DE7903488U1

DE7903488U1 - Vorrichtung zur Analyse der Abbildung einer Probe

Info

Publication number: DE7903488U1
Application number: DE7903488U
Authority: DE
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1978-02-08
Filing date: 1979-02-08
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE2904787C2; US4411525A; JPS54109488A; DE2904787A1

Description

.Α: GRÜNECKER H. KINKEL.DEY

OR-ING.

W. STOCKMArR

CR-ING-' AeE tCALTcGM}

K. SCHUMANN

DR. RER NAT DiPL-PHVS [

P. H. JAKOB I

CW.-ING . >j,

G. BEZOLD ;"

8 MÜNCHEN 22 t

MAXlMiLJANSTRASS£ «φ |~.

P 13 553-WI· I 19. April 1979 \

Vorrichtung zur Analyse der Abbildung einer Probe.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum untersuchen einer Probe mit einer Laserstrahlquelle, einem optischen System zur scharfen Fokussierung eines von der Laserquelle 'ausgehenden Laserstrahles, einer Probenstation, in der eine Probe anzuordnen und mit dem Laserstrahl beaufschlagbar ist, und mit einer Abtastvorrichtung, durch die die sich in der Probenstation befindende Probe mit dem Laserstrahl abtastbar ist, indem eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl und der Probenstation erzeugbar ist.

Um die Feinstruktur eines Gegenstandes wie ein Kristaukörper zu untersuchen, ist es bekannt, verschiedene Arten von Mikroskopen zu verwenden, wie z.B. herkömmliche optische Mikroskope, Polarisations-Mikroskope, Phasenkontrast-Mikro— skope, Elektronen-Mikroskope und Elektronen Mikroskope mit Abtastung. Bei diesen Mikroskopen trifft ein Lichtbündel oder ein Elektronenstrahl auf die Oberfläche eines zu untersuchenden Gegenstandes auf und das an der Oberfläche in der Form eines Musters mit verschiedenen Farben oder verschiedener Helligkeit erscheinende Muster wird durch das Mikroskop beobachtet. Mit anderen Worten, im Mikroskop wird die Struktur oder Zusammensetzung an der be-

TELEPON (OSB) 23 28 63 ; TEIjEX" pa'-CfO,aßO ; ' ,T₁SLtHCAMME MONAPAT TELEKOPERER

obachteten Oberfläche durch ein Muster dargestellt, welches hinsichtlich der Durchlässigkeit, des Reflexiörssvermögens oder der Sekundärelektronen-Emissionsausbeute unterschiedlich ist. Deshalb ist das Mikroskop zur allgemeinen Beobachtung oder Analyse einer Oberfläche eines Gegenstandes geeignet.

Jedoch sind im Falle des Beobachtens von Atomanordnungen oder Gitterfehlern an der Oberfläche eines Kristalles in der Farm eines Musters die herkömmlichen Mikroskope insofern nachteilig, als daß die Information von verschiedenen Atomen mit der Information überlagert, die i von den anvisierten Atomen herrührt, und ferner es niclit j wirklich möglich ist, die gleiche Information von der- - j gleichen Probe wegen des Einflusses des Auftreffwinkels des Lichtbündels oder Elektronenstrahls "firi der Aniso— j tropie des Kristalls zu erhalten.

Ferner muß bei einem Durchsicht-Mikroskop die Probe j als ein dünnes Teil vorliegen, und beim Reflexions— ] Mikroskop muß die Probe so behandelt werden, daß sie eine flache Oberfläche zur Beobachtung aufweist. Dies führt manchmal bei gewissen Arten von Proben zu Schwierigkeiten.

Es ist deshalb eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum genauen Analysieren der Struktur oder Zusammensetzung innerhalb eines Körpers zu schaffen.

