DE19605884A1 - Verfahren und Interferenzmikroskop zum Mikroskopieren eines Objektes mit extrem hoher Auflösung jenseits der Beugungsgrenze - Google Patents
Verfahren und Interferenzmikroskop zum Mikroskopieren eines Objektes mit extrem hoher Auflösung jenseits der BeugungsgrenzeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mikroskopieren eines
Objektes mit einem extrem hochauflösenden Interferenzmikroskop,
bei welchem das Objekt mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise
einer fokussierten Laserbeleuchtung, durch ein Objektiv beleuch
tet wird, wobei der Lichtstrahl der Lichtquelle durch einen
Strahlteiler in zwei kohärente Teilstrahlen geteilt wird, von
denen wenigstens einer zur Beleuchtung des Objektes dient, und
die Teilstrahlen nach der Beleuchtung des Objektes und gege
benenfalls eines Referenzobjektes interferierend wieder zusam
mengeführt und einem vorzugsweise in Bildbereiche gerasterten
Interferenzbilddetektor zur Erzeugung wenigstens eines Interfe
renzbildes zugeführt werden und aus der Bildinformation eines
oder mehrerer Interferenzbilder mittels eines geeigneten Algo
rithmus ein Phasenbild errechnet wird, zur Erzielung einer
Auflösung jenseits der Beugungsgrenze, d. h. einer zu bestimmen
den Ortsunsicherheit Δx auf dem Objekt kleiner als eine halbe
Wellenlänge des benutzten Lichtes.
Weiter betrifft die Erfindung ein Interferenzmikroskop,
vorzugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.
Ein Verfahren der vorgenannten Gattung ist bereits von V. P.
Tychinsky "Computerised phase microscope for investigation of
submicronstructures" in Optics Communications, Bd. 74, Nr. 1/2,
1. Dez. 1989, Amsterdam, LS. 37-40, vorgeschlagen worden und
dadurch bekannt geworden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses gattungsge
mäße Verfahren bzw. ein Mikroskop zur Durchführung des Ver
fahrens, insbesondere im Hinblick auf die Auflösung und die
Bildinformationsergebnisse, weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Interferenzzwischenbild der zu bestimmenden Ortsunsicherheit
(Δx) mittels einer Nachvergrößerung um eine Vergrößerung (V)
vergrößerter einem Detektorbereich des Interferenzbilddetektors
zugeordnet wird.
Eine solche Nachvergrößerung durch eine dem Interferenzbild
detektor vorgeschaltete Nachvergrößerungseinrichtung, bei der
die zu bestimmende Ortsunsicherheit, die durch das Interferenz
bild bzw. das Interferenzmuster der miteinander interferierenden
Teilstrahlen optisch sichtbar wird, um einen (weiteren) Ver
größerungsfaktor V nachvergrößert wird, ist in dieser Weise von
Tychinsky nicht vorgeschlagen oder angeregt worden, bringt
jedoch eine überraschende Verbesserung der Auflösung um gerade
diesen zusätzlichen Vergrößerungsfaktor V. Diese relativ einfach
erscheinende Maßnahme ist deshalb hinsichtlich ihrer Vorteile
überraschend, weil man sich, entsprechend der eingangs vorge
gebenen Gattung ohnehin schon in einem Auflösungsbereich jen
seits der Beugungsgrenze bewegt und die zu bestimmende Ortsun
sicherheit ohnehin kleiner sein soll, als die halbe Wellenlänge
des benutzten Lichtes, so daß die erfindungsgemäß vorgeschlagene
weitere optische Nachvergrößerung somit also eigentlich eine
"leere" Nachvergrößerung sein müßte, die hinsichtlich der
gewünschten Information keine weitere Verbesserung bringen
dürfte. Insofern hat bisher für den Durchschnittsfachmann ein
Hinderungsgrund bestanden, eine derartige Möglichkeit überhaupt
auszuprobieren.
Eine nächste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, daß vorzugsweise bei der Nachvergößerung eine Vergrö
ßerung abhängig von der Phasensteilheit der Phase im Phasenbild
und abhängig vom Signal-zu-Rauschverhältnis jeweils eingestellt
bzw. berechnet wird. Für eine solche Berechnung kann der soge
nannte "Four-Bucket-Algorithmus" dienen, wie er beispielsweise
von Katherine Creath in "Phase-Measurement Interferometry
Techniques" in E. Wolf, Progress in Optics XXVI, Amsterdam 1988,
S. 350-393, vorgeschlagen wird.
Nach einer Weiterbildung wird eine besonders gute Einstellung
der Vergrößerung und Bestimmung der Vergrößerung durch eine
Rückkoppelung erreicht, bei der zur Einstellung der Vergrößerung
die Bildinformation aus dem Phasenbild selbst verwendet wird.
