用于多源激发拉曼光谱法的设备和方法与流程

1.本文所述的主题的实施方案整体涉及对样本的非破坏性测量，并且更具体地涉及使用光学计量来表征样本。


背景技术：

2.半导体和其他类似工业通常使用光学计量装备来在处理期间提供对衬底的非接触式评估。借助光学计量，用例如单个波长或多个波长下的光照射待测样本。在与样本相互作用之后，检测并分析所得光以确定该样本的期望特性。
3.可用于表征材料的组成和相以及半导体器件结构中的应力的一种光学计量是拉曼光谱法。拉曼仪器依赖于光源(诸如激光器)的使用，该光源聚焦到样本上以产生拉曼散射响应，该拉曼散射响应被收集并且继而通过光谱仪来测量。拉曼光谱法涉及激发光与物质中的键的振动态的相互作用以产生拉曼散射响应。自发荧光是材料特异性的，因此，为了对不同的材料产生准确的测量结果，有时使用不同的激发频率。使用多个激发频率的常规拉曼仪器通常需要在利用不同激发频率的测量之间重新配置，例如，以切换用于从输入到光谱仪的光谱中滤除不同激发源的滤波器，从而导致低吞吐量。可以改进使用拉曼光谱技术的光学计量设备。


技术实现要素：

4.公开了一种执行多波长偏振共焦拉曼光谱法的光学计量设备。该光学计量设备使用第一光源来产生具有第一波长的第一光束，并且使用第二光源来产生具有第二波长的第二光束。二向色分束器部分地反射该第一光束并透射该第二光束以将沿着入射在样本上的同一光轴的光束组合。该二向色分束器将响应于该第一光束和该第二光束而从样本发射的拉曼响应一起引导向至少一个光谱仪，并引导该第一光束远离该至少一个光谱仪。斩波器可用于隔离由该至少一个光谱仪接收并进行光谱测量的、对该第一光束和该第二光束的拉曼响应。
5.在一个具体实施中，一种用于拉曼光谱法的光学计量设备可包括：第一光源，该第一光源产生具有第一波长的第一光束；和第二光源，该第二光源产生具有第二波长的第二光束。第一二向色分束器部分地反射该第一波长并透射该第二波长，使得该第一光束和该第二光束沿着入射在样本上的同一光轴传播。该第一二向色分束器接收响应于该第一光束而从该样本发射的第一拉曼响应、响应于该第二光束而从该样本发射的第二拉曼响应、从该样本反射的该第一光束以及从该样本反射的该第二光束。该第一二向色分束器朝向至少一个光谱仪引导从该样本反射的该第二光束，该第一二向色分束器同时引导该第一拉曼响应和该第二拉曼响应且不带有从该样本反射的该第一光束。至少一个光谱仪从该第一二向色分束器接收从该样本发射的该第一拉曼响应和该第二拉曼响应。
6.在一个具体实施中，一种拉曼光谱的方法包括利用第一光源产生具有第一波长的第一光束以及利用第二光源产生具有第二波长的第二光束。该方法还可包括利用第一二向
色分束器部分地反射该第一波长并透射该第二波长以沿着入射在样本上的同一光轴传播该第一光束和该第二光束。该方法还可包括利用该第一二向色分束器接收响应于该第一光束而从该样本发射的第一拉曼响应、响应于该第二光束而从该样本发射的第二拉曼响应、从该样本反射的该第一光束以及从该样本反射的该第二光束。该方法还可包括利用该第一二向色分束器将该第一拉曼响应和该第二拉曼响应一起且不带有从该样本反射的该第一光束引导向至少一个光谱仪。该方法还可包括利用至少一个光谱仪从该第一二向色分束器接收从该样本发射的该第一拉曼响应和该第二拉曼响应。
7.在一个具体实施中，一种用于拉曼光谱法的光学计量设备可以包括用于产生具有第一波长的第一光束的装置和用于产生具有第二波长的第二光束的装置。该光学计量设备还可包括用于下述操作的装置：部分地反射该第一波长并透射该第二波长以沿着入射在样本上的同一光轴传播该第一光束和该第二光束，并且接收响应于该第一光束而从该样本发射的第一拉曼响应、响应于该第二光束而从该样本发射的第二拉曼响应、从该样本反射的该第一光束以及从该样本反射的该第二光束，并且同时引导该第一拉曼响应和该第二拉曼响应且不带有从该样本反射的该第一光束以用于光谱测量。该光学计量设备还可包括用于对来自该第一二向色分束器的从该样本发射的该第一拉曼响应和该第二拉曼响应进行光谱测量的装置。
附图说明
8.图1示出了采用拉曼光谱法的光学计量设备的示意图。
9.图2示出了采用多波长偏振共焦拉曼光谱法的光学计量设备的示意图。
10.图3为示出可由光学计量设备的光源所使用的各种波长以及可响应于激发波长而产生的自发荧光的波长的曲线图。
11.图4示出了采用多波长偏振共焦拉曼光谱法的光学计量设备的示意图，其中拉曼响应信号被隔离。
12.图5a和图5b为可用于隔离拉曼响应信号的旋转斩波器的示意图。
13.图6为示出执行拉曼光谱法的光学计量设备的操作方法的流程图。
具体实施方式
14.在半导体和类似器件的制造期间，有时需要通过非破坏性地测量这些器件来监测制造过程。在处理期间，有时采用光学计量来对样本进行非接触式评估。
15.可用于表征材料的组成和相以及半导体器件结构中的应力的一种光学计量是拉曼光谱法。拉曼光谱法与傅里叶变换红外(ftir)光谱法互补。ftir和拉曼均涉及光与物质中的键的振动态的相互作用。ftir为线性过程并且通过振动键来检测光的吸收，其中如果偶极矩发生变化，则特定键处于活性状态(ir活性)。另一方面，拉曼为非线性过程，并且是通过振动键散射光的结果，其中如果极化率发生变化，则特定键处于活性状态(拉曼活性)。许多键既是ir活性的又是拉曼活性的，但一些键仅对一种或另一种是活性的，因此具有拉曼技术和ftir技术的互补性质。
16.然而，由于拉曼光谱和ftir光谱具有不同的线性性质和非线性性质，因此它们之间存在显著差异。拉曼中的非线性意味着聚焦的激光束将在焦点附近具有最强的拉曼信
号，从而允许分析样本的高度局部化体积，其中常规ftir对整个照射区域敏感。改变拉曼激发的波长及其在共焦光学几何结构中的使用允许测量体积的进一步特异性。
17.常规的拉曼仪器依赖于一个或多个激光源的使用，该激光源聚焦到样本上以产生拉曼散射响应，该拉曼散射响应被收集并且继而通过光谱仪来测量。使用针对特定激光源定制的一组滤波器来从输入到光谱仪的光谱中移除激发源。在存在多个可用激发源的情况下，当激发源发生变化时，通常使用滤波器的对应变化，例如通过滤波轮机构，以移除当前激发源的特定频率。因此，当改变激发源时，拉曼仪器通常需要对光学配置进行机械更改(例如，通过物理地移动一个或多个部件)以从输入到光谱仪的光谱中适当地滤除激发频率，从而降低吞吐量。
