JP2023063218A - 多点表面温度測定システム及びその方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数点における表面の温度を同時にリアルタイムで測定するための光ファイバ温度測定システムを提供する。【解決手段】遠位端と近位端とを有し、複数の個別ファイバを備えるファイバ束を有し、ファイバの先端にサーモグラフィ蛍光体を有する光ファイバプローブと、高速度カメラと、を備える。ESCの表面温度を正確に多点測定することが可能になる。サーモグラフィ蛍光体は、各個別ファイバの先端又は表面上(表面下)の所定位置にナッジで埋め込まれている。【選択図】図3

Description

本開示は、一般に、表面の温度をそのような表面に沿った複数の点で測定するシステムに関し、より具体的には、光ファイバ束と高速度カメラを使用する蛍光体温度測定システムに関する。
本明細書に特に示されない限り、本節に記載される材料は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、本節に含めることによって先行技術であることを認めるものでもない。
蛍光体温度計等の光ファイバ温度センサは、蛍光体から放出される発光を利用して対象物の温度を測定する装置である。通常、サーモグラフィ蛍光体は、特定の波長内の光で励起されると、異なる波長内の光を放出する。この出射光の特定の特性は、明るさ、色、及び残光時間などが温度によって変化することである。温度に対する出射光の応答は、単一波長での発光強度の変化、2つ以上の波長の強度比の変化、寿命減衰、又は発光波長ピークの移動を分析する等の様々な方法でモニタされている。物体の温度測定に用いられる蛍光体は、表面に直接コーティングされるか、プローブ内に配置されて表面に接触され、その表面が光源で照射され、出射光の応答に基づいて物体の温度が決定される。
半導体プロセス(エッチング、PECVD、ALD)中のウェーハ表面温度の均一性など、ウェーハ温度はウェーハプロセスの歩留まりに、したがって、半導体プロセスの性能に大きな影響を与える。しかしながら、ウェーハはプロセス中に反応チャンバに封入されているため、ウェーハ温度をその場・リアルタイムで決定することは非常に困難である。プロセス中に、ウェーハを保持するために、静電チャック(ESC)が使用されている。ESCは、高電圧でバイアスされた一体型電極を有するプラテンを使用して、プラテンとウェーハの間に静電保持力を確立し、ウェーハを「チャックする(chucking)」ものである。このため、処理チャンバ内には強い高周波(RF)フィールドが発生し、ESCチャック又はその近傍にあるプロセス機器の正確な温度測定に熱電対又は白金抵抗温度計(PRT)を使用することができない。現在、これらの課題は、サーモグラフィ蛍光体を利用した光ファイバ温度センサを使用することで克服されている。しかしながら、光ファイバ温度センサは、一点集中型の温度測定を行うため、ESCの表面に許可できるセンサの数は限られており、単一点の貫通が多すぎにすることで、表面の均一性に悪影響が出ることを防いでいる。従来のアプローチでは、物体表面のサーモグラフィ蛍光体を励起し、質問することのできる視線を必要とする。ウェーハ表面の視線の制限により、カメラ及び蛍光体を堆積させたウェーハ表面などの標準的な表面温度測定技術の使用も、あるいは赤外線(IR)熱撮像カメラの直接的な使用もできない。
一態様では、複数点における表面の温度を同時にリアルタイムで測定するための光ファイバ温度測定システムが提供される。このシステムは、遠位端と近位端とを有し、複数の個別ファイバを備えるファイバ束を有する光ファイバプローブと、ファイバ束に動作可能に結合され、複数の個別ファイバのそれぞれの先端に励起光を提供する光源と、複数の個別ファイバに結合され、表面の複数の個別領域から温度測定値を提供するサーモグラフィ蛍光体と、を備える。個別ファイバのそれぞれは、個別領域上の所定の点において励起光をサーモグラフィ蛍光体に伝達し、サーモグラフィ蛍光体からの出射光をファイバ束の近位端に戻す。高速度カメラが、ファイバ束の近位端に動作可能に結合され、個別ファイバのそれぞれから伝送された出射光を検出する。高速度カメラは、測定表面との視線の外にあり、複数の画素を備える。光源及び高速度カメラに動作可能に結合された顕微鏡対物レンズは、励起光がファイバ束を透過したときにファイバ束の遠位端の画像を提供し、その結果、個別ファイバが表面上の特定のマッピング位置に対応する。各個別ファイバの画像は、高速度カメラ上の画素の指定領域を有する。高速度カメラは、個別の点又は領域からの出射光を受信し、積分窓の所定の持続時間の積分信号値を提供し、積分窓のために得られた画像の光強度に基づいて、個別の点又は領域からの出射光の減衰時間が計算され、そのような点又は領域の温度測定値が得られる。
