspiegel M13 ist partiell auf die die optische Leistungsmess-Einheit 52 gerichtet, wobei der Master-Laserlichtpuls von dem Halbspiegel M11 auf den Triggersignal-Generator 32 gerichtet wird.
Der Halbspiegel M14 ist partiell auf die die Lichtleistungsmess-Einheit 52 gerichtet, wobei der Slave-Laserlichtpuls von dem Halbspiegel M12 auf den Triggersignal-Generator 32 gerichtet wird.
Die optische Leistungsmess-Einheit 52 misst die Leistung des Master-Laserlichtpulses und des Slave-Laserlichtpulses, um die gemessene Leistung an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitzustellen.
Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 zeigt eine Wellenform eines Messsignals an.
30 ist ein funktionales Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der achten Ausführungsform zeigt. Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der achten Ausführungsform hat ein Thermometer 41, die Signalmess-Einheit 42, die Signalanzeige-Einheit 43, eine Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417, die Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420, eine Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften 422 und eine Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426. Die Signalmess-Einheit 42 und die Signalanzeige-Einheit 43 sind die gleichen wie diejenigen in der fünften Ausführungsform und ihre Beschreibung wird nicht bereitgestellt. Man beachte, jedoch, dass die Signalmess-Einheit 42 an das Thermometer 41 eine Anweisung kommuniziert, dass die Signalmess-Einheit 42 eine Messung eines Messsignals startet und zu einer Vielzahl von Zeitpunkten Messungen durchführt.
Das Thermometer 41 misst die Umgebungstemperaturen der Lichtmessvorrichtung 1 (Umgebungstemperaturen T1, T2, T3,...) und stellt diese der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 bereit, zu einem Zeitpunkt wenn die Anweisung, dass die Signalmess-Einheit 42 die Messung des Messsignals startet, von der Signalmess-Einheit 42 empfangen wird. Zum Beispiel wird die Umgebungstemperatur des Messsignals zu der ersten Zeitmessung als T1 dargestellt, die Umgebungstemperatur des Messsignals zu der zweiten Zeitmessung wird als T2 dargestellt und die Umgebungstemperatur des Messsignals zu einer dritten Zeitmessung wird als T3 dargestellt. Streng genommen wird die Messung der Umgebungstemperatur unter Verwendung des Thermometers 41 genau vor der Messung des Messsignals vorgenommen. Da jedoch in der Regel die Umgebungstemperaturen keine große kurzzeitige Änderung verursachen, können die Umgebungstemperaturen, die genau vor (oder genau nach) der Messung des Messsignals gemessen werden, als solche zu dem Zeitpunkt der Messung des Messsignals erachtet werden.
Man beachte, dass obwohl die vorangehende Beschreibung annimmt, dass das Thermometer 41 innerhalb der Wellenformanzeigevorrichtung 40 enthalten ist, die Erfindung nicht auf die Tatsache beschränkt ist, dass das Thermometer innerhalb der Wellenformanzeigevorrichtung 40 eingerichtet ist. Das Thermometer 41 kann disponiert, beispielsweise in der Umgebung der Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 eingerichtet sein. In anderen Worten wird es ausreichen, dass das Thermometer 41 an irgendeiner Stelle eingerichtet ist, die eine Messung der Umgebungstemperaturen ermöglicht.
Die Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 ist die gleiche wie die Modifikation der fünften Ausführungsform (bezugnehmend auf 26) und ihre Beschreibung wird nicht bereitgestellt.
Die Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 422 nimmt die Beziehung der Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 hinsichtlich des Amplitudenänderungsfaktors auf. Man beachte jedoch, dass sich der Amplitudenänderungsfaktor auf eines oder mehrere einer Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, der Leistung des Master-Laserlichtpulses, der Leistung des Slave-Laserlichtpulses und der Umgebungstemperatur bezieht.