Insbesondere besteht eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung darin,eine VorrVtfrung zum Analysieren der Struktur oder der Zusammensetzung in einer erwünschten Ebene innerhalb eines Körpers zu schaffen, mit dem die so erhaltene

•· t»· ft**!* . i

Information klassifiziert bzw. eingeteilt werden kam und mit dem die erforderliche Art von Information, ausgewählt und die ausgewählte Information in der ΙΌπη eines Musters wiedergegeben werden kann, welcnes die "beobachtete Oberfläche darstellt, ohne die Probe zu einem dünnen Teil zu "bearbeiten oder ohne eine Probe so zu bearbeiten, daß die zu analysierende Oberfläche frei. liegt.

Die vorhergehend genannten Zielsetzungen der -vorliegenden Erfindung werden dadurch erreicht, daß ein Licht stranl durch einen, zu analysierenden Gegenstand liindurchgescniclrfc wird und das von dem Gegenstand gestreute Lidrt analysiert wird. In diesem EaIl, um eine Wechselwirkung zwischen den gestreuten Lichtbündeln zu vermeiden, sollte das auf den Gegenstand auftreffende Licht vorzugsweise auf einen vor— ■ gegebenen Durchmesser des Lichtstromes abgeblendet werden. Ferner sollte das auf den Gegenstand auf treffende Lich.t— bündel vorzugsweise längs der vorgegebenen Ebene innerhalb des zu analysierenden Gegenstandes abtasten, um eine Information zur Analyse längs der Ebene zu erhalten· Andererseits kann das Licht stationär gehalten werden und der zu analysierende Gegenstand kann in der Bicb/fcung der- Ebene bewegt werden, längs der der Gegenstand analysiert werden soll. Bei der vorliegenden Erfindung ist es auch, moglicn, ein Abtastsystem in dem optischen Beobachtungssysirent vorzusehen, so daß die Beobachtung abtastend längs der Ebene innerhalb des zu analysierenden Gegenstandes erfolgt, die mit Licht beleuchtet wird.

Die so erhaltene Information wird von einem !Fotofünler empfangen und der elektrische Ausgang des lOtofünlers

wird zusammen mit dem Beleuchtungslicht und dem Ji)-tastsignal des Beobachtungssystems mit einem Computer verarbeitet, so daß die Information auf einer Kathodenstrahlröhre oder ähnlichem wiedergegeben werden kann. Daher wird die Mikroskopinformation des Gegenstandes oder der Probe, die die Molekül struktur oder Kristallstruktur darstellt, in der Form eines Musters wieder^- gegeben und sie kann einfach analysiert werden.

Als bei der vorliegenden Erfindung verwand⁴^- Iiicht— streuung sind die elastische Streuung, die von keiner· Frequenzverschiebung begleitet wird, und nicht elastische Streuung, die von einer Frequenzverschiebung begleitet wird, wie Raman-Streuung, Brillouin-Streuung und ähnliche ■ bekannt. Die elastische Streuung und die nichtelastiscne Streuung können zusammen zur Analyse verwandt werden.» indem ein auf einen vorgegebenen Durchmesser scharf ein— Gestelltes Lichtbündel auf eine Kristallprobe auftriff/t und durch sie hindurchgeht und das gesamte Streulicht der Probe als eine Informationsquelle genutzt wird· In diesem Fall enthält das Streulicht sämtliche Frequenzkomponenten. Dies ist vorteilhaft, weil das Vorhandensein und die Terteilung von kleinen Teilchen, die kleiner- als die Wellelänge des Beleuchtungslichtes sind, und die Änderung des inneren Brechungsindex leicht beobachtet werden, können. Durch Abtastung mit dem Beleuchtungslicht kann die Information über die Zusammensetzung längs der Abtastebene erhalten werden.

