JPH11201944A - レーザーアブレーション装置 - Google Patents

レーザーアブレーション装置

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JPH11201944A
JPH11201944A JP281598A JP281598A JPH11201944A JP H11201944 A JPH11201944 A JP H11201944A JP 281598 A JP281598 A JP 281598A JP 281598 A JP281598 A JP 281598A JP H11201944 A JPH11201944 A JP H11201944A
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JP
Japan
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sample
laser
xyz stage
laser light
icp
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Withdrawn
Application number
JP281598A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyotaka Ishii
石井清孝
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11201944A publication Critical patent/JPH11201944A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/04Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • H01J49/0459Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components for solid samples
    • H01J49/0463Desorption by laser or particle beam, followed by ionisation as a separate step
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/10Ion sources; Ion guns
    • H01J49/105Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation, Inductively Coupled Plasma [ICP]

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り込み画像に基づいた測定希望範囲の設定
ができ、また、全体画像と部分画像の位置対応が明確な
レーザーアブレーション装置を提供する。 【解決手段】XYZステージの可動範囲を試料画像上に
表示する手段と、XYZステージの可動範囲内に測定希
望位置を設定するための位置指定手段と、設定された測
定希望位置の情報に基づいて、測定希望位置がレーザー
光照射位置に配置されるようにXYZステージを制御す
るステージ制御部と、ICPを用いた分析手段による分
析結果をレーザー光照射位置に対応させて記憶する手段
を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波誘導結合型
プラズマ質量分析装置(ICP−MS)等において用い
られるレーザーアブレーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザーアブレーション装置は、試料セ
ル内に置かれた試料にパルス状のレーザー光を照射する
ことによって、試料から気化する微粒子をICP−MS
等の分析手段に供給することを目的とする試料供給装置
である。
【0003】図1は、従来のレーザーアブレーション装
置を表わしたものである。図中、パルスレーザー1は、
近赤外光(波長1064nm)のYAGレーザー光を1
0Hzの周期で発振する。発振されたレーザー光は、集
光光学系2で20ミクロン程度のスポットに絞られて、
試料セル3中に収納されている試料の表面に照射され
る。試料セル3には、レーザー光入射用のガラス窓が設
けられていると共に、試料から気化した微粒子をICP
−MS等の分析機器に搬送するためのキャリアガス(ア
ルゴン)が流されている。
【0004】試料セル3に収納された試料に対して、レ
ーザー光の照射位置を適時移動できるようにするため
に、試料セル3はXYZステージ4上に載置されてい
る。このXYZステージ4による水平方向、及び垂直方
向の位置調整は、自動ステージ制御部5により制御され
ている。自動ステージ制御部5には、水平方向及び垂直
方向の位置情報を入力できるように、キーボード、マウ
ス等の入力装置6が備えられている。
【0005】試料の表面を観察するための拡大画像は、
集光光学系2を介して、CCDカメラ7によって撮像さ
れる。この画像は、ディスプレイ8に直接表示されると
共に、ビデオテープレコーダ9によって録画される。
【0006】レーザー光の照射位置は、アブレーション
用レーザーと光軸を同じくする、赤色レーザースポット
を発振する案内用レーザー10によって示される。
【0007】測定は、スタート信号を、自動ステージ制
御部5の入力装置6からICP−MSデータシステム1
1に送ることによって開始される。
【0008】レーザー光の照射によってアブレーション
された試料の微粒子は、キャリアガスの気流に乗ってプ
ラズマトーチ12に運ばれ、プラズマトーチ12の外周
に巻回されたワークコイル13を流れる高周波によって
