JPH08184581A - レーザ及び超音波に基づく材料の分析システム及びその方法 - Google Patents

レーザ及び超音波に基づく材料の分析システム及びその方法

Info

Publication number
JPH08184581A
JPH08184581A JP7240199A JP24019995A JPH08184581A JP H08184581 A JPH08184581 A JP H08184581A JP 7240199 A JP7240199 A JP 7240199A JP 24019995 A JP24019995 A JP 24019995A JP H08184581 A JPH08184581 A JP H08184581A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
interferometer
impulse
laser
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7240199A
Other languages
English (en)
Inventor
Petros A Kotidis
コティディス ペトロス
James F Cunningham
カニンガム ジェームズ
Paul F Gozewski
ゴゼウスキー ポール
Charles Borsody
ボーソディー チャールズ
Daniel Klimek
クリメック ダニエル
Jaime A Woodroffe
ウッドロフ ジャイム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TEXTRON DEFENSE SYSTEMS
Avco Corp
Original Assignee
TEXTRON DEFENSE SYSTEMS
Avco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TEXTRON DEFENSE SYSTEMS, Avco Corp filed Critical TEXTRON DEFENSE SYSTEMS
Publication of JPH08184581A publication Critical patent/JPH08184581A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G01N21/1717—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with a modulation of one or more physical properties of the sample during the optical investigation, e.g. electro-reflectance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/228—Details, e.g. general constructional or apparatus details related to high temperature conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2456—Focusing probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/32—Arrangements for suppressing undesired influences, e.g. temperature or pressure variations, compensating for signal noise
    • G01N29/326—Arrangements for suppressing undesired influences, e.g. temperature or pressure variations, compensating for signal noise compensating for temperature variations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/348—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with frequency characteristics, e.g. single frequency signals, chirp signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4427—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with stored values, e.g. threshold values
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers
    • H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/011—Velocity or travel time
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015—Attenuation, scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0237—Thin materials, e.g. paper, membranes, thin films
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0251—Solidification, icing, curing composites, polymerisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02827—Elastic parameters, strength or force
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02854—Length, thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0421—Longitudinal waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0422—Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0427—Flexural waves, plate waves, e.g. Lamb waves, tuning fork, cantilever
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/045—External reflections, e.g. on reflectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/102—Number of transducers one emitter, one receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26—Scanned objects
    • G01N2291/269—Various geometry objects
    • G01N2291/2697—Wafer or (micro)electronic parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08004—Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02255—Out-coupling of light using beam deflecting elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】改良された干渉計配備レーザ及び超音波材料分
析システムを提供すること。 【解決手段】解析すべきターゲット１６から干渉計１８
によって得られたデータポイントを処理する照合フィル
タ処理法は、急熱処理サイクルを被るシリコンウエハな
どのターゲット内のラムモードを検出して解析するのに
特に有効なものとして示される。データポイントを得る
ために最適な期間の発生を所定の手順により測定するた
めに、ターゲット１６を干渉計１８にてモニタする方法
及び装置が開示される。かかる期間の検出に反応して、
インパルスレーザ１４などのインパルスソースは、デー
タポイントを獲得するために、ターゲット内に弾性波を
放射するためにトリガーされる。このようにして獲得さ
れたデータポイントは、照合フィルタ法などによって連
続的に処理される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ターゲットの内部
に導かれる超音波エネルギの使用とターゲットの表面の
対応する動きを検出する光学系の使用とによって、冶金
学的状態、構造の完全性、大きさ、及び温度などのター
ゲットの１つまたは複数の性質を間接的に（非接触で）
特徴付ける装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ターゲット内の弾性波の発生は、特徴の
ある現象である。ターゲットの表面で瞬間的な変化が生
じるとき、弾性波がターゲットの表面及びバルクの内部
の両方で発生する。図１乃至図４を参照すると、固体１
などのターゲット内を伝搬する４種類の波動、すなわ
ち、たて波、せん断波、レイリー波または表面波、及び
ラム波（図１９に図示）が存在する。たて波及びせん断
波は固体のバルクのみを伝導し、たて波はせん断波のお
よそ２倍の速度を有する。レイリー波は固体の表面のみ
を伝導し、その速度はせん断波の速度よりも僅かに遅
い。ラム波は非常に薄肉の固体によって持続されて伝搬
し、固体１の厚みを測定するために使用される。たて波
とせん断波とは、欠陥検出、固体の弾性特性の測定、及
び熔解金属が固化するときに生じる相変化のモニタなど
に幅広く使用されている。温度は固体内部の波動の速度
に影響するので、固体１の温度を測定することも周知で
ある。
【０００３】多数の異なるタイプのトランスデューサ
が、固体内の弾性波エネルギや超音波エネルギを発生す
るために使用されている。本発明の対象は、超音波を生
成するためのレーザ（すなわち、インパルスレーザ２）
の使用であり、かかるレーザは、光学干渉計内で見られ
るように、検出レーザ３をともに使用することによっ
て、伝搬する超音波に反応して固体１の表面の動きを検
出する。
【０００４】例えば、インパルスレーザビーム２ａが入
射する点と検出レーザビーム３ａが入射する点との距離
ｄが判っていれば、干渉計３の動作をインパルスレーザ
２の発射と同期せしめ、さらにインパルスレーザの発射
時間と波動が検出される時間との時間差を測定すること
によって、固体１内の波動の速度を測定できる。次に、
測定された速度や飛行時間は、固体の構造や固体の温度
などの固体の対象の特性と関係している。インパルスレ
ーザビーム２ａ及び検出レーザビーム３ａがそれぞれ図
４に示すように固体の反対側に入射する場合、固体の厚
みを測定することができる。固体が十分に薄くてラム波
が持続する場合、インパルスレーザビーム及び検出レー
ザビームが同一面側に入射して厚みが測定される。
【０００５】関連分野の米国特許は、次のものを含む。
エリックソン（Erickson）により１９７１年８月２４日
に発行し「レーザ干渉計」と題された米国特許３，６０
１，４９０号、Ｊ．ギャラギャー（J. Gallagher）らに
より１９７２年９月２６日に発行し「波面測定」と題さ
れた米国特許３，６９４，０８８号、及びＪ．モンチャ
リン（J. Monchalin）により１９８７年１月６日に発行
し「超音波変位を測定するためのレーザヘテロダイン干
渉方法及びシステム」と題された米国特許４，５３３，
７１５号である。
【０００６】トーマスＪ．シュルツ（Thomas J. Schult
s ）、ペトロスＡ．コティディス（Petros A. Kotidi
s）（本発明の発明者）、ジェイムＡ．ウッドロフ（Jai
me A.Woodroffe）（本発明の発明者）、及びペータＳ．
ロストラー（Peter S. Rostler）により１９９４年２月
１５日に発行した米国特許第５，２８６，３１３号も含
まれる。この米国特許は、「偏光干渉計を使用したプロ
セス制御システム」と題されている。かかる特許に開示
されたシステムの好ましい実施例は、ヘリウムネオンベ
ースの偏光干渉計とともにＸｅＣｌインパルスレーザを
使用して、例えばワークピースの温度を遠隔操作にて検
出する。
【０００７】この種のシステムの動作環境の１つは、金
属組立設備や処理設備内である。この種の環境で良く見
つかる周囲の熱、振動及び風媒粒子問題のため、きつい
要求や動作ストレスが干渉計や関係する検出レーザ及び
光学素子に置き換えられている。産業上の用途は多数の
材料分析システムを必要とするので、考慮すべき重要な
点の１つはシステムの価格である。すなわち、測定精度
や反復特性を妥協せずにコンパクト且つ低価格のシステ
ムを提供することが必要とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第５，２８
６，３１３号に記載されたシステムは、意図した用途に
おける使用には適しているが、本発明の目的は、レーザ
及び超音波材料特性分析システムを改良することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、周知のタイプ
のシステムが改良された干渉計配備レーザ及び超音波材
料分析システムを提供することである。これは、レーザ
ビーム整形及び指向法、検出レーザとしてのコンパクト
な半導体アセンブリ、半導体レーザを備えた検出レーザ
とともに使用するシステムを活用するための様々な技
法、及び半導体レーザのインコヒーレントな不安定性と
短時間のドリフトとを補償する信号処理法の使用を組み
合わせて達成される。さらに、分析すべきターゲットか
ら干渉計によって得られたデータを処理するための照合
フィルタ処理法が開示される。
【００１０】所定の基準により、データポイントを得る
ために最適な期間の発生を測定するためにターゲットを
干渉計によりモニタする方法及び装置も開示される。か
かる期間の検出に応じて、インパルスレーザなどのイン
パルスソースがトリガーされてターゲット内部に音響波
を発し、故にデータポイントが得られる。このようにし
て得られた複数のデータポイントが、照合フィルタ法に
よって連続的に処理されて、ターゲットの対象性質を測
定する。対象となる性質は、例えばターゲットの温度や
ターゲットの冶金学的状態である。
【００１１】
【実施例】本発明の特徴は、添付図面と共に本発明の実
施例の詳細な説明を参照することにより明らかにされ
る。図５は、本発明により構成されて動作されるレーザ
超音波材料分析システム１０の好ましい実施例の構成図
である。システム１０は、ターゲット内に弾性波を放出
し、弾性波によるターゲットの表面変位を検出し、次に
検出された変位を対象となる性質の値と関係させること
によって通常動作する。本発明における弾性波は、音響
波をも含むものである。本発明におけるターゲットは、
固体、準固体、または液体である。
【００１２】システムコントローラ１２は、マイクロプ
ロセッサや、外部接続のコンピュータまたはワークステ
ーションなどであり、ユーザインターフェース１２ａを
含む。ユーザインターフェースは、例えばタッチスクリ
ーンやキーボード、ポインティング装置（マウス）をグ
ラフィックディスプレイ装置と組み合わせて含み、かか
る装置によって、ユーザはシステム１０の動作とかかわ
り指示することができる。インパルスレーザ１４は、コ
ントローラ１２によって制御されて、本実施例ではター
ゲット１６として参照される対象物の表面にインパルス
ビーム１４ａを供給する（なお、ターゲットはシステム
１０の一部を形成するものではない）。インパルスビー
ム１４ａは、ターゲット１６の局所加熱を生じ、前述の
ようにターゲット内に弾性波を放射する。弾性波による
ターゲット１６の表面変位は、本発明による構成されて
動作される偏光干渉計１８によって検出される。
【００１３】干渉計１８は検出レーザ２０を含む。かか
るレーザ２０は、偏光干渉計１８の好ましい実施例にお
いて、半導体レーザ２２を含む。半導体レーザ２２は、
寸法が小さく、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどの検出レーザと比
較すると低価格であり、且つコヒーレンス長の長い（す
なわち、狭帯域）特徴に加えて、高出力（＞１００ｍ
Ｗ）を提供する。商業ベースで利用可能な半導体レーザ
システムは、１００ｍＷよりも高い出力を提供し、帯域
幅は１０ＭＨｚから１０ＫＨｚ未満の範囲を有する。シ
ステム１０にて使用される特殊な半導体レーザの選択
は、必要とされる出力、コヒーレンス長、波長、システ
ムのコンパクトさ、及び価格に依存している。検出レー
ザ２０の内部には、ターゲット１６から戻る反射レーザ
光が半導体レーザ２２の性能に影響することを防止する
ために、ファラデー回転子（図示せず）が含まれてい
る。干渉計１８の動作特性によって、戻りレーザ光の強