Bei dem herkömmlichen optischen Mikroskop ist es ferner/ unmöglich, zwischen dnem nahen Punkt und einem fern en Punkt innerhalb der Tiefenschärfe des Objektivs zu unterscheiden. Jedoch kann in Übereinstimmung mit der vorliegende

Erfindung die Unterscheidung -vorgenommen werden, indem das Beleuchtungslichtbündel zu einem dünnen Bündel mit einem Durchmesser von "beispielsweise 20 Ji scharf eingestellt wird und mit dem Lichfbündel abgetastet wird, um die Lage des Streuzentrums zu erfahren. Bei dem herkömmlichen Ultramikroskop oder Dunkelf eld=ilikroskop ist es unmöglich, einen Stoff festzustellen., der nur eine geringe Streuwirkung hat, wenn ein Stoff mit einer sehr großen Streuwirkung irgendwo in der Pro"be vorhanden ist. Jedoch ist hei der vorliegenden Erfindung die Feststellung eines Stoffes mit einer geringen. Streuwirkung" stets möglich, solang sich kein Stoff mit einer großen Streuwirkung im optischen Weg des Abtastlicht strahl es "befindet. Demgemäß ist es also möglich, selbst eine kleine optische anormale Information festzustellen.

Wenn die inelastische Streuung für die Analyse bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird Raman-Streuung oder Laser-Raman-Spektroskopie unter Verwendung: von ' "monochromatischem Licht wie z.B. ein !laserstrahl benutzt, um eine theoretische Information über die molekulare Struktur hinsichtlich eines sehr kleinen Seiles der Probe zu erhalten. Die Eaman-Streuung ist insbesondere für lebende Proben geeignet. Im Falle, daß die Proben viel Wasser enthalten, wie z.B. die lebenden Proben,wird das Licht in dem Infrarotbereich von der Probe absorbiert und die Information hinsichtlich molekularer Vibrationen bzw. Schwingungen kann sehr schwer festgestellt werden. Bei der Laser-Raman-Spektroskopie jedoch wird ein Licht— bündel mit einer kurzen Wellenlänge als Trägerwelle verwandt und die !"requenzverschiebung des gestreuten Lichtes, des Lichtes mit kurzer Wellenlänge wird festgestellt, ms

die Information in Bezug auf molekulare Schwingungs— modi der Probe zu erhalten. Ferner ist dieses Verfahren selbst im Falle des Analysierens von Kristallen verglichen mit dem hei'kömmlichen spektroskopischen Analysierverfahren insofern vorteilhaft, als daß die Information in Bezug auf eine Lageänderung leicht erhalten werden kann. Mit anderen Worten kann die Information: in Bezug auf die Lageänderung des Phasenüberganges oder eine örtliche Änderung des Phasenüberganges, dadurch erhalten werden, daß die Temperatur der Probe verändert wird und die Analyse des Phasenüberganges kann aufgrund der Frequenzänderung des gestreuten Lichtes erfolgen, welche durch die Änderung der Gitterschwingung bzw. Gittervibration bewirkt wird.

Wenn die Brillouin-Streuung verwandt wird, ist die In— formationquelle das gestreute Licht, welches von einer FrequenzverSchiebung begleitet wird, die durch die Wechselwirkung zwischen Phononen und dem Beleuchtungslicht "bewirkt wird. Deshalb können durch die Analyse des gestreuten Lichtes mittels Spektroskopie oder durch Nachweisen C^etecti der Phasenübergang einer kristallinen Probe und der Glas— . übergang eines Stoffes mit hohem Molekulargewicht wirkungsvoll analysiert werden.

