JPH08500432A - Acousto-optically harmonious filter-based surface scanning device and method - Google Patents

Acousto-optically harmonious filter-based surface scanning device and method

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JPH08500432A
JPH08500432A JP5519398A JP51939893A JPH08500432A JP H08500432 A JPH08500432 A JP H08500432A JP 5519398 A JP5519398 A JP 5519398A JP 51939893 A JP51939893 A JP 51939893A JP H08500432 A JPH08500432 A JP H08500432A
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scanning
filter
scattered
detector
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パーソン，リー・エイチ
ジョンソン，ケンドール・ビー
ドイル，ティモシー・イー
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サイオコル・コーポレーション
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Abstract

(57)【要約】 表面（１６）を検査する走査装置（１０）は、検査される表面で反射し、散乱し又は螢光を発光させる光のビーム（３２）を発生させる光源（３０）を備えている。光学的インターフェース（１４）は光のビームを受入れ、かつそれを表面から伸長し又は表面へと伸びる所定の経路に沿って方向付けする。音響−光学的に調和可能なフィルタ（３４）が所定の物質の既知の光学的特性に対応する波長を有する光を通すように調整されていて光の経路内に位置決めされている。検出器（４２）は、表面から放射される光を受けるように位置決めされ、監視される所定の波長における光の強度を監視し対応する信号を発生するように構成される。本装置は走査ボード（９０）に取付けられることにより表面を走査するのに使用できる。本装置はまた検出器により発生した信号を処理する信号処理装置（２２）を備えている。処理した結果のデータは出力装置（２６）により表示される。 (57) Summary A scanning device (10) for inspecting a surface (16) includes a light source (30) that produces a beam of light (32) that reflects, scatters or fluoresces at the surface to be inspected. I have it. The optical interface (14) receives a beam of light and directs it along a predetermined path extending from or to the surface. An acousto-optically harmonious filter (34) is tuned and positioned in the light path to pass light having a wavelength corresponding to the known optical properties of the material of interest. The detector (42) is positioned to receive the light emitted from the surface and is configured to monitor the intensity of the light at the predetermined wavelength monitored and generate a corresponding signal. The device can be used to scan a surface by mounting it on a scanning board (90). The device also comprises a signal processor (22) for processing the signal generated by the detector. The data resulting from the processing is displayed by the output device (26).

Description

【発明の詳細な説明】 音響−光学的に調和可能なフィルタを基礎とする表面走査装置及びその方法発明の背景 １．発明の利用分野 本発明は表面を検査する装置及びその方法に関する。特定すれば、本発明は、 表面に光を当てて所定の物質の公知の光学的性質に対応する波長で表面から発散 される光の強度及び極性を分析することにより、表面上の種々の物質の非破壊的 な検出及び特性値の測定をほとんどリアルタイムに得るための装置に関する。 ２．従来の技術 ２つの物質を接着する工程は多くの工程において使用される典型的な製造工程 の１つである。接着剤の強度の重大性は、接着される材料が使用される用途に特 に依存する。例えば、固体ロケットエンジンの製造においては接着強度は特に重 要である。 固体ロケットエンジンの接着部は加速、点火圧縮力及び熱負荷により多大な力 を受ける。弱い接着部又は領域の剥離は応力発生の原因となり、そのことは更に 接着部を弱化させることになり、結局、接着部の破損をひき起し、かつ接着され た材料の幾何学的な変形が発生することによりエンジンの燃焼特性に悪影響を及 ぼす。 固体ロケットエンジンの製造において、種々の材料が相互に良好に接着されね ばならない。例えば、典型的な固体ロケットエンジンに見られるいくつかの接着 は、ケースと絶縁体との間、絶縁体とライナーとの間、ライナーと推進剤との間 及びフェノール類のノズルと金属のノズルハウジングとの間で行われている。こ れらの接着部のいずれかにおける接着の弱化又は剥離によりロケットエンジンに 致命的な破損が生じる。 ２つの材料が共に接着される場合、いずれかの材料の表面の汚染物質により接 着が弱化され、いくつかの例では、剥離領域が発生する。グリース、油圧作動油 及び鋳型分離剤のような有機物質は固体ロケットエンジンの接着面を汚染する第 １の原因である。他の汚染物質は砂又は塵のような粒子である。油圧装置及び電 動機がある処では、気化した油が周囲にしばしば存在する。これらの蒸気は接着 すべき表面に凝縮する。これらの汚染が小さい程度のものであって、人間の目に は見えないものであっても、接着強度を低下させる。接着工程の前に表面を洗浄 すべき程度及び表面の洗浄に使用する方法は表面の性質に極めて依存する。例え ば、スペースシャトルのロケットケースではグリットブラスト仕上された鋼鉄の 表面である。それは蒸気脱脂工程で通常洗浄される。このような工程の１つでは 、ケースは沸騰したメチルクロロホルムが収容されている底部のピット内に懸架 される。メチルクロロホルムは蒸発しかつロケットケースに凝縮する。ロケット ケース上を凝縮物が流れるにつれて、流路にあるグリースを溶解する。この工程 はロケットケースから少量のグリースを洗浄すべく行われるが、グリースの付着 が存在する領域では、グリースの全てを洗浄工程で取り除くことはできない。 接着面を洗浄するのにメチルクロロホルムのような溶剤を使用することは、接 着面がフェノール樹脂材料である場合には、実施できない。固体ロケットエンジ ンでは、ノズルは通常フェノール樹脂で作られている。ノズルはマンドレルに硬 化していないテープを巻付け、テープを硬化させそしてその部分を所望の形状に 機械加工することにより形成される。 フェノール樹脂材料は、それらが接触する洗浄溶剤のいかなる型式のものも実 質的に吸収する。これらの溶剤は表面の化学反応を変更し及び／又は溶解された 汚染物質をフェノール樹脂内に運ぶ。ここで記載する適用例においては、フェノ ール樹脂の表面の性質は変化しないままである。 現状では、フェノール類の材料を洗浄する好ましい方法はミルの上にその材料 を置き、新しい表面を機械加工することにより汚染された表面を除去することで ある。しかしながら、この方法は部品の公差上表面部分を取除くことができる場 合のみに限られる。そうでない場合には、汚染された部分は取換えなければなら ない。 汚染の程度が小さく人間の目に見えない場合でさえ、接着強度は減少するため 、接着面は接着する前に検査して汚染物質がないこと又は汚染物質がある場合は 許容限度内にあるかどうかを確認しなければならない。 表面検査を行う初歩的な方法は、ワイパー上にいくつかの溶剤を置き、ワイパ ーで表面を拭き取ることにより表面の汚染物質をワイパーへ移すことである。次 に、ワイパーは標準的な分光学的方法を使用して分析され、ワイパー上の汚染物 質の存在を確認しかつそれらの汚染物質の同一性を確定する。 この方法をうまく使用する場合の主な障害は、それが検査方法として使用され るに過ぎないことである。この方法は全接着面に関する検査方法として使用する ことはできない。更に、この方法は汚染物質の存在及びその同一性についての情 報を提供することはできるが、汚染物質の厚さを決定するために使用することは できない。この方法は定性的な方法であって、それ故汚染物質の定量的な測定値 を提供するものではない。加えて、この方法はフェノール類の材料で使用するこ とはできない。なぜなら、フェノール樹脂の表面の化学的性質は表面上を溶剤が 浸漬したワイパーが通過することにより変化するからである。 もっと多角的な表面検査方法として紫外線を使用して視覚的な検査を行う方法 がある。いくつかの汚染物質、特に防錆用に使用されるグリースは紫外線により 発光する。従って、紫外線で表面を視覚的に検査することにより、紫外線で発光 する汚染物質を容易に検出できる。 この方法の欠点は、人間の目を使って見ることのできるものに限られるため、 低レベルの汚染物質を高い信頼性で検出するには使用できないことである。加え て、この方法は、当然手を使うものであって、機械で読み取ることのできるデー タを与えない。それに伴って、視覚検査を行う人間は汚染された領域の位置と大 きさを記録するように試みなければならない。多くの手作業による方法における ように、多くの適用例に対して、人間の誤差の可能性によりこの方法が不十分と されている。 自動化された検査方法は、光学的に励起された電子放射方法（ＯＳＥＥ）を含 んでいる。この方法は光電効果に基づくものである。紫外線を検査すべき表面上 に照射することにより、電子が表面から放射される。表面近くに電極を置き電極 を所定の電圧まで上げることにより、電界が発生し表面から電流が引き出されて その強度が監視される。表面上に汚染物質が存在する場合、電流は抵抗を受ける 。ＯＳＥＥ方法に関する欠点は汚染物質の決定に適切でない多くの変数に影響さ れ ることである。このような変数は試験される装置を取り巻く空気の流れ、相対湿 度及び表面の湿気を含んでいる。更にＯＳＥＥ方法は実質的に金属上でのみ行う ことができる。このことはフェノール類又はゴム類の表面を検査する機具として は有効でない。 従って、従来の視覚的な検査方法では検出できない低レベルの汚染物質又は表 面被膜を含む薄膜の存在を検出する接着表面の検査のための装置を提供すること は有益なことであろう。 実際、係る表面検査装置が金属、フェノール類及びゴム類の表面を含む多様な 表面の汚染物質及び異ったレベルの粗度を検出するのに有効に作用することもま たこの技術分野において有益であろう。更に、大きな表面積を検査するのに効率 的かつ有効に作用し得る装置を提供することもこの技術分野において有益であろ う。 このような表面を検査する装置は以下において開示されている。発明の概要及びその目的 本発明は、汚染物質を含む薄膜を検出しかつ特性を調べる表面検査用の新規な 装置についてのものである。この装置は光ビームを発生させることのできる光源 と、光源からの光のビームを受ける光学的インターフェースを備えている。光学 的インターフェースは、光のビームを表面から及び表面へと伸長する所定の経路 に沿う方向に向ける。音響−光学的に調和可能なフィルタが光の経路内に位置決 めされ、かつ検査される材料の公知の光学的特性に対応する波長を有する光を通 過させるように調整される。このような光学的特性は、吸収特性のような従来の 物性、同様に特殊な材料を表示するスペクトル標示のような別のより一般的な特 性を含む。 検出器は表面から発散する光を受けるように位置決めされている。検出器は少 くとも１つの所定の波長の光の強度を監視することができ、かつ監視される各波 長の強度に対応する信号を発生させることができる。検出器により発生された信 号は、信号を処理し表面の特性に関するデータを発生させる信号処理装置に送ら れる。 この装置はまた、表面に対して装置を移動させる手段を備えており、従ってそ の表面を光のビームで走査することができる。 一実施例では、この装置は吸収特性が既知の汚染物質や被覆のような薄膜を検 出しかつ測定するのに使用できる。好ましい装置では、中間の赤外線波長近くま で最大限利用できる光源を備えている。入射する光のビームは音響−光学的に調 和可能なフィルタ（acousto-optic tunable filter）を有する分光計を通過する 。分光計は少くとも１つの所定の材料の吸収帯域及び吸収帯域より外側の少くと も１つの基準帯域の吸光度を監視するように予め設定される。 光学的インターフェースが設けられていて分光計からの入射光のビームを受け それを検査される表面上の別の位置に焦点合せする。光学的インターフェースは また、表面から散乱したビームの一部を集光しそれを検出器に向けさせるように 構成されている。検出器は検出された光の強度に対応する信号を発生しかつその 信号を処理するコンピュータヘ移送する。コンピュータにより処理されたデータ は出力装置によりグラフィックイメージへ変換されることが望ましい。このグラ フィックイメージはカラーイメージ表示（無彩色スケールを含む）又は汚染物質 の表面地図のいずれかである。 機械加工された表面又はグリッドブラスト仕上された表面を含む粗い金属表面 に対しては、光学的インターフェースは散乱されたビームの後方散乱成分の一部 を集めるように調整されるのが望ましい。 滑らかな表面又は非金属の粗い表面に対しては、散乱されたビームの正反射成 分の一部を集めるように光学的インターフェースを調整するのが望ましい。滑ら かな表面又は非金属の粗い表面の入射角度はブルースター角又はその近傍となる ように選定される。 入射ビームが音響−光学的に調和可能なフィルタを通過するとき、入射ビーム は偏光される。このフィルタはビームを、異った角度でフィルタから出た直線状 に偏光された光の２つの直交する成分に分離する。好適な実施例では、光学的イ ンターフェースは、表面の方向へ向けられた偏光した光の成分の１つを遮断する ように位置決めされた仕切板を備えている。入射ビームは垂直方向に偏光されて いること、即ち偏光された入射光の成分が光の入射面に平行であることが望まし い。 偏光した入射ビームを使用する場合も、散乱したビームの内の集められた部分 は分析偏光器を通過させることが望ましい。分析偏光器の入射ビームに関する方 向付けは、吸光度を検出する能力を最大限にするように調整される。金属の粗い 表面を検査する場合、ビームの９０度偏光が戻された部分を通すように分析偏光 器を方向付けすることが望ましい。 好ましい実施例では、光のビームが向けられる表面上の点を迅速に変更するよ うに走査装置が使用され、それにより、表面上の又は表面の広い領域での異った 位置での検査が可能となる。信号処理及び表面の走査を同期させることにより、 表面上の材料に関するデータが創り出される。本発明の一実施例では、汚染物質 に対する有効な走査は約０．１インチ離れた表面の別の位置で光のビームを検出 し、かつ光のビームが約０．０１秒ごとに向けられる表面上の点を変更すること により行われる。 表面上の物質の厚さに関するデータ及び物質の存在に関するデータを得るため 、入射光のビームの吸光度を測定する本発明の実施例では、較正板の組合せを利 用している。このような較正板は汚染物質のない一枚の板及び既知の量の汚染物 質の付着した一枚の板を備えていてもよい。表面を検査する前に較正板を走査す ることにより、汚染物質の吸光度と厚さの間の線形な関係が決定される。汚染物 質の厚さは吸収帯域の大きさに比例するため、一旦吸光度と厚さの間の線形な関 係が決定されると、汚染物質の厚さは容易に決定することができる。 本発明の他の実施例では、赤外線源は紫外線領域での波長、即ち、約１５０ナ ノメートルから４００ナノメートルの波長を含む入射光のビームを発生できる紫 外線源で置き換えられている。 入射ビームは表面上に向けられる前に偏光器で偏光されるのが望ましい。更に 、チョッパーホイールで入射ビームを変調して背景光の影響を除去することが望 ましい。 紫外線の偏光された入射ビームは光学的インターフェースにより表面上に向け られる。表面を照射したとき、表面の螢光を誘発する波長の光を含む紫外線が原 子内の電子を励起させて、より高いエネルギー状態へ一時的に跳躍させる。螢光 を誘発させる波長は検査が求められている物質に螢光させる光の波長である。中 間エネルギー状態に低下する場合には、物質が発光する波長に対応する可視スペ クトルにおける光子が表面から放射される。この現象により発生する放射された 螢光光線の波長は螢光を発する物質の特質であるから、表面上の特性の物質の存 在は、その物質が発光する波長での光を監視することにより探知することができ る。 紫外線入射ビームを利用するこの実施例において、光学的インターフェースは 表面から放射される光の少くとも一部分を集めるように構成される。音響−光学 的に調和可能なフィルタは螢光発光ビームの集められた部分を受け入れるように 位置決めされ、かつ検査が求められる物質の発光の波長に対応する光を通すよう に調整される。 音響−光学的に調和可能なフィルタを位置決めすることにより、分析偏光器と して作用する。従って、音響−光学的に調和可能なフィルタは集められた螢光発 光ビームを偏光し、かつそれを２つの異った角度でフィルタから出力する線形に 偏光した光の２つの直交成分に分割する。検出器は、音響−光学的に調和可能な フィルタにより伝達された偏光した光の各成分を受入れるように位置決めされそ して検出された光の強度に対応した信号を発生させる。 本発明の説明に準拠して、光源、光学的インターフェース及び音響−光学的に 調和可能なフィルタは走査ボードに装着されかつロッドアーム又は他の装置の端 部検知器の部分として設けられて、検査すべき表面の走査を遂行するようにして もよい。そのように構成した場合、本発明の装置は表面の特性に関するデータを ほぼリアルタイムで提供するのに利用できる。図面の簡単な説明 図１は、本発明の表面走査装置の一実施例を構成する構成要素を図解して示す 図である。 図２は、図１の装置の光学的インターフェース及び分光計からなる構成要素を 示しかつ装置を通る光のビームの経路を平面的に示した図である。 図３は、図１のパラボラ形状の鏡及び検査面の斜視図であって、散乱した光の 後方散乱成分の一部がどのように鏡により集められるかを示した図である。 図４は、散乱ビームのスペクトル成分の一部がどのようにして集められるかを 示す本発明の一実施例の平面図である。 図５は、本発明の別の実施例を示す図である。 図６は、分析偏光器の方向付けの角度の関数として粗い金属表面上で測定され る吸光度の量を表わすグラフである。 図７は、本発明の更に別の実施例を図解的に示した図である。好適実施例の詳細な説明 本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。ここで、同じ部分は同じ番号 を付している。図１を参照すると、本発明に係る表面の汚染物質を検査する装置 の実施例の全体が１０で示されている。本発明の装置は各種の物質を検査するの に使用され、それらの物質について、ある光学的な特性が既知又は探知できるも のである。 実際、本発明の装置の音響−光学的に調和可能なフィルタを使用することによ り、ほぼリアルタイムの分析が、指標となる波長により特徴付けられる光学的特 性を有する各種の物質に対して行うことができる。図解のために、係る光学的特 性は吸収特性又は螢光発光特性を含んでいてもよい。他の光学的特性も本発明の 範囲内で利用することができる。 本発明は、検査が求められる物質が既知のものであるか又は表面上で発見され ると思われるものである場合に特に有用である。例えば、固体ロケットエンジン の製造において、接着面の汚染に関するデータが必要である場合、シリコンモー ルド解放剤のような特定の汚染物質に対して検査することができる。製造設備に おいて、油圧装置又は電動機の存在により接着面に凝縮する大気中の油蒸気がし ばしば発生する。本発明を利用することにより、これらの蒸気が接着面に凝縮し たかどうか探知ができる。事実、本発明は防錆用として通常使用されるＨＤ２グ リースのような油又はグリースを検査するために好適に使用される。 一実施例において、装置１０は音響−光学的に調和可能なフィルタ１２を有す る分光器を備えている。この音響−光学的に調和不可能なフィルタ１２はここで は「ＡＯＴＦ分光器」と呼ぶこととする。ＡＯＴＦ分光器は迅速な処理時間とス ペクトル解析の光学的組合せを提供することができることが知られている。本発 明の好適な実施例では、分光器１２は、メリーランド州シルバースプリングの インフレアードファイバーシステムズ社（Infrared Fiber Systems, Inc.）によ り市販されているような音響−光学的に調和可能なフィルタに基づく固体素子分 光計である。光学的インターフェース１４は分光器１２と接続している。以下で 詳細に説明するように、光学的インターフェースは分光器１２からの光のビーム を検査される表面１６へ向ける。光学的インターフェースは散乱ビームの一部分 を集めて分光器へ向けさせ分析するようにする。 本発明の一実施例では、検査される表面又は基質１６は走査テーブル１８によ り支持されている。走査テーブルは走査コントローラ２０により制御される。走 査テーブル１８及び走査コントローラ２０は、４０００シリーズのコントローラ 及びＨＭ−１２１２テーブルのような市場で入手可能なコントローラ及びテーブ ルのいずれかであってもよく、双方共マサチューセッツ州フランクリンのデザイ ンコンポネンツ社（Dosign Components, Inc.）により市販されている。 図１に図示した本発明の実施例においては、分光器１２及び光学的インターフ ェース１４は、走査される表面１６が走査テーブル１８により移動する間、静止 した位置に保持されている。係る実施例は、走査される表面が小さい場合は、本 発明の研究用スケールモデルに対して適しており、検査される表面が、大型の固 定ロケットエンジンのような大きなものの場合は適していない。 従って、分光器１２及び光学的インターフェース１４がロボット装置に組合せ て使用されて広い表面の検査を行うようにすることが可能であることは当業者に は認められるであろう。このような実施例では、走査される表面は、分光器及び 光学的インターフェースが表面上の種々の別個の位置からデータを得るように表 面に対して移動する間、静止した位置に保持されている。 コンピュータ２２のような信号処理装置が備わっていて、走査コントローラ２ ０の動作を制御しかつ分光器１２により生じる信号を処理する。コンピュータ２ ２を使用することにより分光器１２から得られるデータの処理と走査コントロー ラ２０の動作との同期が可能となる。それにより、走査中に表面１６上で検出さ れたいずれかの汚染物質の位置に関する情報を与える。コンピュータ２２は、こ のような形態の適用に対して当業者間で広く知られているいかなる型式のコンピ ュータも利用できる。ＩＢＭ−ＡＴコンパチブルコンピュータは十分に作用す ることがわかっている。 アナログからデジタルへの変換器２４がＡＯＴＦ分光器１２とコンピュータ２ ２との間に設けられていて、分光器１２より発生されたアナログ信号を、コンピ ュータ２２により処理可能なデジタル信号に変換する。アナログからデジタルへ の変換器２４は分光器１２又はコンピュータ２２のいずれか一方と一体として、 現在市場にて入手できる多くのＡＯＴＦ分光器がそのような変換器を備えるよう にすることは当業者には理解できるであろう。その代りに、変換器２４は装置１ ０の別の構成要素であってもよい。 出力装置２６がコンピュータ２２と連結して設けられていて、表面１６の検査 中に発生したデータの表示を与える。この出力装置２６は、データ表示の技術分 野の当業者に知られているビデオモニター又はプロッターを含むいずれの装置を 備えていてもよい。そのような出力装置は人間が読み取れるか又は機械が読み取 れる形式でデータを提供することができる。本発明の一実施例ではＥＧＡカラー グラフィックス装置が十分な出力を与えることが知られている。 データの表示はグラフィックで又は数値で行うことができる。本発明の好適な 実施例では、データは汚染物質の表面地図又はカラースケールイメージで図示す るように構成されて表示される。グラフィックな出力に対しては、カラーモニタ ーが使用されて各種の予め割り当てられた色彩に対応する輪郭を表示する。その 代りに、同様に構成された出力を灰色で表示してもよい。 図２に示すように、ＡＯＴＦ分光器１２は光のビーム３２を発生する光源３０ を備えている。この実施例では、光源３０はウォバアーン、マサチューセッツ（ Woburn, Massachusetts）のジルウェイテクニカルランプ社により作られている ような結晶、パロゲンランプが望ましい。この光源３０は中間の赤外線波長の近 傍のものが最適である。市場で最も入手可能なＡＯＴＦ分光器では、光源３０は 分光器の中に収容されている。分光器１２は、光のビーム３２が分光器内のＡＯ ＴＦ結晶３４を通過するように構成されている。結晶３４は、表面検査の間に装 置１０により監視される波長を除き、ビーム３２からの光の全ての波長をろ過す るように作用する。 ビーム３２がＡＯＴＦ分光器１２から出る前に、ビームは平行ビームに変換さ れる。分光器１２から出るとき、平行にされた光のビーム３２は、表面検査の間 監視される光の波長のみを含んでおり、第１のパラボラ鏡３６と接触する。第１ の鏡３６はそのビームを検査される表面１６の別個の位置に焦点合せする。この 実施例では、第１の鏡３６は表面上に入射ビームを集中させかつビームの散乱成 分の一部分を集める。 検査される表面１６が、ほとんどの金属面においてそうであるように粗い面で ある場合には、第１のパラボラ鏡３６は表面に対して、散乱ビームの後方散乱成 分の一部分を集めるように位置決めすることが望ましい。これは図２及び３に示 している通りである。ここで使用されるように、ＲＭＳ（ルートミーンスケア） 粗さが表面を評価するのに使用される方法により用いられる光の波長と同じ程度 か又はその光の波長よりも大きい程度のものである場合には、表面は「粗い」と 考えられる。 評価される表面が、機械加工されている金属面である場合のように、一次元の 粗さである場合、第１のパラボラ鏡３６は表面に対して、入射ビームが粗さを構 成する水平線に垂直であるように位置決めすることが望ましい。本発明の主な利 点の１つは、クリット−ブラスト仕上された金属面のように表面が不規則に粗い ものであっても、入射ビームの拡散反射の一部分を集めるようにパラボラ鏡３６ を位置決めすることにより、有益なデータが得られ汚染物質を検出することがで きる。特に、表面粗さがかなり一様である場合には、粗さの影響は信号を発生さ せるときにデータから取除くことができる。 重要なことは、本発明の開示により、表面粗さが表面汚染を検出しかつそれを 定量的に計測するための本発明の装置の能力を実際に高めることである。一般的 に、本発明の装置の検出及び汚染物質測定の感度は表面での入射ビームにより発 生する電界の強さに比例する。従って、表面粗さが増大するにつれて、表面で起 る光の多方向散乱の傾向が更に大きくなり表面での電界の強さが増大する結果と なる。 粗い表面をうまく検査するこの能力により、本発明はフェノール類の材料の表 面を検査するのに使用できる。この材料は他の方法で検査することは特に困難で ある。例えば、機械加工された場合でさえ不規則な粗さを有するものとして通常 取扱われている面を有する炭素フェノール樹脂は本発明の方法を実行することに より効率的かつ有効的に検査される。 図２及び３に示すように、粗い金属表面に対しては、約３０度から約４０度の 範囲の入射角でビームを表面に向けることが好ましい。 本発明は滑らかな表面に使用することもできる。滑らかな表面とは、この検査 方法で使用される光の波長よりも短いルートミーンスケア粗さを有する表面とし て定義される。滑らかな表面又は非金属材料の粗い表面に対して、第１のパラボ ラ鏡３６は、この鏡３６が図４に示すように散乱ビームのスペクトル成分の一部 を集めるように表面１６に対して位置決めされることが好ましい。ビームの入射 角αはブリュースター角（Brewster angle）であるかそれに近いものである。表 面近傍の電界強さが電界の法線成分に対して最大強度となるのはブリュースター 角である。典型的なポリマーに対しては、ブリュースター角は赤外線波長で約４ ５度ないし５０度である。 散乱ビームの内の集められた部分は、それがビームの正反射の成分（図４の鏡 ４８）又は後方−散乱成分（図２の鏡３６）から得られたか否かにかかわらず、 平行ビームに変換されかつ第２のパラボラ鏡（図２の鏡３８又は図４の鏡５０） に向けられる。第２のパラボラ鏡は案内鏡４０を介して検出器４２にビームを焦 点合せさせる。検出器の信号はアナログからデジタルへの変換器２４によりデジ タル化されてコンピュータ２２により受入れられ解析される。案内鏡４０を使用 するのは任意である。本発明の好ましい実施例では、極低温に冷却された検出器 ４２が使用されており、ビームは検出器内に水平に向けられて検出器を冷却する のに使用される液体窒素を流出させないようにしなければならないため、案内鏡 が使用されている。しかしながら、光学的インターフェース１４と連結して種々 の構成のものを使用して、表面上にビームを向けかつ焦点合せし、ビームの散乱 成分の一部分を集めそして分光器にその光を戻すように向けるようにする光学的 インターフェースの目的を果すことが可能であることは、当業者には認められる であろう。 本発明の実施例の作用においては、ＡＯＴＦ分光器１２は始めに所定の材料の 吸光度帯域を監視するように設定される。この帯域は検査により発見されること が求められる物質の最大吸光度に対応する帯域となるように選定される。例えば 、物質が炭化水素である場合には、吸収帯は約３ミクロンから約４ミクロンの間 に中心合せすることが望ましい。本発明の実施例ではＡＯＴＦ分光器１２は単一 の物質を検査するように設定される。しかしながら、各種の物質を同時に検査す ることが必要な場合には、ＡＯＴＦ分光器は各物質の最大吸光度を監視するよう に設定できる。