別の態様では、複数点における表面の温度を同時にリアルタイムで測定するための光ファイバ温度測定システムが提供される。このシステムは、光ファイバプローブを備え、光ファイバプローブは、第一の遠位端、第一の近位端、及び第一の複数の個別ファイバを有する第一のファイバ束と、第二の遠位端、第二の近位端、及び第二の複数の個別ファイバを有する第二のファイバ束と、を含む。光源は、第一のファイバ束の第一の近位端に動作可能に結合され、第一の遠位端に励起光を提供し、第一の複数の個別ファイバのそれぞれの先端に励起光を伝達し、第一のファイバ束の第一の複数の個別ファイバが表面上の所定の点でサーモグラフィ蛍光体に励起光を伝達するように構成される。サーモグラフィ蛍光体のような活物質は、第二の遠位端及び第二の複数の個別ファイバに結合され、表面上の各所定の点における複数の個別領域からの温度測定値を提供し、第二の複数の個別ファイバのそれぞれは、サーモグラフィ蛍光体からの出射光を捕捉して第二のファイバ束の第二の近位端に戻して伝達するように構成される。高速度カメラは、第二のファイバ束の第二の近位端に動作可能に結合され、個別ファイバのそれぞれから伝送された前記出射光を検出し、高速度カメラは、測定表面との視線の外にある。高速度カメラは、複数の画素を備え、第二のファイバ束の各個別ファイバ又はファイバのグループは、所定の画素に関連付けられ、その結果、個別ファイバは、表面上の特定のマッピング位置に対応する。高速度カメラは、個別の点又は領域からの出射光を受信し、積分窓の所定の持続時間の積分信号値を提供し、積分窓のために得られた画像の光強度に基づき、個別の点又は領域からの出射光の減衰時間が計算され、その点又は領域の温度測定値が得られる。
一態様では、複数点における表面の温度を同時にリアルタイムで測定するための方法が提供される。この方法は、複数の個別ファイバを含むファイバ束の近位端に励起光を提供するステップと、励起光を、表面の複数の個別領域において個別ファイバのそれぞれの遠位端に結合されたサーモグラフィ蛍光体に伝達するステップと、表面上の個別ファイバの位置をカメラ撮像要素の対応する画素にマッピングするステップと、サーモグラフィ蛍光体からの出射光をファイバ束の近位端に戻すステップと、個別ファイバのそれぞれから伝送された出射光を高速度カメラで検出するステップであって、高速度カメラは測定表面との視線から外れている、ステップと、表面上のマッピングされた位置に対応するように、個別ファイバから検出された画像の高速度カメラ撮像要素上の画素に領域を指定するステップと、表面上の所定の位置に対応する画素の各領域によって検出された光の強度を測定し、積分窓の所定の持続時間の積分信号値を提供するステップと、高速度カメラの画素の各領域で撮像された出射光強度の減衰時間に基づいて、表面上の各位置の温度を計算するステップと、を含む。
上述した態様及び実施形態に加えて、さらなる態様及び実施形態は、図面を参照し、以下の詳細な説明を検討することによって明らかになるであろう。
図面を通して、参照される要素間の対応を示すために参照番号が再使用されることがある。図面は、本明細書に記載された例示的な実施形態を説明するために提供され、本開示の範囲を限定することを意図していない。図面における要素の大きさ及び相対的な位置は、必ずしも縮尺通りに描かれていない。例えば、様々な要素や角度の形状は縮尺通りに描かれておらず、これらの要素の一部は、図面の読みやすさを向上させるために任意に拡大され、配置されている。
光ファイバ束と高速度カメラを用いた本発明の多点温度測定システムの一例の概略図である。 光ファイバ束の一例を示す概略図であり、各ファイバの先端にサーモグラフィ蛍光体を埋め込んだ光ファイバ束内の複数のファイバを示す。 光ファイバ束の直線経路に沿った表面の複数の領域の温度を測定する多点温度測定システムの他の一例を示す概略図である。 高速度カメラで見た画像ファイバ束遠位端の一例の概略図である。 2つの光ファイバ束と高速度カメラを用いた本発明の多点温度測定システムの他の実施形態の一例の概略図である。
本発明は、サーモグラフィ蛍光体を埋め込んだファイバ束と高速度カメラを組み合わせた多点温度測定システムを開示する。本発明によって、ESCの表面温度の正確な多点測定が可能になる。サーモグラフィ蛍光体は、個々のファイバの先端又は表面(表面下)の所定の位置にナッジで埋め込まれている。