Eine Nachvergrößerung ist in erfindungsgemäßer und vorteil
hafter Weise aber auch mit einer fest vorgegebenen Vergrößerung
bzw. fest vorgegebenen Brennweiten ohne weiteres möglich. Es
bedarf also nicht unbedingt eines komplizierten Linsensystemes
mit einer Zoom-Einstellmöglichkeit oder beispielsweise einer
Tubus-Einstellmöglichkeit.
Eine andere erfindungsgemäße Lösung, die ein erfindungsge
mäßes Verfahren erbringt und für die auch selbständiger Schutz
beansprucht wird, zeichnet sich dadurch aus, daß zur Durchfüh
rung der Interferenz der kohärenten Teilstrahlen ein Interfero
metertyp zur Erzeugung eines integralen Interferenzkontrastes
verwendet wird. Hierbei könnte beispielsweise vorrichtungsmäßig
ein Linnik-Interferometer verwendet werden.
Eine eventuell sogar weitere Verbesserung des Informations
gehaltes des Phasenbildes wird dadurch erreicht, daß alternativ
gemäß einer ebenfalls selbständigen Lösung, für die selbständi
ger Schutz beansprucht wird, ein Interferometertyp zur Erzeugung
eines differenziellen Interferenzkontrastes verwendet wird. Ein
hierfür geeigneter Interferometertyp wäre beispielsweise ein
Nomarski-Interferometer bei dem beispielsweise ein Wollaston-Prisma
zur Teilung der Teilstrahlen verwendet wird. Bei diesem
Interferometertyp würde auch der mit dem eigentlichen Objekt
strahl interferierende Teilstrahl, der als Referenzstrahl
bezeichnet werden könnte, das Objekt selbst beleuchten, so daß
kein eigentliches Referenzobjekt, z. B. ein Spiegel, notwendig
wäre und von dem Objekt selbst eine differenzielle Interferenz
information erhältlich ist.
Eine andere erfindungsgemäße Lösung zur Bereitstellung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens, für die auch selbständiger Schutz
beansprucht wird, sieht vor, daß cirkular oder elliptisch
polarisiertes Licht zur Objektbeleuchtung verwendet wird.
Besondere Vorteile bringt es, wenn nacheinander verschiedene
Polarisationsarten von polarisiertem Licht zur Beleuchtung des
Objektes und verschiedene Interferometertypen verwendet werden,
so daß auf diese Weise über ein und dasselbe Objekt auf ver
schiedene Weisen unterschiedliche und sich vorteilhaft ergänzen
de Bildinformationen erhältlich sind.
Ein Interferenzmikroskop, vorzugsweise zur Durchführung des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für das selbständi
ger Schutz beansprucht wird, zeichnet sich erfindungsgemäß aus,
durch eine dem Interferenzbilddetektor vorgeschaltete Nachver
größerungseinrichtung zur vergrößerten Zuordnung der zu bestim
menden Ortsunsicherheit (Δx) zu einem Detektorbereich des
Interferenzbilddetektors.
Die daraus resultierenden überraschenden Vorteile hinsichtlich
der Bildinformation sind bereits im Zusammenhang mit dem ent
sprechenden erfindungsgemäßen Verfahren erörtert worden, so daß
dies an dieser Stelle nicht noch einmal wiederholt werden soll.
Eine Weiterbildung des Interferenzmikroskopes sieht vor, daß
die Nachvergrößerungseinrichtung aus einer (einzigen) Einzel
linse besteht, wobei die Einzellinse vorzugsweise eine asphe
rische Linse ist.
Bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist erörtert worden, daß es vorteilhaft sein könnte, ein kompli
zierteres Linsensystem mit einstellbarer Vergrößerung, und zwar
abhängig von der Phasensteilheit des Phasenbildes einstellbarer
Vergrößerung, zu verwenden. Tatsächlich ist aber wiederum
überraschend die Verwendung einer Einzellinse besonders vorteil
haft. Es zeigt sich nämlich, daß speziell im Bereich der hoch
auflösenden Phasenmikroskopie Störeffekte unter Umständen die
gesamte Bildinformation zunichte machen können, also quasi
"auslöschen" können, so daß die Vorteile einer raffinierten,
komplizierten Optik dies nicht ausgleichen können, sondern
vielmehr gerade durch die Kompliziertheit von verwendeten
optischen Systemen derartige Störeffekte verstärkt auftreten
können. Es wird also erfindungsgemäß der Einzellinse als Ver
größerungseinrichtung der Vorzug gegenüber einem komplizierten
Linsensystem gegeben, um möglichst Streulichteffekte und parasi
täre Interferenzen zu vermeiden, die die gesamte Mikroskopie in
diesem Bereich unmöglich machen könnten. Störend kann sich
hierbei aber jede auch nur minimal reflektierende optische
Fläche auswirken, so daß in diesem speziellen Bereich der
hochauflösenden Phasenmikroskopie die Schlichtheit der verwende
ten Apparatur zu bevorzugen ist, so daß gerade in der möglichst
gezielten Vereinfachung des Systems überraschende und erfin
derische Merkmale und Vorteile liegen können. Dies läuft dem
Drang des Durchschnittsfachmanns konträr, vorhandene Systeme
möglichst zu verfeinern und zu komplizieren, statt, womöglich
durch Weglassung von Komponenten, zu vereinfachen.
Die verwendete Einzellinse muß natürlich sehr sorgfältig,
vorzugsweise als aspherische Linse, geschliffen sein, damit sie
eine möglichst präzise Nachvergrößerung erlaubt, und selbst so
wenig wie möglich an Störeffekten produziert.
Eine nächste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Interferenz
mikroskops, für die auch selbständiger Schutz beansprucht wird,
zeichnet sich aus durch eine CCD-Kamera als Interferenzbild
detektor, die aus der Austrittstrahlachse der miteinander
interferierenden Teilstrahlen um einen Winkel ausgeschwenkt ist.
Vorzugsweise beträgt der Ausschwenkwinkel der Kamera etwa 5° bis
25°, vorzugsweise etwa 10° bis 20°. Auch bei anderen Interfe
renzbilddetektoren kann dieses Ausschwenken um einen relativ
spitzen Winkel sehr vorteilhaft sein.
Hierzu wird Bezug genommen auf das zu komplizierten Linsen
systemen für die Nachvergrößerung Gesagte. Auch der Interferenz
bilddetektor selbst kann nämlich durch Oberflächenreflexionen
Störeffekte produzieren, die dazu führen, daß innerhalb des
Detektors kein verwertbares Bild erhalten wird.
In überraschend einfacher Weise wird dies dadurch vermieden,
daß der Interferenzbilddetektor zur Austrittstrahlachse etwas
schräg gestellt wird, so daß die Reflexion der Strahlen an der
Oberfläche des Detektors selbst vermieden oder zumindest mini
miert wird.
Vorteilhafterweise werden erfindungsgemäß an der Kamera oder
sonstigen Interferenzbilddetektoren eventuell vorhandene Schutz
gläser oder dergleichen von vornherein beseitigt, so daß mög
lichst als Bilddetektor nur der quasi "nackte" Halbleiterchip
verbleibt, der, wie gesagt, zudem aus der Stahlachse gekippt
wird, da auch dieser Chip selbst noch über eine Oberfläche
verfügt, die zu stark reflektiert. Wünschenswert wäre die
Verwendung eines praktisch nicht reflektierenden Detektorchips.
Schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele erfindungsge
mäßer Interferenzmikroskope sind in der Zeichnung dargestellt. Es
zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Interferenzmikroskop unter
Verwendung eines Interferometers eines Linnik-Types,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Interferenzmikroskop unter
Verwendung eines Nomarski-Interferometers und
Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Interferenzmikroskop unter
Verwendung cirkular polarisierten Lichtes.
Gleiche Bauelemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugs
zahlen bezeichnet.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Interferenzmikroskop unter
Verwendung eines Linnik-Interferometers.
Das erfindungsgemäße Interferometer weist als Lichtquelle zur
Beleuchtung des Objektes 1 und eines Referenzobjektes 2 einen
Laser 3 auf. An dieser Stelle soll erwähnt werden, daß als
Lichtquelle nicht unbedingt ein Laser verwendet werden muß,
sondern daß auch eine Weißlichtquelle verwendet werden könnte,
mit der kohärente Teilstrahlen ausreichender Kohärenzlänge zur
Durchführung einer Interferenzmikroskopie erzeugt werden könn
ten.
