JPH0236338A - 光音響信号検出方法及びその装置 - Google Patents
光音響信号検出方法及びその装置Info
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- JPH0236338A JPH0236338A JP63185597A JP18559788A JPH0236338A JP H0236338 A JPH0236338 A JP H0236338A JP 63185597 A JP63185597 A JP 63185597A JP 18559788 A JP18559788 A JP 18559788A JP H0236338 A JPH0236338 A JP H0236338A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光音響効果（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｅ
Ｅｆｆｅｃｔ）を利用して、試料の表面及び内部情報を
検出する光音響信号検出装置に関する。
Ｅｆｆｅｃｔ）を利用して、試料の表面及び内部情報を
検出する光音響信号検出装置に関する。
光音響効果は、１８８１年チンダル（Ｔ）’ｎｄａｌｌ
） 。
） 。
ベル（Ｂｅ１ｌ） 、レントゲン（Ｒｏｎｔｏｇｅｎ
）らによって発見された。すなわち、試料１こ強度変調
した光（断続光）を照射すると、光吸収領域において熱
が発生し、熱拡散領域を周期的に拡散し、この熱壺波に
よって超音波が発生する現象である。この超音波すなわ
ち光音ｔ＃傷信号マイクロホン（音響電気変換器）や圧
１１Ｌ累子で検出し、入射光のｆｖＩ４周波数と同期し
た成分を求めること（こより、試料の表面及び内部の情
報を得ることができる。特に、変調周波数を変えること
により、試料の深さ方向の情報を得ることができる。上
記光音響信号の検出方式に関しては、文献「非破聴検査
；第３６巻第１０号、ｐ７３０〜ｐ ７３６ （昭和６
２年１０月」において論じられている。一方、試料の内
部情報を非接触・非破壊で検出するという観点力１らみ
ると、上記方式には、次のような課題がある０まず、マ
イクロホンを使う方式では、感度を上げるため、通常数
ｄ程度の大きさの密閉した試料室に試料を入れて測定を
行う必要があり、試料の大きさが１〜２ｄｆこ限定され
てしまう。場合ｔこよっては、試料を切断しなければな
らなくなるケースも生じる。圧電素子を使う方式では、
試料の裏面に圧電素子を貼り付ける必要があり、その密
着度によって、検出感度が大きく変化してしまう。
）らによって発見された。すなわち、試料１こ強度変調
した光（断続光）を照射すると、光吸収領域において熱
が発生し、熱拡散領域を周期的に拡散し、この熱壺波に
よって超音波が発生する現象である。この超音波すなわ
ち光音ｔ＃傷信号マイクロホン（音響電気変換器）や圧
１１Ｌ累子で検出し、入射光のｆｖＩ４周波数と同期し
た成分を求めること（こより、試料の表面及び内部の情
報を得ることができる。特に、変調周波数を変えること
により、試料の深さ方向の情報を得ることができる。上
記光音響信号の検出方式に関しては、文献「非破聴検査
；第３６巻第１０号、ｐ７３０〜ｐ ７３６ （昭和６
２年１０月」において論じられている。一方、試料の内
部情報を非接触・非破壊で検出するという観点力１らみ
ると、上記方式には、次のような課題がある０まず、マ
イクロホンを使う方式では、感度を上げるため、通常数
ｄ程度の大きさの密閉した試料室に試料を入れて測定を
行う必要があり、試料の大きさが１〜２ｄｆこ限定され
てしまう。場合ｔこよっては、試料を切断しなければな
らなくなるケースも生じる。圧電素子を使う方式では、
試料の裏面に圧電素子を貼り付ける必要があり、その密
着度によって、検出感度が大きく変化してしまう。
そこで、光音１＃信号の検出方式として、最近特番こ注
目を浴びているのが、光干渉を用いる方式である。この
方式ｆこついては、例えば文献［アイ・イー・イー・イ
ー、 １９Ｂ６ ウルトラソニックスシンポジウムｐ
５１５〜５２６（１９８６年）（、ＩＥＥＥ；１９８６
ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ８ＳＹＭＰＯ８ＩＵＭ−ｐ５１５
〜５２１５ （１９８６））Ｊ ｔこおいて論じられて
いる。以下では、第７図１こより、この方式について説
明する。レーザ１から出射した平行光を音響光学変調素
子（Ａ ＯｖＡ器）２により強度変調し、その断続光ヲ
ビームエキスパンダ３により７９？ｍのビーム径に拡大
した後、レンズ４ζこより、ＸＹステージ５上の試料６
の表面に集光させる。試料６上ω果光部１６０において
生じた熱歪波により、超音波が発生し、同時に試料表面
に微小変位が生じる０この微小変位を以下に述べるマイ
ケルソン干渉計で検出する。レーザ７から出射した平行
光をビームエキスパンダ８Ｉこより所望のビーム径に拡
大した後、ハーフミラ−９で２つの光路に分離し、一方
はレンズ１０により試料６上の集光部１３０に集光させ
る。他方は参照ミラー１１上に照射させる。試料６から
の反射光上参照ミラー１１からの反射光は、ハーフミラ
−９上で互いに干渉し、この干渉パターンがレンズ１２
により、ホトダイオード等の光電変換素子１３上に集光
される。光１ｍ変換された干渉強度信号はプリアンプ１
４で増幅された後、ロックインアンプ１６に送られる。
目を浴びているのが、光干渉を用いる方式である。この
方式ｆこついては、例えば文献［アイ・イー・イー・イ
ー、 １９Ｂ６ ウルトラソニックスシンポジウムｐ
５１５〜５２６（１９８６年）（、ＩＥＥＥ；１９８６
ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ８ＳＹＭＰＯ８ＩＵＭ−ｐ５１５
〜５２１５ （１９８６））Ｊ ｔこおいて論じられて
いる。以下では、第７図１こより、この方式について説
明する。レーザ１から出射した平行光を音響光学変調素
子（Ａ ＯｖＡ器）２により強度変調し、その断続光ヲ
ビームエキスパンダ３により７９？ｍのビーム径に拡大
した後、レンズ４ζこより、ＸＹステージ５上の試料６
の表面に集光させる。試料６上ω果光部１６０において
生じた熱歪波により、超音波が発生し、同時に試料表面
に微小変位が生じる０この微小変位を以下に述べるマイ
ケルソン干渉計で検出する。レーザ７から出射した平行
光をビームエキスパンダ８Ｉこより所望のビーム径に拡
大した後、ハーフミラ−９で２つの光路に分離し、一方
はレンズ１０により試料６上の集光部１３０に集光させ
る。他方は参照ミラー１１上に照射させる。試料６から
の反射光上参照ミラー１１からの反射光は、ハーフミラ
−９上で互いに干渉し、この干渉パターンがレンズ１２
により、ホトダイオード等の光電変換素子１３上に集光
される。光１ｍ変換された干渉強度信号はプリアンプ１
４で増幅された後、ロックインアンプ１６に送られる。
ロックインアンプ１６で（よ、音響光学変調素子２の駆
動に用いる発振器１５力）らの変調周波数信号を参照信
号として、干渉強度信号に含まれる変調周波数成分のみ
が抽出される。この周波数成分がその周波数に応じた試
