JP2581156B2 - レーザ共振器のレーザパワー密度測定方式 - Google Patents
レーザ共振器のレーザパワー密度測定方式Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザダストモニタ等として用いられるレ
ーザ共振器内のレーザパワー密度を測定するための方式
に関するものである。
ーザ共振器内のレーザパワー密度を測定するための方式
に関するものである。
［従来の技術］ レーザ共振器は各種の測定装置として用いられてい
る。例えば、サンプル流体中に含まれる微粒子の検出を
行うレーザダストモニタは、測定対象となるサンプル流
体に向けてレーザ光を照射し、このサンプル流体中に含
まれる微粒子からの散乱反射光を集光して光電変換し、
この検出信号の波高値から粒径を測定するように構成し
たもので、LSIの製造工程において使用されるキャリヤ
ガスや超純水等からなる処理用流体の清浄度を検査する
装置等として好適に用いられている。
る。例えば、サンプル流体中に含まれる微粒子の検出を
行うレーザダストモニタは、測定対象となるサンプル流
体に向けてレーザ光を照射し、このサンプル流体中に含
まれる微粒子からの散乱反射光を集光して光電変換し、
この検出信号の波高値から粒径を測定するように構成し
たもので、LSIの製造工程において使用されるキャリヤ
ガスや超純水等からなる処理用流体の清浄度を検査する
装置等として好適に用いられている。
而して、近年においては、１メガビット,4メガビット
というように極めて集積度の高いLSIが製造されるよう
になってきており、これに伴なって微粒子の測定精度、
即ち検出可能な最小粒径に対する要求が増々厳格になっ
てきている。
というように極めて集積度の高いLSIが製造されるよう
になってきており、これに伴なって微粒子の測定精度、
即ち検出可能な最小粒径に対する要求が増々厳格になっ
てきている。
ここで、粒子からの散乱光の強度は、それに照射する
レーザ光のレーザパワー密度に比例するために、検出す
べく微粒子の粒径に応じたレーザパワー密度を有するレ
ーザ共振器を用いなければならない。このために、レー
ザダストモニタとしてレーザ共振器を組み込むに際して
は、このレーザ共振器内レーザパワー密度を正確に測定
する必要がある。また、実際に微粒子の測定を行うに際
して、散乱光の強度は粒子に照射されるレーザ光の強度
により異なるために、予めそのレーザ共振器の特性を評
価しておかなければ、正確な微粒子の測定を行うことが
できないことにもなる。さらにまた、レーザダストモニ
タの設計・開発を行う場合においても、レーザ共振器内
のレーザパワー密度を測定することが必要となる。
レーザ光のレーザパワー密度に比例するために、検出す
べく微粒子の粒径に応じたレーザパワー密度を有するレ
ーザ共振器を用いなければならない。このために、レー
ザダストモニタとしてレーザ共振器を組み込むに際して
は、このレーザ共振器内レーザパワー密度を正確に測定
する必要がある。また、実際に微粒子の測定を行うに際
して、散乱光の強度は粒子に照射されるレーザ光の強度
により異なるために、予めそのレーザ共振器の特性を評
価しておかなければ、正確な微粒子の測定を行うことが
できないことにもなる。さらにまた、レーザダストモニ
タの設計・開発を行う場合においても、レーザ共振器内
のレーザパワー密度を測定することが必要となる。
従来技術にあっては、かかるレーザ共振器のレーザパ
ワー密度の測定を、レーザ共振器における反射ミラーか
らの漏光を測定し、この測定値とミラーの透過率とに基
づいてレーザパワー密度を推定するようにしていた。
ワー密度の測定を、レーザ共振器における反射ミラーか
らの漏光を測定し、この測定値とミラーの透過率とに基
づいてレーザパワー密度を推定するようにしていた。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、実際に微粒子を検出・測定する位置はレー
ザ管と反射ミラーとの間の位置であり、前述した従来技
術のように、微粒子測定位置とは異なる反射ミラーの外
部でレーザパワー密度を測定するようにした場合、その
正確な測定を行うことができないという欠点がある。
ザ管と反射ミラーとの間の位置であり、前述した従来技
術のように、微粒子測定位置とは異なる反射ミラーの外
部でレーザパワー密度を測定するようにした場合、その
正確な測定を行うことができないという欠点がある。
本発明は叙上の点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、レーザ共振器内の測定位置におけるレ