度が非常に小さいことが保証されているが、それにも拘
らず小量の戻りレーザ光が半導体レーザ２２の波長特性
に不利な影響を与える。検出レーザ２０アセンブリの出
力は、ソースビーム２０ａとなる。
【００１４】図２８を参照して、新規且つ好ましい半導
体レーザアセンブリ２１を説明する。最初に、半導体レ
ーザは、リトロー形態に装着された回折格子によって形
成される外部空洞によって安定することを指摘する。回
折格子の１次反射はレーザの空洞へのフィードバックを
形成し、０次反射は出力カップリングを形成する。図２
８の半導体レーザアセンブリ２１は、回折格子を取り付
けて配列する新規な方法を使用する。かかる方法は、熱
的且つ機械的に非常に安定しており、さらに製産が安価
であり組立が簡単である。
【００１５】半導体レーザ２１ａ及びコリメートレンズ
２１ｂは、支持構造体（すなわち、ステンレス鋼や適宜
の剛性部材からなる管２１ｃ）の一端部に装着されてい
る。例えば、管２１ｃは、長さが１５．２４ｃｍ（６イ
ンチ）であり、直径が５．０８ｃｍ（２インチ）であ
る。半導体レーザ２１ａは、回折格子２１ｄによって確
立される外部モードと対抗する面モード（facet mode）
を除去するために、出力面に抗反射（ＡＲ）コーティン
グを有する。回折格子２１ｄは、角度が固定された台２
１ｅに装着されている。かかる台の角度（θ1 ）は、半
導体レーザ２１ａの所望の作動波長を提供するように選
択される。例えば、１ｍｍあたり１８００本の溝を有す
る回折格子が使用される場合、半導体レーザの放射を±
１ｎｍで調整するのに要する機械加工角度の精度は、お
よそ±０．８度、すなわち単一の機械加工の許容範囲内
の値である。
【００１６】半導体レーザ２１ａの調整範囲は大きい
（１０ｎｍのオーダ）ので、調整軸の角度（図面の面
内）は厳密ではなく、故に、調整機構は不要である（必
要に応じて設けても良い）。しかしながら、面からの角
度（アライメント軸ＡＡ）は、十分な精度で機械加工す
ることができない。その結果、この角度は、レーザビー
ムとほぼ平行な軸を中心に光学くさび２１ｆを回転させ
ることによって調整される。光学くさび２１ｆは、半導
体レーザ２１ａと回折格子２１ｄとの間に配置され、レ
ーザビームの角度を変化させるように機能する。光学く
さび２１ｆは、回転ステージ台２１ｇによって支持され
ている。図２８において、角度θ2 は、回折格子２１ｄ
と関係するリトロー角であり、半導体レーザ２１ａの外
部の光学空洞は、通常回折格子２１ｄの面まで延在す
る。
【００１７】光学くさび２１ｆが最初に回転されて、生
じた屈折が回折格子２１ｄの入射面と同一面内にある場
合、光学くさび２１ｆの小回転角度変化は、調整角度に
ほとんど影響を与えず、アライメント軸角度に十分な制
御を可能とする。例えば、１０度の水晶の光学くさびが
使用される場合、光学くさび２１ｆの１０度の回転によ
って、アライメント軸に０．８度の変化が生じ、調整さ
れる波長の変化はわずか０．９ｎｍである。
【００１８】光学くさび２１ｆは、好ましくは、空洞損
失を最小にするために抗反射コートが施され、またビー
ム軸に対して傾斜され、光学くさびの表面からの反射が
半導体レーザ２１ａに戻らないようになっている。図５
を参照すると、ソースビーム２０ａはビーム拡大器２４
に供給される。ビーム拡大器２４の特性は、後述するセ
ンサシステムの集光出力に直接影響を与える。通常、ビ
ームの直径が大きくなるにつれて、リターンスペックル
のサイズも大きくなり、故に、干渉信号の生成に利用さ
れる全体の戻り出力が多くなる。
【００１９】ビーム拡大器２４は、後述する偏光ビーム
スプリッタ２８の前方または後方のいずれかに配置でき
る。ビーム拡大器２４のビームスプリッタ２８の後方へ
の配置は、干渉計の光学系をより小さくでき、且つビー
ム拡大器２４の拡大比と無関係にできるという長所を有
する。しかし、この位置へのビーム拡大器２４の配置
は、検出ビームやプローブビーム（ＰＢ）２８ｂのビー
ム拡大器２４の２度の通過を必要とする。その結果、ビ
ーム拡大器２４の質（価格）及びアライメントは、シス
テム１０の全体の動作に対して大切になる。従って、図
５に示すように、ビーム拡大器２４の偏光ビームスプリ
ッタ２８の前方への配置が好ましいが、本発明の教示は
かかる構成に限定するものではない。
【００２０】次に、拡大されたソースビーム２４は、偏
光ビームスプリッタ２８の前に配置された２分の１波長
板２６に入射する。２分の１波長板２６は、プローブビ
ーム（ＰＢ，２８ｂ）の強度に対する基準ビーム（Ｒ
Ｂ，２８ａ）の比を所望の値に設定する機構を形成す
る。２分の１波長板２６の回転角度の変化によって、レ
ーザビームの偏光面が回転し、故に、後述する偏光ビー
ムスプリッタ２８の動作との組合せで、干渉計１８のプ
ローブビーム２８ｂ及び基準ビーム２８ａと入っていく
ビームを制御する。
【００２１】本発明により、２分の１波長板２６は、２
分の１波長板２６に回転動作を付与するためにモータな
どの機構に連結することもできる。本実施例において、
コントローラ１２は、基準ビーム及びプローブビームの
相対強度を活用するために、ターゲット１６から戻る信
号を自動的にモニタし、信号ライン１２ｂを介して２分
の１波長板２６を制御自在に回転するものである。また
は、後述するカメラ４４によって提供されるグラフィッ
クディスプレイをモニタするユーザが、この機能を果た
すこともできる。
【００２２】２分の１波長板２６を通過して回転された
ビーム２６ａは、偏光ビームスプリッタ２８によって基
準ビーム２８ａとプローブビーム２８ｂとに分岐され、
基準ビーム２８ａとプローブビーム２８ｂとは、２分の
１波長板２６によって付与された回転により設定された
相対強度を有する。基準ビーム２８ａ及びプローブビー
ム２８ｂは、偏光ビームスプリッタ２８を通過した後、
それぞれ対応する１／４波長板３０ａ，３０ｂを通過す
る。波長板３０ａ，３０ｂは、基準ビーム２８ａとプロ
ーブビーム２８ｂとの両方が円偏光になるように配列さ
れる。
【００２３】基準ビーム２８ａの光路長は、合成ビーム
（ＣＢ）２８ｃから検出される信号のノイズを減らすよ
うに調整される。プローブ光路の長さと基準光路の長さ
とが一致する度合いは、半導体レーザ２２の帯域、半導
体レーザ２２の周波数ジッターに属する信号ノイズ、及
び干渉計１８の全体のコンパクトさに関する基準光路の
長さの影響に依存している。
【００２４】基準ビーム２８ａの光路内に、複数の折曲
ミラー３２ａ，３２ｂとコーナーキューブ反射器３４と
が含まれる。基準光路の戻りビームが、出ていく基準ビ
ームと同一の角度（方向は反対）にあることが、干渉計
１８の動作にとって大切なことである。この重要な目標
は、コーナーキューブ３４を使用する簡単で、コンパク
ト且つ安価な構成で達成される。対照的に、ミラーは、
アライメントを維持するために、用意周到且つ正確な調
整と、基準光路に沿った質の高い装着とを必要とする。
本発明の好ましい実施例において、これらの必要条件
は、コーナーキューブ３４（好ましくは金でコーディン
グされた円錐形）の使用によって除去される。かかるコ
ーナーキューブは、基準ビーム光路を終端せしめ、一方
基準ビーム２８ａの偏光特性を維持するものである。
【００２５】プローブビーム２８ｂは、ターゲット１６
までの距離と等しい焦点距離を有するレンズ３６を使用
してターゲット１６の点に集束される。ターゲット１６
の表面から反射するプローブビーム２８ｂの一部は、レ
ンズ３６によって連続的に集光され、干渉計１８へと戻
る。偏光ビーム２６ａを基準ビーム２８ａ及びプローブ
ビーム２８ｂに分岐するために使用された同一のプリズ
ム（偏光ビームスプリッタ２８）が、基準ビーム２８ａ
とプローブビーム２８ｂの戻り（反射）光とを合成ビー
ム（ＣＢ）２８ｃに再合成するために使用される。基準
ビーム２８ａ及びプローブビーム２８ｂは円偏光である
から、それぞれ１／４波長板３０ａ，３０ｂを通過しな
ければならない。故に、各ビームは再び直線偏光となる
が、偏光方向は最初のものとは反対になる。よって、合
成ビーム２８ｃは、半導体レーザ２２に向けて戻らず
に、干渉計１８の信号検出部へと向けられる。
【００２６】上述のように、基準ビーム２８ａとプロー
ブビーム２８ｂとが合成された後、ともに直線偏光にな
るが、検出するときの向きは反対になる。干渉信号（検
出可能な干渉縞）を生成するために、４５度に配向され
た偏光プリズムやビームスプリッタ３８が使用されて、
共通の軸に沿って基準ビーム２８ａ及びプローブビーム
２８ｂの各々の偏光軸の投影を選択する。これによっ
て、干渉信号が位相に関して１８０゜ずれている２つの
合成ビームが生じる。これらビームのいずれか一方また
は両方を使用して、分析プロセスに必要な信号を提供す
ることができる。例えば、図８は、２つの合成ビームを
検出する２つの光検出器（ＰＤ−１，ＰＤ−２）の使用
を示すものである。合成ビームフォーカスレンズ４０
が、合成ビーム２８ｃを１つまたは複数の光検出器４２
の放射検出面に集束せしめるために使用される。レンズ
４０は、開口４１と組み合わせることによって、合成ビ
ーム以外の光が光検出器４２に入射することを防止する
ために使用される。
【００２７】光検出器４２は、性能特性に応じて多くの
適した形態で提供される。光電子増倍管とハイブリッド
フォトダイオード・増幅器とは、合成ビーム２８ｃ内の
基準ビーム２８ａとプローブビーム２８ｂの戻り光との
干渉の結果生じる明暗のパターンを検出することに適し
た手段である。検出器４２の出力は、後述する形態の信
号処理のためにコントローラ１２に供給される。
【００２８】光カメラ４４は、主に診断機具として使用
される。すなわち、カメラ４４は、オペレータがシステ
ム１０をセットアップして制御するとき、検出信号を活
用するのに有用である。例えば、カメラ４４は、ユーザ
インターフェース１２ａのディスプレイモニタに出力を
供給するＣＣＤ装置であり、ターゲット１６に対する最
良のポイント角度を示す最良の信号リターンのためにオ
ペレータに視覚的フィードバックを提供する。しかしな
がら、本発明の一実施例において、自動ビーム操作シス
テムは、オペレータを必要とせずにこの機能を実行す
る。カメラ４４は、信号ビーム及び基準ビームのアライ
メント用に使用することもできる。カメラ４４は、基準
ビーム及び信号ビームの相対強度を測定するためにも使
用され、表示された強度に基づいて、オペレータは、干
渉縞のコントラストを最適とするための最適な強度分布
を得るために、２分の１波長板２６を回転することがで
きる。
【００２９】カメラ４４が省略される場合、第２フォト
ダイオード４２をこの場所に挿入することができる。第
２フォトダイオード４２の使用によって、２乗及び加算
信号処理法を米国特許第５，２８６，３１３号に記載す
るように使用することができる。図６は、システム１０
の斜視図を示し、隔壁装着光学ヘッド１１、ベースユニ
ット１３、及びコントローラ１２を示す。光学ヘッド１
１は、摺動ユニット１１ａを有するように構成されてい
る。かかるユニットは、インパルスレーザ１４、干渉計
１８、及び関係する電子回路及び制御回路の全てを含
む。好ましくは、光学ヘッド１１は、システム１０の動
作中に冷却流体（すなわち、水）が流れるジャケット１
１ｂを含む。摺動ユニット１１ａは、ヘッド１１に差し
込まれると、ウォータージャケット１１ｂと熱的に接続
される。故に、ウォータージャケット１１ｂは、高温動
作中の外部熱負荷の除去を主たる機能として有するが、
レーザ及び関係する電子回路の動作によって生じた熱を
除去するためにも機能する。ベースユニット１３は、必
要な全電力供給源を含み、ケーブル１３ａ，１３ｂを介
してコントローラ１２とのインターフェースを行う。本
発明のさらなる実施例（図示せず）において、光学ヘッ
ドは、三脚に装着されて、水冷は行われない。
【００３０】図７は、上述の三脚装着の実施例での使用
に適した摺動ユニット１１ａの一例を示す上面図であ
る。ベースプレート５０は、必要なレーザ及び光学素子
の全てを装着するための強固な支持台を形成する。イン
パルスレーザ１４は、その出力部が可変ビーム減衰器５
２とビーム整形凹アキシコン（axicon）５２ａ（図１
０）に接続されている。凹アキシコン５２ａは、本発明
により、ターゲット１６に入射するリング形状の環形イ
ンパルスビーム１４ａを形成する。本発明の他の実施例
において、ワキシコン（waxicon ）５２ｂが替わりに使
用される。これらの実施例の違いの１つは、凹アキシコ
ン５２ａは透過時に使用され、ワキシコンは反射時に使
用される。２番目の違いは、ワキシコンの使用はビーム
光路の短縮である。
【００３１】整形されたインパルスビームは、ミラー５
４，５６，５８及び合成器６０によって折曲され、次に
回転自在に装着されたビーム操作ミラー６２，６４に提
供される。かかるミラー６２，６４は、モータ６４ａに
接続され、インパルスビーム１４ａを制御された最適角
度でターゲット１６に向けるものである。本発明のかか
る概念は図１６及び図１７に基づいて詳細に説明され
る。
【００３２】検出レーザ２０はモジュラーユニットとし
て形成される。かかるモジュラーユニットは、半導体レ
ーザ２２と、半導体レーザ２２の帯域を狭めるための外
部装着共鳴空洞とを含む。半導体レーザの内部モードを
除去するために抗反射（ＡＲ）コーティングを使用する
ことが好ましい。さらに、フォトダイオード検出器を使
用して半導体レーザ２２の出力における不安定を検出
し、これに応じて半導体レーザの電流を所定量（すなわ
ち、０．１％〜１％）だけかき乱す電流制御法を使用す
ることが好ましい。半導体レーザ２２は、連続デューテ
ィー装置として動作される。すなわち、後述にて明らか
になるように、ターゲット１６からの干渉信号は、イン
パルスレーザ１４のトリガーに拘らず利用される。半導
体レーザアセンブリの好ましい実施例を図２８に示す。
【００３３】半導体レーザ２２の出力は、ミラー６６，
６８を介してファラデー回転子７０に、次に２分の１波
長板２６（ビーム偏光回転子）に供給される。本発明の
実施例において、ビーム偏光回転子２６は、ビーム拡大
望遠鏡２４の前に配置される。ビーム拡大望遠鏡２４の
出力部には、偏光ビームスプリッタ２８が連結される。
ビームスプリッタ２８の出力は、ミラー７２に入射し、
かかるミラー７２から、ビームがミラー７４と反射器７
６，７８との間を複数回折曲される光路に向けられる。
プローブビーム２８ｂは、インパルスビーム１４ａとと
もにターゲット１６に向けてビーム操作ミラー６２，６
４を介して出力される。
【００３４】ミラー７４，７６，７８間のプローブビー
ムの折曲は、検出レーザ２０としての半導体レーザの使
用に関する本発明の一概念である。代表的な半導体レー
ザのコヒーレンス長は、３０ｍから４０ｍの範囲であ
る。プローブビーム光路長と基準ビーム光路長との差が
かなり大きい光路長の異なる干渉計に対して、これは、
適切な干渉計の検出が生じていることを意味する。それ
でもなお、対象の小さい変位の測定を汚すかなりの周波
数ジッターが存在する。これは、システム１０におい
て、プローブビーム光路をミラー７４，７６，７８を有
する基準ビーム光路と一致させることによって光路長の
等しい干渉計を形成し、ＳＮＲをかなり増加せしめるこ
とによって克服される。この光路の一致（matching）
は、検出レーザとしての半導体レーザとの使用に対して
干渉計を活用するために、回折格子２１ｄ（図２８）、
ファラデー回転子、ビーム拡大望遠鏡２４、及び（少な
くとも１つの明るいスペックルを形成する）フォーカシ
ングレンズ３６を組合わせで使用される。
【００３５】図７を参照すると、素子８０，８２はシャ
ッターである。カメラ４４、光検出器４２も示され、点
線８４でサポート用の電子回路パッケージも示されてい
る。インパルスレーザシステム及び干渉計１８は、小さ
い領域に形成され、ビームは、必要な装着領域を最小と
するために折曲されている。環、線、または点に相当す
る形状を有するインパルスビーム１４ａを提供すること
は、本発明に含まれる。凹アキシコン５２ａまたはワキ
シコン５２ｂを使用したリング形状は好ましいが、他の
形状が重要となる適用例も数多く存在する。プローブビ
ーム２８ｂは、好ましくは回折限界スポットに集束され
る。環形のリング形状のインパルスビーム１４ａに対し
て、プローブビーム２８ｂはリングの中心に位置し（図
１３）、インパルスビーム１４ａによって発せられた弾
性波の飛行時間（time of flight：ＴＯＦ）は、リング
の半径を横切るように測定される。線及び点形状のイン
パルスビームに対して、プローブビーム２８ｂは、イン
パルスビーム１４ａから一定距離ｄ、例えば１．２７ｃ
ｍ（０．５インチ）から２．５４ｃｍ（１インチ）まで
の距離のところに離され（図１４及び図１５参照）、Ｔ
ＯＦは距離ｄに亘って測定される。
【００３６】本発明で使用される凹アキシコン５２ａの
設計の重要な概念は、円錐面が凹状であることである。
ターゲットでの同一のインパルスレーザリング形状は、
凸面（ポジティブ）のアキシコンによって得られるが、
アキシコンの直後では、光路に配置された光学素子に損
傷を与えるレーザの影響の強い線条領域を形成する焦面
焦点が存在する。アキシコンから延在するこの領域の長
さは、アキシコンの長さとインパルスビームの直径との
関数になっており、十数センチ（数インチ）に達する。
凹面のアキシコンには、次に配置される光学素子との距
離に関する制限はない。このように、本発明の教示はこ
の形態に限定するものではないが、凹面のアキシコンの
使用が好ましい。アキシコンの使用中に生じる問題は、
