化方式组合。此外，所属领域的技术人员将容易明了组合本文中所描述的元件的能力。
[0058]系统100、200、300及400中的任一者可包含用于控制处于一或多个选定波长的照明的强度的构件。在一些实施例中，递送到测量头的照明的强度可利用声光可调谐滤波器(AOTF)来控制，如美国公开案第2011/0310388 Al号中至少部分描述。美国公开案第2011/0310388 Al号以引用方式并入本文中。
[0059]在一些实施例中，AOTF可包含双通布置，如本文中所描述。来自多个光纤(每一光纤经配置以用于透射处于选定波长的照明)的照明，可聚焦到AOTF上。AOTF的RF调制(例如，振幅及/或频率调制)可用于确定特定次序的处于选定波长的照明如何高效地衍射。照明的衍射光束可利用准直透镜准直并自平面镜逆向反射。反射光束可往回聚焦到AOTF上，再次衍射且往回耦合到其原始光纤中。光纤循环器可经配置以将往回传播的照明分裂到输出光纤中。此双通布置可增加强度控制的动态范围且减少来自频率变化的噪声。
[0060]在一些实施例中，每一照明源102、202、302、402可经独立调制以控制处于一或多个波长的照明强度。因此，针对多个照明源102、202、302、402，在积分时间期间入射于检测器阵列上的光子的数目可经控制到选定水平或在选定边际内。在一些实施例中，每一照明源102、202、302、402可为脉冲宽度调制(PffM)使得每一脉冲短于检测器的积分时间且与由所述检测器对每一帧的获取同步。
[0061]系统100、200、300及400中的任一者可进一步包含用于控制处于一或多个选定波长的照明的空间相干性的构件。由照明源102、202、302、402(例如激光器)经由单模光纤提供的处于选定波长的照明可导致斑点图案及其它相干假影，这是因为高空间相干性可允许沿着稍微不同的路径长度行进的照明的部分彼此干涉。
[0062]在实施例中，空间相干性可通过替代利用单模光纤将照明经由多模光纤递送到测量头来控制。如果光纤面上的不同点不相关，那么多模光纤可如同经扩展物体动作。耦合到多模光纤中的照明源102、202、302、402通常激发多模光纤的模式中的小子组。照明源102、202,302,402可经配置以通过使所聚焦照明光束以随机或伪随机图案横向跨越光纤面进行扫描来激发多模光纤的模式的全部或广泛分布。机械耦合到倾斜(tip-tilt)致动器或替代致动构件的折叠镜可经配置以使照明光束跨越光纤面进行扫描。可使照明光束以充足速度进行扫描以使得时变模式结构能够在在检测器的积分时间内达到平均，借此导致实质上等效于或类似于非相干经扩展源的行为的行为。或者，可利用机械耦合到多模光纤的致动器(例如音圈、领英有限公司(GIGA CONCEPT INC.)生产的模式探测器斑点置乱器(MODALEXPLORER SPECKLE SCRAMBLER)或此项技术习知的任何其它模式置乱致动器)来随机激发或置乱所述模式。举例来说，音圈可经配置以振动多模光纤以随机混合模式。
[0063]在另一实施例中，空间相干性可利用置于测量头的光束路径中的旋转漫射器来控制。旋转漫射器可安置在将照明递送到测量头的光纤的输出小面附近或内部图像平面附近。漫射器可经配置以旋转使得光束点在检测器的积分时间期间照明多个不同及/或随机区域，借此导致实质上等效于或类似于非相干经扩展源的行为的行为。
[0064]在另一实施例中，空间相干性可利用机械耦合到倾斜致动器以使从测量头发出的照明横向跨越正经分析的样本进行扫描的折叠镜来控制。跨越样本扫描的点位置可不相关，这归因于经调制照明源相对于使递送到样本表面的照明的光束点移动所需的时间的较短相关时间。通过跨越样本测量充足多个点，所测量数据可展现较少相干假影。