18.如本文所述，光学计量设备可执行多波长偏振共焦拉曼光谱法，而不需要重新配置光学系统以从拉曼响应滤除激发波长。因此，与常规拉曼设备相比，该光学计量设备实现了吞吐量提高并且具体实施和操作简化的多波长拉曼光谱法。光学计量设备可采用多波长偏振共焦拉曼光谱法，例如使用具有不同激发波长的多个光源，该多个光源从具有不同(非重叠)波长范围的样本产生拉曼响应。光学计量设备采用一个或多个二向色分束器来组合激发光束并从拉曼响应中滤除激发光束。另外，一个或多个二向色分束器可用于分离拉曼响应，这些拉曼响应可被提供给单独的光谱仪。例如，二向色分束器可以被配置为将第一激发光束和第二激发光束引导向样本，并且将对第一激发光束和第二激发光束的拉曼响应引导向一个或多个光谱仪，同时至少分离第一激发光束。第二二向色分束器可用于分离第二激发光束。第三二向色分束器可用于分离拉曼响应。
19.另外，可以使用斩波器来进一步隔离拉曼响应，该斩波器例如被配置为透射一个激发光束并同时阻挡另一激发光束。可以基于斩波器的取向来触发用于光谱地测量拉曼响应的光谱仪，以进一步隔离拉曼响应。
20.图1示出了采用拉曼光谱法的光学计量设备100的示意图。
21.光学计量设备100包括光源112，诸如产生光束114的激光器，该光束分别由透镜116和118扩展和准直。光束114包括用相对较粗箭头115示出的激发频率。光束114用偏振器120偏振，并被分束器122接收。分束器122将光引导向物镜124，该物镜将光聚焦到固持在载物台127上的样本126上。
22.入射到样本126上的光被样本126反射和反向散射为响应光束128，该响应光束被物镜124和分束器122接收。光束114中的激发频率与样本126中的键的振动态的相互作用产生拉曼散射响应，从而产生反向散射光。响应光束128中的反向散射光具有与激发频率不同的频率，并且被示出为相对较细的箭头129。分束器122将包括反射光和反向散射光的响应光束128引导至光谱仪150。
23.激发频率通常比拉曼散射响应大几个数量级。因此，使用边通(或陷波)滤波器130(例如，瑞利抑制滤波器)来接收响应光束128并移除光束114的激发频率，使得被引导至光谱仪150的响应光束128仅包括反向散射光129，而没有反射光束114的激发频率。光学计量设备100被示出为包括共焦针孔132连同透镜134、136和138，以及位于分束器122与光谱仪150之间的折叠式反射镜140。另外，响应光束128在光谱仪150之前经过分析器142。
24.以举例的方式，拉曼光谱测量结果可以从半经典的角度用由入射电场e诱生出的电偶极矩p描述为：
25.p＝ε0χe＝ε0χ
·
e0exp[i(ki·
r-ωit)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式1
[0026]
其中χ可被定义为：
[0027][0028]
其中
[0029]
qj＝ajexp[
±
i(qj·
r-ωjt)]
→
声子
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式3
[0030]
电偶极矩p可被写作：
[0031][0032]
在上述公式中，ωi表示瑞利散射(非弹性的)，ωi+ωj表示反斯托克斯散射(非弹性的)，并且ω
i-ωj表示斯托克斯散射(非弹性的)。散射效率i可被表示为：
[0033][0034]
其中ei是入射偏振矢量，es是散射偏振矢量，并且r是拉曼张量(组对称)。
[0035]
图1中所示的光学计量设备100可使用例如激光器或其他窄带光源作为光源112，以产生具有窄带激发波长的光束114。在一些具体实施中，可使用多个激光源来产生多个激发光束。在此类具体实施中，必须将专门定制的滤波器130引入响应光束的光束路径中以滤除激发频率。因此，通过改变瑞利抑制滤波器(例如，借助于滤波轮机构)来适应激发源的改变，从而从输入到光谱仪150的光谱中适当地滤除激发频率。
[0036]
图2示出了采用多波长偏振共焦拉曼光谱法的光学计量设备200的示意图。光学计量设备200例如采用多个激发源而无需移动元件来从拉曼散射响应中滤除激发频率。在图2中所提供的示例中，将两个激发源设置用于双波长偏振共焦拉曼光谱，但应当理解，如果需要，可以通过本公开的扩展来使用多于两个激发源。
[0037]
光学计量设备200包括第一光源210和第二光源220，它们分别产生具有不同波长的光束212和222。第一光源210和第二光源220例如可以是两个不同的激发源，例如第一光源210产生紫外uv光并且第二光源220产生红外(ir)或近红外光。例如，第一光源210可以是激光器、发光二极管(led)或产生波长为325nm的光的其他窄带光源，并且第二光源220可以是激光器、led或产生波长为785nm的光的其他窄带光源。如图2中所示，由第一光源210产生的光束212具有第一波长213(由相对较粗的黑色箭头示出)，而由第二光源220产生的第二光束222具有与第一波长213不同的第二波长223(由相对较粗的灰色箭头示出)。光束212可以被偏振器214偏振，并且光束222可以被偏振器224偏振。光束212和222可以是线性偏振的。如果需要，可包括附加的光学元件以旋转偏振取向，诸如旋转半波片。
[0038]
如图所示，第一二向色分束器216将具有第一波长213的光束212引导向样本230。例如，如图2所示，第一二向色分束器216可以朝向样本230反射第一波长213。第二二向色分束器226将具有第二波长223的光束222引导向样本230和第一二向色分束器216。例如，如图2所示，第二二向色分束器226可以朝向样本230和第一二向色分束器216反射具有第二波长226的光。第一二向色分束器216接收光束222并将光束222引导向样本230。例如，第一二向色分束器216可以朝向样本透射具有第二波长223的光。因此，光束212和222由第一二向色
分束器216沿着相同的光轴组合并且被引导至样本230。
[0039]
物镜232将组合光束212和222聚焦到样本230上。固持样本230的载物台234可被配置为将样本230移动到期望的测量位置(和焦点位置)。例如，载物台234可以包括致动器，该致动器由控制器280控制以基于来自控制器280的控制信号移动样本230，从而将样本230定位在期望的测量位置处。载物台230例如可能能够在笛卡尔(即，x和y)坐标或极(即，r和θ)坐标或两者的某种组合中进行水平运动。载物台230还可能能够沿着z坐标进行竖直运动。如果载物台系统是r和θ配置，则由偏振器214和224产生的偏振可能需要根据样本类型与样本230的旋转相关联。在一些具体实施中，光学系统的一个或多个部件可相对于载物台234和样本230移动以将光学系统相对于样本230定位在期望的测量位置处。
[0040]
