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JP2011180039A - Specimen damage analyzer - Google Patents

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JP2011180039A
JP2011180039A JP2010045894A JP2010045894A JP2011180039A JP 2011180039 A JP2011180039 A JP 2011180039A JP 2010045894 A JP2010045894 A JP 2010045894A JP 2010045894 A JP2010045894 A JP 2010045894A JP 2011180039 A JP2011180039 A JP 2011180039A
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JP
Japan
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light
damage
subject
reflectance
probe
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010045894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Genichi Otsu
元一 大津
Ko Nomura
航 野村
Tadashi Kawazoe
忠 川添
Takashi Yatsui
崇 八井
Yoshinori Tabata
能徳 多幡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SIGMAKOKI Co Ltd
Original Assignee
SIGMAKOKI Co Ltd
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Publication date
Application filed by SIGMAKOKI Co Ltd filed Critical SIGMAKOKI Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure laser's resistance to an optical component as a specimen, in a noncontact and quantitative manner, and accurately analyze damaged mechanism. <P>SOLUTION: A specimen damage analyzer includes a beam splitter 13 for separating a light pulse generated by a light source 11 into a pump light and a probe light; a delay-time adjusting section 15 for adjusting the delay times of the separated pump light and probe light; a first polarizing element 36 for controlling the polarization direction of the probe light to the pump light so that they are orthogonal to each other; an irradiation optical system for irradiating the specimen 2 with the pumped light and the probe light; a light-receiving element 31 for detecting a probe signal as the probe light reflected from the specimen 2; and a PC 33 for analyzing the reflectivity of the specimen 2, based on the probe signal detected by the light-receiving element 31. The height and/or the width of a reflectivity peak due to electron excitation for identifying its relaxation from the reflectivity. Correlation information between the previously-input degree of the damage and the height and/or the width of the reflectivity peak is verified, and the degree of the damage of the specimen is determined. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ポンププローブ法に基づいて被検体の損傷度合を非破壊で分析する被検体損傷分析装置に関する。   The present invention relates to a specimen damage analysis apparatus that analyzes the degree of damage of a specimen nondestructively based on a pump probe method.

従来より、光学部品に対するレーザ耐力を測定する場合、被検体としての光学部品に対してレーザ光を照射する。次に照射したレーザ光により形成された光学部品上の破壊痕を目視により、或いは顕微鏡観察を通じて確認することにより、実際のレーザ耐力を測る。   Conventionally, when measuring the laser tolerance of an optical component, the optical component as a subject is irradiated with laser light. Next, the actual laser resistance is measured by confirming the damage trace on the optical component formed by the irradiated laser light by visual observation or through microscopic observation.

しかしながら、このようなレーザ耐力の測定方法では、被検体としての光学部品に対してレーザ光を照射して破壊する、いわゆる破壊計測を前提としたものである。従って、かかるレーザ耐力の測定方法では、製品としての光学部品に疵をつけてしまうことから、非破壊でそのレーザ耐力を測定する技術が従来より望まれていた。   However, such a laser proof stress measuring method is premised on so-called destructive measurement in which an optical component as a subject is destroyed by irradiating a laser beam. Therefore, in such a laser proof stress measuring method, since the optical component as a product is wrinkled, a technique for measuring the laser proof strength non-destructively has been desired.

また、上述の如き目視等によりレーザ耐力を測定する方法では、定量的かつ客観的な測定基準を決めることができないことから、測定結果の信憑性に劣ることにもなっていた。   Further, in the method of measuring the laser resistance by visual observation as described above, since the quantitative and objective measurement standard cannot be determined, the reliability of the measurement result is inferior.

更に、上述した従来方法では、レーザ破壊が基板内部で生じたものであるか、基板の表面で生じたものであるかの判別や、レーザ光の照射により実際にいかなる破壊メカニズムにより損傷したのかの判別もすることができないという問題点があった。   Further, in the above-described conventional method, it is determined whether the laser destruction has occurred inside the substrate or on the surface of the substrate, and whether the laser beam has actually been damaged by any destruction mechanism. There was a problem that it could not be distinguished.

なお、従来において特許文献1に示す技術も提案されているが、上述した全ての問題点をクリアすることができるものではない。   In addition, although the technique shown in patent document 1 is proposed conventionally, not all the problems mentioned above can be cleared.

特開2004−37439号公報JP 2004-37439 A

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、被検体としての光学部品に対するレーザ耐力を非破壊で定量的に測定することができ、損傷メカニズムについても高精度に分析することが可能な被検体損傷分析装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to be able to quantitatively measure non-destructively the laser proof strength of an optical component as a subject, An object of the present invention is to provide a specimen damage analyzing apparatus capable of analyzing a mechanism with high accuracy.

本発明を適用した被検体損傷分析装置は、上述した課題を解決するために、互いに遅延時間が調整されたポンプ光及びプローブ光を被検体に照射する照射光学系と、上記プローブ光が上記被検体から反射したプローブ信号を検出する信号検出手段と、上記信号検出手段により検出された上記プローブ信号に基づいて上記被検体からの反射率を解析する反射率解析手段とを備え、上記反射率解析手段は、上記反射率から電子励起とその緩和による反射率ピークの高さ及び/又は幅を同定し、予め入力されている損傷度合と反射率ピークの高さ及び/又は幅の相関情報を照合して、当該被検体の損傷度合を判別することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an object damage analysis apparatus to which the present invention is applied includes an irradiation optical system that irradiates the object with pump light and probe light whose delay times are adjusted, and the probe light that is applied to the object. The reflectance analysis means comprises signal detection means for detecting the probe signal reflected from the specimen, and reflectance analysis means for analyzing the reflectance from the subject based on the probe signal detected by the signal detection means. The means identifies the height and / or width of the reflectance peak due to electron excitation and its relaxation from the above reflectance, and collates the correlation information between the damage degree and the height and / or width of the reflectance peak that are input in advance. Then, the degree of damage of the subject is determined.

上記反射率解析手段は、上記プローブ光が被検体に照射された照射面積Sに対する損傷面積Sdを、上記反射率の上記遅延時間に対する変化量ΔR(t)と、予め入力されている被検体非損傷時の屈折率nと被検体損傷時の屈折率n’と、それぞれの屈折率の遅延時間に対する変化量Δn、Δn’とに基づいて求めるようにしてもよい。   The reflectance analysis means includes a damage area Sd with respect to an irradiation area S irradiated with the probe light on the subject, a change amount ΔR (t) of the reflectance with respect to the delay time, and a subject non-input previously input. You may make it obtain | require based on the refractive index n at the time of damage, the refractive index n 'at the time of test object damage, and the variation | change_quantity (DELTA) n and (DELTA) n' with respect to the delay time of each refractive index.

