本申請是發(fā)明名稱為“具有高質(zhì)量、穩(wěn)定輸出光束及長壽命高轉(zhuǎn)換效率的非線性晶體的激光器”，申請?zhí)枮?01280044059.x，申請日為2012年6月28日的發(fā)明專利申請的分案申請。相關(guān)申請案本申請案主張標(biāo)題為“具有高質(zhì)量、穩(wěn)定輸出光束、長壽命高轉(zhuǎn)換效率的非線性晶體的鎖模紫外激光器及使用鎖模紫外激光器的晶片檢驗(yàn)(mode-lockeduvlaserwithhighquality,stableoutputbeam,long-lifehighconversionefficiencynon-linearcrystalandawaferinspectionusingamode-lockeduvlaser)”且在2011年7月22日申請的美國臨時(shí)申請案61/510,633的優(yōu)先權(quán)。本發(fā)明涉及激光器，且特定來說，本發(fā)明涉及使用非線性晶體以通過頻率轉(zhuǎn)換過程而從較長波長輻射獲得較短波長輻射的激光器。
背景技術(shù)：
：：半導(dǎo)體制造的每一連續(xù)節(jié)點(diǎn)需要檢測晶片上的較小缺陷及粒子。因此，仍總是需要用于晶片檢驗(yàn)的較高功率及較短波長uv(紫外線)激光器。因?yàn)槿毕莼蛄Ｗ映叽绫粶p小，所以由所述缺陷或粒子反射或散射的光的分率通常也被減少。因此，需要改善信噪比以檢測較小缺陷及粒子。如果較亮光源用于照射缺陷或粒子，那么更多光子將被散射或反射且信噪比可被改善(只要其它噪聲源被控制)。使用較短波長可進(jìn)一步改善對較小缺陷的敏感度，這是因?yàn)橛闪Ｗ由⑸涞墓獾姆致?小于光的波長)隨波長減小而增大。一般來說，具有高光束質(zhì)量(例如，具有約等于1的m2，其中m2為光束的光束參數(shù)乘積與相同波長的理想高斯(gaussian)光束的光束參數(shù)乘積的比率)的等幅波(cw)激光器可滿足半導(dǎo)體晶片檢驗(yàn)及度量需要。如果無法取得足夠功率及光束質(zhì)量的cw激光器，那么較次最佳替代者一般為(例如)具有約50兆赫(mhz)或更高的重復(fù)頻率的高重復(fù)頻率激光器。此類高重復(fù)頻率對鎖模激光器(其為某一類型的脈沖激光器)來說為可行的。q切換激光器具有更低很多的重復(fù)頻率(低于10兆赫，通常低于1兆赫)。一般來說，鎖模激光器能夠發(fā)出約數(shù)皮秒或甚至數(shù)飛秒的極短脈沖。鎖模激光器誘發(fā)其共振腔的模式之間的定相關(guān)系，使得那些模式之間的干涉導(dǎo)致激光器光作為脈沖而產(chǎn)生。光束質(zhì)量(例如由m2所測量)對半導(dǎo)體檢驗(yàn)及度量應(yīng)用很重要，這是因?yàn)榧す馐仨毦劢钩尚」恻c(diǎn)(或線)以檢測小缺陷或粒子及/或測量小面積。如果光束質(zhì)量不佳，那么晶片上的聚焦光點(diǎn)(或線)不具高斯輪廓且所述輪廓的尾部含有比理想輪廓更多的能量。那些較大尾部導(dǎo)致從關(guān)注區(qū)外部收集信號的至少部分以借此降低來自關(guān)注區(qū)的信號的對比度?？赏ㄟ^產(chǎn)生長波長光束的諧波或通過混合不同頻率的兩個(gè)激光束以產(chǎn)生等于兩個(gè)頻率的和(或差)的頻率而使用非線性晶體產(chǎn)生uv激光束。因?yàn)樗鲋C波產(chǎn)生及所述混合過程是非線性過程，所以更高入射功率密度通常產(chǎn)生更有效率的轉(zhuǎn)換過程及更高輸出功率。然而，增大非線性晶體上的入射激光器功率可具有不合意的副作用。具體來說，高功率電平可改變所述晶體的折射率(光折射效應(yīng))。因?yàn)樗鼍w中的聚焦激光器光點(diǎn)具有近似高斯輪廓，所以所述晶體內(nèi)的不同位置處的強(qiáng)度不同。