インパルスビーム１４ａのリングが分岐し、さらにター
ゲット上のリングの直径がターゲットまでの距離に応じ
て変化することである。かかる状態は、ターゲットの距
離、よってインパルスビーム１４ａのリング直径が連続
的に変化するから、システム１０はターゲットの移動や
振動により正確に動作しないので、許容し難い。この場
合、プローブビーム２８ｂの位置における弾性波の到達
時間も連続的に変化し、ターゲットの移動による到達時
間の変化（リング直径の変化）とターゲットの性質の変
化による到達時間の変化（弾性波到達時間の変化）とを
区別する方法が無い。
【００３７】この問題は、システム１０において、ヘッ
ド１１を出るリング形状のインパルスビーム１４ａが一
定の直径を有して拡大したり（発散したり）または集束
しないことを保証することによって克服される。これ
は、インパルスビーム１４ａがターゲット１６へと集束
される前にヘッド１１内で所定距離を飛行することによ
って達成される。この所定距離は、ヘッド１１のターゲ
ット１６までの距離とほぼ等しく、図７の素子５４，５
６，５８，６０，６２によって表される調節自在な光路
長折曲光学系の使用によって得られる。
【００３８】図１１及び図１２の反射ワキシコン５２ｂ
の光特性も、インパルスビームの発散や収束の問題を解
決し、直径が一定のインパルスビームリングを形成し、
ヘッド１１内部で光路を延長する必要条件を減らしたり
省略する。その結果、ワキシコン５２ｂの使用は、ヘッ
ド１１の体積を減らすために必要となる。図１１及び図
１２に、ワキシコン５２ｂの好ましい実施例を示す。ワ
キシコン５２ｂは、アルミニウム製のダイヤモンド加工
された反射面５３ｂ（λ／４）を有する基板５３を有す
る。適切な直径は７．６２ｃｍ（３インチ）であり、適
切な最大の厚み（ＴＨ）は２．５４ｃｍ（１インチ）で
ある。θ1 の適切な値は４５゜であり、θ2 の適切な値
はおよそ４５．３゜である。およそ１８ｍｍの直径を有
する入力ビーム５３ｃに反応して、およそ５．０８ｃｍ
（２インチ）の直径（ＢＤ）を有する環状出力ビーム５
３ｄが生成される。特定の用途の必要条件に応じて、他
の部材の寸法や角度が用いられる。
【００３９】前述のように、インパルスビーム１４ａ及
びプローブビーム２８ｂは、ターゲット１６の同一面側
に配置しても良く、他の反射器及び光学素子とともにタ
ーゲットの反対面側に配置することもできる。プローブ
ビーム２８ｂの安定性は、検出レーザ２０の波長がわず
か所定最大量または波数の最大数だけシフトする時間間
隔の期間に測定される。本発明の好ましい実施例におい
て、最大量または波数の最大数は１０ｋＨｚから１００
ｋＨｚまでの範囲の周波数に相当する。しかしながら、
この安定性の条件は、現在利用できる半導体レーザシス
テムの能力の限界を越えており、または、システム１０
の動作が必要とされる不利な環境において全種類のレー
ザシステムの動作が必要とされなければ大抵そうであ
る。
【００４０】非常に小さいターゲット表面変位の測定を
可能とするものは、検出ビームが短時間、すなわち大抵
１０μ秒間のみに安定していることを必要とするという
事実である。かかる時間は、インパルスレーザ１４を発
火して光検出器４２から読み取り値を得るまでに要する
時間に相当する。換言すれば、この短時間の安定は、半
導体レーザのユーザに対して少しも魅力のあることでは
なく、本発明のシステム１０における最大の可能性に利
用されるだけである。
【００４１】半導体レーザ２２とインパルスレーザ１４
との異なる波長を調和せしめ、ヘッド１１をコンパクト
に維持するために、ミラー６２，６４の組合せが両ビー
ムを操作するために使用される（インパルスビーム１４
ａは中心にプローブビーム２８ｂを有するリングであ
る）。図１６に示すように、好ましくは、ビーム操作ミ
ラー（実際にはミラー６２，６４の組合せ）は、中心に
反射「パッチ」、すなわち、赤外線スペクトルのプロー
ブビーム２８ｂを反射する金属（すなわち、金）によっ
てコーティングされた小領域６４ａを有し、ミラー６４
の表面の残りの部分はインパルスビーム１４ａを反射す
る誘電体コーティング６４ｂを有する。インパルスビー
ム１４ａは可視スペクトルの緑色である。インパルスビ
ーム１４ａのエネルギー流は、かなり高いので、誘電体
コーディングの形成は光損傷を避けるために必要であ
る。さらに、プローブビーム２８ｂは、反射中に偏光状
態を維持する必要があり、金属（金）のパッチ６４ａ
は、偏光状態に変化をもたらす誘電体コーティングミラ
ーよりも好ましい。特殊な反射部材及び誘電体コーティ
ングの使用は、使用される波長に対して適した組合せで
行われる。
【００４２】インパルスビーム１４ａ及びプローブビー
ム２８ｂの波長の選択はランダムではないこの点に関し
て、波長の選択に基準が含まれている。例えば、ターゲ
ット表面とのレーザ光の相互作用は波長依存性を呈し、
さらに、金属ターゲットはインパルスビーム１４ａの緑
色または紫外線（ＵＶ）の波長に最も良く反応すること
が判っている。しかしながら、遠赤外のインパルスビー
ム１４ａの波長に最適な結果をもたらす複合部材も多数
存在する。さらに、光検出器４２の感度は、合成ビーム
（ＣＢ）２８ｃの波長、すなわち半導体レーザ２２の波
長に依存する。
【００４３】システム１０は、散漫反射率（ニアランベ
ルシャン（near Lambertian ））でターゲットを観察す
るが、厳密には観察軸は表面に垂直ではない。実際、観
察軸が法線から４５゜傾いているとき、強度はピーク値
の５０％もある。しかしながら、非研磨金属部材などの
表面では、強度は角度に依存して急速に低下する。強度
は、１゜から１０゜までにピーク値の１０％に低下す
る。このような状況において、ビーム角度（好ましくは
インパルスビーム及びプローブビームの両方）を表面に
対してほぼ垂直となるように調整する自動システムを設
けることが必要である。これは、ストリップの共通のね
じり動作が±１０゜の角度で変化する金属処理プラント
において、移動するストリップを観察する適用例にとっ
ては、大切なことである。
【００４４】図１７を参照すると、かかる調整は、６７
０ｎｍ（すなわち、干渉計のプローブレーザ２０の波長
（８３０ｎｍ）とは異なる波長）で動作する半導体レー
ザなどのアライメントレーザ６５ａを備えることによっ
て行われる。アライメントレーザ６５ａの出力はレンズ
６５ｂを通過する。このレンズ６５ｂは、装置から出る
ビームがターゲット上に、機器の窓の位置に対してター
ゲット１６の起こり得る角度変化よりも大きな角度を定
めたスポットを照射するように選択される。アライメン
トレーザ６５ａからのアライメントビームは、ダイクロ
イックビームスプリッタ６５ｄを使用して、検出レーザ
２２からのプローブビーム２８ｂと合成される。ダイク
ロイックビームスプリッタ６５ｄは、アライメントレー
ザビームＡＢを反射し、プローブビーム２８ｂを透過す
る。ターゲット１６から戻るアライメントレーザ光は、
映像レンズ６５ｆを有する位置検出器６５ｅに映像を形
成する。検出器６５ｅとして適した装置は、周知のシリ
コン矩象検出器である。映像レンズ６５ｆは、ターゲッ
ト上のビームスポットを検出器６５ｅにほぼ同一のサイ
ズで描くように選択される。５０／５０ビームスプリッ
タ６５ｃは、アライメントレーザを反射し、且つ（アラ
イメントビーム（ＡＢ）と同一の軸を戻る）リターンビ
ームを映像レンズ６４ｆ及び検出器６５ｅに通過せしめ
る簡単な方法を提供する。強度の半分は出射光路で失わ
れ半分が入射光路で失われるが、この方法は、これらの
損失を排除する偏光ビームスプリッタ及び４分の１波長
板の使用よりも簡単で安価である。しかし、ターゲット
の反射率は低く、利用できるアライメントレーザ出力は
あまりにも小さく、この複雑な方法を使用することもで
きる。
【００４５】ターゲット１６がかなり広い場合、検出器
６５ｅの強度分布は、ターゲット１６のアライメントレ
ーザによって生成されるスポットの強度分布とほとんど
同じになる。反射率が角度とともに著しく低下する場
合、検出器６５ｅの映像内に明るいスポットが存在す
る。観察角度がターゲット１６の表面に垂直であれば、
この明るいスポットは検出器６５ｅの映像の中心に位置
する。検出器６５ｅからの強度情報は閉ループ制御回路
（図示せず）に送られる。かかる閉ループ制御回路は、
ミラー６４を操作する際にｘｙチルト機構６５ｇを駆動
して明るいスポットを検出器６５ｅの映像の中心に移動
させる。ｘｙチルト機構６５ｇを連続的に使用して検出
器６５ｅにて受光された映像の中心にスポットを維持す
ることによって、プローブビーム２８ｂ及びインパルス
ビーム２８ａは、ターゲット１６の表面に対して垂直に
保持される。これは所望の結果である。
【００４６】ロールアルミニウムなどの部材は、ストリ
ップに垂直な軸に対してストリップに沿う軸は異なる反
射率角度分布を有する。これは、他方の軸と比較すると
一方の軸はより高い感度を必要とする。これは、ターゲ
ット１６上の楕円スポット（より感度が必要とされる方
向に短軸）を使用し、且つ１つまたは複数のシリンドリ
カルレンズとしてのレンズ６５ｆを設けて検出器６５ｅ
に楕円の直交軸を別々に写すことによって行われる。シ
リンドリカルレンズは、検出器６５ｅに円形スポットを
形成するように機能する。
【００４７】２つの検出器を有する偏光干渉計１８の伝
達関数を図８に示す。所定のターゲット１６の表面変位
（ｘ軸）に対して、干渉計１８は、図示されたシヌソイ
ド曲線によって与えられる信号（ｙ軸）を生成する。シ
ステム１０は１つ、２つ、または複数の光検出器４２で
動作するが、図８は、位相が９０゜ずれている２つの光
検出器４２の伝達関数を示す。この伝達関数から明らか
にされることは、動作の最も感度が高く、故に最も必要
とされる最適のポイントは、最大勾配、すなわち、ポイ
ントＥ，Ｃ，Ｆ，Ｄにあることである。
【００４８】干渉計は、システムをかかるポイントにて
動作せしめるために、干渉計の基準光路を調整するため
に、振動ミラーや他の移動部品を使用しても良い。しか
しながら、この解決法は、システムの全体の複雑さや価
格を加算するので、全ての適用例に対して必要とされる
ものではない。本発明のさらなる概念により、システム
１０は、アルゴリズムによって、動く光学部品を使用せ
ずにこれらの最適ポイントで動作する。かかるアルゴリ
ズムによって、光検出器４２から受光された信号が最適
であるときのみインパルスレーザ１４はトリガーされ
る。
【００４９】図９は、ターゲット１６から受光される代
表的な信号を表す（この場合ターゲットは動いている
が、静止しているターゲットも同様な反応を呈する）。
図示するように、Ａ，Ｄ，Ｃで示すシヌソイド信号の
「バースト」が存在し、検出が僅かまたはほとんど無い
領域Ｂ（平坦な線）が散在している。バーストは、大
抵、２〜４ミリ秒の時間（ｔ）に亘って発生する。
【００５０】領域Ａ，Ｂ，Ｃは「不十分な」信号領域を
表し、領域Ｄは「良好」信号領域、すなわち、低周波数
のターゲットの移動及び高信号振幅を表す。不十分領域
Ａは、信号振幅が大きいが、ターゲットの移動の高い周
波数をも有する。領域Ａの存在は、通常ターゲットの移
動によるものであり、多くの場合、低周波数の振動を生
じる環境の規則的な振動である。なお、これらの振動
は、環境の振動と同一の周波数ではなく、干渉計１８に
よって受信される単位時間あたりの波長の数を表すこと
に注意することが大切である。。例えば、低周波数では
あるが振幅の大きい外部の振動によって、ターゲット１
６は短時間に波長の数百万倍の距離を移動することもあ
る。一方、同一の状況は、高周波数且つ低振幅振動によ
って生じることもある。これらの波長の周波数が有効な
データ範囲（例えば３００ｋＨｚ〜２ＭＨｚ）に達した
場合、いずれのフィルタ動作も、外部振動から所望の信
号を分離することができない。この状態は、「周波数中
毒」として引用される。
【００５１】図９の領域Ｂの存在は、次に示す１つまた
は複数の理由に依る。すなわち、（ａ）戻り光が無いの
で干渉が無い。これは、ターゲット１６からダークスペ
ックルを受光することによって生じる（明暗スペックル
はランダムに分布する）。（ｂ）半導体レーザ２２のコ
ヒーレンス性の欠如により干渉しない。これは、レーザ
動作の不安定や、半導体レーザ２２のコヒーレンス長よ
りも長い信号／基準光路差によって生じる。
【００５２】領域Ｃは、ターゲット動作の低周波数を表
すが、信号の振幅が小さい。これは、干渉縞のコントラ
ストの欠乏や戻り光の光量が不十分であるために生じ
る。図９の領域Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、得られたデータは
受け入れられず、これらの時間の間、干渉計１８による
データ取得を停止することが必要になる。本発明の一概
念により、システム１０は、インパルスレーザ１４の
「トリガーオンデマンド（ＴＯＤ）」法で動作する。か
かる方法は、「良好」信号の受信期間（すなわち、図９
の領域Ｄ）のみ、インパルスレーザ１４をトリガーして
データを収集するものである。
【００５３】図１８を参照すると、コントローラ１２
は、フォトダイオード（ＰＤ）４２に接続されたバンド
パスフィルタ９０を含む。レイリーモードで動作すると
き、所望の信号はおよそ１〜５ＭＨｚの範囲内にある。
一方、ラム（Lamb）モードで動作するとき、所望の信号
はおよそ１００ｋＨｚから１ＭＭＨｚまでの範囲内にあ
る。フィルタ９０の出力部は、包絡線検出器９２及びゼ
ロクロス検出器９４に接続される。包絡線検出器９２は
フォトダイオード４２から受信されるバーストの振幅を
測定し、ゼロクロス検出器９４はゼロクロスとシヌソイ
ドバーストの周波数成分とを測定する。解析器９６は、
包絡線検出器９２の出力とゼロクロス検出器９４の出力
とをモニタし、バーストの振幅及び周波数が「良好」バ
ーストが生じていることを示している状態を判定する。
かかる良好バーストの発生は、図９の領域Ａ，Ｂ，Ｃに
ついて記載された望ましくない状態（すなわち、半導体
レーザのコヒーレンス性の損失、許容できないターゲッ
トの移動、ダークスペックルの受光など）の欠如を示す
ものである。次に、分析器９６は、インパルスレーザ１
４をトリガーして良好バーストの残りの期間の間に測定
を開始する。このトリガーポイント（ＴＰ）を図９の領
域Ｄに示す。
【００５４】トリガーポイントが良好バーストの間に開
始されるばかりでなく、トリガーのタイミングも、予期
される弾性波検出がシヌソイド信号の最適ポイントでま
たはその近傍で生じるように選択される。例えば、図８
を参照すると、予測されるＴＯＦがシヌソイド信号の期
間のおよそ４分の１の場合、ＴＰは図８のポイントＡに
相当するポイントで生じる。これによって、シヌソイド
の最適測定ポイントＣ近傍でプローブビーム２８ｂの下
を発せられた弾性波が通過する。もちろん、インパルス
レーザ１４の動作における待ち時間も考慮され、従って
トリガー９６ａの開始も調節される。待ち時間の多くは
１００μ秒から２００μ秒の範囲内である。
【００５５】なお、図１８に示す機能は、適正にプログ
ラムされた処理装置によって全体的に、または部分的に
動作されるものである。次に、図２６を参照すると、本
発明の方法は、次に示す行程によって行われる。すなわ
ち、（Ａ）シヌソイド振動の振幅を検出するための受信
信号の包絡線を検出する行程、（Ｂ）バーストの振幅を
確認するためのシヌソイド振動のゼロクロスポイントを
検出する行程、（Ｃ）良好バーストの発生を判定するた
めの検出された振幅と検出された周波数とを解析する行
程、（Ｄ）偏光干渉計１８の最大勾配動作ポイント、す
なわち図８のポイントＥ，Ｃ，Ｆ，またはＤでデータを
収集するために適切な時間でインパルスレーザ１４をト
リガーする行程である。
【００５６】インパルスレーザのトリガーの方法に拘ら
ず（すなわち、行程Ａ−Ｄは望ましいが必ずしも必要で
はない）、受信信号の信号処理は次のように進行する。
すなわち、（Ｅ）時間に対する信号トレースの獲得、
（Ｆ）許容できる信号ノイズの基準に基づいたデータの
受け入れや拒絶、（Ｇ）データの２乗、（Ｈ）同様なデ
ータトレースの蓄積と、データの加算や加重平均などを
利用したデータトレースの合成、（Ｉ）「照合フィル
タ」を使用して処理信号から対象の特徴を抽出、（Ｊ）
「照合フィルタ」からＴＯＦの算出、（Ｋ）所定の較正
曲線の使用によるＴＯＦの材料の有効な性質（温度、冶
金学的状態）への変換、である。
【００５７】上記に関して、図１９乃至図１１を参照し
て説明する。上述のレイリー波は、比較的厚いターゲッ
トに関係した表面波である。対照的に、ラム波は、比較
的薄いターゲット（すなわち、ｄ＝およそ２．５４ｍｍ
（０．１インチ）まで）によってのみ持続する。図２０
に示すように、ラム波は、対称モード（Ｓ0 ）と非対称
または反対称モード（Ａ0 ）に特徴がある。Ａ0 モード
は分散である。ラムモードは、ターゲットを導波路のよ
うに伝搬する。Ｓ0 モードは、Ａ0 モードに比較すると
相対的に弱いので、観察は多くの場合かなり困難であ
る。図２１に示すように、これら２つのモードは、ター
ゲット内を異なる速度で飛行する。ターゲットの厚みが
増加すると、レイリー領域（すなわち、非分散表面波モ
ード）に入るまでは、速度の差は小さくなる。
【００５８】本発明の一概念により、Ｓ0 及びＡ0 ラム
モードは、ターゲット１の温度を得るために検出されて
一緒に用いられる。すなわち、２つの未知数（厚み及び
温度）を含む方程式は、インパルスビーム１４ａの印加
に反応して検出されたＳ0 及びＡ0 速度に基づいて解か
れる。特に有効な一適用例は、例えば厚みがおよそ２０
