JPS61120041A - 相関光音響イメ−ジング法 - Google Patents
相関光音響イメ−ジング法Info
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- JPS61120041A JPS61120041A JP59240577A JP24057784A JPS61120041A JP S61120041 A JPS61120041 A JP S61120041A JP 59240577 A JP59240577 A JP 59240577A JP 24057784 A JP24057784 A JP 24057784A JP S61120041 A JPS61120041 A JP S61120041A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、光音響効果（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ
Ｅｆｆｅｃｔ）を利用して、試料の光音響スペクトルを
検出し。
Ｅｆｆｅｃｔ）を利用して、試料の光音響スペクトルを
検出し。
物質の不規則な部分、疵（きず）、ドーピング濃度など
を非破壊で求める光音響イメージング法に関し、更に詳
しくは、試料に照射する光エネルギーの強さを擬似ラン
ダムに断続し、この擬似ランダム系列信号と光音響強度
の相関を試料全域にわたり求めて、深さ別に光音響顕微
鏡像を得る相関光音響イメージング法に関する。
を非破壊で求める光音響イメージング法に関し、更に詳
しくは、試料に照射する光エネルギーの強さを擬似ラン
ダムに断続し、この擬似ランダム系列信号と光音響強度
の相関を試料全域にわたり求めて、深さ別に光音響顕微
鏡像を得る相関光音響イメージング法に関する。
［従来の技術］
光音響効果は、 １８８０年ベルにより、 １８８１年
チンダル、レントゲンらによって発見され、試料番こ音
響周波数で強度変調した光を照射すると、試料から光の
変調周波数に応じた音波が２発生する現象である。この
音波を検出することによって試料の光吸収特性を測定す
ることが数多く為されて来た。この光音響効果を用いて
光音響分光法番こよりイメージングすることでは、その
主要な構成要素が、光源、チ５・ツバ−１光音響セノし
、音響センサー、ロックイン増幅器、信号処理系などで
ある。
チンダル、レントゲンらによって発見され、試料番こ音
響周波数で強度変調した光を照射すると、試料から光の
変調周波数に応じた音波が２発生する現象である。この
音波を検出することによって試料の光吸収特性を測定す
ることが数多く為されて来た。この光音響効果を用いて
光音響分光法番こよりイメージングすることでは、その
主要な構成要素が、光源、チ５・ツバ−１光音響セノし
、音響センサー、ロックイン増幅器、信号処理系などで
ある。
この光音響分光法の光源をレンズによってよく絞り込み
、に料の各位置での光音響強度を求める光音響顕微鏡イ
メージング法が行なわれてν）る、レンズによってよく
絞り込まれた光を得るために光源としてレーザーを用い
、試料の各位置の光音響強度を求めるため、レーザー光
の位置をＸ、Ｙ位置掃引で試料上に掃引するものである
。
、に料の各位置での光音響強度を求める光音響顕微鏡イ
メージング法が行なわれてν）る、レンズによってよく
絞り込まれた光を得るために光源としてレーザーを用い
、試料の各位置の光音響強度を求めるため、レーザー光
の位置をＸ、Ｙ位置掃引で試料上に掃引するものである
。
［発明が解決しようとする問題点コ
光１１９イメーノング法は、一般の光音響分光法での′
＃：源をレーザ光とし、レンズ等の集光素子を用いて微
小スポットとして試料に照射し、照射位置を試料上で走
査して各点での光音響強度を求め光音響像を観渭するも
のである。従って、一般の光踏響法と同じく２チ町ツバ
−の断続によって生じる音波をマイクロフォン等で検出
し、ロックイン増幅器を用いて位相検波を行なっている
。その為、一般の光音響法と同じ欠点を有していた。即
ち、励起光に対する音響信号の遅れ時間が一定だとする
と１位相角は断続周波数に応じて変化するため、断続周
波数と位相の両方の関係を考慮した検出をしなければな
らない。
＃：源をレーザ光とし、レンズ等の集光素子を用いて微