入射到样本230上的光从样本反射，因此具有波长213和223的光从样本230反射，分别如黑色和灰色双箭头所示。另外，光束212和222产生将从样本发射的拉曼响应，例如，作为具有与激发波长略微不同的波长的反向散射光。因此，样本230响应于具有第一波长213的光束212而发射反向散射光215，如相对较细的黑色箭头215所示，其具有与光束212的激发频率不同的波长。类似地，样本230响应于具有第二波长223的光束222而发射反向散射光225，如相对较细的灰色箭头225所示，其具有与光束222的激发频率不同的波长。物镜232接收具有波长213和223的反射光以及反向散射光215和225，这些光被引导至第一二向色分束器216。
[0041]
第一二向色分束器216接收具有波长213和223的反射光以及反向散射光215和225，并且被配置为阻止第一波长213通过(例如，通过反射第一波长213，如图2中所示)，但使具有第二波长223的光以及反向散射光215和225通过(例如，通过透射，如图2中所示)。
[0042]
第二二向色分束器226可接收具有第二波长223的光以及反向散射光215和225，并且可被配置为阻止第二波长223通过(例如，通过反射第二波长223，如图2中所示)，但可使反向散射光225以及可选地反向散射光215通过(例如，通过透射，如图2中所示)。
[0043]
反向散射光215和225可以通过分析器240并且可被第一光谱仪250接收，该第一光谱仪对拉曼响应进行光谱测量。如图所示，透镜242可将反向散射光215和225聚焦在光谱仪250的入口狭缝251上。光谱仪250被示出为包括聚焦镜252和256、衍射光栅254以及检测器258(诸如ccd相机)。
[0044]
在一些具体实施中，如虚线所示，第二光谱仪270可用于接收反向散射光215，而第一光谱仪250接收反向散射光225。例如，第三二向色分束器236可以位于二向色分束器216和226之间。第三二向色分束器236可接收具有第二波长223的光以及反向散射光215和225，并且可配置为将反向散射光215与反向散射光225和具有第二波长223的光分离。例如，如图2所示，可选的第三二向色分束器236可被配置为向第二光谱仪270反射反向散射光215并且向第二二向色分束器226透射反向散射光225，同时透射具有第二波长223的光，例如从第二二向色分束器226朝向样本230并且从样本230到第二二向色分束器226。在其中使用第三二向色分束器236的本具体实施中，第二二向色分束器226仅向第一光谱仪250透射反向散射光225。通过使用第三二向色分束器236，反向散射光215可以先通过第二分析仪260，然后被第二光谱仪270接收。透镜262可将反向散射光215聚焦在第二光谱仪270的入口狭缝271上。类似于光谱仪250，第二光谱仪270可包括聚焦镜272和276、衍射光栅274以及检测器278(诸如ccd相机)。
[0045]
通过使用第二光谱仪270，第一光谱仪250和第二光谱仪270中的每个衍射光栅254和274可以分别针对所接收的反向散射光225和215的特定波长范围具体地配置，例如配置具有光谱色散以分别使在检测器258和278上的光谱扩展最大化。
[0046]
应理解，光学计量设备200中可包括一个或多个附加部件。例如，如图1所示，可以使用一个或多个共焦针孔和随附的透镜以及折叠式反射镜等。
[0047]
在一些具体实施中，第一二向色分束器216、第二二向色分束器226、可选的第三二向色分束器236中的一者或多者或它们的任何组合均可以用分束器(例如，半反射镜式分束器)和滤波器的组合来替代，该滤波器定位于分束器之后(即，更靠近光谱仪250)并且被定制为使期望波长通过并且将其他波长滤除，例如瑞利抑制滤波器、边通滤波器或陷波滤波器。例如，第一二向色分束器216可以用分束器和滤波器(例如，滤波器可以是边缘滤波器)来替代，该滤波器使反向散射光215和225以及第二波长223通过，但将第一波长213滤除。在一些具体实施中，替代第一二向色分束器216的二向色滤波器还可将第二波长223滤除，例如，滤波器可以是陷波滤波器或多个陷波滤波器。第三二向色分束器236(如果存在的话)可以用分束器以及可选地用位于分束器与第二光谱仪270之间的滤波器来替代，该滤波器将反向散射光225滤除并使反向散射光215通过。第二二向色分束器226可以用分束器和滤波器来替代，该滤波器滤除第二波长223(以及第一波长213，如果之前未被过滤的话)但使反向散射光225通过(如果使用第二光谱仪270的话)或使反向散射光215和225两者通过(如果未使用第二光谱仪270的话)。然而，一般来讲，拉曼效率较弱，例如约为1/λ4，因此，使用一个或多个半反射镜式分束器和瑞利抑制滤波器代替一个或多个二向色分束器216、226或236将使响应信号衰减并且可能提高信噪比并使得拉曼散射响应的准确测量变得困难。
[0048]
光谱仪250和光谱仪270(如果使用的话)以及光学计量设备200的其他部件，诸如光源210和220、偏振器214和224、分析器240和260(如果使用的话)以及载物台234可以耦接到至少一个控制器280，诸如工作站、个人计算机、中央处理单元或其他适当的计算机系统、或多个系统。应当理解，控制器280包括可以是独立的或联结的处理器的一个或多个处理单元282，并且控制器280在本文中有时可以被称为处理器280、至少一个处理器280、一个或多个处理器280等。控制器280优选地包括在光学计量设备200中，或者连接到该光学计量设备，或者以其他方式与该光学计量设备相关联。控制器280例如可例如通过控制其上固持样本230的载物台234的移动来控制样本230的定位。控制器280可进一步控制用于固持或释放样本230的载物台234上的卡盘的操作。控制器280还可收集和分析从光谱仪250和270(如果使用的话)获得的数据。控制器280可以分析数据以确定样本的一个或多个物理特性，例如基于如上所述的拉曼散射，用于所采用的多个激发波长。在一些具体实施中，可获得所测量数据并且将其与可存储于库中或实时获得的建模数据进行比较。可改变模型的参数，并且例如在线性回归过程中将建模数据与所测量数据进行比较，直到建模数据与所测量数据之间实现良好拟合，此时建模参数被确定为样本230的特性。
[0049]