０〜４００μｍのシリコン基板などの薄い基板の温度の
検出である。この適用例を図２４に基づいて説明する。
【００５９】図２２は、本発明の一実施例によるコント
ローラ１２の一部を示す。この実施例において、照合フ
ィルターライブラリー１００が、照合フィルタプロセッ
サ１０２とともに使用されて基板の厚みを測定する。一
例として、ラムモードの場合、複数の波動テンプレート
や型１００ａが、所定の厚み（１００ｂ）のサンプルを
使用する動作のトレーニングモードの間にディジタル処
理されて記憶されている。記憶された型の各々は、単一
のサンプルに関して測定された複数の測定値に基づいて
いる。測定値は、好ましくはフィルタ処理され、または
測定プロセスのノイズや人為的な影響を除去するように
処理されている。従って、記憶された波形１００ａは、
複数の測定値の平均を表している。トレーニングモード
は、スイッチＳ１の閉成によって開始される。ノーマル
モードの動作中、光検出器４２の出力は、入力信号とし
て照合フィルタプロセッサ１０２に供給される。記憶さ
れた型１００ａの各々は、入力信号と比較されて自動較
正法（矢印で示す）によって最も良く一致するものを判
定する。次に、最も良く一致する型１００ａが対応する
厚み１００ｂに対応される。サンプルの厚みを測定する
と、温度を測定することができる。
【００６０】ラム領域で動作するときは、記憶された波
形１００ａが複数存在することが好ましいが、レイリー
領域で動作するときは、単一のフィルタの型のみが通常
必要になる。または、レイリー領域で動作するときは、
ピーク検出法を使用することができる。図２３は、第２
の信号処理の実施例、特に速度の測定値の較正方法を示
す。通常、これは、ＴＯＦの測定値を速度、次に例えば
温度に変換する方法である。この方法は、特に薄いター
ゲットに適用可能であり、ラムモードが使用され、分散
現象が観察される。温度が一例として用いられている
が、この方法は、他の物性に対しても用いることができ
る。さらに、弾性波のＴＯＦが示されているが、この実
施例は、弾性波の時間変化特性（すなわち、周波数、位
相など）を測定するために行われる。
【００６１】この信号処理装置への入力は、手動でまた
は自動的に生成される。例えば、ターゲットの厚みは、
図２２に示す方法によって自動的に推定され、またはユ
ーザインターフェース１２ａから手動で入力される。入
力は、ターゲットの厚み１０４及び材料の種類１０５で
ある。材料の種類１０５は、例えば合金の確認などであ
る。片面構造（図１及び図２参照）に対して、インパル
スビーム１４ａとプローブビーム２８ｂとの間の離間距
離（ＳＤ）は一定に設定されている。プロセッサには、
「照合フィルタ」のライブラリー１０６と較正曲線のラ
イブラリー１０７とが既に記憶されている。較正曲線の
ライブラリ１０７は、例えば、速度対温度のグラフ（例
えば図２７参照）、または、１つまたは複数の超音波パ
ルスや弾性波の特性対物質の性質のグラフ（すなわち、
温度）を表す。厚み及び材料の種類の入力１０４，１０
５は、それぞれライブラリ１０６からの記憶照合フィル
タの１つとライブラリ１０７からの較正曲線とを選択す
るために使用される。ライブラリ１０６から対応する照
合フィルタを選択すると、次に、処理されたデータ波形
は、最良の一致が得られるまで、選択された照合フィル
タと比較される。これは、ＴＯＦ１０６ａを生成する相
関操作である。次に、ＴＯＦ１０６ａは、ＳＤに基づい
て弾性波の速度に変換される。
【００６２】次に、厚み１０４及び材料の種類１０５入
力に応じてライブラリ１０７から選択された較正曲線を
使用して、温度や他の物質の性質がブロック１０８にて
判定されてその結果１０９が出力される。本発明のラム
モード処理方法の適用例を図２４に示す。この図は、シ
リコンウエハ１１２の熱処理に使用される急熱処理シス
テム（ＲＴＰ）システム１１０を示す。加熱モジュール
１１４は、断熱層１１８によって被覆されているプロセ
スチャンバ１１６の一部を包囲する。下方の移送チャン
バ１２０によって、ウエハ１１２を処理チャンバ１１６
から出し入れすることができる。ロードした後、エレベ
ータアセンブリ１２２が処理チャンバ１１６内でウエハ
１１２を上下するために使用される。ウエハ１１２の急
速加熱（すなわち、５０〜１００゜／秒）がこのプロセ
ス中に生じる。図２４には、プロセスコントローラ１２
４、上昇動作コントローラ１２６、及びエレベータアセ
ンブリ１２２を上下させるために接続されたモータ・エ
ンコーダ１２８及び増幅器１３０などの様々な他のシス
テム要素も示されている。高温計ヘッド１３２が光ファ
イバ１３４を介して、プロセスチャンバ１１６内の温度
を放射率によって測定する高温計１３６に接続されてい
る。高温計１３６は、プロセスコントローラ１２４にイ
ンターフェースされて温度制御ループをクローズする。
【００６３】本発明により、ＲＴＰシステムは、さらに
本発明のレーザ超音波材料分析システム１０を含む。ヘ
ッド１１は、ウエハの熱処理の間、ウエハ１１２の表面
にインパルスビーム１４ａ及びプローブビーム２８ｂを
向けるように配置されている。シリコンウエハ１１２の
厚みにより、ラムモードの動作（図２３）が、ウエハ温
度を測定するために利用されることが望ましい。例えば
同一サイズの金属基板にみられるようなバックグランド
ノイズが少ないので、シリコンウエハ１１２の結晶の性
質により、Ｓ0 ラムモードがより明らかになる。これに
よって、最大±２．８℃（±５゜Ｆ）の精度のウエハ１
１２の温度測定が可能になる。この温度測定は、プロセ
スチャンバ１１６の高い環境温度内で正確に測定するこ
とが難しいシリコンウエハの放射率を使用せずに、行え
る。
【００６４】これは、ウエハ１１２の破壊につながるプ
ロセスエラーを防止するので、本発明の重要な適用例で
ある。より大きなウエハ（すなわち２０．３２ｃｍ（８
インチ）から３０．４８ｃｍ（１２インチ）のウエハ）
を使用するので、関連するかなりの製産価格を含む単一
のウエハの価格によって、ウエハ温度の正確な測定はか
なり重要なものになっている。
【００６５】図２５は、システム１０の他の実施例を示
す。図２５において、システム１０は、溶鉱炉１４２内
部のボイラーチューブ１４０の表面温度をモニタするた
めに使用されている。かかる構成は、石油化学精製装置
の内部でみられる。１つまたは複数の観察ポート１４４
によって光学的なアクセスをボイラーチューブ１４０に
対して可能となる。詳細を拡大して示すように、インパ
ルスビーム１４ａ及びプローブビーム２８ｂがボイラー
チューブ壁１４０ａの表面に向けられる。堆積物（符号
１４０ｂで図示）がボイラーチューブ壁１４０ａの内面
に生じた場合、ホットスポットが外面に形成される。か
かるホットスポットの存在は、最終的には金属疲労や影
響を受けたボイラーチューブ１４０の破壊につながるの
で望ましいものではない。ボイラーチューブは、通常圧
縮加熱された揮発性流体を運ぶので、かかる破損は災害
となる場合がある。
【００６６】システム１０の使用によって、ボイラーチ
ューブの外壁に沿う表面温度の間接的（非接触）且つ非
常に正確な読み取りを行うことができ、故に、金属の破
損が生じる前に表面のホットスポットの検出が可能とな
る。リモート且つ非接触温度測定システムから効果のあ
る本発明の実施例は、熱処理産業（鋼、アルミニウムな
どの内部温度や表面温度の測定）、浸炭産業（浸炭深度
及び表面硬度の測定及び制御）、相変化処理（図２７に
示すように鋼処理における相変化の発生及び終了の検
出）、及び非破壊調査（構造体内部の内部欠陥、クラッ
ク、隙間の検出）を含む。欠陥検出において、テスト中
に構造体（橋梁支持体など）で内部欠陥から生じるさら
なる信号ピークが観察される。他の実施例は、紙のプロ
セス制御、すなわち、機械的強度や水分含有量などであ
る。
【００６７】欠陥検出に関して、ターゲットの調査中に
小クラックや欠陥を検出するために、ピエゾ電気トラン
スデューサから導出される高周波数超音波の使用が周知
である。１００ＭＨｚの高周波数で超音波を生成するた
めのモード固定レーザの使用は周知である。小欠陥の検
出に加えて、モード固定レーザの動作は、高周波数を必
要とせずに非常に狭帯域の超音波を生成できることも周
知である。
【００６８】これは、電子工学的帯域の減少による測定
のＳＮＲをかなり改善するためにシステム１０において
利用され、特に薄いターゲット（例えば２．５４ｍｍ
（０．１インチ）の金属）の測定において、ターゲット
のラムモードは分散的であり、これはターゲットの厚み
が受信パルスに影響することを示している。この分散現
象は、厚みを予め知ることを必要とするので、問題であ
る。しかしながら、この現象は、ターゲットが厚くなっ
たり超音波の周波数が高くなると消滅する。換言する
と、理論は、波動は周波数及び厚みの高い値に対しては
分散しないことを予言している。故に、非常に薄いター
ゲットに対して、高周波数超音波は、波動の分散特性を
防止するために使用することができる。
【００６９】なお、受信信号を解析する方法は多数存在
する。前述の如く、１つの方法は、最初に波動の到着を
検出し（ピーク検出）、次に距離やパス長を知ることに
よって飛行時間（ＴＯＦ）から速度を算出するものであ
る。測定された弾性波速度は、温度、冶金学的状態など
のターゲットの多くの特性と相関している。しかし、速
度測定だけが、信号を分析するための最適な方法ではな
い。
【００７０】本発明のさらなる概念により、受信された
弾性波の時間変化特性は、炭素含有量、ケースの深さ、
グレインサイズなどの様々な物質の性質をモニタするた
めに使用される。時間変化特性は、例えば受信弾性波の
周波数、受信弾性波の位相、及び受信弾性波の包絡線の
振幅変調を含む。高速フーリエ変換、ウェーブレッツ
（Wavelets）などの方法が、システム１０において使用
されて、測定された時間変化量を１つまたは複数の対象
の物質の性質と相関させるために、受信弾性波の周波数
特性などの時間変化定数を測定する。
【００７１】このようにして、本発明において多数の実
施例を開示した。一例として、トリガーオンデマンド法
を図８、図９、図１８及び図２６を参照して説明した
が、本発明は、ピエゾ電気アクチュエータなどの機構を
使用して基準光路を機械的に振動させて活動の安定化を
得ることも含むものである。さらに、基準光路の活動安
定化は、トリガーオンデマンド法とともに使用すること
もできる。
【００７２】一例として、物質の性質を測定するとき、
厚みのテストを省略することも本発明に含まれる。特
に、厚いターゲット（すなわち、３．１７５ｍｍ（０．
１２５インチ）よりも厚い）が調べられ且つバルク波が
用いられるとき、前面（priorsided ）構成（対向面か
らの反射波）及び２面（double sided）構成（ターゲッ
トを通過する反射波）に対する需要が存在する。いずれ
の場合にも、弾性波の飛行距離は、ＴＯＦ測定値から速
度を算出するために知る必要がある。
【００７３】図２９のフローチャートに示すように、厚
みを予め知ること無く飛行距離を測定する方法は、ター
ゲットに弾性波を生成し、次にたて（Ｌ）波及びせん断
（Ｓ）波の両方の到着を検出するものである。金属に対
して、後者（Ｓ波）は、前者（Ｌ波）の速度のほぼ２分
の１で伝達する。故に、これらの波動は、異なる時間で
到着して別々に検出される。両方の波動が受信されて検
出された後（ブロックＡ）、測定されたＬ波及びＳ波の
ＴＯＦの比が使用されてＬ波及びＳ波の速度の比が推定
される（ブロックＢ）。飛行距離は、いずれの波動にお
いても同一であるから、この計算から外れる。故に、各
波動の速度をターゲットの性質と相関させる替わりに、
Ｌ波及びＳ波の速度比が対象のターゲットの性質と相関
され（ブロックＣ）、厚みの不確実さが除去される。
【００７４】この能力はシステム１０の重要な特徴であ
り、システム１０は干渉計による検出を使用して、Ｌ及
びＳ波の両方をモニタする。超音波検査にて使用される
従来の接触ピエゾ電気トランスデューサは、この能力に
欠け、空間トランスデューサが各波動の設定用に使用さ
れる。このように、本発明を好ましい実施例を図示しな
がら説明したが、本発明は、形態及び詳細の変化をも含
むものである。例えば、検出半導体レーザの使用は、既
述の新規な信号処理方法に対して必須ではなく、サンプ
ル内に弾性波を発するためのインパルスレーザ源として
のレーザの使用も必須ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体内で維持される様々なタイプの波動と、こ
れらの波動を生成するインパルスレーザ及びかかる波動
を検出する検出レーザの様々な配置とを示す。
【図２】固体内で保持される波動と、かかる波動を生成
するインパルスレーザ及び波動を検出する検出レーザの
配置との一例を示す。
【図３】固体内で保持される波動と、かかる波動を生成
するインパルスレーザ及び波動を検出する検出レーザの
配置との一例を示す。
【図４】固体内で保持される波動と、かかる波動を生成
するインパルスレーザ及び波動を検出する検出レーザの
配置との一例を示す。
【図５】本発明によるレーザ超音波材料分析システムの
構成図である。
【図６】本発明により構成されるレーザ超音波システム
の一実施例の立面図である。
【図７】図３と同様なシステム実施例の光学ヘッド部分
の素子配置とレイアウトとを示す上面図である。
【図８】位相が９０゜ずれている２つの検出器を使用す
る偏光干渉計の伝達関数を示す。
【図９】「トリガーオンデマンド」モードの動作の説明
に役立ち且つ図５の偏光干渉計によって生成される受信
信号の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１実施例においてインパルスレー
ザビーム整形に使用されるアキシコンの断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例においてインパルスレー
ザビーム整形に使用されるワキシコンの断面図である。
【図１２】本発明の第２実施例においてインパルスレー
ザビーム整形に使用されるワキシコンの断面図である。
【図１３】本発明によるインパルスビームの形状とイン
パルスビームのプローブビームとの関係の一例を示す図
である。
【図１４】本発明によるインパルスビームの形状とイン
パルスビームのプローブビームとの関係の他の例を示す
図である。
【図１５】本発明によるインパルスビームの形状とイン
パルスビームのプローブビームとの関係のさらなる例を
示す図である。
【図１６】本発明の一実施例により環形インパルスビー
ム及びスポットプローブビームを導くために使用される
ビーム操作ミラーの好ましい実施例の正面図である。
【図１７】本発明の一概念による自動ビーム操作システ
ムの構成図である。
【図１８】図８の伝達関数の最適ポイントで図５のイン
パルスレーザをトリガーするために使用される図５のコ
ントローラの補助システムを示す構成図である。
【図１９】薄い固体とかかる固体によって維持されるラ
ムモードの一例とを示す断面図である。
【図２０】固体の厚みに対するせん断モード速度を示
し、さらに分散Ｓ0 及びＡ0 ラムモードのレイリー表面
波への収束を示すグラフである。
【図２１】Ｓ0 及びＡ0 ラムモードの伝搬速度の差を示
すグラフである。
【図２２】図５のコントローラの信号処理補助システム
の第１の実施例を示す構成図である。
【図２３】図５のコントローラの信号処理補助システム
の第２の実施例を示す構成図である。
【図２４】本発明により構成されて動作される急熱処理
システム（ＲＴＰ）の断面図である。
【図２５】ホットスポットに対してボイラーチューブを
検査するために使用される本発明のシステムを示す溶鉱
炉の上面図である。
【図２６】本発明の方法のフローチャートを示す。
【図２７】鋼を製造する際に生じて本発明のシステムに
より検出可能となる相変化を示すグラフである。
【図２８】本発明による半導体レーザアセンブリの断面
図である。
【図２９】たて波及びせん断波の両方のＴＯＦの測定を
利用する本発明の方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１２ コントローラ １８ 干渉計 ２２ レーザ ２６ ２分の１波長板 ２８，３８ 偏光ビームスプリッタ ３２ａ，３２ｂ ミラー ３４ コーナーキューブ ３６ レンズ ４２ 光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ カニンガム アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01773 リンカーン レキシントンロード 124 (72)発明者 ポール ゴゼウスキー アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01830 ハバーヒル リバーサイドアベニ ュ 635 (72)発明者 チャールズ ボーソディー アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01890 ウィンチェスター ニューメドウ ロード 21 (72)発明者 ダニエル クリメック アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02173 レキシントン マンローロード 30 (72)発明者 ジャイム ウッドロフ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01864 ノースリーディング アスペンロ ード ３

