TWI550982B - 可見光之即時波長修正系統 - Google Patents

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Description

可見光之即時波長修正系統
本發明是有關於一種可見光之即時波長修正系統，適於應用於任何以波長為計數單位的雷射位移干涉儀等光學系統，屬於精密量測及精密機械技術領域。
一般雷射的工作原理是利用光共振腔內的駐波與發光體共振，其反覆穿梭的光束激發發光體內高能階的電子，最後形成一能量密度高的光束以直線前進，其具有高亮度、單色性佳與同調性好等特點。因為在各個環境下仍保有良好的發光性質，因此被廣泛應用在各種工業層面上，以波長值為位移計算的基本單元所組成的雷射位移干涉儀已為工業界常用的位移校正儀器，如數控工具機及線性定位移動台的定位精度校正。
然而，當雷射在不同溫度時，因共振腔長度的熱漲冷縮現象使得波長產生偏移。現有的雷射位移干涉儀均採用不同的雷射穩頻技術以使波長穩定，但雷射穩頻方式的系統複雜、成本高且無法達到絕對穩頻的功能，因此雷射的波長值仍會受到環境變化的影響而需要做適當的修 正。
請參閱第一圖與第二圖，第一圖係為先前技術之可見光之即時波長修正系統之系統示意圖；第二圖為第一階繞射平行光束聚焦於光點位置感測器之平面示意圖。如圖所示，一種可見光之即時波長修正系統PA100係配合一光學系統PA200進行運作。光學系統PA200包含有一平行光發射器PA201、一位移干涉模組PA202以及一移動反射鏡PA203。
平行光發射器PA201沿一第一方向L1係投射有一平行光束(圖未標示)，位移干涉模組PA202係設置於平行光發射器PA201之一側，以使平行光束通過位移干涉模組PA202。而移動反射鏡PA203係設置於位移干涉模組PA202相對於平行光發射器PA201之另一側，用以承接通過位移干涉模組PA202之平行光束。此外，平行光束於一標準狀態下具有一基準波長值，而此標準狀態例如是在一大氣壓與20℃的環境下。在實際運用上，光學系統PA200例如是一雷射位移干涉儀，而平行光發射器PA201為一雷射發射器，且平行光束為一雷射光束。
可見光之即時波長修正系統PA100包含一分光鏡PA1、一繞射光柵PA2、一聚焦透鏡PA3、一光點位置感測器PA4以及一支撐台PA5。
分光鏡PA1係設置於平行光發射器PA201與位移干涉模組PA202之間，而平行光束係通過分光鏡PA1後投射置位移干涉模組PA202，且平行光束在通過分光鏡PA1時，會受到分光鏡PA1之分光作用而產生一分光平行光 束L2。
繞射光柵PA2係設置於分光鏡PA1之一側，用以接收自平行光束所分離出之一分光平行光束L2，而分光平行光束L2經由繞射光柵PA2之繞射會產生一沿一繞射方向L21行進之第一階繞射平行光束PA2013。其中，繞射光柵PA2為一穿透式繞射光柵，當分光平行光束於標準狀態下沿第二方向L2投射至繞射光柵PA2時，實際上會沿多個方向產生繞射，而本實施例之第一階繞射平行光束PA2013為正一階繞射平行光束。
承上所述，正一階繞射平行光束相對於繞射光柵PA2的繞射角可由習知的繞射公式得知d(sinθi+sinθq)=λ (1)此式中，d為光柵的柵距，λ為平行光束的波長，θi為L2的入射角，θq為L21的繞射角。當入射角調整為零時可得知正一階繞射角為
假設在標準狀態下，基準第一階繞射平行光束PA2013s與分光平行光束的波長值為基準實際波長值，而在一般環境狀態下，第一階繞射平行光束PA2013的波長值為實際波長值，因此以基準波長值與實際波長值比對便能得知基準第一階繞射平行光束PA2013s與第一階繞射平行光束PA2013之間具有一角度變化值△θ1，而光學系統PA200之運算電腦是利用自動視準儀原理(Autocollimator)去計算出繞射角之數值，其所依據的公 式為：△x=f tan(△θ1) (3)其中，△x為光點位置參數與基準光點位置參數之差值，f為聚焦透鏡PA3之焦距。
聚焦透鏡PA3係用以接收第一階繞射平行光束PA2013，並使第一階繞射平行光束PA2013於聚焦透鏡PA3之一後焦平面(圖未標示)處聚焦形成一光點AP1。其中，後焦平面是由第一階繞射平行光束PA2013經過聚焦透鏡PA3之後所形成之焦點集合而成之平面。