[0065]图5A到5F图解说明用于利用真实经扩展空间非相干照明源502来供应空间非相干照明而向测量头提供照明的系统500。空间非相干照明源502包含但不限于Xe弧源(如美国公开案第2011/0026032号及第2010/0302521号中所论述)及激光持续等离子(LSP)源(如美国专利第7，435，982号、第7，786，455号及第7，989，786号中所论述)，所有以上美国专利以引用方式并入本文中。在一个实施例中，可将高功率红外线激光光束引到填充有高压气体(例如Xe)的灯泡内部的焦点以产生激光持续等离子。激光可加热气体。可跨越灯泡内部的一组电极提供高电势差以电离经加热气体，借此在所聚焦激光光束的区内形成等离子。等离子可从等离子的小区各向同性地提供密集照明发射，在直径上通常为10um到200um。在一些实施例中，发射的照明可为极其宽带。举例来说，等离子可产生处于从约150nm到超过100nm的波长的显著发射。滤波器机构504可经配置以从照明源502的宽带光谱提供处于选定波长带的照明。在以下实施例中，宽带照明源502通常为LSP源；然而，预期任何宽带照明源502，例如但不限于LSP源、超连续激光器及此项技术已知的任何其它宽带(即，白光)源。
[0066]图5A图解说明系统500的实施例，其中LSP源502经配置以沿着照明路径将照明引导到测量头。一或多个滤波器机构504可经配置以对来自LSP源502的宽带照明进行滤波以将处于选定波长或选定波长带的照明提供到测量头。然而，在一些实施例中，滤波器机构504可经移除或经配置以允许将未经滤波的照明(S卩，白色光)递送到测量头。系统可进一步包含经配置以将来自照明路径的照明引导到至少一个多模光纤510以供递送到测量头的耦合透镜508。预期，可利用单模光纤；然而将经扩展电离子点的图像耦合到单模光纤中不如耦合到多模光纤510中高效。此外，单模光纤的小芯可使照明在空间上相干，因此，废除利用经扩展源502的目的。
[0067]在实施例中，滤波器机构504可包含一或多个薄膜干涉滤波器。薄膜滤波器可能够高效率窄带滤波(例如，>90% )及优良拒绝或衰减带外照明(例如，〈10 6)。在实施例中，滤波器504可经配置以对照明进行滤波以提供大致大约选定波长2nm到15nm范围中的带宽。前述范围经包含仅用于说明目的且不应视为以任何方式限制本发明。
[0068]除至少一个窄带滤波器504C以外，滤波器机构504还可包含至少一个高通滤波器504A及/或低通滤波器504B。窄带滤波器504可经配置以对来自LSP源502的照明进行滤波以沿着照明路径提供处于选定波长带的照明。高通滤波器504A及/或低通滤波器504B可经配置以拒绝或衰减窄带滤波器504C不能控制的LSP源502光谱的区，借此将照明滤波到窄带滤波器504C经配置以控制的波长范围。
[0069]滤波器机构504可进一步包含经配置以使多个滤波器平移或旋转的一或多个致动器，例如马达，其中每一滤波器可经配置以用于对一或多个选定波长或带进行滤波。在实施例中，多个滤波器可耦合到可移动座架，从而允许选择滤波器以在测量过程中提供处于选定波长的照明。可移动座架可包含马达式滤波器转盘；然而，预期滑动器及替代致动器。进一步预期，可借助使用固定波长干涉滤波器来实现灵活性优点。商业供应商可相对容易地供应选定波长的滤波器。因此，可针对系统500定制滤波器以增加敏感性及/或改进任何其它系统属性。
[0070]在实施例中，照明路径可包含经配置以经由聚焦透镜512沿着检测路径将照明的一部分引导到波长监视器514的分束器506。在一些实施例中，照明路径可进一步包含上文关于系统100、200、300及/或400所论述的光学元件中的一或多者。
