DE4343345A1 - Optical transmission or reflection characteristics measuring system - Google Patents

Optical transmission or reflection characteristics measuring system

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DE4343345A1
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sample
radiation
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light
retroreflector
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Harry Dr Bauer
Erwin Nuesler
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Carl Zeiss AG
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Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
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Abstract

The measuring system has a beam from a light source (20) directed onto the sample (22), the resulting optical reflection or transmission signal provided by a detector (24) in the path of the reflected or transmitted beam after reflection by a retro-reflector (23). In the case of a reflected measuring beam, the retro-reflector lies at a different angle to the required position of the sample to the angle of incidence of the light from the source with the required sample position.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Messung der reflektiven bzw. transmittierenden optischen Eigenschaften einer Probe, bei welcher das Licht einer Strahlenquelle auf die Probe fällt und von einem Detektor ein reflektiertes bzw. transmittiertes Signal gemessen wird.The invention relates to methods and devices for measurement the reflective or transmitting optical properties a sample in which the light from a radiation source is the sample falls and a reflected or transmitted signal is measured.

Die Messung der Transmission bzw. der Reflexion einer Probe ist eine der ältesten Meßaufgaben in der Optik. Dabei legt das Transmissionsverhalten eines optischen Bauelementes die Strahlungsmenge fest, welche vom Strahleneintritt zum Strahlenaustritt gelangt. Um das Transmissionsverhalten zu verbessern, werden z. B. Linsen mit einer Antireflexionsschicht versehen. Bei Spiegeln wiederum möchte man eine hohe Reflexion erhalten. Diese hohe Reflexion ist z. B. wichtig bei den Spiegeln in astronomischen Teleskopen, aber auch bei Spiegeln für Laseranordnungen.The measurement of the transmission or the reflection of a sample is one of the oldest measuring tasks in optics. That puts Transmission behavior of an optical component Radiation amount fixed, which from the radiation entry to Radiation emerges. To the transmission behavior too improve, z. B. lenses with an anti-reflective layer Mistake. With mirrors, on the other hand, you want a high level of reflection receive. This high reflection is e.g. B. important for the Mirroring in astronomical telescopes, but also with mirrors for laser arrangements.

Bisher ist die genaue Messung der Transmission bzw. der Reflexion einer Probe sehr schwierig, da das Meßergebnis äußerst empfindlich ist gegen Verschieben und/oder Verdrehen der Probe. Dieses Problem wird insbesondere sehr gravierend, wenn die Messung in einer Bedampfungsanlage zur Produktion von Schichten eingesetzt werden soll. Dabei geht es um die Herstellung von dünnen Schichten oder Schichtsystemen für optische oder sonstige Anwendungen z. B. reflexmindernden Schichten.So far, the exact measurement of the transmission or Reflection of a sample is very difficult because of the measurement result is extremely sensitive to shifting and / or twisting the sample. This problem becomes particularly serious if the measurement in an evaporation plant for the production of Layers should be used. It's about the Production of thin layers or layer systems for optical or other applications e.g. B. antireflective Layers.

Es ist bekannter Stand der Technik, daß die Reflexion einer Oberfläche mit folgenden Verfahren gemessen wird:It is known in the art that the reflection of a Surface is measured using the following methods:

  • 1. Einfache Reflexionsmessung, wobei Licht auf die zu messende Oberfläche fällt, reflektiert und gemessen wird. Dabei wird die Reflektivität der Meßoberfläche durch eine Null- bzw. Referenzmessung an einer bekannten Probe ermittelt (siehe Abb. 1a).1. Simple reflection measurement, whereby light falls on the surface to be measured, is reflected and measured. The reflectivity of the measuring surface is determined by a zero or reference measurement on a known sample (see Fig. 1a).
  • 2. Bei der R-Quadrat-Messung wird das Licht mit einem Spiegel ein zweites Mal auf die Oberfläche gelenkt und von dieser gespiegelt. Dabei geht die Reflektivität der Meßoberfläche zweimal in das Meßergebnis ein, wobei die Reflektivität des Spiegels berücksichtigt werden muß (siehe Abb. 1b) Die Reflektivität des Reflexionsspiegels wird dadurch ermittelt, daß derselbe Spiegel um 180° um die Probenebene gedreht wird und die Reflexionsmessung ohne Meßprobe auf 100% gesetzt wird.2. In the R-square measurement, the light is directed onto the surface a second time and reflected by it. The reflectivity of the measurement surface is included twice in the measurement result, whereby the reflectivity of the mirror must be taken into account (see Fig. 1b). The reflectivity of the reflection mirror is determined by rotating the same mirror by 180 ° around the sample plane and the reflection measurement without a measurement sample is set to 100%.

Der gemeinsame Nachteil beider nach dem Stand der Technik bekannter Verfahren ist in erster Linie darin zu sehen, daß sie äußerst empfindlich gegen Verschiebungen (Änderungen des Probenabstandes zwischen Strahlenquelle und Detektor) und gegen Verdrehungen (Änderungen der optischen Achse der Probe bezüglich der optischen Achse des Meßaufbaus) sind. Die Empfindlichkeit gegen Veränderungen des Abstandes kann man bei manchen Proben durch möglichst paralleles Licht herabsetzen, nicht jedoch gegen Verdrehung.The common disadvantage of both according to the prior art Known methods can be seen primarily in the fact that they are extremely sensitive to shifts (changes in Sample distance between radiation source and detector) and against twisting (changes in the optical axis of the sample with respect to the optical axis of the measurement setup). The One can be sensitive to changes in distance reduce some samples by light that is as parallel as possible, but not against twisting.

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu erhalten, welche mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil nicht aufweist sowie ein nach diesem Verfahren arbeitende Vorrichtung.It is the object of the invention to obtain a method which at least one known from the prior art Does not have a disadvantage as well as a by this method working device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruchs sowie durch eine Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des fünften Patentanspruchs gelöst. According to the invention, this object is achieved by a method the characterizing part of the first claim and by a device according to the characterizing part of the fifth claim solved.  

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines Retroreflektors zur Messung der reflektierenden bzw. der transmittierenden optischen Eigenschaften erhält man sehr einfache Meßvorrichtungen, welche gegenüber Bewegungen der Probe sehr störunanfällig sind. Der Retroreflektor kann dabei auf unterschiedlichste Art und Weise aufgebaut sein; sollte aber hinsichtlich seiner Ausgestaltung dem zu messenden Spektralbereich angepaßt sein.By using a retroreflector according to the invention Measurement of the reflecting or the transmitting optical properties are very simple Measuring devices which are very resistant to movements of the sample are not susceptible to interference. The retroreflector can be opened be constructed in a wide variety of ways; but should in terms of its design, the one to be measured Spectral range to be adjusted.

Es ist vorteilhaft, wenn eine Reflexion von der Probenrückseite nicht erfolgt.It is advantageous if a reflection of the Back of sample not done.

Vorteilhafterweise leitet man die von der Strahlenquelle und von der Probe zurückkommende Strahlung durch einen Strahlenleiter, um zwischen der Probe und der Strahlenquelle bzw. dem Detektor eine größere Distanz wählen zu können. Dabei sollte sich am probenseitigen Ende des Strahlenleiters eine Optik befinden, welche die aus dem Strahlenleiter kommende Strahlung kollimiert und welche die von der Probe kommende Strahlung möglichst vollständig in den Strahlenleiter einspeist.Advantageously, one derives from the radiation source and radiation coming back from the sample through a Beam guide to between the sample and the radiation source or to be able to choose a greater distance from the detector. Here should be at the sample end of the beam guide Optics are located, which come from the beam guide Radiation collimates and which comes from the sample Radiation as completely as possible into the beam conductor feeds.