キャリアガスと共にプラズマ化され、質量分析計14に
おいて質量分析される。質量分析計14の制御と分析結
果の処理は、ICP−MSデータシステム11とその入
力装置(マウス、キーボード等)15によって行なわれ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このような構成におい
て、CCDカメラ7による撮像結果は、従来、ビデオデ
ィスプレイ8に直接表示されると共に、ビデオテープレ
コーダ9によって録画されていたため、単なる画像表示
機能としては問題がないものの、取り込み画像に基づい
た制御、例えば、レーザー光の照射希望範囲の設定等は
できなかった。また、全体画像と部分画像の位置対応関
係や、レーザー光の照射位置とICP−MSの測定結果
との対応関係も不明確であった。
【0010】本発明の目的は、上述した点に鑑み、取り
込み画像に基づいてレーザー光の照射希望範囲の設定等
ができ、また、全体画像と部分画像の位置対応関係や、
レーザー光照射位置とICP−MSの測定結果との対応
関係が明確なレーザーアブレーション装置を提供するこ
とにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のレーザーアブレーション装置は、アブレー
ション用レーザーと、レーザー光を絞って試料表面に照
射する集光光学系と、レーザー光入射用の窓を持ち、か
つ、試料を収納する試料セルと、試料セルを通って、レ
ーザー光照射によって気化した試料をICPを用いた分
析手段まで搬送するキャリアガス流路と、試料セルを載
置して、試料のレーザー光照射位置を適時移動させ得る
XYZステージと、試料表面の拡大画像を撮像表示する
試料画像撮像表示手段とから成るレーザーアブレーショ
ン装置において、XYZステージの可動範囲を試料画像
上に表示する手段と、XYZステージの可動範囲内に測
定希望位置を設定するための位置指定手段と、設定され
た測定希望位置の情報に基づいて、測定希望位置がレー
ザー光照射位置に配置されるようにXYZステージを制
御するステージ制御部と、ICPを用いた分析手段によ
る分析結果をレーザー光照射位置に対応させて記憶する
手段を備えたことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図2は、本発明のレーザーアブレ
ーション装置を表わしたものである。図中、パルスレー
ザー1は、近赤外光(波長1064nm)のYAGレー
ザー光を10Hzの周期で発振する。発振されたレーザ
ー光は、集光光学系2で20ミクロン程度のスポットに
絞られて、試料セル3中に収納されている試料の表面に
照射される。試料セル3には、レーザー光入射用のガラ
ス窓が設けられていると共に、試料から気化した微粒子
をICP−MS等の分析機器に搬送するためのキャリア
ガス(アルゴン)が流されている。
【0013】試料セル3に収納された試料に対して、レ
ーザー光の照射位置を適時移動できるようにするため
に、試料セル3はXYZステージ4上に載置されてい
る。このXYZステージ4による水平方向、及び垂直方
向の位置調整は、自動ステージ制御部5により制御され
ている。自動ステージ制御部5には、水平方向及び垂直
方向の位置情報を入力できるように、キーボード、マウ
ス等の入力装置6が備えられている。これらの技術は、
従来と同じである。
【0014】試料の表面を観察するための拡大画像は、
集光光学系2を介して、CCDカメラ7によって撮像さ
れ、画像取り込み装置16を経由した後、パーソナルコ
ンピュータ17内でデジタル化されて、メモリに取り込
まれる。パーソナルコンピュータ17のディスプレイ8
上には、試料の表面画像と共に、XYZステージ4の機
械原点と可動範囲が表示される。この可動範囲は、試料
画像におけるレーザー光の照射可能範囲を示すものであ
る。例えば、図3で示すように、Z0で表わされる点が
XYZステージの機械原点、Z1で表わされる範囲が試
料画像範囲、Z2で表わされる範囲がXYZステージの
可動範囲、即ち、レーザー光の照射可能範囲である。
【0015】測定者は、XYZステージ4の可動範囲Z
2において、マウス、キーボード等の入力手段18を用
いて、任意に複数箇所の測定希望範囲を設定できる。そ
の設定結果もまたディスプレイ上に表示される。これに
よって、測定者は、XYZステージの可動範囲と測定希
望範囲の位置関係を簡単に把握することができる。例え
ば、図3で言えば、レーザー光の可動範囲Z2内に設定
された領域P1、P2、P3、及びP4がそれに相当する。
【0016】測定希望範囲P1〜Pnを設定すると、ディ
スプレイ8上には、XYZステージの可動範囲Z2と測
定希望範囲P1〜Pnとの位置関係が表示されると共に、
測定希望範囲P1〜Pnの拡大図が表示される。この拡大
図は、例えば図3のように、試料画像範囲Z1の右側
に、画像Q1、Q2、Q3、及びQ4として表示される。
【0017】レーザー光の照射を希望する測定希望範囲
1〜Pnが設定されると、パーソナルコンピュータ17
は、その表示画像の座標系に基づいて、レーザー光照射
位置の移動行程を計算し、その計算結果を自動ステージ
制御部5に送る。
【0018】パーソナルコンピュータ17におけるマウ
ス、キーボード等の入力装置18から測定開始信号を入
力すると、パーソナルコンピュータ17は、設定された
複数の測定希望範囲P1〜Pnの順番に基づいてレーザー
光の照射を開始する。このとき、レーザー光照射位置の
移動行程についての計算結果を受け取った自動ステージ
制御部5は、計算結果に基づきながら、XYZステージ
4上の試料セル3を逐次移動させて、測定希望範囲P1
〜Pnに順次レーザー光を当てる。また同時に、パーソ
ナルコンピュータ17は、ICP−MSを起動して、I
CP−MSデータシステム11にICP−MSの測定デ
ータの取り込みを開始する。
【0019】パーソナルコンピュータ17のディスプレ