光點位置感測器PA4係電性連結於光學系統PA200之運算電腦，並設置於後焦平面處，且光點位置感測器PA4具有一感測面PA41，而感測面PA41係與後焦平面重疊。其中，光點位置感測器PA4係藉由感測面PA41感測光點AP1之形成位置，並據以產生一光點位置參數。
支撐台PA5係供聚焦透鏡PA3與光點位置感測器PA4設置，以使光點位置感測器PA4能依據聚焦透鏡PA3之焦距而固定設置，藉以方便使用者同時調整聚焦透鏡PA3與光點位置感測器PA4以及繞射光柵PA2之間的距離與位置。
藉由以上所述，平行光束於一般環境狀態下經由繞射光柵PA2之繞射後係產生與法線間具有繞射角之第一階繞射平行光束PA2013，第一階繞射平行光束PA2013經聚焦透鏡PA3之聚焦後會在後焦平面處形成一光點AP1，光點AP1係用以計算出一光點位置參數，而在標準狀態下，基準第一階繞射平行光束PA2013s經過繞射光柵PA2 之繞射投射會在後焦平面處形成一基準光點AP2，其中光點位置參數與基準光點AP2所設定的基準光點位置參數之差值便可用以計算出角度變化值△θ1，以依據角度變化值△θ1對基準波長值進行修正而產生一即時修正的實際波長值。
如上所述，雖然先前之可見光之即時波長修正系統PA100可以透過繞射的原理去修正平行光束因受到溫度的影響所造成的波長變化，然而，在平行光發射器PA201持續投射出平行光束後，往往會因為平行光發射器PA201的溫度上升等因素而使平行光束產生角度偏移，此時平行光束投射至分光鏡PA1的入射角度便產生了偏差，進而使得分光平行光束投射至繞射光柵PA2的入射角度也產生了偏差，也因此角度變化值△θ1會跟著受到影響，導致利用角度變化值△θ1進行修正的即時修正波長值的準確度降低。
鑒於以上先前技術所述，由於現有的雷射位移干涉儀通常都是採用雷射穩頻技術來穩定波長，但雷射穩頻技術所需的系統較為複雜，且成本較高，甚至無法達到絕對穩頻；因此，先前技術便發展出利用繞射的方式來計算出波長因受到溫度影響所產生的變化；然而，先前技術並未考慮平行光束本身也會隨著時間的變化而產生偏移角度，使得透過繞射的方式計算出波長變化的方式會因為光束入射至繞射光柵的角度偏移而使得繞射後的角度 變化值產生誤差。
緣此，本發明為了能有效的解決平行光束在投射時會隨著時間的變化而產生偏移的問題，更研發出一種可見光之即時波長修正系統，以利用聚焦透鏡與光點位置感測器的配合去計算出平行光束的偏移角度，以對平行光束偏移的入射角度進行補償修正。所依據的光學公式係將公式(1)中的θi設為平行光束的偏移角度△θ，正一階繞射角應修正為
承上所述，本發明為解決習知技術之問題所採用之必要技術手段係提供一種可見光之即時波長修正系統，係配合一光學系統進行運作，光學系統係投射有一平行光束，平行光束於一初始狀態下具有一初始波長值。而可見光之即時波長修正系統包含一分光鏡、一第一聚焦透鏡以及一第一光點位置感測器。
分光鏡係用以使平行光束通過分光鏡而產生一分光平行光束。第一聚焦透鏡係用以接收分光平行光束，並使分光平行光束於第一聚焦透鏡之一第一後焦平面處聚焦形成一第一光點。第一光點位置感測器係電性連結於光學系統之運算電腦，並設置於第一後焦平面處，用以感測第一光點之一初始位置參數與一即時位置參數，並據以產生一第一光點即時位移量值。
其中，初始波長值係依據第一光點即時位移量值進行修正而產生一即時修正波長值。藉此，本發明透過第一聚 焦透鏡與第一光點位置感測器去感測產生第一光點即時位移量值，可針對平行光束隨著投射時間的增加所產生的偏移量修正波長值，以使光學系統的量測更為精準。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，可見光之即時波長修正系統更包含一繞射光柵、一第二聚焦透鏡以及一第二光點位置感測器。繞射光柵係用以接收分光平行光束，並使分光平行光束經由繞射光柵產生一第零階繞射平行光束與一第一階繞射平行光束，第一聚焦透鏡係接收第零階繞射平行光束，並使第零階繞射平行光束於第一後焦平面處聚焦形成第一光點，第一階繞射平行光束與繞射光柵之一法線間具有一繞射角。第二聚焦透鏡係用以接收第一階繞射平行光束，並使第一階繞射平行光束於第二聚焦透鏡之一第二後焦平面處聚焦形成一第二光點。第二光點位置感測器係電性連結於光學系統之運算電腦，並設置於第二後焦平面處，用以感測第二光點之位置並據以產生一對應於繞射角之第二光點位置參數。
