超快光声显微成像系统

声波(超声波)已经作为一种常见无损检测手段，在工业或医疗领域的宏观范围内的测试得到广泛应用。另一方面，我们每天使用的电子器件装置越来越集成和复杂，尺寸越来越小。传统的表征测试手段越来越具有局限性，在纳米尺度范围内需要新的测量装置进行材料的表征测试；

JAX超快光声显微成像系统采用新一代的泵浦探测pump-probe技术即异步光学采样技术（ASynchronous OPtical Sampling Imagery System，ASOPS). 此技术源于光学外差法采样技术，是波尔多大学和法国CNRS共同合作开发的技术，Neta的产品来源于此项技术。这种授权的新技术可在在纳米尺度上表征材料，而不接触破坏样品。Neta使用这项技术，采用新的工业设计，具有先进的性能，高可靠性和可维护性。我们的研发团队进行了专业的工业化设计，使得Neta成为一种易于使用和即插即用的产品，可以像普通显微镜一样，非专业人士即可操作。

l  即时可用ASOPS 系统

l  一键采集测量；

l  具有Mapping成像能力；

l  非破坏/无接触探测

l  高分辨率和高精度

l  基于新一代脉冲光纤激光器

JAX超快光声显微成像系统采用单路或双路的泵浦/探测模式的飞秒激光器，重复频域在数百兆赫兹（如下图）。它被称为外差法技术，具有高稳定性和高精度等优点，允许用户一键采集一个测量点的所有参数，比传统技术快10 000到100 000倍。频移允许通过一个双光源即时扫描并在数个毫秒内获得样品信息，探测时间分辨率小于1ps，这就是异步光学采样技术。一旦样品上单点测量结束，用户可以移动样品并开始扫描整个表面，以便创建所研究参数的Mapping成像。

图1ASOPS 测量示意图

JAX-进行皮秒声波的产生和检

JAX-一般使用反射模式，基于正置结构，近红外激励pump模式。在这种模式下，由近红外飞秒激光正面辐照样品上表面，样品内产生超声波，并用另外一束飞秒激光进行声波检测。在图2的示例中，样品是硅衬底上的250纳米的钨薄膜。被激发的声波穿透钨薄膜，当到达钨和硅的界面时，部分声波被反射回到表面，并被探测激光作为回声检测到。声波再次被钨和空气界面反射，并在结构层中传输，这样产生多次的回声信号。

图2钨涂层厚度测量

自动信号处理

特定开发的程序用来提取回声信号之间的飞行

时间F和衰减a；从内部接触界面或其它亚表面非均匀声学区域返回到表面的应变脉冲被检测为一系列回波信号。例如，通过薄膜来回传播的应变脉冲产生一系列衰减的回波，从中可以得到一个超声波衰减或超声波色散的回波，通过这些信号特征进而得到薄膜厚度。固体表面附近的折射率和消光系数受到返回的应变脉冲的扰动， 从而导致光学反射率或透射的变化（探测光的光学吸收深度内）。测量的时间回波形状是由探测光吸收谱形状和应变脉冲空间轮廓的空间积分决定的。

物理属性提取及成像

通过回波之间飞行的时间可以推断出钨的厚度，而回声的衰减等信息告诉我们涂层黏附的质量。ASOPS快速测试能力使得在合理的测试时间内对器件的成像测试如今成为可能，ASOPS技术代替了传统泵浦探测中的分散多点测试和估算。图4这里的案例，是以50微米的空间分辨率进行了1000个点的测试。

图3左侧：钨层的薄膜厚度（纳米）；右侧：黏附质量