また、上記反射率解析手段は、上記反射率から、光化学反応、電子励起、熱的反応の傾向をそれぞれ同定し、この同定した結果に基づいて損傷原因又は損傷メカニズムを分析するようにしてもよい。   Further, the reflectance analysis means may identify the tendency of photochemical reaction, electronic excitation, and thermal reaction from the reflectance, and analyze the cause of damage or the damage mechanism based on the identified result. .

また、上記プローブ光が上記被検体を透過した透過光を受光する透過光受光手段を更に備え、上記反射率解析手段は、上記透過光受光手段により受光された透過光に関する情報に基づいて、更に上記被検体の深さ方向の傾向を分析するようにしてもよい。   The probe light further includes transmitted light receiving means for receiving the transmitted light that has passed through the subject, and the reflectance analyzing means is further configured based on information about the transmitted light received by the transmitted light receiving means. The tendency of the subject in the depth direction may be analyzed.

また、光パルスを発生させる光パルス発生手段と、上記光パルス発生手段により発生された光パルスをポンプ光とプローブ光に分離する光分離手段と、上記光分離手段により分離されたポンプ光とプローブ光との遅延時間を調整する遅延時間調整手段と、上記ポンプ光に対する上記プローブ光の偏光方向を互いに直交する方向に制御する偏光制御手段とを更に備えるようにしてもよい。   Also, an optical pulse generating means for generating an optical pulse, an optical separating means for separating the optical pulse generated by the optical pulse generating means into pump light and probe light, and the pump light and probe separated by the optical separating means You may make it further provide the delay time adjustment means which adjusts the delay time with light, and the polarization control means which controls the polarization direction of the said probe light with respect to the said pump light in the direction orthogonal to each other.

本発明を適用した被検体損傷分析装置は、測定した反射率から電子励起とその緩和による反射率ピークの高さ及び/又は幅を同定し、予め入力されている損傷度合と反射率ピークの高さ及び/又は幅の相関情報を照合して、当該被検体の損傷度合を判別する。このため、本発明によれば被検体の損傷の有無をあくまで非破壊的に分析することができ、被検体の損傷の有無を判別する上で、わざわざ被検体にレーザ光を照射して破壊する、いわゆる破壊計測を行う必要性も無くなる。このため、製品としての光学部品に疵をつけてしまうことなく、その光損傷の有無を判別することが可能となる。   The object damage analyzer to which the present invention is applied identifies the height and / or width of the reflectance peak due to electron excitation and its relaxation from the measured reflectance, and the damage level and the reflectance peak height that are input in advance. The correlation information of the height and / or width is collated to determine the degree of damage of the subject. For this reason, according to the present invention, the presence or absence of damage to the subject can be analyzed non-destructively, and in order to determine the presence or absence of damage to the subject, the subject is purposely irradiated with laser light for destruction. This eliminates the need for so-called destructive measurement. For this reason, it is possible to determine the presence or absence of optical damage without glaring the optical component as a product.

本発明を適用した被検体損傷分析装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the subject damage analyzer to which this invention is applied. 被検体からのプローブ信号に基づいて反射率の時間変化を計測した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the time change of the reflectance based on the probe signal from a subject. (a)は、光損傷を受けた試験片における反射率ピークBを示す図であり、(b)は、光損傷を受けていない試験片における反射率ピークBを示す図である。(A) is a figure which shows the reflectance peak B in the test piece which received light damage, (b) is a figure which shows the reflectance peak B in the test piece which has not received light damage. ポンプ光の入射時からの遅延時間t(fs)と、反射率の変化量ΔRとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between delay time t (fs) from the time of incidence | injection of pump light, and the variation | change_quantity (DELTA) R of a reflectance. 本発明を適用した被検体損傷分析装置の構成を示す他の図である。It is another figure which shows the structure of the test object damage analyzer to which this invention is applied.

以下、本発明の実施の形態として被検体損傷分析装置について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an object damage analyzer according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用した被検体損傷分析装置1の構成を示している。この被検体損傷分析装置1は、被検体2の損傷度合をポンププローブ法により分析する装置であって、光源11と、光源11から出射された光パルスが供給されるND(減光)フィルタ12と、このNDフィルタ12を通過した光を分割するビームスプリッタ13と、このビームスプリッタ13を通過したポンプ光の光路上に配される反射板14と、反射板14によって折り曲げられたポンプ光が供給される遅延時間調整部15と、この遅延時間調整部15から供給されてくるポンプ光を被検体2側へと導く反射板20と、この反射板20からのポンプ光を被検体2上に集光させる集光レンズ23とを備えている。   FIG. 1 shows the configuration of an object damage analyzer 1 to which the present invention is applied. This object damage analysis apparatus 1 is an apparatus that analyzes the degree of damage of the object 2 by a pump probe method, and includes a light source 11 and an ND (dimming) filter 12 to which a light pulse emitted from the light source 11 is supplied. A beam splitter 13 that divides the light that has passed through the ND filter 12, a reflector 14 that is disposed on the optical path of the pump light that has passed through the beam splitter 13, and pump light that is bent by the reflector 14 is supplied. The delay time adjusting unit 15, the reflecting plate 20 that guides the pump light supplied from the delay time adjusting unit 15 to the subject 2, and the pump light from the reflecting plate 20 is collected on the subject 2. And a condensing lens 23 that emits light.