其中，分光平行光束於一標準狀態下經由繞射光柵之繞射後係產生一基準第一階繞射平行光束，基準第一階繞射平行光束係經第二聚焦透鏡之聚焦而於第二後焦平面處形成一基準光點，基準光點係用以設定一基準光點位置參數，基準光點位置參數與第二光點位置參數之差值係用以計算出基準第一階繞射平行光束與實際第一階繞射平行光束間之一角度變化值，初始波長值係依據第一光點即時位移量值與角度變化值進行修正而產生即時修 正波長值。
較佳者，第一階繞射平行光束為一正一階繞射平行光束或一負一階繞射平行光束。此外，繞射光柵係為一穿透式繞射光柵。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，平行光束係為一雷射光束。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，光學系統係為一雷射位移干涉儀。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，第一光點位置感測器具有一第一感測面，第一感測面係與第一後焦平面重疊。
由上述必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，第一聚焦透鏡與第一光點位置感測器係固設於一支撐台上。
綜合以上所述，本發明所提出的可見光之即時波長修正系統可利用第一聚焦透鏡與第一光點位置感測器來感測分光平行光束而獲得第一光點即時位移量值，並依據第一光點即時位移量值進行修正而產生即時修正波長值，而藉由即時的針對平行光束隨著投射時間增加所產生的偏移量進行修正，可使光學系統的量測更加準確。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
PA100‧‧‧可見光之即時波長修正系統
PA1‧‧‧分光鏡
PA2‧‧‧繞射光柵
PA3‧‧‧聚焦透鏡
PA4‧‧‧光點位置感測器
PA41‧‧‧感測面
PA5‧‧‧支撐台
PA200‧‧‧光學系統
PA201‧‧‧平行光發射器
PA2013‧‧‧第一階繞射平行光束
PA2013s‧‧‧基準第一階繞射平行光束
PA202‧‧‧位移干涉模組
PA203‧‧‧移動反射鏡
100‧‧‧可見光之即時波長修正系統
1‧‧‧分光鏡
2‧‧‧繞射光柵
3‧‧‧第一聚焦透鏡
4‧‧‧第一光點位置感測器
41‧‧‧第一感測面
5‧‧‧支撐台
6‧‧‧第二聚焦透鏡
7‧‧‧第二光點位置感測器
71‧‧‧第二感測面
8‧‧‧支撐台
200‧‧‧光學系統
201‧‧‧平行光發射器
2011‧‧‧平行光束
2012‧‧‧分光平行光束
20121‧‧‧第一階繞射平行光束
2012s‧‧‧基準第一階繞射平行光束
20122‧‧‧第零階繞射平行光束
202‧‧‧位移干涉模組
203‧‧‧移動反射鏡
AP1‧‧‧光點
AP2‧‧‧基準光點
AP3‧‧‧第一光點
AP4‧‧‧即時光點
AP5‧‧‧第二光點
AP6‧‧‧基準光點
L1、L3‧‧‧第一方向
L2、L4‧‧‧第二方向
L21、L41‧‧‧繞射方向
△θ1、△θ2‧‧‧角度變化值
第一圖係為先前技術之可見光之即時波長修正系統之系統示意圖； 第二圖為第一階繞射平行光束聚焦於光點位置感測器之平面示意圖；第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可見光之即時波長修正系統配合於一光學系統之平面示意圖；第四圖係顯示第一分光平行光束聚焦於第一光點位置感測器之平面示意圖；以及第五圖為第一階繞射平行光束聚焦於第二光點位置感測器之平面示意圖。
請參閱第三圖至第五圖，第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之可見光之即時波長修正系統配合於一光學系統之平面示意圖；第四圖係顯示第一分光平行光束聚焦於第一光點位置感測器之平面示意圖；第五圖為第一階繞射平行光束聚焦於第二光點位置感測器之平面示意圖。如圖所示，一種可見光之即時波長修正系統100係配合一光學系統200進行運作。光學系統200包含有一平行光發射器201、一位移干涉模組202以及一移動反射鏡203。
平行光發射器201沿一第一方向L3係投射有一平行光束2011，位移干涉模組202係設置於平行光發射器201之一側，以使平行光束2011通過位移干涉模組202。而移動反射鏡203係設置於位移干涉模組202相對於平行光發射器201之另一側，用以承接通過位移干涉模組202之平行光束2011。其中，平行光束2011於一初始狀態下 具有一初始波長值。在實際運用上，光學系統200例如是一雷射位移干涉儀，而平行光發射器201為一雷射發射器，且平行光束2011為一雷射光束。