Vorteilhafterweise ist die Divergenz der Meßstrahlung möglichst klein, damit der Einfallswinkel für jeden Strahl gleich ist. Das Spektrum wird dann nicht verzerrt, d. h. die Störung durch die Winkelabhängigkeit der Spektren ist dann minimal.The divergence of the measuring radiation is advantageous as small as possible so that the angle of incidence for each beam is equal to. The spectrum is then not distorted, i. H. the Then there is a disturbance due to the angular dependence of the spectra minimal.

Retroreflektoren lassen sich am leichtesten plattenförmig herstellen, wobei bei der Konstruktion der Retroreflektors aber immer darauf geachtet werden sollte, daß der Strahl­ versatz möglichst klein gewählt wird.Retroreflectors are the easiest to plate-like manufacture, with the construction of the retroreflector but always make sure that the beam offset is chosen as small as possible.

Die Erfindung wird nachstehend in beispielhafter Weise anhand von Zeichnungen näher erläutert, wobei weitere wesentliche Merkmale sowie dem besseren Verständnis dienende Erläuterungen und Ausgestaltungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens beschrieben sind.The invention is illustrated below by way of example of drawings explained in more detail, with other essential Features and explanations for better understanding  and design options for the inventive concept are described.

Dabei zeigen:Show:

Fig. 1a eine erste schematische Meßanordnung nach dem bekannten Stand der Technik; FIG. 1a is a first schematic measuring arrangement according to the prior art;

Fig. 1b eine zweite schematische Meßanordnung nach dem bekannten Stand der Technik; FIG. 1b shows a second schematic measuring arrangement according to the prior art;

Fig. 1c dritte schematische Meßanordnung nach dem bekannten Stand der Technik; Fig. 1c third schematic measuring arrangement according to the known prior art;

Fig. 2 eine schematische erfindungsgemäße Meßanordnung zur Reflexionsmessung; Fig. 2 shows a schematic measuring arrangement according to the invention for reflection measurement;

Fig. 3 eine schematische erfindungsgemäße Meßanordnung zur Transmissionsmessung; Fig. 3 shows a schematic measuring arrangement according to the invention for transmission measurement;

Fig. 4 eine schematische erfindungsgemäße Meßanordnung zur optischen Oberflächenprüfung; Fig. 4 shows a schematic measuring arrangement according to the invention to the optical surface inspection;

Fig. 5 eine schematische erfindungsgemäße Meßanordnung zur permanenten Transmissionsmessung in einer Beschichtungsanlage; und Figure 5 is a schematic measuring arrangement according to the invention for permanent transmission measurement in a coating installation. and

Fig. 6 eine schematische erfindungsgemäße Meßanordnung zur permanenten Reflexionsmessung in einer Beschichtungsanlage. Fig. 6 shows a schematic measuring arrangement according to the invention for permanent reflection measurement in a coating installation.

In den Fig. 1a-c ist der bekannte Stand der Technik anhand von schematischen Meßanordnungen dargestellt.The known prior art is shown in FIGS . 1a-c with the aid of schematic measuring arrangements.

In Fig. 1a ist eine Lichtleitfaser (1) dargestellt, welche an ihrem ersten Ende einen Strahlenteiler (2) besitzt. (Dieser Strahlenteiler (2) ist dann nicht notwendig, wenn die Lichtleitfaser (1) mindestens aus zwei diskreten Faserbündeln mit jeweils mindestens einer Faser besteht. Dabei ist jeweils ein Bündel der Lichtquelle (3) oder dem Detektor (6) zugeordnet). Das Licht einer Lichtquelle (3) wird über den Strahlenteiler (2) in die Lichtleitfaser (1) eingekoppelt und verläßt die Lichtleitfaser (1) an deren zweitem Ende (4). Dann fällt daß Meßlicht auf die Probe (5), wird zum zweiten Ende (4) der Lichtleitfaser (1) zurückreflektiert, wandert durch die Lichtleitfaser (1) zum Strahlenteiler (2), welcher das aus dem ersten Ende der Lichtleitfaser (1) austretende Licht einem Detektor (6) zuführt, welcher eine spektrale Messung der reflektierten Lichtmenge durchführt. Durch einen Vergleich der ausgesendeten Lichtmenge zur reflektierten kann die Reflektivität der Probe (5) mit dieser einfachen Reflexionsmessung bestimmt werden, wenn eine Nullmessung bzw. eine Referenzmessung an einer bekannten Probe (5) vorliegt.In Fig. 1a, an optical fiber ( 1 ) is shown, which has a beam splitter ( 2 ) at its first end. (This beam splitter ( 2 ) is not necessary if the optical fiber ( 1 ) consists of at least two discrete fiber bundles, each with at least one fiber. A bundle is assigned to the light source ( 3 ) or the detector ( 6 )). The light from a light source ( 3 ) is coupled into the optical fiber ( 1 ) via the beam splitter ( 2 ) and leaves the optical fiber ( 1 ) at its second end ( 4 ). Then the measuring light falls on the sample ( 5 ), is reflected back to the second end ( 4 ) of the optical fiber ( 1 ), travels through the optical fiber ( 1 ) to the beam splitter ( 2 ), which emerges from the first end of the optical fiber ( 1 ) Feeds light to a detector ( 6 ) which carries out a spectral measurement of the reflected amount of light. The reflectivity of the sample ( 5 ) can be determined using this simple reflection measurement by comparing the emitted light quantity to the reflected light if a zero measurement or a reference measurement is available on a known sample ( 5 ).

Bei der in Fig. 1b dargestellten Meßvorrichtung nach dem bekannten Stand der Technik fällt das Licht einer Lichtquelle (7) schräg auf die Oberfläche (8) einer Probe (9), wird von dort auf einen Spiegel (10) reflektiert, von diesem Spiegel (10) zurück auf die Oberfläche (8) der Probe (9) reflektiert, welche das Licht dann letztendlich auf einen Detektor (11) reflektiert. Bei dieser nach dem R-Quadrat-Verfahren arbeitenden Meßvorrichtung wird das Licht von der Probenoberfläche (8) zweimal reflektiert. Kennt man nun die Reflektivität des Spiegels (10), so kann man die Reflektivität der Probe (9) bestimmen (Siehe auch Optical thin films user′s handbook, James D. Rancourt, McGraw-Hill Publishing Company, JSBN 0-07-052299-3, Seite 144, Fig. 5).In the measuring device according to the known prior art shown in FIG. 1b, the light from a light source ( 7 ) falls obliquely onto the surface ( 8 ) of a sample ( 9 ), is reflected from there onto a mirror ( 10 ), from this mirror ( 10 ) reflected back onto the surface ( 8 ) of the sample ( 9 ), which then ultimately reflects the light onto a detector ( 11 ). In this measuring device working according to the R-square method, the light is reflected twice from the sample surface ( 8 ). If one now knows the reflectivity of the mirror ( 10 ), one can determine the reflectivity of the sample ( 9 ) (see also Optical thin films user's handbook, James D. Rancourt, McGraw-Hill Publishing Company, JSBN 0-07-052299 -3, page 144, Fig. 5).