Das vom Laser 3 ausgesandte Licht trifft auf einen Polarisa
tionsstrahlteiler 4. Dieser zerlegt das eintreffende Licht in
kohärente Teilstrahlen mit zueinander senkrechter Polarisations
richtung einer linearen Polarisation. Diese senkrecht zueinander
polarisierten Teilstrahlen, von denen der eine mit Querstrichen
und der andere mit Kreisen in der Zeichnung markiert ist,
treffen durch Objektive 5 auf das Objekt 1 bzw. das Referenzob
jekt 2. Das Referenzobjekt 2 ist mittels eines Modulators 6
ortsveränderbar, beispielsweise um Viertel-Wellenlängen des
verwendeten Lichtes, was beispielsweise auch zeitlich sehr
schnell mit der Beaufschlagung einer Modulationsfrequenz er
reicht werden kann. Hierzu kann beispielsweise ein piezoelek
trischer Effekt ausgenutzt werden, wie dies beispielsweise in
dem eingangs zitierten Aufsatz von Creath vorgeschlagen wird.
Nach ihrer Reflexion an dem Objekt 1 bzw. dem Referenzobjekt
2 treffen die kohärenten Teilstrahlen im Bereich des Strahl
teilers 4 wieder zusammen und treten in einen Interferenzbild
detektor 7 ein, nachdem sie einen diagonalen Analysator 8
durchlaufen haben, hinter diesem ein Zwischenbild 9 erzeugt
haben, welches seinerseits wiederum erfindungsgemäß durch eine
aspherische Einzellinse 10 auf den Interferenzbilddetektor 7
nachvergrößert worden ist. Mit 11 ist eine Auswerteelektronik
für den Interferenzbilddetektor 7 angedeutet. Diese kann
beispielsweise einen Rechner enthalten und /oder einen Monitor.
Es muß allerdings nicht unbedingt ein Rechner vorhanden sein.
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Interferenzmikroskop unter
Verwendung eines Nomarski-Interferometers.
Bei diesem Interferometer fehlt das Referenzobjekt 2. Viel
mehr wird das Objekt 1 selbst mit kohärenten Teilstrahlen
beleuchtet, die wie in Fig. 1 markiert sind. Zerlegt wird das
ankommende Licht hierbei durch ein Wollaston-Prisma 12, nachdem
es zuvor auf einen diesmal neuralen Strahlteiler 4 getroffen
ist. Die Interferenz der beiden Teilstrahlen wird in der Fig. 2
ähnlich erzeugt und ausgewertet wie bei der Fig. 1. Auch hier
durchlaufen die interferierenden Teilstrahlen zunächst einen
diagonalen Analysator 8, hinter dem ein Zwischenbild 9 erzeugt
wird, welches durch eine Nachvergrößerungsoptik 10 vergrößert in
den Interferenzbilddetektor 7 gelangt, der eine Auswerteelektro
nik 11 aufweist.
Fig. 3 zeigt ein Interferenzmikroskop, welches dem Inter
ferenzmikroskop gemäß Fig. 1 ähnelt.
Der Unterschied zur Fig. 1 besteht darin, daß zwischen dem
Objektiv 5, mit dem das Objekt 1 beleuchtet wird und dem Objekt
1 selbst eine λ/4- oder λ/2-Platte 13 angeordnet ist, die
circular polarisiertes Licht erzeugt, so daß das Objekt 1 mit
diesem Licht beleuchtet wird.
Übrigens könnten auch in der Fig. 1 beispielsweise
λ/4-Platten 13 vorhanden sein, die dann jeweils in beiden Teil
strahlwegen zwischen dem Strahlteiler 4 und dem jeweiligen
Objektiv 5 angeordnet wären.