また、この被検体損傷分析装置1は、ビームスプリッタ13により折り曲げられて分離されたプローブ光の光路上に配される反射板18と、反射板18からのプローブ光を更に反射してこれを被検体2側へと導く反射板19と、反射板19からのプローブ光が供給される1/2波長板35と、この1/2波長板35の出射側に設けられた第1の偏光素子36と、第1の偏光素子36を通過したプローブ光を被検体2上に集光させる集光レンズ22と、集光レンズ23により集光されるポンプ光並びに集光レンズ22により集光されるプローブ光をチョッピングするための光チョッパー24と、被検体2を装着するためのホルダー26と、プローブ光が被検体2から反射したプローブ信号を集光するレンズ28と、レンズ28により集光されたプローブ信号の偏光方向を制御する第2の偏光素子30と、この第2の偏光素子30の出射側に配設された受光素子31と、この受光素子31に接続されているロックインアンプ32と、遅延時間調整部15並びにロックインアンプ32に接続されているパーソナルコンピュータ(PC)33と、更にこのPC33に接続されている撮像部34並びにXYステージ27とを備えている。   In addition, the object damage analyzer 1 further reflects the probe light from the reflector 18 disposed on the optical path of the probe light bent and separated by the beam splitter 13 and the probe light from the reflector 18. A reflecting plate 19 that leads to the specimen 2 side, a half-wave plate 35 to which probe light from the reflecting plate 19 is supplied, and a first polarizing element 36 provided on the exit side of the half-wave plate 35 A condensing lens 22 that condenses the probe light that has passed through the first polarizing element 36 on the subject 2, a pump light that is condensed by the condensing lens 23, and a probe that is condensed by the condensing lens 22. An optical chopper 24 for chopping light, a holder 26 for mounting the subject 2, a lens 28 for condensing the probe signal reflected by the probe light from the subject 2, and a probe condensed by the lens 28 A second polarizing element 30 for controlling the polarization direction of the probe signal; a light receiving element 31 disposed on the output side of the second polarizing element 30; and a lock-in amplifier 32 connected to the light receiving element 31. A personal computer (PC) 33 connected to the delay time adjustment unit 15 and the lock-in amplifier 32, and an imaging unit 34 and an XY stage 27 connected to the PC 33.

被検体2は、例えば、レンズ、ミラー、プリズム、基板、ビームスプリッタ、偏光素子として用いられる光学素子である。被検体2としての光学素子の材質は、例えば、BK7等のクラウンガラス、F2等のフリントガラスのような光学ガラスであったり、合成石英、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、フッ化バリウム、岩塩(NaCl)、ゲルマニウム(Ge)、サファイヤ、ジンクセレン(ZnSe)等のような光学結晶等によって具体化される。   The subject 2 is an optical element used as, for example, a lens, mirror, prism, substrate, beam splitter, or polarizing element. The material of the optical element as the subject 2 is, for example, optical glass such as crown glass such as BK7, flint glass such as F2, or synthetic quartz, calcium fluoride, lithium fluoride, barium fluoride, rock salt ( It is embodied by an optical crystal such as NaCl), germanium (Ge), sapphire, zinc selenium (ZnSe) or the like.

光源11は、例えばフェムト秒パルスレーザ光源である。この光源11は、具体的には、波長750nm、時間幅100fs程度からなる光パルスを80MHzの繰り返し周波数で発生させる、チタンサファイヤレーザ発振器等を用いるようにしてもよい。   The light source 11 is, for example, a femtosecond pulse laser light source. Specifically, the light source 11 may be a titanium sapphire laser oscillator that generates an optical pulse having a wavelength of about 750 nm and a time width of about 100 fs at a repetition frequency of 80 MHz.

NDフィルタ12は、光源11から出射された光パルスについて光量を落とすために用いられる。このNDフィルタ12は、灰色又は黒色で構成され、その濃さの度合いに応じて、光源11から出射された光パルスの減光量が決まる。   The ND filter 12 is used to reduce the light amount of the light pulse emitted from the light source 11. The ND filter 12 is composed of gray or black, and the light reduction amount of the light pulse emitted from the light source 11 is determined according to the degree of the darkness.

ビームスプリッタ13は、NDフィルタ12からの出射光路中に斜めに配設された図示しないハーフミラーを含むものである。このビームスプリッター13は、NDフィルタ12からの光パルスを分割し、一部はそのまま透過させるとともに、残りの一部はこれと略直交する方向へと反射させる。ここで、このビームスプリッタ13による透過光は、ポンプ光として、また反射光はプローブ光として使用することを前提としているが、その逆であってもよい。   The beam splitter 13 includes a half mirror (not shown) disposed obliquely in the optical path from the ND filter 12. The beam splitter 13 divides the optical pulse from the ND filter 12 and transmits part of the light pulse as it is, and reflects the remaining part in a direction substantially orthogonal thereto. Here, it is assumed that the light transmitted by the beam splitter 13 is used as pump light, and the reflected light is used as probe light, but the opposite may be possible.

反射板14、18、19は、入射されてくる光ビームを反射させることによりその光路を変換するミラーとして構成される。この中で、反射板14は、ビームスプリッタ13を透過したポンプ光の光路を略直角方向に折り曲げて遅延時間調整部15へと導く。反射板18は、ビームスプリッタ13を反射したプローブ光を略直角方向に反射させる。また反射板19は、この反射板18により反射されてくるプローブ光を略直角方向に反射させる。   The reflectors 14, 18, and 19 are configured as mirrors that change an optical path by reflecting an incident light beam. Among these, the reflecting plate 14 bends the optical path of the pump light transmitted through the beam splitter 13 in a substantially right angle direction and guides it to the delay time adjusting unit 15. The reflector 18 reflects the probe light reflected by the beam splitter 13 in a substantially right angle direction. The reflecting plate 19 reflects the probe light reflected by the reflecting plate 18 in a substantially right angle direction.

遅延時間調整部15は、可動ミラー16による光路長の調整を利用した光学系により構成されている。可動ミラー16は、入射光軸に対して45度の角度で斜めに配置された一対の反射ミラーから構成されており、入射光軸に沿って入射した光が一方の反射ミラーで入射光軸に対して垂直に反射されて他方の反射ミラーに入射し、他方の反射ミラーで入射方向に対して平行に反射されるようになっている。   The delay time adjustment unit 15 is configured by an optical system that uses adjustment of the optical path length by the movable mirror 16. The movable mirror 16 is composed of a pair of reflection mirrors arranged obliquely at an angle of 45 degrees with respect to the incident optical axis, and light incident along the incident optical axis is incident on the incident optical axis by one reflection mirror. On the other hand, it is reflected perpendicularly and enters the other reflecting mirror, and is reflected by the other reflecting mirror in parallel to the incident direction.

これにより、可動ミラー16が、ポンプ光のパルスの光軸方向に移動調整されることにより、可動ミラー16が図中上方に移動したとき光路長が長く、また図中下方に移動したとき光路長が短く調整されることになる。従って、遅延時間調整部15は、可動ミラー16の移動により、ポンプ光とプローブ光との遅延時間を調整することが可能となる。ここで、ポンプ光の光路長の可変範囲は、一般的には30cm程度であり、プローブパルス光とポンプパルス光との間に、例えば−1〜1nsの遅延時間の設定範囲を与えることになる。   As a result, the movable mirror 16 is moved and adjusted in the optical axis direction of the pulse of the pump light, so that the optical path length is long when the movable mirror 16 moves upward in the figure, and the optical path length when it moves downward in the figure. Will be adjusted short. Therefore, the delay time adjustment unit 15 can adjust the delay time between the pump light and the probe light by moving the movable mirror 16. Here, the variable range of the optical path length of the pump light is generally about 30 cm, and a delay time setting range of, for example, −1 to 1 ns is given between the probe pulse light and the pump pulse light. .