料の表面あるいは内部の情ｇ＃をもつ。従って、試料の
内部にクラック等の欠陥があれば、干渉強度信号中の変
調周波数成分に信号変化が現れ、その存在を知ることが
できる。ＸＹステージ移動信号とロックインアンプ１６
からの出力信号は計算機１７で処理され、試料上の各点
における光音ｔ＃傷信号モニタＴＶ等の表示器１８に画
像情報として出力される。
動に用いる発振器１５力）らの変調周波数信号を参照信
号として、干渉強度信号に含まれる変調周波数成分のみ
が抽出される。この周波数成分がその周波数に応じた試
料の表面あるいは内部の情ｇ＃をもつ。従って、試料の
内部にクラック等の欠陥があれば、干渉強度信号中の変
調周波数成分に信号変化が現れ、その存在を知ることが
できる。ＸＹステージ移動信号とロックインアンプ１６
からの出力信号は計算機１７で処理され、試料上の各点
における光音ｔ＃傷信号モニタＴＶ等の表示器１８に画
像情報として出力される。
光干渉を用いる上記従来技術は、非接触・非破壊で光音
響信号を検出できる極めて有効な手段であるが、以下の
ような課題をもっている。
響信号を検出できる極めて有効な手段であるが、以下の
ような課題をもっている。
光音響信号の横方向分解能は、試料６上におけるレーザ
１からのレーザ光のスポット径と試料の熱拡散長ζこよ
って決まる。熱拡散長は試料固有の値であるが、スポッ
ト径ｄは、レーザ光り波長λ、ビームエキスパンダ５通
過後のビーム径り及びレンズ４の焦点距離ｆによって（
１）式で与えられる。
１からのレーザ光のスポット径と試料の熱拡散長ζこよ
って決まる。熱拡散長は試料固有の値であるが、スポッ
ト径ｄは、レーザ光り波長λ、ビームエキスパンダ５通
過後のビーム径り及びレンズ４の焦点距離ｆによって（
１）式で与えられる。
し力）シ、一般ｉこ試料６上のスポットの光強度分布は
第８因に示すような断面形状を成しており、直径ｄで与
えられるピーク部１９の周辺に高次回折光成分２０ａ及
び２０ｂが存在する。一般に、この高次回折光成分の光
強度はスポット全体の光強度の１６．２％もある。試料
表面の微小変位を光干渉により検出する場合は、この値
は無視するこさばできず、最終的に光音響信号の横方向
分解能が低下してしまう。干渉計のレーザ７からのレー
ザ光Ｏつスポット径についても同様のことが言え、干渉
強度信号の横方向分解能が低下する。特に高次口折光成
分の反射光が、光を変換素子１３ｆこ入射すると、ノイ
ズ成分となり光音響信号の検出感度が大幅に低下してし
まう。
第８因に示すような断面形状を成しており、直径ｄで与
えられるピーク部１９の周辺に高次回折光成分２０ａ及
び２０ｂが存在する。一般に、この高次回折光成分の光
強度はスポット全体の光強度の１６．２％もある。試料
表面の微小変位を光干渉により検出する場合は、この値
は無視するこさばできず、最終的に光音響信号の横方向
分解能が低下してしまう。干渉計のレーザ７からのレー
ザ光Ｏつスポット径についても同様のことが言え、干渉
強度信号の横方向分解能が低下する。特に高次口折光成
分の反射光が、光を変換素子１３ｆこ入射すると、ノイ
ズ成分となり光音響信号の検出感度が大幅に低下してし
まう。
本発明の目的は、光音響信号の検出感度を大幅に向上さ
せて試料の情報を抽出できるようにした光音ｑ１信号検
出装置を提供することにある。
せて試料の情報を抽出できるようにした光音ｑ１信号検
出装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は光源と、該ｉ源から
の元を所望の周波数で強度変調する変調手段と、変調さ
れた光８試料上に集光する集光手段と、試料で発生した
光音響効果を光干渉により検出する光干渉検出手段と、
該光干渉検出手段により検出された光干渉信号の中から
試料の表面及び内部情報を抽出する手段から成る光音４
１信号検出装置において、上記集光手段及び光干渉検出
手段を共焦点光学系として構成するこｄにより、光音響
信号の横方向分解能、検出感度及びＳＮ比を向上せしめ
たものである０ また、上記目的を達成するため、本発明は上記光音＃信
号検出装置ｉこおいて、上記集光手段により試料上に形
成された光スポット径が常に同じ大きさとなるよう、試
料もしくは集光手段８ｇ４節する手段を設けることによ
り、表面に凹凸のある試料への適用を可能としたもので
ある。
の元を所望の周波数で強度変調する変調手段と、変調さ
れた光８試料上に集光する集光手段と、試料で発生した
光音響効果を光干渉により検出する光干渉検出手段と、
該光干渉検出手段により検出された光干渉信号の中から
試料の表面及び内部情報を抽出する手段から成る光音４
１信号検出装置において、上記集光手段及び光干渉検出
手段を共焦点光学系として構成するこｄにより、光音響
信号の横方向分解能、検出感度及びＳＮ比を向上せしめ
たものである０ また、上記目的を達成するため、本発明は上記光音＃信
号検出装置ｉこおいて、上記集光手段により試料上に形
成された光スポット径が常に同じ大きさとなるよう、試
料もしくは集光手段８ｇ４節する手段を設けることによ
り、表面に凹凸のある試料への適用を可能としたもので
ある。
光干渉を利用して光音響信号を検出Ｔる光廿書信号検出
装置において、集光光学系を共焦点光学系とすることに
より、試料上に集光されたスポット光のピーク部周辺に
は不要な高次回折光成分が存在せず、光音響信号の横方
向分解能と検出感度が向上する。また、干渉光学系を共
焦点光学系七すること番こより、上記と同様周辺部に不
要な高次回折光成分の存在しない理想的なピーク部を有
するスポット光を試料上に形成することがでと、光音響
信号すなわち、干渉強度検出信号の横方向分解能、検出
感度及びＳＮ比が向上する。また、試料上に集光された
元スポット径が常に同じ大きさとなるよう、試料あるい
は集光光学系を調節するこ七により、表面に凹凸のある
試料に対しても、常にし〜ザの射熱パワーが一定となり
、安定な光音響信号が得らｎ１上記と同様、横方向分解
能。
装置において、集光光学系を共焦点光学系とすることに
より、試料上に集光されたスポット光のピーク部周辺に
は不要な高次回折光成分が存在せず、光音響信号の横方
向分解能と検出感度が向上する。また、干渉光学系を共
焦点光学系七すること番こより、上記と同様周辺部に不
要な高次回折光成分の存在しない理想的なピーク部を有
するスポット光を試料上に形成することがでと、光音響
信号すなわち、干渉強度検出信号の横方向分解能、検出
感度及びＳＮ比が向上する。また、試料上に集光された
元スポット径が常に同じ大きさとなるよう、試料あるい
は集光光学系を調節するこ七により、表面に凹凸のある
試料に対しても、常にし〜ザの射熱パワーが一定となり
、安定な光音響信号が得らｎ１上記と同様、横方向分解
能。
検出感度及びＳＮ比が向上する。
以下、本発明の実施例を第１図〜第６図により説明する
。
。
まず、第１の実施例を第１図〜第５図１こより説明する
。第１図は本発明の第１の実施例における光音響検出光
学系を示すものである。本光学系は、変調レーザ照射光
学系３００．マイケルンン干渉計５１０、信号処理系５
２０及び自動焦点系３３０から成るレーザ２１から出射
した平行光を音響光学変調素子２２により所定の周波数
で強度ｆｖＩ４Ｌ、、その断続光をビームエキスパンダ