広い帯域容量を有するＡＯＴＦ分光器が市場にて入手できるよう になるという点で分光器技術が改良されるにつれて２又はそれ以上の物質を同等 に監視することがより実用的となるであろう。 ＡＯＴＦ分光器は、監視される物質のいずれかの吸収帯域より外の少くとも１ つの基準帯域で監視するように、設定することができる。２つの基準帯域が監視 されるように、監視される物質の吸収帯域の各側で１つずつ設定することが望ま しい。基準帯域を監視することにより、物質の吸収帯域を評価する基礎が与えら れ吸収帯域の測定される吸光度の変化が物質の存在によるものか又は表面の粗さ の不安定性又は変化のような外的要因によるものかを決定できる。例えば、３． ４ミクロンの吸収帯域を有する炭化水素の存在を検査する場合、好ましい基準帯 域は３．２４ミクロン及び３．６ミクロンである。珪素除去剤に対する表面の検 査が望まれる場合には、約８ミクロンの吸収帯域が監視される。珪素除去剤につ いて検査する場合、７．９５ミクロンの吸収帯域を監視しかつ、７．７ミクロン と８．３ミクロンの基準帯域を監視することが望ましい。 一旦ＡＯＴＦ分光計１２が予備設定された後、装置は使用する前に較正するこ とが望ましい。表面上の物質の厚さと吸光度の量との間の関係はほぼ線形である から、ゼロ点及びその線形関係の勾配は吸収データから物質の厚さを計算するた めに較正により決定される。 較正はいくつかの材料で作られかつ検査される支持体と同じ粗さを有する較正 板を得ることにより行われる。好ましい実施例では、汚染物質の５つの所定の厚 さのものが較正板の５箇所の異った位置に付与され、それにより吸収度と厚さの 間の関係が容易に決定されるような十分な数のデータ点数が求まる。較正板は、 検査される表面の材質と粗さのレベルの双方を表現するべきである。 本装置１０は、検査される支持体が変更されるごとに較正されなければならな い。同様に、鏡が調整されるか又はビームの入射角が変更されるごとに、装置は 較正曲線を変更するように較正されなければならない。 装置が較正されることにより、表面１６を検査することが容易となる。使用に 際しては、図１ないし図４に示すように、光のビーム３２は光学的インターフェ ース１４により表面１６上の別個の位置に焦点合せされる。次に、光学的インタ ーフェースは散乱ビームの一部分を集めてそのビームをＡＯＴＦ分光器の検出器 ４２に向ける。前述の通り、検査される表面が粗いか金属性である場合、散乱さ れたビームの後方散乱成分の一部分が分析されることが望ましい。表面が滑らか な場合又は粗くかつ非金属のものである場合、散乱されたビームの正反射成分の 一部分が分析されることが望ましい。 ＡＯＴＦ分光計１２の検出器４２は、吸収帯域での光の強度に対応する信号を 発生することにより監視される帯域の吸光度を分析する。このアナログ信号はア ナログからデジタルへの変換器２４によりデジタル信号に変換される。次に、デ ジタル信号はコンピュータ２２により処理される。予め較正されていることによ り、コンピュータは基準帯域の吸光度と吸収帯域の吸光度とを比較しかつ検査が 求められる物質が存在するか否かを表示するデータを発生し、表面上の位置と物 質の厚さに関する情報を提供する。 本発明の別の実施例を図５に示す。前述の実施例と同様に、光玄３０は中間の 赤外線波長の近傍に対して最適化されている。この実施例では、光学的インター フェースは光源３０からの光のビームを受けてそれを音響−光学的に調和可能な フィルタ３４に向ける。他のレンズ６２はフィルタ３４から出てくる光を受ける 。 音響−光学的に調和可能なフィルタ３４は、検査が求められる物質の吸収帯域 及び上述のように吸収帯域の外側の少くとも１つの基準帯域に対応する光を通す ように調整される。フィルタ３４は入射ビームを線形偏光するように個別に構成 されていて、異った角度でフィルタ３４から出る垂直成分６４及び水平成分６６ の２つの成分を有する偏光を作り出す。「垂直」成分６４は、偏光が入射ビーム を含む平面、即ち、図５において紙面に対して法線方向の面に対して垂直に向け られているため垂直と呼ばれる。この実施例では、フィルタを出る光の２つの成 分は約１２度の角度で分離される。 本装置の吸光度を測定する能力は、入射ビームの垂直成分６４が使用される場 合は強化される。従って、仕切板６８が光学的インターフェースに備えられてお り、水平成分６６が表面１６に向けられるのを遮るように位置決めされる。 更に、光学的インターフェースはレンズ７０を備えていて、それを介して入射 ビームが平行にされかつ入射鏡７２に向けられ、表面１６上で焦点合せされる。 集光鏡７４が光学的インターフェースに備わっていて散乱ビームの一部分７６を 集める。上述の通り、表面の粗さは、集光鏡７４が散乱光の特定の部分を集める ようにいかに位置決めされるべきかを一般的に指示する。 入射ビームの偏光は表面１６との相互作用で修正される。従って、散乱ビーム ７６の集められた部分を偏光分析器を通過させることにより、表面により偏光が 消去された入射ビームの量は分析することができる。従って、分析偏光器７８は 、散乱されたビーム７６の集められた部分を受入れるように位置決めされる。分 析偏光器７８は市場で入手できるような偏光器を具体的に備えることができる。 検出器８０は分析偏光器７８を出てくる、散乱ビーム７６の集められた部分を 受入れるように位置決めされる。前述の実施例の検出器の場合と同様に、検出器 ８０は検出する光の強度に対応する信号を発生する。当業者には明らかなように 、データの処理及びそのような処理に必要なハードウェアは前述の実施例に関連 したハードウェアと実質的に同じである。 分析偏光器７８の角度付けを変化させることにより、吸光度データを測定する 装置の能力は変化するということがいくつかの適用により発見されている。特に 、粗い金属表面を走査するとき、ビームの９０度偏光が解消された部分を通すよ うに分析偏光器７８を方向付けすることにより、吸光度を検出する装置の能力が 最大となることが明白である。図６のグラフは、粗い金属表面の上で測定された 吸光度の量を、分析偏光器の角度の方向付けの関数として表わしている。図６に 示すように、吸光度は約９０度の分析偏光器の角度において最大となる。 従って、本発明のこの実施例を粗い金属表面を検査するのに使用する場合、分 析偏光器７８は、ビーム７６の９０度偏光が解消化された部分を通すように位置 決めすることが望ましい。このことは、入射偏光に対して分析偏光器を９０度回 すことにより一般的に行われる（本実施例では、音響−光学的調和可能なフィル タ３４により与えられる）。これは、散乱ビームの集められた部分の水平成分を 通すように位置決めされた分析偏光器７８に関して図５に示されている。 本発明の別の実施例が図７に示されている。この実施例は光源、光学的インタ ーフェース及び走査ボード９０に装着された音響−光学的に調和可能なフィルタ を図示している。このような走査ボードに取付ける場合、本発明の装置はロボッ トアームの作動の一部又は他の装置の一部として容易に取付けられて検査すべき 表面の走査を行うことができる。 走査ボードに位置決めされた場合、光源素子列９２及び受光素子列９４が全体 的に定義される。光源素子列９２は入射ビームを発生しそれを表面に当てるよう に準備しかつ表面へ向ける。受光素子列９４は、表面から放射された光の一部分 を集め、検出された強度に対応する信号を発生するように構成されている。 走査ボードは光源素子列９２及び受光素子列９４を囲繞していることが望まし い。囲繞する走査ボードは当然、光を検査される表面に向けることが可能なよう に開口部が設けられており、それを通して表面から放射された光が分析器に集め られる。これらの光学的な素子列を囲繞することにより、ハードウェアの冷却が 容易となり、光学的な素子列を塵芥に露出する可能性を低減させかつ装置に入る 周囲の光の量を低減させる。 光学的な列を利用することにより、本発明の種々の実施例を走査ボード又はハ ードウェアに組込むこと及び走査における本発明の使用を容易にすることが可能 となることは当業者には明らかであろう。実際、特定の適用については、複数の 光源を備え種々の物質を同様に検査するように設計された光学的素子列を備える ように構成することが望ましい。その代りに、必要であるなら、各種の物質の内 の１つを検査する能力を有する単一の装置を備えるように構成することが望まれ ることもあるであろう。 図７の実施例において、光源９６は紫外線領域での波長、即ち、ほぼ１５０ナ ノメートルないし４００ナノメートルの波長を有する光の入射ビームを発生する 。このような光源は水銀蒸気ランプのような市場で入手できる紫外線灯のいずれ でもよい。 光学的インターフェースは光を水平ビームに焦点合せし、それを光学的フィル タ配列１００に向けるレンズを備えている。この実施例では、光学的フィルタの 配列は、検査することが求められる物質の波長を含む螢光性の光を通すように構 成されたバンド−パスフィルタを備えていることが望ましい。このことは以下に おいて詳細に説明する。 遮断輪１０２が光源素子列９２に位置決めされており一連のブレードで構成さ れている。このブレードは、入射ビームが光源９６から放射されるように、入射 ビームを遮る。遮断輪は所定の速さで回転するように構成されており、従って光 源９６から放射された光が変調される。 装置に入る周囲の光のいずれの影響も遮断輪１０２で入射ビームを変調するこ とにより実質的に除去される。本装置に侵入する周囲の光のいずれも、ある振幅 変調を有するので、いずれの検出器によっても検出されない。本装置は、検出さ れた信号の変調された成分のみを検出するように設計されているため、周囲の光 の存在には装置の計測は影響されない。 光源素子列９２はまた、入射ビームを偏光する偏光器１０４を備えている。他 のレンズ１０６は表面１６の上に入射ビームを焦点合せする。 受光素子列９４はレンズ１０８を備え、このレンズは表面１６から放射された 光の一部分を集め、この光の集められた部分を音響−光学的に調和可能なフィル タ３４に向ける。この音響−光学的に調和可能なフィルタ３４は、検査が求めら れる物質の螢光の波長に対応する光を通すように調整される。 受光素子列９４に位置決めされていることにより、フィルタ３４は分析偏光器 として作用し、２つの直交する成分の偏光した光を発する。レンズ１１０はこれ ら２成分の光を、検出された光の強度に対応する信号を発生させる検出器１１２ 及び１１４へ向ける。その信号の処理は、本発明の他の実施例に関する構成と実 質的に同じハードウェアを使用して行われかつ同じ処理がなされる。 作用において、光源９６は検査が求められる物質の螢光性の光の波長を含むよ うに選定される。光学的フィルタ配列１００もまた、検査が求められる物質の波 長を含む螢光を有する光を通すように選定される。 表面１６が走査される場合、検査が求められる物質が存在すると、その物質の 特徴である螢光発光の波長を有する螢光ビームが放射される。従って、音響−光 学的に調和可能なフィルタ３４は、検査が求められる物質の螢光の波長の光を通 すように調整される。 表面上の物質を検査するのに螢光の光学的性質を使う本発明により、検査を行 うことができる物質の群を拡大することが可能となることは有利である。この実 施例では、グリース、多くの油及び珪素を基礎とした物質のような有機材料の存 在及び位置を同定するのに効果的に使用できる。加えて、ジルコニウムシリケー ト粒子及び布又は塵粒子のような非有機材料もまた、本実施例により同定できる 。 本発明のこの実施例は、装置に利用される螢光の波長での発光をしない既知の 表面を検査することにより、容易に較正できる。そのような読取り値は基本値又 はゼロ信号レベルを与え、その読取り値に対して検査される表面からの螢光が測 定される。 本発明は表面の一部分を検査するように使用してもよいが、表面上の別個の位 置を検査することにより全表面を検査するため使用することが望ましい。固定ロ ケットエンジンの接着面のような広い表面に対しては、ロボット装置を利用する ことができる。それとは反対に、本装置は走査テーブル１８と連結して走査テー ブルに取付けることのできる小さい面を検査するように使用してもよい。 ＡＯＴＦ分光計１２を使用することにより、表面の様々な別個の位置の分析を 迅速に行うことが可能となり、それにより、本発明の装置を大きな表面積に有効 に使用することが可能となる。一旦表面の一位置からのデータが入手されると、 本装置を利用して表面の隣接した位置を検査し、全表面の代表的なサンプルが検 査されるまでその処理を繰り返し行うことができる。全表面の代表的なサンプル からのデータを使用して、コンピュータ２２は汚染物質の位置及びその厚さを表 示する出力装置２６に送る出力を発生させる。この表面走査装置１０は秒速数イ ンチの程度の表面走査速度を可能とするように構成することが考えられるが、表 面走査速度は特殊な適用においては、要求に応じて調整できることは当業者には 明らかである。例えば、いくつかの適用において、汚染物の許容量は他のものに 対する許容量よりも厳しくはない。それにより、もっと離れたかつもっと早い走 査での測定が可能である。 本発明の一実施例では、表面走査の０．１０インチを表わすグラフィック映像 の各画素に対して、本発明により構成され作動される装置は平均で数十ないし数 百の表面測定ができる。従って、本装置は良好な信号対ノイズ比を与え、多くの 目的に対して十分な信頼性を有する。 前述の通り、このデータはグラフ、数値又は機械読取り型式のいずれかで出力 することができる。グラフの場合、データは異った色彩又は白黒の陰影で、汚染 物質の所定の厚さに対応して表示される映像として得られる。本発明の好ましい 実施例では、カラースケール映像が望ましい。 その代りに、表面の像をスクリーン上に３次元映像として表わすこともできる 。表面の映像は背景のノイズレベルと比較した汚染の相対的な厚さをグラフで表 わすことは利点がある。表面の映像化に伴う欠点は情報のいくつかが発生するピ ーク値により隠されてしまうことである。 コンピュータ２２は検出器から受ける信号の処理を検査される表面に対する光 のビームの動きに同期させるように、理論的にはプログラムされている。これら ２つの機能を同期させることにより、コンピュータは測定データを対応する表面 上の正確な位置に関連付ける出力を発生することが可能である。ここで記載した 目的を達成するようにコンピュータをプログラムする種々の方法があることは当 業者には明白である。 上述の事項から、本発明は、目視検査方法により正確には検出できない低レベ ルの物質を含む、表面上の物質の存在を検出するための表面検査装置を提供する ことは認められるであろう。本発明は、金属、ゴム及びフェノール類で作られた 表面、粗い表面及び滑らかな表面を含む種々の表面上の汚染物質を検出するのに 利用できる。重要なことは、本発明は広い表面積の汚染を検査する効率的で有効 な装置を提供することである。 本発明の装置と方法は種々の形態の実施例に包含され得るものであり、それら の内のほんの数例がここで記載されているに過ぎないことは認められるべきであ る。本発明は本質的な特徴又は精神を離れることなく他の形態に具体化すること ができる。記載された実施例は単なる例示としてのみ考えるべきでありそれに限 定されるものではない。それ故、本発明の範囲は前述の記載によるものではなく 、添付された請求の範囲により示される。請求の範囲と均等の意義及び範囲内に 入 る全ての変更は本発明の範囲内に包含されるべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Surface-scanning device and method based on acousto-optically harmonious filters. Background of the Invention 1. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus and method for inspecting a surface. In particular, the present invention provides for the detection of various substances on a surface by exposing the surface to light and analyzing the intensity and polarity of the light emitted from the surface at a wavelength corresponding to the known optical properties of the substance. The present invention relates to a device for obtaining nondestructive detection and measurement of a characteristic value of a near real time. 2. Prior Art Bonding two materials is one of the typical manufacturing processes used in many processes. The criticality of the strength of the adhesive depends in particular on the application in which the material to be adhered is used. For example, bond strength is particularly important in the manufacture of solid rocket engines. Bonding parts of solid rocket engines are subjected to a great deal of force due to acceleration, ignition compression force and heat load. Debonding a weak bond or area causes stress generation, which further weakens the bond, which eventually leads to bond failure and geometric deformation of the bonded material. When it occurs, it adversely affects the combustion characteristics of the engine. In the manufacture of solid rocket engines, various materials must adhere well to each other. For example, some adhesives found in typical solid rocket engines include cases and insulators, insulators and liners, liners and propellants, and phenolic nozzles and metal nozzle housings. Is being done between. Weakening or debonding of the bond at any of these bonds causes catastrophic failure of the rocket engine. When the two materials are adhered together, contaminants on the surface of either material weaken the adhesion and, in some cases, cause delamination areas. Organic materials such as grease, hydraulic fluids and mold release agents are the primary cause of fouling adhesive surfaces of solid rocket engines. Other pollutants are particles such as sand or dust. Where there are hydraulics and electric motors, vaporized oil is often present in the surroundings. These vapors condense on the surfaces to be bonded. Even if such contamination is of a small degree and is invisible to the human eye, it reduces the adhesive strength. The extent to which the surface should be cleaned before the bonding step and the method used to clean the surface are highly dependent on the nature of the surface. For example, the Space Shuttle rocket case has a grit blasted steel surface. It is usually cleaned in a steam degreasing process. In one such process, the case is suspended in a bottom pit containing boiling methylchloroform. Methyl chloroform evaporates and condenses in the rocket case. As the condensate flows over the rocket case, it dissolves the grease in the flow path. This process is done to clean a small amount of grease from the rocket case, but in the area where there is grease adhesion, not all of the grease can be removed by the cleaning process. The use of solvents such as methyl chloroform to clean the adhesive surface cannot be performed if the adhesive surface is a phenolic resin material. In solid rocket engines, the nozzle is usually made of phenolic resin. The nozzle is formed by wrapping uncured tape around a mandrel, curing the tape, and machining that portion into the desired shape. Phenolic resin materials absorb substantially any type of cleaning solvent they come in contact with. These solvents modify the surface chemistry and / or carry dissolved contaminants into the phenolic resin. In the application described here, the surface properties of the phenolic resin remain unchanged. Presently, the preferred method of cleaning phenolic materials is to remove the contaminated surface by placing the material on a mill and machining a new surface. However, this method is limited only when the surface portion can be removed due to the tolerance of the part. If not, the contaminated part must be replaced. Even if the degree of contamination is small and invisible to the human eye, the adhesive strength is reduced, so the adhesive surface should be inspected before attachment for absence of contaminants or, if present, within acceptable limits. I have to confirm. A rudimentary method of performing surface inspection is to transfer some contaminants to the wiper by placing some solvent on the wiper and wiping the surface with the wiper. The wiper is then analyzed using standard spectroscopic methods to confirm the presence of contaminants on the wiper and to establish the identity of those contaminants. The main obstacle to successful use of this method is that it is only used as a test method. This method cannot be used as an inspection method for all bonded surfaces. In addition, this method can provide information about the presence of contaminants and their identity, but cannot be used to determine contaminant thickness. This method is a qualitative method and therefore does not provide a quantitative measure of pollutants. In addition, this method cannot be used with phenolic materials. This is because the surface chemistry of the phenolic resin changes as the solvent-impregnated wiper passes over the surface. As a more multifaceted surface inspection method, there is a method of performing a visual inspection using ultraviolet rays. Some pollutants, especially greases used for rust protection, emit UV light. Therefore, by visually inspecting the surface with ultraviolet rays, it is possible to easily detect contaminants that emit ultraviolet rays. The disadvantage of this method is that it is only visible to the human eye and cannot be used to reliably detect low levels of contaminants. In addition, this method is, of course, manual and does not give machine-readable data. As a result, humans performing visual inspections must attempt to record the location and size of the contaminated area. For many applications, as in many manual methods, the potential for human error renders this method inadequate. Automated inspection methods include the optically excited electron emission method (OSEE). This method is based on the photoelectric effect. Electrons are emitted from the surface by irradiating the surface to be inspected with UV light. By placing an electrode near the surface and raising the electrode to a predetermined voltage, an electric field is generated and a current is drawn from the surface to monitor its strength. If contaminants are present on the surface, the current will experience resistance. A drawback with the OSEE method is that it is affected by many variables that are not relevant to pollutant determination. Such variables include the air flow surrounding the device under test, relative humidity and surface humidity. Moreover, the OSEE method can be carried out substantially only on metal. This is not effective as a