なお、遅延時間調整部15は、ポンプ光の光路を調整することにより時間遅延させる場合を例にとり説明をしたがこれに限定されるものではなく、プローブ光の光路上に設けるようにしてもよい。これにより、ことによりプローブ光の光路を調整することにより時間遅延させることも可能となる。   Note that the delay time adjustment unit 15 has been described by taking an example in which time delay is performed by adjusting the optical path of the pump light, but is not limited thereto, and may be provided on the optical path of the probe light. . Accordingly, it is possible to delay the time by adjusting the optical path of the probe light.

遅延時間調整部15から出射した光は、反射板20を反射して集光レンズ23により集光され、被検体2の表面に対してほぼ垂直に照射され、更に当該被検体2の表面に対してほぼ垂直に反射することになる。   The light emitted from the delay time adjustment unit 15 is reflected by the reflecting plate 20 and collected by the condenser lens 23, and is irradiated almost perpendicularly to the surface of the subject 2, and further to the surface of the subject 2. Will be reflected almost vertically.

また、1/2波長板35は、入射されるプローブ光に対して1/2波長の位相差を生じさせる。この1/2波長板35は、プローブ光の直線偏光成分を、これに直交する成分に変換し、位相差を180°とするものである。この1/2波長板35にプローブ光を通過させることにより、そのP偏光成分とS偏光成分の割合を調整することが可能となる。   Further, the half-wave plate 35 generates a half-wave phase difference with respect to the incident probe light. The half-wave plate 35 converts the linearly polarized component of the probe light into a component orthogonal to this, and sets the phase difference to 180 °. By passing the probe light through the half-wave plate 35, the ratio of the P-polarized component and the S-polarized component can be adjusted.

第1の偏光素子36は、1/2波長板35を通過したプローブ光におけるS偏光成分とP偏光成分のうち、何れか一方の偏光成分を透過させてこれを出射する。以下の例において、第1の偏光素子36からP偏光成分を透過させる場合を例にとり説明をする。   The first polarizing element 36 transmits one of the S-polarized component and the P-polarized component in the probe light that has passed through the half-wave plate 35 and emits it. In the following example, the case where the P-polarized light component is transmitted from the first polarizing element 36 will be described as an example.

集光レンズ22は、この第1の偏光素子36を通過したプローブ光を、被検体2の表面に対して斜め上方向から照射する。その結果、この斜め上方向から入射されるプローブ光は、この被検体2の表面を反射してプローブ信号としての光となってレンズ28により集光されることとなる。   The condensing lens 22 irradiates the probe light that has passed through the first polarizing element 36 obliquely upward with respect to the surface of the subject 2. As a result, the probe light incident from the obliquely upward direction is reflected by the surface of the subject 2 to be collected as light as a probe signal by the lens 28.

また光チョッパー24は、集光レンズ23により集光されるポンプ光並びに集光レンズ22により集光されるプローブ光を一定周期で断続することにより、当該ポンプ光、プローブ光を周期的にチョッピングする。光チョッパー24は、光反射部と光透過部とが周方向に交互に配置された回転ディスクとして構成され、モータの回転駆動によって光ビームを周期的に反射させ又は通過させるようにしてもよい。この光チョッパー24を配設する目的は、取得すべき信号のSN比を向上させるためである。ちなみに、この光チョッパー24は、ロックインアンプ32を介してPC33により制御される。光チョッパー24により変調されたポンプ光、プローブ光は、被検体2の表面に照射される。   The light chopper 24 periodically chops the pump light and the probe light by intermittently switching the pump light condensed by the condensing lens 23 and the probe light condensed by the condensing lens 22. . The light chopper 24 may be configured as a rotating disk in which light reflecting portions and light transmitting portions are alternately arranged in the circumferential direction, and the light beam may be periodically reflected or passed by rotating the motor. The purpose of disposing the optical chopper 24 is to improve the signal-to-noise ratio of the signal to be acquired. Incidentally, the optical chopper 24 is controlled by the PC 33 via the lock-in amplifier 32. Pump light and probe light modulated by the light chopper 24 are applied to the surface of the subject 2.

第2の偏光素子30は、レンズ28により集光されたプローブ信号の光におけるS偏光成分とP偏光成分のうち、何れか一方の偏光成分を透過させてこれを出射する。この第2の偏光素子30により透過させるべき偏光成分は、第1の偏光素子36により透過させる偏光成分と同一のものにすることを前提としており、第1の偏光素子36を透過する偏光成分がP偏光成分であるならば、第2の偏光素子30により透過させるべき偏光成分もP偏光成分である。   The second polarizing element 30 transmits one of the S-polarized component and the P-polarized component in the probe signal light collected by the lens 28 and emits it. The polarization component to be transmitted by the second polarization element 30 is assumed to be the same as the polarization component to be transmitted by the first polarization element 36, and the polarization component transmitted through the first polarization element 36 is If it is a P-polarized component, the polarized component to be transmitted by the second polarizing element 30 is also a P-polarized component.

受光素子31は、第2の偏光素子30を透過したP偏光成分の光を受光して光電変換することにより電気信号を生成し、これをロックインアンプ32へと送信する。   The light receiving element 31 receives the P-polarized light component that has passed through the second polarizing element 30 and photoelectrically converts the light to generate an electric signal, and transmits the electric signal to the lock-in amplifier 32.

ロックインアンプ32は、この電気信号を増幅してPC33へと送信する。また、このロックインアンプ32は、光チョッパー24からの参照信号も供給され、これを増幅した上でPC33へと送信する。   The lock-in amplifier 32 amplifies this electric signal and transmits it to the PC 33. The lock-in amplifier 32 is also supplied with a reference signal from the optical chopper 24, amplifies it, and transmits it to the PC 33.

撮像部34は、被検体2の背面側から撮像を行うカメラ等で構成されている。この撮像部34は、像光を結像させるためのレンズと、レンズを介して入射される被写体像に基づき電気的な撮像信号を生成するCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサとを有している。これにより、この撮像部34は、被検体2を透過した透過光を受光することが可能となる。そして、この撮像部34は、この透過光に関する情報から、被検体2の深さ方向の情報を取得することが可能となる。撮像部34は、CCDから生成した透過光に関する撮像信号をPC33へと送信する。   The imaging unit 34 includes a camera that performs imaging from the back side of the subject 2. The imaging unit 34 includes a lens for forming image light and a CCD (Charge Coupled Device) image sensor that generates an electrical imaging signal based on a subject image incident through the lens. . Thereby, the imaging unit 34 can receive the transmitted light that has passed through the subject 2. And this imaging part 34 can acquire the information of the depth direction of the subject 2 from the information regarding this transmitted light. The imaging unit 34 transmits an imaging signal related to the transmitted light generated from the CCD to the PC 33.