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ソースビームを発するレーザと、 前記ソースビームを基準ビームとプローブビームとに分
    岐する手段であって、前記プローブビームに対する前記
    基準ビームの相対強度は前記ソースビームの偏光状態に
    依存している手段と、 基準ビーム光路を画定する手段と、 前記プローブビームをサンプルの表面に向けさせ且つ前
    記サンプルから反射される前記プローブビームの一部を
    受光する手段と、 合成ビームを形成するために前記基準ビームを前記プロ
    ーブビームの前記受光されたものと合成する手段と、 前記基準ビームによって生じた干渉パターンを検出し且
    つ前記合成ビーム内で前記プローブビームの前記戻りビ
    ームと干渉せしめる手段と、 前記検出干渉パターンに反応して、前記ソースビームの
    偏光状態を自動的に変化せしめて前記干渉パターンの検
    出を強化する手段とを有することを特徴とする干渉計。
  2. 【請求項２】 偏光状態を変化せしめる前記手段は、 前記レーザと前記分岐手段との間の前記サンプルビーム
    光路内に挿入された２分の１波長板と、 前記２分の１波長板を回転自在に回転する手段とを有す
    ることを特徴とする請求項１記載の干渉計。
  3. 【請求項３】 基準ビーム光路を画定する前記手段は、
    前記基準ビーム光路を終端するコーナキューブを有する
    ことを特徴とする請求項１記載の干渉計。
  4. 【請求項４】 前記検出された干渉パターンをサンプル
    の物理的性質との関係させる手段をさらに有することを
    特徴とする請求項１記載の干渉計。
  5. 【請求項５】 前記レーザは半導体レーザからなること
    を特徴とする請求項１記載の干渉計。
  6. 【請求項６】 ターゲットの特性を測定するシステムで
    あって、 トリガー信号に反応して、ターゲット内に弾性波を放射
    する手段と、 前記放射された弾性波に反応してターゲットの表面変位
    を検出する干渉計手段と、 前記検出された変位からターゲット内の前記弾性波の時
    間変化特性を測定する手段と、 前記測定された時間変化特性をターゲットの対象性質と
    相関させる手段と、 前記干渉計手段によって生成された干渉パターンに反応
    して、前記トリガー信号を生成すべき時間を特定する手
    段とを有することを特徴とするシステム。
  7. 【請求項７】 前記干渉計手段は少なくとも１つの光検
    出器を含み、 前記特定手段は、 前記光検出器から出力された信号の振幅を検出する手段
    と、 前記光検出器から出力された前記信号の周波数を検出す
    る手段と、 前記検出された振幅が振幅の所定範囲内にあるとき且つ
    前記検出された周波数が周波数の所定範囲内にあるとき
    前記トリガー信号を生成する手段とを有することを特徴
    とする請求項６記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記振幅検出手段は包絡線検出手段を有
    し、前記周波数検出手段はゼロクロス検出手段を有する
    ことを特徴とする請求項７記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記干渉計手段は検出レーザを有し、前
    記検出レーザは半導体レーザを含むことを特徴とする請
    求項６記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 ターゲットの特性を測定するシステム
    であって、 ターゲット内に弾性波を放射するためにインパルスビー
    ムを生成し且つターゲットの表面に対してターゲット光
    路に亘って前記インパルスビームを導くインパルス手段
    と、 前記放射された弾性波に反応してターゲットの表面変位
    を検出する干渉計手段であって、プローブビームを生成
    し且つ前記プローブビームをターゲットの表面に導く手
    段を含む干渉計手段と、 前記検出された変位からターゲット内部の弾性波の時間
    変化特性を測定する手段と、 前記測定された時間変化特性をターゲットの対象特性と
    相関させる手段と、 ターゲットの光路距離に亘り収束したり発散しない環状
    形状を有するように前記インパルスビームを整形する手
    段とを有することを特徴とするシステム。
  11. 【請求項１１】 前記整形手段は、 アキシコンと、 前記アキシコンと前記インパルス手段の前記指向手段と
    の間にインパルスビーム画定する手段とを有し、 前記インパルスビーム光路はターゲット光路長と少なく
    ともほぼ等しい長さを有することを特徴とする請求項１
    ０記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記整形手段はワキシコンを有するこ
    とを特徴とする請求項１０記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記インパルス手段の前記導き手段と
    前記干渉計手段の前記導き手段とは、第１反射領域及び
    第２反射領域を有する共通反射器を有し、前記第１反射
    領域は前記インパルスビームを反射する第１反射部材を
    有し、前記第２反射領域は前記プローブビームを反射す
    る第２反射部材を有することを特徴とする請求項１０記
    載のシステム。
  14. 【請求項１４】 前記第２反射領域は前記第１反射領域
    によって包囲されていることを特徴とする請求項１３記
    載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記第１反射部材は誘電体コーティン
    グからなり、前記第２反射部材は金属からなることを特
    徴とする請求項１３記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記共通反射器は、ターゲットの移動
    の関数である方向に前記インパルスビーム及び前記プロ
    ーブビームを同時に導くために制御自在に配置され、 アライメントビームを発生するアライメントビームソー
    スと、 前記アライメントビームをターゲットに導く手段と、 ターゲットから戻る前記アライメントビームの一部に反
    応して前記共通反射器を制御自在に配置する手段とを有
    することを特徴とする請求項１３記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 ラムモードの持続に適した厚みを有す
    るターゲットの特性を測定するシステムであって、 ターゲット内に弾性波を放射する手段と、 前記放射された弾性波に反応してターゲットの表面変位
    を検出する干渉計と、 前記検出された変位に反応して、ターゲット内のＳ0 ラ
    ムモードに相当する弾性波の速度とＡ0 ラムモードに相
    当する弾性波の速度とを測定する手段と、 前記測定されたＳ0 ラムモード速度及びＡ0 ラムモード
    速度をターゲットの対象特性と相関させる手段とを有す
    ることを特徴とするシステム。
  18. 【請求項１８】 弾性波の周波数は、該弾性波の分散特
    性を除去するためにターゲットの厚みの関数になってい
    ることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
  19. 【請求項１９】 前記ターゲットの対象特性は温度であ
    ることを特徴とする請求項１７記載のシステム。
  20. 【請求項２０】 ターゲットはシリコンウエハからなる
    ことを特徴とする請求項１９記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 ターゲットの特性を測定するシステム
    であって、 ターゲット内に弾性波を放射する手段と、 前記放射された弾性波に反応してターゲットの表面変位
    を検出する干渉計と、 前記検出された変位に反応して、ターゲット内の前記弾
    性波の飛行時間を測定する手段と、 測定された飛行時間をターゲットの特性と相関させる手
    段とを有し、 前記干渉計は少なくとも１つの光検出器を含み、 前記相関手段は、 前記光検出器から信号出力の波形の形状を検出する手段
    と、 各々がターゲットの異なる厚みに対応する複数の所定波
    形形状を記憶する手段と、前記検出された波形形状を前
    記記憶された複数の所定波形形状と比較する手段と、タ
    ーゲットの厚みを、前記検出された波形形状と最も良く
    一致する前記記憶された複数の波形形状の選択された１
    つと関係する所定の厚みと相関させる手段とを有する照
    合フィルタ処理手段とを有することを特徴とするシステ
    ム。
  22. 【請求項２２】 ターゲットの特性を間接的に検出する
    方法であって、 （ａ） ターゲットの表面動作の少なくとも一部を示す
    振動信号を干渉計によって生成する行程と、 （ｂ） 生成された振動信号の振幅及び周波数を検出す
    る行程と、 （ｃ） ターゲット内に弾性波を放射する最適期間の発
    生を判定するために検出された振幅及び検出された周波
    数を解析する行程と、 （ｄ） 判定された最適期間においてターゲット内に弾
    性波を放射するインパルスソースをトリガーする行程と
    を有することを特徴とする方法。
  23. 【請求項２３】 （ｅ） 放射された弾性波に対するタ
    ーゲットの反応を表す少なくとも１つのデータポイント
    を干渉計にて測定する行程をさらに有することを特徴と
    する請求項２２記載の方法。
  24. 【請求項２４】 測定されたデータポイントの組を得る
    ために複数回行程（ａ）乃至行程（ｅ）を繰り返す行程
    と、 前記データポイントの組からノイズによって汚染されて
    いるデータポイントを除去する行程と、 処理データの組を生成するために前記組のうちの残りの
    データポイントを２乗して合成する行程と、 処理データの組から対象の特徴を抽出するために照合フ
    ィルタを適用する行程と、 抽出された対象の特徴からターゲット内の弾性波の時間
    変化特性を測定する行程と、 時間変化特性をターゲットの対象となる少なくとも１つ
    の特性に変換する行程とを有することを特徴とする請求
    項２３記載の方法。
  25. 【請求項２５】 ターゲットの特性を測定するシステム
    であって、 ターゲット内に弾性波を放射する手段と、 放射された弾性波に反応してターゲットの表面変位を示
    すために少なくとも１つの光反応性検出器を含む干渉計
    と、 前記検出された変位に反応して、ターゲット内の弾性波
    の時間変化特性を測定し且つ測定された時間変化特性を
    ターゲットの対象性質に相関させる信号処理手段とを有
    し、 前記信号処理手段は、 前記検出器から信号出力の波形形状を測定する手段と、 複数の所定波形形状を記憶する手段を含む照合フィルタ
    処理手段と、 各々が弾性波の時間変化特性をターゲットの対象特性に
    関係させる複数の較正曲線を記憶する手段を含む較正曲
    線処理手段と、 ターゲットの厚み及びターゲットを構成する材料の種類
    に基づいて前記記憶された複数の所定波形形状の１つを
    選択する手段と、 測定された波形形状の時間変化特性を、記憶された複数
    の所定波形形状の選択されたものと協動して測定する手
    段と、 検出された波形形状の測定された時間変化特性を、記憶
    された複数の較正曲線の１つと協動してターゲットの対
    象性質と関係させる手段とを有することを特徴とするシ
    ステム。
  26. 【請求項２６】 レーザアセンブリであって、 コヒーレント放射のビームを発する出力を有する半導体
    レーザと、 ビームに対する所定角度すなわち前記アセンブリから発
    せられるコヒーレント放射の所望の波長の関数として選
    択される所定角度に装着された回折格子と、 回折格子に対するビームの入射角度を制御自在に調節し
    て放出されるコヒーレント放射の波長を選択するために
    前記半導体レーザの出力部と前記回折格子との間のビー
    ム内に装着された光学くさびとを有することを特徴とす
    るレーザアセンブリ。
  27. 【請求項２７】 ターゲットの特性を測定するシステム
    であって、 インパルスビームを生成し、且つターゲット内に弾性波
    を生成するためにターゲットの表面に対してターゲット
    の光路において前記インパルスビームを導くインパルス
    手段と、 放射された弾性波に反応してターゲットの表面変位を検
    出する干渉計手段であって、出力ビームを生成する半導
    体レーザを含む干渉計手段と、 前記出力ビームからターゲットプローブビームと基準ビ
    ームとを生成する手段と、 前記検出された変位からターゲット内の前記弾性波の時
    間変化特性を測定する手段と、 前記時間変化特性をターゲット内の対象となる性質と相
    関させる手段と、 前記出力ビームにおける周波数ジッターを補償するため
    に前記ターゲットプローブビームの光路長を前記基準ビ
    ームの光路長とほぼ等しくする手段とを有することを特
    徴とするシステム。
  28. 【請求項２８】 厚みを有するターゲットの対象性質を
    測定するシステムであって、 ターゲット内に弾性波を放射する手段と、 前記放射された弾性波に反応してたて（Ｌ）波に相当す
    るターゲットの第１表面変位を検出し、且つ前記放射さ
    れた弾性波に反応してせん断（Ｓ）波に相当するターゲ
    ットの第２表面変位を検出する干渉計と、 前記検出された第１及び第２の変位に反応して、前記Ｌ
    波及びＳ波の各々の飛行時間を測定し、測定されたＬ波
    及びＳ波の飛行時間の第１の比を測定し、第１の比から
    Ｌ波及びＳ波の速度の第２の比を推定し、且つＬ波及び
    Ｓ波の速度の第２の比をターゲットの対象性質と相関さ
    せる信号処理手段とを有することを特徴とするシステ
    ム。
JP7240199A 1994-09-19 1995-09-19 レーザ及び超音波に基づく材料の分析システム及びその方法 Pending JPH08184581A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US30837294A 1994-09-19 1994-09-19
US08/308372 1994-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08184581A true JPH08184581A (ja) 1996-07-16