Claims (13)
1. Verfahren zum Mikroskopieren eines Objektes mit einem
extrem hochauflösenden Interferenzmikroskop, bei welchem das
Objekt mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise einer fokusierten
Laserbeleuchtung, durch ein Objektiv beleuchtet wird, wobei der
Lichtstrahl der Lichtquelle durch einen Strahlteiler in zwei
kohärente Teilstrahlen geteilt wird, von denen wenigstens einer
zur Beleuchtung des Objektes dient, und die Teilstrahlen nach
der Beleuchtung des Objektes und gegebenenfalls eines Referenz
objektes interferierend wieder zusammengeführt und einem Inter
ferenzbilddetektor zur Erzeugung wenigstens eines Interferenz
bildes zugeführt werden und aus der Bildinformation eines oder
mehrerer Interferenzbilder mittels eines geeigneten Algorithmus
ein Phasenbild errechnet wird, zur Erzielung einer Auflösung
jenseits der Beugungsgrenze, d. h. einer zu bestimmenden
Ortsunsicherheit Δx auf dem Objekt kleiner als eine halbe
Wellenlänge des benutzten Lichtes,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Interferenzzwischenbild der zu bestimmenden Ortsunsi
cherheit (Δx) mittels einer Nachvergrößerung um eine
Vergrößerung (V) vergrößerter einem Detektorbereich des
Interferenzbilddetektors zugeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Nachvergrößerung eine Nachvergrößerungseinrichtung mit
einstellbarer Vergrößerung (V) verwendet wird, deren
Vergrößerung (V) abhängig von der Phasensteilheit (ϑϕ/ϑx) der
Phase (ϕ) im Phasenbild und von dem Signal-zu-Rauschverhältnis
(SNR) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Einstellung der Vergrößerung (V) durch eine Rückkopplung die
Bildinformation aus dem Phasenbild verwendet wird.
4. Verfahren zum Mikroskopieren eines Objektes mit einem
extrem hochauflösenden Interferenzmikroskop, bei welchem das
Objekt mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise einer focusierten
Laserbeleuchtung, durch ein Objektiv beleuchtet wird, wobei der
Lichtstrahl der Lichtquelle durch einen Strahlteiler in zwei
kohärente Teilstrahlen geteilt wird, von denen wenigstens einer
zur Beleuchtung des Objektes dient, und die Teilstrahlen nach
der Beleuchtung des Objektes und gegebenenfalls eines Referenz
objektes interferierend wieder zusammengeführt und einem vor
zugsweise in Bildbereiche gerasterten Interferenzbilddetektor
zur Erzeugung wenigstens eines Interferenzbildes zugeführt wer
den und aus der Bildinformation eines oder mehrerer Interferenz
bilder mittels eines geeigneten Algorithmus ein Phasenbild er
rechnet wird, zur Erzielung einer Auflösung jenseits der Beu
gungsgrenze, d. h. einer zu bestimmenden Ortsunsicherheit Δx
auf dem Objekt kleiner als eine halbe Wellenlänge des benutzten
Lichtes, vorzugsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Durchführung der Interferenz der kohärenten Teilstrahlen
ein Interferometertyp zur Erzeugung eines integralen Interfe
renzkontrastes verwendet wird.
5. Verfahren zum Mikroskopieren eines Objektes mit einem ex
trem hochauflösenden Interferenzmikroskop, bei welchem das Ob
jekt mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise einer fokusierten
Laserbeleuchtung, durch ein Objektiv beleuchtet wird, wobei der
Lichtstrahl der Lichtquelle durch einen Strahlteiler in zwei
kohärente Teilstrahlen geteilt wird, von denen wenigstens einer
zur Beleuchtung des Objektes dient, und die Teilstrahlen nach
der Beleuchtung des Objektes und gegebenenfalls eines Referenz
objektes interferierend wieder zusammengeführt und einem vor
zugsweise in Bildbereiche gerasterten Interferenzbilddetektor
zur Erzeugung wenigstens eines Interferenzbildes zugeführt wer
den und aus der Bildinformation eines oder mehrerer Interferenz
bilder mittels eines geeigneten Algorithmus ein Phasenbild er
richtet wird, zur Erzielung einer Auflösung jenseits der Beu
gungsgrenze, d. h. einer zur bestimmenden Ortsunsicherheit Δx
auf dem Objekt kleiner als eine halbe Wellenlänge des benutzten
Lichtes, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Durchführung der Interferenz der kohärenten Teilstrahlen
ein Interferometertyp zur Erzeugung eines differenziellen Inter
ferenzkontrastes verwendet wird.