Der gemeinsame Nachteil beider Verfahren aus Fig. 1a und 1b ist in erster Linie, daß die Meßverfahren äußerst empfindlich sind gegen ein Verschieben (d. h. eine Veränderung des Probenabstandes) und/oder ein Verdrehen (d. h. eine Winkeländerung der Probenoberfläche). Die Empfindlichkeit gegen eine Abstandsänderung kann man z. B. durch möglichst paralleles Licht verringern. Damit vergrößert man aber die Empfindlichkeit gegen Verdrehungen. Die Empfindlichkeit der Verfahren gegen Verdrehungen läßt sich durch Verwendung einer Abbildungsoptik (z. B. 2 : 1) verringern. Hierbei wird zwar die Empfindlichkeit gegen Verkippung reduziert, gleichzeitig aber die Empfindlichkeit gegen Abstandsänderung erhöht. (Extremfall ist die Messung mit einem Mikroskop als Meßkopf!)The common disadvantage of both methods from FIGS. 1a and 1b is primarily that the measuring methods are extremely sensitive to shifting (ie changing the sample spacing) and / or twisting (ie changing the angle of the sample surface). The sensitivity to a change in distance can e.g. B. reduce by parallel light as possible. However, this increases the sensitivity to twisting. The sensitivity of the methods to twisting can be reduced by using imaging optics (e.g. 2: 1). Here, the sensitivity to tilting is reduced, but at the same time the sensitivity to distance changes is increased. (Extreme case is the measurement with a microscope as a measuring head!)

In Fig. 1c ist nun eine Meßanordnung dargestellt, bei welchem das Licht einer Lichtquelle (12) in einem Meßkopfgehäuse (14) durch eine Blende (13) schräg unter einem bestimmten Winkel auf ein gegenüber einem Gehäuse (14) mittels einer Halterung (17) fest fixiertes Probeglas (15) fällt. Auf der Rück- und Vorderseite dieses Probeglases (15) wird das Meßlicht reflektiert und gelangt so auf den Detektor (16). Dieser Meßkopf schließt zwar Fehler durch Positionsänderungen der Probeplatte (15) aus, hat aber den Nachteil, daß die Form der Probe (15) nicht beliebig sein kann, daß der Austausch der Probe (15) sehr zeitaufwendig ist und daß durch das Probeglas (15) auch Fremdlicht (z. B. von Verdampfungsquellen in Beschichtungsanlagen) mitgemessen werden kann, selbst wenn ein Lock-In-Verfahren benutzt wird. Die Meßvorrichtung ist für Photonietriezwecke geeignet, nicht jedoch z. B. für eine spektrale Messung mit den derzeitigen Spektralphotonietern.In Fig. 1c is a measuring arrangement, there is shown, in which the light from a light source (12) in a measuring head (14) inclined by a diaphragm (13) at a certain angle to a relation to a housing (14) by means of a holder (17) fixed test glass ( 15 ) falls. The measuring light is reflected on the back and front of this test glass ( 15 ) and thus reaches the detector ( 16 ). Although this measuring head excludes errors due to changes in the position of the sample plate ( 15 ), it has the disadvantage that the shape of the sample ( 15 ) cannot be arbitrary, that the exchange of the sample ( 15 ) is very time-consuming and that the sample glass ( 15 ) ambient light (e.g. from evaporation sources in coating systems) can also be measured, even if a lock-in method is used. The measuring device is suitable for photonics purposes, but not e.g. B. for a spectral measurement with the current spectrophotometers.

In Fig. 2 ist nun schematisch eine erfindungsgemäße Meßanordnung zur Reflexionsmessung dargestellt. Die Strahlung einer Strahlenquelle (20) wird dabei unter einem möglichst kleinen Divergenzwinkel auf die vordere Oberfläche (21) der Probe (22) abgestrahlt. Die von der vorderen Oberfläche (21) der Probe (22) reflektierte Strahlung fällt dann auf einen Retroreflektor (23) und wird von dieser auf demselben Weg wieder zurückgeschickt. Der Retroreflektor (23) hat dabei die Eigenschaft, auf ihn fallende Strahlung in einem begrenzten Winkelbereich parallel zur einfallenden Strahlung wieder zurückzuwerfen. Dabei kommt es, je nach Konstruktion des Retroreflektors (23), zu einem mehr oder weniger großen kleinen Strahlversatz.In Fig. 2, a measuring arrangement according to the invention for reflection measurement is now shown schematically. The radiation from a radiation source ( 20 ) is emitted onto the front surface ( 21 ) of the sample ( 22 ) at the smallest possible divergence angle. The radiation reflected by the front surface ( 21 ) of the sample ( 22 ) then falls on a retroreflector ( 23 ) and is sent back by the same in the same way. The retroreflector ( 23 ) has the property of reflecting radiation incident on it in a limited angular range parallel to the incident radiation. Depending on the design of the retroreflector ( 23 ), there is a more or less large small beam offset.

Ein derartiger Retroreflektor (23) ist z. B. aus der US-PS 4 202 600 bekannt. Aus der US-PS 4 721 389 ist eine Anordnung zur Vermessung von Retroreflektoren bekannt. Der in der Fig. 2 dargestellte Retroreflektor (23) reflektiert die Strahlung in die Richtung aus der die Strahlung kommt, namlich zurück auf die vordere Oberfläche (21) der Probe (22). Hat sich die Probe (22) während der Zeit zwischen den beiden Reflexionen nicht oder nur unwesentlich bewegt (was bei den kurzen Wegstrecken und der sehr hohen Geschwindigkeit der elektromagnetischen Strahlung mit Sicherheit angenommen werden kann), so trifft jeder Strahl an zumindest fast derselben Stelle und unter demselben Winkel die reflektierende vordere Oberfläche (21) der Probe (22) und wird daher immer in Richtung auf die Strahlenaustrittsöffnung zurückgeworfen. Dabei werden Lageänderungen der Probe (22) durch diese doppelte Reflexion auf der vorderen Oberfläche (21) der Probe (22) automatisch korrigiert.Such a retroreflector ( 23 ) is, for. B. is known from US-PS 4 202 600. An arrangement for measuring retroreflectors is known from US Pat. No. 4,721,389. The retroreflector ( 23 ) shown in FIG. 2 reflects the radiation in the direction from which the radiation comes, namely back onto the front surface ( 21 ) of the sample ( 22 ). If the sample ( 22 ) has not moved or only moved slightly during the time between the two reflections (which can certainly be assumed given the short distances and the very high speed of the electromagnetic radiation), then each beam hits at at least almost the same point and at the same angle the reflecting front surface ( 21 ) of the sample ( 22 ) and is therefore always thrown back towards the beam exit opening. In this case, changes in position of the sample (22) are automatically corrected by this double reflection on the front surface (21) of the sample (22).

Die auf die Strahlenaustrittsöffnung von der vorderen Oberfläche (21) der Probe (22) zurückreflektierte Strahlung wird dann auf einen Detektor (24) geleitet, der entsprechend der Intensität der zurückreflektierten Strahlung ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt.The radiation reflected back onto the radiation exit opening from the front surface ( 21 ) of the sample ( 22 ) is then directed to a detector ( 24 ) which generates an electrical output signal in accordance with the intensity of the reflected radiation.

Die Strahlung der Strahlenquelle (20) wird über einen Strahlenteiler (25) in einen Y-Wellenleiter (26) (Lichtwellenleiter) zur Probe (22) geleitet, wobei am probenseitigen Ausgang des Wellenleiters (26) eine Optik (27) aus mindestens einem strahlenformenden Element (z. B. Linse) angeordnet ist, welche das Licht weitgehend kollimiert. The radiation from the radiation source ( 20 ) is conducted via a beam splitter ( 25 ) into a Y waveguide ( 26 ) (optical waveguide) to the sample ( 22 ), an optic ( 27 ) consisting of at least one radiation-shaping one at the exit of the waveguide ( 26 ) on the sample side Element (z. B. lens) is arranged, which largely collimates the light.