図1は、表面102で複数点の温度を同時にリアルタイムでその場測定するための多点温度測定システム100の一例を示す。例えば、表面102は、半導体プロセスチャンバで使用される静電チャック(ESC)表面とすることができる。システム100は、遠位端107及び近位端108を有するファイバ束106を有する光ファイバプローブ104から構成される。ファイバ束106は、複数の個別ファイバ110(図2参照)を備えることができる。ファイバ束106の近位端108は、ファイバ束106内に励起光を提供する光源111に動作可能に結合される。励起光は、複数の点102nで表面102に隣接するサーモグラフィ蛍光体112などの活性材料に導かれる。例えば、個別ファイバ110のそれぞれは、所定の点で励起光をサーモグラフィ蛍光体112に伝達し、その後、そのようなサーモグラフィ蛍光体112からの出射光が遠位端107で受信され、ファイバ束106の近位端108に戻される。図2に示す例では、サーモグラフィ蛍光体112は、個別ファイバ110の先端部114に形成されたノッチに配置されている。個別ファイバ110は、1つのファイバ束106に束ねること、例えば、約50~100μm程度の直径を有する100~400の個別ファイバを束ねることが可能であり、埋込活物質112の下方に配置することができる。ファイバ束106の直径は、1~3mmの範囲とすることができ、ファイバ束106は、端面を研磨することによって終端させることができる。
光源111は、ファイバ束106に動作可能に結合され、励起光をサーモグラフィ蛍光体112に提供する。光源111は、UV波長帯の励起光を提供することができる。例えば、光源111は、200~400nmの間の波長を有する励起光を提供することができる。一実施形態では、光源111は、青~緑の波長範囲(例えば、400~600nm)の励起光を提供することができる。光源は、レーザであっても、LEDであってもよい。
サーモグラフィ蛍光体112は、ESC表面102全体の関心点102nに、表面102の下又はファイバ110の先端114のいずれかに埋め込まれて、複数の点102nからの均一な分布及び温度測定を同時にリアルタイムで達成することができる。
一実施態様において、個別ファイバ110は、図3に示すように、グループ1110にグループ化され得る。各ファイバグループ1110は、例えば、約10程度のファイバ110を有することができる。例えば、束106内のファイバ110の総数は、グループあたり10のファイバを有する40のグループ1110にグループ化することができる400であることが可能であり、その結果、各グループがESC表面102上の40の位置(領域)で温度測定を提供できるようになっている。ファイバグループ1110は、ファイバ束110の長さに沿った異なる位置であってもよく、その結果、ファイバグループ1110のそれぞれの個別ファイバ110は、束106の長さに沿った異なる位置で終端することができる。例えば、第一のグループ1110aは、近位端108から50cmのところにあることができ、第二のグループ1110bは60cmのところにあることができ、第三のグループ1110c1110aは近位端108から70cmのところにあることができる。ファイバグループ1110は、ファイバ束106の長さに沿った任意の位置にあることができ、各グループは、本発明の範囲から逸脱することなく、互いから任意の距離にあることができる。図示された例では、第四のファイバグループ1110dは、ファイバ束106の遠位端107に配置されている。それぞれのファイバグループ1110に近接する表面102の個別領域の温度を測定するために、サーモグラフィ蛍光体がファイバグループ1110のそれぞれの先端に配置される。
温度の測定は、高速度デジタルカメラ116を利用して行われる。励起光で励起した後にサーモグラフィ蛍光体112から出射した光は、ファイバ束106に動作可能に結合されたカメラ116によって検出される。高速度カメラ116は、複数のピクセル316(図4)を備えることができ、測定表面102及び測定点/位置102nとの視線から外れている。これは、関心のある大きな表面102から小さなファイバ束面119(図2に密接に示されている)への関心のある測定パラメータ(例えば温度)の「転置」を達成し、視線の必要なく大きな表面の質問を効果的に可能にする。