XYステージ27は、ホルダー26によって固定された被検体2をX方向及びY方向へ移動させる。なお、このXYステージ27以外に被検体2を回転移動させるための図示しない回転ステージが更に設けられていてもよいし、また被検体2を高さ方向に移動させるためのZ軸ステージが更に設けられていてもよい。   The XY stage 27 moves the subject 2 fixed by the holder 26 in the X direction and the Y direction. In addition to this XY stage 27, a rotation stage (not shown) for rotating the subject 2 may be further provided, and a Z-axis stage for moving the subject 2 in the height direction is further provided. It may be done.

PC33は、この被検体損傷分析装置1を制御するための中央制御ユニットとしての役割を担うものである。このPC33は、ロックインアンプ62から信号が供給され、供給された信号に基づいて反射率を解析する。また、このPC33は、撮像部34から撮像信号が供給され、かかる撮像信号を解析することにより、被検体2の透過画像を得ることが可能となる。また、PC33は、ユーザから入力された命令に基づいて、遅延時間調整部15を制御することにより、ポンプ光とプローブ光との遅延時間の調整を行う。   The PC 33 plays a role as a central control unit for controlling the subject damage analysis apparatus 1. The PC 33 is supplied with a signal from the lock-in amplifier 62 and analyzes the reflectance based on the supplied signal. Further, the PC 33 is supplied with an imaging signal from the imaging unit 34, and can analyze the imaging signal to obtain a transmission image of the subject 2. Further, the PC 33 adjusts the delay time of the pump light and the probe light by controlling the delay time adjustment unit 15 based on the command input from the user.

上述した構成からなる被検体損傷分析装置1により、実際に被検体2の損傷を分析する際には、ポンプ光の光路途中に置かれた遅延時間調整部15の可動ミラー16を物理的に移動させることにより光路長を変更して、プローブ光との間の遅延時間を調整する。ポンプ光は、光チョッパー24によりチョッピングされた後に被検体2に照射される。このポンプ光の照射により、被検体2自体が励起されることになる。またプローブ光は、被検体2に対して斜上方から入射され、また斜上方へ反射されるため、かかるプローブ信号成分のみを受光素子31により受光することが可能となる。但し、この被検体2表面で散乱されたポンプ光は、プローブ光の検出の際に雑音の原因となる。このため、プローブ光は、第1の偏光素子36により偏光方向がポンプ光と異なるように調整し、更に第2の偏光素子30によりかかる偏光成分のプローブ光のみを検出することとしている。   When the object damage analyzing apparatus 1 having the above-described configuration is used to actually analyze the object 2 for damage, the movable mirror 16 of the delay time adjusting unit 15 placed in the optical path of the pump light is physically moved. By changing the optical path length, the delay time with the probe light is adjusted. The pump light is applied to the subject 2 after being chopped by the light chopper 24. The subject 2 itself is excited by this pump light irradiation. Further, since the probe light is incident on the subject 2 obliquely from above and is reflected obliquely upward, only the probe signal component can be received by the light receiving element 31. However, the pump light scattered on the surface of the subject 2 causes noise when detecting the probe light. Therefore, the probe light is adjusted by the first polarizing element 36 so that the polarization direction is different from that of the pump light, and the second polarizing element 30 detects only the probe light of the polarization component.

図2は、この被検体2からのプローブ信号に基づいて反射率の時間変化を計測した結果を示している。この図2では横軸をポンプ光の被検体2への入射時からの時間遅れ(fs)を、また縦軸は、反射率ΔR/Rを示している。時間原点(0秒)は、ポンプ光の入射時点に相当する。   FIG. 2 shows the result of measuring the temporal change in reflectance based on the probe signal from the subject 2. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the time delay (fs) from the time when the pump light is incident on the subject 2, and the vertical axis indicates the reflectance ΔR / R. The time origin (0 seconds) corresponds to the incident time of the pump light.

この反射率の時間変化は、大きく分類して3つのパターンに分類することができる。反射率ピークAは、非線形光学応答に基づくものである。この反射率ピークAは、ポンプ光が実際に被検体2表面に照射されることによる光学応答であり、多光子吸収による光化学的反応を伴う可能性のある電子励起状態の変化を原因とする屈折率変化に対応する。ちなみに、この反射率ピークAの反射率ΔR/Rは、0.002超と高く、その幅は狭小である。これらは材料に依存する物理量である。   The temporal change in reflectance can be roughly classified into three patterns. The reflectance peak A is based on the nonlinear optical response. This reflectance peak A is an optical response caused by actually irradiating the surface of the subject 2 with pump light, and is a refraction caused by a change in an electronic excited state that may be accompanied by a photochemical reaction due to multiphoton absorption. Respond to rate changes. Incidentally, the reflectance ΔR / R of the reflectance peak A is as high as more than 0.002, and its width is narrow. These are physical quantities that depend on the material.

また反射率ピークBは、被検体2上に照射されたポンプ光により電子励起されることにより反射率が低下する段階と、この励起された電子が緩和されることにより反射率が向上する段階からなる谷状のピークが現れる。   Further, the reflectance peak B is obtained from the stage where the reflectance is lowered by the electron excitation by the pump light irradiated on the subject 2 and the stage where the reflectance is improved by the relaxation of the excited electrons. A valley-shaped peak appears.

また、傾向Cは、ポンプ光の照射によって生じる屈折率の変化に基づく熱的反応によるものである。   Moreover, the tendency C is due to a thermal reaction based on a change in refractive index caused by irradiation with pump light.

本発明を適用した被検体損傷分析装置1では、このような反射率の時間変化に基づいて被検体2の光損傷度合を分析する。   In the subject damage analysis apparatus 1 to which the present invention is applied, the degree of optical damage of the subject 2 is analyzed based on such a change in reflectance over time.

先ず、第1の分析方法では、被検体2の損傷度合を、上述した電子励起とその緩和による反射率ピークBに基づいて判別する。この第1の分析方法では、故意に光損傷を与えた試験片と、光損傷を何ら受けていない試験片の2種類を準備する。ちなみに、この試験片は、被検体2と同一の成分、表面状態からなる光学部品とされていることが望ましい。   First, in the first analysis method, the degree of damage of the subject 2 is determined based on the reflectance peak B due to the above-described electronic excitation and its relaxation. In this first analysis method, two types of test pieces are prepared: a test piece intentionally damaged by light and a test piece not damaged at all. Incidentally, it is desirable that the test piece is an optical component having the same components and surface state as the subject 2.