Die Amplitude der Ausgabe des Messsignal-Generators 16 kann sich in einigen Fällen gemäß Änderungen in dem Amplitudenänderungsfaktor ändern. Daher kann die oben beschriebene Beziehung durch Messung der Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erlangt werden, während die Amplitudenänderungsfaktoren (z.B. Umgebungstemperatur) mit den verbleibenden Amplitudenänderungsfaktoren (z.B. Bias-Spannung, Leistung des Master-Laserlichtpulses und Leistung des Slave-Laserlichtpulses) konstant bleiben oder mit dem Messobjekt 2, das außerhalb der Lichtmessvorrichtung 1 eingerichtet ist. Man beachte, dass die aufzunehmende Beziehung Daten zwischen einem Amplitudenänderungsfaktor und der Amplitude einer Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 oder alternativ ein mathematischer Ausdruck sein können, der eine Beziehung zwischen dem Amplitudenänderungsfaktor und der Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 sein kann.
31 ist eine Reihe von Diagrammen, die Beispiele von der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften 422 aufgenommen Information zeigen. Die Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften 422 nimmt die Beziehung zwischen der Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird und der Amplitude Vd der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 (bezugnehmend auf 31(a)), die Beziehung zwischen der Leistung des Master-Laserlichtpulses und der Amplitude Vd der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 (bezugnehmend auf 31(b)), die Beziehung zwischen der Leistung des Slave-Laserlichtpulses und der Amplitude Vd der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 (bezugnehmend auf 31(c)) und die Beziehung zwischen der Umgebungstemperatur und der Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 (bezugnehmend auf 31(d)) auf. Jedoch wurde jedes gemessen indem das Messobjekt 2 außerhalb der Lichtmessvorrichtung 1 eingerichtet ist.
Wenn der Amplitudenänderungsfaktor ansteigt, ändert sich (z.B. steigt monoton an) die Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 Vd (wobei das Messobjekt 2 außerhalb der Lichtmessvorrichtung 1 eingerichtet ist). Man beachte, dass obwohl in 31 die Amplitude Vd der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 in einer Kurve gezeigt wird, die Amplitude auch einer geraden Linie folgen kann.
33 ist eine Reihe von Diagrammen, die den von der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 abgeleiteten Amplitudenfehler darstellen. 33 zeigt einen Amplitudenfehler, der aus der Änderung der Bias-Spannung resultiert (bezugnehmend auf 33(a)), einen Amplitudenfehler, der aus der Änderung der Leistung des Master-Laserlichtpulses resultiert (bezugnehmend auf 33(b)), einen Amplitudenfehler, der aus der Änderung der Leistung des Slave-Laserlichtpulses resultiert (bezugnehmend auf 33(c)) und einen Amplitudenfehler, der aus der Änderung der Umgebungstemperatur resultiert (bezugnehmend auf 33(d)). Man beachte, dass die durchgezogene Linienkurve in 33 die gleiche wie die in 31 ist (Information aufgenommen von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften 422).
Basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften 422 aufgenommen Information leitet die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 einen Fehler in der Amplitude des Messsignals zwischen den Referenzamplitudenänderungsfaktoren (Vb1, MP1, SP1 und T1) (Vb2', MP2, SP2 und T2) und den Messamplitudenänderungsfaktoren (Vb2, MP2, SP2 und T2) (Vb3, MP3, SP3 und T3), zu einem Zeitpunkt wenn das Messsignal gemessen wurde, ab. Man beachte, dass die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 auch einen anderen Amplitudenänderungsfaktor simultan mit dem Erlangen der Umgebungstemperatur erlangt.
Ein Faktor kann auch zu dem Zeitpunkt auf den Referenzamplitudenänderungsfaktor angelegt werden, wenn das Messsignal zu dem letzten Zeitpunkt gemessen wurde.
Zum Beispiel leitet die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 einen Fehler in der Amplitude des Messsignals zwischen dem Messamplitudenänderungsfaktur zu dem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zu dem ersten Zeitpunkt gemessen wurde (Referenzamplitudenänderungsfaktoren: Vb1, MP1, SP1 und T1) und dem Messamplitudenänderungsfaktor zu dem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zu dem zweiten Zeitpunkt gemessen wurde (Vb2, MP2, SP2 und T2) ab.