tool for inspecting the surface of phenols or rubbers. Therefore, it would be beneficial to provide an apparatus for the inspection of adhesive surfaces that detects the presence of thin films containing low levels of contaminants or surface coatings that cannot be detected by conventional visual inspection methods. In fact, it would also be beneficial in the art that such surface inspection apparatus would be effective in detecting a wide variety of surface contaminants, including metal, phenolic and rubber surfaces, and different levels of roughness. Ah Further, it would also be beneficial in the art to provide a device that can operate efficiently and effectively in examining large surface areas. An apparatus for inspecting such a surface is disclosed below. Summary of the invention and its purpose The present invention is directed to a novel apparatus for surface inspection that detects and characterizes thin films containing contaminants. The device comprises a light source capable of generating a light beam and an optical interface for receiving the beam of light from the light source. The optical interface directs a beam of light along a predetermined path extending from and to the surface. An acousto-optically harmonious filter is positioned in the path of the light and is adjusted to pass light having a wavelength corresponding to the known optical properties of the material being inspected. Such optical properties include conventional physical properties such as absorption properties, as well as other, more general properties such as spectral signatures that display special materials. The detector is positioned to receive light emanating from the surface. The detector can monitor the intensity of light of at least one given wavelength and can generate a signal corresponding to the intensity of each wavelength monitored. The signal produced by the detector is sent to a signal processor which processes the signal and produces data relating to the properties of the surface. The device also comprises means for moving the device relative to the surface so that the surface can be scanned with a beam of light. In one embodiment, the device can be used to detect and measure thin films such as contaminants and coatings with known absorption properties. The preferred device includes a light source that maximizes utilization near the mid-infrared wavelength. The incoming beam of light passes through a spectrometer that has an acousto-optic tunable filter. The spectrometer is preset to monitor the absorption band of at least one given material and the absorbance of at least one reference band outside the absorption band. An optical interface is provided to receive the beam of incident light from the spectrometer and focus it at another location on the surface to be inspected. The optical interface is also configured to collect a portion of the beam scattered from the surface and direct it to the detector. The detector produces a signal corresponding to the intensity of the detected light and delivers the signal to a computer for processing. The data processed by the computer is preferably converted into a graphic image by an output device. This graphic image is either a color image representation (including an achromatic scale) or a surface map of contaminants. For rough metal surfaces, including machined or grid blasted surfaces, the optical interface is preferably adjusted to collect some of the backscattered component of the scattered beam. For smooth or non-metallic rough surfaces, it is desirable to adjust the optical interface to collect a portion of the specular component of the scattered beam. The angle of incidence on smooth or non-metallic rough surfaces is chosen to be at or near Brewster's angle. The incident beam is polarized as it passes through an acousto-optically harmonious filter. This filter splits the beam into two orthogonal components of linearly polarized light exiting the filter at different angles. In the preferred embodiment, the optical interface comprises a divider plate positioned to block one of the polarized light components directed toward the surface. It is desirable that the incident beam be vertically polarized, ie the component of the polarized incident light is parallel to the plane of incidence of the light. Even when using a polarized incident beam, it is desirable to pass the collected portion of the scattered beam through an analytical polarizer. The orientation of the analytical polarizer with respect to the incident beam is adjusted to maximize its ability to detect absorbance. When inspecting rough surfaces of metal, it is desirable to orient the analytical polariser to pass through the portion of the beam where the 90 degree polarization has been returned. In the preferred embodiment, a scanning device is used to rapidly change the point on the surface to which the beam of light is directed, which allows inspection at different locations on the surface or in large areas of the surface. Becomes By synchronizing the signal processing and scanning of the surface, data about the material on the surface is created. In one embodiment of the invention, the effective scan for contaminants detects a beam of light at another location on the surface about 0.1 inches apart and the beam of light is directed about every 0.01 seconds. This is done by changing the above points. In order to obtain data on the thickness of the material on the surface and data on the presence of the material, the embodiment of the invention for measuring the absorbance of the beam of incident light utilizes a combination of calibration plates. Such a calibration plate may comprise one plate free of contaminants and one plate with a known amount of contaminants attached. By scanning the calibration plate before inspecting the surface, a linear relationship between the absorbance of the contaminant and the thickness is determined. Since the contaminant thickness is proportional to the size of the absorption band, once the linear relationship between absorbance and thickness is determined, the contaminant thickness can be easily determined. In another embodiment of the invention, the infrared source is replaced by an ultraviolet source capable of producing a beam of incident light having a wavelength in the ultraviolet range, i.e. a wavelength of about 150 nanometers to 400 nanometers. The incident beam is preferably polarized by a polarizer before it is directed onto the surface. Further, it is desirable to modulate the incident beam with a chopper wheel to remove the effects of background light. A polarized incident beam of ultraviolet light is directed onto the surface by an optical interface. When a surface is illuminated, ultraviolet light, which contains light of a wavelength that induces surface fluorescence, excites the electrons in the atom, causing it to jump temporarily to a higher energy state. The wavelength that induces fluorescence is the wavelength of light that causes the substance being inspected to fluoresce. When falling to an intermediate energy state, photons in the visible spectrum corresponding to the wavelength at which the substance emits are emitted from the surface. Because the wavelength of the emitted fluorescent light beam generated by this phenomenon is a characteristic of the substance that emits fluorescence, the presence of a characteristic substance on the surface can be detected by monitoring the light at the wavelength at which the substance emits light. can do. In this embodiment utilizing an ultraviolet incident beam, the optical interface is configured to collect at least a portion of the light emitted from the surface. The acousto-optically harmonious filter is positioned to receive the collected portion of the fluorescent emission beam and is tuned to pass light corresponding to the wavelength of emission of the substance for which inspection is desired. Positioning the acousto-optically harmonious filter acts as an analytical polarizer. Thus, an acousto-optically harmonious filter polarizes the collected fluorescent emission beam and splits it into two orthogonal components of the linearly polarized light output from the filter at two different angles. . The detector is positioned to receive each component of the polarized light transmitted by the acousto-optically harmonious filter and produces a signal corresponding to the intensity of the detected light. In accordance with the description of the invention, the light source, the optical interface and the acousto-optically harmonious filter are mounted on the scanning board and provided as part of the end detector of the rod arm or other device for inspection. The scanning of the surface to be performed may be performed. When so configured, the apparatus of the present invention can be used to provide near real-time data regarding surface properties. Brief description of the drawings FIG. 1 is a diagram schematically showing components constituting an embodiment of a surface scanning device of the present invention. 2 is a plan view showing the components of the optical interface and spectrometer of the apparatus of FIG. 1 and the path of a beam of light through the apparatus. FIG. 3 is a perspective view of the parabolic mirror and inspection surface of FIG. 1, showing how some of the backscattered components of the scattered light are collected by the mirror. FIG. 4 is a plan view of one embodiment of the present invention showing how some of the spectral components of the scattered beam are collected. FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph representing the amount of absorbance measured on a rough metal surface as a function of the angle of orientation of the analytical polariser. FIG. 7 is a diagram schematically showing still another embodiment of the present invention. Detailed Description of the Preferred Embodiment Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same parts are given the same numbers. Referring to FIG. 1, an embodiment of an apparatus for inspecting surface contaminants according to the present invention is shown generally at 10. The device according to the invention is used for examining various substances, for which certain optical properties are known or can be detected. In fact, by using the acousto-optically harmonious filter of the device of the present invention, near real-time analysis can be performed on a variety of materials with optical properties characterized by an indexing wavelength. it can. For illustration purposes, such optical properties may include absorption properties or fluorescent emission properties. Other optical properties can also be utilized within the scope of the invention. The present invention is particularly useful when the substance sought to be inspected is known or suspected to be found on the surface. For example, in the manufacture of solid rocket engines, if data is needed on the adhesion surface contamination, it can be inspected for a particular contaminant such as a silicone mold release agent. In manufacturing facilities, the presence of hydraulic systems or electric motors often produces atmospheric oil vapors that condense on the adhesive surfaces. By using the present invention, it is possible to detect whether these vapors have condensed on the adhesive surface. In fact, the present invention is preferably used to test oils or greases such as the HD2 grease commonly used for rust protection. In one embodiment, the device 10 comprises a spectroscope having an acousto-optically harmonious filter 12. This acousto-optically inharmonicable filter 12 will be referred to herein as an "AOTF spectrometer". It is known that AOTF spectrometers can provide an optical combination of fast processing time and spectral analysis. In the preferred embodiment of the invention, the spectrometer 12 is an Infrared Fiber Systems, Inc. of Silver Spring, Maryland. Solid-state spectrometer based on an acousto-optically harmonious filter, such as that marketed by B. The optical interface 14 is connected to the spectroscope 12. The optical interface directs a beam of light from the spectroscope 12 to the surface 16 to be inspected, as described in detail below. The optical interface collects a portion of the scattered beam and directs it to a spectrometer for analysis. In one embodiment of the invention, the surface or substrate 16 to be inspected is supported by the scanning table 18. The scan table is controlled by the scan controller 20. Scan table 18 and scan controller 20 may be any of the commercially available controllers and tables such as the 4000 series controller and the HM-1212 table, both of which are Design Components, Inc. of Franklin, Mass. Components, Inc. ). In the embodiment of the invention illustrated in FIG. 1, the spectrograph 12 and the optical interface 14 are held in a stationary position while the surface 16 being scanned is moved by the scanning table 18. Such an embodiment is suitable for the research scale model of the present invention when the surface to be scanned is small, and not when the surface to be inspected is large, such as a large stationary rocket engine. It will therefore be appreciated by those skilled in the art that the spectroscope 12 and the optical interface 14 can be used in combination with a robotic device to perform inspection of large surfaces. In such an embodiment, the surface to be scanned is held in a stationary position while the spectrograph and the optical interface move relative to the surface to obtain data from various discrete positions on the surface. . A signal processor, such as computer 22, is provided to control the operation of scan controller 20 and process the signals produced by spectroscope 12. By using the computer 22, the processing of the data