小スポットとして試料に照射し、照射位置を試料上で走
査して各点での光音響強度を求め光音響像を観渭するも
のである。従って、一般の光踏響法と同じく２チ町ツバ
−の断続によって生じる音波をマイクロフォン等で検出
し、ロックイン増幅器を用いて位相検波を行なっている
。その為、一般の光音響法と同じ欠点を有していた。即
ち、励起光に対する音響信号の遅れ時間が一定だとする
と１位相角は断続周波数に応じて変化するため、断続周
波数と位相の両方の関係を考慮した検出をしなければな
らない。
一般には、光音響出力が最大になるように位相検出をし
ているため、上述の関係を考慮しておらず、従って、試
料の深諮方向の分解は得られない、亦、光音響信号の太
きびの断続周波数成分の違いによるものは、深さ方向に
関係しているが。
ているため、上述の関係を考慮しておらず、従って、試
料の深諮方向の分解は得られない、亦、光音響信号の太
きびの断続周波数成分の違いによるものは、深さ方向に
関係しているが。
その解析は容易でない、従って、異なる位相角を持つ音
Ｗ信号が同時に二つ以上入力きれると、それらの合成ベ
クトルを検出してしまい、１ｉｉｉ者は区別できなくな
る。
Ｗ信号が同時に二つ以上入力きれると、それらの合成ベ
クトルを検出してしまい、１ｉｉｉ者は区別できなくな
る。
［目的コ
本発明は２以上の事情に鑑みて為きれたもので。
相関光音響法を応用した深さ方向の解像力の改良された
光音響イメージング法を提供することを目的とする。試
料のｒｌｌキ方向に分＃ｌきれた光音響像を得る新規な
相関光音響イメージング法を提供することを目的とする
。即ち、試料の深さ方向の情報が、非破壊で測定できる
。三次元の非破壊分析のできる光音響イメージング法を
提供するものである。
光音響イメージング法を提供することを目的とする。試
料のｒｌｌキ方向に分＃ｌきれた光音響像を得る新規な
相関光音響イメージング法を提供することを目的とする
。即ち、試料の深さ方向の情報が、非破壊で測定できる
。三次元の非破壊分析のできる光音響イメージング法を
提供するものである。
［発明の構成］
［問題点を解決するための手段］
本発明の相関光音響イメージング法は、光源からの光を
光断続器により断続すること：その断続光を受光する光
音響セル中に測定試料を封入すること； 光音響セル内に生じた光音響効果を音Ｗｔ気変換手段に
より検出すること； 測定試料と照射する光の相対位置を位置掃引手段により
二元的に掃引制御すること及び；該音響電気変換で得ら
れた電気信号と遅延回路により一定時間遅延啓せられた
光断ｌＩ！塁により生ずるランダム断続系列の電気信号
の相関を、相間手段により求めることによる； 該相間手段の出力を１定試料の遅延時間に対する光音響
出力として記録する相関光音響イメージング法において
； 光断続を時系列的に擬似ランダム系列に行なうこと； その光断続系列に対応する擬似ランダム系列傷号を Ａ
／Ｄ変換すること； モの信号を一定時間遅延回路により遅延することその遅
延回路の出力をＤ／Ａ！換し、該変換信号と音響電気変
換手段番こ得られた電気信号との相関を相関手段により
求めること； 面記音Ｗ電気変換手段の出力を変換手段により光音響効
果の強きに変換すること； 該変換手段からの光音響効果の強さを試料内での二次元
的位置関数として求めること； 前記音ＷｔＸ変換手段の出方を光音響効果の強才に変換
する手段として、遅延回路の出方をＤ／Ａ変換した信号
と電気変換手段の出方との相関を求めることにより、測
定試料の深さごとに。
光断続器により断続すること：その断続光を受光する光
音響セル中に測定試料を封入すること； 光音響セル内に生じた光音響効果を音Ｗｔ気変換手段に
より検出すること； 測定試料と照射する光の相対位置を位置掃引手段により
二元的に掃引制御すること及び；該音響電気変換で得ら
れた電気信号と遅延回路により一定時間遅延啓せられた
光断ｌＩ！塁により生ずるランダム断続系列の電気信号
の相関を、相間手段により求めることによる； 該相間手段の出力を１定試料の遅延時間に対する光音響
出力として記録する相関光音響イメージング法において
； 光断続を時系列的に擬似ランダム系列に行なうこと； その光断続系列に対応する擬似ランダム系列傷号を Ａ
／Ｄ変換すること； モの信号を一定時間遅延回路により遅延することその遅
延回路の出力をＤ／Ａ！換し、該変換信号と音響電気変