控制器280包括存储器284和至少一个处理单元282，以及包括例如显示器286和输入设备288的用户界面。至少一个处理器282可使用体现有计算机可读程序代码的非暂态计算机可用存储介质289来致使至少一个处理器282控制光学计量设备200并且执行本文所述的测量功能和分析。鉴于本公开，本领域的普通技术人员可实现本具体实施方式中描述的用于自动实现一个或多个动作的数据结构和软件代码，并且将该数据结构和软件代码存储
在例如计算机可用存储介质289上，该计算机可用存储介质可以是可存储代码和/或数据以供计算机系统诸如处理单元282使用的任何装置或介质。计算机可用存储介质289可以是(但不限于)闪存驱动器、磁存储装置和光学存储装置，诸如磁盘驱动器、磁带、光盘和dvd(数字通用光盘或数字视频光盘)。通信端口287还可用于接收指令，这些指令可存储在存储器284上并且用于对处理器282进行编程以执行本文所述的功能中的任何一个或多个功能，并且可表示诸如到互联网或任何其他计算机网络的任何类型的通信连接。通信端口287可在前馈或反馈过程中将信号(例如，带有测量结果和/或指令)进一步导出到另一系统(诸如外部处理工具)，以便基于测量结果调整与样本的制造工艺步骤相关联的工艺参数。另外，本文所述的功能可全部或部分地体现在专用集成电路(asic)或可编程逻辑器件(pld)的电路中，并且这些功能可体现在可用于创建如本文所述那样操作的asic或pld的计算机可理解的描述符语言中。来自数据的分析的结果可存储在例如与样本相关联的存储器284中和/或例如经由显示器286、警报器、数据集或其他输出设备提供给用户。此外，可将来自分析的结果反馈回到处理装备以调整适当的图案化步骤，从而补偿处理中的任何检测到的差异。
[0050]
如上所述，拉曼效率相对较弱，约为1/λ4。此外，通常测量的材料的自发荧光在某些波长下可能相对较高。
[0051]
举例来说，图3为曲线图300，其示出可由光源使用的各种波长(用箭头示出)，以及可由各种材料响应于激发波长而产生的自发荧光302的代表性图解。自发荧光和拉曼散射是类似的过程，因为两者均涉及光与物质中的键的振动态的相互作用。诸如用于ftir中的自发荧光为线性过程并且通过振动键来检测光的吸收，其中如果偶极矩发生变化，则特定键处于活性状态(ir活性)。另一方面，拉曼为非线性过程，并且是通过振动键散射光的结果，并且如果极化率发生变化，则处于活性状态(拉曼活性)。许多键既是ir活性的又是拉曼活性的，但一些键仅具有一种或另一种活性，因此具有这两种技术的互补性质。
[0052]
通常，自发荧光是材料特异性的，其中一些材料比其他材料更大程度地发荧光。例如，铜具有非常强的荧光响应，其可能遮蔽较弱的拉曼特征。又如，硅具有很强的拉曼响应，这可能使得测量来自电介质的较弱拉曼特征变得困难。有时，介电材料可沉积在不透明金属上以隔离介电响应，这就需要使用合适的金属和激发波长以避免测量金属的荧光。由于自发荧光和拉曼过程的相似性，在相对较弱的拉曼效率和相对较强的自发荧光响应的情况下，应当明智地选择光学计量设备200中的多个光源的波长。例如，由于(1)两个波长区域中的荧光较弱，(2)拉曼效率(例如，朝向紫外(uv))高，(3)允许更高分辨率测量的更大光谱范围(例如，近红外(ir))，(4)给定材料中不同的吸收长度，以及(5)拉曼信号将被光谱地分离，可以选择用于光源的两个波长范围。举例来说，下文的表1示出了各种激发源(波长)的比较表。
[0053]
[0054][0055]
*相对于532nm处的激发而测量
[0056]
表1
[0057]
基于上述标准和比较表，可以选择各种不同的激发源。在一个示例中，一对激发源的波长为325nm和785nm，但也可以选择其他激发源对。如表1中所示，对于325nm的激发源，从400cm-1
至4000cm-1
的拉曼光谱将落在从329nm至374nm的范围内，而对于785nm的激发源，从400cm-1
至4000cm-1
的拉曼光谱将落在从810nm至1144nm的范围内，因此，通过这些激发源，拉曼信号将被光谱地分离。通过对激发源对的这种选择或其他选择，可以设计出能够同时在这两种激发下工作而不影响性能的光学系统。
[0058]
在一些具体实施中，采用双波长偏振共焦拉曼光谱法的光学计量设备可以包括一个或多个附加部件，以帮助隔离拉曼响应信号。例如，多个光谱仪可以与光谱仪内的光栅一起使用，其中色散可针对所接收到的拉曼响应的波长范围而定制。另外，可以采用诸如长通滤波器的线路滤波器来隔离拉曼信号。还可以使用机械或电光斩波器来隔离这两个信号。例如，在聚焦到样本上之前，可以使两个准直激发源进入彼此平行传播的同一平面，并且可以投射在旋转斩波器的相对两侧上，该旋转斩波器的叶片是反对称的，即，一侧上的叶片是打开的而另一侧上的叶片是闭合的。光谱仪可以基于旋转斩波器的位置而触发。
[0059]
举例来说，图4示出了采用多波长偏振共焦拉曼光谱法的光学计量设备400的更详细的示意图，其中拉曼响应信号被隔离。光学计量设备400类似于上述光学计量设备200，其采用多个激发源而无需移动元件来从拉曼散射响应中滤除激发频率。在图4中所提供的示例中，将两个激发源设置用于双波长偏振共焦拉曼光谱，但应当理解，如果需要，可以通过本公开的扩展来使用多于两个激发源。
[0060]
如图所示，第一光源402产生第一光束403，该第一光束由反射镜404(例如，离轴抛物镜)扩展、示出，并通过第一线路滤波器406。第一光源402例如可以是激光器或led或产生波长为325nm的光的其他窄带光源。第一线路滤波器406用于精细地控制来自第一光源402的激发光束的波长。第一光束403先通过第一偏振器408、斩波器410和第一偏振旋转元件412(诸如半波片)，然后被第一二向色分束器414接收。来自光源402的光束的输入偏振可以是线性的，并且可以通过可旋转半波片412来控制。
[0061]
第二光源422产生第二光束423，该第二光束由反射镜424(例如，离轴抛物镜)扩展、示出，并通过第二线路滤波器426，该第二线路滤波器用于精细地控制来自第二光源422的激发光束的波长。第二光源422例如可以是激光器或led或产生波长为785nm的光的其他窄带光源。第二光束423通过第二偏振器428、斩波器410和第二偏振旋转元件430(诸如半波片)。来自光源422的ir光束的输入偏振可以是线性的，并且可以通过可旋转半波片430来控制。斩波器410可以是旋转斩波器或电控开关或遮光器，其被配置为使得当来自第一光源402的第一光束403通过时，来自第二光源422的第二光束423被阻挡，并且反之亦然，当来自第一光源402的第一光束403被阻挡时，来自第二光源422的第二光束423通过。图4示出了第二光束423在被第二二向色分束器436接收之前可以用一个或多个反射镜432和434重定向。