Diese Meßvorrichtung würde im Prinzip auch dann funktionieren, wenn man den Retroreflektor (23) durch einen gewöhnlichen Spiegel ersetzt. Dieser müßte dann bei einer parallelen Lichtbestrahlung der vorderen Oberfläche (21) der Probe (22) genau justiert sein. Versagen würde diese Lösung mit dem Spiegel aber, wenn die zu messende Probe (22) nicht exakt justiert ist, nicht exakt justiert werden kann bzw. sich aufgrund von Erschütterungen während der Messungen bewegt. Außerdem würde ein normaler Spiegel die Strahlablenkung durch eine Drehbewegung der Probe (22) verstärken. Dies ist nicht der Fall, wenn man an Stelle des Spiegels den dargestellten Retroreflektor (23) verwendet.In principle, this measuring device would also work if the retroreflector ( 23 ) was replaced by an ordinary mirror. This would then have to be precisely adjusted in the case of parallel light irradiation of the front surface ( 21 ) of the sample ( 22 ). This solution would fail with the mirror, however, if the sample ( 22 ) to be measured is not exactly adjusted, cannot be adjusted exactly or moves due to vibrations during the measurements. In addition, a normal mirror would increase beam deflection by rotating the sample ( 22 ). This is not the case if the retroreflector ( 23 ) shown is used instead of the mirror.

Um dies genauer zu erläutern, ist in der Fig. 2 die Probe (22) noch in zwei anderen Stellungen dargestellt:In order to explain this in more detail, the sample ( 22 ) is shown in two other positions in FIG. 2:

  • a) Probe (22′) mit verändertem Abstand zum Meßkopf (28);a) sample ( 22 ') with a changed distance to the measuring head ( 28 );
  • b) Probe (22′′) in verkipptem Zustand.b) sample ( 22 '') in the tilted state.

Außerdem sind die jeweiligen Rand- und Zentralstrahlen dargestellt.In addition, the respective marginal and central rays shown.

Wenn sich der Abstand der Probe (22′) zur Stellung der Probe (22) in Sollposition ändert, dann treffen die von der Probe bei der ersten Reflexion abgelenkten Strahlen den Retroreflektor (23.1). Da die Strahlen aber im wesentlichen in sich selbst reflektiert werden, gelangen diese Strahlen wieder zum Strahlenein- bzw. Strahlenaustritt des Meßkopfes (28). Dasselbe gilt entsprechend, wenn die Probe (22′′) zur Sollposition verkippt ist. Dabei kann angenommen werden, daß es zwischen den beiden Reflexionen auf der vorderen Oberfläche (21) der Probe (22) zu keiner bzw. nur zu einer unwesentlichen Bewegung der Probe (22) gekommen ist (Lichtgeschwindigkeit c - 3 · 10+8 m/s). If the distance of the sample ( 22 ') to the position of the sample ( 22 ) changes in the desired position, then the rays deflected by the sample at the first reflection hit the retroreflector ( 23.1 ). However, since the rays are essentially reflected in themselves, these rays return to the radiation entry or exit of the measuring head ( 28 ). The same applies accordingly if the sample ( 22 '') is tilted to the target position. It can be assumed that there was no or only insignificant movement of the sample ( 22 ) between the two reflections on the front surface ( 21 ) of the sample ( 22 ) (speed of light c - 3 · 10 +8 m / s).

Die Oberflächenform des Retroreflektors (23) sollte der Oberflächenform der Probe (22) angepaßt sein. Dies bedeutet, daß man für eine plattenförmige Probe mit einer in einer Ebene angeordneten ebenen Reflexionsfläche eine größenmäßig entsprechend dimensionierte retroreflektierende Platte (23) verwenden sollte.The surface shape of the retroreflector ( 23 ) should be matched to the surface shape of the sample ( 22 ). This means that a retroreflective plate ( 23 ) of appropriate size should be used for a plate-shaped sample with a flat reflection surface arranged in one plane.

Die genaue Oberflächenform des Retroreflektors (23) ergibt sich somit in Zusammenhang mit der entsprechenden Oberflächenform der Probe (22). Außerdem muß man bei der Auswahl der Retroreflektors (23) darauf achten, daß der Strahlenversatz auf dem Retroreflektor (23) nicht so groß ist, daß die versetzt reflektierten Strahlen nicht mehr zum Meßkopf (28) zurück reflektiert werden.The exact surface shape of the retroreflector ( 23 ) thus results in connection with the corresponding surface shape of the sample ( 22 ). In addition, when selecting the retroreflector ( 23 ), care must be taken that the radiation offset on the retroreflector ( 23 ) is not so great that the staggered reflected rays are no longer reflected back to the measuring head ( 28 ).

Eine entsprechende Auswahl in Hinblick auf das Meßproblem muß auch bei der Strahlenquelle (20) und beim Detektor (24) getroffen werden. Die Strahlenquelle (20) sollte dabei sowohl hinsichtlich Intensität als auch hinsichtlich des Frequenzspektrums optimiert werden. Entsprechend sollte der Detektor (24) hinsichtlich Empfindlichkeit als auch hinsichtlich seines Frequenzverhaltens (z. B. Mono- oder Multispektralauflösung) auf das aktuelle Meßproblem optimiert sein.A corresponding selection with regard to the measurement problem must also be made for the radiation source ( 20 ) and the detector ( 24 ). The radiation source ( 20 ) should be optimized both in terms of intensity and in terms of the frequency spectrum. Correspondingly, the detector ( 24 ) should be optimized for the current measurement problem with regard to sensitivity as well as with regard to its frequency behavior (e.g. mono- or multispectral resolution).

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Meßaufbau kann es zu einem Problem kommen, wenn eine Reflexion an der Probe (21) nicht nur an der vorderen Oberfläche (21), sondern auch an der Rückfläche (29) der Probe (22) kommen kann. Durch geeignete Maßnahmen kann verhindert werden, daß ein Reflex von der Rückfläche (29) auf den Retroreflektor (23) trifft:A problem can arise in the measurement setup shown in FIG. 2 if reflection on the sample ( 21 ) can occur not only on the front surface ( 21 ) but also on the rear surface ( 29 ) of the sample ( 22 ). Appropriate measures can be taken to prevent a reflex from the rear surface ( 29 ) striking the retroreflector ( 23 ):

  • 1) Schwärzen der Rückfläche (29) der Probe (22);1) blackening the back surface ( 29 ) of the sample ( 22 );
  • 2) Entspiegeln der Rückfläche (29) der Probe (22); oder2) anti-reflective treatment of the back surface ( 29 ) of the sample ( 22 ); or
  • 3) Verwendung einer keilförmigen Probe, bzw. Aufkitten eines Keils auf der Rückfläche der Probe.3) Use of a wedge-shaped sample, or cementing a Wedge on the back surface of the sample.

Ohne diese Maßnahmen, d. h. auch bei den in der Fig. 2 dargestellten Verhältnissen, kann man bei einer transparenten Probe (22) die Reflektivität der vorderen Oberfläche (21) jedoch ebenfalls bestimmen, wenn man die Reflektivität der Rückfläche (29) kennt. Entsprechendes gilt, wenn man die Reflektivität der Rückfläche (29) der Probe (22) bestimmen will. Dann muß man die Reflektivität der vorderen Oberfläche (21) der Probe (22) kennen. Ansonsten erhält man einen Meßwert, welcher sich aus der Reflektivität der vorderen Oberfläche (21) und der Reflektivität der Probe (22) zusammensetzt.Without these measures, ie also with the conditions shown in FIG. 2, the reflectivity of the front surface ( 21 ) can also be determined in a transparent sample ( 22 ) if one knows the reflectivity of the rear surface ( 29 ). The same applies if you want to determine the reflectivity of the back surface ( 29 ) of the sample ( 22 ). Then you have to know the reflectivity of the front surface ( 21 ) of the sample ( 22 ). Otherwise, a measured value is obtained which is composed of the reflectivity of the front surface ( 21 ) and the reflectivity of the sample ( 22 ).