換手段番こ得られた電気信号との相関を相関手段により
求めること； 面記音Ｗ電気変換手段の出力を変換手段により光音響効
果の強きに変換すること； 該変換手段からの光音響効果の強さを試料内での二次元
的位置関数として求めること； 前記音ＷｔＸ変換手段の出方を光音響効果の強才に変換
する手段として、遅延回路の出方をＤ／Ａ変換した信号
と電気変換手段の出方との相関を求めることにより、測
定試料の深さごとに。
試料内での二次元的位置関数として光音響効果の強さを
記録表示することによる相関光音響イメージング法であ
る。
記録表示することによる相関光音響イメージング法であ
る。
光音響イメージング法において、光音響信号の位相特性
を考えてみると、吸収された光エネルギーが無放射遷移
によって熱エネルギーに変換されるには、ある有限の緩
和時間を必要とする。其の為、励起光と発生する音響信
号との間に時間的な差が生じることになる。亦、熱が試
料表面まで伝わらなければ音波ぐ変換されないため、音
響信号は、励起光に対して遅れて検出きれる０口／クィ
ンアンプを用いる従来の測定装置では、この時間的遅れ
は、励起光と音響信号の間の位相差という形で測定され
る。音響信号の遅れ時間が緩和時間に起因する場合は、
無放射遷移の研究に、熱伝導（こ起因する場合は、試料
内部の深さ別のス・＼クト１しの検出が出来る。
を考えてみると、吸収された光エネルギーが無放射遷移
によって熱エネルギーに変換されるには、ある有限の緩
和時間を必要とする。其の為、励起光と発生する音響信
号との間に時間的な差が生じることになる。亦、熱が試
料表面まで伝わらなければ音波ぐ変換されないため、音
響信号は、励起光に対して遅れて検出きれる０口／クィ
ンアンプを用いる従来の測定装置では、この時間的遅れ
は、励起光と音響信号の間の位相差という形で測定され
る。音響信号の遅れ時間が緩和時間に起因する場合は、
無放射遷移の研究に、熱伝導（こ起因する場合は、試料
内部の深さ別のス・＼クト１しの検出が出来る。
第１図は１本発明の相関光音響イメージング法のゾロ／
り説明図である。１捻、光源、２は、ビームスブリフタ
−，３はブヨ２パーである。集光器４で絞ったビームを
Ｘ、Ｙ位置掃引で試料の各（ｌ置に掃引するもので、ビ
ームを掃引する代りに試ｒ↓のイ装置を掃引してもよい
、測定セル８内の試料６（こｆ＝１／パー３の謂波数で
断続きれた光を吸収すると、ブヨ／バー周波数に応した
熱が発生Ｉ７．セル内の気体を媒体として圧力波が伝達
されフイグロフォン等の音Ｖｔ％変換器７で検出し。
り説明図である。１捻、光源、２は、ビームスブリフタ
−，３はブヨ２パーである。集光器４で絞ったビームを
Ｘ、Ｙ位置掃引で試料の各（ｌ置に掃引するもので、ビ
ームを掃引する代りに試ｒ↓のイ装置を掃引してもよい
、測定セル８内の試料６（こｆ＝１／パー３の謂波数で
断続きれた光を吸収すると、ブヨ／バー周波数に応した
熱が発生Ｉ７．セル内の気体を媒体として圧力波が伝達
されフイグロフォン等の音Ｖｔ％変換器７で検出し。
？ｄツバーの断続信号に、同期した成分を取り出す、１
１のフォトダイオードでレーザー光の一部勺参照信号と
して検出し、ロックイン増幅器の出力をし／オフ−ター
１２で規格化し、Ｘ−Ｙレコーダーに表示する。
１のフォトダイオードでレーザー光の一部勺参照信号と
して検出し、ロックイン増幅器の出力をし／オフ−ター
１２で規格化し、Ｘ−Ｙレコーダーに表示する。
〔イ乍用 ］
相関光片響分光法（相関ＰＡＳ）は、音響ｆδ号の検出
に相関技法を用いることにより、試料系のインパルス応
答に相当する情報を得ることが可能となり、このことを
用いることにより、既存の分光法では得られない無放射
遷移の緩和時間や層状試料の深さ別の層別スペクトルの
情報を得ることができる。
に相関技法を用いることにより、試料系のインパルス応
答に相当する情報を得ることが可能となり、このことを
用いることにより、既存の分光法では得られない無放射
遷移の緩和時間や層状試料の深さ別の層別スペクトルの
情報を得ることができる。
相関ＰＡＳには、測定法の違いにより第１種相関光音響
スペクトルと第２種相関光音響スペクトルの２種類が存
在する。前者は、励起光の波長を固定した場合における
。光パルス励起による試料系のインパルス応答に相当し
、音響信号の時間的な遅れの情報をそのまま示している
