聲波(bo)(超聲波(bo))已經作為(wei)一(yi)種常見無損檢測(ce)手(shou)段(duan)(duan)，在工業或醫療領域的(de)(de)宏觀范圍(wei)內的(de)(de)測(ce)試得到廣泛應(ying)用。另一(yi)方面(mian)，我們(men)每天使用的(de)(de)電子器件裝(zhuang)置越(yue)來(lai)越(yue)集(ji)成和(he)復雜，尺寸越(yue)來(lai)越(yue)小。傳統(tong)的(de)(de)表(biao)征測(ce)試手(shou)段(duan)(duan)越(yue)來(lai)越(yue)具有(you)局限性，在納(na)米(mi)尺度范圍(wei)內需(xu)要(yao)新的(de)(de)測(ce)量裝(zhuang)置進行材料的(de)(de)表(biao)征測(ce)試；

JAX超快光聲顯微成像系統采用(yong)(yong)(yong)新(xin)一(yi)(yi)代的(de)(de)(de)泵(beng)浦(pu)探測pump-probe技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)即(ji)(ji)異步(bu)光學采樣技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)（ASynchronous OPtical Sampling Imagery System，ASOPS). 此技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)源于(yu)光學外差法采樣技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)，是波(bo)爾多大(da)學和(he)法國(guo)CNRS共同合(he)作(zuo)開發的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)，Neta的(de)(de)(de)產品來源于(yu)此項(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)。這(zhe)種授權(quan)的(de)(de)(de)新(xin)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)可(ke)(ke)在在納米尺(chi)度上表征材料，而不接觸破壞樣品。Neta使用(yong)(yong)(yong)這(zhe)項(xiang)(xiang)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)，采用(yong)(yong)(yong)新(xin)的(de)(de)(de)工業(ye)設計，具有先進(jin)的(de)(de)(de)性能，高可(ke)(ke)靠性和(he)可(ke)(ke)維(wei)護性。我們的(de)(de)(de)研發團隊進(jin)行了專業(ye)的(de)(de)(de)工業(ye)化設計，使得(de)Neta成為一(yi)(yi)種易于(yu)使用(yong)(yong)(yong)和(he)即(ji)(ji)插即(ji)(ji)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)產品，可(ke)(ke)以像普通顯微鏡一(yi)(yi)樣，非專業(ye)人士即(ji)(ji)可(ke)(ke)操(cao)作(zuo)。

l  即(ji)時(shi)可(ke)用ASOPS 系(xi)統

l  一鍵采集(ji)測量；

l  具有Mapping成(cheng)像能力；

l  非破壞/無接觸探測

l  高分(fen)辨率和高精度(du)

l  基于新(xin)一代脈(mo)沖光(guang)纖(xian)激光(guang)器

JAX超快光聲顯微成像系統采用單(dan)路或雙路的(de)泵浦/探(tan)測模式(shi)的(de)飛秒(miao)激光器(qi)，重復頻域在(zai)數百兆赫茲（如下圖(tu)）。它被稱為外差(cha)法(fa)技術(shu)，具(ju)有(you)高穩定性和高精度(du)等優(you)點，允(yun)許用戶一(yi)(yi)鍵采集一(yi)(yi)個(ge)測量點的(de)所(suo)有(you)參(can)數，比傳(chuan)統技術(shu)快(kuai)10 000到100 000倍。頻移允(yun)許通過一(yi)(yi)個(ge)雙光源即時掃描并在(zai)數個(ge)毫秒(miao)內獲得樣(yang)品(pin)(pin)信息，探(tan)測時間分辨(bian)率小于1ps，這就是異步光學采樣(yang)技術(shu)。一(yi)(yi)旦(dan)樣(yang)品(pin)(pin)上單(dan)點測量結束，用戶可以(yi)移動樣(yang)品(pin)(pin)并開始掃描整個(ge)表面，以(yi)便創(chuang)建所(suo)研(yan)究參(can)數的(de)Mapping成像。

