[发明专利]用于将光学组件重新聚焦的方法

说明书

本发明涉及一种使用来源于短脉冲光源(2)的至少一个光束(f_u)将光学机构重新聚焦在目标表面(100)上的方法，所述光学机构包括用于将所述光束(f_u)聚焦在所述目标表面(100)上的至少一个光学器件(5)，其中所述重新聚焦在知悉了所述光学机构被视为聚焦的参考条件(d₁)之后发生。根据方法：检测聚焦信号，其表示由所述目标表面(100)反射的光束(f_r)与不由所述目标表面(100)反射且从所述源(2)导出的参考光束(f_ref)之间的脉冲的时间叠加，所述光束中的一个由延迟线(14)延迟，基于所述参考条件，使得其上放置了所述延迟线(14)的所述光束的光学路径变化以导致所述聚焦信号到达或超过预定义阈值，以及基于对在参考条件(d₁)与所述聚焦信号到达或超过所述预定义阈值的第二条件(d₂)之间的光学路径的变化的知悉，重新调节所述聚焦。

技术领域

本发明涉及一种用于将光学机构重新聚焦的方法和装置。

背景技术

为了准确地指示待加工工件的点，在工业加工中使用这样的一些光学机构，其利用了来源于光源的具有时间上超短(也就是说，在飞秒或皮秒量级)的脉冲的光束。

在所谓的“时间解析”(特别是“泵浦探测”类型的)光学机构中，使用时间上超短的激光脉冲来光学地激励样本，并检测其在现象产生之前、期间、和之后的状态。其可能涉及激励金属或半导体中的电荷载流子、增加热、或甚至生成声学脉冲。

泵浦探测机构使得有可能学习非常快速的现象，例如物质中电子的动态、小规模的热扩散、或甚至超快速光声现象(也被称为“皮秒声学”)。这种光声应用在工业世界中用得非常广泛。多年来，鲁道夫技术公司已销售了所有主要微电子生产商非常广泛地使用的用于在线监视集成电路的层的厚度的设备。MENAPiC公司使用了光声技术的一种变形，其使得描述材料的特征成为可能。

这些光学机构的原理是采用两个光源(特别是激光器)或分成两个光束的一个光源。第一光源(称为“泵浦”)负责生成该现象。泵浦光束例如通过专用的聚焦光学器件(比如透镜或显微镜物镜)聚焦到样本上。第二光束(称为“探测”)利用相同的光学器件或不同的光学器件也在同一点处聚焦到样本上。

两个光束具有不同的光学轨迹，但它们中的至少一个是长度可调的，因此存在用于使两个光束行进的光路的长度严格相等的设备。通过延迟线对轨迹中之一的长度的调节将时间相移设定在泵浦光束与探测光束之间，并且确定观察到样本的状态的时刻。

泵浦和探测这两个光束在样本上反射或穿过它。根据机构，在幅度、相位或方向方面对反射的或透射的探测光束进行分析。对作为泵浦光束与探测光束之间的延迟的函数的这些量中的一个量的依赖性进行的分析使得有可能重构样本在现象产生之前、期间和之后的历史。

图1表示采用单个激光源52的泵浦-探测光学机构51的示例。从其导出的光束f_i被分光元件53分成两个光束：泵浦f_p和探测f_s。这些光束之间的延迟是使用延迟线54可调的，延迟线54在本示例中包括根据线性位移可移动的反射镜。随后使用在所考虑的示例中对两个光束唯一的聚焦光学器件55来将泵浦f_p和探测f_s两个光束重新组合在待分析样本100上。在本示例中，使用光电二极管56在强度方面对样本100反射的探测光束fs_r进行分析，泵浦光束fp_r被陷光器57阻止。