Family

ID=23193730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7240199A Pending JPH08184581A (ja) 1994-09-19 1995-09-19 レーザ及び超音波に基づく材料の分析システム及びその方法

Country Status (3)

Country Link
US (6) US5604592A (ja)
EP (1) EP0702230A3 (ja)
JP (1) JPH08184581A (ja)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002516984A (ja) * 1998-05-28 2002-06-11 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 構造物の性質を測定する装置及び方法
JP2007017298A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Toshiba Corp 表面検査方法およびその表面検査装置
JP2008102160A (ja) * 2008-01-18 2008-05-01 Toshiba Corp 超音波計測装置
JP4897821B2 (ja) * 2005-10-21 2012-03-14 サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス） 光学ヘテロダインサンプリング装置
JP2019532004A (ja) * 2016-09-30 2019-11-07 コーニング インコーポレイテッド 非軸対称ビームスポットを用いて透明被加工物をレーザ加工するための装置及び方法
WO2020008745A1 (ja) * 2018-07-04 2020-01-09 株式会社島津製作所 欠陥検出装置
US11148225B2 (en) 2013-12-17 2021-10-19 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom
US11186060B2 (en) 2015-07-10 2021-11-30 Corning Incorporated Methods of continuous fabrication of holes in flexible substrate sheets and products relating to the same
US11542190B2 (en) 2016-10-24 2023-01-03 Corning Incorporated Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
US11648623B2 (en) 2014-07-14 2023-05-16 Corning Incorporated Systems and methods for processing transparent materials using adjustable laser beam focal lines
US11697178B2 (en) 2014-07-08 2023-07-11 Corning Incorporated Methods and apparatuses for laser processing materials
US11713271B2 (en) 2013-03-21 2023-08-01 Corning Laser Technologies GmbH Device and method for cutting out contours from planar substrates by means of laser
US11773004B2 (en) 2015-03-24 2023-10-03 Corning Incorporated Laser cutting and processing of display glass compositions