Der Meßvorgang zur Ermittlung der Reflektivität kann dabei wie folgt ablaufen:The measuring process for determining the reflectivity can be like follows:

  • 1) Nullmessung ohne Platte - erster Meßwert A;1) Zero measurement without plate - first measurement value A;
  • 2) Referenzmessung wahlweise2) Optional reference measurement
  • 2.1 Messung des Retroreflektors - zweiter Meßwert B; oder2.1 Measurement of the retroreflector - second measured value B; or
  • 2.2 Messung eines bekannten Glases - zweiter Meßwert B′; und2.2 measurement of a known glass - second measured value B '; and
  • 3) Messung der Probe - dritter Meßwert.3) Measurement of the sample - third measured value.

Aus diesen drei Meßwerten kann dann nach bekanntem Stand der Technik das Ergebnis bestimmt werden. Bei dieser Berechnung der Reflektivität der Probe (22) muß man berücksichtigen, daß die Strahlung zweimal an der Probe (22) reflektiert wurde, so daß die gemessene Intensität eine quadratische Funktion der Reflektivität R ist.The result can then be determined from these three measured values according to the known prior art. When calculating the reflectivity of the sample ( 22 ), one must take into account that the radiation was reflected twice on the sample ( 22 ), so that the measured intensity is a quadratic function of the reflectivity R.

Der große Vorteil der in der Fig. 2 dargestellten Meßvorrichtung ist darin zu sehen, daß die Vorrichtung durch den Einsatz des Retroreflektors selbstjustierend ist. Dies bedeutet, daß weder Abstandsänderungen noch Winkeländerungen der Probe (22) von der gewünschten Sollposition zu einer Veränderung des Meßwertes führen. The great advantage of the measuring device shown in FIG. 2 can be seen in the fact that the device is self-adjusting due to the use of the retroreflector. This means that neither changes in distance nor changes in angle of the sample ( 22 ) from the desired target position lead to a change in the measured value.

Die erfinderische Meßvorrichtung kann aber auch ohne Probleme für eine Transmissionsmessung verwendet werden. Eine derartige Meßvorrichtung ist in der Fig. 3 dargestellt.The inventive measuring device can also be used for a transmission measurement without problems. Such a measuring device is shown in FIG. 3.

In dieser schematisch dargestellten Meßvorrichtung wird das Licht einer Lichtquelle (30) über einen Strahlenteiler (31) in einen Y-Lichtleiter (32) eingekoppelt. An dessen anderem Ende befindet sich eine optische Anordnung (33), welche das aus dem Lichtleiter (32) austretende Licht weitgehend kollimiert. Das aus dem Meßkopf (34) austretende Licht durchdringt dann die Probe (35) und fällt auf einen Retroreflektor (36). Dieser Retroreflektor (36) reflektiert das auf ihn fallende Licht mit einem minimalen, baubedingten Versatz parallel zu den einfallenden Lichtstrahlen wieder zurück. Das vom Retroreflektor (36) reflektierte Licht durchdringt dann die Probe (35) ein zweites Mal und gelangt dann wieder in den Lichtleiter (32). Am sensorzeitigen Ausgang des Lichtleiters wird dieses Licht am Strahlenteiler (31) ausgekoppelt und auf einen Detektor (37) geleitet, welcher die Intensität des Lichts mißt.In this schematically illustrated measuring device, the light from a light source ( 30 ) is coupled into a Y light guide ( 32 ) via a beam splitter ( 31 ). At the other end there is an optical arrangement ( 33 ) which largely collimates the light emerging from the light guide ( 32 ). The light emerging from the measuring head ( 34 ) then penetrates the sample ( 35 ) and falls on a retroreflector ( 36 ). This retroreflector ( 36 ) reflects the light falling on it with a minimal, construction-related offset parallel to the incident light rays. The light reflected by the retroreflector ( 36 ) then penetrates the sample ( 35 ) a second time and then reaches the light guide ( 32 ) again. At the sensor-time output of the light guide, this light is coupled out at the beam splitter ( 31 ) and directed to a detector ( 37 ), which measures the intensity of the light.

Das Licht der Lichtquelle (30) durchdringt somit die Probe (35) an im wesentlichen den gleichen Stellen, wobei aber keine Vielfachreflexion zwischen den hin- und rücklaufenden Strahlen auftritt. Der Unterschied der Transmission zwischen den Stellen der hin- und rücklaufenden Strahlen ist aber wegen der geringen Ortsabhängigkeit (z. B. der Schichtdickenverteilung) vernachlässigbar. Folglich findet eine T²-Messung statt. Aus dem am Detektor (37) ankommenden Licht kann die Transmission bestimmt werden, wobei auch hier zuvor eine Nullmessung erfolgt.The light from the light source ( 30 ) thus penetrates the sample ( 35 ) at essentially the same places, but there is no multiple reflection between the rays going back and forth. The difference in the transmission between the points of the returning and returning beams is negligible due to the low location dependence (e.g. the layer thickness distribution). As a result, a T² measurement takes place. The transmission can be determined from the light arriving at the detector ( 37 ), a zero measurement also being carried out here beforehand.

Der Vorteil des Meßkopfes (34), in welchen der Lichtleiter (32) endet, ist darin zu sehen, daß damit die Lage der Lichtquelle (30) und des Detektors (37) freigewählt werden kann (dies trifft auch für den in der Fig. 2 dargestellten Meßkopf (28) zu).The advantage of the measuring head ( 34 ), in which the light guide ( 32 ) ends, can be seen in the fact that the position of the light source ( 30 ) and the detector ( 37 ) can be freely selected (this also applies to the one shown in FIG. 2 measuring head ( 28 ) shown).

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist auch darin zu sehen, daß eine Meßvorrichtung mit Retroreflektor unabhängig von den strahlformenden Eigenschaften der Probe (z. B. Linse, Prisma, Keil, usw.) wird. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß möglichst alles durch die Probe transmittierte bzw. von der Probe reflektierte Licht der Lichtquelle auf den flächenhaft ausgebildeten Retroreflektor fällt.A major advantage of the invention is also in it see that a measuring device with retroreflector is independent the beam-shaping properties of the sample (e.g. lens, Prism, wedge, etc.). It just has to take care of it that everything transmitted through the sample if possible or light of the light source reflected from the sample onto the extensive retroreflector falls.

In der Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Meßvorrichtung zur optischen Oberflächenprüfung dargestellt. Die zu prüfende Oberfläche (40) wird dabei durch die Strahlenquelle (41) möglichst homogen ausgeleuchtet. Die Oberfläche (40) streut dabei das Licht gemäß den Oberflächenverhältnissen in für sie typische Raumwinkel ab.In FIG. 4 is a schematic representation of a measuring device is shown to the optical surface examination. The surface ( 40 ) to be tested is illuminated as homogeneously as possible by the radiation source ( 41 ). The surface ( 40 ) scatters the light in accordance with the surface conditions into typical solid angles.