Bezugnehmend auf 33(a) ist die Änderung der Amplitude des Messsignals ΔVd1b aufgrund der Änderung der Bias-Spannung von Vb1 auf Vb2. Bezugnehmend auf 33(b) ist die Änderung der Amplitude des Messsignals ΔVd1m aufgrund der Änderung der Leistung des Master-Laserlichtpulses von MP1 auf MP2. Bezugnehmend auf 33(c) ist die Änderung der Amplitude des Messsignals ΔVd1s aufgrund der Änderung der Leistung des Slave-Laserlichtpulses von SP1 auf SP2. Bezugnehmend auf 33(d) ist die Änderung der Amplitude des Messsignals ΔVd1T aufgrund der Änderung der Umgebungstemperatur von T1 auf T2. In diesem Fall ist der Fehler ΔVd1 in der Amplitude des Messsignals die Summe von ΔVd1b + ΔVd1m + ΔVd1s + ΔVd1T.
Zum Beispiel leitet die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 47 einen Fehler in der Amplitude des Messsignals zwischen dem Messamplitudenänderungsfaktor zu einem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zu dem zweiten Zeitpunkt gemessen wurde (Referenzamplitudenänderungsfaktor: Vb2', MP2, SP2 und T2) und dem Messamplitudenänderungsfaktor zu dem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zu dem dritten Zeitpunkt gemessen wurde (Vb3, MP3, SP3 und T3) ab, wobei jedoch die Bias-Spannung Vb2' diejenige ist, die die Bias-Spannung Vb2 dazu veranlasst sich von Vb2 auf Vb2' zu ändern, um den Amplitudenfehler zu berichtigen.
Bezugnehmend auf 33(a) ist die Änderung der Amplitude des Messsignals ΔVd2b aufgrund der Änderung der Bias-Spannung von Vb2' auf Vb3. Bezugnehmend auf 33(b) ist die Änderung der Amplitude des Messsignals ΔVd2m aufgrund der Änderung der Leistung des Master-Laserlichtpulses von MP2 auf MP3. Bezugnehmend auf 33(c) ist die Änderung der Amplitude des Messsignals ΔVd2s aufgrund der Änderung der Leistung des Slave-Laserlichtpulses von SP2 auf SP3. Bezugnehmend auf 33(d) ist die Änderung der Amplitude des Messsignals ΔVd2T aufgrund der Änderung der Umgebungstemperatur von T2 auf T3. In diesem Fall ist der Fehler ΔVd2 in der Amplitude des Messsignals die Summe von ΔVd2b + ΔVd2m + ΔVd2s + ΔVd2T.
Basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 426 aufgenommenen Information leitet die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 420 die Berichtigungswerte ΔVb1, ΔVb2 der Bias-Spannung ab, die erforderlich ist um die Amplitude des Messsignals um die Werte zu ändern, die die Fehler ΔVd1, ΔVd2 der Amplitude des Messsignals rückgängig machen, wobei der Fehler von der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 abgeleitet wird.
34 ist ein Diagramm, das die Ableitung der Berichtigungswerte der Bias-Spannung durch die Berichtigungs-Ableitungs-Einheit 426 darstellt. Die durchgezogene Linienkurve in 34 stellt die von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 aufgenommene Information dar (bezugnehmend auf 27).
Der Amplitudenfehler des Messsignals Vd1 (>0) ist die Summe von ΔVd1b + ΔVd1m + ΔVd1s + ΔVd1T, wie oben beschrieben. Die Bias-Spannung ist zu diesem Zeitpunkt Vb2. Um den Amplitudenfehler ΔVd1 rückgängig zu machen (zu reduzieren) wird es ausreichen, falls die Bias-Spannung von Vb2 auf Vb2' reduziert wird. Die Bias-Spannung Vb2' ist eine Bias-Spannung, die einem Wert entspricht, der aus dem Amplitudenfehler ΔVd1 resultiert, der von der Amplitude der Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 reduziert wird, wobei die Amplitude der Bias-Spannung Vb2 entspricht. Der Berichtigungswert ΔVb1 der Bias-Spannung ist Vb2' - Vb2.
Die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit (Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit) 50 veranlasst die Bias-Spannung, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, sich um den Berichtigungswert ΔVb der Bias-Spannung, die von der Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426 abgeleitet wird, zu ändern. Man beachte, dass die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426 den Berichtigungswert ΔVb der Bias-Spannung basierend auf dem Fehler ΔVd der Amplitude des Messsignals, das von der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 abgeleitet wird, ableitet. Daher berichtigt die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 die Amplitude des Messsignals basierend auf dem von der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 abgeleiteten Ergebnis.