Families Citing this family (137)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19612925C1 (de) * 1996-04-01 1997-05-22 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Werkstoffprüfung von beschichteten Werkstoffen
US5680212A (en) * 1996-04-15 1997-10-21 National Research Council Of Canada Sensitive and fast response optical detection of transient motion from a scattering surface by two-wave mixing
US5724138A (en) * 1996-04-18 1998-03-03 Textron Systems Corporation Wavelet analysis for laser ultrasonic measurement of material properties
US6769307B1 (en) 1997-11-21 2004-08-03 Perceptron, Inc. Method and system for processing measurement signals to obtain a value for a physical parameter
WO1998022801A1 (en) * 1996-11-22 1998-05-28 Autospect, Inc. Physical parameter measuring apparatus and method thereof
US6128081A (en) * 1996-11-22 2000-10-03 Perceptron, Inc. Method and system for measuring a physical parameter of at least one layer of a multilayer article without damaging the article and sensor head for use therein
US5996415A (en) * 1997-04-30 1999-12-07 Sensys Instruments Corporation Apparatus and method for characterizing semiconductor wafers during processing
US6182512B1 (en) 1997-06-13 2001-02-06 General Electric Company Method and apparatus for imaging thin structures
US6019000A (en) * 1997-11-20 2000-02-01 Sensys Instruments Corporation In-situ measurement of deposition on reactor chamber members
US6552803B1 (en) 1998-02-24 2003-04-22 Kla-Tencor Corporation Detection of film thickness through induced acoustic pulse-echos
US6108087A (en) * 1998-02-24 2000-08-22 Kla-Tencor Corporation Non-contact system for measuring film thickness
US6057927A (en) * 1998-02-25 2000-05-02 American Iron And Steel Institute Laser-ultrasound spectroscopy apparatus and method with detection of shear resonances for measuring anisotropy, thickness, and other properties
US6393384B1 (en) * 1998-04-10 2002-05-21 Textron Systems Corporation Apparatus and method for remote ultrasonic determination of thin material properties using signal correlation
US6198538B1 (en) * 1998-04-10 2001-03-06 Textron Systems Corporation Match filter apparatus and method for remote ultrasonic determination of thin material properties
US6633384B1 (en) 1998-06-30 2003-10-14 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for ultrasonic laser testing
US7612890B2 (en) * 1998-06-30 2009-11-03 Lockheed Martin Corporation System and method for controlling wafer temperature
US7545509B2 (en) * 1998-06-30 2009-06-09 Lockheed Martin Corporation System and method for online control of paper elasticity and thickness
US6657733B1 (en) 1998-06-30 2003-12-02 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for detecting ultrasonic surface displacements using post-collection optical amplification
US6694128B1 (en) 1998-08-18 2004-02-17 Parkervision, Inc. Frequency synthesizer using universal frequency translation technology
US7515896B1 (en) 1998-10-21 2009-04-07 Parkervision, Inc. Method and system for down-converting an electromagnetic signal, and transforms for same, and aperture relationships
US6061551A (en) 1998-10-21 2000-05-09 Parkervision, Inc. Method and system for down-converting electromagnetic signals
US6496621B1 (en) * 1998-09-22 2002-12-17 Digital Optics Corp. Fiber coupler system and associated methods for reducing back reflections
US8529139B2 (en) 1998-09-22 2013-09-10 Digitaloptics Corporation East Optical element and system using the same
US6813485B2 (en) 1998-10-21 2004-11-02 Parkervision, Inc. Method and system for down-converting and up-converting an electromagnetic signal, and transforms for same
US6370371B1 (en) 1998-10-21 2002-04-09 Parkervision, Inc. Applications of universal frequency translation
US7236754B2 (en) 1999-08-23 2007-06-26 Parkervision, Inc. Method and system for frequency up-conversion
US6560301B1 (en) 1998-10-21 2003-05-06 Parkervision, Inc. Integrated frequency translation and selectivity with a variety of filter embodiments
US6049706A (en) 1998-10-21 2000-04-11 Parkervision, Inc. Integrated frequency translation and selectivity
US6542722B1 (en) 1998-10-21 2003-04-01 Parkervision, Inc. Method and system for frequency up-conversion with variety of transmitter configurations
US6061555A (en) 1998-10-21 2000-05-09 Parkervision, Inc. Method and system for ensuring reception of a communications signal
US7039372B1 (en) 1998-10-21 2006-05-02 Parkervision, Inc. Method and system for frequency up-conversion with modulation embodiments
US6704549B1 (en) 1999-03-03 2004-03-09 Parkvision, Inc. Multi-mode, multi-band communication system
US6704558B1 (en) 1999-01-22 2004-03-09 Parkervision, Inc. Image-reject down-converter and embodiments thereof, such as the family radio service
US6873836B1 (en) * 1999-03-03 2005-03-29 Parkervision, Inc. Universal platform module and methods and apparatuses relating thereto enabled by universal frequency translation technology
US6879817B1 (en) 1999-04-16 2005-04-12 Parkervision, Inc. DC offset, re-radiation, and I/Q solutions using universal frequency translation technology
US6853690B1 (en) * 1999-04-16 2005-02-08 Parkervision, Inc. Method, system and apparatus for balanced frequency up-conversion of a baseband signal and 4-phase receiver and transceiver embodiments
US6188050B1 (en) * 1999-03-25 2001-02-13 Karta Technologies, Inc. System and method for controlling process temperatures for a semi-conductor wafer
US6747268B1 (en) * 1999-04-02 2004-06-08 Georgia Tech Research Corporation Object inspection method and system
US7110444B1 (en) 1999-08-04 2006-09-19 Parkervision, Inc. Wireless local area network (WLAN) using universal frequency translation technology including multi-phase embodiments and circuit implementations
US7065162B1 (en) 1999-04-16 2006-06-20 Parkervision, Inc. Method and system for down-converting an electromagnetic signal, and transforms for same
US7693230B2 (en) 1999-04-16 2010-04-06 Parkervision, Inc. Apparatus and method of differential IQ frequency up-conversion
US6078397A (en) * 1999-04-20 2000-06-20 National Research Council Method and apparatus for mapping the wall thickness of tubes during production
US6303411B1 (en) 1999-05-03 2001-10-16 Vortek Industries Ltd. Spatially resolved temperature measurement and irradiance control
US8295406B1 (en) 1999-08-04 2012-10-23 Parkervision, Inc. Universal platform module for a plurality of communication protocols
US6517240B1 (en) * 1999-11-05 2003-02-11 Durametrics, Inc. Ultrasonic thermometer system
US7082171B1 (en) * 1999-11-24 2006-07-25 Parkervision, Inc. Phase shifting applications of universal frequency translation
US6411914B1 (en) * 1999-11-29 2002-06-25 Goodrich Corporation System and method for coherent signal detection using wavelet functions
US7292835B2 (en) * 2000-01-28 2007-11-06 Parkervision, Inc. Wireless and wired cable modem applications of universal frequency translation technology
GB0007160D0 (en) * 2000-03-25 2000-05-17 Renishaw Plc Wavelength tuning in external cavity lasers
DE10018253C2 (de) * 2000-04-13 2003-08-21 Leica Microsystems Laser-Mikro-Dissektionsgerät
US7010286B2 (en) * 2000-04-14 2006-03-07 Parkervision, Inc. Apparatus, system, and method for down-converting and up-converting electromagnetic signals
CA2416011C (en) 2000-07-13 2010-09-07 National Research Council Of Canada Laser-ultrasonic testing system
JP4157265B2 (ja) * 2000-10-03 2008-10-01 パイオニア株式会社 レーザ光強度制御装置
US7454453B2 (en) * 2000-11-14 2008-11-18 Parkervision, Inc. Methods, systems, and computer program products for parallel correlation and applications thereof
US7010559B2 (en) * 2000-11-14 2006-03-07 Parkervision, Inc. Method and apparatus for a parallel correlator and applications thereof
US6833554B2 (en) * 2000-11-21 2004-12-21 Massachusetts Institute Of Technology Laser-induced defect detection system and method
JP2002163005A (ja) * 2000-11-29 2002-06-07 Nikon Corp 制御系の設計方法、制御系、制御系の調整方法及び露光方法
US6594446B2 (en) * 2000-12-04 2003-07-15 Vortek Industries Ltd. Heat-treating methods and systems
US6366403B1 (en) * 2001-02-12 2002-04-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Laser image contrast enhancement system
KR100419094B1 (ko) * 2001-06-28 2004-02-19 (주)나노믹스 기체 식별기
US6668654B2 (en) * 2001-08-15 2003-12-30 Lockheed Martin Corporation Method and apparatus for generating specific frequency response for ultrasound testing
US7072427B2 (en) 2001-11-09 2006-07-04 Parkervision, Inc. Method and apparatus for reducing DC offsets in a communication system
CN100416243C (zh) * 2001-12-26 2008-09-03 加拿大马特森技术有限公司 测量温度和热处理的方法及系统
US7370532B2 (en) * 2002-01-11 2008-05-13 Lockheed Martin Corporation RF communications method and system for laser ultrasonic testing
EP1472531A2 (en) * 2002-02-05 2004-11-03 Millipore Corporation Use of electronic speckle interferometry for defect detection in fabricated devices
JP4579548B2 (ja) * 2002-03-19 2010-11-10 ミリポア・コーポレーシヨン 多孔性媒体特性の超音波探知
US7038780B2 (en) * 2002-06-20 2006-05-02 Lockheed Martin Corporation Method for sensing acoustic energy
US7460584B2 (en) 2002-07-18 2008-12-02 Parkervision, Inc. Networking methods and systems
US7379883B2 (en) 2002-07-18 2008-05-27 Parkervision, Inc. Networking methods and systems
US6837109B2 (en) * 2002-11-05 2005-01-04 Kawasaki Steel Corporation Material thickness measurement method and apparatus
WO2004057650A1 (en) 2002-12-20 2004-07-08 Mattson Technology Canada, Inc. Methods and systems for supporting a workpiece and for heat-treating the workpiece
US7394551B2 (en) * 2003-01-16 2008-07-01 Metrosol, Inc. Vacuum ultraviolet referencing reflectometer
US8564780B2 (en) * 2003-01-16 2013-10-22 Jordan Valley Semiconductors Ltd. Method and system for using reflectometry below deep ultra-violet (DUV) wavelengths for measuring properties of diffracting or scattering structures on substrate work pieces
US7126131B2 (en) * 2003-01-16 2006-10-24 Metrosol, Inc. Broad band referencing reflectometer
US20080246951A1 (en) * 2007-04-09 2008-10-09 Phillip Walsh Method and system for using reflectometry below deep ultra-violet (DUV) wavelengths for measuring properties of diffracting or scattering structures on substrate work-pieces
US7067818B2 (en) * 2003-01-16 2006-06-27 Metrosol, Inc. Vacuum ultraviolet reflectometer system and method
US7026626B2 (en) * 2003-01-16 2006-04-11 Metrosol, Inc. Semiconductor processing techniques utilizing vacuum ultraviolet reflectometer
GB2397650A (en) * 2003-01-24 2004-07-28 Accentus Plc Controlling an annealing process using a laser ultrasonic method to monitor grain size
CN101799326A (zh) * 2003-09-23 2010-08-11 乔丹谷半导体有限公司 真空紫外参考反射计
JP5630935B2 (ja) * 2003-12-19 2014-11-26 マトソン テクノロジー、インコーポレイテッド 工作物の熱誘起運動を抑制する機器及び装置
US7492449B2 (en) * 2004-04-12 2009-02-17 Georgia Tech Research Corporation Inspection systems and methods
US7327448B2 (en) * 2004-07-29 2008-02-05 Optech Ventures Llc Laser-ultrasonic detection of flip chip attachment defects
US7804059B2 (en) * 2004-08-11 2010-09-28 Jordan Valley Semiconductors Ltd. Method and apparatus for accurate calibration of VUV reflectometer
US7663097B2 (en) 2004-08-11 2010-02-16 Metrosol, Inc. Method and apparatus for accurate calibration of a reflectometer by using a relative reflectance measurement
US7511265B2 (en) * 2004-08-11 2009-03-31 Metrosol, Inc. Method and apparatus for accurate calibration of a reflectometer by using a relative reflectance measurement
US7399975B2 (en) * 2004-08-11 2008-07-15 Metrosol, Inc. Method and apparatus for performing highly accurate thin film measurements
US7282703B2 (en) * 2004-08-11 2007-10-16 Metrosol, Inc. Method and apparatus for accurate calibration of a reflectometer by using a relative reflectance measurement
US7708461B2 (en) * 2004-09-17 2010-05-04 Siemens Aktiengesellschaft Temperature determination of an away-facing surface of an object
CA2584824A1 (en) * 2004-10-22 2006-05-04 Vanderbilt University On-chip polarimetry for high-throughput screening of nanoliter and smaller sample volumes
US8085388B2 (en) * 2005-02-01 2011-12-27 Laser Projection Technologies, Inc. Laser radar projection with object feature detection and ranging
EP2148195A1 (en) * 2005-07-07 2010-01-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Laser-based apparatus for ultrasonic flaw detection
JP4376837B2 (ja) * 2005-08-05 2009-12-02 サンテック株式会社 波長走査型レーザ光源
US7278315B1 (en) * 2005-10-04 2007-10-09 Op Tech Ventures Llc Laser-ultrasonic detection of subsurface defects in processed metals
US7440113B2 (en) * 2005-12-23 2008-10-21 Agilent Technologies, Inc. Littrow interferometer
WO2007130313A2 (en) * 2006-05-02 2007-11-15 Telesis Technologies, Inc. Laser safety system
WO2008058397A1 (en) * 2006-11-15 2008-05-22 Mattson Technology Canada, Inc. Systems and methods for supporting a workpiece during heat-treating
JP4804313B2 (ja) * 2006-11-17 2011-11-02 株式会社小松製作所 露光装置用狭帯域レーザ装置
US20080129986A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Phillip Walsh Method and apparatus for optically measuring periodic structures using orthogonal azimuthal sample orientations
US7605924B2 (en) * 2006-12-06 2009-10-20 Lockheed Martin Corporation Laser-ultrasound inspection using infrared thermography
DE102007035715A1 (de) * 2006-12-27 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung sowie Verfahren zum Justieren der Fokuslage
KR100803222B1 (ko) 2007-01-26 2008-02-14 삼성전자주식회사 스펙클 저감 레이저와 이를 채용한 레이저 디스플레이 장치
EP2160590A4 (en) * 2007-05-18 2012-11-21 Univ Vanderbilt SYSTEM AND METHOD FOR ENHANCED INTERFEROMETRIC DETECTION
US8445217B2 (en) 2007-09-20 2013-05-21 Vanderbilt University Free solution measurement of molecular interactions by backscattering interferometry
US7712955B2 (en) * 2007-12-17 2010-05-11 Chinhua Wang Non-contact method and apparatus for hardness case depth monitoring
US20090219537A1 (en) 2008-02-28 2009-09-03 Phillip Walsh Method and apparatus for using multiple relative reflectance measurements to determine properties of a sample using vacuum ultra violet wavelengths
EP2316018B1 (en) * 2008-04-10 2017-10-18 Brookhaven Science Associates LLC. Nondestructive testing apparatus and method
DE102008001476A1 (de) * 2008-04-30 2009-11-05 Robert Bosch Gmbh Anordnung zum Ausrichten eines Messobjekts relativ zu einem Detektor, interferometrische Anordnung sowie Ausrichtverfahren
KR101610269B1 (ko) 2008-05-16 2016-04-07 맷슨 테크놀로지, 인크. 워크피스 파손 방지 방법 및 장치
US7930115B2 (en) * 2008-10-15 2011-04-19 Honeywell International Inc. Low-power flow meter and related method
EP2431719B1 (en) * 2009-05-01 2018-07-04 Fujitsu Limited Temperature measurement system and temperature measurement method
US8153987B2 (en) * 2009-05-22 2012-04-10 Jordan Valley Semiconductors Ltd. Automated calibration methodology for VUV metrology system
US8429974B2 (en) * 2009-09-08 2013-04-30 Honeywell International Inc. Lamb wave dispersion compensation for EUSR approach to ultrasonic beam steering
JP5249975B2 (ja) * 2010-02-26 2013-07-31 三菱重工業株式会社 レーザ超音波探傷装置
WO2011126610A2 (en) 2010-03-30 2011-10-13 Zygo Corporation Interferometric encoder systems
WO2011156713A1 (en) 2010-06-11 2011-12-15 Vanderbilt University Multiplexed interferometric detection system and method
US9784625B2 (en) * 2010-11-30 2017-10-10 Bloom Energy Corporation Flaw detection method and apparatus for fuel cell components
US8867041B2 (en) 2011-01-18 2014-10-21 Jordan Valley Semiconductor Ltd Optical vacuum ultra-violet wavelength nanoimprint metrology
US9562853B2 (en) 2011-02-22 2017-02-07 Vanderbilt University Nonaqueous backscattering interferometric methods
US8565379B2 (en) 2011-03-14 2013-10-22 Jordan Valley Semiconductors Ltd. Combining X-ray and VUV analysis of thin film layers
US8711340B2 (en) 2011-05-31 2014-04-29 General Electric Company Auto-aligning spectroscopy system
US9599613B2 (en) 2011-07-20 2017-03-21 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Photonic blood typing
US10031138B2 (en) 2012-01-20 2018-07-24 University Of Washington Through Its Center For Commercialization Hierarchical films having ultra low fouling and high recognition element loading properties
US9273949B2 (en) 2012-05-11 2016-03-01 Vanderbilt University Backscattering interferometric methods
EP3030384A1 (en) 2013-08-06 2016-06-15 Laser Projection Technologies, Inc. Virtual laser projection system and method
US10914902B2 (en) * 2014-02-26 2021-02-09 TeraDiode, Inc. Methods for altering properties of a radiation beam
US10444202B2 (en) 2014-04-16 2019-10-15 Triad National Security, Llc Nondestructive inspection using continuous ultrasonic wave generation
EP3247988A4 (en) 2015-01-23 2018-12-19 Vanderbilt University A robust interferometer and methods of using same
US10571322B2 (en) * 2015-04-10 2020-02-25 Micro Motion, Inc. Measuring a spatiotemporal relationship between two of more positions of a vibratory element
US10627396B2 (en) 2016-01-29 2020-04-21 Vanderbilt University Free-solution response function interferometry
JP2018048899A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 株式会社日立製作所 レーザ計測装置及びレーザ超音波装置
RU2643232C1 (ru) * 2016-10-10 2018-01-31 Учреждение науки "Инженерно-конструкторский центр сопровождения эксплуатации космической техники" (Учреждение науки ИКЦ СЭКТ) Способ измерения изменения скорости распространения головной ультразвуковой волны и устройство для его реализации
US10794836B1 (en) 2016-12-27 2020-10-06 Triad National Security, Llc System and method for in-process inspection within advanced manufacturing processes
IL255894B (en) * 2017-11-26 2020-11-30 Zajdman Avigdor A laser system
JP7315535B2 (ja) * 2018-04-05 2023-07-26 株式会社島津製作所 振動計測装置
DE102018010192A1 (de) * 2018-12-22 2020-06-25 Hochschule Mittweida (Fh) Einrichtung und Verfahren zur berührungslosen Bestimmung des Zustandes der Asphaltbefestigung von Fahrbahnen
HUE054701T2 (hu) * 2019-06-04 2021-09-28 Ssab Technology Ab Eljárás és elrendezés objektum anyagtulajdonságainak becslésére lézer ultrahang (lus) mérõberendezéssel
FR3103280B1 (fr) * 2019-11-19 2023-05-12 Centre Nat Rech Scient Procédé de détection de défaut par focalisation d’ondes ultrasonores générés par impulsion laser