可見光之即時波長修正系統100包含一分光鏡1、一繞射光柵2、一第一聚焦透鏡3以及一第一光點位置感測器4、一支撐台5、一第二聚焦透鏡6、一第二光點位置感測器7以及一支撐台8。
分光鏡1係用以使平行光束2011通過第一分光鏡1而產生一沿一第二方向L4行進之分光平行光束2012，而第二方向L4是垂直於第一方向L3。
繞射光柵2係用以接收分光平行光束2012，並使分光平行光束2012經由繞射光柵2之繞射而產生一第零階繞射平行光束20122與一第一階繞射平行光束20121。其中，第零階繞射平行光束20122係沿第二方向L4行進，第一階繞射平行光束20121係沿一繞射方向L41行進。
承上所述，第一階繞射平行光束20121與繞射光柵2之一法線間具有一繞射角。其中，第一階繞射平行光束20121為一正一階繞射平行光束或一負一階繞射平行光束。且在本實施例中，繞射光柵2為一穿透式繞射光柵，但不限於此，繞射光柵2亦可為一反射式繞射光柵，而不管是反射式繞射光柵或穿透式繞射光柵，都會使入射的光束產生繞射，反射式繞射光柵是利用光柵表面的刻痕來使光束產生繞射，穿透式繞射光柵則是利用光柵的狹縫來使光束產生繞射，而此兩種繞射原理皆為通常知識，故在此不多加贅言。
此外，在其他實施例中，本發明亦可依據平行光束的波長值來適當地調整繞射光柵的光柵週期、聚焦透鏡的焦距或光點位置感測器的位置，以使本發明應用於其他非雷射位移干涉儀的光學系統，而不限於本實施例所述之雷射位移干涉儀。第一聚焦透鏡3係用以接收第零階繞射平行光束20122，並使第零階繞射平行光束20122於第一聚焦透鏡3之一第一後焦平面處聚焦形成一第一光點AP3。
第一光點位置感測器4係電性連結於光學系統200之運算電腦，並具有一第一感測面41，而第一感測面41係與第一後焦平面重疊。其中，第一光點位置感測器4是透過第一感測面41感測到第零階繞射平行光束20122所聚焦形成的第一光點AP3並產生一初始位置參數，且隨著平行光發射器201持續的投射出平行光束2011，平行光束2011及分光平行光束2012會隨著投射時間的增加而形成一與初始基準之第零階繞射平行光束20122偏移△θ1角度的第零階繞射平行光束20122a，並於第一感測面41上形成一即時光點AP4，即即時光點AP4是隨著投射時間的增加而由第一光點AP3移動到即時光點AP4，而光學系統200之運算電腦會藉由第一光點位置感測器4所感測到的即時光點AP4產生一即時位置參數，並由即時位置參數與初始位置參數之間的差距產生一第一光點即時位移量值，進而利用公式(3)計算得此處的△θ1角度值。
其中，支撐台5係供第一聚焦透鏡3與第一光點位置感 測器4設置，以使第一光點位置感測器4能依據第一聚焦透鏡3之焦距而固定設置，藉以方便使用者同時調整第一聚焦透鏡3與第一光點位置感測器4以及第一分光鏡1之間的距離與位置。
第二聚焦透鏡6係用以接收第一階繞射平行光束20121，並使第一階繞射平行光束20121於第二聚焦透鏡6之一第二後焦平面處聚焦形成一第二光點AP5。
第二光點位置感測器7係電性連結於光學系統200之運算電腦，並具有一第二感測面71，而第二感測面71係與第二後焦平面重疊，用以感測第二光點AP5之位置並據以產生一對應於繞射角之第二光點位置參數。支撐台8係供第二聚焦透鏡6與第二光點位置感測器7設置，以使第二光點位置感測器7能依據第二聚焦透鏡6之焦距而固定設置，藉以方便使用者同時調整第二聚焦透鏡6與第二光點位置感測器7以及繞射光柵2之間的距離與位置。
其中，第二分光平行光束2012於一標準狀態下經由繞射光柵2之繞射後會產生一基準第一階繞射平行光束2012s，而基準第一階繞射平行光束2012s經第二聚焦透鏡6之聚焦而於第二後焦平面處形成一基準光點AP6，基準光點AP6係用以設定一基準光點位置參數，基準光點位置參數與第二光點位置參數之差值是用以計算出基準第一階繞射平行光束2012s與第一階繞射平行光束20121間之一角度變化值△θ2。
如上所述，在繞射光柵5、第二聚焦透鏡6以及第二光 點位置感測器7之配合下，可以計算出基準第一階繞射平行光束2012s與第一階繞射平行光束20121間之角度變化值△θ2，以進一步針對平行光束2011之波長變化進行補償修正。