Der Betrieb der achten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
32 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der achten Ausführungsform zeigt.
Ein Master-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Master-Laser 11 erzeugt wird, wird über den Halbspiegel M11 an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 bereitgestellt. Ein Belichtungslichtpuls wird als eine Ausgabe von dem Belichtungslichtpuls-Generator 14 erzeugt. Der Belichtungslichtpuls durchläuft das Messobjekt 2 und wird dann ein Messlichtpuls, der an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt wird.
Weiterhin wird ein Slave-Laserlichtpuls, der als eine Ausgabe von dem Slave-Laser 12 erzeugt wird, über den Halbspiegel 12 an den Messsignal-Generator 16 bereitgestellt.
Ein Messsignal (das ein Stromsignal ist) wird als eine Ausgabe von dem Messsignal-Generator 16 erzeugt und wird, während es von dem Eingangsspannungsverstärker 28 verstärkt wird, in ein Spannungssignal umgewandelt, das an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Man beachte, dass der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls von den Halbspiegeln M11, M12 reflektiert werden und dann an den Auslösesignal-Generator 32 bereitgestellt werden.
Der Triggersignal-Generator 32 erzeugt ein Ausgabetriggersignal zu einem Zeitpunkt zu dem ein Master-Laserlichtpuls und ein Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden. Man beachte, dass das Auslösesignal an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 bereitgestellt wird.
Hier misst das Thermometer die Umgebungstemperatur T1 (S130: Messung zu dem ersten Zeitpunkt). Man beachte, dass die Messung des Amplitudenänderungsfaktors anders als die der Umgebungstemperaturen vorgenommen wird. Die gemessene Umgebungstemperatur T1 wird an die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 bereitgestellt. Simultan mit diesem Betrieb werden die Leistung MP1 des Master-Laserlichtpulses und die Leistung SP1 des Slave-Laserlichtpulses, die jeweils durch die optische Leistungsmessvorrichtung 52 gemessen wurden, und die Bias-Spannung Vbi, die durch die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 gemessen wurde, an die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 bereitgestellt.
Ferner misst die Signalmess-Einheit 42 einen Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) eines Messsignals relativ zu einem Triggersignal und die Amplitude des Messsignals (S132: Messung zu dem ersten Zeitpunkt).
Nachdem eine bestimmten Zeitdauer abgelaufen ist nachdem das Messsignal gemessen wurde (S132: Messung zu dem ersten Zeitpunkt) misst das Thermometer 41 die Umgebungstemperatur T2 (S142: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt). Man beachte, dass die Messung des Amplitudenänderungsfaktors anders als diejenige der Umgebungstemperaturen vorgenommen wird. Die gemessene Umgebungstemperatur T2 wird an die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 bereitgestellt. Simultan mit diesem Betrieb werden die Leistung MP2 des Maser-Laserlichtpulses und die Leistung SP2 des Slave-Laserlichtpulses, die jeweils durch die optische Leistungsmessvorrichtung 52 gemessen wurden, und die Bias-Spannung Vb2, die durch die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 gemessen wurde, an die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 bereitgestellt.
Hier leitet die Amplituden-Ableitungs-Einheit 417 einen Amplitudenfehler ΔVd1 des Messsignals zwischen dem Messamplitudenänderungsfaktor zu einem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zu dem ersten Zeitpunkt gemessen wurde (Referenzamplitudenänderungsfaktoren: Vb1, MP1, SP1 und T1) und den Messamplitudenänderungsfaktoren zu einem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zu dem zweiten Zeitpunkt gemessen wurde (Vb2, MP2, SP2 und T2) (S144: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt) basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften 422 aufgenommenen Information ab. Man beachte, bezugnehmend auf 33 dass der Wert ΔVd1 die Summe von ΔVd1b + ΔVd1m + Δ Vd1s + ΔVd1T ist.