obtained from the spectroscope 12 and the operation of the scan controller 20 can be synchronized. This gives information about the location of any contaminants detected on the surface 16 during the scan. Computer 22 may be any type of computer well known to those skilled in the art for such forms of application. The IBM-AT compatible computer has been found to work well. An analog to digital converter 24 is provided between the AOTF spectrometer 12 and the computer 22 to convert the analog signal generated by the spectrometer 12 into a digital signal that can be processed by the computer 22. Those skilled in the art will appreciate that analog-to-digital converter 24 may be integrated with either spectrometer 12 or computer 22 so that many AOTF spectrometers currently available on the market include such a converter. Will understand. Alternatively, the converter 24 may be another component of the device 10. An output device 26 is provided in connection with the computer 22 and provides an indication of the data generated during inspection of the surface 16. The output device 26 may comprise any device known to those skilled in the art of data display, including a video monitor or plotter. Such output devices can provide data in human-readable or machine-readable form. In one embodiment of the invention, EGA color graphics devices are known to provide sufficient output. The data can be displayed graphically or numerically. In the preferred embodiment of the invention, the data is structured and displayed as illustrated by a surface map or color scale image of the contaminant. For graphic output, a color monitor is used to display contours corresponding to various pre-assigned colors. Alternatively, similarly configured outputs may be displayed in gray. As shown in FIG. 2, the AOTF spectrometer 12 comprises a light source 30 which produces a beam 32 of light. In this embodiment, the light source 30 is preferably a crystal or pallogen lamp, such as those made by Jilway Technical Lamps of Woburn, Massachusetts. The light source 30 is optimally near the intermediate infrared wavelength. In most available AOTF spectrometers on the market, the light source 30 is housed within the spectrometer. The spectroscope 12 is configured such that a beam of light 32 passes through an AO TF crystal 34 within the spectroscope. Crystal 34 acts to filter all wavelengths of light from beam 32 except the wavelengths monitored by device 10 during surface inspection. Before the beam 32 exits the AOTF spectrometer 12, the beam is converted to a collimated beam. Upon exiting the spectroscope 12, the collimated beam of light 32 contains only the wavelength of light monitored during surface inspection and contacts the first parabolic mirror 36. The first mirror 36 focuses the beam at a discrete location on the surface 16 being inspected. In this embodiment, the first mirror 36 focuses the incident beam on the surface and collects a portion of the scattered component of the beam. If the surface 16 to be inspected is rough, as is the case for most metal surfaces, the first parabolic mirror 36 is positioned with respect to the surface to collect a portion of the backscattered component of the scattered beam. It is desirable to do. This is as shown in FIGS. As used herein, RMS (Route Means Care) roughness is of the same order of magnitude as or greater than the wavelength of light used by the method used to evaluate the surface. In some cases, the surface is considered "rough". If the surface to be evaluated is one-dimensionally rough, such as if it is a machined metal surface, then the first parabolic mirror 36 is directed to the surface such that the incident beam constitutes a horizon line that constitutes roughness. It is desirable to position it so that it is perpendicular to. One of the main advantages of the present invention is that the parabolic mirror 36 is positioned to collect a portion of the diffuse reflection of the incident beam, even if the surface is irregularly rough, such as a crit-blasted metal surface. By doing so, useful data can be obtained and contaminants can be detected. Roughness effects can be removed from the data when generating the signal, especially if the surface roughness is fairly uniform. Importantly, the disclosure of the present invention is that surface roughness actually enhances the ability of the apparatus of the present invention to detect and quantitatively measure surface contamination. In general, the sensitivity of the device of the invention for detection and contaminant measurement is proportional to the strength of the electric field generated by the incident beam at the surface. Therefore, as the surface roughness increases, the tendency of multi-directional scattering of light occurring on the surface further increases, resulting in an increase in the strength of the electric field on the surface. This ability to successfully inspect rough surfaces allows the present invention to be used to inspect surfaces of phenolic materials. This material is particularly difficult to inspect in other ways. For example, a carbon phenolic resin having a surface that is normally treated as having irregular roughness even when machined is efficiently and effectively tested by carrying out the method of the present invention. For rough metal surfaces, as shown in FIGS. 2 and 3, it is preferable to direct the beam to the surface at an angle of incidence in the range of about 30 degrees to about 40 degrees. The present invention can also be used on smooth surfaces. A smooth surface is defined as a surface that has a root mean care roughness that is shorter than the wavelength of light used in this inspection method. For smooth surfaces or rough surfaces of non-metallic materials, the first parabolic mirror 36 is positioned with respect to the surface 16 so that this mirror 36 collects some of the spectral components of the scattered beam as shown in FIG. Preferably. The incident angle α of the beam is at or near the Brewster angle. The Brewster angle is the maximum strength of the electric field near the surface with respect to the normal component of the electric field. For a typical polymer, Brewster's angle is about 45 to 50 degrees at infrared wavelengths. The collected portion of the scattered beam, whether it is derived from the specular component of the beam (mirror 48 in FIG. 4) or the back-scattered component (mirror 36 in FIG. 2), is a parallel beam. And is directed to the second parabolic mirror (mirror 38 in FIG. 2 or mirror 50 in FIG. 4). The second parabolic mirror focuses the beam on the detector 42 via the guide mirror 40. The detector signal is digitized by an analog to digital converter 24 and received and analyzed by a computer 22. The use of guide mirror 40 is optional. In the preferred embodiment of the present invention, a cryogenically cooled detector 42 is used and the beam is directed horizontally into the detector to prevent outflow of the liquid nitrogen used to cool the detector. Guide mirrors are used because they must be. However, in conjunction with the optical interface 14, various configurations are used to direct and focus the beam on the surface, collecting a portion of the scattered component of the beam and directing the light back to the spectrometer. It will be appreciated by those skilled in the art that it is possible to serve the purpose of the optical interface to do so. In operation of an embodiment of the present invention, the AOTF spectrometer 12 is initially set to monitor the absorbance band of a given material. This band is chosen to be the band corresponding to the maximum absorbance of the substance desired to be found by the test. For example, if the material is a hydrocarbon, it is desirable to center the absorption band between about 3 microns and about 4 microns. In the exemplary embodiment of the invention, AOTF spectrometer 12 is set to inspect a single substance. However, if it is necessary to test various substances simultaneously, the AOTF spectrometer can be set to monitor the maximum absorbance of each substance. As the spectroscopic technology improves, it will become more practical to monitor two or more materials equally, in that AOTF spectrometers with wide bandwidth capacity will be available on the market. The AOTF spectrometer can be set to monitor in at least one reference band outside any absorption band of the material being monitored. It is desirable to set one on each side of the absorption band of the material being monitored so that two reference bands are monitored. By monitoring the reference zone, a basis is provided for assessing the absorption band of a substance and the change in the measured absorbance of the absorption band is due to the presence of the substance or an external such as instability or change in surface roughness. You can decide whether it is due to a factor. For example, 3. When testing for the presence of hydrocarbons with an absorption band of 4 microns, the preferred reference band is 3. 24 microns and 3. 6 microns. If a surface inspection for silicon remover is desired, an absorption band of about 8 microns is monitored. When inspecting for a silicon removing agent, 7. 7. Monitor the 95 micron absorption band, and 7 micron and 8. It is desirable to monitor a 3 micron reference band. Once the AOTF spectrometer 12 is preset, the device is preferably calibrated before use. Since the relationship between the thickness of the material on the surface and the amount of absorbance is approximately linear, the zero point and the slope of the linear relationship are determined by calibration to calculate the material thickness from the absorption data. The calibration is done by obtaining a calibration plate made of several materials and having the same roughness as the substrate to be tested. In the preferred embodiment, five predetermined thicknesses of contaminants are applied to the calibration plate at five different locations so that the relationship between absorbance and thickness is easily determined. A sufficient number of data points can be obtained. The calibration plate should represent both the material and the level of roughness of the surface being inspected. The device 10 must be calibrated each time the support being tested is changed. Similarly, each time the mirror is adjusted or the angle of incidence of the beam is changed, the device must be calibrated to change the calibration curve. The calibration of the device facilitates inspection of surface 16. In use, the beam of light 32 is focused by the optical interface 14 at discrete locations on the surface 16, as shown in FIGS. The optical interface then collects a portion of the scattered beam and directs it to the detector 42 of the AOTF spectrometer. As mentioned above, if the surface to be inspected is rough or metallic, it is desirable to analyze a portion of the backscattered component of the scattered beam. If the surface is smooth or rough and non-metallic, then it is desirable to analyze a portion of the specular component of the scattered beam. The detector 42 of the AOTF spectrometer 12 analyzes the absorbance of the monitored band by producing a signal corresponding to the intensity of light in the absorption band. This analog signal is converted to a digital signal by an analog-to-digital converter 24. The digital signal is then processed by computer 22. Being pre-calibrated, the computer compares the absorbance of the reference band with the absorbance of the absorption band and generates data indicating whether the substance being tested is present, the position on the surface and the substance Provide information about thickness. Another embodiment of the present invention is shown in FIG. As with the previous embodiment, the light source 30 is optimized for near mid infrared wavelengths. In this embodiment, the optical interface receives the beam of light from the light source 30 and directs it to the acousto-optically harmonious filter 34. The other lens 62 receives the light emitted from the filter 34. The acousto-optically harmonious filter 34 is tuned to pass light corresponding to the absorption band of the substance sought to be examined and to at least one reference band outside the absorption band as described above. The filters 34 are individually configured to linearly polarize the incident beam, producing polarized light having two components, a vertical component 64 and a horizontal component 66, exiting the filter 34 at different angles. The "perpendicular" component 64 is called normal because the polarization is oriented perpendicular to the plane containing the incident beam, ie, the plane normal to the paper in FIG. In this example, the two components of the light exiting the filter are separated by an angle of about 12 degrees. The ability of the device to measure absorbance is enhanced if a vertical component 64 of the incident beam is used. Accordingly, a partition plate 68 is provided at the optical interface and is positioned to block the horizontal component 66 from being directed at the surface 16. In addition, the optical interface comprises a lens 70, through which the incident beam is collimated and directed to an incident mirror 72, which is focused on the surface 16. A collector mirror 74 is included in the optical interface to collect a portion 76 of the scattered beam. As mentioned above, the roughness of the surface generally indicates how the collector mirror 74 should be positioned to collect a particular portion of the scattered light. The polarization of the incident beam is modified by its interaction with the surface 16. Thus, by passing the collected portion of scattered beam 76 through a polarization analyzer, the amount of incident beam depolarized by the surface can