綜合以上所述，藉由第一聚焦透鏡3與第一光點位置感測器4之配合，可以計算出對應於第零階繞射平行光束20122之第一光點即時位移量值，相當於平行光束2011隨著投射時間的不同所產生的偏移量；而藉由繞射光柵5、第二聚焦透鏡6以及第二光點位置感測器7之配合，可以計算出第一階繞射平行光束20121經過繞射後，因波長受到溫度影響所產生的角度變化值△θ2；藉此，本實施例可以針對平行光束2011之波長進行有關於溫度與時間的補償修正。
換句話說，本實施例不僅利用角度變化值△θ2修正平行光束2011受到溫度的影響所造成的波長變化，而藉由第一光點即時位移量值修正第一階繞射平行光束20121投射至繞射光柵5的角度，以使平行光束2011因受到溫度影響所造成的波長變化可以透過第一光點即時位移量值修正第一階繞射平行光束20121投射至繞射光柵5的角度，並利用角度變化值△θ2修正平行光束2011因溫度所造成的波長變化，因此相較於先前技術而言，本發明之可見光之即時波長修正系統利用簡單的構造與較低的成本便可精準的對波長值進行補償修正。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具 體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
100‧‧‧可見光之即時波長修正系統
1‧‧‧分光鏡
2‧‧‧繞射光柵
3‧‧‧第一聚焦透鏡
4‧‧‧第一光點位置感測器
5‧‧‧支撐台
6‧‧‧第二聚焦透鏡
7‧‧‧第二光點位置感測器
8‧‧‧支撐台
200‧‧‧光學系統
201‧‧‧平行光發射器
2011‧‧‧平行光束
2012‧‧‧分光平行光束
20121‧‧‧第一階繞射平行光束
20122‧‧‧第零階繞射平行光束
202‧‧‧位移干涉模組
203‧‧‧移動反射鏡
L3‧‧‧第一方向
L4‧‧‧第二方向
L41‧‧‧繞射方向

Claims (9)

  1. 一種可見光之即時波長修正系統，係配合一光學系統進行運作，該光學系統係投射有一平行光束，該平行光束於一初始狀態下具有一初始波長值，該可見光之即時波長修正系統包含：一分光鏡，係用以使該平行光束通過該分光鏡而產生一分光平行光束；一第一聚焦透鏡，係用以接收該分光平行光束，並使該分光平行光束於該第一聚焦透鏡之一第一後焦平面處聚焦形成一第一光點；以及一第一光點位置感測器，係電性連結於該光學系統之運算電腦，並設置於該第一後焦平面處，用以感測該第一光點之一初始位置參數與一即時位置參數，並據以產生一第一光點即時位移量值；其中，該初始波長值係依據該第一光點即時位移量值進行修正而產生一即時修正波長值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可見光之即時波長修正系統，更包含：一繞射光柵，係用以接收該分光平行光束，該分光平行光束係經由該繞射光柵產生一第零階繞射平行光束與一第一階繞射平行光束，該第一聚焦透鏡係接收該第零階繞射平行光束，並使該第零階繞射平行光束於該第一後焦平面處聚焦形成該第一光點，該第一階繞射平行光束與該繞射光 柵之一法線間具有一繞射角；一第二聚焦透鏡，係用以接收該第一階繞射平行光束，並使該第一階繞射平行光束於該第二聚焦透鏡之一第二後焦平面處聚焦形成一第二光點；以及一第二光點位置感測器，係電性連結於該光學系統之運算電腦，並設置於該第二後焦平面處，用以感測該第二光點之位置並據以產生一對應於該繞射角之第二光點位置參數；其中，該分光平行光束於一標準狀態下經由該繞射光柵之繞射後係產生一基準第一階繞射平行光束，該基準第一階繞射平行光束係經該第二聚焦透鏡之聚焦而於該第二後焦平面處形成一基準光點，該基準光點係用以設定一基準光點位置參數，該基準光點位置參數與該第二光點位置參數之差值係用以計算出該基準第一階繞射平行光數與該第一階繞射平行光束間之一角度變化值，該初始波長值係依據該第一光點即時位移量值與該角度變化值進行修正而產生該即時修正波長值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之可見光之即時波長修正系統，其中，該第一階繞射平行光束為一正一階繞射平行光束。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之可見光之即時波長修正系統，其中，該第一階繞射平行光束為一負一階繞射平行光束。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之可見光之即時波長修正系統，其中，該繞射光柵係為一穿透式繞射光柵。