Die so erhaltene Information kann in der Form eines Musters unter Verwendung verschiedener Verfahrensarten angezeigt bzw. dargestellt werden, wie z.B. durch eine einfache photo grafische Aufnahme, durch Verarbeiten und Aufzeichnen über einen Polarisator, und durch Aufzeichnen lediglich, des gestreuten Lichtes einer vorgegebenen Frequenz mittels eines Interferometers. Ferner ist es möglich, einen

— V —
I

Fotofühler statt einer fotografischen Kamera zu verwenden und die erhaltene Information mit einer Kathodenstrahlröhre oder einem elektrofotografischen Abtastsystem wiederzugeben, welches mit dem Abtasten des Beleuchtungslichtes synchronisiert ist, welches auf die Probe auf trifft. Als Einrichtung zur Anzeige kann, eine Plasmaanzeige oder ein Flüssigkristall verwandt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugaahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine senkrechte Ansicht, die ein Beispiel eines optischen Beobachtungssystems zeigt, welches bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung eingesetzt werden kann,

Fig.3 eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform der Analysiervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 4- eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausführungsform der Analysiervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt,

-Cl · * r * w

Pig. 5 A eine vergrößerte Darstellung, die die

Gberflächenreflexion von Lictit an einer I Probe zeigt, und I

Pig. 5 B eine vergrößerte Darstellung, um die Lösung des in Pig. 5 A dargestellten Problems zu erläutern.'

Fig. 1 zeigt ein Grundbeispiel eines Analysier sy stents zum Durchführen des Verfahrens nach der vorliegenden. Erfindung.

Gemäß Pig. 1 umfaßt das Analysier sys tem eine Laserquelle 1, einen Schlitten 2, der einen Spiegel 3 trägt und an. dem ein optisches System 4- befestigt ist, eine Proben-Station 6 zum Tragen einer Probe 7» ein Sammellinsen— system 8 und ein fotoempfindlieh.es Aufzeichnungsmaterial 9· Der Schlitten 2 kann in Richtung des Pfeiles A bewegt werden und wird von einem Paar von Führungsschienen Λ2. geführt. Die optische Achse 8a des fokusäerenden Linsen— systems 8 ist im wesentlichen senkrecht zii der Achse I» eines Laserstrahles, welcher von der Laserquelle Ί aus— gesandt und an dem Spiegel 3 reflektiert -wird.

Der von der Laserquelle Λ ausgesagte Laserstrahl wird von dem Spiegel 3 reflektiert und tritt in das optische System 4 ein und verläßt das optische System 4- als ein. dünnes Licht bündel mit einem hierdurch begrenzten Querschnitt sber eich. Der dünne Laserstrahl trifft auf die Probe 7 auf, die in der Probenstation 6 angeordnet ist und tritt durch sie hindurch. Der Laserstrahl wird von der Probe 7 hei ihrem Durchlaufen gestreut und ein Teil

• «II

des gestreuten Laserstrahles tritt in das fokussLerende Linsensystem 8 ein und wird auf einem Aufzeichnungsmaterial | 9 scharf abgebildet. Wenn die Probe 7 ein Kristall ist» ΐ

' ■ I wird der gestreute Laserstrahl durch die Struktur des i

Kristalls längs des Weges verändert, auf dem er hindurch.— ■;

läuft. Beispielsweise, wenn der Brechungsindex der Probe · längs des Weges verändert wird, kolloidale Teilchen, inn ex—

halb der Probe längs des Weges vorhanden sind, Gitterfehler *.

längs des Weges existieren oder die Richtung der Aniso— ϊ

tropie längs des Weges geändert wird, würde der- Laserstrahl beim Durchlaufen der Probe in der Weise gestreut, welche nicht bei einem homogenen Kristall gesehen werden könnte.

Der Laserstrahl kann waagerecht abtasten, indem der Schlitten 2 bewegt wird, der den Spiegel 3 und äas optische System 4- trägt. Somit kann ein Bild, welches die Information über die Struktur der Probe 7 längs einer ; Schnittebene, in der der Laserstrahl abtastet, auf dem ; Aufzeichnungsmaterial 9 aufgezeichnet werden. Torzugsweise wird eine Maske mit einem Schlitz, der sich, in der Richtung parallel zu dem Laserstrahl erstreckt, unmittelbar vor dem Aufzeichnungsmaterial 9 angeordnet und das Aufzeichnungsmaterial 9 wird dem gestreuten Laserstrahl durch den Schlitz ausgesetzt, welcher in der Richtung des Abtastens und synchron mit diesem "bewegt wird.