因此，折射率的變化隨所述晶體中的位置而變動(dòng)。所述晶體中的此折射率梯度可使輸出光束畸變，從而導(dǎo)致散光。由于輸出激光束的質(zhì)量惡化，所以由所述光束產(chǎn)生的晶片上的光點(diǎn)或線變寬且因此使小粒子或缺陷的檢測效率更低。雖然可由位于光束路徑中在所述晶體之后的光學(xué)器件大致校正少量散光，但此校正將僅為大致的且將僅在初始散光程度非常低的條件下有效。晶體上的較高入射功率電平的另一不合意副作用在于：可隨著時(shí)間逝去而在晶體中發(fā)生永久損壞。就積累暴露來說，此損壞可導(dǎo)致大體上減小功率強(qiáng)度以及大體上增加散光。因此，用光學(xué)器件校正散光將需要頻率補(bǔ)償調(diào)整，這在商業(yè)應(yīng)用中將不切實(shí)際。再者，散光還可快速增加到即使使用調(diào)整也無法進(jìn)行準(zhǔn)確補(bǔ)償?shù)某潭?。產(chǎn)生較短輸出波長還可加速晶體的降級，這是因?yàn)檩敵龉庾痈吣芰壳乙虼丝筛淖兙w的特性或甚至永久損壞所述晶體。因此，在較短輸出波長中，散光及其它有害光束質(zhì)量及強(qiáng)度效應(yīng)也會(huì)越來越多發(fā)生。非線性晶體中的最佳功率密度權(quán)衡最大轉(zhuǎn)換效率(其通常需要盡可能高的功率密度)與最小化色中心形成、光折射效應(yīng)及雙光子吸收(其全部通過降低功率密度而最小化)，同時(shí)維持良好光束輪廓。明顯地，光折射效應(yīng)及雙光子吸收可導(dǎo)致光學(xué)性質(zhì)的暫時(shí)變化，這至少持續(xù)入射激光器脈沖的持續(xù)時(shí)間且其后通常持續(xù)短時(shí)間。如同在q切換激光器中，當(dāng)激光器重復(fù)頻率較低時(shí)，一個(gè)脈沖與下一脈沖之間可具有足夠時(shí)間用于讓晶體的這些變化部分或完全松弛返回到初始狀態(tài)。如果晶體在以高溫(例如，介于120到150℃之間，其為標(biāo)準(zhǔn)操作的典型溫度范圍)操作，那么此松弛可更快。通常，由高重復(fù)頻率(例如50兆赫、100兆赫或更高)(如由鎖模激光器所實(shí)現(xiàn))更佳地服務(wù)半導(dǎo)體檢驗(yàn)及度量的應(yīng)用。然而，此類高重復(fù)頻率通常不允許時(shí)間用于改變晶體性質(zhì)以從一個(gè)脈沖實(shí)質(zhì)上松弛到下一個(gè)脈沖。非線性晶體(例如clbo(硼酸銫鋰)或cbo(硼酸銫))可用以從可見激光器光輸入的二次諧波產(chǎn)生深uv光。例如，可使用clbo從532納米激光束產(chǎn)生266納米波長光。在另一實(shí)施例中，可通過混合(例如)266納米與1064納米波長而產(chǎn)生約213納米波長的光。此類晶體操作的最大功率電平可能受到晶體中的缺陷及雜質(zhì)的限制。晶體中的雜質(zhì)或其晶格中的缺陷可使所述晶體的壽命降級或產(chǎn)生色中心，色中心成了晶體光學(xué)性質(zhì)變化發(fā)生得比晶體中的其它位置快的位置。因此，應(yīng)盡可能使用最高純度的起始材料來制造晶體。明顯地，即使起始材料中不存在雜質(zhì)(例如水)，雜質(zhì)也可在晶體的生長過程期間或甚至在正常操作期間(當(dāng)用在檢驗(yàn)系統(tǒng)中時(shí))并入到所述晶體中。這些雜質(zhì)可在功率密度較高時(shí)對晶體壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。遺憾的是，改善起始材料的純度無法減少操作期間并入的雜質(zhì)。用于降低或減慢晶體劣化的一種已知技術(shù)為以高溫(通常介于120到150℃之間)操作晶體，這會(huì)在晶體中產(chǎn)生較高能量電子。