イ8上には、試料表面のレーザー光照射跡と照射位置の
移動過程が表示されると共に、ビデオ信号と測定の諸条
件は、ICP−MSデータシステム11に取り込まれた
ICP−MSの測定データと対応づけて、パーソナルコ
ンピュータ17内のメモリに記憶される。
【0020】記憶されたビデオ信号、測定条件等は、パ
ーソナルコンピュータ17によって、随時再生、プリン
トさせることができる。また、記憶されたICP−MS
の測定データは、試料画像上のレーザー光照射位置に関
するデータと対応させながら、随時プロットアウトさせ
ることができる。
【0021】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明のレーザーア
ブレーション装置を用いれば、試料画像撮像表示装置に
よってパーソナルコンピュータに試料画像を取り込むこ
とができるので、試料表面の画像の記憶、再生、及びプ
リントが随時可能になる。また、XYZステージの可動
範囲と測定希望範囲との位置関係を簡単に把握できるよ
うになる。また、測定希望範囲を随時設定でき、設定
後、随時測定を開始できるようになる。また、試料画像
上におけるレーザー光照射位置とICPを用いた分析手
段による分析結果との対応関係を、簡単に把握できるよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の実施例を示す図である。
【図2】 本発明の一実施例を示す図である。
【図3】 本発明における表示画像の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1・・・パルスレーザー、2・・・集光光学系、3・・・試料セ
ル、4・・・XYZステージ、5・・・自動ステージ制御部、
6・・・入力装置、7・・・CCDカメラ、8・・・ディスプレ
イ、9・・・ビデオテープレコーダ、10・・・案内用レーザ
ー、11・・・ICP−MSデータシステム、12・・・プラ
ズマトーチ、13・・・ワークコイル、14・・・質量分析
計、15・・・入力装置、16・・・画像取り込み装置、17
・・・パーソナルコンピュータ、18・・・入力装置、Z0・・・
機械原点、Z1・・・試料画像範囲、Z2・・・XYZステージ
の可動範囲、P1〜P4・・・測定希望範囲、Q1〜Q4・・・測
定希望範囲の拡大図。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アブレーション用レーザーと、レーザー光
    を絞って試料表面に照射する集光光学系と、レーザー光
    入射用の窓を持ち、かつ、試料を収納する試料セルと、
    試料セルを通って、レーザー光照射によって気化した試
    料を高周波誘導結合型プラズマ(ICP)を用いた分析
    手段まで搬送するキャリアガス流路と、試料セルを載置
    して、試料のレーザー光照射位置を適時移動させ得るX
    YZステージと、試料表面の拡大画像を撮像表示する試
    料画像撮像表示手段とから成るレーザーアブレーション
    装置において、XYZステージの可動範囲を試料画像上
    に表示する手段と、XYZステージの可動範囲内に測定
    希望位置を設定するための位置指定手段と、設定された
    測定希望位置の情報に基づいて、測定希望位置がレーザ
    ー光照射位置に配置されるようにXYZステージを制御
    するステージ制御部と、ICPを用いた分析手段による
    分析結果をレーザー光照射位置に対応させて記憶する手
    段を備えたことを特徴とするレーザーアブレーション装
    置。
  2. 【請求項2】前記試料画像撮像表示手段は、XYZステ
    ージ制御ソフトウェア、試料画像取り込みソフトウェ
    ア、試料画像表示ソフトウェア、及び試料画像処理ソフ
    トウェアを搭載したパーソナルコンピュータである請求
    項1記載のレーザーアブレーション装置。
  3. 【請求項3】前記ICPを用いた分析手段はICP−質
    量分析計(MS)である請求項1及び2記載のレーザー
    アブレーション装置。
JP281598A 1998-01-09 1998-01-09 レーザーアブレーション装置 Withdrawn JPH11201944A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006153660A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Tdk Corp レーザーアブレーション装置及び方法、試料分析装置及び方法
JP2015187554A (ja) * 2014-03-26 2015-10-29 三菱重工業株式会社 放射性物質分析装置および分析方法
JP2016519289A (ja) * 2013-03-15 2016-06-30 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 画像認識に基づくアブレーションパターン位置の再現
US11607750B2 (en) 2019-06-14 2023-03-21 Kioxia Corporation Analysis apparatus and analysis method
US11640903B2 (en) 2021-02-26 2023-05-02 Kioxia Corporation Analysis apparatus and analysis method

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JP2015187554A (ja) * 2014-03-26 2015-10-29 三菱重工業株式会社 放射性物質分析装置および分析方法
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