Die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426 leitet (bezugnehmend auf 34) den Berichtigungswert ΔVb1 der Bias-Spannung basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 aufgenommen Information (Bezugnehmend auf 27) ab, die erforderlich ist die Amplitude des Messsignals um einen Wert zu ändern, der den Fehler ΔVd1 der Amplitude des Messsignals zurücknimmt, wobei der Fehler von der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 abgeleitet wird. Der Berichtigungswert ΔVb1 der Bias-Spannung wird an die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 bereitgestellt. Die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 ändert die Bias-Spannung Vb2 um den Berichtigungswert ΔVb1 der Bias-Spannung Vb2, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, um dabei die Spannung auf Vb2' (= Vb2 + ΔVb1) zu ändern und reduziert die Amplitude des Messsignals um den Amplitudenfehler ΔVd1, um den Amplitudenfehler des Messsignals zu berichtigen (S146: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt).
Danach misst die Signalmess-Einheit 42 den Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Messsignals relativ zu dem Triggersignal und die Amplitude des Messsignals (S148: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt).
Nachdem eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist nachdem das Messsignal gemessen wurde (S148: Messung zu dem zweiten Zeitpunkt) misst das Thermometer 41 die Umgebungstemperatur T3 (S142: Messung zu dem dritten Zeitpunkt). Man beachte, dass die Messung des Amplitudenänderungsfaktors anders als diejenige der Umgebungstemperaturen vorgenommen wird. Die gemessene Umgebungstemperatur T3 wird an die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 bereitgestellt. Simultan mit diesem Betrieb werden die Leistung MP3 des Maser-Laserlichtpulses und die Leistung SP3 des Slave-Laserlichtpulses, die jeweils durch die optische Leistungsmessvorrichtung 52 gemessen wurden, und die Bias-Spannung Vb3, die durch die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 gemessen wird, an die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 bereitgestellt.
Hier leitet die Amplituden-Ableitungs-Einheit 417 einen Amplitudenfehler ΔVd2 des Messsignals zwischen dem Messamplitudenänderungsfaktor zu einem Zeitpunkt zu dem das Messsignal zu dem zweiten Zeitpunkt gemessen wurde (Referenzamplitudenänderungsfaktoren: Vb2', MP2, SP2 und T2) und dem Messamplitudenänderungsfaktor zu einem Zeitpunkt, wenn das Messsignal zu dem dritten Zeitpunkt gemessen wurde (Vb3, MP3, SP3 und T3) (S144: Messung zu dem dritten Zeitpunkt) basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Amplitudeneigenschaften 422 aufgenommenen Information ab. Man beachte, bezugnehmend auf 33, dass der Wert ΔVd2 die Summe von ΔVd2b + ΔVd2m + Δ Vd2s + ΔVd2T ist.
Die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426 leitet den Berichtigungswert ΔVb2 der Bias-Spannung basierend auf der von der Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 aufgenommen Information (Bezugnehmend auf 27) ab, die erforderlich ist, um die Amplitude des Messsignals um einen Wert zu ändern, der den Fehler ΔVd2 der Amplitude des Messsignals zurücknimmt, wobei der Fehler von der Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 abgeleitet wird. Das Verfahren zum Ableiten des Berichtigungswerts ΔVb2 der Bias-Spannung ist das gleiche wie das der Ableitung des Werts ΔVb1 (bezugnehmend auf 34). Der Berichtigungswert ΔVb2 der Bias-Spannung wird an die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 bereitgestellt. Die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 ändert die Bias-Spannung Vb3 um den Berichtigungswert ΔVb2 der Bias-Spannung Vb3, die an den Belichtungslichtpuls-Generator 14 angelegt wird, um dabei die Spannung auf Vb3' (= Vb3 + ΔVb2) zu ändern und reduziert dann die Amplitude des Messsignals um den Amplitudenfehler ΔVd2, um den Amplitudenfehler des Messsignals zu berichtigen (S146: Messung zu dem dritten Zeitpunkt).
Danach misst die Signalmess-Einheit 42 den Ausgabepunkt (z.B. Ausgabestartpunkt) des Messsignals relativ zu dem Triggersignal und die Amplitude des Messsignals (S148: Messung zu dem dritten Zeitpunkt).