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之可見光之即時波長修正系統，其中，該平行光束係為一雷射光束。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之可見光之即時波長修正系統，其中，該光學系統係為一雷射位移干涉儀。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之可見光之即時波長修正系統，其中，該第一光點位置感測器具有一第一感測面，該第一感測面係與該第一後焦平面重疊。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之可見光之即時波長修正系統，其中，該第一聚焦透鏡與該第一光點位置感測器係固設於一支撐台上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105784329B (zh) * 2016-04-15 2018-06-26 中国科学院上海技术物理研究所 一种直角屋脊棱镜脊的宽度测量装置及方法
FI129586B (en) * 2017-12-22 2022-05-13 Dispelix Oy Waveguide display element with many pupils and display device
CN110207932B (zh) * 2019-05-15 2024-05-10 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种高速风洞纹影仪焦斑监测减震方法及系统
CN113092075B (zh) * 2021-04-09 2022-08-23 中国科学院光电技术研究所 一种可变角度高精度标定光源系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040084427A1 (en) * 2002-11-06 2004-05-06 Somit Talwar Laser scanning apparatus and methods for thermal processing
US20080174771A1 (en) * 2007-01-23 2008-07-24 Zheng Yan Automatic inspection system for flat panel substrate
US20100128276A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 Zygo Corporation Compound reference interferometer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT396841B (de) * 1992-04-02 1993-12-27 Rsf Elektronik Gmbh Anordnung zur stabilisierung der wellenlänge des von einer laserdiode abgegebenen lichtstrahlesund laser-interferometer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040084427A1 (en) * 2002-11-06 2004-05-06 Somit Talwar Laser scanning apparatus and methods for thermal processing
US20080174771A1 (en) * 2007-01-23 2008-07-24 Zheng Yan Automatic inspection system for flat panel substrate
US20100128276A1 (en) * 2008-11-26 2010-05-27 Zygo Corporation Compound reference interferometer

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