次に、この光損傷を受けた試験片と、光損傷を受けていない試験片それぞれについて、予め被検体損傷分析装置1により反射率の時間変化を計測し、その反射率ピークBを同定する。図3(a)は、光損傷を受けた試験片における反射率ピークBを、図3(b)は、光損傷を受けていない試験片における反射率ピークBを示している。光損傷を受けた試験片の反射率ピークBは、光損傷を受けていない試験片の反射率ピークBと比較して、そのピークの幅が狭小化されて、しかもピークの深さが深くなっている。即ち、光損傷を受けた試験片、光損傷を受けない試験片との間で、反射率ピークBの幅や深さ(高さ)が大きく異なっていることが示されている。換言すれば、光損傷を受けたか、或いは受けないかという点と、反射率ピークBの幅や深さ(高さ)との間で相関関係があるものといえる。   Next, with respect to each of the test piece that has been damaged by light and the test piece that has not been damaged by light, the specimen damage analyzer 1 measures the change in reflectance over time in advance, and the reflectance peak B is identified. FIG. 3A shows the reflectance peak B in the test piece damaged by light, and FIG. 3B shows the reflectance peak B in the test piece not damaged by light. The reflectance peak B of the test piece that has been damaged by light is narrower and the depth of the peak becomes deeper than the reflectance peak B of the test piece that has not been damaged by light. ing. That is, it is shown that the width and depth (height) of the reflectance peak B are greatly different between the test piece that is damaged by light and the test piece that is not damaged by light. In other words, it can be said that there is a correlation between the point of whether or not the optical damage has occurred and the width and depth (height) of the reflectance peak B.

第1の分析方法は、かかる相関関係を予め分析してこれを相関情報としてPC33内に格納しておく。そして。実際にこれから光損傷度合を測定しようとする被検体2について、反射率の時間変化を測定する。そしてその被検体2における反射率の測定結果と、上述した予め測定した相関情報とを比較する。その結果、仮に被検体2における反射率の測定結果が、図3(a)のプロファイルと類似している場合には、光損傷を受けていないものと判別することができ、図3(b)のプロファイルと類似している場合には、光損傷を受けたものと判別することができる。ちなみに、相関情報を比較する際には、反射率ピークBにおける幅、深さ(高さ)の双方、又は何れか一方を参照すればよい。   In the first analysis method, the correlation is analyzed in advance and stored in the PC 33 as correlation information. And then. With respect to the subject 2 to actually measure the degree of optical damage from now on, the change in reflectance over time is measured. And the measurement result of the reflectance in the subject 2 is compared with the previously measured correlation information. As a result, if the measurement result of the reflectance in the subject 2 is similar to the profile of FIG. 3A, it can be determined that there is no optical damage, and FIG. If it is similar to the profile, it can be determined that it has been damaged by light. Incidentally, when comparing the correlation information, it is only necessary to refer to either or both of the width and depth (height) of the reflectance peak B.

このように、第1の分析方法によれば、被検体2について測定した反射率から電子励起とその緩和による反射率ピークの高さ及び/又は幅を同定する。そして、予め入力されている損傷の有無と反射率ピークの高さ及び/又は幅の相関情報を照合して、当該被検体の損傷有無を判別する。   As described above, according to the first analysis method, the height and / or width of the reflectance peak due to electron excitation and its relaxation is identified from the reflectance measured for the subject 2. Then, the presence / absence of damage of the subject is determined by comparing the presence / absence of damage input in advance with the correlation information of the height and / or width of the reflectance peak.

これにより、被検体2の損傷の有無をあくまで非破壊的に分析することができ、被検体2の損傷の有無を判別する上で、わざわざ被検体2にレーザ光を照射して破壊する、いわゆる破壊計測を行う必要性も無くなる。このため第1の分析方法によれば、製品としての光学部品に疵をつけてしまうことなく、その光損傷の有無を判別することが可能となる。   Thereby, the presence or absence of damage to the subject 2 can be analyzed non-destructively, and in order to determine whether or not the subject 2 is damaged, the subject 2 is bothered by irradiating the subject 2 with laser light and destroying it. The need for destructive measurement is also eliminated. Therefore, according to the first analysis method, it is possible to determine the presence or absence of the optical damage without glaring the optical component as a product.

なお、第1の分析方法によれば、被検体2の損傷の有無のみならず、被検体2の損傷度合をも判別することができる。例えば光損傷度合をランク付けした複数種の試験片について、それぞれ反射率ピークBの高さ及び/又は幅を測定する。そして光損傷度合と反射率ピークBの高さ及び/又は幅の相関情報を取得し、これをPC33内に格納しておく。その後実際に損傷度合を求めるべき被検体2について同様に反射率ピークBの高さ及び/又は幅を測定し、これに最も類似する相関情報中の反射率ピークBの高さ及び/又は幅を介してその損傷度合を判別するようにしてもよい。上述した被検体2の損傷の有無が、損傷度合を2段階で評価していると考えることができるが、この2段階評価のみならず3段階以上で損傷度合を評価するようにしてもよい。   According to the first analysis method, not only the presence or absence of damage to the subject 2 but also the degree of damage to the subject 2 can be determined. For example, the height and / or width of the reflectance peak B is measured for each of a plurality of types of test pieces ranked by the degree of optical damage. Then, correlation information between the degree of optical damage and the height and / or width of the reflectance peak B is acquired and stored in the PC 33. Thereafter, the height and / or width of the reflectance peak B is measured in the same manner for the subject 2 for which the degree of damage is actually obtained, and the height and / or width of the reflectance peak B in the correlation information most similar to this is measured. The degree of damage may be discriminated. It can be considered that the presence or absence of damage to the subject 2 described above evaluates the degree of damage in two stages, but the degree of damage may be evaluated not only in this two-stage evaluation but also in three or more stages.

また、第1の分析方法によれば、被検体2について1箇所のみの損傷分析を行う場合に加えて、XYステージ27によりプローブ光のスポット形成位置を移動させることで複数個所の損傷分析を行うことも可能となる。   Further, according to the first analysis method, in addition to the case where the subject 2 is subjected to damage analysis only at one location, the XY stage 27 is used to perform damage analysis at a plurality of locations by moving the probe light spot formation position. It is also possible.

