用于激光光学地检测试样表面运动的方法和设备的制造方法_2

文档序号:8531737阅读:来源:国知局
表面运动的配置组件;
[0062]图2示出图1所示配置组件的具有带开口的反光镜的变型;
[0063]图3示出图1所示配置组件的具有带接装的/整合的棱镜的玻璃板的变型。
【具体实施方式】
[0064]作为引言首先需要说明的是:相同的部件设有相同的附图标记或者相同的部件名称,其中,在说明书全文中所包含的公开内容都可以按照意义转用到设有相同附图标记或者相同部件名称的相同的部件上。再者,在说明书中所选择的方位说明,诸如上、下、侧边等等,都是关于直接描述以及示出的附图的,并且当方位变化时,可按照意义转至新的方位。此外,来自示出的和说明的实施例的各个单个的特征或特征组合也可构成本身独立的、发明性的或根据本发明的解决方案。
[0065]图1示出的是用于激光光学地检测试样I表面运动的配置组件,其包括:
[0066]-一个产生激光射线3的激光源2,
[0067]-第一光折变/电光元件4,
[0068]-第二光折变/电光元件5,
[0069]-用于将从第一光折变/电光元件4中射出的光线转换成第一电信号的装置6,
[0070]-用于将从第二光折变/电光元件5中射出的光线转换成第二电信号的装置7,
[0071]用于将彼此相反的电压施加到第一和第二光折变/电光元件4、5上的装置8,和
[0072]-用于对第一电信号与第二电信号之间的差动信号进行分析处理的装置9。
[0073]在此,两个光折变/电光元件4和5优选构造成光折变/光电晶体,这些光折变/光电晶体特别是由铋一硅一氧化物(用于532nm的探测激光-波长)构成。然而两个光折变/电光元件4和5例如也可以由光折变聚合物制成。
[0074]另外,所述配置组件包括:
[0075]-用于使由激光射线3获得的第一基准射线10与由这个激光射线3获得的、对准试样I的并且经这个试样反射的第一测量射线12在第一光折变/电光元件4中叠加的装置,
[0076]-用于产生与第一基准射线10基本上相同的第二基准射线11的装置,
[0077]-用于产生与第一测量射线12基本上相同的第二测量射线13的装置和
[0078]-用于使第二基准射线11与第二测量射线13在第二光折变/电光元件5中叠加的装置。
[0079]为此将来自激光器2的激光射线3分成第一和第二基准射线10、11以及可对准试样I的第一测量射线12,并且从经试样I反射的第一测量射线12中分流出第二测量射线13ο
[0080]具体而言,所述配置组件为此包括:
[0081]-用于将激光射线3分成第一s偏振基准射线10和第一 P偏振测量射线13的第一偏振分束器14,
[0082]-用于将s偏振部分从经试样I反射的第一测量射线12中偏转到通向光折变/电光元件4、5的分支中的第二偏振分束器15,
[0083]-用于从第一s偏振测量射线12中分流出第二 s偏振测量射线13的第三分束器16,和
[0084]-用于从第一s偏振基准射线10中分流出第二 s偏振基准射线11的第四分束器17。
[0085]在此,分束器16..17的分束比优选为50:50。
[0086]另外,所述配置组件包括:
[0087]-一块沿着激光射线3的辐射方向设置在第一偏振分束器14上游的第一 λ /2板18,
[0088]-—块向着试样I的方向与第二偏振分束器15相邻设置的λ/4板19,和
[0089]-一块向着光折变/电光元件4、5的方向与第二偏振分束器15相邻设置的第二λ /2板20,该λ /2板包含在图2和3内,以便使测量射线12的偏振旋转。
[0090]另外,在配置组件中还包含有各种不同的平面转向镜21..24,以及各种不同的光学透镜25..30。
[0091]最后,在图1中示出一个可选的激发激光器31,该激发激光器的激光射线33穿过透镜32并且借助一个反光镜34指向试样1,以便在这个试样内产生超声波。
[0092]所述配置组件的功能如下:
[0093]激光射线3从激光源2射出穿过一个透镜系统25并且然后借助反光镜21偏转到第一 λ/2板18上。这块λ/2板使激光射线2的偏振方向旋转,该激光射线接着射向第一偏振分束器14。在那里激光射线2分成第一 s偏振基准射线10和第一 P偏振测量射线12。
[0094]P偏振测量射线12现在通过第二偏振分束器15、第二 λ /4板19以及一个透镜系统26并且然后射到试样I上。如在此示出的那样,对准试样I的激发激光器31能够以本身众所周知的方式使这个试样处于振动状态。当然也可以考虑通过其他的方式激发试样I振动。
[0095]根据多普勒效应,现在反向散射的第一测量射线12的频率由于试样I的表面运动速度而发生变化。另外,由于表面运动而出现反向散射的第一测量射线12的相移。