ーザパワー密度を正確に測定することができるレーザ共
振器内のレーザパワー密度の測定方式を提供することに
ある。
とするところは、レーザ共振器内の測定位置におけるレ
ーザパワー密度を正確に測定することができるレーザ共
振器内のレーザパワー密度の測定方式を提供することに
ある。
［問題点を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本発明は、外部鏡型
のレーザ共振器を用い、このレーザ共振器におけるレー
ザ管とミラーとの間のレーザ光路を横切るようにサンプ
ルエアの通路を形成し、該サンプルエア中に一定の粒径
を有する標準粒子を搬送させて、該標準粒子からの散乱
光を集光し、その検出電圧，検出感度，検出器の回路系
における等価抵抗及び検出光学系の総合透過率を測定す
ると共に、当該標準粒子による積分散乱断面積を算出す
ることによって、前記レーザ共振器内のレーザパワー密
度を算定して、該レーザ共振器の当該の標準粒子の測定
に関する特性を評価可能としたことをその特徴とするも
のである。
のレーザ共振器を用い、このレーザ共振器におけるレー
ザ管とミラーとの間のレーザ光路を横切るようにサンプ
ルエアの通路を形成し、該サンプルエア中に一定の粒径
を有する標準粒子を搬送させて、該標準粒子からの散乱
光を集光し、その検出電圧，検出感度，検出器の回路系
における等価抵抗及び検出光学系の総合透過率を測定す
ると共に、当該標準粒子による積分散乱断面積を算出す
ることによって、前記レーザ共振器内のレーザパワー密
度を算定して、該レーザ共振器の当該の標準粒子の測定
に関する特性を評価可能としたことをその特徴とするも
のである。
［作用］ 而して、ダストモニタ等の光学的な粒子測定装置にあ
っては、レンズ等の光学手段を用いて被測定流体中に含
まれる粒子からの散乱光を集光して、光検出器により光
電変換する。ここで、光検出器による検出電圧をV1とし
たときに、 V1＝σ(Dp,λ，ω)・Ii(λ)・η(λ)・R.T(λ)・・・式 が成立する。而して、σ（Dp,λ・ω）は積分散乱断面
積［cm2］,Ii（λ）はレーザパワー密度［W/cm2］，η
（λ）は検出感度［A/W］,Rは抵抗［Ω］,T（λ）は検
出光学系の統合透過率であり、また積分散乱断面積は、
粒子の粒径（Dp）と、レーザ光の波長（λ）と検出光学
系の集光立体角（ω）の関数である。
っては、レンズ等の光学手段を用いて被測定流体中に含
まれる粒子からの散乱光を集光して、光検出器により光
電変換する。ここで、光検出器による検出電圧をV1とし
たときに、 V1＝σ(Dp,λ，ω)・Ii(λ)・η(λ)・R.T(λ)・・・式 が成立する。而して、σ（Dp,λ・ω）は積分散乱断面
積［cm2］,Ii（λ）はレーザパワー密度［W/cm2］，η
（λ）は検出感度［A/W］,Rは抵抗［Ω］,T（λ）は検
出光学系の統合透過率であり、また積分散乱断面積は、
粒子の粒径（Dp）と、レーザ光の波長（λ）と検出光学
系の集光立体角（ω）の関数である。
従って、前述の検出感度η（λ），抵抗Ｒ及び検出光
学系の統合透過率Ｔ（λ）を予め測定しておき、標準粒
子を搬送するサンプルエアを測定位置、即ちレーザ管と
反射ミラーとの間の位置に流して、その散乱光を検出光
学系で集光して光検出器により実際に電圧値V1を測定す
る。そして、標準粒子の粒径（Dp），レーザ光の波長
（λ）及び検出光学系の集光立体角（ω）は知られてい
るので、積分散乱断面積σ（Dp,λ，ω）を計算で求め
ることができ、前述の各測定値とこの積分散乱断面積の
計算値を前記式に代入すれば、検出位置におけるレーザ
パワー密度Ii（λ）を求めることができる。
学系の統合透過率Ｔ（λ）を予め測定しておき、標準粒
子を搬送するサンプルエアを測定位置、即ちレーザ管と
反射ミラーとの間の位置に流して、その散乱光を検出光
学系で集光して光検出器により実際に電圧値V1を測定す
る。そして、標準粒子の粒径（Dp），レーザ光の波長
（λ）及び検出光学系の集光立体角（ω）は知られてい
るので、積分散乱断面積σ（Dp,λ，ω）を計算で求め
ることができ、前述の各測定値とこの積分散乱断面積の
計算値を前記式に代入すれば、検出位置におけるレーザ
パワー密度Ii（λ）を求めることができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
まず、第１図及び第２図に本発明の方式を実施するた
めの測定装置の構成を示す。
めの測定装置の構成を示す。
図中において、１はレーザ共振器，はインレットノズ
ル,3はアウトレットノズルをそれぞれ示し、インレット
ノズル２からアウトレットノズル３に向けて流れるサン
