The present invention comprises an apparatus and a method of microscopy,
for measuring depth dependent profiles of optical absorption,
photoluminescence and light scattering in thin films on length scales of a
few micrometers to a several millimeters. The principles of this invention
are also directly extendable to imaging absorption and scattering at other
wavelengths, and the scattering of electrons, and neutrons in thin films
on the same or shorter length scales. In the optical range, this depth
profile information is recovered by the direct recording of micrometer
scale images of a light beam propagating along the depth axis of the
material under study. The recording is implemented using a crossed beam
microscope apparatus in which a collimated optical beam from a light
source is propagated through the material under test. An image is recorded
along a view axis, oriented at 90 degrees to the source beam axis, through
a cross sectional image transfer surface of the sample, so prepared as to
allow transmission of light emitted from the irradiated region of the
sample. This emitted light is used to transfer an image to a camera of the
source beam propagating though the sample, through a microscope or optical
system aligned along the view axis. The depth profile recovered by such a
microscope has a composite depth variation, which may be mathematically
described by the product of a profile of light attenuation with depth of
the source beam in the sample, multiplied by a matrix contrast arising
from a depth variation in light emission efficiency of the sample. A
modified two beam configuration of the microscope permits the extraction
of the light attenuation profile of the source beam in the sample,
independently of the matrix contrast.
La actual invención abarca un aparato y un método de microscopia, para los perfiles dependientes de la profundidad que miden de la absorción óptica, del photoluminescence y de la dispersión ligera en películas finas en las escalas de la longitud de algunos micrómetros a varios milímetros. Los principios de esta invención son también directamente extensibles a la absorción de la proyección de imagen y a la dispersión en otras longitudes de onda, y la dispersión de electrones, y de neutrones en películas finas en el mismo o las escalas más cortas de la longitud. En la gama óptica, esta información de perfil de la profundidad es recuperada por la grabación directa de las imágenes de la escala del micrómetro de un rayo de luz que propaga a lo largo del eje de la profundidad del material bajo estudio. Se pone en ejecucio'n la grabación usando un aparato cruzado del microscopio de la viga en el cual una viga óptica enfocada de una fuente de luz se propague a través del material bajo prueba. Una imagen se registra a lo largo de un eje de la visión, orientado en 90 grados al eje de la viga de la fuente, a través de una superficie representativa de la transferencia de la imagen de la muestra, preparada tan en cuanto a permite la transmisión de la luz emitida de la región irradiada de la muestra. Esta luz emitida se utiliza para transferir una imagen a una cámara fotográfica de la viga de la fuente que propaga aunque la muestra, a través de un microscopio o de un sistema óptico alineado a lo largo del eje de la visión. El perfil de la profundidad recuperado por tal microscopio tiene una variación compuesta de la profundidad, que se puede describir matemáticamente por el producto de un perfil de la atenuación ligera con la profundidad de la viga de la fuente en la muestra, multiplicada por un contraste de la matriz que se presenta de una variación de la profundidad en la eficacia ligera de la emisión de la muestra. Una configuración modificada de dos vigas del microscopio permite la extracción del perfil ligero de la atenuación de la viga de la fuente en la muestra, independientemente del contraste de la matriz.