Statt mit dem Laserstrahl abzutasten, kann die Proben— Station 6 in der Richtung des Pfeiles B bewegt werden. In diesem Fall wird das Aufzeichnungsmaterial 9 waagerecht in der Richtung des Pfeiles C synchron mit der Be-

wegung der Probenstation 6 verschoben, wobei der· Vergrößerung des Sammellinsensystem 8 Rechnung getragen, wird.

Wenn die physikalischen Eigenschaften der Probe 7 in, f Abhängigkeit von der Richtung unterschiedlich, sind, sind eine Kombination aus einer zwischen der Probe und dem optischen System 4- angeordneten Polarisator— platte und einem zwischen der Probe 7 und dem Sammel— linsensystem 8 angeordneten Analysator wirkungsvoll", .um die Information der physikalischen Eigenschaften zu erhalten.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel des Linsensystems, bei dem. eine Etalon-Platte verwandt wird, welche aus einem Paar von ebenen parallelen Platten E1 und E2 "besteht, die zwischen den Sammellinsen angeordnet sind. Die Etalon-Platte läßt nur das Licht mit einer ausgewählten Wellenlänge durch. Somit kann das Licht mit der erwünschten Wellenlänge aus dem gestreuten Licht ausgesondert werden, wodurch eine Analyse von Brillouin-Streuung ebenfalls durchgeführt werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Analysiervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, welche zur Analyse von Saman-Streuung und Brillouin-Streuung geeignet ist. Da die Analyse der elastischen Streuung normalerweise durchgeführt wird, um einen sehr kleinen Teil einer Probe zu analysieren, sollte das fokussierende Linsensystem eine Vergrößerungsfunktion aufweisen=. In. Fig. 3 geht der von einer Laserquelle 1a aus gesandte Laserstrahl über einen Spiegel 3& ^d- ein optisches

System 4a durch eine Probe 7^a hindurch, welche in einer Probenstation 1Ö angeordnet ist» Die Probenstation iO kann waagerecht längs eines Paares von !Führungsschienen 11 durch Drehen einer Schraubspindel 12 "bewegt -werden. Die Schraubspindel 12 wird durch einen. Motor M1 entweder kontinuierlich oder schrittweise angetrieben. Der Laserstrahl wird von der Probe 7a. gestreut und ein Teil des gestreuten Laserstrahls "trifft über eine vergrößernde Sammellinse 13 auf einen Abtastspiegel 14·. Das von dem Abtastspiegel 14 reflektierte Licnt wird von einem Monochrometer 15 empfangen, welches vom Czerny-Turner Typ sein kann und ein Paar von sphärischen, konkaven Spiegeln und ein Gitter aufweist .Das "Monochrome ter 15 läßt nur Licht mit einer ausgewählten Wellenlänge durch. Das Licht mit der ausgewählten ¥ellenlänge, welches durch, das Monochrometer 15 hindurchgehen kann, wird von einem Potofühler 16 empfangen. Der Abtastspiegel 14- -wird periodisch von einem Motor M2verschwenkt, damit das von dem vergrößernd» Sammellinsensystem 13 kommende Licht abgetastet wird.

Mit dieser Anordnung kann die Information eines sehr kleinen Teiles (eines mikroskopischen Teiles) der Probe 7a, die von dem gestreuten Licht übertragen wird, in der Fotm eines Musters durch eine Anzeigeeinrichtung dargestellt, bzw. angezeigt werden, welche im folgenden beschrieben werden wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Abtastspiegel 14- mit einer großen Geschwindigkeit verschwenkt wird, um das !Licht ττοη dem fokussierenden Linsensystem 13 in der Richtung der optischen Achse L des Laserstrahles von dem optischen System 4-a oder in der Richtung abzutasten, die die optische Achse L schneidet, wobei die Probenstation 10 mit einer äußerst kleinen Geschwindigkeit bewegt wird.