顕微鏡対物レンズ118は、表面102における個別ファイバ110又はファイバのグループの位置をマッピングするために、励起光がファイバ束106を透過するときに、ファイバ束106の遠位端107を画像化するために使用することができる。マッピングは、最初のファイバ110又はファイバのグループに光を当てることによって全てのファイバ110の面119(すなわち、端面)を撮像し、面119上のファイバ110の位置を決定し、次のファイバ110のグループに進む前に、そのようなファイバ/ファイバ110のグループに領域(点102n)を割り当てることによって、束106内の全てのファイバ110がマッピングされるまで行われる。ファイバ束110の端面119は、束の近位端108にあり、例えば、近位端108におけるファイバ束の研磨された端面であるような場合である。面119は、焦点距離に応じて対物レンズから所定の距離にある。例えば、面119は、対物レンズから5mm~15mm離れていることができる。各個別ファイバ110の画像は、高速度カメラ116上の画素316の指定された領域を有する。図3は、使用される活物質に応じて、0.5~5msの範囲とすることができる4回の露光時間T1~T4におけるESC表面102上の特定のマッピングされた点102nに対応する個別ファイバ110の面119の画像を概略的に示している。単一ファイバ110の画像には、カメラ116の画素の指定領域がある。指定された画素のグループは、表面102上の単一点102nに対応し、特定点の温度測定に使用される。したがって、単一測定点位置102nは、ファイバ束面119の特定領域にマッピングされる。
サーモグラフィ蛍光体112からの出射光は、励起光と異なる波長である。例えば、出射光は、赤色の波長域とすることができ、例えば、600~800nmのような波長域である。ファイバ束106は、励起光と出射光の両方を透過するため、光スプリッタ120を設けて、励起光を出射光から分離することができる。例えば、光スプリッタ120は、ダイクロイックミラーとすることができる。
表面102の質問は、高速度カメラ116によって行われる。光信号は、カメラの撮像センサに結像され、カメラの露光は、積分窓の所定の持続時間に対して設定される。例えば、カメラの露光は、それぞれの個別の点又は領域の出射光が高速度カメラ116のそれぞれの指定された画素316によって撮像されるように、1msに設定され得る。特定の所定の点/領域の画素の強度は、その領域及び特定の積分窓の積分光強度に正比例する。例えば、連続する4つの窓の強度を測定することにより、特定の領域に対する光信号の減衰率を計算することができ、サーモグラフィ蛍光体に対する出射光の減衰時間に基づいて温度を決定することができる。
図5は、表面1002で複数点の温度を同時にリアルタイムでその場測定するための多点温度測定システム1000の別の実施形態を示す。システム1000は、遠位端1007を有する光ファイバプローブ1004を備える。プローブ1004は、第一のファイバ束1005及び第二のファイバ束1006を有する。ファイバ束1005及び1006のそれぞれは、複数の個別ファイバ(図2のファイバ110と同様)を備えることができる。第一のファイバ束1005の近位端1008bは、ファイバ束1005に励起光を提供する光源1011に動作可能に結合される。光源1011は、図1の光源111と同じ又は類似のものとすることができる。励起光は、複数の点で表面1002に隣接するサーモグラフィ蛍光体のような活性材料に、又はプローブ1004の遠位端1007に導かれる。カップリング光学系を使用して、光源1011によって生成された光を第一の束1005に伝送し、表面1002に結合された活性材料を励起することができる。サーモグラフィ蛍光体からの出射光は、第二の束1006の近位端1008aに戻る出射光を伝送する第二のファイバ束1006によって捕捉される。第二のファイバ束1006によって捕捉され透過した出射光は、高速度カメラ1116によって撮像される。
サーモグラフィ蛍光体のような活物質は、表面1002の下又はプローブ1004の先端(第一及び第二の束1005、1006の第一及び第二の遠位端に結合される)のいずれかで、表面1002全体の関心点に埋め込まれ、同時にリアルタイムで複数点から均等な分布及び温度測定値を達成することが可能である。プローブ1004の先端に活物質を結合する場合、活物質からの出射光を第二のファイバ束1006のファイバで捕捉できるように、サーモグラフィ蛍光体などの活物質は半透明の材料であることが必要である。