２３により所望のビーム径に拡大した後、レンズ２４に
よりその後側焦点位置１４１１こ集光させる。焦点位置
１４１にはピンホール２５が設置されており、第２（８
）に示すようにスポットのピーク部１６０の周辺に存在
する高次回折光成分１６１ａ及び１６１ｂを遮光する。
。第１図は本発明の第１の実施例における光音響検出光
学系を示すものである。本光学系は、変調レーザ照射光
学系３００．マイケルンン干渉計５１０、信号処理系５
２０及び自動焦点系３３０から成るレーザ２１から出射
した平行光を音響光学変調素子２２により所定の周波数
で強度ｆｖＩ４Ｌ、、その断続光をビームエキスパンダ
２３により所望のビーム径に拡大した後、レンズ２４に
よりその後側焦点位置１４１１こ集光させる。焦点位置
１４１にはピンホール２５が設置されており、第２（８
）に示すようにスポットのピーク部１６０の周辺に存在
する高次回折光成分１６１ａ及び１６１ｂを遮光する。
その結果、ピンホール通過直後の光強度分布は第５図に
示すように、ピーク部１６０だけとなる。焦点位置１４
１はレンズ２６の前側焦点位置となっているので、ピン
ホール２５通過後の光点力）らの光は、レンズ２６通過
後平行光となる。
示すように、ピーク部１６０だけとなる。焦点位置１４
１はレンズ２６の前側焦点位置となっているので、ピン
ホール２５通過後の光点力）らの光は、レンズ２６通過
後平行光となる。
。０千行光はダイクロイックミラー２７で反射すれた後
、対物レンズ２８の前側焦点位［１５１、すなわち試料
１７０上で再び第３図に示すと同様ＯＪ光強度分布をも
つ光点となる。すなわち、レンズ２６と対物レンズ２８
は共焦点の関係にある。試料１７０上Ｇ）Ｊ ％元部１
６１において生じた熱歪波により、超音波が発生し、同
時に試料表面に微小変位が生じる〇一方、レーザ２１と
波長の異なるレーザ３１力）ら出射した円偏光の平行光
をビームエキスパンダ５２により所望のビーム径に拡大
した後、レンズ３５によりその後側焦点位置１４２に集
光させる。焦点１４２にはピンホール３４が設置されて
おり、第２図（こ示すと同様にして、スポラトリビーク
部周辺の高次回折光成分が遮光される。焦点位置１４２
はレンズ５５の前側焦点位置となっており、ピンホール
３４通過後の光点からの光はレンズ３５により平行光と
なる。
、対物レンズ２８の前側焦点位［１５１、すなわち試料
１７０上で再び第３図に示すと同様ＯＪ光強度分布をも
つ光点となる。すなわち、レンズ２６と対物レンズ２８
は共焦点の関係にある。試料１７０上Ｇ）Ｊ ％元部１
６１において生じた熱歪波により、超音波が発生し、同
時に試料表面に微小変位が生じる〇一方、レーザ２１と
波長の異なるレーザ３１力）ら出射した円偏光の平行光
をビームエキスパンダ５２により所望のビーム径に拡大
した後、レンズ３５によりその後側焦点位置１４２に集
光させる。焦点１４２にはピンホール３４が設置されて
おり、第２図（こ示すと同様にして、スポラトリビーク
部周辺の高次回折光成分が遮光される。焦点位置１４２
はレンズ５５の前側焦点位置となっており、ピンホール
３４通過後の光点からの光はレンズ３５により平行光と
なる。
この平行光は偏光ビームスプリンタ３６によりｐ４ＪＡ
ｉ七Ｓ偏元に分離されるｏＰ偏光は偏光ビームスプリッ
タ５６ヲ透過し、ダイクロイックミラー２７及びλ／４
板５５を通過した後、円偏光となり、対物レンズ２日に
より、ピンホール１４２通過後の光点の像（第６図の光
強度分布）が試料１７０上の１３１の位置（対物レンズ
２８の前側焦点位１１こ結像される〇一方、Ｓ偏光ハ偏
光ビームスプリッタ３６で反射され、λ／４板ろ７を通
過した後円偏光となり、参照ミラー６８Ｉこ入射する。
ｉ七Ｓ偏元に分離されるｏＰ偏光は偏光ビームスプリッ
タ５６ヲ透過し、ダイクロイックミラー２７及びλ／４
板５５を通過した後、円偏光となり、対物レンズ２日に
より、ピンホール１４２通過後の光点の像（第６図の光
強度分布）が試料１７０上の１３１の位置（対物レンズ
２８の前側焦点位１１こ結像される〇一方、Ｓ偏光ハ偏
光ビームスプリッタ３６で反射され、λ／４板ろ７を通
過した後円偏光となり、参照ミラー６８Ｉこ入射する。
試料１７０からの反射光は試料表面で生じた微小変位を
位相情報としてもっており、対物レンズ２８．λ／４板
５５ヲ通過した後Ｓ１−光と１（す、偏光ビームスプリ
ッタ３６で反射される３−）参照ミラー３８力）らの反
射光はλ／４板！＋７（−通過した後Ｐ偏光となり、偏
光ビームスグリツタ３６８透過する。第４図の１２０は
試料１７０からの反射光の偏光方向を、１２１は参照ミ
ラー５８からの反射光０Ｊ４１に８光方向を示している
。両者は互いに直交しているＵ］でこＵ〕ままでは干渉
しない０しかし、偏光板１８０を光路に押入し、そω偏
光方向を第４図の１２１に示すように、４５°方向とす
ることにより両反射光は干渉する。この干渉パターンに
は、試料表面で生じた微小変位の位相情報が含まれてお
り、こｎをレンズ３９によりその後側焦点位［２００ｆ
こ集光し、ホトダイオード等の光電変換素子４１で検出
する。また、後側焦点位［２００にピンホール４０％設
置し、対物レンズ２８内で発生した迷光や試料上の透明
薄膜円で発生した干渉成分やあるいは試料表面の微小な
凹凸により発生した高次回折光成分全遮光する。以上述
べたように、このマイケルソン干渉計は、レンズ５５．
対物レンズ２Ｂ、レンズ３９が総て共焦点の関係にある
。光電変換された干渉強度信号はプリアンプ４９で増幅
された後、ロックインアンプ５１に送られる。ロックイ
ンアンプ５１では、音響光学変調素子２２Ｃ／Ｊ駆動に
用いる発振器５０からＣＩＪ変調周波数信号を参照信号
として、干渉強度信号に含まれる変調周波数成分及び位
相成分が抽出される。この周波数成分及び位相成分が吾
の周波数に応じた試料の表面あるいは内部の情報をもつ
。従って、試料の内部にクラック等力欠陥があれば、干
渉強度信号中の変調周波数成分及び位相成分に信号変化
が現れ、そＱ」存在を知ることができる。ＸＹステージ
２９の移動＠号とロックインアンプ５１力）らの出力信
号は計算機５２で処理さイ１、試料上の各点（こおける
光音響信号がモニタＴＶ等の表示器５３（こ出力される
。
位相情報としてもっており、対物レンズ２８．λ／４板
５５ヲ通過した後Ｓ１−光と１（す、偏光ビームスプリ
ッタ３６で反射される３−）参照ミラー３８力）らの反
射光はλ／４板！＋７（−通過した後Ｐ偏光となり、偏
光ビームスグリツタ３６８透過する。第４図の１２０は
試料１７０からの反射光の偏光方向を、１２１は参照ミ
ラー５８からの反射光０Ｊ４１に８光方向を示している
。両者は互いに直交しているＵ］でこＵ〕ままでは干渉
しない０しかし、偏光板１８０を光路に押入し、そω偏
光方向を第４図の１２１に示すように、４５°方向とす
ることにより両反射光は干渉する。この干渉パターンに
は、試料表面で生じた微小変位の位相情報が含まれてお
り、こｎをレンズ３９によりその後側焦点位［２００ｆ
こ集光し、ホトダイオード等の光電変換素子４１で検出
する。また、後側焦点位［２００にピンホール４０％設
置し、対物レンズ２８内で発生した迷光や試料上の透明
薄膜円で発生した干渉成分やあるいは試料表面の微小な