be analyzed. Accordingly, the analyzing polarizer 78 is positioned to receive the collected portion of the scattered beam 76. The analytical polariser 78 may specifically comprise a polariser as commercially available. Detector 80 is positioned to receive the collected portion of scattered beam 76 exiting analytical polarizer 78. As with the detector of the previous embodiment, the detector 80 produces a signal corresponding to the intensity of the light to be detected. Those skilled in the art will appreciate that the processing of data and the hardware required for such processing are substantially the same as the hardware associated with the previous embodiments. It has been found by some applications that changing the angulation of the analytical polariser 78 changes the ability of the device to measure absorbance data. In particular, it is clear that when scanning a rough metal surface, orienting the analytical polarizer 78 through the 90 degree depolarized portion of the beam maximizes the device's ability to detect absorbance. is there. The graph of FIG. 6 represents the amount of absorbance measured on a rough metal surface as a function of angular orientation of the analytical polarizer. As shown in FIG. 6, the absorbance is maximum at an angle of the analytical polarizer of about 90 degrees. Therefore, when this embodiment of the invention is used to inspect a rough metal surface, it is desirable to position the analytical polarizer 78 through the 90 degree depolarized portion of the beam 76. This is typically done by turning the analytical polarizer 90 degrees with respect to the incident polarization (in this example provided by an acousto-optically harmonious filter 34). This is shown in FIG. 5 for an analytical polarizer 78 positioned to pass the horizontal component of the collected portion of the scattered beam. Another embodiment of the present invention is shown in FIG. This embodiment illustrates an acousto-optically harmonious filter mounted on the light source, optical interface and scan board 90. When mounted on such a scanning board, the apparatus of the present invention can be easily mounted as part of the operation of a robot arm or as part of another apparatus to perform scanning of the surface to be inspected. When positioned on the scan board, a light source element array 92 and a light receiving element array 94 are generally defined. The array of light source elements 92 generates an incident beam and prepares and directs it toward a surface. The light receiving element array 94 is configured to collect a portion of the light emitted from the surface and generate a signal corresponding to the detected intensity. The scanning board preferably surrounds the light source element array 92 and the light receiving element array 94. The surrounding scanning board is of course provided with an opening to allow the light to be directed onto the surface to be inspected, through which the light emitted from the surface is collected by the analyzer. Surrounding these arrays of optical elements facilitates cooling of the hardware, reduces the possibility of exposing the array of optical elements to dust and reduces the amount of ambient light entering the device. It will be apparent to those skilled in the art that the use of optical trains can facilitate the incorporation of various embodiments of the invention into a scanning board or hardware and the use of the invention in scanning. Ah In fact, for certain applications, it may be desirable to configure the array of optical elements to include multiple light sources and be designed to similarly inspect various materials. Alternatively, it may be desirable to configure it to include a single device with the ability to test one of a variety of materials, if desired. In the embodiment of FIG. 7, the light source 96 produces an incident beam of light having a wavelength in the ultraviolet range, ie approximately 150 nanometers to 400 nanometers. Such a light source may be any commercially available ultraviolet lamp such as a mercury vapor lamp. The optical interface comprises a lens that focuses the light into a horizontal beam and directs it onto the optical filter array 100. In this embodiment, the array of optical filters preferably comprises a band-pass filter configured to pass fluorescent light containing the wavelength of the substance sought to be examined. This will be explained in detail below. A blocking ring 102 is positioned on the light source element array 92 and is composed of a series of blades. This blade intercepts the incident beam so that it is emitted from the light source 96. The blocking wheel is configured to rotate at a predetermined speed, so that the light emitted from the light source 96 is modulated. Any effect of ambient light entering the device is substantially eliminated by modulating the incident beam at the block 102. None of the ambient light that enters the device has some amplitude modulation and therefore is not detected by any detector. Since the device is designed to detect only the modulated component of the detected signal, the presence of ambient light does not affect the instrument's measurements. The light source element array 92 also includes a polarizer 104 that polarizes the incident beam. Another lens 106 focuses the incident beam on surface 16. The array of light receiving elements 94 includes a lens 108 that collects a portion of the light emitted from the surface 16 and directs the collected portion of the light to the acousto-optically harmonious filter 34. The acousto-optically harmonious filter 34 is tuned to pass light corresponding to the fluorescence wavelength of the substance sought to be examined. Being positioned in the light-receiving element array 94, the filter 34 acts as an analytical polarizer and emits two orthogonal components of polarized light. Lens 110 directs these two components of light to detectors 112 and 114 which produce a signal corresponding to the intensity of the detected light. The processing of the signal is performed and the same processing is performed using substantially the same hardware as the configuration relating to the other embodiment of the present invention. In operation, the light source 96 is selected to include the wavelength of the fluorescent light of the material sought to be examined. The optical filter array 100 is also selected to pass light having a fluorescence containing the wavelength of the material for which inspection is desired. When the surface 16 is scanned, the presence of the substance sought to be examined emits a fluorescent beam having the wavelength of the fluorescence emission characteristic of that substance. Accordingly, the acousto-optically harmonious filter 34 is tuned to pass light of the fluorescent wavelength of the substance sought to be inspected. The invention, which uses the optical properties of fluorescence to inspect substances on a surface, advantageously makes it possible to expand the group of substances which can be inspected. This example can be effectively used to identify the presence and location of organic materials such as grease, many oils and silicon-based materials. In addition, non-organic materials such as zirconium silicate particles and cloth or dust particles can also be identified by this example. This embodiment of the invention can be easily calibrated by examining a known surface that does not emit at the wavelength of fluorescence utilized in the device. Such a reading gives a base value or zero signal level and the fluorescence from the surface inspected for that reading is measured. Although the present invention may be used to inspect a portion of a surface, it is preferably used to inspect the entire surface by inspecting discrete locations on the surface. Robotic devices can be used for large surfaces, such as fixed rocket engine adhesive surfaces. Conversely, the apparatus may be used in conjunction with scan table 18 to inspect small surfaces that can be attached to the scan table. The use of the AOTF spectrometer 12 allows for rapid analysis of various discrete locations on the surface, which allows the device of the present invention to be used effectively on large surface areas. Once data from one location on the surface is available, the device can be used to examine adjacent locations on the surface and the process can be repeated until a representative sample of the entire surface is examined. Using data from a representative sample of all surfaces, computer 22 produces an output to an output device 26 which displays the location of the contaminant and its thickness. It is contemplated that the surface scanning device 10 may be configured to allow surface scanning speeds on the order of several inches per second, but those skilled in the art will appreciate that the surface scanning speed can be adjusted as desired in particular applications. it is obvious. For example, in some applications, contaminant tolerances are less stringent than those for others. This allows measurements at more distant and faster scans. In one embodiment of the present invention, a surface scan of 0. For each pixel of the graphic image representing 10 inches, the device constructed and operated in accordance with the present invention is capable of tens to hundreds of surface measurements on average. Therefore, the device provides a good signal-to-noise ratio and is sufficiently reliable for many purposes. As mentioned above, this data can be output either in graph, numerical or machine readable form. In the case of a graph, the data is obtained as an image displayed in different colors or black and white shading, corresponding to a given thickness of contaminant. In the preferred embodiment of the present invention, color scale images are desired. Alternatively, the surface image can be represented on the screen as a three-dimensional image. It is advantageous for the surface image to graphically represent the relative thickness of the contamination compared to the background noise level. A drawback with imaging the surface is that some of the information is hidden by the peak values that occur. Computer 22 is theoretically programmed to synchronize the processing of the signal received from the detector with the movement of the beam of light relative to the surface being inspected. By synchronizing these two functions, it is possible for the computer to generate an output which correlates the measured data with the exact position on the corresponding surface. It will be apparent to those skilled in the art that there are various ways to program a computer to achieve the purposes described herein. In view of the above, it will be appreciated that the present invention provides a surface inspection apparatus for detecting the presence of a substance on a surface, including low levels of the substance which cannot be accurately detected by visual inspection methods. The present invention can be used to detect contaminants on a variety of surfaces, including surfaces made of metals, rubbers and phenolics, rough surfaces and smooth surfaces. Importantly, the present invention provides an efficient and effective device for examining high surface area contamination. It should be appreciated that the device and method of the present invention may be embodied in various forms of embodiments, only a few of which are described herein. The present invention can be embodied in other forms without departing from the essential characteristics or spirit. The described embodiments should be considered as illustrative only and not limiting. The scope of the invention is, therefore, indicated by the appended claims rather than by the foregoing description. All changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年７月２７日 【補正内容】 原文第５頁第３８行乃至第６頁第３８行 （翻訳文第５頁第１９行乃至第６頁第１６行） 滑らかな表面又は非金属の粗い表面に対しては、散乱されたビームの正反射成 分の一部を集めるように光学的インターフェースを調整するのが望ましい。滑ら かな表面又は非金属の粗い表面の入射角度はブルースター角又はその近傍となる ように選定される。 入射ビームが音響−光学的に調和可能なフィルタを通過するとき、入射ビーム は偏光される。このフィルタはビームを、異った角度でフィルタから出た直線状 に偏光された光の２つの直交する成分に分離する。好適な実施例では、光学的イ ンターフェースは、表面の方向へ向けられた偏光した光の成分の１つを遮断する ように位置決めされた仕切板を備えている。入射ビームは垂直方向に偏光されて いること、即ち偏光された入射光の成分が光の入射面に平行であることが望まし い。 偏光した入射ビームを使用する場合、散乱したビームの内の集められた部分は 分析偏光器を通過させることが望ましい。分析偏光器の入射ビームに関する方向 付けは、吸光度を検出する能力を最大限にするように調整される。金属の粗い表 面を検査する場合、ビームの９０度偏光が戻された部分を通すように分析偏光器 を方向付けすることが望ましい。 好ましい実施例では、光のビームが向けられる表面上の点を迅速に変更するよ うに走査装置が使用され、それにより、表面上の又は表面の広い領域での異った 位置での検査が可能となる。信号処理及び表面の走査を同期させることにより、 表面上の材料に関するデータが創り出される。本発明の一実施例では、汚染物質 に対する有効な走査は約０．１インチ（０．２２cm）離れた表面の別の位置で光 のビームを検出し、かつ光のビームが約０．０１秒ごとに向けられる表面上の点 を変更することにより行われる。 表面上の物質の厚さに関するデータ及び物質の存在に関するデータを得るため 、入射光のビームの吸光度を測定する本発明の実施例では、較正板の組合せを利 用している。このような較正板は汚染物質のない一枚の板及び既知の量の汚染物 質の付着した一枚の板を備えていてもよい。 原文第２０頁第３４行乃至第２１頁第３４行 （翻訳文第１８頁第１７行乃至第１９頁第１１行） ＡＯＴＦ分光計１２を使用することにより、表面の様々な別個の位置の分析を 迅速に行うことが可能となり、それにより、本発明の装置を大きな表面積に有効 に使用することが可能となる。一旦表面の一位置からのデータが入手されると、 本装置を利用して表面の隣接した位置を検査し、全表面の代表的なサンプルが検 査されるまでその処理を繰り返し行うことができる。全表面の代表的なサンプル からのデータを使用して、コンピュータ２２は汚染物質の位置及びその厚さを表 示する出力装置２６に送る出力を発生させる。この表面走査装置１０は秒速数イ ンチ（数センチメートル）の程度の表面走査速度を可能とするように構成するこ とが考えられるが、表面走査速度は特殊な適用においては、要求に応じて調整で きることは当業者には明らかである。 例えば、いくつかの適用において、汚染物の許容量は他のものに対する許容量 よりも厳しくはない。それにより、もっと離れたかつもっと早い走査での測定が 可能である。 本発明の一実施例では、表面走査の０．１０インチ（０．２２cm）を表わすグ ラフィック映像の各画素に対して、本発明により構成され作動される装置は平均 で数十ないし数百の表面測定ができる。従って、本装置は良好な信号対ノイズ比 を与え、多くの目的に対して十分な信頼性を有する。 前述の通り、このデータはグラフ、数値又は機械読取り型式のいずれかで出力 することができる。グラフの場合、データは異った色彩又は白黒の陰影で、汚染 物質の所定の厚さに対応して表示される映像として得られる。本発明の好ましい 実施例では、カラースケール映像が望ましい。 その代りに、表面の像をスクリーン上に３次元映像として表わすこともできる 。表面の映像は背景のノイズレベルと比較した汚染の相対的な厚さをグラフで表 わすことは利点がある。表面の映像化に伴う欠点は情報のいくつかが発生するピ ーク値により隠されてしまうことである。 原文第１項ないし第３５項、翻訳文第１項ないし第３５項を下記の通り補正する 。 請求の範囲 １．