Gemäß der achten Ausführungsform vermutet die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 von dem Amplitudenänderungsfaktor einen Fehler des Messergebnisses (Ausgabepunkt) des Messobjekts 2 mittels Licht, wie Terahertz-Licht (Belichtungslichtpuls), wobei der Fehler aus dem geänderten Amplitudenänderungsfaktor der Umgebungstemperatur (Umgebungstemperatur) und dergleichen der Lichtmessvorrichtung 1 resultiert und dann berichtigt die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 den Fehler; folglich kann die Amplitude des Messsignals richtig erhalten werden.
Man beachte, obwohl in der achten Ausführungsform der Amplitudenfehler berichtigt wird indem die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 dazu veranlasst wir die Bias-Spannung zu ändern, kann die Berichtigung des Amplitudenfehlers unabhängig von der Änderung der Bias-Spannung vorgenommen werden. 35 ist ein funktionales Blockdiagramm einer Konfiguration der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß einer Modifikation der achten Ausführungsform (wobei die Berichtigung des Amplitudenfehlers unabhängig von der Bias-Spannung vorgenommen wird).
Die Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der Modifikation der achten Ausführungsform ist so eingerichtet, dass die Vorrichtung und Aufnahme-Einheit für die Bias-Amplitudeneigenschaften 420 und die Berichtigungswert-Ableitungs-Einheit 426 von der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der achten Ausführungsform entfernt werden und dann die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 an die Wellenformanzeigevorrichtung 40 hinzugefügt wird.
Die Amplitudenfehler-Ableitungs-Einheit 417 in der Wellenformanzeigevorrichtung 40 gemäß der Modifikation der achten Ausführungsform stellt die abgeleiteten Amplitudenfehler ΔVd1, ΔVd2, ... nicht an die Bias-Spannung-Anlegungs-Einheit 50 bereit, sondern an die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419. Die Amplitudenfehler-Berichtigungs-Einheit 419 stellt die Amplitudenfehler ΔVd1, ΔVd2, ... an die Signalmess-Einheit 42 bereit, wobei die Amplitude des Messsignals um - Δ Vd1, -ΔVd2, ... verschoben wird, um die Amplitudenfehler ΔVd1, ΔVd2, ... zurückzunehmen. Man beachte, falls vermutet wird, dass die Signalmess-Einheit 42 die eine ist, die das Ausgabemessergebnis als digitale Daten erzeugt, die Signalmess-Einheit 42 als eine Ausgabe die Daten der Amplitude in den digitalen Daten durch Änderung der Daten um -ΔVd1, -ΔVd2, ... erzeugt. Auf diese Weise wird das von der Signalmess-Einheit 42 erhaltene Messergebnis berichtigt.
Ferner können die obigen Ausführungsformen wie unten erreicht werden. Ein Computer mit einer CPU, einer Festplatte und einem Datenleser (Diskette („floppy (trademark) disk“), CD-ROM etc.) wird dazu eingerichtet Daten zu lesen, die darin Programme speichern, um die oben beschriebenen Komponenten, z.B. jeden Teil der Wellenformanzeigevorrichtung 40, zu erreichen. Dann werden die gelesenen Daten auf der Festplatte installiert. Dieses Verfahren kann sogar die oben beschriebenen Funktionen erreichen.

Claims

Eine Lichtmessvorrichtung (1), die einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Master-Laser (11), der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt; einen Slave-Laser (12), der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet, erzeugt; einen Belichtungslichtpuls-Generator (14), der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt; einen Messsignal-Generator (16), der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung eines Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt, zu dem ein durch Belichtung eines Messobjekts (2) mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich mit dem Slave-Laserlichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird; eine Signalmess-Einheit (42), die den Ausgabepunkt des Messsignals misst; einen Überwachungssignal-Generator (18), der den Belichtungslichtpuls und den Slave-Laserlichtpuls empfängt und als Ausgabe ein Überwachungssignal erzeugt; eine Zeitmess-Einheit (44), die einen Ausgabepunkt des Überwachungssignals misst; eine Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48), die eine Verzögerung zwischen einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis und einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis, vor einem Zeitpunkt, wenn das erstgenannte Messergebnis erhalten wird, ableitet; und eine Fehler-Berichtigungs-Einheit (34,49), die den Ausgabepunkt des Messsignals basierend auf einem von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48) abgeleiteten Ergebnis berichtigt; wobei die Vorrichtung (1) einen Fehler in der Messung an einem Ausgabepunkt des Messsignals berichtigt, und wobei ein Zeitunterschied zwischen dem Messsignal und dem Überwachungssignal konstant ist.