プル流体はレーザ共振器１におけるレーザ光の光路Ｌを
横切るようになっており、このレーザ光とサンプル流体
との交差した部分の体積が検出体積４である。そして、
サンプル流体中には、予め測定した一定の粒径を有する
標準粒子を搬送させるようにしている。
ル,3はアウトレットノズルをそれぞれ示し、インレット
ノズル２からアウトレットノズル３に向けて流れるサン
プル流体はレーザ共振器１におけるレーザ光の光路Ｌを
横切るようになっており、このレーザ光とサンプル流体
との交差した部分の体積が検出体積４である。そして、
サンプル流体中には、予め測定した一定の粒径を有する
標準粒子を搬送させるようにしている。
ここで、レーザ共振器１としては、気体レーザ，固体
レーザ，液体レーザ，半導体レーザ等を用いることがで
きるが、微粒子の測定検出を行うために用いられる関係
上、連続発振が容易に得られる気体レーザが好適であ
り、この気体レーザのうち、周波数分布幅が狭い安定し
た波長のコヒーレント光を連続発振することができるHe
−Neレーザ,Arレーザ,CO2レーザが最も好ましい。そし
て、レーザ共振器１としては、レーザ管10と該レーザ管
10により励起されるとレーザ光の共振領域を形成するミ
ラー11,12を備え、これらミラー11,12はレーザ管10の外
部に配置した、所謂外部鏡式となっており、検出体積４
は一方のミラー11とレーザ管10との間に形成されてい
る。
レーザ，液体レーザ，半導体レーザ等を用いることがで
きるが、微粒子の測定検出を行うために用いられる関係
上、連続発振が容易に得られる気体レーザが好適であ
り、この気体レーザのうち、周波数分布幅が狭い安定し
た波長のコヒーレント光を連続発振することができるHe
−Neレーザ,Arレーザ,CO2レーザが最も好ましい。そし
て、レーザ共振器１としては、レーザ管10と該レーザ管
10により励起されるとレーザ光の共振領域を形成するミ
ラー11,12を備え、これらミラー11,12はレーザ管10の外
部に配置した、所謂外部鏡式となっており、検出体積４
は一方のミラー11とレーザ管10との間に形成されてい
る。
また、このレーザ管10の外周には外部電極が装着され
ており、該外部電極には高周波電源が接続されて、この
高周波電源に電圧を印加することによって、レーザ管10
内に封入されたレーザ媒質が励起されて、レーザ発振が
発生するようになっているが、このレーザ発振の機構に
ついては、従来から周知であるので、その図示及び説明
は省略する。
ており、該外部電極には高周波電源が接続されて、この
高周波電源に電圧を印加することによって、レーザ管10
内に封入されたレーザ媒質が励起されて、レーザ発振が
発生するようになっているが、このレーザ発振の機構に
ついては、従来から周知であるので、その図示及び説明
は省略する。
而して、前述したサンプル流体をインレットノズル２
からアウトレットノズル３に向けて流すと、レーザ共振
器１におけるレーザ光の光路Ｌと交差する検出体積４の
位置において、このサンプル流体中に搬送される標準粒
子によってレーザ光が散乱せしめられることになるが、
この散乱光を集光するために、第２図に示したように、
レンズまたは反射鏡等を備えた集光光学系20が設けられ
ると共に、光検出器21が設けられており、集光光学系20
によって就航された散乱光は光検出器21によって光電変
換し、さらにこの検出電流を電流・電圧変換して、その
波高値を検出することができるようになっている。
からアウトレットノズル３に向けて流すと、レーザ共振
器１におけるレーザ光の光路Ｌと交差する検出体積４の
位置において、このサンプル流体中に搬送される標準粒
子によってレーザ光が散乱せしめられることになるが、
この散乱光を集光するために、第２図に示したように、
レンズまたは反射鏡等を備えた集光光学系20が設けられ
ると共に、光検出器21が設けられており、集光光学系20
によって就航された散乱光は光検出器21によって光電変
換し、さらにこの検出電流を電流・電圧変換して、その
波高値を検出することができるようになっている。
前述のように構成した測定装置を用いてレーザ共振器
１のレーザパワー密度の測定を行うための方法について
説明する。
１のレーザパワー密度の測定を行うための方法について
説明する。
レーザ管10の外周に設けた外部電極に接続した高周波
電源に電圧を印加すると、レーザ管10内に封入されたレ
ーザ媒質が励起されて、レーザ発振が生じる。このよう
にして発生したレーザ光は、ミラー11,12間における光
路Ｌに沿って往復反射を繰り返す間に指数関数的に増大
することになる。
電源に電圧を印加すると、レーザ管10内に封入されたレ