一実施態様では、第一及び第二の束1005、1006の個別ファイバは、図3に図示されたグループ1110と同様のグループにグループ化することができる。例えば、各ファイバグループ1110が10のファイバを有する場合、それらの10のファイバのうち5つは、第一(照明)のファイバ束1005を形成するように束ねられる一方、他の5つのファイバは、第二のファイバ束1006を形成するように束ねられることになる。例えば、第一の束1005のファイバの総数は、ESC表面1002上の40の測定位置(領域)に励起光を伝送する200のファイバとすることができ、第二の束1006のファイバの総数は、このような40の測定位置(領域)からの出射光を捕捉し、これにより、リアルタイムで同時にESC表面102上の40の位置(領域)の温度測定値を提供する200のファイバとすることができる。ファイバグループは、図3のシステムに関して先に説明したように、ファイバグループのそれぞれの第一及び第二のファイバ束1005n、1006nの個別ファイバがプローブ1004の長さに沿って異なる位置で終端することができるように、ファイバプローブ1004の長さに沿って異なる位置にあることができる。
高速度カメラ1116は、複数の画素(図4の画素316参照)を有するCCDチップなどのカメラ感知材料からなることができ、測定表面1002及び測定点/位置との視線から外れたところに配置される。一実施形態では、第二のファイバ束1006の近位端1008aは、CCDチップに直接束ねられることが可能である。例えば、所定の測定領域からの出射光を透過している個別ファイバ又はファイバグループを、CCD内の所定の画素316に結合することができ、こうして、ある測定領域に割り当てられた正確なファイバマッピングを提供することができる。一実施形態では、図1の顕微鏡対物レンズ118と同様の顕微鏡対物レンズを使用して、個別ファイバ又はファイバ束グループの位置をマッピングし、表面1002上の特定の測定位置/領域を割り当てることができる。光信号は、カメラの撮像センサに結像され、カメラの露光は、積分窓の所定の持続時間に対して設定される。例えば、カメラの露光は、それぞれの個別の点又は領域の出射光が高速度カメラ1116のそれぞれの指定された画素316によって撮像されるように、1msに設定され得る。特定の所定の点/領域の画素の強度は、その領域及び特定の積分窓の積分光強度に正比例する。例えば、連続する4つの窓の強度を測定することにより、特定の領域に対する光信号の減衰率を計算することができ、サーモグラフィ蛍光体に対する出射光の減衰時間に基づいて温度を決定することができる。
本開示の特定の要素、実施形態及び用途を図示して、説明してきたが、本開示の範囲はそれらに限定されるものではなく、当業者であれば、特に上述した教示に照らして、本開示の範囲を逸脱することなく変更が可能であると理解されるだろう。したがって、例えば、本明細書で開示された任意の方法又は処理において、その方法/処理を構成する作用又は動作は、任意の適切な手順で実行可能であり、必ずしも特定の開示された手順に限定されるものではない。要素及び部品は、各種実施形態において、異なるように構成又は配置したり、組み合わせ及び/又は削除したりすることが可能である。上述した各種特徴及び処理を、互いに独立して使用してもよく、あるいは各種方法を組み合わせてもよい。すべての可能な組み合わせ及び部分的な組み合わせは、本開示の範囲内に入ることが意図されている。本開示を通じて、「いくつかの実施形態」、「一実施形態」等への言及は、その実施形態と関連して説明される特定の特徴、構造、ステップ、処理、又は特性が少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本開示を通じて、「いくつかの実施形態では」、「一実施形態では」等の文言の出現は、必ずしもすべてが同一の実施形態に関連するとは限らず、1つ以上の同一又は異なる実施形態に関連してもよい。
実施形態の様々な態様及び利点は、適切なものを説明してきた。そのような態様又は利点のすべてが必ずしも特定の実施形態によって達成されるとは限らないことは理解されるべきである。したがって、例えば、様々な実施形態は、本明細書に教示又は提案されるような他の態様又は利点を必ずしも達成することなく、本明細書に教示されるような一つの利点又は利点のグループを達成又は最適化する方法で、実行され得ることを認識されるべきである。