-¹²-

• · ■

I β ·

Yon dem von dem Monochrometer 15. empfangenen Licht wird Licht mit einer spezifischen oder ausgewählten Wellenlänge ausgesondert und das ausgesonderte Licht trifft auf den Fotofühler 16 auf- Der elektrische Ausgang des Fotofühlers 16 xtfird durch einen Verstärker· 21 verstärkt und dann durch einen A/D-Konverter 22 A/D- umgewandelt. Die digitale Information des Streulichtes mit der spezifischen Wellenlänge wird einem Erikoder 23 zusammen mit digitalen Antriebssignalen der" Motoren M1 und M2 zugeführt. Der Ausgang cLes Enkoders 23 wird an einen elektronischer- Rechner 25 über ein !Interface 2A- gegeben.. Der Rechner 25 ist mit einer Sp ei ehe rf unkt ion ausgebildet und liefert eine Information des gestreuten Lichtes in Bezug auf einen, besonderen, mikroskopischen Teil der Probe, wobei die Antriebssignale der Motoren M1 und M2 in Verbindung mit dem Vorliegen und der Intensität des gestreuten. Lichtes einer vorgegebenen Frequenz oder die Stellungs— signale der Pro'jenstation 10 und des Abtastspiegels 14-in Verbindung mit der Information von dem gestreuten. Licht verwandt werden. Die so erhaltene Information wird mittels einer Anzeigeeinrichtung 29 niit Hilfe des Interface 26, des Dekoders 27 und des D/A-Konverters 28 dargestellt, bzw. angezeigt.

Gemäß der vorhergehend beschriebenen Verrichtung ist es möglich, verschiedene Arten von Informationen gleichzeitig sichtbar wiederzugeben, indem verschiedene Arten von Informationen in verschiedenen !Farben dargestellt werden, indem eine FarbkathodenstraKLröhre verwandt wird, wobei die spektrale Charakteristik des Monochrometers 15 verändert wird, in dem !Fall, indem die

Probenstation 10 in der waagerechten Richtung "bewegt wird, in die Information einer Art zu erhalten und dann die Probe 10 etwas in der senkrechten Richtung '■:< bewegt wird und in der horizontalen Richtung "bewegt wird, um eine Information einer anderen Art zu, erhalten, können zwei Informationsart en. gemeinsam dargestellt werden.

Fig. 4- zeigt eine andere Ausfuhrungsform der Analysier;— vorrichtung nach der vorliegenden. Erfindung, hei der Licht mit einer vorgegebenen Wellenlänge mittels eines Überlagerungs- bzw. Interferenz-Nachweises ausgesondert werden kann. Insbesondere ist im Falle von. Brillouin-Streuung oder von Licht bei Dopplerverschiebung "die Verschiebungsfrequenz äußerst klein, verglichen, mit der Frequenz des Beleuchtungslichtes. Deshalb muß die Nachweisgenauigkeit erhöht werden, um genau die ÜPrequenz— verschiebung zu messen. Um den äußerst genauen Nachweis durchführen zu können, wird bei der in S¹Ig- -Q- dargestellten Ausfuhrungsform ein sogenannter "üherlagerungs— bzw. Interferenz-Nachweis durchgeführt- In KLg- 4 wird der von der Lichtquelle hergeführte Laserstrahl durch, einen Strahlteiler 30 geteilt und einer der geteilten. Strahlen trifft über ein optisches System, wie es "bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 gezeigt ist, auf eine Probe 7 auf. Die Probe 7 wird von einer längs Schienen Λ' bewegbaren Probenstation 10 gehalten und mittels einer Schraubspindel 12 und eines Motors M1 bewegt- Das Streulicht von der Probe 7 wird von einem Foto fühl er 35 übeir ein optisches Beobachtungssystem 31» welches eine Ter— größerungsfunktion hat, zusammen mit einem Bezugslicht— strahl empfangen, der im folgenden beschrieben, wird·