凹凸により発生した高次回折光成分全遮光する。以上述
べたように、このマイケルソン干渉計は、レンズ５５．
対物レンズ２Ｂ、レンズ３９が総て共焦点の関係にある
。光電変換された干渉強度信号はプリアンプ４９で増幅
された後、ロックインアンプ５１に送られる。ロックイ
ンアンプ５１では、音響光学変調素子２２Ｃ／Ｊ駆動に
用いる発振器５０からＣＩＪ変調周波数信号を参照信号
として、干渉強度信号に含まれる変調周波数成分及び位
相成分が抽出される。この周波数成分及び位相成分が吾
の周波数に応じた試料の表面あるいは内部の情報をもつ
。従って、試料の内部にクラック等力欠陥があれば、干
渉強度信号中の変調周波数成分及び位相成分に信号変化
が現れ、そＱ」存在を知ることができる。ＸＹステージ
２９の移動＠号とロックインアンプ５１力）らの出力信
号は計算機５２で処理さイ１、試料上の各点（こおける
光音響信号がモニタＴＶ等の表示器５３（こ出力される
。
本実施例では、変調レーザ照射光学系とマイケルソン干
渉計を共焦点光学系としているため、光音響信号Ｑ−）
横方向分解能が向上するもＱ〕の、試料ｉ ７ Ｑ （
Ｐ）表面が常に対物し／ズ２８の前側焦点位置１ｓ１５
− 致している必要がある。もし一致していｆ、Ｋ ケ
ｔ’Ｌ ｉｆ 、レーザ２１からの断続ビーム光は試料
表面１こ集光せず、熱歪波も超音波も極めて微弱となる
１つまた、レーザ３１からのビーム光も試料表面に集光
せず、ピンホール４０を通過下る光量は大きく減少し、
干渉強度信号は極めて微弱となり一１試料表面あるいは
内部の情報を得ることは困１Ｉｌａ六なる。
渉計を共焦点光学系としているため、光音響信号Ｑ−）
横方向分解能が向上するもＱ〕の、試料ｉ ７ Ｑ （
Ｐ）表面が常に対物し／ズ２８の前側焦点位置１ｓ１５
− 致している必要がある。もし一致していｆ、Ｋ ケ
ｔ’Ｌ ｉｆ 、レーザ２１からの断続ビーム光は試料
表面１こ集光せず、熱歪波も超音波も極めて微弱となる
１つまた、レーザ３１からのビーム光も試料表面に集光
せず、ピンホール４０を通過下る光量は大きく減少し、
干渉強度信号は極めて微弱となり一１試料表面あるいは
内部の情報を得ることは困１Ｉｌａ六なる。
しかし、こびＪ現象を逆に利用することにより、極めて
高梢Ｉｆな自動焦点機能を付加するζ、とが可能である
。
高梢Ｉｆな自動焦点機能を付加するζ、とが可能である
。
すなわち、試料１７０で反射し１゛レーザ５１からのビ
ームをビームスプリッタ５６で分岐し、さうにビームス
プリッタ４２で分離−ッ、各々のビームをレンズ４３及
び４６で集光下６゜各光路にホトダイオード等の光電変
換素子４５及び４８８、またその直前にビンホー ル４
４及び４７を設置する。ここで、元ｆ社変換素子４５は
レンズ４６０］後側焦点位ｆＦａよりも後１１１１１
ｉこ、また光″に変換素子４８はレンズ４６ａ】後側焦
点位置Ｆｂよりも前佃匂こ設置する。両光電変換孝子か
らＣ／Ｊ田力電力電流較回路５４で比較し、常ｔこ対物
レンズ２８ＵＪ前側焦点位置１３１が試料１７０の表面
と一致するヨウζこ、２ヌテージ３０をフィードバック
制御する。
ームをビームスプリッタ５６で分岐し、さうにビームス
プリッタ４２で分離−ッ、各々のビームをレンズ４３及
び４６で集光下６゜各光路にホトダイオード等の光電変
換素子４５及び４８８、またその直前にビンホー ル４
４及び４７を設置する。ここで、元ｆ社変換素子４５は
レンズ４６０］後側焦点位ｆＦａよりも後１１１１１
ｉこ、また光″に変換素子４８はレンズ４６ａ】後側焦
点位置Ｆｂよりも前佃匂こ設置する。両光電変換孝子か
らＣ／Ｊ田力電力電流較回路５４で比較し、常ｔこ対物
レンズ２８ＵＪ前側焦点位置１３１が試料１７０の表面
と一致するヨウζこ、２ヌテージ３０をフィードバック
制御する。
この自動焦点機能は、マイケルソン干渉計を共焦点光学
系とすることにより初めて実埃できるものである。これ
により、第５図に示すよう（こ、回路パターンの形成さ
れた半導体ウニ・・のようＩこ試料表面に凹凸がある場
合でも、常に安定にレーザ光を試料表面に集光するこ七
ができる。すなわち、試料表面へυル−サの照射パワー
を常ｔこ一定に保つことか可能となる。尚、対物レンズ
２８′は実際には固定であり、Ｚステージ５０′を微動
する。
系とすることにより初めて実埃できるものである。これ
により、第５図に示すよう（こ、回路パターンの形成さ
れた半導体ウニ・・のようＩこ試料表面に凹凸がある場
合でも、常に安定にレーザ光を試料表面に集光するこ七
ができる。すなわち、試料表面へυル−サの照射パワー
を常ｔこ一定に保つことか可能となる。尚、対物レンズ
２８′は実際には固定であり、Ｚステージ５０′を微動
する。
本実施例によれば、変調レーザ照射光学系を共焦点光学
系とすることにより、周辺部に高次回折光成分の存在し
ない微小なスポット光を試料上に照射することがでと、
光音響信号の横方向分解能と検出感度を向上させること
ができる。また、マイケルンン干渉計を共焦点光学系と
することにより、高精度な自動焦点機能を付加すること
が可能となり、凹凸のある試料表面上ζこ常に安定にレ
ーザ光を集光することがでと、光音ｑＩ倍信号なわち干
渉強度信号の横方向分解能、検出感度及びＳＮ比が向上
する。
系とすることにより、周辺部に高次回折光成分の存在し
ない微小なスポット光を試料上に照射することがでと、
光音響信号の横方向分解能と検出感度を向上させること
ができる。また、マイケルンン干渉計を共焦点光学系と
することにより、高精度な自動焦点機能を付加すること
が可能となり、凹凸のある試料表面上ζこ常に安定にレ
ーザ光を集光することがでと、光音ｑＩ倍信号なわち干
渉強度信号の横方向分解能、検出感度及びＳＮ比が向上
する。
第２の実施例を５ｇ６図により説明する。第６図は、本
発明ＵＪ第２の実施例ｔこおける光音響検出光学系を示
すものである。本光学系は、変調レーザ照射光学系４０
０．ヘテロダイン型マツハ・ツエンダ干渉計４１０．信
号処理系４２０及び自動焦点系４３０から成る。レーザ
８１力）ら出射したＳ偏光の平行光を音響光学変調素子
８２により、所定の周波数で強度変調すると同時に０次
光と１次回折光に分離する。０次光は、ミラー８３及び
８４で反射した後、ビームエキスパンダ８５＃こより所
望のビーム径に拡大した後、レンズ８６ζこよりその後
側焦点位置１５１に集光させる。焦点位置１５１にはピ
ンホール８７が設置されており、第２因に示すようにス
ポットのピーク部１６０の周辺ｆこ存在する高次回折光
成分１６１ａ及び１６１ｂ８ｍ光する。その結果、ピン
ホール８７通過直後の光強度分布は第６図１こ示すよう
に、ピーク部１６０だけａなる。焦点位置１５１はレン
ズ８８ （／Ｊ前側焦点位置となっているので、ピンホ
ール８７通過後の光点からの光は、レンズ８８通過後再
びＳ偏光の平行光となる。この平行光は偏光ビームスプ
リッタ８９で反射された後、λ／４板９０ヲ通過後円偏
光となり、対物レンズ１００の前側焦点位＠１５２、す
なわち試料１７０上で再び第６図１こ示すと同様の光強
度分布をもつ光点となる。すなわち、レンズ８８と対物
レンズ１００は共焦点の関係にある。
発明ＵＪ第２の実施例ｔこおける光音響検出光学系を示
すものである。本光学系は、変調レーザ照射光学系４０