[0062]
第二二向色分束器436被配置为将具有第二光束423的波长的光朝向第一二向色分束器414引导(例如，在图4所示的示例中为反射)。第二光束423由第三二向色分束器438接收，该第三二向色分束器被配置为将具有第二光束423的波长的光朝向第一二向色分束器414引导(例如，在图4所示的示例中为透射)。
[0063]
第二光束423由第一二向色分束器414接收。第一二向色分束器414被配置为将具有第一光束403的波长的光朝向物镜440引导(例如，在图4所示的示例中为反射)并且将具有第二光束423的波长的光朝向物镜440引导(例如，在图4所示的示例中为透射)，使得第一光束403和第二光束423沿着相同的光轴朝向物镜440传播。物镜440将第一光束403和第二光束423聚焦在样本442上。物镜440可以是折射或反射(施瓦茨希尔德)透镜。折射物镜可以允许更大的数值孔径(高达0.9)并且在纯反向散射模式下工作，但优化在两个极端光谱区域(例如，uv和ir)中的操作可能难以实现。反射物镜可能与光谱无关，但将具有有限的数值孔径(《0.7)，并且由于遮蔽而致使直接反向散射的光线可能不可用。
[0064]
入射在样本442上的来自第一光束403和第二光束423的光从样本反射，并且第一光束403和第二光束423的激发频率产生拉曼散射响应，该拉曼散射响应由物镜440接收并且引导向第一二向色分束器414。响应于第一光束403和第二光束423而产生的拉曼散射响应被分别示为相对较细的光束405和425，该两个光束沿着与第一光束403和第二光束423相同的光轴传播。举例来说，如表1中所示，例如，如果第一光束403具有325nm的波长，则样本可以产生可落在从329nm至374nm的范围内的拉曼光谱，而如果第二光束423具有785nm的波长，则样本可以产生可落在从810nm至1144nm的范围内的拉曼光谱。由第一光束403的uv激发频率产生的拉曼光谱在本文中有时可称为uv输出405，并且由第二光束423的ir激发频率产生的拉曼光谱在本文中有时可称为ir输出425。然而，应当理解，光学计量设备400不限于使用uv和ir激发波长，而是可以使用可适合于待测样本的材料的其他波长，并且输出的波长将相应地改变(如表1中所示)。
[0065]
第一二向色分束器414被配置为将反射的第一光束403的波长引导回第一光源402(例如，在图4所示的示例中为反射)，并且被配置为将uv输出405和ir输出425以及反射的第二光束423的波长引导向光谱仪460和476(例如，在图4所示的示例中为透射)。
[0066]
第三二向色分束器438被配置为将uv输出405与ir输出425分离。例如，第三二向色分束器438可被配置为朝向第一光谱仪460反射uv输出405并且朝向第二光谱仪476透射ir输出425(以及反射的第二光束423)。
[0067]
由第三二向色分束器438引导向第一光谱仪460的uv输出405可以通过第一滤波器444(例如，长通滤光器)、第一分析器448和针孔452。一个或多个光学元件，诸如反射镜446、450、454、456和458，可以另外被包括在到第一光谱仪460的光路中。
[0068]
ir输出425和反射的第二光束423可以由第二二向色分束器436接收，该第二二向色分束器被配置为将反射的第二光束423的波长引导回第二光源422(例如，在图4所示的示例中为反射)，并且被配置为将ir输出425引导向第二光谱仪476(例如，在图4所示的示例中为透射)。
[0069]
由第二二向色分束器436引导向第二光谱仪476的ir输出425可以通过第二滤波器462(例如，长通滤光器)、第二分析器464和针孔468。一个或多个光学元件，诸如466、470、472和474，可以另外被包括在到第二光谱仪476的光路中。第一光谱仪460和第二光谱仪476
可耦接到控制器，诸如图2中所论述的控制器280。
[0070]
如图所示，斩波器410可以产生触发信号，例如基于光束403或423中的哪一光束被允许通过。例如，对于旋转斩波器410，触发信号可以基于旋转斩波器410的位置，或者对于电子开关，触发信号可以基于电子开关的电气控制。触发信号由第一光谱仪460和第二光谱仪476接收，这些光谱仪可基于触发信号被触发以获得测量结果。因此，当uv光束被透射并且ir光束被斩波器410阻挡时，第一光谱仪460可以被触发以捕获拉曼光谱数据并且第二光谱仪476可以被控制以不捕获任何数据。同样，当ir光束被透射并且uv光束被斩波器410阻挡时，第二光谱仪476可以被触发以捕获拉曼光谱数据并且第一光谱仪460可以被控制以不捕获任何数据。
[0071]
因此，利用光学计量设备400，通过经由第一二向色分束器414将uv光束(来自光源402)注入到更靠近物镜440的位置并且经由第二二向色分束器436将ir光束(来自光源422)注入到上游更远位置来实现拉曼响应的光谱分离。光学计量设备400的光学系统是共焦的。物镜440可以被无限远校正，这意味着需要由一对匹配的聚焦元件分开的针孔(例如，对于uv输出405，由针孔452和反射镜450和454示出，并且对于ir输出425，由针孔468和反射镜466和470示出)。如果物镜440具有有限的后焦平面距离，则可以使用单个针孔。在后一种情况下，针孔尺寸可能受到影响，而在前一种情况下，可以使用光谱上最佳的尺寸。
[0072]
分析器448和464可以是能够旋转的，以允许测量拉曼光谱的s分量和p分量两者，这些分量因图案化结构或其他各向异性光学样本而变化。如果波片412和/或430在偏振器408和分析器448和/或偏振器428和分析器464交叉的情况下连续旋转，则可以在偏振调制操作模式下收集拉曼信号。在这种情况下，拉曼数据在性质上是椭圆偏振的，并且可以允许更大的噪声抑制。
[0073]
光学计量设备400可以与ftir光学系统合并，以允许同时测量拉曼数据和ftir数据。
[0074]
图5a和图5b是图4所示的旋转斩波器410形式的斩波器410的实施方案的示意图。如图所示，旋转斩波器410可以包括多个开口段502。图5示出了对应的阻挡段504，但应当理解，这些阻挡段不需要在斩波器410上单独标记。图5示出了具有黑点的uv光束506和具有灰点的ir光束508。可以看出，当uv光束506位于开口段502上并因此被旋转斩波器410透射时，ir光束508被旋转斩波器410阻挡。图5b示出了旋转至各种取向的旋转斩波器410，其示出了uv光束506以0
°
、45
°
、90
°
和315
°