次に、被検体損傷分析装置1による第2の分析方法について説明をする。   Next, a second analysis method by the subject damage analyzer 1 will be described.

この第2の分析方法は、プローブ光が被検体2に照射された照射面積Sに対する損傷面積Sdを分析するものである。   In the second analysis method, the damage area Sd with respect to the irradiation area S irradiated with the probe light on the subject 2 is analyzed.

図4は、ポンプ光の被検体2への入射時からの遅延時間t(fs)を横軸に、また反射率の変化量ΔRを縦軸にとったものである。ΔRは、反射率ピークAに対応して当初は大きくなり、その後反射率ピークB、傾向Cへと至るにつれて徐々に小さくなる。   FIG. 4 shows the delay time t (fs) from when the pump light is incident on the subject 2 on the horizontal axis, and the reflectance change amount ΔR on the vertical axis. ΔR initially increases corresponding to reflectance peak A, and then gradually decreases as reflectance peak B and trend C are reached.

このようなΔRは、遅延時間tの関数ΔR(t)として表せる。式(1)は、光損傷が全く無い場合の被検体2の反射率ΔR(t)を示している。   Such ΔR can be expressed as a function ΔR (t) of the delay time t. Expression (1) shows the reflectance ΔR (t) of the subject 2 when there is no optical damage.

ΔR(t)=2Δn(t)(n−1)/|n+1|2 ・・・・・・(1) ΔR (t) = 2Δn (t) (n−1) / | n + 1 | 2 (1)

式(1)において、被検体非損傷時の屈折率をnとし、Δn(t)は、屈折率nの遅延時間tに対する変化量Δnである。   In Expression (1), the refractive index when the subject is not damaged is n, and Δn (t) is a change amount Δn of the refractive index n with respect to the delay time t.

また式(2)は、光損傷がある場合の被検体2の反射率ΔR(t)を示している。   Equation (2) represents the reflectance ΔR (t) of the subject 2 when there is optical damage.

ΔR(t)=2Δn(t)(n−1)/|n+1|2×(S−Sd)/S+2Δn’(t)(n’−1)/|n’+1|2×Sd/S ・・・・・・(2) ΔR (t) = 2Δn (t) (n−1) / | n + 1 | 2 × (S−Sd) / S + 2Δn ′ (t) (n′−1) / | n ′ + 1 | 2 × Sd / S (2)

式(2)において、被検体損傷時の屈折率をn’とし、Δn’(t)は、屈折率n’の遅延時間tに対する変化量Δn’である。   In Expression (2), the refractive index when the subject is damaged is n ′, and Δn ′ (t) is a change amount Δn ′ of the refractive index n ′ with respect to the delay time t.

光損傷がある場合に照射面積Sに対する損傷面積Sdを実際に測定する場合には、先ず被検体損傷分析装置1により、遅延時間tに対するΔRのプロファイルを測定してΔR(t)を求める。また、被検体非損傷時の屈折率n、被検体損傷時の屈折率n’、Δn(t)、Δn’(t)は、予めPC33内に情報として入力されているものとする。またプローブ光の被検体2に対する照射面積Sは、市販のビームプロファイラ等で求めることができる。   When actually measuring the damage area Sd with respect to the irradiation area S when there is optical damage, first, the subject damage analyzer 1 measures the profile of ΔR with respect to the delay time t to obtain ΔR (t). In addition, it is assumed that the refractive index n when the subject is not damaged, the refractive indexes n ′, Δn (t), and Δn ′ (t) when the subject is damaged are input as information in the PC 33 in advance. The irradiation area S of the probe light with respect to the subject 2 can be obtained with a commercially available beam profiler or the like.

これらの各パラメータを(2)式に代入することにより、損傷面積Sdを計算から求めることが可能となり、ひいては照射面積Sに対する損傷面積Sdの割合を求めることが可能となる。しかも本発明によれば、この損傷面積Sdを求める上で、これを非破壊で定量的に測定することができる。   By substituting these parameters into the equation (2), the damage area Sd can be obtained from the calculation, and as a result, the ratio of the damage area Sd to the irradiation area S can be obtained. In addition, according to the present invention, this damage area Sd can be quantitatively measured nondestructively.

次に、第3の分析方法について説明をする。第3の分析方法によれば、被検体2について測定した反射率から、光化学反応による反射率ピークA、電子励起並びにその緩和に伴う反射率ピークB、熱的反応の傾向Cをそれぞれ同定する。次に、以前から予め損傷原因毎、或いは損傷メカニズム毎に分類した反射率ピークA、B、傾向Cを比較参照し、この同定した反射率ピークA、B、傾向Cに基づいて損傷原因或いは損傷メカニズムを分析する。   Next, the third analysis method will be described. According to the third analysis method, the reflectance peak A due to photochemical reaction, the reflectance peak B due to electron excitation and relaxation thereof, and the thermal reaction tendency C are identified from the reflectance measured for the subject 2. Next, the reflectance peaks A, B, and tendency C classified in advance for each damage cause or each damage mechanism are compared and referred to, and the cause of damage or damage is determined based on the identified reflectance peaks A, B, and tendency C. Analyze the mechanism.

これにより、本発明によれば、損傷原因、損傷メカニズムについても高精度に分析することが可能となる。   Thus, according to the present invention, it is possible to analyze the cause of damage and the damage mechanism with high accuracy.

更に本発明によれば、撮像部34に関する情報から、被検体2の深さ方向の情報を取得することが可能となり、これに基づいて被検体2の深さ方向の傾向を分析するようにしてもよいことは勿論である。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to acquire information on the depth direction of the subject 2 from the information on the imaging unit 34, and based on this, the tendency of the subject 2 in the depth direction is analyzed. Of course, it is also good.

なお、上述した被検体損傷分析装置1では、光源11から発せられた光パルスをビームスプリッタ13により分離してそれぞれポンプ光、プローブ光を生成する場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではない。例えば、図5に示すように、ポンプ光、プローブ光を別々の光源で発生させ、ビームスプリッタ13に相当する構成を省略するようにしてもよい。この構成では、ポンプ光を生成する光源11aと、プローブ光を生成する光源11bとを互いに独立して構成したものである。光源11a、11bを別々に設ける代わりに、ビームスプリッタ13に関する構成を省略する。   In the above-described object damage analysis apparatus 1, the case where the light pulse emitted from the light source 11 is separated by the beam splitter 13 to generate the pump light and the probe light, respectively, has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. It is not something. For example, as shown in FIG. 5, pump light and probe light may be generated by separate light sources, and the configuration corresponding to the beam splitter 13 may be omitted. In this configuration, the light source 11a that generates pump light and the light source 11b that generates probe light are configured independently of each other. Instead of providing the light sources 11a and 11b separately, the configuration relating to the beam splitter 13 is omitted.

