JPS6292487A - 光ルミネセンス評価装置 - Google Patents
光ルミネセンス評価装置Info
- Publication number
- JPS6292487A JPS6292487A JP60232404A JP23240485A JPS6292487A JP S6292487 A JPS6292487 A JP S6292487A JP 60232404 A JP60232404 A JP 60232404A JP 23240485 A JP23240485 A JP 23240485A JP S6292487 A JPS6292487 A JP S6292487A
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- Japan
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- light
- sample
- laser beam
- wavelength
- wafer
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0096—Microscopes with photometer devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (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】
〔概要〕
励起レーザ光の偏光状態を変化させ、効果的にレーザ光
を試料面へ導き、かつ、連続的に試料面への到達光量を
変化させることのできる光ルミネセンス(Photo
Lu1niscence+ PL) av価装置で、半
導体レーザ、LEDなどの発振波長をデバイスに組み込
む前に予め評価するための装置である。
を試料面へ導き、かつ、連続的に試料面への到達光量を
変化させることのできる光ルミネセンス(Photo
Lu1niscence+ PL) av価装置で、半
導体レーザ、LEDなどの発振波長をデバイスに組み込
む前に予め評価するための装置である。
本発明はPL評価装置に係り、さらに詳しく言えば、励
起レーザ光を効果的に、かつ、連続的にその強度を変化
することができるPL評価方式に関するものである。
起レーザ光を効果的に、かつ、連続的にその強度を変化
することができるPL評価方式に関するものである。
ウェハである波長(例えばXμm)が出るとすると、ウ
ェハをチップに分離切断した段階でチップからどの程度
の波長が出るかの相関関係は判別可能である。すなわち
、ウェハ段階でチップの発振波長が所望の値になるか否
かが判断可能であるからウェハで円7評価を行い所定の
発振波長が得られないウェハについてはPI、評価後の
プロセスを行わないことにしている。
ェハをチップに分離切断した段階でチップからどの程度
の波長が出るかの相関関係は判別可能である。すなわち
、ウェハ段階でチップの発振波長が所望の値になるか否
かが判断可能であるからウェハで円7評価を行い所定の
発振波長が得られないウェハについてはPI、評価後の
プロセスを行わないことにしている。
従来の垂直入射方式の円、iif+dli装置は第4図
に示され、11は励起レーザ光、12ばレンズ(受光レ
ンズ)、13は45°ミラー(ハーフミラ−)、14は
レンズ(対物レンズ)、15はサンプル(例えば半導体
ウェハ)、16は円、光、17は全反射ミラー、18は
フィルター、19はチョッパー、20はモノクロメータ
、21はディテクター、224;t l:Iツクインア
ンプ、23はプロッタである。図示の装置においてレン
ズ12を含む点線で囲む部分は顕微鏡24として一体的
に構成されている。
に示され、11は励起レーザ光、12ばレンズ(受光レ
ンズ)、13は45°ミラー(ハーフミラ−)、14は
レンズ(対物レンズ)、15はサンプル(例えば半導体
ウェハ)、16は円、光、17は全反射ミラー、18は
フィルター、19はチョッパー、20はモノクロメータ
、21はディテクター、224;t l:Iツクインア
ンプ、23はプロッタである。図示の装置においてレン
ズ12を含む点線で囲む部分は顕微鏡24として一体的
に構成されている。
レンズ12で簗光された励起レーザ光11はハーフミラ
−13によってレンズ14を通ってウェハ15に照射さ
れ、そのときウェハから出されるPI、光16は、45
°ミラー13、全反射ミラー17、フィルター18(円
、光のみをj…し、反射されてくるレーザ光は通さない
ために設けられる)、モノクロメータ20、ディテクタ
21を経てロックインアンプ22に達し、その波長対強
度の関係がプロッタ23上に図示の如く表示される。
−13によってレンズ14を通ってウェハ15に照射さ
れ、そのときウェハから出されるPI、光16は、45
°ミラー13、全反射ミラー17、フィルター18(円
、光のみをj…し、反射されてくるレーザ光は通さない
ために設けられる)、モノクロメータ20、ディテクタ
21を経てロックインアンプ22に達し、その波長対強
度の関係がプロッタ23上に図示の如く表示される。
ウェハ15はInP / InGaAs/ InPなる
構造、すなわちダブルへテロ構造の円、素子である。