的取向被透射，而ir光束被阻挡，并且ir光束508以135
°
、180
°
、225
°
和270
°
的取向被透射。
[0075]
图6是示出如本文所讨论的执行拉曼光谱法的光学计量设备(诸如光学计量设备200或400)的操作方法的流程图600。
[0076]
如框602所示，光学计量设备产生具有第一波长的第一光束。例如，用于通过光学计量设备产生具有第一波长的第一光束的装置可以是分别如图2和图4所示的光源210或402。例如，产生具有第一波长的第一光束的光源可以是窄带光源，诸如激光器、发光二极管(led)等。第一光束的第一波长可以是例如325nm、355nm、404nm的紫外(uv)或近uv，或者在一些具体实施中，可以是例如785nm或1065nm的红外(ir)或近ir。如果需要，也可将其他波长用于第一光束。
[0077]
在框604处，光学计量设备利用第二光源产生具有第二波长的第二光束。例如，用
于通过光学计量设备产生具有第二波长的第二光束的装置可以是分别如图2和图4所示的光源220或422。例如，产生具有第一波长的第二光束的光源可以是窄带光源，诸如激光器、发光二极管(led)等。第二光束的第二波长不同于第一波长，例如使得由样本响应于第一光束和第二光束而产生的拉曼信号将在光谱上分离。例如，如果第一光束的第一波长是uv或近uv，则第二光束的第二波长可以是ir或近ir，例如785nm或1065nm，或者在一些具体实施中，如果第一光束的第一波长是ir或近ir，则第二光束的第二波长可以是uv或近uv，例如325nm、355nm、404nm。如果需要，也可将其他波长用于第二光束。
[0078]
在框606处，光学计量设备部分地反射第一波长并透射第二波长以沿着入射在样本上的同一光轴传播第一光束和第二光束。例如，用于部分地反射第一波长并透射第二波长以沿着入射在样本上的同一光轴传播第一光束和第二光束的装置可以是分别如图2和图4所示的第一二向色分束器216或414。在一些具体实施中，用于利用第一二向色分束器部分地反射第一波长并透射第二波长以沿着入射在样本上的同一光轴传播第一光束和第二光束的装置可以是与二向色滤波器组合的分束器，如参考图2所论述的。
[0079]
在框608处，光学计量设备反射响应于第一光束而从样本发射的第一拉曼响应、响应于第二光束而从样本发射的第二拉曼响应、从样本反射的第一光束以及从样本反射的第二光束。例如，用于反射响应于第一光束而从样本发射的第一拉曼响应、响应于第二光束而从样本发射的第二拉曼响应的装置可以是分别如图2和图4所示的第一二向色分束器216或414。在一些具体实施中，用于反射响应于第一光束而从样本发射的第一拉曼响应、响应于第二光束而从样本发射的第二拉曼响应的装置可以是与二向色滤波器组合的非二向色分束器，如参考图2所论述的。
[0080]
在框610处，光学计量设备将第一拉曼响应和第二拉曼响应一起且不带有从样本反射的第一光束引导向至少一个光谱仪。例如，用于同时引导第一拉曼响应和第二拉曼响应且不带有从样本反射的第一光束以用于光谱测量的装置可以是分别如图2和图4所示的第一二向色分束器216或414。在一些具体实施中，用于同时引导第一拉曼响应和第二拉曼响应且不带有从样本反射的第一光束以用于光谱测量的装置可以是与二向色滤波器组合的非二向色分束器，如参考图2所论述的。
[0081]
在框612处，光学计量设备从第一二向色分束器接收从样本发射的第一拉曼响应和第二拉曼响应以用于光谱测量。例如，用于对来自第一二向色分束器的从样本发射的第一拉曼响应和第二拉曼响应进行光谱测量的装置可以是至少一个光谱仪，诸如图2中所示的光谱仪250或图2中所示的光谱仪250和270或图4中所示的光谱仪460和476。在一个具体实施中，该至少一个光谱仪可以是第一光谱仪和第二光谱仪，诸如图2中所示的光谱仪250和270或图4中所示的光谱仪460和476。
[0082]
在一个具体实施中，从样本反射的第二光束与第一拉曼响应和第二拉曼响应一起被第一二向色分束器引导向至少一个光谱仪。光学计量设备可以将第二光束从第二光源引导向第一二向色分束器。用于将第二光束从第二光源引导向第一二向色分束器的装置可以是例如分别如图2和图4所示的第二二向色分束器226或436。在一些具体实施中，用于将第二光束从第二光源引导向第一二向色分束器的装置可以是与二向色滤波器组合的非二向色分束器，如参考图2所论述的。光学计量设备还可以将至少第二拉曼响应且不带有从样本反射的第二光束引导向至少一个光谱仪。用于将至少第二拉曼响应且不带有从样本反射的
第二光束引导向至少一个光谱仪的装置可以是例如分别如图2和图4所示的第二二向色分束器226或436。在一些具体实施中，用于将至少第二拉曼响应且不带有从样本反射的第二光束引导向至少一个光谱仪的装置可以是与二向色滤波器组合的非二向色分束器，如参考图2所论述的。
[0083]
在一个具体实施中，光学计量设备可以对响应于第一光束而从样本发射的第一拉曼响应进行光谱测量，并且可以对响应于第二光束而从样本发射的第二拉曼响应进行光谱测量。例如，用于对响应于第一光束而从样本发射的第一拉曼响应进行光谱测量的装置可以是例如图2和图4中所示的光谱仪270或光谱仪460，并且用于对响应于第二光束而从样本发射的第二拉曼响应进行光谱测量的装置可以是例如图2和图4中所示的光谱仪250或光谱仪476。光学计量设备还可以将第二光束从第二二向色分束器引导向第一二向色分束器。用于将第二光束从第二二向色分束器引导向第一二向色分束器的装置可以是例如分别如图2和图4所示的第三二向色分束器236或438。在一些具体实施中，用于将第二光束从第二二向色分束器引导向第一二向色分束器的装置可以是与二向色滤波器组合的非二向色分束器，如参考图2所论述的。光学计量设备可以将第一拉曼响应引导向第一光谱仪。用于将第一拉曼响应引导向第一光谱仪的装置可以是例如分别如图2和图4所示的第三二向色分束器236或438。在一些具体实施中，用于将第一拉曼响应引导向第一光谱仪的装置可以是与二向色滤波器组合的非二向色分束器，如参考图2所论述的。光学计量设备可以将从样本反射的第二光束和第二拉曼响应一起引导向第二二向色分束器，其中该第二二向色分束器将第二拉曼响应且不带有从样本反射的第二光束引导向第二光谱仪。例如，用于将从样本反射的第二光束和第二拉曼响应一起引导向第二二向色分束器，其中该第二二向色分束器引导第二拉曼响应且不带有从样本反射的第二光束的装置可以是例如分别如图2和图4所示的第三二向色分束器236或438。在一些具体实施中，用于将从样本反射的第二光束和第二拉曼响应一起引导向第二二向色分束器，其中该第二二向色分束器引导第二拉曼响应且不带有从样本反射的第二光束的装置可以是与二向色滤波器组合的非二向色分束器，如参考图2所论述的。