。亦、後者は、音響イｇ号中の一定の遅れ成分のみで構
成きれた光Ｗｌ＃スペクトル、つまり表面より一定の深
きに位置する暦のみの光音響スペクトルに相当する。こ
れらを組合わせて測定することにより層状試料の深さ方
向の情報が非破壊で測定できる。然し乍ら、これらは全
て深キ方向のみの測定、つまり一次元のみの情報である
。更に、研究を重ねた１Ｖｉ呆２本発明者は、２次元の
イメージング技法に−の相関ＰＡＳの技法を取り入れる
ことにより。
スペクトルと第２種相関光音響スペクトルの２種類が存
在する。前者は、励起光の波長を固定した場合における
。光パルス励起による試料系のインパルス応答に相当し
、音響信号の時間的な遅れの情報をそのまま示している
。亦、後者は、音響イｇ号中の一定の遅れ成分のみで構
成きれた光Ｗｌ＃スペクトル、つまり表面より一定の深
きに位置する暦のみの光音響スペクトルに相当する。こ
れらを組合わせて測定することにより層状試料の深さ方
向の情報が非破壊で測定できる。然し乍ら、これらは全
て深キ方向のみの測定、つまり一次元のみの情報である
。更に、研究を重ねた１Ｖｉ呆２本発明者は、２次元の
イメージング技法に−の相関ＰＡＳの技法を取り入れる
ことにより。
ｔｌさＪｉ向を含めた３次元の非破壊分析手法に応用し
て２に発明の光音響イメージング法を発明した。
て２に発明の光音響イメージング法を発明した。
［実施例］
測定系のブロックダイヤグラムを第１図に示す。
光源のＨｅ−Ｎｅレーザからの光をランダムデ！Ｉｙバ
ー３で変調した後、焦点距離１００＋＋＋ｍのレンズで
約１００μｍに絞りセル内の試料に照射した。試料セル
は、パルスモータ駆動のＸ−Ｙステージの上に固定され
、コンピュータ制御で１５ｍ＋＊Ｘ Ｉ Ｓｆｉｗの範
囲を移動できるものを用いて、実験した・レーザ光の一
部を、ビームスプリ７タ２で、取りだし、フォトダイオ
ード１１で強度をモニタする。ビームスブリｙり２を透
過したレーザ光を光断続器３で１時系列的に擬似ランダ
ム系列に断続させる。集光器４で、レーザービームを集
光し試料６の上に集光する。掃引手段５は、Ｘ、Ｙ位置
掃引部で照射する光又は試料の位置を掃引して。
ー３で変調した後、焦点距離１００＋＋＋ｍのレンズで
約１００μｍに絞りセル内の試料に照射した。試料セル
は、パルスモータ駆動のＸ−Ｙステージの上に固定され
、コンピュータ制御で１５ｍ＋＊Ｘ Ｉ Ｓｆｉｗの範
囲を移動できるものを用いて、実験した・レーザ光の一
部を、ビームスプリ７タ２で、取りだし、フォトダイオ
ード１１で強度をモニタする。ビームスブリｙり２を透
過したレーザ光を光断続器３で１時系列的に擬似ランダ
ム系列に断続させる。集光器４で、レーザービームを集
光し試料６の上に集光する。掃引手段５は、Ｘ、Ｙ位置
掃引部で照射する光又は試料の位置を掃引して。
試料上に集光したスポットの位置を順次、Ｘ、Ｙ軸上で
掃引するものである。６は、試料で、７は、マイクロフ
ォンである。１５は、遅延回路であり、光断続器３で生
ずる擬似ランダム系列信号を遅延する回路であり、遅延
したランダム系列信号とマイクロフォン７からの出力の
相関を相関器１６で測定する。遅延回路１５と相関器１
６の１例を第２図に示す。
掃引するものである。６は、試料で、７は、マイクロフ
ォンである。１５は、遅延回路であり、光断続器３で生
ずる擬似ランダム系列信号を遅延する回路であり、遅延
したランダム系列信号とマイクロフォン７からの出力の
相関を相関器１６で測定する。遅延回路１５と相関器１
６の１例を第２図に示す。
［実施例１〕
実験に用いた試料の構造を第３図は示す、試料は、厚キ
３００μ劇の塩化ビニールシートの上に外径２５００μ
ｍ１幅２００μＩの円を描き、セパレーターとして１５
μＩ厚のポリ塩化ビニリデンフィルムを重ねた上に２０
０μ−φの点を門外に４点と円の中心の計５つの点を乗
せ、更に、フィルムを１枚重ね最上層に線幅１５０μｍ
の三角形を重ねた構造となっている。２次元的なパター
ンの異なる３層モデルである。
３００μ劇の塩化ビニールシートの上に外径２５００μ
ｍ１幅２００μＩの円を描き、セパレーターとして１５
μＩ厚のポリ塩化ビニリデンフィルムを重ねた上に２０
０μ−φの点を門外に４点と円の中心の計５つの点を乗
せ、更に、フィルムを１枚重ね最上層に線幅１５０μｍ
の三角形を重ねた構造となっている。２次元的なパター