Der andere durch den Strahlteiler 30 abgeteilte TeilstrahX wird in Bezug auf seinen Durchmesser durch ein optisches, divergierendes System 36 gesteuert und wird über einen Spiegel 37 und einen halbdurchlässigen Spiegel 36, der in. dem optischen Weg des optischen Beobachtungssystems angeordnet ist, zu dem Photofühler 35 geführt. Somit empfängt der- Photo— fühler 35 sowohl das Streulicht von der Probe 7 und den Laserstrahl, der auf die Probe 7 auf trifft. Der Ausgang: des Photofühlers 35 kann genau in Bezug auf den Laserstrahl nachgewiesen werden, der dem Streulicht über den Spiegel 57 "und den halbdurchlässigen Spiegel 38 überlagert ist, wodurch, nur die Information des Streuliches ausgesondert werden kann.

Wenn die Frequenzverschiebung des Streulichtes groß ist, "wird die Etalon-Platte in das optische Beobachtungssystem eingeschoben, um Licht mit einer Wellenlänge auszuwählen. In diesem Pail ist das Bezugslicht nicht erforderlich. Ferner ist es möglich, nur das elastische Streulicht auszusondern, und diesem ein Bezugslichtbündel zu überlagern, um holographisch die Information aufzuzeichnen und eine Information der äußeren Form der Probe zu erhalten.

In Pig. 4 ist ein Frequenzteiler 40 mit dem Photofuhler- 55 verbunden. Die mit jenem verbundenen Elemente 41 "bis 49 sind alle den Elementen 21 bis 29, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind, äquivalent und demgemäß wird ihre ins Einzelne gehende Beschreibung hier unterlassen.

Bei der in Pig. 4 dargestellten Ausführungsform wird dear Photofuhler direkt in dem optischen Beobachtungssystem "betrieben. Dieses kann natürlich durch das Spiegel-Abtasrfcsystem wie es in Pig. 3 gezeigt ist, ersetzt werden. Perner können der Abtastspiegel oder der bewegbare Photofuhler durch eine Anzahl von Photofühlern ersetzt werden, die in einer Reihe in Form einer Photodiodenreihe angeordnet sind, wie es allgemein bekannt ist.

Bei den vorhergehenden Ausführungsformen verläuft die Richtung des Laserstrahls waagerecht» Jedoch kann sie auch senkrecht oder schräg verlaufen- In dem optischen Beobachtungssystem kann ein automatisches Fqlcussierungs— system vorgesehen werden, um. stets eine gute Scharfeinstellung aufrechtzuerhalten.

Bei der Probe ist die äußere Oberfläche häufig uneben bzw. rauh, wie es in Pig. 5A. gezeigt ist- In einem solchen FaIl wird der einfallende Laserstrahl T, welcher auf die Oberfläche der Seite 50a einer Probe 50 auffällt, in Streulicht m in der Probe 50 gebrochen. Ferner wird das von der Probe 50 durch die obere Oberfläche 50b ausgehende Licht ebenfalls in Streulicht η von der Probe gebrochen, wie es in Fig. 5A gezeigt ist- Das Streulicht m und η stellt einen Untergrund dar oder wird die Menge des beobachteten Lichtes verringern und demgemäß den Beobachtungswirkungsgrad des Analysiersystems erniedrigen

Um dieses Problem zu lösen, kann die Probe 50 in einen Behälter 60 eingebracht werden, der eine flache Seite und äußere Oberflächen 60a und 60b aufweist und mit einer Flüssigkeit F gefüllt ist, die den gleichen Brechungsindex wie die Probe 50 hat. Die obere Oberfläche 60b kann fortgelassen werden, wenn die Probe 50 in Ruhe gehalten wird und die Fläche der Flüssigkeit P f lachgehalten wird. Ferner kann durch Neigen des Behälters 60, um dessen seitliche Oberfläche 60a im Bezug auf den einfallenden Laserstrahl Y zu neigen, eine Mehrfachreflexion des einfallenden Laserstrahles an der Wand des Behälters verhindert werden.