構造、すなわちダブルへテロ構造の円、素子である。
斜め入射方式のPL評価装置においては、45°ハーフ
ハラ−13を用いる代りにレーザ光11を斜めから直接
ウェハ15に照射する方式である。
ハラ−13を用いる代りにレーザ光11を斜めから直接
ウェハ15に照射する方式である。
前記の如く円、評1iHi装置としては垂直入射方式と
斜め入射方式とがあるが、前者は45°ミラーでの励起
光の減衰が大きいという欠点があり、また後者は光軸調
整が困難であるという欠点がある。ハーフミラ−は偏光
特性をもっており、他方レーザ光は直線偏光され、ある
方向にだけ振動する。そこで、45°ミラーの特性がマ
ツチング(matc旧ng)しないとその反射率が異な
り、反射してウェハに達する光のエネルギーが小になる
。
斜め入射方式とがあるが、前者は45°ミラーでの励起
光の減衰が大きいという欠点があり、また後者は光軸調
整が困難であるという欠点がある。ハーフミラ−は偏光
特性をもっており、他方レーザ光は直線偏光され、ある
方向にだけ振動する。そこで、45°ミラーの特性がマ
ツチング(matc旧ng)しないとその反射率が異な
り、反射してウェハに達する光のエネルギーが小になる
。
後者においては、45°ミラーにマツチングする如くレ
ーザ光の方向を変えて最適なレーザ光をみつけなければ
ならないが、レーザ光の偏光方向を回転することは容易
でなく、複雑で高価な機構を必要とする。
ーザ光の方向を変えて最適なレーザ光をみつけなければ
ならないが、レーザ光の偏光方向を回転することは容易
でなく、複雑で高価な機構を必要とする。
測定されるPL光の波長は試料に照射されるレーザ光の
エネルギーに依存し、レーザ光のエネルギーが変化する
とIIL光の評価に支障がある。そこでレーザ光を常に
一定にする必要がある。
エネルギーに依存し、レーザ光のエネルギーが変化する
とIIL光の評価に支障がある。そこでレーザ光を常に
一定にする必要がある。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、励起
レーザ光の偏光状態を変え、45°ミラ一部でのロスを
小さくし、効果的にレーザ光を試料面に導き、かつ、偏
光状態を変えることにより連続的に試料面に到達する光
旨を変化させることができ、Pl、光計測において有益
な評価方式を提供する装置を提供することを目的とする
。
レーザ光の偏光状態を変え、45°ミラ一部でのロスを
小さくし、効果的にレーザ光を試料面に導き、かつ、偏
光状態を変えることにより連続的に試料面に到達する光
旨を変化させることができ、Pl、光計測において有益
な評価方式を提供する装置を提供することを目的とする
。
第1図ないし第3図は本発明実施例を示す図である。
半導体ウェハ15にレーザ光11を照射し、そのエネル
ギーにより発生するIIL光の評価を行う第1図の装置
において、レーザ光の偏光状態を変えるλ/4波長板2
5をレンズ12の前に、すなわち顕微鏡24のレーザ光
入射側に設ける。
ギーにより発生するIIL光の評価を行う第1図の装置
において、レーザ光の偏光状態を変えるλ/4波長板2
5をレンズ12の前に、すなわち顕微鏡24のレーザ光
入射側に設ける。
45°ミラーに光が入射した場合、当然のことながら偏
光現象が起きる。すなわち、入射面内の振動部分(P−
成分)と垂直な面内で振動する成分(S〜酸成分との反
射率が異なる。励起レーザ光は通常直線偏光されている
ので、45°ミラーとレーザ光のマツチングを適当にし
ないと多大なロス(反射率の低下)を引き起す。本発明
は励起レーザ光を円偏光もしくは楕円偏光に変換し、上
記のマツチングを考慮しなくとも一定の反射率を得るこ
とができるようにし、効果的にPL光評価を行えるよう
にしたものである。また、偏光状態を調整し、試料面に
到達する光量を連続的に変化させ、効果的なデータ取得
を可能とするものである。
光現象が起きる。すなわち、入射面内の振動部分(P−
成分)と垂直な面内で振動する成分(S〜酸成分との反
射率が異なる。励起レーザ光は通常直線偏光されている
ので、45°ミラーとレーザ光のマツチングを適当にし
ないと多大なロス(反射率の低下)を引き起す。本発明
は励起レーザ光を円偏光もしくは楕円偏光に変換し、上
記のマツチングを考慮しなくとも一定の反射率を得るこ
とができるようにし、効果的にPL光評価を行えるよう
にしたものである。また、偏光状態を調整し、試料面に
到達する光量を連続的に変化させ、効果的なデータ取得
を可能とするものである。
以下、図面を参1jj41.て本発明実施例を詳細に説
明する。
明する。
第1図の本発明における円、評価装置例を参照すると、
直線偏光されたレーデ光11はλ/4波長板25にて、
円偏光もしくは楕円偏光となり、45°ミラー13に入
射し、一定の反射率で試料15の面に反射される。λ/
4波長板25を調整(回転)することにより、すなわち
位相差を与えることにより、試料面に到達する光量を連
続的に調整することができる。励起レーザ光11により
試料15から発生したPL光16は全反射ミラー17に
て分光部(2L 22)へ導かれ、プロッタ23J:に
は波長−強度曲線(Pl。
直線偏光されたレーデ光11はλ/4波長板25にて、
円偏光もしくは楕円偏光となり、45°ミラー13に入