Family Cites Families (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1085350B (de) * 1957-07-02 1960-07-14 Leitz Ernst Gmbh Interferometer
US3601490A (en) * 1966-12-30 1971-08-24 Keuffel & Esser Co Laser interferometer
LU56842A1 (ja) * 1968-09-06 1970-03-06
US3694088A (en) * 1971-01-25 1972-09-26 Bell Telephone Labor Inc Wavefront measurement
US3771875A (en) * 1971-11-15 1973-11-13 Perkin Elmer Corp Interferometer having d.c. level compensation
US3885224A (en) * 1972-02-24 1975-05-20 Carl N Klahr Signal processing apparatus for imaging scanner
JPS5643635B2 (ja) * 1973-03-26 1981-10-14
US3959739A (en) * 1975-02-03 1976-05-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electro-optic tuning of organic dye laser
US3991383A (en) * 1975-03-28 1976-11-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Franz-Keldysh effect tuned laser
US3978713A (en) * 1975-05-27 1976-09-07 General Electric Company Laser generation of ultrasonic waves for nondestructive testing
US4052889A (en) * 1976-06-10 1977-10-11 Adaptronics, Inc. System for measurement of subsurface fatigue crack size
DE2637107C2 (de) * 1976-08-18 1978-09-14 Danfoss A/S, Nordborg (Daenemark) Schaltungsanordnung zum Ermitteln physikalischer Größen strömender Medien nach der Ultraschallmethode
US4156206A (en) * 1976-12-30 1979-05-22 International Business Machines Corporation Grating coupled waveguide laser apparatus
DE2707933C2 (de) * 1977-02-24 1982-05-27 Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln Verfahren zur Erzeugung impulsförmiger ebener Schallwellen vorbestimmter Ausbreitungsrichtung in stark lichtabsorbierenden Werkstücken
US4122412A (en) * 1977-04-18 1978-10-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Magneto-optically tuned lasers
GB2007014B (en) * 1977-10-04 1982-03-31 Commissariat Energie Atomique Fast-switching multiwavelength laser
US4229710A (en) * 1977-10-21 1980-10-21 Itamar Shoshan Wavelength selector for tunable laser
US4360271A (en) * 1978-01-13 1982-11-23 National Research Development Corporation Interferometer systems
US4201473A (en) * 1978-04-21 1980-05-06 Zygo Corporation Optical interferometer system with CCTV camera for measuring a wide range of aperture sizes
US4225240A (en) * 1978-06-05 1980-09-30 Balasubramanian N Method and system for determining interferometric optical path length difference
US4255971A (en) * 1978-11-01 1981-03-17 Allan Rosencwaig Thermoacoustic microscopy
US4300394A (en) * 1979-05-24 1981-11-17 Phillips Petroleum Co. Sonic wave travel time measuring system
FR2492176A1 (fr) * 1980-10-09 1982-04-16 Centre Nat Rech Scient Dispositif selecteur optique utilisant un coin de fizeau en reflexion
US4372163A (en) * 1981-02-03 1983-02-08 Rockwell International Corporation Acoustic measurement of near surface property gradients
US4391526A (en) * 1981-08-24 1983-07-05 Itek Corporation Interferometric surface contour measuring arrangement
EP0079981B1 (de) * 1981-11-25 1986-05-14 Ibm Deutschland Gmbh Phasen-Symmetrisierung optischer Wellenflächen
JPS58131557A (ja) * 1982-01-12 1983-08-05 Nippon Steel Corp 超音波の非接触測定法
USRE34604E (en) * 1982-04-14 1994-05-10 Stanford University Sensor using fiber interferometer
US4469450A (en) * 1982-06-01 1984-09-04 The Firestone Tire & Rubber Company Electroacoustic method for nondestructively monitoring the internal temperature of objects
US4521118A (en) * 1982-07-26 1985-06-04 Therma-Wave, Inc. Method for detection of thermal waves with a laser probe
US4522510A (en) * 1982-07-26 1985-06-11 Therma-Wave, Inc. Thin film thickness measurement with thermal waves
US4468551A (en) * 1982-07-30 1984-08-28 Armco Inc. Laser treatment of electrical steel and optical scanning assembly therefor
JPS5937495A (ja) * 1982-08-25 1984-02-29 株式会社日立製作所 電導性流体の流速、温度および音響を検出するためのセンサ並びに検出装置
DE3242284A1 (de) * 1982-11-16 1984-05-17 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren und anordnung zur laufzeitbestimmung eines ultraschallimpulses
US4541280A (en) * 1982-12-28 1985-09-17 Canadian Patents & Development Ltd. Efficient laser generation of surface acoustic waves
US4498773A (en) * 1983-05-04 1985-02-12 Rockwell International Corporation Pencil beam interferometer
US4763282A (en) * 1983-05-27 1988-08-09 Larry Rosenberg Programming format and apparatus for the improved coherent beam coupler system and method
JPS606860A (ja) * 1983-06-15 1985-01-14 Hitachi Ltd 非接触式超音波探傷方法およびその装置
US4545248A (en) * 1983-06-16 1985-10-08 Kabushiki Kaisha Tokyo Keiki Ultrasonic thickness gauge
US4606036A (en) * 1983-08-29 1986-08-12 Rockwell International Corporation Decentered annular ring resonator with internal misalignment cancellation
US4516244A (en) * 1983-09-01 1985-05-07 Rockwell International Corporation Common-pass decentered annular ring resonator with improved polarization control
US4639669A (en) * 1983-09-26 1987-01-27 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Pulsed electromagnetic nondestructive test method for determining volume density of graphite fibers in a graphite-epoxy composite material
US4539846A (en) * 1984-01-10 1985-09-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High resolution in situ ultrasonic corrosion monitor
US4636088A (en) * 1984-05-21 1987-01-13 Therma-Wave, Inc. Method and apparatus for evaluating surface conditions of a sample
JPS60262926A (ja) * 1984-06-08 1985-12-26 Kawasaki Steel Corp 成品焼結鉱成分濃度の制御方法
DE3429409C2 (de) * 1984-08-09 1986-09-11 Karl Deutsch Prüf- und Meßgerätebau GmbH + Co KG, 5600 Wuppertal Verfahren und Vorrichtung zur Dickenmessung an Prüflingen mittels Ultraschalles
US4598408A (en) * 1984-10-22 1986-07-01 Trw Inc. High extraction efficiency cylindrical ring resonator
CA1224935A (en) * 1984-11-28 1987-08-04 Her Majesty The Queen, In Right Of Canada, As Represented By The Ministe R Of The National Research Council And The Minister Of Energy, Mines And Resources Optical interferometric reception of ultrasonic energy
EP0200301A1 (en) * 1985-03-01 1986-11-05 Therma-Wave Inc. Method and apparatus for evaluating surface and subsurface features in a semiconductor
US4688940A (en) * 1985-03-12 1987-08-25 Zygo Corporation Heterodyne interferometer system
US4689491A (en) * 1985-04-19 1987-08-25 Datasonics Corp. Semiconductor wafer scanning system
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
US4655608A (en) * 1985-10-24 1987-04-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Non-perturbing beam deflection system and method for high repetition rate temperature measurement of combustion flames
US4890921A (en) * 1986-08-11 1990-01-02 The Boeing Company Scanning interferometer
US4762425A (en) * 1987-10-15 1988-08-09 Parthasarathy Shakkottai System for temperature profile measurement in large furnances and kilns and method therefor
CA1287388C (en) * 1988-04-29 1991-08-06 Jean-Pierre Monchalin Broadband optical detection of transient motion from a scattering surface
JP2718705B2 (ja) * 1988-07-27 1998-02-25 株式会社日立製作所 光音響信号検出方法及びその装置
JPH02173505A (ja) * 1988-12-26 1990-07-05 Brother Ind Ltd 光波干渉型微細表面形状測定装置
US5052661A (en) * 1989-05-08 1991-10-01 Aluminum Company Of America Controlling heat treating furnaces
US4932783A (en) * 1989-07-21 1990-06-12 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and method for minimizing polarization-induced signal fading in an interferometric fiber-optic sensor using input-polarization modulation
US5035144A (en) * 1989-07-31 1991-07-30 National Research Council Of Canada Frequency broadband measurement of the characteristics of acoustic waves
US5136172A (en) * 1989-08-16 1992-08-04 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for detecting photoacoustic signal
JPH0378609A (ja) * 1989-08-23 1991-04-03 Brother Ind Ltd 光スキッド式表面粗さ計測装置
US5110211A (en) * 1990-01-04 1992-05-05 Shoji Niki Optical interference signal extractor with device for reduced noise from optical light power variation
CA2007190C (en) * 1990-01-04 1998-11-24 National Research Council Of Canada Laser optical ultrasound detection
CA2013406C (en) * 1990-03-29 1998-06-16 Rene Heon Optical detection of a surface motion of an object
US5263037A (en) * 1990-08-01 1993-11-16 Hewlett-Packard Company Optical oscillator sweeper
US5363050A (en) * 1990-08-31 1994-11-08 Guo Wendy W Quantitative dielectric imaging system
US5153669A (en) * 1991-03-27 1992-10-06 Hughes Danbury Optical Systems, Inc. Three wavelength optical measurement apparatus and method
US5374991A (en) * 1991-03-29 1994-12-20 Gradient Lens Corporation Compact distance measuring interferometer
US5131748A (en) * 1991-06-10 1992-07-21 Monchalin Jean Pierre Broadband optical detection of transient motion from a scattering surface by two-wave mixing in a photorefractive crystal
JPH0520094A (ja) * 1991-07-17 1993-01-29 Toshiba Corp 情報処理装置
US5286313A (en) * 1991-10-31 1994-02-15 Surface Combustion, Inc. Process control system using polarizing interferometer
US5386727A (en) * 1992-06-02 1995-02-07 Herzog Contracting Corporation Dynamic rail longitudinal stress measuring system
US5373741A (en) * 1992-06-27 1994-12-20 Krautkramer Gmbh & Co. Ultrasonic measuring device, especially suited to non-destructive testing of materials
US5383366A (en) * 1992-10-26 1995-01-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ultrasonic two probe system for locating and sizing
US5428635A (en) * 1994-01-11 1995-06-27 American Biogenetic Sciences, Inc. Multi-wavelength tunable laser

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002516984A (ja) * 1998-05-28 2002-06-11 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 構造物の性質を測定する装置及び方法
JP2007017298A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Toshiba Corp 表面検査方法およびその表面検査装置
JP4897821B2 (ja) * 2005-10-21 2012-03-14 サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス） 光学ヘテロダインサンプリング装置
JP2008102160A (ja) * 2008-01-18 2008-05-01 Toshiba Corp 超音波計測装置
US11713271B2 (en) 2013-03-21 2023-08-01 Corning Laser Technologies GmbH Device and method for cutting out contours from planar substrates by means of laser
US11148225B2 (en) 2013-12-17 2021-10-19 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
US11697178B2 (en) 2014-07-08 2023-07-11 Corning Incorporated Methods and apparatuses for laser processing materials
US11648623B2 (en) 2014-07-14 2023-05-16 Corning Incorporated Systems and methods for processing transparent materials using adjustable laser beam focal lines
US11773004B2 (en) 2015-03-24 2023-10-03 Corning Incorporated Laser cutting and processing of display glass compositions
US11186060B2 (en) 2015-07-10 2021-11-30 Corning Incorporated Methods of continuous fabrication of holes in flexible substrate sheets and products relating to the same
US11130701B2 (en) 2016-09-30 2021-09-28 Corning Incorporated Apparatuses and methods for laser processing transparent workpieces using non-axisymmetric beam spots
JP2019532004A (ja) * 2016-09-30 2019-11-07 コーニング インコーポレイテッド 非軸対称ビームスポットを用いて透明被加工物をレーザ加工するための装置及び方法
US11542190B2 (en) 2016-10-24 2023-01-03 Corning Incorporated Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates
JPWO2020008745A1 (ja) * 2018-07-04 2021-05-20 株式会社島津製作所 欠陥検出装置
WO2020008745A1 (ja) * 2018-07-04 2020-01-09 株式会社島津製作所 欠陥検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
US5956143A (en) 1999-09-21
EP0702230A3 (en) 1999-02-24
US5781304A (en) 1998-07-14
US5604592A (en) 1997-02-18
US5798835A (en) 1998-08-25
US5793489A (en) 1998-08-11
EP0702230A2 (en) 1996-03-20
US5638396A (en) 1997-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08184581A (ja) レーザ及び超音波に基づく材料の分析システム及びその方法
US11680794B2 (en) Low drift reference for laser radar
US4966459A (en) Broadband optical detection of transient motion from a scattering surface
JP4880232B2 (ja) 位置情報を取得するためのシステムおよび方法
US6081330A (en) Method and device for measuring the thickness of opaque and transparent films
US9638799B2 (en) Scan mirrors for laser radar
US5907404A (en) Multiple wavelength image plane interferometry
US7006221B2 (en) Metrology system with spectroscopic ellipsometer and photoacoustic measurements
US6856384B1 (en) Optical metrology system with combined interferometer and ellipsometer
US20010019415A1 (en) Interferometer having a micromirror
JP2002505427A (ja) 膜厚測定用非接触装置
US4872756A (en) Dual path interferometer with varying difference in path length
US5285261A (en) Dual interferometer spectroscopic imaging system
EP0586054A1 (en) Spectroscopic imaging system using a pulsed electromagnetic radiation source and an interferometer
US6259530B1 (en) Method and device for measuring the depths of bottoms of craters in a physico-chemical analyzer
KR20010053281A (ko) 초음파 레이저 테스트를 위한 방법 및 장치
JP3410802B2 (ja) 干渉計装置
EP3771883A2 (en) Dispersive optical device
CN117490979A (zh) 大口径平板元件剩余透反射率及不均匀性测量装置
JPS6318208A (ja) 面形状測定装置
JPH04125432A (ja) フーリエ変換赤外発光分光用光学系調整法及びフーリエ変換赤外発光分光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20040804

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040813

A02 Decision of refusal

Effective date: 20041206

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02