ンの異なる３層モデルである。
この試料を用いて表面よりの深さの異なる３つの点にビ
ームを固定し、第一種相関ＰＡ３を測定した。亦、Ｊ！
！れ時間を固定した状態で平面をラインスキャンし、そ
の相関出力をフンピユータを用いてデータ処理した後、
平面上の位置の関数として２録した。三角形と点及び円
は、深き方向に１５μｍずつ離れて存在しているが、こ
れらの各点にビームを照射した時の音響信号の遅れ時間
は１表面から順に０．８ｍｓ、 ２． Ｏｓｓ、 ３．
５ｍｓ、となった、第一種相関ＰＡＳのディケイプロフ
ァイルは、それぞれ異なったものとなり従って遅れ時間
を適当な値に還ふことによってパターンの相関イメージ
が得られる。
ームを固定し、第一種相関ＰＡ３を測定した。亦、Ｊ！
！れ時間を固定した状態で平面をラインスキャンし、そ
の相関出力をフンピユータを用いてデータ処理した後、
平面上の位置の関数として２録した。三角形と点及び円
は、深き方向に１５μｍずつ離れて存在しているが、こ
れらの各点にビームを照射した時の音響信号の遅れ時間
は１表面から順に０．８ｍｓ、 ２． Ｏｓｓ、 ３．
５ｍｓ、となった、第一種相関ＰＡＳのディケイプロフ
ァイルは、それぞれ異なったものとなり従って遅れ時間
を適当な値に還ふことによってパターンの相関イメージ
が得られる。
工れ時間を０．２ｍｓに固定した時の相関イメージを第
４ａ図に、２．３ｍｓ、３．７ｍｓに固定した場合のイ
メーレ゛を第４ｂ図及び第４ｃ図に夫れ尖れ示す、第４
ａ図においては、遅れ時間が、短く設定されているので
表層の三角のパターンのみが現れ、下部に位置している
５点や円のパターンは、全く表れていない、遅れ時間を
少し長くしたｉＪｂ図のイメージでは、三角形のパター
ンと共にＦＵの５点パターンが明瞭に表れている。即ち
、この遅延時間では、より下層である５点パターンが生
徒な信号強度を与えている。遅れ時間を更に大きくした
第４Ｃ図においては１表層の三角形のパターンは、完全
に消滅し２代わって、最下層の円のパターンがはっきり
現れる。遅れ時間の異なるこれらの相関イメージを比較
することによって、３つのパターンの上下間係及びその
２次元イメージを明瞭に読み取る事ができた。
４ａ図に、２．３ｍｓ、３．７ｍｓに固定した場合のイ
メーレ゛を第４ｂ図及び第４ｃ図に夫れ尖れ示す、第４
ａ図においては、遅れ時間が、短く設定されているので
表層の三角のパターンのみが現れ、下部に位置している
５点や円のパターンは、全く表れていない、遅れ時間を
少し長くしたｉＪｂ図のイメージでは、三角形のパター
ンと共にＦＵの５点パターンが明瞭に表れている。即ち
、この遅延時間では、より下層である５点パターンが生
徒な信号強度を与えている。遅れ時間を更に大きくした
第４Ｃ図においては１表層の三角形のパターンは、完全
に消滅し２代わって、最下層の円のパターンがはっきり
現れる。遅れ時間の異なるこれらの相関イメージを比較
することによって、３つのパターンの上下間係及びその
２次元イメージを明瞭に読み取る事ができた。
［実施例２］
実験に用いた試料の構造を第５図に示す。
試料は、３００μｍの塩化ビニールの基台上に外径２、
５ｍｍ 、線幅２００μｍの円を描き、１５μｍ厚のポ
リエチレンフィルムを２枚重ね、その上に下層に描いた
円の内側に入る様にして線幅１５０μｍの文字Ｙを重ね
た構造となっており、２次元パターンの異なる。２層構
造の試料である。この試料にＨｅ−Ｎｅレーザーからの
光を１００μｍに絞り、プローブ光として用いて、スポ
ットを固定し、第一１１関Ｐ Ａ Ｓスペクトルを測定
した。亦、遅れ時間を固定した状態で平面をラインスキ
ャンし、相関出力を平面上の位置の関数として記録した
。
５ｍｍ 、線幅２００μｍの円を描き、１５μｍ厚のポ
リエチレンフィルムを２枚重ね、その上に下層に描いた
円の内側に入る様にして線幅１５０μｍの文字Ｙを重ね
た構造となっており、２次元パターンの異なる。２層構
造の試料である。この試料にＨｅ−Ｎｅレーザーからの
光を１００μｍに絞り、プローブ光として用いて、スポ
ットを固定し、第一１１関Ｐ Ａ Ｓスペクトルを測定
した。亦、遅れ時間を固定した状態で平面をラインスキ
ャンし、相関出力を平面上の位置の関数として記録した
。
文字Ｙと円は、（Ｉｌさ方向に３０μｍ離れているが、
各点にビームを合わせた時の音響信号の遅れ時間はそれ