本明細書で使用される条件付き文言は、例えば、とりわけ、「できる(can)」、「できる(could)」、「あり得る(might)」、「ことがある(may)」、「例えば」等は、特に他の方法で述べられていなければ、又は使用される文脈の中で他のように理解されなければ、通常、特定の実施形態が特定の特徴、要素及び/又はステップを含み、その一方で、他の実施形態がそれらを含まないことを伝えることを意図している。したがって、そのような条件付き文言は、一般に、特徴、要素及び/又はステップが1つ以上の実施形態に要求される方法であること、又は1つ以上の実施形態が必ずしも、オペレータの入力又はプロンプティングにより又はそれらなしに、これらの特徴、要素及び/又はステップが任意の特定の実施形態に含まれるかどうか又はその中で実行されるべきかどうかを決定するための論理を含んでいないことを暗示することを意図するものではない。単一の特徴又は特徴のグループは、特定の実施形態に必須又は不可欠なものではない。「備える」、「含む」、「有する」等の用語は、同義語であり、オープンエンドで包括的に使用され、追加の要素、特徴、作用、動作等を排除するものではない。また、「又は」という用語は、その包括した意味で使用され(排他的な意味ではない)、したがって、例えば、要素のリストを接続するために使用されるとき、「又は」という用語は、そのリストの1つ、一部、又は全部の要素を意味する。
本明細書で説明された実施形態の例示的な計算、シミュレーション、結果、グラフ、値、及びパラメータは、開示した実施形態を説明するためのものであり、それらに限定する意図はない。他の実施形態は、本明細書で説明された例示と異なるように構成及び/又は動作可能である。

Claims (14)

  1. 複数点における表面の温度を同時にリアルタイムで測定するための光ファイバ温度測定システムであって、
    - 遠位端と近位端とを有し、複数の個別ファイバを備えるファイバ束を有する光ファイバプローブと、
    - 前記ファイバ束に動作可能に結合され、前記複数の個別ファイバのそれぞれの先端に励起光を提供する光源と、
    - 前記複数の個別ファイバに結合され、前記表面の複数の個別領域から温度測定値を提供するサーモグラフィ蛍光体であって、前記個別ファイバのそれぞれは、前記個別領域上の所定の点において前記励起光を前記サーモグラフィ蛍光体に伝達し、前記サーモグラフィ蛍光体からの出射光を前記ファイバ束の近位端に戻す、サーモグラフィ蛍光体と、
    - 前記ファイバ束の前記近位端に動作可能に結合され、前記個別ファイバのそれぞれから伝送された前記出射光を検出する高速度カメラであって、測定表面との視線の外にあり、複数の画素を備える高速度カメラと、
    - 前記光源及び前記高速度カメラに動作可能に結合され、前記励起光が前記ファイバ束を透過したときに前記ファイバ束の前記遠位端の画像を提供する顕微鏡対物レンズであって、前記個別ファイバが前記表面上の特定のマッピングされた位置に対応し、各個別ファイバの画像が前記高速度カメラ上の画素の指定領域を有する、顕微鏡対物レンズと、
    を備え、
    前記高速度カメラが、個別の点又は領域からの出射光を受信し、積分窓の所定の持続時間の積分信号値を提供し、前記積分窓のために得られた画像の光強度に基づいて、前記個別の点又は領域からの出射光の減衰時間が計算され、そのような点又は領域の温度測定値が得られる、光ファイバ温度測定システム。
  2. 前記サーモグラフィ蛍光体が、各個別ファイバの先端に形成されたノッチに埋め込まれている、請求項1に記載の光ファイバ温度測定システム。
  3. 前記サーモグラフィ蛍光体が、所定の複数の位置で前記測定表面に埋め込まれている、請求項1に記載の光ファイバ温度測定システム。
  4. 前記複数の個別ファイバが、前記ファイバ束の長さに沿って所定の位置に配置された多数のグループにグループ化されており、各グループは2つ以上の個別ファイバを備え、各ファイバの各グループは前記表面上の所定の測定領域から温度測定を提供する、請求項1に記載の光ファイバ温度測定システム。
  5. 前記ファイバ束は、前記近位端に研磨された端面を備える、請求項1に記載の光ファイバ温度測定システム。
  6. 前記ファイバ束は、100~400の個別ファイバを備える、請求項1に記載の光ファイバ温度測定システム。
  7. 前記高速度カメラの露出が1msに設定されている、請求項1に記載の光ファイバ温度測定システム。
  8. 複数点における表面の温度を同時にリアルタイムで測定するための光ファイバ温度測定システムであって、
    -光ファイバプローブであって、
    ・第一の遠位端、第一の近位端、及び第一の複数の個別ファイバを有する第一のファイバ束と、
    ・第二の遠位端、第二の近位端、及び第二の複数の個別ファイバを有する第二のファイバ束と、
    を備える光ファイバプローブと、
