JP5996635B2 - マルチスポット収集光学系 - Google Patents
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Description
本出願は、2011年5月3日に出願された米国仮出願第61/481,886号に対し優先権を主張する。
本発明は、一般に光学感知に関し、具体的にはスポットアレイからの光学放出の収集及び感知に関する。
38 シンチレータ
42 リレー光学系
44 ファイバ送達サブシステム
46 ファイバ
54 ズームレンズ
56 回転台
58 ビーム品質/整列ユニット
64 イメージセンサ
66 光電子増倍管
67 整列光源
69 専用の逆照明ファイバ
70 品質監視ファイバ束
71 整列検出器
Claims (20)
- 物体上のスポットアレイから放出された光学放射線を検出するための装置であって、
それぞれの入力端部及び出力端部を有し、前記入力端部は、前記スポットのアレイに対応する幾何学構成で規則的に配列された複数の光ガイドと、
前記物体上のスポットアレイから光学放射線を収集して前記入力端部上に集束させ、各入力端部が、前記スポットのうちの対応する1つから前記光学放射線を受け取るように構成されたリレー光学系と、
前記複数の光ガイドのうちのそれぞれ一つのそれぞれの出力端部から前記光学放射線を受け取るように各々が結合された複数の検出器と、
前記スポットアレイのピッチ及び回転角の変化を監視し、前記変化を検出したことに応答して、前記スポットアレイとの前記複数の光ガイドの整列を示す信号を生成するように構成される整列ユニットと、
を備える装置。 - 前記幾何学構成が六角格子を含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記光ガイドが光ファイバを備えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記入力端部が、密接に集められて、前記幾何学構成においてファイバ束を形成することを特徴とする、請求項3に記載の装置。
- 前記リレー光学系が、前記光ガイドの幾何学構成で配置された複数のマイクロレンズを有して、前記光学放射線を前記光ガイドのうちの対応する1つの光ガイドのそれぞれの入力端部上に各々が集束するようにするマイクロレンズアレイを備えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記リレー光学系が、前記スポットアレイの間隔の変動に合わせて調節するように可変の倍率を有するズームレンズを備えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記入力端部の幾何学構成が、前記スポットアレイの回転に合わせて調節するように回転可能であることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記整列ユニットは、前記光ガイドの各々のそれぞれの出力端部から前記光ガイドのうちの少なくとも一部を通じて前記光ガイドのそれぞれの入力端部に伝送され且つ前記リレー光学系を通じて前記物体上に投影される追加の光学放射線と重畳される、前記スポットアレイから放出された前記光学放射線の像を前記物体上に形成するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記整列ユニットが、
前記光ガイドと一体化され、1つ又はそれ以上の光ファイバを含み、且つ前記スポットのうちの1つから前記光学放射線を受け取るように配列された入力端部と出力端部とを有するファイバ束と、
前記ファイバ束の出力端部から放出される前記光学放射線を受け取り、前記ファイバ束と前記スポットのうちの1つとの整列を示す前記信号を生成するように結合された整列検出器と、
前記信号に応じて前記リレー光学系を調節するように構成されたコントローラと、
を更に備える、請求項1に記載の装置。 - 前記整列検出器が、それぞれの信号を出力する複数の検出器要素を含み、前記ファイバ束が、該ファイバ束と前記スポットのうちの1つとの整列の偏位によって、前記偏位を示す前記それぞれの信号の変化が生じるように配列された複数の光ファイバを含むことを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記整列ユニットが、複数のファイバ束と、該ファイバ束のうちのそれぞれの1つから光学放射線を受け取って、前記信号を前記コントローラに供給するように各々が結合された複数の整列検出器と、を含むことを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記物体がシンチレータを構成し、該シンチレータが、試料上のそれぞれの位置から放出されて前記シンチレータ上に集束される対応する2次電子ビームに応じて、前記スポットから前記光学放射線を放出するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記試料上のそれぞれの位置に向かって複数の1次電子ビームを導いて、前記試料に前記2次電子を放出させるように構成された電子源を更に備える、請求項12に記載の装置。
- 物体上のスポットアレイから放出された光学放射線を検出する方法であって、
前記物体上のスポットアレイからの光学放射線を収集し、前記スポットのアレイに対応する幾何学構成で規則的に配列された複数の光ガイドの入力端部に前記光学放射線を集束させ、前記各入力端部が前記スポットのうちの対応する1つからの前記光学放射線を受け取るようにする段階と、
前記光ガイドの各々のそれぞれの出力端部に結合されたそれぞれの検出器を用いて、前記光ガイドを通じて伝送された前記光学放射線を検出する段階と、
前記スポットアレイのピッチ及び回転角の変化を監視し、前記変化を検出したことに応答して、前記スポットアレイとの前記複数の光ガイドの整列を示す信号を生成する段階と、
を含む方法。 - 前記光学放射線を集束する段階が、前記光ガイドの入力端部の幾何学構成で配置された複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイを通じて前記収集された光学放射線を導き、前記各マイクロレンズが、前記光学放射線を前記光ガイドのうちの対応する1つの光ガイドのそれぞれの入力端部上に集束するようにする段階を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記光学放射線を集束する段階が、前記スポットアレイの間隔の変動に合わせて調節するように可変の倍率を有するズームレンズを前記光学放射線に適用する段階を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記スポットアレイの回転に合わせて調節するように前記入力端部の幾何学構成を回転させることによって、前記複数の光ガイドを配列する段階を更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記それぞれの出力端部から前記光ガイドのうちの少なくとも一部を通じて前記それぞれの入力端部に伝送され且つリレー光学系を通じて前記物体上に投影される追加の光学放射線と重畳される、前記スポットアレイから放出された前記光放射線の像を前記物体上に形成することによって、前記光ガイドを整列させる段階を更に含む、請求項14に記載の方法。
- 前記スポットのうちの1つから前記光学放射線を受け取るように、1つ又はそれ以上の光ファイバを備え且つ前記光ガイドと一体化されたファイバ束の入力端部を配列させる段階と、
前記ファイバ束の出力端部からの前記光学放射線を、前記ファイバ束と前記スポットのうちの1つとの整列を示す信号を生成する整列検出器上に導く段階と、
前記信号に応じてリレー光学系を調節する段階と、
によって前記光ガイドを整列させる段階を更に含む、請求項14に記載の方法。 - 前記ファイバ束の入力端部を配列する段階が、前記光学放射線を複数のそれぞれの整列検出器上に導く複数のファイバ束を配列する段階を含み、前記リレー光学系が、少なくとも3つの前記複数のそれぞれの前記整列検出器からの信号に応じて調節される、請求項19に記載の方法。
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