ぞれ０．５ｍｓ 、 ４．２ｍｓとなり２点間に於て明
確な違いを示す、遅れ時間を０．２ｍｓに固定した表層
の相関イメージを第６ａ図に、遅れ時間を４゜２ｍｓに
固定した内部の相間イメージを第６ｃ図に示す。
各点にビームを合わせた時の音響信号の遅れ時間はそれ
ぞれ０．５ｍｓ 、 ４．２ｍｓとなり２点間に於て明
確な違いを示す、遅れ時間を０．２ｍｓに固定した表層
の相関イメージを第６ａ図に、遅れ時間を４゜２ｍｓに
固定した内部の相間イメージを第６ｃ図に示す。
第６８＠の相間イメージでは深部ｔこ位置する円は、全
く表れず表層にあるＹ°のパターンだけがはっきり分か
る。亦、第６ｃ図の相関イメージでは、下層の円のみが
再生され１表層のＹの影響は現れず、３０μｍ離れた２
つのパターンを明瞭に分離してＩｌ渕できている。また
、遅れ時間を両者の中間にとった第６ｂ図の場合は、Ｙ
と円の両方のパターンを合わせたイメージを再生できた
。
く表れず表層にあるＹ°のパターンだけがはっきり分か
る。亦、第６ｃ図の相関イメージでは、下層の円のみが
再生され１表層のＹの影響は現れず、３０μｍ離れた２
つのパターンを明瞭に分離してＩｌ渕できている。また
、遅れ時間を両者の中間にとった第６ｂ図の場合は、Ｙ
と円の両方のパターンを合わせたイメージを再生できた
。
［発明の効果］
本発明の光音響イメージング法は、音響信号の検出に相
関技法を用い、試料系のインパルスを答に相当する情報
を得ることが可能である相関光音響分光法（相関ＰＡＳ
）を用い１位相法に比べ音響信号の遅れ成分を直接的に
分離、測定し、試料の２次元のイメージング技術により
、＆を料の深さ方向を含めた３次元の分析手法に応用し
、既存の分析法では得られない無放射遷移の緩和時間や
。
関技法を用い、試料系のインパルスを答に相当する情報
を得ることが可能である相関光音響分光法（相関ＰＡＳ
）を用い１位相法に比べ音響信号の遅れ成分を直接的に
分離、測定し、試料の２次元のイメージング技術により
、＆を料の深さ方向を含めた３次元の分析手法に応用し
、既存の分析法では得られない無放射遷移の緩和時間や
。
層状試料の断層スペクトル等を得ることが出来る。即ち
０本発明の光音響イメージング法により、試料の深さ方
向の情報が非破壊で測定出来る。試料の深さ方向に分解
能を持つ相関光音響法を光音響イメージング法に取り入
れることにより、試料の深き別売音響像を得ることが始
めて可能となった。これは、既存の分光学手法では得ら
れなかったものであり、従来の光音響顕微鏡でも得られ
ないものである。従って９本発明装置は。
０本発明の光音響イメージング法により、試料の深さ方
向の情報が非破壊で測定出来る。試料の深さ方向に分解
能を持つ相関光音響法を光音響イメージング法に取り入
れることにより、試料の深き別売音響像を得ることが始
めて可能となった。これは、既存の分光学手法では得ら
れなかったものであり、従来の光音響顕微鏡でも得られ
ないものである。従って９本発明装置は。
半導体を始めとする多層膜の微小面積に対して層別スペ
クトルを得ることが出来、半導体製造産業や薄膜研究の
上で多大な貢献をするものである。
クトルを得ることが出来、半導体製造産業や薄膜研究の
上で多大な貢献をするものである。
第１図は９本発明の光音響イメージング法を示すブロッ
クダイヤグラムである。第２図は９本発明の光ｔＷイメ
ージング法に用いられる遅延回路と相関器の組合わせの
１例を示す、第３図は、実施例１で測定に用いたモデル
試料の構造を示す。 第４ａ〜４ｃ図は、第３図の試料を本発明の光音響イメ
ージング法により測定した結果を示す。 第５図は、実施例２で測定に用いたモデル試料の構造を
示す、第６ａ〜６Ｃ図は、第５図の試料を本発明の光音
響イメージング法により測定した結果を示す。 １１１．光ｉｊＸ ２．、、ビームスプリッタ−３
、チョッパー ４．、、ＸＹ位置掃引器５ 集光器
６ 、 試料 ７ 測定セル ８． マイクロフォン１１
フォトダイオード １２６． マイクロコンピュー
タ−ｔＳ、 、 、 、遅延回路１６ 相関器
クダイヤグラムである。第２図は９本発明の光ｔＷイメ
ージング法に用いられる遅延回路と相関器の組合わせの
１例を示す、第３図は、実施例１で測定に用いたモデル
試料の構造を示す。 第４ａ〜４ｃ図は、第３図の試料を本発明の光音響イメ