    - 前記第一のファイバ束の前記第一の近位端に動作可能に結合され、前記第一の遠位端に励起光を提供し、前記第一の複数の個別ファイバのそれぞれの先端に前記励起光を伝達する光源であって、前記第一のファイバ束の前記第一の複数の個別ファイバが前記表面上の所定の点に前記励起光を伝達するように構成される、光源と、
    - 前記第二の遠位端及び前記第二の複数の個別ファイバに結合され、前記表面上の各所定の点における複数の個別領域からの温度測定値を提供するサーモグラフィ蛍光体であって、前記第二の複数の個別ファイバのそれぞれは、前記サーモグラフィ蛍光体からの出射光を捕捉して前記第二のファイバ束の前記第二の近位端に戻して伝達するよう構成された、サーモグラフィ蛍光体と、
    - 前記第二のファイバ束の前記第二の近位端に動作可能に結合され、前記個別ファイバのそれぞれから伝送された前記出射光を検出する高速度カメラであって、前記高速度カメラは、測定表面との視線の外にあり、複数の画素を有する画像要素を備え、前記第二のファイバ束の各個別ファイバ又はファイバのグループは、所定の画素に関連付けられ、前記個別ファイバは前記表面上の特定のマッピング位置に対応する、高速度カメラと、
    - 前記励起光が前記第一のファイバ束を透過するときに、前記第二のファイバ束の前記遠位端の画像を提供するために、前記光源及び前記高速度カメラに動作可能に結合された顕微鏡対物レンズと、
    を備え、
    前記高速度カメラが、個別の点又は領域からの出射光を受信し、積分窓の所定の持続時間の積分信号値を提供し、前記積分窓のために得られた画像の光強度に基づき、前記個別の点又は領域からの前記出射光の減衰時間が計算され、その点又は領域の温度測定値が得られる、光ファイバ温度測定システム。
  9. 前記サーモグラフィ蛍光体は、対応する前記第一及び第二のファイバ束の第一及び第二の端部に結合され、前記サーモグラフィ蛍光体は半透明材料である、請求項8に記載の光ファイバ温度測定システム。
  10. 前記サーモグラフィ蛍光体が、所定の複数の位置で前記測定表面に埋め込まれている、請求項8に記載の光ファイバ温度測定システム。
  11. 前記第一及び第二のファイバ束からの前記第一の複数の個別ファイバ及び第二の複数の個別ファイバは、前記ファイバプローブの長さに沿って所定の位置に配置された多数のグループにグループ化され、各グループは2つ以上の個別ファイバを備え、ファイバの各グループは前記表面上の所定の測定領域から温度測定値を提供する、請求項8に記載の光ファイバ温度測定システム。
  12. 前記第一のファイバ束は、前記近位端に研磨された端面を有し、前記第二のファイバ束は、前記近位端に研磨された端面を有する、請求項8に記載の光ファイバ温度測定システム。
  13. 複数点における表面の温度を同時にリアルタイムで測定する方法であって、
    - 複数の個別ファイバを含むファイバ束の近位端に励起光を提供するステップと、
    - 前記励起光を、前記表面の複数の個別領域において前記個別ファイバのそれぞれの遠位端に結合されたサーモグラフィ蛍光体に伝達するステップと、
    - 前記サーモグラフィ蛍光体からの出射光を前記ファイバ束の前記近位端に戻すステップと、
    - 前記個別ファイバのそれぞれから伝送された出射光を高速度カメラで検出するステップであって、前記高速度カメラは測定表面との視線から外れている、ステップと、
    - 前記高速度カメラに結合された顕微鏡対物レンズを使用して、前記個別ファイバの前記遠位端の画像を提供するステップと、
    - 前記表面上の前記個別ファイバのそれぞれの位置をマッピングするステップと、
    - 前記表面上のマッピングされた前記位置に対応する個別ファイバから検出された画像に対して、前記高速度カメラ上の画素の領域を指定するステップと、
    - 前記表面上の所定の位置に対応する画素の各領域によって検出された光の強度を測定し、積分窓の所定の持続時間の積分信号値を提供するステップと、
    - 前記高速度カメラの画素の各領域で撮像された出射光強度の減衰時間に基づいて、前記表面上の各位置の温度を計算するステップと、
    を含む、方法。
  14. 前記複数の個別ファイバを、前記ファイバ束の長さに沿った所定の位置に配置された2つ以上の個別ファイバを備える多数のグループにグループ化するステップであって、ファイバの各グループは、前記表面上の所定の測定領域から温度測定値を提供する、ステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
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