[0084]
在一些具体实施中，第一光谱仪可以包括第一光栅，该第一光栅具有被配置用于响应于第一光束而从样本发射的第一拉曼响应的波长的色散，并且第二光谱仪可以包括第二光栅，该第二光栅具有被配置用于响应于第二光束而从样本发射的第二拉曼响应的波长的色散，例如，如参考图2中的衍射光栅254和274所论述的。
[0085]
在一些具体实施中，第一光束的第一波长为紫外线并且第二光束的第二波长为红外线。
[0086]
在一个具体实施中，光学计量设备可使第一光束在第一光束路径中偏振并且可使第二光束在第二光束路径中偏振。例如，用于使第一光束在第一光束路径中偏振的装置可以是例如第一偏振器214或408，如图2和图4中所论述的。用于使第二光束在第二光束路径中偏振的装置可以是例如第二偏振器224或428，如图2和图4中所论述的。第一偏振器和/或第二偏振器可以是线性偏振器，并且可以使用附加的光学元件来产生期望的偏振态，诸如半波片412和430。光学计量设备可以分析第一拉曼响应的第一光束路径中的第一拉曼响应，并且可以分析第二拉曼响应的第二光束路径中的第二拉曼响应。例如，用于分析第一拉曼响应的第一光束路径中的第一拉曼响应的装置可以是例如如图4中所论述的第一分析器
448，其可以是线性偏振器。用于分析第二拉曼响应的第二光束路径中的第二拉曼响应的装置可以是例如如图4中所论述的第二分析器464，其可以是线性偏振器。
[0087]
在一些具体实施中，光学计量设备可选择透射第一光束同时阻挡第二光束，以及选择透射第二光束同时阻挡第一光束的透射。例如，用于选择透射第一光束同时阻挡第二光束，以及选择透射第二光束同时阻挡第一光束的透射的装置可以是例如图4、图5a和图5b中所论述的斩波器410。
[0088]
光学计量设备例如可以通过连续切换来选择透射第一光束或第二光束中的一个光束，以在第一光束被透射时阻挡第二光束的透射，并且在第二光束被透射时阻挡第一光束的透射。例如，用于在第一光束被透射时阻挡第二光束的透射并且在第二光束被透射时阻挡第一光束的透射的装置可以是例如在图4、图5a和图5b中所论述的斩波器410。至少一个光谱仪可以包括第一光谱仪和第二光谱仪，光学计量设备可以触发第一光谱仪以测量第一拉曼响应，并且可以触发第二光谱仪以测量第二拉曼响应。例如，用于触发第一光谱仪以测量第一拉曼响应的装置可以是在图4、图5a和图5b中所论述的斩波器410。用于触发第二光谱仪以测量第二拉曼响应的装置可以是在图4、图5a和图5b中所论述的斩波器410。
[0089]
虽然出于说明目的结合具体实施方案示出了本发明，但本发明不限于此。在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种适配和修改。因此，所附权利要求书的精神和范围不应限于前述描述。

技术特征：
1.一种用于拉曼光谱法的光学计量设备，包括：第一光源，所述第一光源产生具有第一波长的第一光束；第二光源，所述第二光源产生具有第二波长的第二光束；第一二向色分束器，所述第一二向色分束器部分地反射所述第一波长并透射所述第二波长，使得所述第一光束和所述第二光束沿着入射在样本上的同一光轴传播，所述第一二向色分束器接收响应于所述第一光束而从所述样本发射的第一拉曼响应、响应于所述第二光束而从所述样本发射的第二拉曼响应、从所述样本反射的所述第一光束以及从所述样本反射的所述第二光束，所述第一二向色分束器将所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应一起且不带有从所述样本反射的所述第一光束引导向至少一个光谱仪；和所述至少一个光谱仪，所述至少一个光谱仪从所述第一二向色分束器接收从所述样本发射的所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应。2.根据权利要求1所述的光学计量设备，其中所述第一二向色分束器将从所述样本反射的所述第二光束与所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应一起引导向所述至少一个光谱仪，所述光学计量设备还包括：第二二向色分束器，所述第二二向色分束器将所述第二光束从所述第二光源引导向所述第一二向色分束器，并且将至少所述第二拉曼响应且不带有从所述样本反射的所述第二光束引导向所述至少一个光谱仪。3.根据权利要求2所述的光学计量设备，其中所述至少一个光谱仪包括：第一光谱仪，所述第一光谱仪接收响应于所述第一光束而从所述样本发射的所述第一拉曼响应；第二光谱仪，所述第二光谱仪接收响应于所述第二光束而从所述样本发射的所述第二拉曼响应；和第三二向色分束器，所述第三二向色分束器将所述第二光束从所述第二二向色分束器引导向所述第一二向色分束器，将所述第一拉曼响应引导向所述第一光谱仪，并且将从所述样本反射的所述第二光束和所述第二拉曼响应一起引导向所述第二二向色分束器，其中所述第二二向色分束器将所述第二拉曼响应且不带有从所述样本反射的所述第二光束引导向所述第二光谱仪。4.根据权利要求3所述的光学计量设备，其中所述第一光谱仪包括第一光栅，所述第一光栅具有被配置用于响应于所述第一光束而从所述样本发射的所述第一拉曼响应的波长的色散，并且所述第二光谱仪包括第二光栅，所述第二光栅具有被配置用于响应于所述第二光束而从所述样本发射的所述第二拉曼响应的波长的色散。5.根据权利要求3所述的光学计量设备，其中所述第一光束的所述第一波长为紫外线，并且所述第二光束的所述第二波长为红外线。6.根据权利要求1所述的光学计量设备，还包括：第一偏振器，所述第一偏振器位于所述第一光束的第一光束路径中；第二偏振器，所述第二偏振器位于所述第二光束的第二光束路径中；第一分析仪，所述第一分析仪位于所述第一拉曼响应的第三光束路径中；和第二分析仪，所述第二分析仪位于所述第二拉曼响应的第四光束路径中。7.根据权利要求1所述的光学计量设备，还包括斩波器，所述斩波器选择透射所述第一