ージング法により測定した結果を示す。 第５図は、実施例２で測定に用いたモデル試料の構造を
示す、第６ａ〜６Ｃ図は、第５図の試料を本発明の光音
響イメージング法により測定した結果を示す。 １１１．光ｉｊＸ ２．、、ビームスプリッタ−３
、チョッパー ４．、、ＸＹ位置掃引器５ 集光器
６ 、 試料 ７ 測定セル ８． マイクロフォン１１
フォトダイオード １２６． マイクロコンピュー
タ−ｔＳ、 、 、 、遅延回路１６ 相関器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源からの光を光断続器により断続することその断
続光を受光する光音響セル中に測定試料を封入すること
； 光音響セル内に生じた光音響効果を音響電気変換手段に
より検出すること； 測定試料と照射する光の相対位置を位置掃引手段により
二元的に掃引制御すること及び； 該音響電気変換で得られた電気信号と遅延回路により一
定時間遅延させられた光断続器により生ずるランダム断
続系列の電気信号の相関を、相関手段により求めること
による； 該相関手段の出力を測定試料の遅延時間に対する光音響
出力として記録する相関光音響イメージング法において
； 光断続を時系列的に擬似ランダム系列に行なうこと； その光断続系列に対応する擬似ランダム系列信号をＡ／
Ｄ変換すること； その信号を一定時間遅延回路により遅延することその遅
延回路の出力をＤ／Ａ変換し、該変換信号と音響電気変
換手段に得られた電気信号との相関を相関手段により求
めること； 前記音響電気変換手段の出力を変換手段により光音響効
果の強さに変換すること； 該変換手段からの光音響効果の強さを試料内での二次元
的位置関数として求めること； 前記音響電気変換手段の出力を光音響効果の強さに変換
する手段として、遅延回路の出力を Ｄ／Ａ変換した信号と電気変換手段の出力との相関を求
めることにより、測定試料の深さごとに、試料内での二
次元的位置関数として光音響効果の強さを記録表示する
ことを特徴とする相関光音響イメージング法。 ２、光源からの光を擬似ランダムにする系列がＭ系列（
Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｅｎｇｔｈ Ｌｉｎｅａｒ Ｓｈｉ
ｆｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項のイメージング法 ３、光断続器の断続系列の電気信号を一定時間遅延する
遅延回路の遅延制御は、断続系列信号をＡ／Ｄ変換後、
ＲＡＭに格納し、一定時間の後に再び読み出し、格納（
書き込み）読み出しの時間差を制御することによって遅
延時間を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１
項のイメージング法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59240577A JPS61120041A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 相関光音響イメ−ジング法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59240577A JPS61120041A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 相関光音響イメ−ジング法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61120041A true JPS61120041A (ja) | 1986-06-07 |
| JPH0446374B2 JPH0446374B2 (ja) | 1992-07-29 |
Family
ID=17061585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59240577A Granted JPS61120041A (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | 相関光音響イメ−ジング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61120041A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2663745A1 (fr) * | 1990-06-21 | 1991-12-27 | Reims Chamapgne Ardenne Univer | Dispositif d'analyse photothermique de materiaux minces. |