粗い表面の特性に関するデータをほぼリアルタイムで得るための表面を走査 する装置であって、 光のビームを発生することの可能な光源と、 前記光源からの光のビームを受入れ、かつ前記光のビームを、表面からもしく は表面へと伸長する所定の経路に沿って向け、表面上の別個の位置に前記ビーム を向ける手段を備えた光学的インターフェースと、 前記光の経路内に位置決めされ、所定の物質の既知の吸収帯域及び前記吸収帯 域の外側の少くとも１つの基準帯域に対応する波長を有する光を通すように調整 された音響−光学的に調和可能なフィルタと、 前記光のビームが表面に向けられる前に、前記光のビームを偏光させるように 光の経路内に位置決めされた偏光器と、 表面からの散乱された光の偏光度を分析するように光の経路内に位置決めされ た分析偏光器と、 前記分析偏光器を通過した光を受けるように位置決めされ、前記所定の物質の 吸収帯域及び基準帯域における光の強度を監視し、かつ監視される各波長の強度 に対応する信号を発生させることのできる検出器と、 前記検出器により発生された信号を処理するように前記検出器と接続された信 号処理装置と、 表面が光のビームで走査され得るように、表面に対して方向付けする手段を動 かす手段と を備えた表面を走査する装置。 ２．走査される表面が金属表面であるとき、前記ビームの９０度偏光が戻された 部分を通すように方向付けされている請求項１記載の表面を走査する装置。 ３．前記表面に対して方向付けする手段を動かす手段が、前記光源、光学的イン ターフェース、音響−光学的に調和可能なフィルタ及び検出器を取付けた走査ボ ードを備えている請求項１記載の表面を走査する装置。 ４．表面の特性に関するデータをほぼ実時間で得るように粗い表面を走査する装 置であって、 光の入射ビームを発生させることのできる光源と、 前記光源からの光の入射ビームを受けてその入射ビームを表面上の別個の位置 に向けるように構成され、更に、表面からの散乱されたビームの少くとも一部分 を集めるように構成された光学的インターフェースと、 前記入射ビームを受入れるように位置決めされ、所定の物質の吸収帯域及び前 記吸収帯域の外側の少くとも１つの基準帯域に対応する光を通すように調整され 、前記入射ビームを直線状に偏光させて異った角度で出てくる偏光された光の２ つの直交した成分を発生させるように構成された音響−光学的に調和可能なフィ ルタとを備え、 前記光学的インターフェースは更に偏光された光の前記成分の内の１つが表面 に向けられるのを遮断するように位置決めされた仕切板を備え、前記走査する装 置は更に、 前記散乱されたビームの集められた部分を受けるように位置決めされた分析偏 光器と、 前記分析偏光器からの前記散乱されたビームの集められた部分を受けるように 位置決めされ、前記所定の物質の吸収帯域及び前記基準帯域における光の強度を 監視することが可能であり、監視すべき各波長強度に対応する信号を発生させる ことができる検出器と、 前記検出器により発生された信号を処理するように前記検出器に接続された信 号処理装置と、 前記表面が光のビームで走査され得るように表面に対して光学的インターフェ ースを動かす手段と を備えた表面を走査する装置。 ５．前記光学的インターフェースは、前記ビームが金属表面により散乱された場 合、散乱されたビームの後方散乱成分の少くとも一部分を集めるように更に構成 されている請求項４記載の表面を走査する装置。 ６．前記光学的インターフェースは、前記光のビームが非金属表面により散乱さ れた場合、前記散乱されたビームの正反射成分の一部分を集めるように構成され ている請求項４記載の表面を走査する装置。 ７．前記光源は中間の赤外線領域の近傍の光を放射する請求項４記載の表面を走 査する装置。 ８．前記音響−光学的に調和可能なフィルタ及び光学的インターフェースは、表 面に向けられた入射ビームの成分が垂直方向に偏光されるように表面に対して位 置決めされている請求項４記載の表面を走査する装置。 ９．前記分析偏光器は、走査される表面が金属表面であるとき、ビームの９０度 偏光が戻された部分を通すように方向付けされている請求項４記載の表面を走査 する装置。 10．表面に対して前記光学的インターフェースを動かす手段が走査ボードを備え 、前記走査ボードには、光源、光学的インターフェース、音響−光学的に調和可 能なフィルタ及び検出器が取付けられている請求項４記載の表面を走査する装置 。 11．表面の特性に関するデータをほぼ実時間で得るための表面を走査する装置で あって、 紫外線領域での波長を含む光の入射ビームを発生することのできる光源と、 前記光源からの光の入射ビームを受けてその入射ビームを表面上の別個の位置 に向け、更に、表面から放射された螢光ビームの少くとも一部分を集めるように 構成された光学的インターフェースと、 前記光の入射ビームを偏光させるように位置決めされた偏光器と、 前記螢光ビームの集められた部分を受けるように位置決めされ、所定の物質か らの螢光の波長に対応する光を通すように調整された音響−光学的に調和可能な フィルタと、 表面から放射された前記螢光性のビームを受入れるように位置決めされ、所定 の物質からの螢光の波長における光の強度を監視し、監視される波長の強度に対 応する信号を発生させることの可能な検出器と、 前記により発生された信号を処理する検出器に接続された信号発生器と、 表面が前記光のビームで走査され得るように、表面に対して前記光学的インタ ーフェースを動かす手段と を備えている表面を走査する装置。 12．前記入射ビームを変調する変調器を更に備え、所定の物質の螢光の波長にお ける周囲の光の影響を実質的に除去する請求項１１記載の表面を走査する装置。 13．光の入射ビームをろ過するように位置決めされ、かつ所定の物質の螢光を誘 発させる波長に対応した波長を有する光を通過させるように構成された光学的フ ィルタ配列を備えた請求項１１記載の表面を走査する装置。 14．前記光学的フィルタ配列がバンドパスフィルタを備えている請求項１３記載 の表面を走査する装置。 15．前記音響−光学的に調和可能なフィルタが、前記螢光ビームの集められた部 分を線形に偏光させて、異った角度で前記フィルタから出る偏光した光の２つの 直交した成分を発生させ、更に、前記検出器が前記フィルタから出る偏光した光 の一成分を受けるように位置決めされた第１の検出器と、前記フィルタを出た偏 光した光のもう１つの成分を受けるように位置決めされた第２の検出器とを備え ている請求項１１記載の表面を走査する装置。 16．表面の特性に関するデータをほぼ実時間で得るための粗い表面を走査する方 法であって、 光源で光の入射ビームを発生させる段階と、所定の物質の吸収帯域及び前記吸 収帯域より外側の少くとも１つの基準帯域に対応した光を通すように調整された 音響−光学的に調和可能なフィルタに光の入射ビームを通す段階と、 前記入射ビームを偏光させる段階と、 表面上の別個の位置に前記音響−光学的に調和可能なフィルタを通過した光の 入射ビームを向ける段階と、 表面からの散乱したビームの少くとも一部分を集める段階と、 分析偏光器に前記散乱したビームの集められた部分を向ける段階と、 所定の物質の吸収帯域及び基準帯域での光の強度を監視することのできる検出 器に、前記散乱したビームの集められた部分を導入し、前記検出器を、監視され る各波長の強度に対応した信号を発生させるようにする段階と、 前記所定の物質の吸収帯域及び基準帯域で散乱したビームの集められた部分の 強度を分析する段階と、 表面上の異った別の位置を選定して上記の段階を繰り返すことと を備えた粗い表面を走査する方法。 17．表面からの散乱したビームの少くとも一部分を集める前記段階が、前記ビー ムが金属表面により散乱された場合、その散乱されたビームの後方散乱成分の少 くとも一部分を集める段階を備えている請求項１６記載の表面を操作する方法。 18．表面により散乱されたビームの少くとも一部分を集める前記段階が、前記ビ ームが非金属表面により散乱された場合、前記散乱されたビームの正反射成分の 少くとも一部分を集める段階を備えている請求項１６記載の表面を走査する方法 。 19．入射ビームを偏光させる前記段階が、前記音響−光学的に調和可能なフィル タで入射ビームを偏光して異った角度で前記フィルタを出る偏光した光の２つの 直交成分を発生させる段階と、前記偏光した光の成分の内の１つが表面に向けら れるのを阻止する段階とを備えている請求項１６記載の表面を走査する方法。 20．入射ビームを偏光させる前記段階が垂直方向に偏光したビームを発生させる 段階を備え、表面上の別個の位置に入射ビームを向ける前記段階が表面の別個の 位置に垂直方向に偏光したビームを向ける段階を備えている請求項１６記載の表 面を走査する方法。 21．散乱したビームの集められた部分を分析偏光器を通して方向付ける前記段階 が、走査されるべき表面が金属の表面である場合、前記散乱ビームの９０度偏光 が戻された部分を通すように方向付けされた分析偏光器を介して、前記散乱ビー ムの集められた部分を方向付けする段階を備えている請求項２０記載の表面を走 査する方法。 22．表面の特性に関するデータをほぼ実時間で得るための表面を走査する方法で あって、 紫外線領域での波長を含む光の入射ビームを発生させる段階と、 前記入射ビームを光の入射ビームを偏光させる偏光器に通す段階と、 表面の別個の位置に入射ビームを向ける段階と、 表面から放射された螢光ビームの少くとも一部分を集める段階と、 前記螢光ビームの集められた部分を分析偏光器に通す段階と、 前記螢光ビームの集められた部分を、所定の物質の螢光の波長に対応する光を 通すように調整された音響−光学的に調和可能なフィルタに通す段階と、 前記音響−光学的に調和可能なフィルタを通過した光を、所定の物質の螢光の 波長での光の強度を監視することが可能な検出器に導入し、かつ前記検出器を監 視される波長の強度に対応する信号を発生させるようにする段階と、 所定の物質の螢光の波長における集められた光の強度を分析する段階と、 表面の異った位置を個別に選択しかつ上記の各処理段階を繰り返すことと を備えた表面を走査する方法。 23．遮断輪を使用して入射ビームを変調することにより、所定の物質の螢光の波 長における周囲の光の影響を実質的に除去する段階を更に備えている請求項２２ 記載の表面を走査する方法。 24．表面の別個の位置に入射ビームを向ける前記段階が、前記光の入射ビームを 、所定の物質の螢光を誘発する波長に対応する波長を有する光を通すように構成 された光学的フィルタ配列に通す段階を備えている請求項２２記載の表面を走査 する方法。 25．螢光ビームの集められた部分を分析偏光器に通す前記段階が、螢光ビームの 集められた部分を音響−光学的に調和可能なフィルタに通して異った角度で前記 フィルタから出る偏光した光の２つの直交した成分を作る段階を備えた請求項２ ２記載の表面を走査する方法。 26．前記音響−光学的に調和可能なフィルタを通過した光を検出器に導く前記段 階が、前記フィルタを出た偏光した光の直交成分の１つの成分を第１の検出器に 導入しかつ前記フィルタを出た偏光した光の直交成分の残りの成分を第２の検出 器に導入する段階を備えた請求項２５記載の表面を走査する方法。[Procedure amendment] Patent Act Article 184-8 [Submission date] July 27, 1994 [Amendment content] Original text, page 5, line 38 to page 6, line 38 (Translation, page 5, line 19 to Page 6, line 16) For smooth or non-metallic rough surfaces, it is desirable to adjust the optical interface to collect a portion of the specular component of the scattered beam. The angle of incidence on smooth or non-metallic rough surfaces is chosen to be at or near Brewster's angle. The incident beam is polarized as it passes through an acousto-optically harmonious filter. This filter splits the beam into two orthogonal components of linearly polarized light exiting the filter at different angles. In the preferred embodiment, the optical interface comprises a divider plate positioned to block one of the polarized light components directed toward the surface. It is desirable that the incident beam be vertically polarized, ie the component of the polarized incident light is parallel to the plane of incidence of the light. When using a polarized incident beam, it is desirable to pass the collected portion of the scattered beam through an analytical polarizer. The orientation of the analytical polarizer with respect to the incident beam is adjusted to maximize its ability to detect absorbance. When inspecting rough surfaces of metal, it is desirable to orient the analytical polariser to pass through the portion of the beam where the 90 degree polarization has been returned. In the preferred embodiment, a scanning device is used to rapidly change the point on the surface to which the beam of light is directed, which allows inspection at different locations on the surface or in large areas of the surface. Becomes By synchronizing the signal processing and scanning of the surface, data about the material on the surface is created. In one embodiment of the invention, an effective scan for contaminants detects a beam of light at another location on the surface about 0.1 inch (0.22 cm) apart and the beam of light is about 0.01 seconds. This is done by changing the points on the surface that are directed at each. In order to obtain data on the thickness of the material on the surface and data on the presence of the material, the embodiment of the invention for measuring the absorbance of the beam of incident light utilizes a combination of calibration plates. Such a calibration plate may comprise one plate free of contaminants and one plate with a known amount of contaminants attached. Source page 20, line 34 to page 21, line 34 (translation page 18, line 17 to page 19, line 11) Analysis of various discrete locations on the surface by using the AOTF spectrometer 12. Can be performed rapidly, which allows the device of the present invention to be effectively used on large surface areas. Once data from one location on the surface is available, the device can be used to examine adjacent locations on the surface and the process can be repeated until a representative sample of the entire surface is examined. Using data from a representative sample of all surfaces, computer 22 produces an output to an output device 26 which displays the location of the contaminant and its thickness. The surface scanning device 10 may be configured to allow surface scanning speeds of the order of a few inches per second (several centimeters) , but the surface scanning speed may be adjusted as required in special applications. Will be apparent to those skilled in the art. For example, in some applications, contaminant tolerances are less stringent than those for others. This allows measurements at more distant and faster scans. In one embodiment of the present invention, for each pixel of the graphic image representing 0.10 inch (0.22 cm) of surface scan, the device constructed and operated in accordance with the present invention averages tens to hundreds of surfaces. You can measure. Therefore, the device provides a good signal-to-noise ratio and is sufficiently reliable for many purposes. As mentioned above, this data can be output either in graph, numerical or machine readable form. In the case of a graph, the data is obtained as an image displayed in different colors or black and white shading, corresponding to a given thickness of contaminant. In the preferred embodiment of the present invention, color scale images are desired. Alternatively, the surface image can be represented on the screen as a three-dimensional image. It is advantageous for the surface image to graphically represent the relative thickness of the contamination compared to the background noise level. A drawback with imaging the surface is that some of the information is hidden by the peak values that occur. The original paragraphs 1 to 35 and the translated sentences 1 to 35 are amended as follows. Claims 1. A device for scanning a surface for obtaining data on characteristics of a rough surface in near real time, comprising a light source capable of generating a beam of light, a beam of light from said light source, and a beam of said light. An optical interface with means for directing the beam along a predetermined path extending from or to the surface and directing the beam to discrete locations on the surface; and a predetermined substance positioned in the path of the light. An acousto-optically harmonious filter tuned to pass light having a wavelength corresponding to the known absorption band and at least one reference band outside said absorption band; A polarizer positioned in the path of the light to polarize the beam of light before it is directed, and in the path of the light to analyze the degree of polarization of the light scattered from the surface. Positioned analytical polarizers, positioned to receive light that has passed through the analytical polarizers, monitor the intensity of light in the absorption and reference bands of the predetermined material, and the intensity of each wavelength monitored. A detector capable of generating a signal corresponding to, a signal processing device connected to the detector for processing the signal generated by the detector, and a surface for scanning with a beam of light. , A device for scanning a surface, comprising means for moving the means for orienting with respect to the surface. 2. An apparatus for scanning a surface according to claim 1, wherein when the surface to be scanned is a metal surface, the 90 degree polarization of the beam is oriented to pass through the returned portion. 3. The surface of claim 1 wherein the means for moving the means for orienting with respect to the surface comprises a scanning board fitted with the light source, an optical interface, an acousto-optically harmonious filter and a detector. Device to do. 4. A device for scanning a rough surface so as to obtain data on surface characteristics in substantially real time, a light source capable of generating an incident beam of light, and an incident beam for receiving the incident beam of light from the light source. An optical interface configured to direct the at least one portion of a scattered beam from the surface and positioned to receive the incident beam. Of the material, adjusted to pass light corresponding to the absorption band and at least one reference band outside of the absorption band, polarized the incident beam linearly and emerged at different angles. An acousto-optically harmonious filter configured to generate two orthogonal components of light, the optical interface further comprising polarized light. An analyzing plate positioned to receive a collected portion of the scattered beam, the partitioning plate positioned to block one of the components from being directed to a surface; A polarizer and positioned to receive the collected portion of the scattered beam from the analytical polarizer, and is capable of monitoring the intensity of light in the absorption band of the given substance and in the reference band. A detector capable of generating a signal corresponding to each wavelength intensity to be monitored; a signal processing device connected to the detector to process the signal generated by the detector; And a means for moving an optical interface relative to the surface so that it can be scanned with the beam of. 5. 5. The apparatus for scanning a surface of claim 4, wherein the optical interface is further configured to collect at least a portion of the backscattered component of the scattered beam when the beam is scattered by a metal surface. 6. The apparatus for scanning a surface of claim 4, wherein the optical interface is configured to collect a portion of the specular component of the scattered beam when the beam of light is scattered by a non-metallic surface. 7. An apparatus for scanning a surface according to claim 4, wherein said light source emits light near an intermediate infrared region. 