WO2022219814A1 - 電子ビーム応用装置 - Google Patents
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Abstract
Description
パルス電子ビームを試料に照射する電子光学系とを有し、
光源は、レーザー光源と、レーザー光源に電力を供給してパルスレーザー光を放出させる電源と、レーザー光源が放出したパルスレーザー光を複数のパルスレーザー光に分配する光分配器と、複数のパルスレーザー光ごとに設けられ、光分配器により分配されたパルスレーザー光の位相を調整する複数の位相調整器と、複数のパルスレーザー光ごとに設けられ、光分配器により分配されたパルスレーザー光を増幅する複数の光増幅器と、位相調整器で位相調整され、光増幅器で増幅された複数のパルスレーザー光を結合し、パルス励起光として出力する光結合器と、複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を制御する位相制御装置とを備え、
位相制御装置は、集光レンズの光軸に対するパルス励起光の傾きが所定の値となる複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を示す位相遅れ量データを保持し、位相遅れ量データに基づき複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を設定する。
r=f・tanθ・・・(式1)
の関係が成り立つ。ここでfは集光レンズ2の焦点距離である。このように、電子源の中心軸からの距離rは励起光の傾きθで決めることができる。
T=n・td・・・(式2)
nは集光点の数であり、図1Dの例ではn=4である。
Claims (17)
- 基板と光電膜を有するフォトカソードと、パルス励起光を発光する光源と、前記パルス励起光を前記フォトカソードに向けて集光する集光レンズとを備え、前記光電膜の前記パルス励起光が集光された位置からパルス電子ビームを放出させる電子銃と、
前記パルス電子ビームを試料に照射する電子光学系とを有し、
前記光源は、
レーザー光源と、
前記レーザー光源に電力を供給してパルスレーザー光を放出させる電源と、
前記レーザー光源が放出したパルスレーザー光を複数のパルスレーザー光に分配する光分配器と、
前記複数のパルスレーザー光ごとに設けられ、前記光分配器により分配されたパルスレーザー光の位相を調整する複数の位相調整器と、
前記複数のパルスレーザー光ごとに設けられ、前記光分配器により分配されたパルスレーザー光を増幅する複数の光増幅器と、
前記位相調整器で位相調整され、前記光増幅器で増幅された前記複数のパルスレーザー光を結合し、前記パルス励起光として出力する光結合器と、
前記複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を制御する位相制御装置とを備え、
前記位相制御装置は、前記集光レンズの光軸に対する前記パルス励起光の傾きが所定の値となる前記複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を示す位相遅れ量データを保持し、前記位相遅れ量データに基づき前記複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を設定する電子ビーム応用装置。 - 請求項1において、
前記光源は、前記電源及び前記位相制御装置を制御するコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、前記レーザー光源の発光を制御するため前記電源に出力する発光制御信号と同期した位相制御信号を前記位相制御装置に出力し、
前記位相制御装置は、前記集光レンズの光軸に対する前記パルス励起光の傾きが互いに異なる値となる複数の前記位相遅れ量データを保持し、前記複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を設定する前記位相遅れ量データをパルスレーザー光ごとに切り替える電子ビーム応用装置。 - 請求項2において、
制御装置をさらに有し、
前記電子光学系は、前記パルス電子ビームの軌道を制御するアライナまたは偏向器を備え、
前記制御装置は、前記発光制御信号と同期した偏向制御信号を前記アライナまたは前記偏向器に出力し、前記アライナまたは前記偏向器により偏向されたパルス電子ビームの軌道が同じになるよう制御する電子ビーム応用装置。 - 請求項2において、
前記電子光学系は、前記パルス電子ビームを前記試料上で第1の方向に掃引する偏向器を備え、
前記試料上で前記パルス電子ビームが照射される位置の軌跡は、前記第1の方向に垂直な方向に等間隔で並ぶ電子ビーム応用装置。 - 請求項4において、