6. Verfahren zum Mikroskopieren eines Objektes mit einem
extrem hochauflösenden Interferenzmikroskop, bei welchem das
Objekt mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise einer fokusierten
Laserbeleuchtung, durch ein Objektiv beleuchtet wird, wobei der
Lichtstrahl der Lichtquelle durch einen Strahlteiler in zwei
kohärente Teilstrahlen geteilt wird, von denen wenigstens einer
zur Beleuchtung des Objektes dient, und die Teilstrahlen nach
der Beleuchtung des Objektes und gegebenenfalls eines Referenz
objektes interferierend wieder zusammengeführt und einem vor
zugsweise in Bildbereiche gerasterten Interferenzbilddetektor
zur Erzeugung wenigstens eines Interferenzbildes zugeführt wer
den und aus der Bildinformation eines oder mehrerer Interferenz
bilder mittels eines geeigneten Algorithmus ein Phasenbild er
rechnet wird, zur Erzielung einer Auflösung jenseits der Beu
gungsgrenze, d. h. einer zu bestimmenden Ortsunsicherheit Δx
auf dem Objekt kleiner als eine halbe Wellenlänge des benutzten
Lichtes, vorzugsweise nach einem oder mehreren der vorhergehen
den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß cirkular oder elliptisch polarisiertes Licht zur Objektbe
leuchtung verwendet wird.
7. Interferenzmikroskop zum Mikroskopieren eines Objektes mit
extrem hoher Auflösung, mit einem Objektiv, durch das das Objekt
mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise einer fokusierten Laser
beleuchtung, beleuchtet wird, wobei der Lichtstrahl der Licht
quelle durch einen Strahlteiler in zwei kohärente Teilstrahlen
geteilt wird, von denen wenigstens einer zur Beleuchtung des
Objektes dient, und die Teilstrahlen nach der Beleuchtung des
Objektes und gegebenenfalls eines Referenzobjektes interferie
rend wieder zusammengeführt und einem vorzugsweise in Bildbe
reiche gerasterten Interferenzbilddetektor zur Erzeugung we
nigstens eines Interferenzbildes zugeführt werden und aus der
Bildinformation eines oder mehrerer Interferenzbilder mittels
eines geeigneten Algorithmus ein Phasenbild errechnet wird, zur
Erzielung einer Auflösung jenseits der Beugungsgrenze, d. h.
einer zu bestimmenden Ortsunsicherheit Δx auf dem Objekt
kleiner als eine halbe Wellenlänge des benutzten Lichtes, vor
zugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü
che 1 bis 3,
gekennzeichnet durch,
einen dem Interferenzbilddetektor vorgeschaltete Nachvergröße
rungseinrichtung zur vergrößerten Zuordnung der zu bestimmenden
Ortsunsicherheit (Δx) zu einem Detektorbereich des Interfe
renzbilddetektors.
8. Interferenzbilddetektor nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Nachvergrößerungseinrichtung aus einer Einzel
linse (10) besteht.
9. Interferenzmikroskop nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Einzellinse (10) eine aspherische Linse ist.
10. Interferenzmikroskop zum Mikroskopieren eines Objektes
mit extrem hoher Auflösung, mit einem Objektiv, durch das das
Objekt mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise einer fokusierten
Laserbeleuchtung, beleuchtet wird, wobei der Lichtstrahl der
Lichtquelle durch einen Strahlteiler in zwei kohärente Teil
strahlen geteilt wird, von denen wenigstens einer zur Beleuch
tung des Objektes dient, und die Teilstrahlen nach der Beleuch
tung des Objektes und gegebenenfalls eines Referenzobjektes
interferierend wieder zusammengeführt und einem vorzugsweise in
Bildbereiche gerasterten Interferenzbilddetektor zur Erzeugung
wenigstens eines Interferenzbildes zugeführt werden und aus der
Bildinformation eines oder mehrerer Interferenzbilder mittels
eines geeigneten Algorithmus ein Phasenbild errechnet wird, zur
Erzielung einer Auflösung jenseits der Beugungsgrenze, d. h. ei
ner zu bestimmenden Ortsunsicherheit Δx auf dem Objekt klei
ner als eine halbe Wellenlänge des benutzten Lichtes, zur Durch
führung des Verfahrens nach Anspruch 4,
gekennzeichnet durch,
ein Linnik-Interferometer zur Erzeugung einer Interferenz der
kohärenten Teilstrahlen mit einem integralen Interferenzkon
trast.