Ein Retroreflektor (42) mit fokussierender Optik (43) in einem Gehäuse (44) ist in einer Position über der zu prüfenden Oberfläche (40) plaziert, welche einem bestimmten Raumwinkel entspricht und bei welchem ein möglichst hohes Meßsignal erwartet werden kann (in Abhängigkeit von den erwarteten Oberflächenfehlern).A retroreflector ( 42 ) with focusing optics ( 43 ) in a housing ( 44 ) is placed in a position above the surface to be tested ( 40 ), which corresponds to a certain solid angle and at which the highest possible measurement signal can be expected (depending on the expected surface defects).

Das von der Oberfläche (40) auf den Retroreflektor (42) reflektierte Licht wird (mit einem minimalen Parallelversatz, bedingt durch die konkrete Ausgestaltung des Retroreflektors (42) in sich zurückreflektiert, durch eine Auskopplungseinrichtung (45) ausgekoppelt und auf einen Detektor (46) gelenkt, welcher eine Auswertung des zweimal an der zu prüfenden Oberfläche (40) reflektierten Lichts ermöglicht. Dabei ist das zurückkommende Lichtsignal (monochrom oder spektral) ein Maß für die Reflexion der Oberfläche in einem bestimmten Raumwinkel. The light reflected from the surface ( 40 ) onto the retroreflector ( 42 ) is reflected back (with a minimal parallel offset, due to the specific design of the retroreflector ( 42 ), coupled out by a decoupling device ( 45 ) and onto a detector ( 46 ) which allows an evaluation of the light reflected twice on the surface to be tested ( 40 ), the returning light signal (monochrome or spectral) being a measure of the reflection of the surface at a certain solid angle.

Zur Ermittlung der Reflexivität ist auch hier gegebenenfalls eine Nullmessung ohne Reflektor (42) erforderlich. Ein Scan (d. h. eine Bewegung des Gehäuses (44) mit Retroreflektors (42) und Optik (43) über viele Raumwinkel erzeugt ein Reflexionsprofil der Oberfläche (40) über einen abgefahrenen Raumwinkelbereich.To determine the reflectivity, a zero measurement without reflector ( 42 ) may also be necessary here. A scan (ie a movement of the housing ( 44 ) with retroreflector ( 42 ) and optics ( 43 ) over many solid angles produces a reflection profile of the surface ( 40 ) over a swept solid angle range.

Will man Oberflächeneigenschaften auf der Oberfläche (40) ermitteln, so kann man dabei die Form der retroreflektierenden Fläche des Retroreflektors (42) und gegebenenfalls der Optik (43) entsprechend optimieren, so daß mit einer Messung z. B. eine Linie auf der Oberfläche (40) unter einem großen Winkelbereich in das Meßergebnis des Detektors (46) eingeht.If you want to determine surface properties on the surface ( 40 ), you can optimize the shape of the retroreflective surface of the retroreflector ( 42 ) and, if necessary, the optics ( 43 ) accordingly. B. a line on the surface ( 40 ) at a large angular range in the measurement result of the detector ( 46 ).

Auch bei dieser Meßvorrichtung ist die doppelte Reflexion an der Meßoberfläche (40) zu beachten. Da die Oberfläche (40) bei dieser Meßvorrichtung möglichst homogen ausgeleuchtet werden soll, muß die Lichtquelle (41) gegebenenfalls mit aus dem bekannten Stand der Technik bekannten optischen Bauelementen entsprechend ausgestattet sein. Dabei muß der Lichteinfallswinkel (-bereich) entsprechend der Meßaufgabe optimiert werden.With this measuring device, too, the double reflection on the measuring surface ( 40 ) must be taken into account. Since the surface ( 40 ) of this measuring device is to be illuminated as homogeneously as possible, the light source ( 41 ) may have to be equipped accordingly with optical components known from the known prior art. The angle of incidence (range) of light must be optimized according to the measuring task.

Die Vorteile des Einsatzes des Retroreflektors zur Transmissionsmessung bzw. zur Reflexionsmessung werden besonders deutlich, wenn man eine Meßvorrichtung zur spektralen Schichtdickendimensionierung mit dem Retroreflektor ausstattet.The advantages of using the retroreflector for Transmission measurement or reflection measurement particularly clear if you have a measuring device for spectral layer thickness dimensioning with the retroreflector equips.

Dies wird in den folgenden Fig. 5-9 näher ausgeführt, wobei insbesondere Fig. 5 eine Meßanordnung für eine permanente Transmissionsmessung und Fig. 6 eine Meßanordnung für eine permanente Reflexionsmessung darstellen soll.This is explained in more detail in the following FIGS. 5-9, in particular FIG. 5 representing a measuring arrangement for a permanent transmission measurement and FIG. 6 a measuring arrangement for a permanent reflection measurement.

In der in der Fig. 5 dargestellten Meßvorrichtung fällt das Licht der Lichtquelle (50) durch einen Strahlenteiler (51) und durch ein Fenster in der Beschichtungsapparatur (56) auf einen Umlenkspiegel (52), welcher in der Drehachse (53) einer Aufnahmevorrichtung (54) für optisch transparente Proben (55) im Gegensatz zur Lichtquelle (50) innerhalb einer Beschichtungsapparatur (56) angeordnet ist.In the measuring device shown in FIG. 5, the light from the light source ( 50 ) falls through a beam splitter ( 51 ) and through a window in the coating apparatus ( 56 ) onto a deflecting mirror ( 52 ) which is in the axis of rotation ( 53 ) of a receiving device ( 54 ) for optically transparent samples ( 55 ), in contrast to the light source ( 50 ), is arranged within a coating apparatus ( 56 ).

Vor der Probe (55) ist ein weitere Strahlenablenkspiegel (57) und eine Öffnung in der Aufnahmevorrichtung (54) angeordnet, reicher das Licht durch die Probe (55) und durch ein zweites Fenster in der Beschichtungsapparatur (56) auf einen außerhalb der Beschichtungsapparatur (56) angeordneten Retroreflektor (58) umlenkt. An diesem Retroreflektor (58) wird das Licht in sich selbst zurückreflektiert und das dann wieder aus der Beschichtungsapparatur (56) hinausreflektierte Licht wird aus dem Beleuchtungsstrahlengang am Strahlenteiler (51) ausgekoppelt und auf einen Detektor (59) gelenkt.A further radiation deflecting mirror ( 57 ) and an opening in the receiving device ( 54 ) are arranged in front of the sample ( 55 ), the light passes through the sample ( 55 ) and through a second window in the coating apparatus ( 56 ) onto an outside of the coating apparatus ( 56 ) arranged retroreflector ( 58 ) deflects. At this retroreflector ( 58 ) the light is reflected back into itself and the light which is then reflected out of the coating apparatus ( 56 ) is decoupled from the illumination beam path at the beam splitter ( 51 ) and directed onto a detector ( 59 ).

Wenn nun die Probe (55) in der Aufnahmevorrichtung (54) gedreht wird (wie dies in Beschichtungsapparaturen (56) erfolgt), so werden die beiden fest mit der Aufnahmevorrichtung (54) verbundenen Umlenkspiegel (52, 57) mitgedreht. Dadurch kann während des ganzen Beschichtungsvorganges eine permanente Transmissionsmessung an der Probe (55) erfolgen.If the sample ( 55 ) is now rotated in the holding device ( 54 ) (as is done in coating apparatus ( 56 )), the two deflecting mirrors ( 52 , 57 ) fixed to the holding device ( 54 ) are also rotated. As a result, a permanent transmission measurement on the sample ( 55 ) can take place during the entire coating process.