射し、一定の反射率で試料15の面に反射される。λ/
4波長板25を調整(回転)することにより、すなわち
位相差を与えることにより、試料面に到達する光量を連
続的に調整することができる。励起レーザ光11により
試料15から発生したPL光16は全反射ミラー17に
て分光部(2L 22)へ導かれ、プロッタ23J:に
は波長−強度曲線(Pl。
スペクトル)がFMかれる。
λ/4波長板は一般に特定の波長の光のたやのものとし
て形成されているので、レーザ光を例えばYAGレーザ
で発振する場合、その波長は1064μmであるので、
それに対応するλ/4波長板を用意することは可能であ
り、かかるλ/4波長板をII!′i微鏡24の入射光
側に配置する。そして、ウェハ15上の所定の位置にお
いて観測をなしウェハの良否を判定する。
て形成されているので、レーザ光を例えばYAGレーザ
で発振する場合、その波長は1064μmであるので、
それに対応するλ/4波長板を用意することは可能であ
り、かかるλ/4波長板をII!′i微鏡24の入射光
側に配置する。そして、ウェハ15上の所定の位置にお
いて観測をなしウェハの良否を判定する。
本装置例では、λ/4波長板25の調整(回転)により
、迅速にPL光強度を適当な大きさに調整でき、また円
2波長、強度の励起強度依存性等も簡単に計測できる。
、迅速にPL光強度を適当な大きさに調整でき、また円
2波長、強度の励起強度依存性等も簡単に計測できる。
前辺って例えば波長1.3μmでピーク強度が得られる
ことが判明している場合、プロッタ23をみてピーク強
度が得られたときの波長が1.2μmであったとすると
、ウェハ15は不良と判定され、それに対して以後の工
程を実施しないようにすると、プロセスの無駄が大幅に
節減される。
ことが判明している場合、プロッタ23をみてピーク強
度が得られたときの波長が1.2μmであったとすると
、ウェハ15は不良と判定され、それに対して以後の工
程を実施しないようにすると、プロセスの無駄が大幅に
節減される。
第2図、第3図に本発明の他の実施例が示され、第2図
は円2光の積分強度を評価する装置例、第3図はPL光
の発光状態を評価する装置例である。これらの場合、λ
/4波長板を回転し、位相ずれ角をずらすことにより、
励起?−ザ光パワーを調整し、迅速かつ簡単に励起パワ
ー密度対PL光の積分強度(第2図)、励起パワー密度
対日、光の発光状態(第3図)の相関をflることが可
能である。
は円2光の積分強度を評価する装置例、第3図はPL光
の発光状態を評価する装置例である。これらの場合、λ
/4波長板を回転し、位相ずれ角をずらすことにより、
励起?−ザ光パワーを調整し、迅速かつ簡単に励起パワ
ー密度対PL光の積分強度(第2図)、励起パワー密度
対日、光の発光状態(第3図)の相関をflることが可
能である。
第2図を参照すると、同図Tb)の平面図に示される如
く、ウェハ15と基準試料(Ref、) 26とを並べ
て配置し、走査線27で示ず如くにレーザ光11をRe
f、26とウェハ15の双方にわたって走査する。プロ
ッタ23には最初Ref、26の積分強度28aと次に
ウェハ15の積分強度28bが現れる。相関関係によっ
て積分強度28aから許容されるずれ量が判っているか
ら、この許容範囲の外の積分強度が観察されたとき当該
ウェハは不良と判定される。第2図の実施例ではウェハ
がほぼその全体にわたって速やかに評価されうる利点が
ある。
く、ウェハ15と基準試料(Ref、) 26とを並べ
て配置し、走査線27で示ず如くにレーザ光11をRe
f、26とウェハ15の双方にわたって走査する。プロ
ッタ23には最初Ref、26の積分強度28aと次に
ウェハ15の積分強度28bが現れる。相関関係によっ
て積分強度28aから許容されるずれ量が判っているか
ら、この許容範囲の外の積分強度が観察されたとき当該
ウェハは不良と判定される。第2図の実施例ではウェハ
がほぼその全体にわたって速やかに評価されうる利点が
ある。
第3図(alの実施例においては、ウェハに欠陥が存在
するか否かを判定することが可能で、レーザ光をλ/4
波長板を通して試料15に照射し、そのとき得られるP
L光16をビジコン29を通し例えばCRT 30でモ
ニターすると、欠陥があると同図(b)に示される如く
白く光った面31に欠陥32が黒点として現れる。そし
て、レーザ光を高励起から低励起状態へとエネルギーを
変えると、例えば低励起状態で検知できなかった欠陥が
高励起状態で現れることがあり、ウェハの欠陥検知に有
効である。
するか否かを判定することが可能で、レーザ光をλ/4
波長板を通して試料15に照射し、そのとき得られるP
L光16をビジコン29を通し例えばCRT 30でモ
ニターすると、欠陥があると同図(b)に示される如く
白く光った面31に欠陥32が黒点として現れる。そし
て、レーザ光を高励起から低励起状態へとエネルギーを
変えると、例えば低励起状態で検知できなかった欠陥が
高励起状態で現れることがあり、ウェハの欠陥検知に有
効である。
以上述べてきたように、本発明によれば、励起光レーザ
を効果的に試料面に導き、かつ、波長板の回転により試
料面に到達する励起光レーザパワーを簡単に調整するこ
とができるので、PL光評価において所望のデータを迅