8. The surface of claim 4, wherein the acousto-optically harmonious filter and the optical interface are positioned with respect to the surface such that components of the incident beam directed at the surface are vertically polarized. Device to do. 9. An apparatus for scanning a surface according to claim 4, wherein the analytical polariser is oriented to pass the 90 degree polarization of the beam back through when the surface to be scanned is a metal surface. Ten. 5. The means for moving the optical interface relative to a surface comprises a scanning board, the scanning board having mounted thereon a light source, an optical interface, an acousto-optically harmonious filter and a detector. Device that scans the surface of the object. 11. A device for scanning a surface for obtaining data on surface characteristics in almost real time, the light source capable of generating an incident beam of light including a wavelength in an ultraviolet region, and an incident beam of light from the light source. An optical interface configured to receive and direct the incident beam to discrete locations on the surface and to collect at least a portion of the fluorescent beam emitted from the surface; and polarizing the incident beam of light. A polarizer positioned as such, and acousto-optically positioned to receive the collected portion of the fluorescent beam and tuned to pass light corresponding to the wavelength of the fluorescent light from a given material. A tunable filter, positioned to receive the fluorescent beam emitted from the surface, to monitor and monitor the intensity of light at the wavelength of fluorescence from a given substance. A detector capable of generating a signal corresponding to the intensity of the wavelength, a signal generator connected to the detector for processing the signal generated by said, so that the surface can be scanned with said beam of light A device for scanning the surface, the means for moving the optical interface relative to the surface. 12. 12. The apparatus for scanning a surface of claim 11 further comprising a modulator for modulating the incident beam to substantially eliminate the effect of ambient light on the fluorescence wavelength of a given material. 13. 12. An optical filter array positioned to filter an incoming beam of light and configured to pass light having a wavelength corresponding to the fluorescence-inducing wavelength of a given substance. A device that scans the surface. 14. 14. The apparatus for scanning a surface of claim 13, wherein the optical filter array comprises a bandpass filter. 15. The acousto-optically harmonious filter linearly polarizes the collected portion of the fluorescent beam to generate two orthogonal components of polarized light exiting the filter at different angles, Further, the detector is positioned to receive one component of the polarized light exiting the filter, and the detector is positioned to receive another component of the polarized light exiting the filter. The apparatus for scanning a surface of claim 11, further comprising a second detector. 16． A method for scanning a rough surface to obtain data about surface properties in near real time, the method comprising: generating an incident beam of light with a light source; and an absorption band of a given substance and at least an area outside the absorption band. Passing an incident beam of light through an acousto-optically harmonious filter tuned to pass light corresponding to one reference band, polarizing the incident beam, at different locations on the surface Directing an incident beam of light that has passed through the acousto-optically harmonious filter; collecting at least a portion of the scattered beam from a surface; and collecting a portion of the scattered beam in an analytical polarizer. Directing the collected portion of the scattered beam into a detector capable of monitoring the intensity of light in the absorption and reference bands of a given substance, Producing a signal corresponding to the intensity of each wavelength to be monitored, analyzing the intensity of the collected part of the beam scattered in the absorption band and the reference band of the given substance, on the surface A different position and repeating the above steps to scan a rough surface. 17. 17. The step of collecting at least a portion of a scattered beam from a surface comprises collecting at least a portion of a backscattered component of the scattered beam if the beam is scattered by a metal surface. A method of manipulating the described surface. 18. Collecting at least a portion of a beam scattered by a surface comprises collecting at least a portion of a specular component of the scattered beam if the beam is scattered by a non-metallic surface. 16. A method of scanning a surface according to item 16. 19. Polarizing the incident beam to polarize the incident beam with the acousto-optically harmonious filter to generate two orthogonal components of polarized light exiting the filter at different angles; 18. A method of scanning a surface according to claim 16, comprising preventing one of the polarized light components from being directed to the surface. 20. The step of polarizing the incident beam comprises the step of producing a vertically polarized beam, the step of directing the incident beam to discrete locations on the surface directing the vertically polarized beam to discrete locations on the surface. 17. A method of scanning a surface according to claim 16, comprising: twenty one. The step of directing the collected portion of the scattered beam through an analytical polarizer directs the 90 degree polarization of the scattered beam through the returned portion if the surface to be scanned is a metal surface. 21. A method of scanning a surface according to claim 20, comprising directing the collected portion of the scattered beam through an analyzed analytical polarizer. twenty two. A method of scanning a surface to obtain data about surface properties in near real time, the method comprising: generating an incident beam of light having a wavelength in the ultraviolet region; and polarizing the incident beam of light. Passing through a polarizer, directing an incident beam at distinct positions on the surface, collecting at least a portion of the fluorescent beam emitted from the surface, and analyzing the collected portion of the fluorescent beam. And passing the collected portion of the fluorescent beam through an acousto-optically harmonious filter tuned to pass light corresponding to the wavelength of the fluorescence of a given material, The light passed through the acousto-optically harmonious filter is introduced into a detector capable of monitoring the intensity of the light at the wavelength of the fluorescence of a given substance, and said detector is at the monitored wavelength. Corresponding to the strength of Generating a signal, analyzing the intensity of the collected light at the fluorescence wavelength of a given substance, selecting different positions on the surface individually and repeating the above processing steps A method of scanning a surface, comprising: twenty three. 23. The method of scanning a surface of claim 23, further comprising the step of substantially eliminating the effect of ambient light on the fluorescence wavelength of a given material by modulating the incident beam using a blocking ring. . twenty four. The step of directing the incident beam to discrete locations on the surface is directed to an optical filter array configured to pass the incident beam of light to a light having a wavelength corresponding to the fluorescence-inducing wavelength of a given substance. 23. The method of scanning a surface of claim 22 including the step of passing. twenty five. The step of passing the collected portion of the fluorescent beam through an analytical polariser causes the collected portion of the fluorescent beam through an acousto-optically harmonious filter to exit the filter at different angles. A method of scanning a surface according to claim 22, comprising the step of producing two orthogonal components of light. 26. The step of directing light passing through the acousto-optically harmonious filter to a detector introduces one component of the quadrature component of the polarized light leaving the filter into a first detector and the filter. 26. A method of scanning a surface according to claim 25, comprising the step of introducing the remaining component of the quadrature component of the polarized light exiting from the second detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，Ｊ Ｐ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, M C, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG , CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AT, AU, BB, BG, BR, CA, CH, CZ, DE, DK, ES, FI, GB, HU, J P, KP, KR, LK, LU, MG, MN, MW, NL , NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SK, UA, US, VN

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．表面の特性に関するデータをほぼリアルタイムで得るための表面を走査する 装置であって、 光のビームを発生することの可能な光玄と、 前記光源からの光のビームを受入れ、かつ前記光のビームを、表面からもしく は表面へと伸長する所定の経路に沿って向け、表面上の別個の位置に前記ビーム を向ける手段を備えた光学的インターフェースと、 前記光の経路内に位置決めされ、所定の物質の既知の光学的性質に対応する波 長を有する光を通過させるように調整された音響−光学的に調和可能なフィルタ と、 表面から放射された光を受けるように位置決めされ、少くとも１つの所定の波 長における光の強度を監視し、監視される各波長の強度に対応する信号を発生さ せる検出器と、 前記検出器により発生された信号を処理するように前記検出器に接続された信 号処理装置と、 表面が光のビームで走査され得るように、表面に対して前記ビームを向ける手 段を動かす手段と を備えている表面を走査する装置。 ２．前記ビームが表面に向けられる前に光のビームを偏光するように、前記光の 経路に位置決めされた偏光器を更に備えている請求項１記載の表面を走査する装 置。 ３．表面から放射された光の偏光を分析するため、前記光の経路に位置決めされ た分析偏光器を備えている請求項２記載の表面を走査する装置。 ４．前記光を向ける手段を表面に対して動かす前記手段が、光源、光学的インタ ーフェース、音響−光学的に調和可能なフィルタ及び検出器を取付けた走査ボー ドを備えている請求項１記載の表面を走査する装置。 ５．表面の特性に関するデータをほぼ実時間で得るように表面を走査する装置で あって、 光の入射ビームを発生させることのできる光源と、 光源からの光の入射ビームを受けかつその入射ビームを表面上の別個の位置に 向けるようにされ、表面からの散乱されたビームの少くとも一部分を集めるよう に構成された光学的インターフェースと、 前記入射ビームを受けるように位置決めされ、所定の物質の吸収帯域及び前記 吸収帯域より外部の少くとも１つの基準帯域に対応する光を通すように調整され た音響−光学的に調和可能なフィルタと、 前記散乱されたビームの集められた部分を受入れるように位置決めされ、所定 の物質の吸収帯域及び基準帯域での光の強度を監視することが可能であり、監視 される各波長の強度に対応する信号を発生させることが可能な検出器と、 前記検出器により発生された信号を処理するように前記検出器に接続された信 号処理装置と、 表面が光のビームで走査され得るように表面に対して前記光学的インターフェ ースを動かす手段と を備えた表面を走査する装置。 ６．前記光学的インターフェースは、光のビームが粗い金属面から散乱されたと き、前記散乱されたビームの後方散乱成分の少くとも一部分を集めるように構成 されている請求項５記載の表面を走査する装置。 ７．前記光学的インターフェースは、光のビームが滑らかな表面から散乱された とき、前記散乱されたビームの正反射成分の一部分を集めるように更に構成され ている請求項５記載の表面を走査する装置。 ８．前記光学的インターフェースは、前記光のビームが粗い非金属表面から散乱 されたとき、前記散乱されたビームの正反射成分の一部分を集めるように更に構 成されている請求項５記載の表面を走査する装置。 ９．前記光源は中間の赤外線領域に近傍する光を放射させる請求項５記載の表面 を走査する装置。 10．前記音響−光学的に調和可能なフィルタは、入射ビームを線形に偏光させて 異った角度で前記フィルタを出る２つの直交する成分を有する偏光した光を作り 出し、更に、偏光した光の成分の１つが表面に向けられるのを遮断するように位 置決めされた仕切板を備えている請求項５記載の表面を走査する装置。 11．前記散乱されたビームの集められた部分を受けるように位置決めされた分析 偏光器を更に備えている請求項１０記載の表面を走査する装置。 12．前記音響−光学的に調和可能なフィルタ及び光学的インターフェースは、表 面上に向けられた入射ビームの成分が垂直方向に偏光されるように表面に対して 位置決めされている請求項１１記載の表面を走査する装置。 13．前記分析偏光器は、走査される表面が粗い金属表面であるとき、入射ビーム の９０度偏光が解消された部分を通すように向けられている請求項１１記載の表 面を走査する装置。 14．表面に対して前記光を向ける手段を動かす前記手段は、光源、光学的インタ ーフェース、音響−光学的に調和可能なフィルタ及び検出器が取付けられた走査 ボードを備えている請求項５記載の表面を走査する装置。 15．表面の特性に関するデータをほぼ実時間で得るように表面を走査する装置で あって、 紫外線領域の波長を含む光の入射ビームを発生することのできる光源と、 前記光源からの光の入射ビームを受入れかつ表面上の別個の位置に入射ビーム を向けるように構成され、更に、表面から放射された螢光性のビームの少くとも 一部分を集めるように構成された光学的インターフェースと、 前記螢光性のビームの集められた部分を受入れるように位置決めされ、所定の 物質の螢光の波長に対応する光を通すように調整された音響−光学的に調和可能 なフィルタと、 表面から放射された前記螢光性のビームを受入れるように位置決めされ、所定 の物質の螢光の波長での光の強度を監視し、前記監視される波長の強度に対応す る信号を発生することができる検出器と、 前記検出器により発生された信号を処理するために前記検出器に接続された信 号処理装置と、 表面が光のビームで走査され得るように、前記光学的インターフェースを表面 に対して動かす手段と を備えた表面を走査する装置。 16．所定の物質の螢光の波長について周囲の光の影響をほぼ除去するように入射 ビームを変調する遮断輪を備えている請求項１５記載の表面を走査する装置。 17．光の入射ビームをろ過するように位置決めされかつ所定の物質の波長を含む 螢光に対応する波長を有する光を通すように構成された光学的フィルタ配列を更 に備えている請求項１５記載の表面を走査する装置。 18．前記光学的フィルタ配列がバンドパスフィルタを備えている請求項１７記載 の表面を走査する装置。 19．前記光の入射ビームを偏光させるように位置決めされた偏光器を更に備えて いる請求項１５記載の表面を走査する装置。 20．前記音響−光学的に調和可能なフィルタが前記螢光のビームの集められた部 分を線形に偏光させて異った角度でフィルタから出る偏光された光の２つの直交 成分を発生させるように構成されており、かつ前記検出器が前記フィルタから出 る偏光した光の１つの成分を受入れるように位置決めされた第１の検出器と前記 フィルタから出る偏光した光のもう一方の成分を受入れるように位置決めされた 第２の検出器とを備える請求項１９記載の表面を走査する装置。 21．表面の特性に関するデータをほぼ実時間で得るための表面を走査する方法で あって、 光源により光の入射ビームを発生させる段階と、 所定の物質の吸収帯域及び前記吸収帯域より外側の少くとも１つの基準帯域に 対応する光を通すように調整された音響−光学的に調和可能なフィルタを介して 光の入射ビームを通す段階と、 表面上の別個の位置に、音響−光学的に調和可能なフィルタを通過した光の入 射ビームを向ける段階と、 表面で散乱した前記ビームの少くとも一部分を集める段階と、 前記所定の物質の吸収帯域及び前記基準帯域での光の強度を監視できる検出器 に、散乱したビームの集められた部分を導入し、かつ監視される波長の強度に対 応する信号を検出器から発生させる段階と、 前記所定の物質の吸収帯域及び基準帯域での散乱ビームの集められた部分の強 度を分析する段階と、 表面上の異った別個の位置を選定し、処理操作を繰り返す段階と を備えた表面を走査する方法。 22．表面で散乱されたビームの少くとも一部分を集める前記段階が、前記ビーム が粗い金属表面から散乱されたとき、前記散乱されたビームの後方散乱成分の少 くとも一部分を集める段階を備えている請求項２１記載の表面を走査する方法。 23．表面で散乱されたビームの少くとも一部分を集める前記段階が、前記ビーム が滑らかな表面で散乱されたとき、前記散乱されたビームの正反射成分の少くと も一部分を集める段階を備えている請求項２１記載の表面を走査する方法。 24．表面で散乱されたビームの少くとも一部分を集める前記段階が、前記ビーム が粗い非金属の表面で散乱された場合、前記散乱されたビームの正反射成分の少 くとも一部分を集める段階を含んでいる請求項２１記載の表面を走査する方法。 25．前記音響−光学的に調和可能なフィルタで入射ビームを偏光させて異った角 度で前記フィルタから出る偏光した光の２つの直交する成分を作り出し、そして 前記偏光した光の成分の１つが表面へ向けられるのを遮断する段階を更に備えて いる請求項２１記載の表面を走査する方法。 26．分析偏光器を介して前記散乱したビームの集められた部分を方向付ける段階 を更に備えている請求項２５記載の表面を走査する方法。 27．前記入射ビームを偏光させる段階が垂直方向に偏光されたビームを発生させ る段階を含み、かつ表面上の別個の位置に前記入射ビームを向ける段階が表面上 の別個の位置に垂直方向に偏光されたビームを向ける段階を含む請求項２６記載 の表面を走査する方法。 28．前記分析偏光器を介して前記散乱したビームの集められた部分を方向付ける 段階が、走査される表面が粗い金属表面であるとき、前記ビームの９０度偏光が 解消された部分を通すように方向付けられた分析偏光器を介して、前記散乱され たビームの集められた部分を方向付けする段階を備えている請求項２６又は２７ 記載の表面を走査する方法。 29．表面の特性に関するデータをほぼリアルタイムで得るように表面を走査する 方法であって、 紫外線領域での波長を含む光の入射ビームを発生させる段階と、 前記入射ビームを表面上の別個の位置に向ける段階と、 表面から放射された螢光性のビームの少くとも一部分を集める段階と、 前記螢光性のビームの集められた部分を、所定の物質の螢光の波長に対応する 光を通すように調整された音響−光学的に調和可能なフィルタに通す段階と、 前記所定の物質の螢光の波長における光の強度を監視できる検出器内に、前記 音響−光学的に調和可能なフィルタを通った光を導入し、かつ監視される波長の 強度に対応する信号を検出器に発生させる段階と、 前記所定の物質の螢光の波長における前記集められた光の強度を分析する段階 と、 表面上の異なった別個の位置を選定しかつ以上の段階を繰り返すことと を備えている表面を走査する方法。 30．遮断輪で入射ビームを変調することにより所定の物質の螢光の波長における 周囲の光の影響をほぼ除去する段階を更に備えている請求項２９記載の表面を走 査する方法。 31．表面上の別個の位置に入射ビームを向ける前記段階が、所定の物質の螢光を 発生させる波長に対応した波長を有する光を通すように構成された光学的フィル タ配列を介して光の入射ビームを通過させる段階を含んでいる請求項２９記載の 表面を走査する方法。 32．表面上の別個の位置に入射ビームを向ける前記段階が、光の入射ビームを偏 光させる偏光器に前記入射ビームを通す段階を備えている請求項２９記載の表面 を走査する方法。 33．分析偏光器に螢光ビームの集められた部分を通す段階を更に備えている請求 項３２記載の表面を走査する方法。 34．前記分析偏光器に螢光ビームの集められた部分を通す段階が、前記音響−光 学的に調和可能なフィルタに前記螢光ビームの集められた部分を通し、異った角 度でフィルタを出る偏光した光の２つの直交する成分を発生させる段階を備えて いる請求項３３記載の表面を走査する方法。 35．