Die Lichtmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Triggersignal-Generator (32), der als eine Ausgabe ein Triggersignal zu einem Zeitpunkt erzeugt, wenn der Master-Laserlichtpuls und der Slave-Laserlichtpuls simultan empfangen werden, wobei die Signalmess-Einheit (42) den Ausgabepunkt des Messsignals relativ zu dem Triggersignal misst, und wobei die Fehlerberichtigungs-Einheit (34, 49) einen Ausgabepunkt des Triggersignals berichtigt, das von dem Triggersignal-Generator (32) erzeugt wird.
Die Lichtmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Fehler-Berichtigungs-Einheit (34, 49) das von der Signalmess-Einheit (42) erhaltene Messergebnis berichtigt.
Die Lichtmessvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zeitmess-Einheit (44) das Überwachungssignal zu einer Vielzahl von Zeitpunkten misst, und wobei die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48) eine Verzögerung zwischen dem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis und dem zu dem letzten Zeitpunkt von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis ableitet.
Die Lichtmessvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48) eine Verzögerung zwischen dem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis und dem zu dem letzten Zeitpunkt von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis ableitet, wobei das letztgenannte Ergebnis ein Ergebnis ist, das von der Fehler-Berichtigungs-Einheit (34, 49) berichtigt wurde.
Die Lichtmessvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Messsignal-Generator (16) auch als der Überwachungssignal-Generator (18) dienen kann; wobei der Messlichtpuls und der Belichtungslichtpuls von dem Messsignal-Generator (16) in einer solchen Weise empfangen werden, dass sich beide Pulse nicht in einem Zeitbereich miteinander überschneiden.
Die Lichtmessvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Unterschied im optischen Pfad zwischen einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt (2) vorhanden ist und einem optischen Pfad bei dem das Messobjekt (2) nicht vorhanden ist für den Messsignal-Generator (16) groß genug ist, um den Messlichtpuls und den Belichtungslichtpuls in einer solchen Weise zu empfangen, dass sich beide Pulse nicht in einem Zeitbereich miteinander überschneiden, wobei jeder Pfad zwischen dem Belichtungslichtpuls-Generator (14) und dem Messsignal-Generator (16) eingerichtet ist.
Die Lichtmessvorrichtung gemäß Anspruch 6, aufweisend ein optisches System in welchem ein ausgewählter aus Messlichtpuls oder Belichtungslichtpuls an den Messsignal-Generator (16) bereitgestellt wird.
Ein Verfahren zum Messen von Licht unter Verwendung einer Lichtmessvorrichtung (1), aufweisend: einen Master-Laser (11), der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt; einen Slave-Laser (12), der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet, erzeugt; einen Belichtungslichtpuls-Generator (14), der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt; einen Messsignal-Generator (16), der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung eines Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt zu dem der durch Belichtung eines Messobjekts (2) mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich mit dem Slave-Laserlichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird, eine Signalmess-Einheit (42), die den Ausgabepunkt des Messsignals misst; einen Überwachungssignal-Generator (18), der den Belichtungslichtpuls und den Slave-Laserlichtpuls empfängt und als Ausgabe ein Überwachungssignal erzeugt; eine Zeitmess-Einheit (44), die einen Ausgabepunkt des Überwachungssignals misst; eine Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48), die eine Verzögerung zwischen einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis und einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis, vor einem Zeitpunkt, wenn das erstgenannte Messergebnis erhalten wird, ableitet; und eine Fehler-Berichtigungs-Einheit (34,49), die den Ausgabepunkt des Messsignals basierend auf einem von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48) abgeleiteten Ergebnis berichtigt; wobei die Vorrichtung (1) einen Fehler in der Messung an einem Ausgabepunkt des Messsignals berichtigt, und wobei ein Zeitunterschied zwischen dem Messsignal und dem Überwachungssignal konstant ist; wobei das genannte Verfahren aufweist: einen Berichtigungsschritt, der einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt.