[0096]这个测量射线再次通过透镜系统26、第二 λ /4板19并且接着射到第二偏振分束器15上,在那里第一测量射线12的s偏振部分偏转90°。由于两次通过λ/4板19,反向散射的测量射线12从P偏振旋转为s偏振。测量射线12然后射到第三分束器16上,在该第三分束器内分流出第二测量射线13。
[0097]第一基准射线10借助反光镜22转向到第四分束器17上。在那里从第一 s偏振基准射线10中分流出第二 S偏振基准射线U。
[0098]第一测量射线12现在通过透镜27进入第一光折变/电光元件4。第一基准射线10经由反光镜23同样转向进入光折变/电光元件4内并且在那里与测量射线12叠加,或者在那里与这个测量射线发生干涉。根据电光普克尔斯效应或者根据克尔效应可以借助电场在光折变/电光元件4内产生双折射。借助电源8产生这个电场。
[0099]产生的测量射线12现在通过透镜28并且最终在第一光电池6内转换为第一电信号,可以在示波器9中使该第一信号成为可见。
[0100]第二测量射线13通过透镜29并且射到第二光折变/电光元件5上。第二基准射线11经由反光镜24同样转向进入第二光折变/电光元件25内并且在那里与第二测量射线13叠加或者在那里与这个第二测量射线发生干涉。产生的测量射线13通过透镜30并且最终在第二光电池7内转换为第二电信号,可以在示波器9中使该第二电信号成为可见。
[0101]如第一测量射线12和第一基准射线10那样以完全类似的方式对第二测量射线13和第二基准射线11进行处理,然而不同之处在于:给第二光折变/电光元件5施加一个与施加到第一光折变/电光元件4上的电压相反的电压。
[0102]由于光折变/电光元件4、5上的电压彼此相反,由光折变/电光元件4、5获得的光学信号以及因此还有由光电池6和7产生的信号是彼此相反的。在示波器9中现在构成第一与第二电信号之间的差。因此一方面使得测量信号的信号强度加倍,另一方面消除了在光学信号转换为电信号时产生的干扰。通过这种方式能够明显地改善对试样表面运动的激光光学检测。
[0103]在此处要注意的是:为了对试样I表面运动进行激光光学检测并不一定需要对在两个光折变/电光元件4、5中产生的全息图进行分析处理。由于基准射线10、11与测量射线12、13之间的相移产生由相关的光折变/电光元件4、5射出的测量射线12、13的振幅调制或者产生由光折变/电光元件4、5射出的测量射线12、13与一个基准射线10、11之间的强度偏差(Intensitaetsverschiebung),对射出的测量射线12、13的强度进行测量就足够了。因此光电元件5、6可以构造成光电二极管,利用这些光电二极管可以检测探测到的测量射线12、13的所述强度变化。
[0104]在图1中示出一种可选的激发激光器31,该激发激光器的激光射线32通过透镜33并且借助一个反光镜34指向试样1,以便在这个试样内产生超声波。
[0105]在图1示出的配置组件的一种变型中,不是在试样I的背侧,而是在其朝向测量射线12的那侧对该试样进行激发。为此激发激光器31的激光射线33从反光镜35指向反光镜36。从那里起激光射线33通过透镜37并最后射向试样1,在那里它以已经说明的方式产生超声波。在此,为了有利于透镜37而可以放弃透镜32 (参见虚线画出的光路)。
[0106]一般地并不是强制性地借助激发激光器31来激发试样I。也可以设置一个其它的振动传送器(Schwinggeber)来代替激发激光器31、例如压电振动传送器(另参见图2)。如果试样I自振动,那么可以完全省略用于产生振动的单独的装置。
[0107]在另一种变型中还可以考虑:配置组件仅仅包括透镜组26的左侧的透镜。另外可能的是:一般设置一个偏振控制器20代替第二 λ/2板,利用该偏振控制器可以使测量射线12的偏振方向任意旋转。
[0108]关于偏振方向一般需要注意的是:在图1中示出的、对基准射线10、11和测量射线12,13的特殊定向对于配置组件的功能来说并不是绝对必要的。测量射线12、13和在光折变/电光元件4、5内相交的基准射线10、11还可以具有其它的偏振化。所以还可以设置其它的用于影响偏振化的元件。
[0109]图2现在示出的是图1所示配置组件的经过一些改良的变型。代替第二偏振分束器15,在这个实例中设置有带有(中心)开口的反光镜38。来自第一偏振分束器14的测量射线12穿过反光镜38中的孔,通过透镜39并且最后射到试样I上。经反射的(和经散射的)测量射线I
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1