ーザ媒質が励起されて、レーザ発振が生じる。このよう
にして発生したレーザ光は、ミラー11,12間における光
路Ｌに沿って往復反射を繰り返す間に指数関数的に増大
することになる。
そこで、インレットノズル２からアウトレットノズル
３に向けてサンプル流体を流すと、このサンプル流体の
流路はレーザ光の光路Ｌを横切ることになる。而して、
このサンプル流体には標準粒子が搬送されるようになっ
ているので、該標準粒子が光路Ｌを横切ったときに、レ
ーザ光が散乱せしめられることになり、この散乱光は集
光光学系20により集光されて、光検出器21に入射される
ことになる。そして、この光検出器21に入射された散乱
光の強度は該光検出器21により光電変換されて、この光
検出器21の回路系全体の等価抵抗により電流・電圧変換
され、波高値が測定されることになる。
３に向けてサンプル流体を流すと、このサンプル流体の
流路はレーザ光の光路Ｌを横切ることになる。而して、
このサンプル流体には標準粒子が搬送されるようになっ
ているので、該標準粒子が光路Ｌを横切ったときに、レ
ーザ光が散乱せしめられることになり、この散乱光は集
光光学系20により集光されて、光検出器21に入射される
ことになる。そして、この光検出器21に入射された散乱
光の強度は該光検出器21により光電変換されて、この光
検出器21の回路系全体の等価抵抗により電流・電圧変換
され、波高値が測定されることになる。
ここで、光検出器21により検出された波高値をV1とし
たときに、前述した如く、 V1＝σ(Dp,λ，ω)・Ii(λ)・η(λ)・Ｒ・Ｔ(λ) が成立する。
たときに、前述した如く、 V1＝σ(Dp,λ，ω)・Ii(λ)・η(λ)・Ｒ・Ｔ(λ) が成立する。
而して、装置構成から、光検出器21による検出感度η
（λ），該光検出器21の回路系の等価抵抗Ｒ及び集光光
学系20における総合透過率Ｔ（λ）は判明している。ま
た、標準粒子の粒径（Dp），レーザ光の波長（λ）及び
検出光学系の集光立体角（ω）は知られているので、こ
れらの関数である積分散乱断面積σ（Dp,λ，ω）は計
算で求めることができる。従って、これらのデータと前
述した光検出器21により検出された波高値を前述の式に
代入すれば、このレーザ発振器１における検出体積４の
位置でのレーザパワー密度Ii（λ）が算出することにな
る。
（λ），該光検出器21の回路系の等価抵抗Ｒ及び集光光
学系20における総合透過率Ｔ（λ）は判明している。ま
た、標準粒子の粒径（Dp），レーザ光の波長（λ）及び
検出光学系の集光立体角（ω）は知られているので、こ
れらの関数である積分散乱断面積σ（Dp,λ，ω）は計
算で求めることができる。従って、これらのデータと前
述した光検出器21により検出された波高値を前述の式に
代入すれば、このレーザ発振器１における検出体積４の
位置でのレーザパワー密度Ii（λ）が算出することにな
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、微粒子等を測
定する位置に、標準粒子を搬送するサンプル流体を流
し、このサンプル流体における標準粒子からの散乱反射
光を集光して、光電変換を行うことによって、レーザ共
振器中におけるレーザパワー密度を測定するようにした
ので、測定位置におけるレーザパワー密度を正確に測定
することができるようになり、ダストモニタ等としてレ
ーザ共振器を用いる場合に、当該のレーザ共振器が所定
の粒径の微粒子を検出する適しているか否かについてに
検定を極めて正確に行うことができる等の諸効果を奏す
る。
定する位置に、標準粒子を搬送するサンプル流体を流
し、このサンプル流体における標準粒子からの散乱反射
光を集光して、光電変換を行うことによって、レーザ共
振器中におけるレーザパワー密度を測定するようにした
ので、測定位置におけるレーザパワー密度を正確に測定
することができるようになり、ダストモニタ等としてレ
ーザ共振器を用いる場合に、当該のレーザ共振器が所定
の粒径の微粒子を検出する適しているか否かについてに
検定を極めて正確に行うことができる等の諸効果を奏す
る。
図面は本発明の方式を実施するための装置構成を示すも
のであって、第１図はレーザ共振器の構成説明図、第２
図は散乱光検出機構の構成説明図である。 1:レーザ共振器、2:インレットノズル、3:アウトレット
ノズル、4:検出体積、10:レーザ管、11,12:ミラー、20:
集光光学系、21:光検出器。
のであって、第１図はレーザ共振器の構成説明図、第２
図は散乱光検出機構の構成説明図である。 1:レーザ共振器、2:インレットノズル、3:アウトレット
ノズル、4:検出体積、10:レーザ管、11,12:ミラー、20:
集光光学系、21:光検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 匡 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−129086（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−13299（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】外部鏡型のレーザ共振器を用い、このレー
ザ共振器におけるレーザ管とミラーとの間のレーザ光路
を横切るようにサンプルエアの通路を形成し、該サンプ
ルエア中に一定の粒径を有する標準粒子を搬送させて、
該標準粒子からの散乱光を集光し、その検出電圧，検出
感度，検出器の回路系における等価抵抗及び検出光学系
の総合透過率を測定すると共に、当該標準粒子による積
分散乱断面積を算出することによって、前記レーザ共振
器内のレーザパワー密度を算定し、該レーザ共振器の当
該の標準粒子の測定に関する特性を評価可能としたこと
を特徴とするレーザ共振器内のレーザパワー密度測定方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63126978A JP2581156B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | レーザ共振器のレーザパワー密度測定方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63126978A JP2581156B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | レーザ共振器のレーザパワー密度測定方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01297517A JPH01297517A (ja) | 1989-11-30 |
| JP2581156B2 true JP2581156B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=14948611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63126978A Expired - Fee Related JP2581156B2 (ja) | 1988-05-26 | 1988-05-26 | レーザ共振器のレーザパワー密度測定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581156B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL2567202T3 (pl) | 2010-03-23 | 2023-04-17 | Ophir Optronics Solutions Ltd. | Aparat do monitorowania lasera poprzez rozpraszanie wiązki |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1156852B (it) * | 1978-07-10 | 1987-02-04 | Sigma Tau Ind Farmaceuti | Procedimento industriale per la preparazione del d'canforato della l carnitinammide e del d canforato della d carnitinammide e sue applicazioni |
-
1988
- 1988-05-26 JP JP63126978A patent/JP2581156B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01297517A (ja) | 1989-11-30 |
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Legal Events
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| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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