[0071]在另一实施例中，滤波器机构504可包含允许沿着照明路径提供处于连续的可选择波长范围的照明的单色仪布置。单色仪通常不如固定波长干涉滤波器高效，这是因为使用衍射光栅作为散射元件。以充足精确度及准确度调谐单色仪也可造成挑战且可需要实时波长监视。典型单色仪布置通过旋转散射元件且保持固定狭缝来调谐到选定波长。然而，图5B图解说明包含经修改单色仪布置的系统500。系统500可包含经配置以沿着照明路径从LSP源502提供照明的准直透镜540。滤波器机构504可包含散射元件，例如但不限于棱镜或衍射光栅。散射元件可在经由照明的空间色散光谱544扫描一或多个光纤546的同时保持固定，使得处于选定波长或带的照明耦合到至少一个选定光纤546中。可用于耦合到光纤546中的照明的光谱544可通过散射元件的色散及/或经配置以将照明耦合到选定光纤546中的聚焦光学器件542的焦距来确定。经由光纤546透射的照明的带宽可通过光纤芯的大小及光谱544中的色彩的空间分离来确定。
[0072]在实施例中，一或多个光纤546可安置在光谱544的平面中。光纤546可利用至少一个致动器沿着光谱544平移以变化选定照明带的中心波长。光纤546可进一步沿垂直于光谱平面544的方向平移以变化耦合到光纤546中的照明的带宽。进一步预期，可调整散射元件可经配置以通过控制照明光谱544的色散来控制耦合到光纤546中的照明的带宽。在一些实施例中，照明路径可进一步包含经配置以提供窄带照明的空间滤波器。
[0073]在另一实施例中，滤波器机构504可包含至少一个可调谐干涉滤波器。可调谐干涉滤波器可经配置以基于滤波器上的照明的入射角而使照明的透射带移位。致动器(例如马达旋转台)可机械耦合到可调谐干涉滤波器。致动器可经配置以通过使滤波器绕垂直于由滤波器接收的照明的方向的轴旋转来调谐到选定波长或带。因此，沿着照明路径递送的照明可连续调谐而不牺牲由干涉滤波器提供的效率及/或稳定性优点。
[0074]在前述实施例中，至少一个光纤(例如，多模光纤)510、546经配置以将从系统500递送的照明耦合到测量头。经由一或多个光纤510、546耦合到测量头可有利于封装灵活性及/或系统模块化。然而，在其它实施例中，将来自系统500的照明直接耦合到不具有光纤510、546的测量头可为有利的。举例来说，借助光纤510、546耦合到测量头可由于源光展量与光纤光展量之间的不匹配而高度低效。此外，选定照明波长可为在光纤510、546的操作范围外。在实施例中，照明可通过移除耦合透镜508、542及光纤510、546且沿着照明路径将照明直接递送到测量头的光学器件来直接耦合到测量头。
[0075]通过利用LSP源502，系统500可经配置以提供处于选定波长或在可用于二极管激光器的范围外的波长带的照明。此外，薄膜干涉滤波器可易于用于200nm及更低的波长下，因此系统500可经配置以向测量头提供处于利用二极管激光器不可达成的选定UV波长的照明。
[0076]在一些实施例中，测量头经配置以用于法向入射散射计量系统或能够用小光束点进行测量的另一计量系统。小测量点往往导致分析样本的空间中的低光展量。为改进照明效率，LSP源502的光展量可实质上匹配于计量系统的测量头的光展量。在又一实施例中，用于将照明耦合到测量头的一或多个光纤510、546可具有基于LSP源502及/或测量头的光展量的选定数值孔径及/或选定芯大小。
[0077]LSP源502通常产生相当大的光束点，所述相当大的光束点在与来自热等离子的黑体辐射的各向同性性质组合时导致大光展量。上述情形在经配置用于激发气体以产生等离子的抽运源520(例如红外线激光器)与从电离子发射的宽带照明的轴不对准时尤其普遍。可发生伸长光束点，导致不匹配光展量及(因此)对LSP功率的低效利用。LSP源502的以下实施例是针对于通过运用较大辐射通量(优于运用小光展量)来减轻前述缺点。
[0078]最初，较大功率抽运源520可用于驱动LSP源502。在一个示范性实施例中，抽运源520可包含但不限于在1070nm到1080nm波长下具有8kW或更大的功率的激光。利用较大功