０．ヘテロダイン型マツハ・ツエンダ干渉計４１０．信
号処理系４２０及び自動焦点系４３０から成る。レーザ
８１力）ら出射したＳ偏光の平行光を音響光学変調素子
８２により、所定の周波数で強度変調すると同時に０次
光と１次回折光に分離する。０次光は、ミラー８３及び
８４で反射した後、ビームエキスパンダ８５＃こより所
望のビーム径に拡大した後、レンズ８６ζこよりその後
側焦点位置１５１に集光させる。焦点位置１５１にはピ
ンホール８７が設置されており、第２因に示すようにス
ポットのピーク部１６０の周辺ｆこ存在する高次回折光
成分１６１ａ及び１６１ｂ８ｍ光する。その結果、ピン
ホール８７通過直後の光強度分布は第６図１こ示すよう
に、ピーク部１６０だけａなる。焦点位置１５１はレン
ズ８８ （／Ｊ前側焦点位置となっているので、ピンホ
ール８７通過後の光点からの光は、レンズ８８通過後再
びＳ偏光の平行光となる。この平行光は偏光ビームスプ
リッタ８９で反射された後、λ／４板９０ヲ通過後円偏
光となり、対物レンズ１００の前側焦点位＠１５２、す
なわち試料１７０上で再び第６図１こ示すと同様の光強
度分布をもつ光点となる。すなわち、レンズ８８と対物
レンズ１００は共焦点の関係にある。
試料１７０上の集光部１６２において生じた熱歪波ζこ
より超音波が発生し、同時に試料表面に微小変位が生じ
る。
より超音波が発生し、同時に試料表面に微小変位が生じ
る。
従って、試料１７０力）らの反射光にはこの微小変位が
位相情報として含まれる。反射光（ま対物レンズ１００
．λ／４板９板金０過後Ｐ偏光となり、偏光ビームスプ
リッタ８９８透過し、さらに偏光ビームスプリンタ１０
７を透過する。
位相情報として含まれる。反射光（ま対物レンズ１００
．λ／４板９板金０過後Ｐ偏光となり、偏光ビームスプ
リッタ８９８透過し、さらに偏光ビームスプリンタ１０
７を透過する。
一方、音響光学変調素子８２から出射した１次回折光は
、ミラー８３及び１０２で反射した後、ビームエキスパ
ンダ１０５により所望のビーム径に拡大した後、レンズ
１０４１こよりその後側焦点位１ｔ１５２に集光させる
。焦点位［１５２ｉこはピンホール１０５が設置されて
おり、上記と同様、第２図に示すようｆこスポットのピ
ーク部１６０の周辺に存在Ｔる高次回折光成分１６１ａ
及び１６１ｂを遮光する。その結果、ピンホール１０５
通過直後の光強度分布は第５図Ｅこ示すようｉこ、ピー
ク部１６０だけとなる。焦点位［１５２はレンズ１０６
の前側焦点位置となっているので、ピンホール１０５通
過後の光点力１らの光は、レンズ１０６通過後再びＳ偏
光の平行光となり、偏光ビームスプリッタ１０７で反射
される。第４図の１２０は第１の実施例と同様、試料１
７０力１らの反射光の偏光方向を、１２１は上記偏光ビ
ームスプリッタ１０７での反射光の４ＪＡ元方向を示し
ている。両者は互いｆこ直交しているのでこのままでは
干渉しない。し力）し、偏光板１０８８元路に挿入し、
その偏光方向８第４図の１２１に示すようｉこ、４５°
方向とするこａＩこより両反射光は干渉する。この干渉
パターンには、試料表面で生じた微小変位の位相情報が
含まれており、これをレンズ１ｏ９１こよりその後側焦
点位置２１０に集光し、ホトダイオード等の光電変換素
子１１１で検出する。また、第１（／Ｊ実施例と同様後
側焦点位置２１０にピンホール１１０−’）設置し、対
物レンズ１００内で発生した迷光や試料上の透明幕ｇ内
で発生した干渉成分やあるいは試料表面の微小な凹凸に
より発生した高次回折光成分８辿元する。以上述べたよ
う（こ、このヘテロダイン型マツハ・ツエンダ干渉計は
、レンズ１ｏ６．対物レンズ１００．レンズ１０９が総
て共焦点の関係にある。光を変侠された干渉強度信号Ｉ
Ｄはレーザの出力−）Ｉとして（２）式で与えられる。
、ミラー８３及び１０２で反射した後、ビームエキスパ
ンダ１０５により所望のビーム径に拡大した後、レンズ
１０４１こよりその後側焦点位１ｔ１５２に集光させる
。焦点位［１５２ｉこはピンホール１０５が設置されて
おり、上記と同様、第２図に示すようｆこスポットのピ
ーク部１６０の周辺に存在Ｔる高次回折光成分１６１ａ
及び１６１ｂを遮光する。その結果、ピンホール１０５
通過直後の光強度分布は第５図Ｅこ示すようｉこ、ピー
ク部１６０だけとなる。焦点位［１５２はレンズ１０６
の前側焦点位置となっているので、ピンホール１０５通
過後の光点力１らの光は、レンズ１０６通過後再びＳ偏
光の平行光となり、偏光ビームスプリッタ１０７で反射
される。第４図の１２０は第１の実施例と同様、試料１
７０力１らの反射光の偏光方向を、１２１は上記偏光ビ
ームスプリッタ１０７での反射光の４ＪＡ元方向を示し
ている。両者は互いｆこ直交しているのでこのままでは
干渉しない。し力）し、偏光板１０８８元路に挿入し、
その偏光方向８第４図の１２１に示すようｉこ、４５°
方向とするこａＩこより両反射光は干渉する。この干渉
パターンには、試料表面で生じた微小変位の位相情報が
含まれており、これをレンズ１ｏ９１こよりその後側焦
点位置２１０に集光し、ホトダイオード等の光電変換素
子１１１で検出する。また、第１（／Ｊ実施例と同様後
側焦点位置２１０にピンホール１１０−’）設置し、対
物レンズ１００内で発生した迷光や試料上の透明幕ｇ内
で発生した干渉成分やあるいは試料表面の微小な凹凸に
より発生した高次回折光成分８辿元する。以上述べたよ
う（こ、このヘテロダイン型マツハ・ツエンダ干渉計は
、レンズ１ｏ６．対物レンズ１００．レンズ１０９が総
て共焦点の関係にある。光を変侠された干渉強度信号Ｉ
Ｄはレーザの出力−）Ｉとして（２）式で与えられる。
より＝工Ｒ十工ｓ＋２Ｖ７ＴＲＪ丁Ｂ ｃｏｓ （２π
ｆＢｔ−４＋ｒδ（ｔ）／λ＋φ（ｔ） ）
（２）但し、δ（ｔ）＝ Ａ
ｃｏ ８２πｆｕｔここで、ＩＲは偏光ビームスプリッ
タ１０７で反射した１次回折光の強度、 Ｉｓｆま試料
１７０で反射し偏光ビームスプリッタ１０７を透過した
光の強度＋ ｆＢは音響光学変調素子８２の変調周波数
、δ（１）は試料１７０上の微小変位、Ａは試料の材質
に固有の定数。
ｆＢｔ−４＋ｒδ（ｔ）／λ＋φ（ｔ） ）
（２）但し、δ（ｔ）＝ Ａ
ｃｏ ８２πｆｕｔここで、ＩＲは偏光ビームスプリッ
タ１０７で反射した１次回折光の強度、 Ｉｓｆま試料
１７０で反射し偏光ビームスプリッタ１０７を透過した
光の強度＋ ｆＢは音響光学変調素子８２の変調周波数
、δ（１）は試料１７０上の微小変位、Ａは試料の材質
に固有の定数。
ｆｌｌ（工試料１７０内で発生した超音波の周波数、φ
（１）（ま干渉計内の光路差に基づく位相、λはレーザ
８１Ｑ）発振波長である。この干渉強度信号■Ｄはプリ
アンプ１１２で増幅された後、ロックインアンプ１１４
に送られる。ロックインアンプ１１４では、音響光学変
調素子８２の駆動ζこ用いる発振器１１５からの変調周
波数信号を参照信号として、干渉強度信号に含まｎ、る
変調周波数成分δ（１）及び位相成分が抽出される。こ
の周波数成分及び位相成分がその周波数ｊこ応じた試料
の表面あるいは内部の情報をもつ。
（１）（ま干渉計内の光路差に基づく位相、λはレーザ
８１Ｑ）発振波長である。この干渉強度信号■Ｄはプリ
アンプ１１２で増幅された後、ロックインアンプ１１４