| JP2003240773A (ja) * | 2002-02-19 | 2003-08-27 | Jasco Corp | 癌診断における異常部及び異常度特定方法 |
| JP2008542687A (ja) * | 2005-05-04 | 2008-11-27 | ブラント・イノヴェイティヴ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 対象物を検出する方法及び装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5547435A (en) * | 1978-09-30 | 1980-04-03 | Fuji Electric Co Ltd | Signal processing circuit of light-sound analyzer |
| JPS55159139A (en) * | 1979-05-31 | 1980-12-11 | Fuji Electric Co Ltd | Signal processing circuit of optic-acoustic analyzer |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP59240577A patent/JPS61120041A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5547435A (en) * | 1978-09-30 | 1980-04-03 | Fuji Electric Co Ltd | Signal processing circuit of light-sound analyzer |
| JPS55159139A (en) * | 1979-05-31 | 1980-12-11 | Fuji Electric Co Ltd | Signal processing circuit of optic-acoustic analyzer |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2663745A1 (fr) * | 1990-06-21 | 1991-12-27 | Reims Chamapgne Ardenne Univer | Dispositif d'analyse photothermique de materiaux minces. |
| JP2003240773A (ja) * | 2002-02-19 | 2003-08-27 | Jasco Corp | 癌診断における異常部及び異常度特定方法 |
| JP2008542687A (ja) * | 2005-05-04 | 2008-11-27 | ブラント・イノヴェイティヴ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | 対象物を検出する方法及び装置 |
| US8151644B2 (en) | 2005-05-04 | 2012-04-10 | Brandt Innovative Technologies, Inc. | Method and apparatus of detecting an object |
| US8555725B2 (en) | 2005-05-04 | 2013-10-15 | Brandt Innovative Technologies, Inc. | Method and apparatus of detecting an object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0446374B2 (ja) | 1992-07-29 |
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