速かつ的確に得ることができる。また斜め入射系PL評
価装置にみられるような複雑な光軸調整も必要とせず、
つまみなどを用いてλ/4波長板を回転する簡便な装置
構成で実現できる。
を効果的に試料面に導き、かつ、波長板の回転により試
料面に到達する励起光レーザパワーを簡単に調整するこ
とができるので、PL光評価において所望のデータを迅
速かつ的確に得ることができる。また斜め入射系PL評
価装置にみられるような複雑な光軸調整も必要とせず、
つまみなどを用いてλ/4波長板を回転する簡便な装置
構成で実現できる。
第1図は本発明実施例日、評価装置を示す図、第2図+
a+は本発明の他の実施例PL評価装置の図、同図(b
)はウェハとRef、試料との配置を示す平面図、 第3図(alは本発明のさらに他の実施例P1.評価装
置の図、同図1blはウェハの欠陥を示す図、第4図は
従来例を示す図である。 第1図ないし第4図において、 11はレーザ光、 12はレンズ、 13は45゛ミラー、 14はレンズ、 15はウェハ、 16はPL光、 17は全反射ミラー、 18はレンズ、 19はフィルター、 20はチョツパー、 21はモノクロメータ、 22はディテクター、 23はロックインアンプ、 24はプロッタ、 25は顕微鏡、 26はλ/4波長板、 27は基準試料、 28は走査線、 29a 、 29bはプロッタに現れる積分強度を表わ
す線、 30はビジコン、 31はCRT 。 32はウェハの反対面、 33は欠陥を表す点である。 (Q) ?ト;5徊〔丑υ)1夾う1−ヒ、イ1シjの
圀(b) %zハV−Ref、 甑@−めぞ面図((
1) 朱発明−把例の図 (b) リエへの火桶を氷Tの 第3図
a+は本発明の他の実施例PL評価装置の図、同図(b
)はウェハとRef、試料との配置を示す平面図、 第3図(alは本発明のさらに他の実施例P1.評価装
置の図、同図1blはウェハの欠陥を示す図、第4図は
従来例を示す図である。 第1図ないし第4図において、 11はレーザ光、 12はレンズ、 13は45゛ミラー、 14はレンズ、 15はウェハ、 16はPL光、 17は全反射ミラー、 18はレンズ、 19はフィルター、 20はチョツパー、 21はモノクロメータ、 22はディテクター、 23はロックインアンプ、 24はプロッタ、 25は顕微鏡、 26はλ/4波長板、 27は基準試料、 28は走査線、 29a 、 29bはプロッタに現れる積分強度を表わ
す線、 30はビジコン、 31はCRT 。 32はウェハの反対面、 33は欠陥を表す点である。 (Q) ?ト;5徊〔丑υ)1夾う1−ヒ、イ1シjの
圀(b) %zハV−Ref、 甑@−めぞ面図((
1) 朱発明−把例の図 (b) リエへの火桶を氷Tの 第3図
Claims (3)
- (1)半導体(15)にレーザ光(21)を照射し、そ
のエネルギーにより発生するルミネセンス光(16)の
評価を行うための45°ミラー(13)、レンズ(12
、14、18)、全反射ミラー(17)、分光部(21
、22)、ロックインアンプ(23)、プロッタ(24
)から成る装置において、 入射光側レンズ(12)の前にλ/4波長板(26)を
配置し、 サンプル(15)上の所定の位置にレーザ光(11)を
照射して得られるルミネセンス光(16)の波長に対す
る強度の関係をプロッタ(24)でモニターする構成と
したことを特徴とする光ルミネセンス評価装置。 - (2)サンプル(15)をレーザ光(11)に相対的に
動かし、レーザ光(11)の励起パワー密度に対するル
ミネセンス光(16)の積分強度をモニターする構成と
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ル
ミネセンス評価装置。 - (3)レーザ光(11)の励起パワー密度を変化し、そ
れに対するルミネセンスPL光(16)の発光状態をモ
ニターしてサンプルの欠陥(33)を検知する構成とし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ルミ
ネセンス評価装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60232404A JPS6292487A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 光ルミネセンス評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60232404A JPS6292487A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 光ルミネセンス評価装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6292487A true JPS6292487A (ja) | 1987-04-27 |