に送られる。ロックインアンプ１１４では、音響光学変
調素子８２の駆動ζこ用いる発振器１１５からの変調周
波数信号を参照信号として、干渉強度信号に含まｎ、る
変調周波数成分δ（１）及び位相成分が抽出される。こ
の周波数成分及び位相成分がその周波数ｊこ応じた試料
の表面あるいは内部の情報をもつ。
従って、試料内部にクランク等の欠陥があれば、干渉強
度信号中の変調周波数成分及び位相成分に１３号変化が
現れ、その存在を知ることができる。
度信号中の変調周波数成分及び位相成分に１３号変化が
現れ、その存在を知ることができる。
ＸＹステージ２９の移動信号上ロックインアンプ１１４
力）らの出力信号は計算機１１５で処理され、試料上の
各点における大音響信号がモニタＴＶ等の表示器１１６
に出力される。
力）らの出力信号は計算機１１５で処理され、試料上の
各点における大音響信号がモニタＴＶ等の表示器１１６
に出力される。
自動焦点系４３０の構成とその機能は、第１図（こ示、
す第１の実施例と全く同じであり、説明は省略するＯ 本実施例によれば、第１０Ｊ実施例と同様、変調レーザ
照射光学系を共焦点光学系とするＣとζこより、周辺部
に高次回折光成分の存在しない微小なスポット光を試料
上ζこ照射することがでと、光音響信号の横方向分解能
ご検出感度を向上させることができる。また、マツハ・
ツエンダ干渉計を共焦点光学系とするこ♂により、高精
度な自動焦点機能を付加Ｔることが可能となり、凹凸の
ある試料表面上ｆこ常に安定にレーザ光を集光すること
がでと、光音響信号すなわち干渉強度信号の横方向分解
能、検出感度及びＳＮ比が向上する。
す第１の実施例と全く同じであり、説明は省略するＯ 本実施例によれば、第１０Ｊ実施例と同様、変調レーザ
照射光学系を共焦点光学系とするＣとζこより、周辺部
に高次回折光成分の存在しない微小なスポット光を試料
上ζこ照射することがでと、光音響信号の横方向分解能
ご検出感度を向上させることができる。また、マツハ・
ツエンダ干渉計を共焦点光学系とするこ♂により、高精
度な自動焦点機能を付加Ｔることが可能となり、凹凸の
ある試料表面上ｆこ常に安定にレーザ光を集光すること
がでと、光音響信号すなわち干渉強度信号の横方向分解
能、検出感度及びＳＮ比が向上する。
また、本実施例では、レーザが１つであるため光学系の
構成が簡単（こなるという利点さ、参照ミラーを使わな
いマツハ・ツエンダ干渉計を採用しているため、振動等
（υ外乱に強いという利点を有している。
構成が簡単（こなるという利点さ、参照ミラーを使わな
いマツハ・ツエンダ干渉計を採用しているため、振動等
（υ外乱に強いという利点を有している。
本発明ζこよれば、変調レーザ照射光学系及び干渉計を
認て共焦点光学系とすることにより、光音響信号の横方
向分解能、検出感度及びＳＮ比が向上すると共に、表面
に凹凸のある試料への適用もＥｌ能となり、試料の表面
及び内部情報の高精度針側か実現できるおいつ効果を有
する。
認て共焦点光学系とすることにより、光音響信号の横方
向分解能、検出感度及びＳＮ比が向上すると共に、表面
に凹凸のある試料への適用もＥｌ能となり、試料の表面
及び内部情報の高精度針側か実現できるおいつ効果を有
する。
第１図は本発明の第１の実施例における光音響検出光学
系を示す図、第２図はレーザスポットの高次回折光成分
がピンホールにより遮光される様子を示す図、第５図は
ピンホール通過直後の光強度分布を示す図、第４図は偏
光板の偏光方向・？示す図、第５図は凹凸のある試料表
面上にレーザ光が集光する因、第６図は本発明の第２の
実施例における光音響検出光学系を示す図、第７図は従
来の光音響検出光学系を示す図、第８図（エレーザスポ
ットの光強度分布を示す図である。 １ 、 ７．２１．３１．８１・・・レーザ２ 、２２
．８２・・・音響光学変調素子２５、３４．４０．８７
． １０５ 、 １１０・・・ピンホール２８、１００
・・・対物レンズ ５８・・・参照ミラー １５、４１．４５．Δ８．１１１・・・光電変換素子ｉ
６．５１．１ｊ４・・・ロックインアンプ１７、５２．
１１５・・・計算機 １７、１７０・・・試料 第２図 第３０ ？５ ビシホール ６０−ｍ−ピーク部 １６１α、 １６１ ｂ−一一一高次回折兄成分第７図 １３−発電変換素チ ｊ６−ロツクイシ？′／７ ］ワ 討寛器 第８図 １９−一一一ピーク部 ２０ａ、２０ｂ−一一高次回折光戒分
系を示す図、第２図はレーザスポットの高次回折光成分
がピンホールにより遮光される様子を示す図、第５図は
ピンホール通過直後の光強度分布を示す図、第４図は偏
光板の偏光方向・？示す図、第５図は凹凸のある試料表
面上にレーザ光が集光する因、第６図は本発明の第２の
実施例における光音響検出光学系を示す図、第７図は従
来の光音響検出光学系を示す図、第８図（エレーザスポ
ットの光強度分布を示す図である。 １ 、 ７．２１．３１．８１・・・レーザ２ 、２２
．８２・・・音響光学変調素子２５、３４．４０．８７
． １０５ 、 １１０・・・ピンホール２８、１００
・・・対物レンズ ５８・・・参照ミラー １５、４１．４５．Δ８．１１１・・・光電変換素子ｉ
６．５１．１ｊ４・・・ロックインアンプ１７、５２．
１１５・・・計算機 １７、１７０・・・試料 第２図 第３０ ？５ ビシホール ６０−ｍ−ピーク部 １６１α、 １６１ ｂ−一一一高次回折兄成分第７図 １３−発電変換素チ ｊ６−ロツクイシ？′／７ ］ワ 討寛器 第８図 １９−一一一ピーク部 ２０ａ、２０ｂ−一一高次回折光戒分
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源と、該光源からの光を所望の周波数で強度変調
する変調手段と、変調された光を試料上に集光する集光
手段と、試料で発生した光音響効果を光干渉により検出
する光干渉検出手段と、該光干渉検出手段により検出さ
れた光干渉信号の中から試料の表面及び内部情報を抽出
する情報抽出手段から成る光音響信号検出装置において
、上記集光手段及び光干渉検出手段を共焦点光学系とし
て構成することを特徴とする光音響信号検出装置。 ２、光源と、該光源からの光を所望の周波数で強度変調
する変調手段と、変調された光を試料上に集光する集光
手段と、試料で発生した光音響効果を光干渉により検出
する光干渉検出手段と、該光干渉検出手段により検出さ
れた光干渉信号の中から試料の表面及び内部情報を抽出
する情報抽出手段から成る光音響信号検出装置において
、上記集光手段により試料上に形成された光スポット径
が常に同じ大きさとなるよう、試料もしくは集光手段を
調節する手段を設けたことを特徴とする光音響信号検出
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185597A JP2718705B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-07-27 | 光音響信号検出方法及びその装置 |
| US07/384,541 US5083869A (en) | 1988-07-27 | 1989-07-24 | Photocoustic signal detecting device |