11. Interferenzmikroskop zum Mikroskopieren eines Objektes
mit extrem hoher Auflösung, mit einem Objektiv, durch das das
Objekt mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise einer fokusierten
Laserbeleuchtung, beleuchtet wird, wobei der Lichtstrahl der
Lichtquelle durch einen Strahlteiler in zwei kohärente
Teilstrahlen geteilt wird, von denen wenigstens einer zur
Beleuchtung des Objektes dient, und die Teilstrahlen nach der
Beleuchtung des Objektes und gegebenenfalls eines Referenzobjek
tes interferierend wieder zusammengeführt und einem im Bildbe
reiche gerasterten Interferenzbilddetektor zur Erzeugung wenig
stens eines Interferenzbildes zugeführt werden und aus der Bild
information eines oder mehrerer Interferenzbilder mittels eines
geeigneten Algorithmus ein Phasenbild errechnet wird, zur Erzie
lung einer Auflösung jenseits der Beugungsgrenze, d. h. einer zu
bestimmenden Ortsunsicherheit Δx auf dem Objekt kleiner als
eine halbe Wellenlänge des benutzten Lichtes, zur Durchführung
des Verfahrens nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch,
ein Nomarski-Interferometer zur Erzeugung einer Interferenz der
kohärenten Teilstrahlen mit einem differenziellen Interferenz
kontrast.
12. Interferenzmikroskop zum Mikroskopieren eines Objektes
mit extrem hoher Auflösung, mit einem Objektiv, durch das das
Objekt mittels einer Lichtquelle, vorzugsweise einer fokusierten
Laserbeleuchtung, beleuchtet wird, wobei der Lichtstrahl der
Lichtquelle durch einen Strahlteiler in zwei kohärente Teil
strahlen geteilt wird, von denen wenigstens einer zur Be
leuchtung des Objektes dient, und die Teilstrahlen nach der Be
leuchtung des Objektes und gegebenenfalls eines Referenzobjektes
interferierend wieder zusammengeführt und einem vorzugsweise in
Bildbereiche gerasterten Interferenzbilddetektor zur Erzeugung
wenigstens eines Interferenzbildes zugeführt werden und aus der
Bildinformation eines oder mehrerer Interferenzbilder mittels
eines geeigneten Algorithmus ein Phasenbild errechnet wird, zur
Erzielung einer Auflösung jenseits der Beugungsgrenze, d. h. ei
ner zu bestimmenden Ortsunsicherheit Δx auf dem Objekt klei
ner als eine halbe Wellenlänge des benutzten Lichtes,
gekennzeichnet durch,
eine CCD-Kamera als Interferenzbilddetektor, die aus der Aus
trittstrahlachse der miteinander interferierenden Teilstrahlen
um einen Winkel ausgeschwenkt ist.
13. Interferenzmikroskop nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ausschwenkwinkel der CCD-Kamera (7) etwa 5°
bis 25° beträgt, vorzugsweise etwa 10° bis 20° beträgt.
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DE1996105884 Ceased DE19605884A1 (de) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | Verfahren und Interferenzmikroskop zum Mikroskopieren eines Objektes mit extrem hoher Auflösung jenseits der Beugungsgrenze |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19605884A1 (de) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2833261B1 (de) * | 1978-07-28 | 1979-10-04 | Siemens Ag | Optisches Hilfsmittel zur Vergroesserung der Apertur eines Detektors |
DD208872A5 (de) * | 1981-11-26 | 1984-04-11 | Secr Defence Brit | Abbildungssystem |
DE3819604A1 (de) * | 1988-06-09 | 1989-12-14 | Zeiss Carl Fa | Verfahren und einrichtung zur erzeugung von phasenkontrastbildern |
DE9215160U1 (de) * | 1992-11-06 | 1993-12-09 | Siemens AG, 80333 München | Anordnung mit einem Bildverstärker und einem Bildempfänger |
DE4304529C1 (de) * | 1993-02-15 | 1994-06-30 | Ems Technik Gmbh | Meßkameraanordnung, insbesondere für photogrammetrische Messungen an technischen Objekten |
US5389779A (en) * | 1993-07-29 | 1995-02-14 | At&T Corp. | Method and apparatus for near-field, scanning, optical microscopy by reflective, optical feedback |
-
1996
- 1996-02-19 DE DE1996105884 patent/DE19605884A1/de not_active Ceased
Patent Citations (6)
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