光束同时阻挡所述第二光束，并且选择透射所述第二光束同时阻挡所述第一光束的透射。8.根据权利要求7所述的光学计量设备，其中所述斩波器连续切换以选择透射所述第一光束或所述第二光束中的一个光束，其中所述斩波器在所述第一光束被透射时阻挡所述第二光束的透射，并且在所述第二光束被透射时阻挡所述第一光束的透射，并且其中所述至少一个光谱仪包括：第一光谱仪，所述第一光谱仪由所述斩波器触发以测量所述第一拉曼响应；和第二光谱仪，所述第二光谱仪由所述斩波器触发以测量所述第二拉曼响应。9.一种拉曼光谱的方法，包括：利用第一光源产生具有第一波长的第一光束；利用第二光源产生具有第二波长的第二光束；利用第一二向色分束器部分地反射所述第一波长并透射所述第二波长，以沿着入射在样本上的同一光轴传播所述第一光束和所述第二光束，利用所述第一二向色分束器接收响应于所述第一光束而从所述样本发射的第一拉曼响应、响应于所述第二光束而从所述样本发射的第二拉曼响应、从所述样本反射的所述第一光束以及从所述样本反射的所述第二光束；利用所述第一二向色分束器将所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应一起且不带有从所述样本反射的所述第一光束引导向至少一个光谱仪；以及利用所述至少一个光谱仪从所述第一二向色分束器接收从所述样本发射的所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应。10.根据权利要求9所述的方法，其中从所述样本反射的所述第二光束与所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应一起由所述第一二向色分束器引导向所述至少一个光谱仪，所述方法还包括：利用第二二向色分束器将所述第二光束从所述第二光源引导向所述第一二向色分束器；以及利用所述第二二向色分束器将至少所述第二拉曼响应且不带有从所述样本反射的所述第二光束引导向所述至少一个光谱仪。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个光谱仪包括第一光谱仪和第二光谱仪，所述方法还包括：利用所述第一光谱仪对响应于所述第一光束而从所述样本发射的所述第一拉曼响应进行光谱测量；利用所述第二光谱仪对响应于所述第二光束而从所述样本发射的所述第二拉曼响应进行光谱测量；以及利用第三二向色分束器将所述第二光束从所述第二二向色分束器引导向所述第一二向色分束器；利用所述第三二向色分束器将所述第一拉曼响应引导向所述第一光谱仪；以及利用所述第三二向色分束器将从所述样本反射的所述第二光束和所述第二拉曼响应一起引导向所述第二二向色分束器，其中所述第二二向色分束器将所述第二拉曼响应且不带有从所述样本反射的所述第二光束引导向所述第二光谱仪。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一光谱仪包括第一光栅，所述第一光栅具
有被配置用于响应于所述第一光束而从所述样本发射的所述第一拉曼响应的波长的色散，并且所述第二光谱仪包括第二光栅，所述第二光栅具有被配置用于响应于所述第二光束而从所述样本发射的所述第二拉曼响应的波长的色散。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一光束的所述第一波长为紫外线，并且所述第二光束的所述第二波长为红外线。14.根据权利要求9所述的方法，还包括：利用第一光束路径中的第一偏振器使所述第一光束偏振；利用第二光束路径中的第二偏振器使所述第二光束偏振；利用所述第一拉曼响应的第三光束路径中的第一分析仪分析所述第一拉曼响应；以及利用所述第二拉曼响应的第四光束路径中的第二分析仪分析所述第二拉曼响应。15.根据权利要求9所述的方法，还包括利用斩波器选择透射所述第一光束同时阻挡所述第二光束，并且选择透射所述第二光束同时阻挡所述第一光束的透射。16.根据权利要求15所述的方法，其中利用所述斩波器选择透射所述第一光束或所述第二光束中的一个光束包括连续切换以在所述第一光束被透射时阻挡所述第二光束的透射并且在所述第二光束被透射时阻挡所述第一光束的透射，其中所述至少一个光谱仪包括第一光谱仪和第二光谱仪，所述方法包括：由所述斩波器触发所述第一光谱仪以测量所述第一拉曼响应；以及由所述斩波器触发所述第二光谱仪以测量所述第二拉曼响应。17.一种用于拉曼光谱法的光学计量设备，包括：用于产生具有第一波长的第一光束的装置；用于产生具有第二波长的第二光束的装置；用于下述操作的装置：部分地反射所述第一波长并透射所述第二波长以沿着入射在样本上的同一光轴传播所述第一光束和所述第二光束，并且接收响应于所述第一光束而从所述样本发射的第一拉曼响应、响应于所述第二光束而从所述样本发射的第二拉曼响应、从所述样本反射的所述第一光束以及从所述样本反射的所述第二光束，并且同时引导所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应且不带有从所述样本反射的所述第一光束以用于光谱测量；和用于对从所述样本发射的所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应进行光谱测量的装置。18.根据权利要求17所述的光学计量设备，其中从所述样本反射的所述第二光束与所述第一拉曼响应和所述第二拉曼响应一起由所述第一二向色分束器引导向所述至少一个光谱仪，所述光学计量设备还包括：用于下述操作的装置：将所述第二光束从所述第二光源引导向所述样本，并且引导至少所述第二拉曼响应且不带有反射的所述第二光束以用于光谱测量。19.根据权利要求17所述的光学计量设备，还包括用于选择透射所述第一光束同时阻挡所述第二光束、并且选择透射所述第二光束同时阻挡所述第一光束的透射的装置。20.根据权利要求19所述的光学计量设备，其中用于光谱测量的所述装置包括第一光谱仪和第二光谱仪，所述光学计量设备还包括：用于触发所述第一光谱仪以测量所述第一拉曼响应的装置，并且该装置用于选择透射
所述第一光束；和用于触发所述第二光谱仪以测量所述第二拉曼响应的装置，并且该装置用于选择透射所述第二光束。

技术总结
公开了一种执行多波长偏振共焦拉曼光谱法的光学计量设备。该光学计量设备使用第一光源来产生具有第一波长的第一光束，并且使用第二光源来产生具有第二波长的第二光束。二向色分束器部分地反射第一光束并透射第二光束以将沿着入射在样本上的同一光轴的光束组合。该二向色分束器将响应于该第一光束和该第二光束而从样本发射的拉曼响应一起引导向至少一个光谱仪，并引导该第一光束远离该至少一个光谱仪。斩波器可用于隔离由该至少一个光谱仪接收并进行光谱测量的、对该第一光束和该第二光束的拉曼响应。束的拉曼响应。束的拉曼响应。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：昂图创新有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/10/19