Indem man den zweiten Umlenkspiegel (57) bewegt bzw. den Lichteinfallswinkel auf den ersten Umlenkspiegel (52) variiert, kann man zudem die Probe (55) an verschiedenen Stellen während des Meßvorgangs hinsichtlich ihres Transmissionsverhaltens vermessen.By moving the second deflecting mirror ( 57 ) or varying the angle of incidence on the first deflecting mirror ( 52 ), one can also measure the sample ( 55 ) with regard to its transmission behavior at various points during the measuring process.

In der Fig. 6 dargestellten Meßvorrichtung fällt das Licht der Lichtquelle (60) durch einen Strahlenteiler (61) auch nach Durchtritt durch ein Fenster (66a) in der Beschichtungsappara­ tur (66) auf einen, in der Drehachse (63) einer Aufnahmeeinrichtung (64) für die zumessende Probe (65) angeordneten ersten Umlenkspiegel (62). Dieser erste Umlenkspiegel (62) lenkt das in die Beschichtungsapparatur (66) eingestrahlte Licht auf einen zweiten, auch mit der Aufnahmeeinrichtung (64) fest verbundenen Umlenkspiegel (67).In Fig. 6 measuring device, the light of the light source ( 60 ) falls through a beam splitter ( 61 ) even after passing through a window ( 66 a) in the coating apparatus ( 66 ) on one, in the axis of rotation ( 63 ) of a receiving device ( 64 ) for the first deflecting mirror ( 62 ) arranged for the sample ( 65 ) to be measured. This first deflecting mirror ( 62 ) directs the light radiated into the coating apparatus ( 66 ) onto a second deflecting mirror ( 67 ), which is also firmly connected to the receiving device ( 64 ).

Von diesem zweiten Umlenkspiegel (67) (welcher hier lediglich für einen steileren Lichteinfallswinkel auf die Probe (65) dient) gelangt das Licht auf die Probe (65) und wird von dieser zu einem Retroreflektor (68) reflektiert. Dieser Retroreflektor (68) sorgt für eine 180° Drehung der Lichtausbreitungsachse, wodurch das Licht auf denselben Weg wieder aus der Beschichtungsapparatur (66) hinausgestrahlt wird.From this second deflecting mirror ( 67 ) (which is used here only for a steeper light incidence angle on the sample ( 65 )), the light reaches the sample ( 65 ) and is reflected by it to a retroreflector ( 68 ). This retroreflector ( 68 ) ensures a 180 ° rotation of the light propagation axis, as a result of which the light is radiated out of the coating apparatus ( 66 ) again in the same way.

Außerhalb der Beschichtungsapparatur (66) trifft das so reflektierte Licht auf den Strahlenteiler (61), welcher dieses reflektierte Licht auf einen Detektor (69) zur Bestimmung eines Meßwertes lenkt.Outside the coating apparatus ( 66 ), the light reflected in this way strikes the beam splitter ( 61 ), which directs this reflected light to a detector ( 69 ) for determining a measured value.

Durch die in Fig. 6 dargestellte Meßvorrichtung kann man währen des ganzen Beschichtungsvorganges eine permanente Reflexionsmessung an der Probe (65) durchführen.By means of the measuring device shown in FIG. 6, a permanent reflection measurement on the sample ( 65 ) can be carried out during the entire coating process.

Indem man den zweiten Umlenkspiegel (67) bewegt bzw. den Lichteinfallswinkel auf den ersten Umlenkspiegel (62) variiert, kann man zudem die Probe (65) an verschiedenen Stellen während des Meßvorgangs hinsichtlich ihres Reflexionsverhaltens vermessen.By moving the second deflecting mirror ( 67 ) or varying the angle of incidence on the first deflecting mirror ( 62 ), the specimen ( 65 ) can also be measured at various points during the measuring process with regard to its reflection behavior.

Der zweite Umlenkspiegel (67) dient in dieser Meßvorrichtung (wie auch der Umlenkspiegel (57) in der Fig. 5) lediglich dazu, daß das Meßlicht unter einem möglichst steilen Winkel auf die Probe (65) fällt. Akzeptiert man einen flacheren Einfallswinkel des Lichts auf die Probe (65), so kann man auf diesen zweiten Umlenkspiegel (67) ganz verzichten und muß lediglich die Stellung des Retroreflektors (68) entsprechend anpassen. Bei dieser Meßvorrichtung ist, wie bereits angesprochen, darauf zu achten, daß die Reflexion des Lichts sowohl an der Vorderseite als auch auf der Rückseite der Probe (65) erfolgen kann.The second deflecting mirror ( 67 ) in this measuring device (like the deflecting mirror ( 57 ) in FIG. 5) only serves to ensure that the measuring light falls on the sample ( 65 ) at the steepest possible angle. If one accepts a flatter angle of incidence of the light on the sample ( 65 ), then one can do without this second deflecting mirror ( 67 ) and only has to adjust the position of the retroreflector ( 68 ) accordingly. With this measuring device, as already mentioned, care must be taken that the reflection of the light can take place both on the front side and on the rear side of the sample ( 65 ).

Wesentlich ist bei dieser Meßvorrichtung aus Fig. 6 wie auch bei der Meßvorrichtung aus Fig. 7, daß die Bestrahlungseinrichtung mit der Lichtquelle (60) als auch der Detektor bzw. die Detektionseinrichtung außerhalb der eigentlichen Beschichtungapparatur (66) angeordnet werden kann.It is essential in this measuring device from FIG. 6 as well as in the measuring device from FIG. 7 that the irradiation device with the light source ( 60 ) and also the detector or the detection device can be arranged outside the actual coating apparatus ( 66 ).

Außerdem haben die beiden in den Fig. 5 und 6 dargestellten Meßvorrichtung den wesentlichen Vorteil, daß kleinere Justierfehler (z. B. Exzentrizitäten, Schwingungen der Proben- Aufnahmeeinrichtung, usw.) durch die Verwendung der Retroreflektors ausgeglichen werden.In addition, the two measuring devices shown in FIGS . 5 and 6 have the significant advantage that minor adjustment errors (e.g. eccentricities, vibrations of the sample receiving device, etc.) are compensated for by using the retroreflector.

Die in den Fig. 2 und 4 dargestellten Meßvorrichtungen können auch sehr gut als Beleuchtungssysteme mit Kontrastverstärkung eingesetzt werden.The measuring devices shown in FIGS . 2 and 4 can also be used very well as lighting systems with contrast enhancement.

Wird eine derartige Meßvorrichtung beispielsweise zur Beleuchtung des Augenhintergrundes verwendet, so wird das Licht der Strahlenquelle vom Augenhintergrund auf einen Retroreflektor reflektiert. Dieser schickt das Licht wieder auf den Augenhintergrund zurück, welcher dann das Licht in Richtung der Strahlenquelle reflektiert. Ein Strahlenteiler vor der Strahlenquelle koppelt diese vom Augenhintergrund kommenden Lichtstrahlen aus, welche dann z. B. von einem als Detektor dienenden Auge eines Beobachters begutachtet werden können. Der Augenhintergrund stellt dabei die reflektierende Probe dar. Dadurch erhält man hier eine quadratische Verstärkung des Kontrastes des Augenhintergrundes.Is such a measuring device, for example Illumination of the fundus is used Light from the radiation source from the back of the eye to one Retroreflector reflects. This sends the light again back to the back of the eye, which then shines the light in Direction of the radiation source is reflected. A beam splitter in front of the radiation source it couples from the back of the eye coming rays of light, which then z. B. from as Detector-serving eye of an observer can. The fundus represents the reflective one Sample. This gives a square here Enhancing the contrast of the fundus.