前記パルス電子ビームが前記試料に照射されることにより発生する電子を検出する電子検出器を備える検出系と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記発光制御信号と同期した弁別信号を前記検出系に出力し、
前記検出系は、前記パルス電子ビームが照射される位置を弁別して、前記電子検出器からの検出信号に基づく画像を形成する電子ビーム応用装置。 - 請求項2において、
制御装置をさらに有し、
前記電子光学系は、前記パルス電子ビームの変動をモニタする電子ビームモニタを備え、
前記制御装置は、前記電子ビームモニタにより前記パルス電子ビームの電流量が低下していると判断した場合に、前記コントローラに前記パルス電子ビームの電流量を回復させるための制御信号を出力する電子ビーム応用装置。 - 請求項6において、
前記コントローラは、前記制御信号を受けて、前記レーザー光源の出力、および/または前記光増幅器による増幅率を調整する電子ビーム応用装置。 - 請求項6において、
前記コントローラは、前記制御信号を受けて、前記位相制御装置がパルスレーザー光ごとに前記複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を設定するために使用する前記位相遅れ量データを変更する電子ビーム応用装置。 - 請求項1において、
前記レーザー光源の発光は、前記試料に照射する励起光と同期されている電子ビーム応用装置。 - 請求項1において、
前記位相遅れ量データは、前記パルス励起光が前記集光レンズの光軸に平行になるときの前記複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を示し、
前記位相制御装置は、前記位相遅れ量データに基づき前記複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を設定する電子ビーム応用装置。 - 請求項10において、
前記光源は、前記パルス励起光が前記集光レンズの光軸に平行であることをモニタする光モニタを備え、
前記光モニタは、前記パルス励起光が入射され、その一部を反射する透過ミラーと、前記パルス励起光が前記集光レンズの光軸に平行であるときに前記透過ミラーからの反射光が受光面に垂直に入射するよう配置される光ディテクタとを備える電子ビーム応用装置。 - 請求項10において、
前記光源は、前記電源及び前記位相制御装置を制御するコントローラをさらに備え、
前記コントローラは、前記レーザー光源の発光を制御する発光制御信号を前記電源に出力し、
前記レーザー光源を第1のパルス幅で発光させているときには、前記位相制御装置は、前記位相遅れ量データに基づき前記複数の位相調整器それぞれの位相遅れ量を設定し、
前記レーザー光源を第1のパルス幅よりも長い第2のパルス幅で発光させているときには、前記位相制御装置は、前記パルス励起光の前記光電膜上での集光径が広がるよう、前記複数の位相調整器の少なくとも一つの位相遅れ量を変更する電子ビーム応用装置。 - 請求項1において、
前記光電膜は、化合物半導体膜と前記化合物半導体膜の表面に設けられた仕事関数低下被膜とを有する電子ビーム応用装置。 - 請求項1において、
前記光分配器及び光結合器はそれぞれ、回折光学素子とコリメータとを備え、
前記回折光学素子に垂直に入射されたパルスレーザー光は、複数のパルスレーザー光に分岐され、前記コリメータにより、前記複数のパルスレーザー光の光路は互いに平行とされる電子ビーム応用装置。 - 請求項1において、
前記光源は、前記集光レンズの光軸に対する前記パルス励起光の傾きを検出する光モニタを備え、
前記光モニタは、前記パルス励起光が入射され、その一部を反射する透過ミラーと、光軸が前記集光レンズの光軸と垂直となるように配置され、前記透過ミラーからの反射光が入射される結像レンズと、前記結像レンズとの間隔が前記結像レンズの焦点距離となるように配置される撮像素子とを備える電子ビーム応用装置。 - 請求項1において、
前記光分配器及び光結合器はそれぞれ、ハーフミラーで構成される電子ビーム応用装置。 - 請求項16において、
前記光源は、前記パルス励起光が前記集光レンズの光軸に平行であることをモニタする光モニタを備え、
前記光モニタは、前記光結合器からの非結合光をモニタする光ディテクタである電子ビーム応用装置。
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JP2014216418A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 三菱電機株式会社 | 位相同期レーザ装置 |
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