| DE68921518T DE68921518T2 (de) | 1988-07-27 | 1989-07-27 | Vorrichtung zur Detektion eines photoakustischen Signals. |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010693A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Polytec Gmbh | 物体の光学的測定を行うための装置及びその装置を用いた測定方法 |
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Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5136172A (en) * | 1989-08-16 | 1992-08-04 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting photoacoustic signal |
| DE69131528T2 (de) * | 1990-05-30 | 2000-05-04 | Hitachi Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines sehr kleinen Bereichs einer Probe |
| JPH04357440A (ja) * | 1990-08-20 | 1992-12-10 | Shiseido Co Ltd | 光音響セルおよび光音響測定装置 |
| US5479259A (en) * | 1991-05-20 | 1995-12-26 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting photoacoustic signal |
| US5377006A (en) * | 1991-05-20 | 1994-12-27 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting photoacoustic signal |
| US5285261A (en) * | 1992-07-06 | 1994-02-08 | General Electric Company | Dual interferometer spectroscopic imaging system |
| US5285260A (en) * | 1992-07-06 | 1994-02-08 | General Electric Company | Spectroscopic imaging system with ultrasonic detection of absorption of modulated electromagnetic radiation |
| JPH07311182A (ja) * | 1994-03-25 | 1995-11-28 | Kobe Steel Ltd | 光熱変位計測による試料評価方法 |
| US5638396A (en) * | 1994-09-19 | 1997-06-10 | Textron Systems Corporation | Laser ultrasonics-based material analysis system and method |
| US6175416B1 (en) | 1996-08-06 | 2001-01-16 | Brown University Research Foundation | Optical stress generator and detector |
| US6321601B1 (en) | 1996-08-06 | 2001-11-27 | Brown University Research Foundation | Optical method for the characterization of laterally-patterned samples in integrated circuits |
| US5748318A (en) * | 1996-01-23 | 1998-05-05 | Brown University Research Foundation | Optical stress generator and detector |
| US5724138A (en) * | 1996-04-18 | 1998-03-03 | Textron Systems Corporation | Wavelet analysis for laser ultrasonic measurement of material properties |
| US5844684A (en) * | 1997-02-28 | 1998-12-01 | Brown University Research Foundation | Optical method for determining the mechanical properties of a material |
| JPH11188670A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Daihen Corp | ２アーム方式の搬送用ロボット装置 |
| JPH11188671A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Daihen Corp | ２アーム方式の搬送用ロボット装置 |
| US6552803B1 (en) | 1998-02-24 | 2003-04-22 | Kla-Tencor Corporation | Detection of film thickness through induced acoustic pulse-echos |
| US6317216B1 (en) | 1999-12-13 | 2001-11-13 | Brown University Research Foundation | Optical method for the determination of grain orientation in films |
| US6768543B1 (en) * | 2001-11-01 | 2004-07-27 | Arun Ananth Aiyer | Wafer inspection apparatus with unique illumination methodology and method of operation |
| GB2393246A (en) | 2002-09-21 | 2004-03-24 | Sonoptix Ltd | Transducer sensor |
| IES20030396A2 (en) | 2003-05-23 | 2004-11-17 | Univ Dublin City | A method and apparatus for analysis of semiconductor materials using photoacoustic spectroscopy techniques |