Um eine unerwünschte Reflexion des Lichtes an der Oberfläche der Probe zu verhindern, ist es nützlich, eine Schicht eines dielektrischen Materials an der Seitenflächfc

— J O -

der Probe 50 aufzubringen, um eine Reflexion an dieser zu verhindern.-

Erfindungsgemäß trifft also ein Lichtbündel, welches einen begrenzten Durchmesser aufweist, auf ein Objekt und geht durch dieses hindurch, und gestreutes Licht, welches Informationen in Bezug auf die innere Struktur: oder Zusammensetzung enthält, wird von der Probe erhalten. Das gestreute Licht wird photo elektrisch mit einem Hacla— weissystem über ein optisches Beobachtungssystem, nachgewiesen bzw. festgestellt.

Claims

1. Vorrichtung zum Untersuchen einer Probe mit einer Laserstrahlquelle, einem optischen System zur scharfen Fokussierung eines von der Laserquelle ausgehenden Laserstrahles, einer Prob en st at ion, in der eine Probe anzuordnen und mit dem Laserstrahl beaufschlagbar ist, und mit einer Abtastvorrichtung, durch die die sich in der Probenstation befindende Probe mit dem Laserstrahl abtastbar ist, indem eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl und der Probenstation erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein optisches Beobachtungssystem (8),dessen optische Achse (8a) den durch die Probe (7) gehenden Laserstrahl (L) schneidet, und ein in der Brennebene des optischen Beobachtungssystems (8) angeordneter photoelektrischer Wandler (16,35) oder ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial vorgesehen sind, wobei Bereiche der Probe (7) tnit von der Probe (7) gestreutem Laserlicht durch das optische Beobachtungssystem (8) auf dem Wandler (16,35) oder dem Aufzeichnungsmaterial scharf abbildbar sind.

TELEFON (OBB) Qa a

· TELSX OB - 23 O BO

TEi-EORAMMEMONAPAT

TELEKOF'IERER

2. Vorrichtung nac3i Anspruch. 1, dadurch gekennzeich net, daß der photoelektrische Wandler (16,35) oder das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial synchron in der zux> Bewegungsrichtung der Probe (7) entgegengesetzten Richtung, "bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach mindenstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Strahlengang zwischen der Probe (7) und dem photoelektrischen Wandler (16,35) oder dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial eine optische Filtereinrichtung (E^,, Eg) angeordnet ist, durch die Licht einer vorbestimmten Wellenlänge aus dem Streulicht aussonderbar ist.

4-. Vorrichtung nach mindenstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Strahlengang zwischen der Probe (7) und dem photoelektrischen Wandler (16,35) oder dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial eine optische Polarisationseinrichtung angeordnet ist, durch die Licht einer vorbestimmten Polarisations aus dem Streulicht aussonderbar ist.

5·Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Probe (7) in der Probenstation (6,10) in einem Behälter (60) angeordnet ist, der an der Eintrittsseite (60a) des Lichtes eine flache bzw. ebene Oberfläche aufweist und mit einer Flüssigkeit (F) gefüllt ist, die den gleichen Brechungsindex wie derjenige der Probe hat.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Probe (7) mindestens an den Oberflächen mit einer Schicht aus einem dielektrischen Material versehen ist, die das einfallende Licht bündel und die optische Achse des optischen Beobachtungssystems (8) schneiden, wodurch die an den Oberflächen der Probe gestreute Lichtmenge verringerbar ist.