光源11aから発せられた光は、NDフィルタ12aを通過してそのままポンプ光となる。また、光源11bから発せられた光は、NDフィルタ12bを通過し、反射板18へと到達し、そのままプローブ光となる。その後のポンプ光、プローブ光の経路は上述と同一である。なお、この光源11aと光源11bとは互いに同期等の各種調整がなされていることが前提となる。   The light emitted from the light source 11a passes through the ND filter 12a and becomes pump light as it is. Further, the light emitted from the light source 11b passes through the ND filter 12b, reaches the reflection plate 18, and becomes probe light as it is. The subsequent pump light and probe light paths are the same as described above. The light source 11a and the light source 11b are premised on various adjustments such as synchronization.

また、本発明では、第1の偏光素子36、第2の偏光素子30に関する構成を省略するようにしてもよい。即ち、ポンプ光とプローブ光との間で偏光方向を互いに異ならせることにより、プローブ光を精度よく検出する場合のみならず、受光素子31によりプローブ光を検出する上でポンプ光と混合しないように照射方向等を空間的に異ならせるようにしてもよい。   In the present invention, the configuration relating to the first polarizing element 36 and the second polarizing element 30 may be omitted. That is, by making the polarization directions different between the pump light and the probe light, not only when the probe light is accurately detected, but also when the probe light is detected by the light receiving element 31, it is not mixed with the pump light. The irradiation direction or the like may be spatially different.

1 被検体損傷分析装置
2 被検体
11 光源
12 NDフィルタ
13 ビームスプリッタ
14、18、19 反射板
15 遅延時間調整部
20 反射板
22、23 集光レンズ
24 光チョッパー
26 ホルダー
27 XYステージ
28 レンズ
30 第2の偏光素子
31 受光素子
32 ロックインアンプ
33 PC
34 撮像部
35 1/2波長板
36 第1の偏光素子

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject damage analyzer 2 Subject 11 Light source 12 ND filter 13 Beam splitter 14, 18, 19 Reflector plate 15 Delay time adjustment part 20 Reflector plates 22, 23 Condensing lens 24 Optical chopper 26 Holder 27 XY stage 28 Lens 30 First Two polarizing elements 31 Light receiving element 32 Lock-in amplifier 33 PC
34 Imaging part 35 1/2 wavelength plate 36 1st polarizing element

Claims (5)

互いに遅延時間が調整されたポンプ光及びプローブ光を被検体に照射する照射光学系と、
上記プローブ光が上記被検体から反射したプローブ信号を検出する信号検出手段と、
上記信号検出手段により検出された上記プローブ信号に基づいて上記被検体からの反射率を解析する反射率解析手段とを備え、
上記反射率解析手段は、上記反射率から電子励起とその緩和による反射率ピークの高さ及び/又は幅を同定し、予め入力されている損傷度合と反射率ピークの高さ及び/又は幅の相関情報を照合して、当該被検体の損傷度合を判別すること
を特徴とする被検体損傷分析装置。
An irradiation optical system that irradiates the subject with pump light and probe light whose delay times are adjusted to each other;
Signal detection means for detecting the probe signal reflected from the subject by the probe light; and
A reflectance analyzing means for analyzing the reflectance from the subject based on the probe signal detected by the signal detecting means,
The reflectance analysis means identifies the height and / or width of the reflectance peak due to electron excitation and relaxation from the reflectance, and determines the degree of damage and the height and / or width of the reflectance peak that are input in advance. An object damage analyzer characterized by collating correlation information and determining the degree of damage of the object.
上記反射率解析手段は、上記プローブ光が被検体に照射された照射面積Sに対する損傷面積Sdを、上記反射率の上記遅延時間に対する変化量ΔR(t)と、予め入力されている被検体非損傷時の屈折率nと被検体損傷時の屈折率n’と、それぞれの屈折率の遅延時間に対する変化量Δn、Δn’とに基づいて求めること
を特徴とする請求項1記載の被検体損傷分析装置。
The reflectance analysis means includes a damage area Sd with respect to an irradiation area S irradiated with the probe light on the subject, a change amount ΔR (t) of the reflectance with respect to the delay time, and a subject non-input previously input. 2. The object damage according to claim 1, wherein the object damage is obtained based on a refractive index n at the time of damage, a refractive index n ′ at the time of damage to the object, and variations Δn and Δn ′ with respect to a delay time of each refractive index. Analysis equipment.
上記反射率解析手段は、上記反射率から、光化学反応、電子励起、熱的反応の傾向をそれぞれ同定し、この同定した結果に基づいて損傷原因又は損傷メカニズムを分析すること
を特徴とする請求項1又は2記載の被検体損傷分析装置。
The reflectance analysis means identifies a tendency of a photochemical reaction, electronic excitation, and thermal reaction from the reflectance, and analyzes a cause of damage or a damage mechanism based on the identified result. 3. The object damage analyzer according to 1 or 2.
上記プローブ光が上記被検体を透過した透過光を受光する透過光受光手段を更に備え、
上記反射率解析手段は、上記透過光受光手段により受光された透過光に関する情報に基づいて、更に上記被検体の深さ方向の傾向を分析すること
を特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項記載の被検体損傷分析装置。
The probe light further comprises transmitted light receiving means for receiving the transmitted light transmitted through the subject,
The said reflectance analysis means further analyzes the tendency of the depth direction of the said subject based on the information regarding the transmitted light received by the said transmitted light light-receiving means, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 2. The object damage analyzer according to claim 1.
光パルスを発生させる光パルス発生手段と、
上記光パルス発生手段により発生された光パルスをポンプ光とプローブ光に分離する光分離手段と、
上記光分離手段により分離されたポンプ光とプローブ光との遅延時間を調整する遅延時間調整手段と、
上記ポンプ光に対する上記プローブ光の偏光方向を互いに直交する方向に制御する偏光制御手段とを更に備えること
を特徴とする請求項1〜4のうち何れか1項記載の被検体損傷分析装置。
An optical pulse generating means for generating an optical pulse;
Light separating means for separating the light pulse generated by the light pulse generating means into pump light and probe light;
A delay time adjusting means for adjusting a delay time between the pump light and the probe light separated by the light separating means;
The object damage analyzer according to any one of claims 1 to 4, further comprising polarization control means for controlling the polarization directions of the probe light with respect to the pump light in directions orthogonal to each other.
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