Ein Programm an Anweisungen zum Ausführen durch einen Computer, um ein Verfahren zum Messen von Licht unter Verwendung einer Lichtmessvorrichtung (1) auszuführen, aufweisend: einen Master-Laser (11), der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt; einen Slave-Laser (12), der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet, erzeugt; einen Belichtungslichtpuls-Generator (14), der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt; und einen Messsignal-Generator (16), der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung eines Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt, zu dem der durch Belichtung eines Messobjekts (2) mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich mit dem Slave-Laserlichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird, eine Signalmess-Einheit (42), die den Ausgabepunkt des Messsignals misst; einen Überwachungssignal-Generator (18), der den Belichtungslichtpuls und den Slave-Laserlichtpuls empfängt und als Ausgabe ein Überwachungssignal erzeugt; eine Zeitmess-Einheit (44), die einen Ausgabepunkt des Überwachungssignals misst; eine Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48), die eine Verzögerung zwischen einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis und einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis, vor einem Zeitpunkt, wenn das erstgenannte Messergebnis erhalten wird, ableitet; und eine Fehler-Berichtigungs-Einheit (34,49), die den Ausgabepunkt des Messsignals basierend auf einem von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48) abgeleiteten Ergebnis berichtigt; wobei die Vorrichtung (1) einen Fehler in der Messung an einem Ausgabepunkt des Messsignals berichtigt, und wobei ein Zeitunterschied zwischen dem Messsignal und dem Überwachungssignal konstant ist; wobei das genannte Verfahren aufweist: einen Berichtigungsschritt, der einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt.
Ein computer-lesbares Medium mit einem Programm an Anweisungen zum Ausführen auf einem Computer, um ein Verfahren zum Messen von Licht unter Verwendung einer Lichtmessvorrichtung (1) auszuführen, aufweisend: einen Master-Laser (11), der als eine Ausgabe einen Master-Laserlichtpuls erzeugt; einen Slave-Laser (12), der als eine Ausgabe einen Slave-Laserlichtpuls mit einer Wiederholungsfrequenz oder einer Phase, die sich von der des Master-Laserlichtpulses unterscheidet, erzeugt; einen Belichtungslichtpuls-Generator (14), der den Master-Laserlichtpuls empfängt und als eine Ausgabe einen Belichtungslichtpuls erzeugt; und einen Messsignal-Generator (16), der als eine Ausgabe das Messsignal gemäß einer Leistung eines Messlichtpulses erzeugt, zu einem Zeitpunkt, zu dem der durch Belichtung eines Messobjekts (2) mit dem Belichtungslichtpuls und zusätzlich mit dem Slave-Laserlichtpuls erhaltene Messlichtpuls empfangen wird, eine Signalmess-Einheit (42), die den Ausgabepunkt des Messsignals misst; einen Überwachungssignal-Generator (18), der den Belichtungslichtpuls und den Slave-Laserlichtpuls empfängt und als Ausgabe ein Überwachungssignal erzeugt; eine Zeitmess-Einheit (44), die einen Ausgabepunkt des Überwachungssignals misst; eine Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48), die eine Verzögerung zwischen einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis und einem von der Zeitmess-Einheit (44) erhaltenen Messergebnis, vor einem Zeitpunkt, wenn das erstgenannte Messergebnis erhalten wird, ableitet; und eine Fehler-Berichtigungs-Einheit (34,49), die den Ausgabepunkt des Messsignals basierend auf einem von der Zeitunterschied-Ableitungs-Einheit (48) abgeleiteten Ergebnis berichtigt; wobei die Vorrichtung (1) einen Fehler in der Messung an einem Ausgabepunkt des Messsignals berichtigt, und wobei ein Zeitunterschied zwischen dem Messsignal und dem Überwachungssignal konstant ist; wobei das genannte Verfahren aufweist: einen Berichtigungsschritt, der einen Fehler in einer Messung eines Messsignals berichtigt.