| US7397596B2 (en) * | 2004-07-28 | 2008-07-08 | Ler Technologies, Inc. | Surface and subsurface detection sensor |
| US20060184042A1 (en) * | 2005-01-22 | 2006-08-17 | The Texas A&M University System | Method, system and apparatus for dark-field reflection-mode photoacoustic tomography |
| WO2013183399A1 (ja) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | 株式会社アドバンテスト | 光音響波測定装置、方法、プログラム、記録媒体 |
| JP2016002372A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | キヤノン株式会社 | 被検体情報取得装置 |
| CN104677830A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-06-03 | 北京理工大学 | 分光瞳共焦-光声显微成像装置与方法 |
| DE102017114023A1 (de) | 2017-06-23 | 2018-12-27 | SmarAct Holding GmbH | Verfahren und Detektor zur mit Interferometrie korrelierten Bildaufnahme |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890164A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-28 | Nippon Steel Corp | レ−ザ光による超音波発受信方法および装置 |
| JPS6330758A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 表面欠陥検出方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1547403A1 (de) * | 1967-01-25 | 1969-12-18 | Leitz Ernst Gmbh | Auswerteverfahren fuer Interferometer |
| FR2222666B1 (ja) * | 1973-03-19 | 1976-11-05 | Thomson Brandt | |
| DE2457253C2 (de) * | 1974-12-04 | 1982-09-02 | Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln | Optisches interferometrisches Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Messung der durch Ultraschallwellen verursachten Oberflächenauslenkung eines Prüflings |
| JPS542704A (en) * | 1977-06-08 | 1979-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | Optical information reproducer |
| US4243327A (en) * | 1979-01-31 | 1981-01-06 | Nasa | Double-beam optical method and apparatus for measuring thermal diffusivity and other molecular dynamic processes in utilizing the transient thermal lens effect |
| US4350410A (en) * | 1980-10-08 | 1982-09-21 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Multiprism collimator |
| US4679946A (en) * | 1984-05-21 | 1987-07-14 | Therma-Wave, Inc. | Evaluating both thickness and compositional variables in a thin film sample |
| EP0200301A1 (en) * | 1985-03-01 | 1986-11-05 | Therma-Wave Inc. | Method and apparatus for evaluating surface and subsurface features in a semiconductor |
| US4633715A (en) * | 1985-05-08 | 1987-01-06 | Canadian Patents And Development Limited - Societe Canadienne Des Brevets Et D'exploitation Limitee | Laser heterodyne interferometric method and system for measuring ultrasonic displacements |
-
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-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890164A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-28 | Nippon Steel Corp | レ−ザ光による超音波発受信方法および装置 |
| JPS6330758A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 表面欠陥検出方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010693A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Polytec Gmbh | 物体の光学的測定を行うための装置及びその装置を用いた測定方法 |
| US10025085B2 (en) | 2012-12-05 | 2018-07-17 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Image generation device and image generation method |
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