前記音響−光学的に調和可能なフィルタを通過した光を検出器に導入する段 階が前記フィルタから出た偏光した光の直交成分の１つの成分を第１の検出器に 導入する段階と、前記フィルタから出た偏光した光の直交成分の残りの成分を第 ２の検出器に導入する段階とを備えた請求項３４記載の表面を走査する方法。[Claims] 1. Scan the surface for near real-time data on surface properties A device,   A light source capable of generating a beam of light,   It receives a beam of light from the light source and receives the beam of light from a surface or Are directed along a predetermined path that extends to the surface, and the beams at different locations on the surface An optical interface with means for directing   Waves positioned in the path of the light and corresponding to the known optical properties of a given substance. Acousto-optically harmonious filter tuned to pass light having a length When,   Positioned to receive light emitted from the surface and at least one given wave It monitors the intensity of light over time and produces a signal corresponding to the intensity of each wavelength monitored. A detector that   A signal connected to the detector to process the signal generated by the detector. No. processing device,   A hand that directs the beam onto the surface so that the surface can be scanned with the beam of light. Means to move the steps A device for scanning a surface comprising. 2. Of the light so as to polarize the beam of light before it is directed to the surface. The apparatus for scanning a surface of claim 1, further comprising a polarizer positioned in the path. Place. 3. Positioned in the path of the light to analyze the polarization of the light emitted from the surface An apparatus for scanning a surface according to claim 2, comprising an analytical polariser. 4. The means for moving the means for directing the light relative to the surface may be a light source, an optical interface. Interface, acousto-optically scannable filter and detector mounted scanning board The apparatus for scanning a surface according to claim 1, further comprising a window. 5. A device that scans the surface to obtain near real-time data about surface properties. There   A light source capable of generating an incident beam of light,   Receives an incident beam of light from a light source and directs the incident beam to discrete locations on the surface Directed to collect at least a portion of the scattered beam from the surface An optical interface configured in   Positioned to receive the incident beam, the absorption band of a given substance and the Adjusted to pass light corresponding to at least one reference band outside the absorption band Acoustic-optically harmonious filter,   Positioned to receive the collected portion of the scattered beam and predetermined It is possible to monitor the intensity of light in the absorption band and reference band of A detector capable of generating a signal corresponding to the intensity of each wavelength   A signal connected to the detector to process the signal generated by the detector. No. processing device,   The optical interface to the surface is such that the surface can be scanned with a beam of light. Means to move the source A device for scanning a surface having a. 6. The optical interface indicates that the beam of light is scattered from a rough metal surface. Configured to collect at least a portion of the backscattered component of the scattered beam. Apparatus for scanning a surface according to claim 5. 7. The optical interface allows the beam of light to be scattered from a smooth surface When further configured to collect a portion of the specular component of the scattered beam. An apparatus for scanning a surface according to claim 5. 8. The optical interface allows the beam of light to scatter from a rough non-metallic surface. When further configured to collect a portion of the specular component of the scattered beam. An apparatus for scanning a surface according to claim 5, which is constructed. 9. The surface according to claim 5, wherein the light source emits light near an intermediate infrared region. Scanning device. Ten. The acousto-optically harmonious filter polarizes the incident beam linearly. Create polarized light with two orthogonal components exiting the filter at different angles Light, and in order to block one of the polarized light components from being directed to the surface. An apparatus for scanning a surface according to claim 5, comprising a fixed partition plate. 11. Analysis positioned to receive a collected portion of the scattered beam The apparatus for scanning a surface of claim 10, further comprising a polarizer. 12. The acousto-optically harmonious filter and optical interface are With respect to the surface so that the components of the incident beam directed onto the surface are vertically polarized The apparatus for scanning a surface of claim 11, which is positioned. 13. The analytical polariser is designed to provide an incident beam when the surface to be scanned is a rough metal surface. 12. The table of claim 11 wherein the 90 degree polarization of the is oriented to pass through the depolarized portion. A device that scans a surface. 14. The means for moving the means for directing the light relative to the surface may be a light source, an optical interface. Interface, scanning with acousto-optically harmonious filters and detectors An apparatus for scanning a surface according to claim 5, comprising a board. 15． A device that scans the surface to obtain near real-time data about surface properties. There   A light source capable of generating an incident beam of light including a wavelength in the ultraviolet region,   An incident beam of light from said light source and incident at a discrete location on the surface And is further configured to direct at least a fluorescent beam emitted from the surface. An optical interface configured to collect a portion,   Positioned to receive the collected portion of the fluorescent beam, Acousto-optically harmonious, tuned to pass light corresponding to the wavelength of the substance's fluorescence Naive filter,   Positioned to receive the fluorescent beam emitted from the surface and predetermined The intensity of light at the wavelength of the fluorescence of the substance of A detector capable of generating a signal that   A signal connected to the detector for processing the signal generated by the detector. No. processing device,   Surface the optical interface so that the surface can be scanned with a beam of light. And means to move against A device for scanning a surface having a. 16. Incident so that the influence of ambient light is almost eliminated for the fluorescence wavelength of a given substance 16. The apparatus for scanning a surface of claim 15 including a blocking wheel that modulates the beam. 17． Positioned to filter the incident beam of light and contain the wavelength of the given substance An optical filter array configured to pass light having a wavelength corresponding to the fluorescence is added. The apparatus for scanning a surface according to claim 15, wherein the apparatus is provided with. 18. 18. The optical filter array comprises a bandpass filter. Device that scans the surface of the object. 19. Further comprising a polarizer positioned to polarize the incident beam of light Apparatus for scanning a surface according to claim 15. 20. The acousto-optically harmonious filter collects the fluorescent beam. Two orthogonals of polarized light exiting the filter at different angles by linearly polarizing the minute Is configured to generate a component and the detector exits the filter. A first detector positioned to receive one component of polarized light; Positioned to accept the other component of the polarized light emerging from the filter A device for scanning a surface according to claim 19, comprising a second detector. twenty one. By scanning the surface to get data about the surface properties in near real time There   Generating an incident beam of light with a light source,   The absorption band of a given substance and at least one reference band outside the absorption band Via acousto-optically harmonious filters tuned to pass corresponding light Passing an incident beam of light,   Light incident through an acousto-optically harmonious filter enters discrete locations on the surface. The step of directing the shooting beam,   Collecting at least a portion of the beam scattered at the surface;   Detector capable of monitoring the light intensity in the absorption band of the predetermined substance and in the reference band Introduce a collected portion of the scattered beam into the Generating a corresponding signal from the detector,   The intensity of the collected portion of the scattered beam in the absorption and reference bands of the given substance The stage of analyzing the degree,   Select different distinct locations on the surface and repeat the process operation A method of scanning a surface with. twenty two. The step of collecting at least a portion of the beam scattered at the surface is When scattered from a rough metal surface, the backscattered component of the scattered beam is 22. The method of scanning a surface of claim 21, comprising collecting at least a portion. twenty three. The step of collecting at least a portion of the beam scattered at the surface is Is scattered on a smooth surface, the scattered beam has less specular component 22. The method of scanning a surface of claim 21, further comprising the step of collecting a portion. twenty four. The step of collecting at least a portion of the beam scattered at the surface is Is scattered on a rough non-metallic surface, the specular component of the scattered beam is 22. The method of scanning a surface of claim 21 including the step of collecting at least a portion. twenty five. The acousto-optically harmonious filter polarizes the incident beam to different angles. Produces two orthogonal components of the polarized light exiting the filter in degrees, and Further comprising blocking one of the polarized light components from being directed to a surface 22. A method of scanning a surface according to claim 21. 26. Directing a collected portion of the scattered beam through an analytical polariser 26. The method of scanning a surface of claim 25, further comprising: 27. The step of polarizing the incident beam produces a vertically polarized beam. On the surface, and directing the incident beam to discrete locations on the surface. 27. Directing the vertically polarized beam to discrete locations in To scan the surface of the object. 28. Directs the collected portion of the scattered beam through the analytical polarizer When the scanning step is a rough metal surface, the 90 degree polarization of the beam is The scattered light is passed through an analytical polarizer that is oriented to pass through the cleared portion. 28. Directing the collected portion of the focused beam. A method of scanning a surface as described. 29. Scan the surface for near real-time data about surface properties Method,   Generating an incident beam of light containing wavelengths in the ultraviolet region,   Directing the incident beam to discrete locations on a surface;   Collecting at least a portion of the fluorescent beam emitted from the surface;   The collected portion of the fluorescent beam corresponds to the fluorescence wavelength of a given substance. Passing through an acousto-optically harmonious filter tuned to pass light;   In a detector capable of monitoring the intensity of light at the wavelength of fluorescence of the given substance, said Introducing light through an acousto-optically harmonious filter and of the monitored wavelength Generating at the detector a signal corresponding to the intensity,   Analyzing the intensity of the collected light at the fluorescence wavelength of the given material When,   Selecting different distinct locations on the surface and repeating the above steps A method of scanning a surface comprising. 30. At the wavelength of the fluorescence of a given substance by modulating the incident beam with a blocking ring 30. The surface of claim 29, further comprising the step of substantially eliminating the effects of ambient light. How to check. 31. The step of directing the incident beam to discrete locations on the surface causes fluorescence of a given substance. An optical fill configured to pass light having a wavelength corresponding to the wavelength to be generated 30. The method of claim 29, including the step of passing an incident beam of light through the array. How to scan a surface. 32. The step of directing the incident beam to discrete locations on the surface deflects the incident beam of light. 30. The surface of claim 29, comprising passing the incident beam through a light deflector. How to scan. 33. The method further comprising passing the collected portion of the fluorescent beam through an analytical polarizer. Item 33. A method of scanning a surface according to Item 32. 34. Passing the collected portion of the fluorescent beam through the analytical polarizer comprises the acousto-optical The collected portions of the fluorescent beam through a biologically harmonious filter, With the step of generating two orthogonal components of polarized light that exit the filter in degrees 34. A method of scanning a surface according to claim 33. 35. Introducing light passing through said acousto-optically harmonious filter into a detector One of the orthogonal components of the polarized light emanating from the filter to the first detector The step of introducing and the remaining component of the orthogonal component of the polarized light emerging from the filter 35. A method of scanning a surface according to claim 34, comprising introducing into two detectors.
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