圖1ASOPS 測量示意(yi)圖

JAX-進行皮秒聲波(bo)的(de)產生和檢

JAX-一般使用反射模式(shi)，基(ji)于正置結(jie)構，近紅外激(ji)(ji)(ji)勵pump模式(shi)。在這種模式(shi)下，由近紅外飛秒激(ji)(ji)(ji)光正面(mian)輻照樣(yang)品(pin)上(shang)表面(mian)，樣(yang)品(pin)內產生(sheng)(sheng)超(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)，并用另(ling)外一束(shu)飛秒激(ji)(ji)(ji)光進(jin)行聲(sheng)波(bo)(bo)檢(jian)測。在圖2的(de)(de)(de)示例中(zhong)，樣(yang)品(pin)是硅襯(chen)底上(shang)的(de)(de)(de)250納米的(de)(de)(de)鎢薄膜。被(bei)(bei)激(ji)(ji)(ji)發的(de)(de)(de)聲(sheng)波(bo)(bo)穿(chuan)透鎢薄膜，當到(dao)達(da)鎢和(he)硅的(de)(de)(de)界面(mian)時，部分(fen)聲(sheng)波(bo)(bo)被(bei)(bei)反射回(hui)(hui)到(dao)表面(mian)，并被(bei)(bei)探測激(ji)(ji)(ji)光作為回(hui)(hui)聲(sheng)檢(jian)測到(dao)。聲(sheng)波(bo)(bo)再次被(bei)(bei)鎢和(he)空氣界面(mian)反射，并在結(jie)構層中(zhong)傳輸，這樣(yang)產生(sheng)(sheng)多次的(de)(de)(de)回(hui)(hui)聲(sheng)信號。

圖2鎢涂層厚度測量

自動信號處理

特(te)定開發的(de)程序用來提取回(hui)聲信號(hao)之間的(de)飛行

時間F和衰減(jian)a；從(cong)(cong)內部接(jie)觸(chu)界面或(huo)(huo)其它亞(ya)表面非均勻聲學(xue)區域(yu)返(fan)回(hui)到(dao)表面的(de)(de)(de)應變(bian)脈(mo)沖(chong)被檢測為一系(xi)(xi)列回(hui)波(bo)信號。例如，通(tong)過(guo)薄膜來回(hui)傳播的(de)(de)(de)應變(bian)脈(mo)沖(chong)產生一系(xi)(xi)列衰減(jian)的(de)(de)(de)回(hui)波(bo)，從(cong)(cong)中(zhong)可以得(de)到(dao)一個超聲波(bo)衰減(jian)或(huo)(huo)超聲波(bo)色(se)散(san)的(de)(de)(de)回(hui)波(bo)，通(tong)過(guo)這些信號特征進而得(de)到(dao)薄膜厚度(du)。固體表面附近(jin)的(de)(de)(de)折射率和消光(guang)(guang)系(xi)(xi)數受到(dao)返(fan)回(hui)的(de)(de)(de)應變(bian)脈(mo)沖(chong)的(de)(de)(de)擾動(dong)， 從(cong)(cong)而導(dao)致光(guang)(guang)學(xue)反射率或(huo)(huo)透射的(de)(de)(de)變(bian)化（探(tan)測光(guang)(guang)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)吸收深度(du)內）。測量的(de)(de)(de)時間回(hui)波(bo)形(xing)狀是由探(tan)測光(guang)(guang)吸收譜(pu)形(xing)狀和應變(bian)脈(mo)沖(chong)空(kong)間輪廓(kuo)的(de)(de)(de)空(kong)間積(ji)分決定(ding)的(de)(de)(de)。

物理屬性提取及成像

通過回波之間(jian)(jian)飛行的(de)(de)時間(jian)(jian)可以(yi)推斷出鎢的(de)(de)厚度，而回聲(sheng)的(de)(de)衰減等信息告訴我們涂(tu)層(ceng)黏附(fu)的(de)(de)質(zhi)量。ASOPS快速測(ce)試(shi)(shi)能力使得在合理的(de)(de)測(ce)試(shi)(shi)時間(jian)(jian)內對器(qi)件的(de)(de)成像測(ce)試(shi)(shi)如(ru)今成為可能，ASOPS技術代替(ti)了(le)傳統泵浦探測(ce)中的(de)(de)分散多點(dian)測(ce)試(shi)(shi)和估算。圖4這(zhe)里(li)的(de)(de)案例，是以(yi)50微米的(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)分辨率(lv)進行了(le)1000個點(dian)的(de)(de)測(ce)試(shi)(shi)。

圖3左(zuo)側：鎢層(ceng)的(de)薄膜厚(hou)度（納米(mi)）；右側：黏附質(zhi)量