JPH0478191B2 JPH0478191B2 (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=16938713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60232404A Granted JPS6292487A (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 光ルミネセンス評価装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6292487A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990001692A2 (en) * | 1988-07-29 | 1990-02-22 | Edinburgh Instruments Ltd. | Electro-optical measuring instruments |
JP2007088389A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Yamaguchi Univ | 半導体発光素子の内部量子効率を測定する装置及びその方法 |
CN103134779A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-05 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 快速检测ii型红外超晶格界面质量的光谱方法和装置 |
CN103765567A (zh) * | 2011-06-24 | 2014-04-30 | 科磊股份有限公司 | 使用光致发光成像检验发光半导体装置的方法和设备 |
CN106611707A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-03 | 福州大学 | 一种改变GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流随温度变化趋势的方法 |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60232404A patent/JPS6292487A/ja active Granted
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990001692A2 (en) * | 1988-07-29 | 1990-02-22 | Edinburgh Instruments Ltd. | Electro-optical measuring instruments |
US5202744A (en) * | 1988-07-29 | 1993-04-13 | Louis Thomas A | Electro-optical measuring instruments |
JP2007088389A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Yamaguchi Univ | 半導体発光素子の内部量子効率を測定する装置及びその方法 |
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JP2014520272A (ja) * | 2011-06-24 | 2014-08-21 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 光ルミネセンス画像化を使用する発光半導体デバイスの検査の方法および装置 |
US9638741B2 (en) | 2011-06-24 | 2017-05-02 | Kla-Tencor Corporation | Method and apparatus for inspection of light emitting semiconductor devices using photoluminescence imaging |
CN110441272A (zh) * | 2011-06-24 | 2019-11-12 | 科磊股份有限公司 | 使用光致发光成像检验发光半导体装置的方法和设备 |
CN103134779A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-05 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 快速检测ii型红外超晶格界面质量的光谱方法和装置 |
CN106611707A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-03 | 福州大学 | 一种改变GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流随温度变化趋势的方法 |
CN106611707B (zh) * | 2017-01-11 | 2019-08-09 | 福州大学 | 一种改变GaAs/AlGaAs二维电子气中线偏振光致电流随温度变化趋势的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0478191B2 (ja) | 1992-12-10 |
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