Die in den Beispielen dargestellten Anwendungsmöglichkeiten stellen nur einen Bruchteil der möglichen Einsätze der Erfindung dar und sie sind deshalb auch nicht als abschließende Aufstellung zu verstehen. Die Proben können sowohl aus lebender wie auch aus toter Materie bestehen und unter einem Detektor sind alle strahlenempfindlichen Elemente zu verstehen, welche für die von der Strahlenquelle oder von der zu messenden Probe ausgehenden Strahlen empfindlich sind.The possible uses shown in the examples represent only a fraction of the possible stakes of the  Invention represents and therefore they are not considered to understand the final list. The samples can consist of both living and dead matter and under a detector are all radiation sensitive elements to understand which for those from the radiation source or from outgoing rays of the sample to be measured are sensitive.

Claims (11)

1. Verfahren zur Messung der reflektierenden bzw. der trans­ mittierenden optischen Eigenschaften einer Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65), bei welcher die Strahlung einer Strahlenquelle (20, 30, 41, 50, 60) auf die Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65) fällt und von einem Detektor (24, 37, 46, 59, 69) ein von der Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65) kommendes Signal gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrahlung nach dem Kontakt mit der Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65) durch einen Retroreflektor (23, 36, 42, 58, 68) wieder im wesentlichen in sich zurückgestrahlt und zu dem Detektor (24, 37, 46, 59, 69) geleitet wird.1. A method for measuring the reflective or transmittable optical properties of a sample ( 22 , 22 ', 22 '', 35 , 40 , 55 , 65 ), in which the radiation from a radiation source ( 20 , 30 , 41 , 50 , 60 ) falls on the sample ( 22 , 22 ′, 22 ′ ′, 35 , 40 , 55 , 65 ) and from a detector ( 24 , 37 , 46 , 59 , 69 ) one of the sample ( 22 , 22 ′, 22 '', 35 , 40 , 55 , 65 ) incoming signal is measured, characterized in that the measuring radiation after contact with the sample ( 22 , 22 ', 22 '', 35 , 40 , 55 , 65 ) by a retroreflector ( 23 , 36 , 42 , 58 , 68 ) is essentially reflected back into itself and directed to the detector ( 24 , 37 , 46 , 59 , 69 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Reflexionsmessung ein schräger Strahleneinfall unter einem Winkel Alpha auf die Sollposition der Probe (22, 65) erfolgt und daß der Retroreflektor (23,68) unter einem Winkel Beta zur Sollposition der Probe (22, 65) ausgerichtet ist, wobei die Beträge der Winkel Alpha und Beta zumindest ungefähr gleich groß sind.2. The method according to claim 1, characterized in that during a reflection measurement, an oblique radiation incidence at an angle alpha to the target position of the sample ( 22 , 65 ) and that the retroreflector ( 23,68 ) at an angle beta to the target position of the sample ( 22 , 65 ) is aligned, the amounts of the angles alpha and beta being at least approximately the same size. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexion von der Probenrückseite unterdrückt wird.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the reflection from the back of the sample is suppressed. 4. Vorrichtung zur Messung der reflektierenden bzw. der transmittierenden optischen Eigenschaften einer Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65), bei welcher die Strahlung einer Strahlenquelle (20, 30, 41, 50, 60) auf die Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65) fällt und von einem Detektor (24, 37, 46, 59, 69) ein von der Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65) kommendes Signal gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Retroreflektor (23, 36, 42, 58, 68) im von der Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65) kommenden Strahlengang der Strahlung der Strahlenquelle (20, 30, 41, 50, 60) angeordnet ist.4. Device for measuring the reflective or the transmitting optical properties of a sample ( 22 , 22 ', 22 '', 35 , 40 , 55 , 65 ), in which the radiation from a radiation source ( 20 , 30 , 41 , 50 , 60 ) falls on the sample ( 22 , 22 ′, 22 ′ ′, 35 , 40 , 55 , 65 ) and from a detector ( 24 , 37 , 46 , 59 , 69 ) one of the sample ( 22 , 22 ′, 22 ′ ′, 35 , 40 , 55 , 65 ) incoming signal is measured, characterized in that a retroreflector ( 23 , 36 , 42 , 58 , 68 ) in the sample ( 22 , 22 ′, 22 ′ ′, 35 , 40 , 55 , 65 ) coming beam path of the radiation from the radiation source ( 20 , 30 , 41 , 50 , 60 ) is arranged. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Divergenzwinkel der Meßstrahlung möglichst klein ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the divergence angle of the measuring radiation is as small as possible. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Retroreflektor (23, 36, 42, 58, 68) flächenhaft ausgebildet ist.6. Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the retroreflector ( 23 , 36 , 42 , 58 , 68 ) is flat. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlversatz des Retroreflektors (23, 36, 42, 58, 68) möglichst klein ist.7. Device according to one of claims 4-6, characterized in that the beam offset of the retroreflector ( 23 , 36 , 42 , 58 , 68 ) is as small as possible. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65) und Strahlenquelle (3, 7, 12, 20, 30, 41, 50, 60) bzw. Detektor (24, 37, 46, 59, 69) eine Anordnung (27, 26, 25; 33, 32, 31; 45; 51, 61) angeordnet ist, welcher die von der Probe (22, 22′, 22′′, 35, 40, 55, 65) kommende Strahlung auf den Detektor (24, 37, 46, 59, 69) leitet.8. Device according to one of claims 4-7, characterized in that between the sample ( 22 , 22 ', 22 '', 35 , 40 , 55 , 65 ) and radiation source ( 3 , 7 , 12 , 20 , 30 , 41 , 50 , 60 ) or detector ( 24 , 37 , 46 , 59 , 69 ) an arrangement ( 27 , 26 , 25 ; 33 , 32 , 31 ; 45 ; 51 , 61 ) is arranged which detects the sample ( 22 , 22 ', 22 '', 35 , 40 , 55 , 65 ) coming radiation on the detector ( 24 , 37 , 46 , 59 , 69 ) conducts. 9. Vorrichtung nach Ansprüche 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Anordnung (32) mindestens zwei Faserbündel (32) mit jeweils mindestens einer Faser (32a, 32b) zwischen Probe (35) und/oder Strahlenquelle (30) und Detektor (37) angeordnet ist, wobei jeweils mindestens ein Faserbündel (32a, 32b) zumindest einer Strahlenquelle (30) bzw. zumindest einem Detektor (37) zugeordnet ist.9. The device according to claims 8, characterized in that as an arrangement ( 32 ) at least two fiber bundles ( 32 ) each with at least one fiber ( 32 a, 32 b) between the sample ( 35 ) and / or radiation source ( 30 ) and detector ( 37 ) is arranged, at least one fiber bundle ( 32 a, 32 b) being assigned to at least one radiation source ( 30 ) or at least one detector ( 37 ). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Strahlenquelle (20) bzw. Detektor (24) und Probe (22, 22′, 22′′) als Anordnung (26) zumindest ein Strahlenleiter angeordnet ist. 10. The device according to claim 8, characterized in that between the radiation source ( 20 ) or detector ( 24 ) and sample ( 22 , 22 ', 22 '') is arranged as an arrangement ( 26 ) at least one radiation guide. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß am probenseitigen Ende der Anordnung (26; 32) eine Optik (27; 33) angeordnet ist.11. Device according to one of claims 8-10, characterized in that an optics ( 27 ; 33 ) is arranged at the sample end of the arrangement ( 26 ; 32 ).
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