這些較高能量電子能夠更容易地四處移動(dòng)，借此抵消短期內(nèi)的一些光誘發(fā)變化。此項(xiàng)技術(shù)對低重復(fù)頻率激光器最有用，這是因?yàn)槊}沖之間存在相對較長時(shí)間間隔(這允許從一個(gè)脈沖的效應(yīng)恢復(fù))。此高操作溫度還可有助于防止晶體在使用時(shí)吸水。雖然以高溫操作晶體可提供具有足夠高遷移率的更多電子以抵消晶體中的一些變化，但其也增加晶體中的缺陷狀態(tài)的能量。因此，所述高操作溫度可緩解一些缺陷機(jī)制，同時(shí)加劇其它缺陷機(jī)制。明顯地，當(dāng)重復(fù)頻率較高時(shí)，增加溫度無法有效減少晶體中的短期變化。應(yīng)對晶體損壞的另一已知技術(shù)為：使用晶體中的一個(gè)位置達(dá)某一時(shí)段，接著在輸出光束質(zhì)量及/或強(qiáng)度過多降級之前移動(dòng)到新位置。用于頻率轉(zhuǎn)換的晶體中的位置頻繁調(diào)整意味著：在操作時(shí)間的可觀部分內(nèi)，激光器被調(diào)整、被重新對準(zhǔn)或在調(diào)整之后穩(wěn)定。即使所述調(diào)整及重新對準(zhǔn)是自動(dòng)化的，也可能存在無法在激光器調(diào)整后穩(wěn)定時(shí)完全按規(guī)范操作的時(shí)間。在工業(yè)(如半導(dǎo)體業(yè)，其中制造設(shè)備一天24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn))的檢驗(yàn)及測量應(yīng)用中，操作時(shí)間的此中斷或減少為顯著缺點(diǎn)。如果損壞率較高，那么即使頻繁且自動(dòng)調(diào)整晶體中的轉(zhuǎn)換位置，晶體在需要被替換之前仍僅可延續(xù)數(shù)天或數(shù)周。半導(dǎo)體業(yè)無法接受維修事件之間的此短時(shí)間間隔。因此，需要一種高功率激光器系統(tǒng)，其包含頻率轉(zhuǎn)換晶體(即，能夠產(chǎn)生基諧激光器波長的諧波的非線性晶體)且還可確保高質(zhì)量、穩(wěn)定激光束及長晶體壽命。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明描述一種可以低溫操作的鎖模激光器系統(tǒng)。如本文中所使用，“低”溫為約50℃及以下(其中常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)操作溫度為至少100℃且通常介于120℃到150℃之間)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述低溫可介于30℃與-10℃之間。此激光器系統(tǒng)可包含退火頻率轉(zhuǎn)換晶體及保護(hù)所述晶體在低溫標(biāo)準(zhǔn)操作期間免受雜質(zhì)損害且借此維持所述晶體的退火狀況的外殼。一般來說，所述晶體具有約等于以下每一者的較小者的長度：沿非走離方向的瑞利(rayleigh)距離的兩倍；一長度，其等于沿走離方向的光束腰半徑的兩倍除以走離角(以弧度為單位)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述晶體可具有增加的長度(例如12.5毫米長或15毫米長clbo，相比于用于將532納米轉(zhuǎn)換成266納米的典型10毫米長clbo)。第一光束塑形光學(xué)器件可經(jīng)配置以將來自光源的光束聚焦到位于所述晶體中或所述晶體接近處的光束腰處的橢圓形橫截面。諧波分離塊可將來自所述晶體的輸出分成空間中被分離的不同頻率的光束。在一個(gè)實(shí)施例中，所述鎖模激光器系統(tǒng)可進(jìn)一步包含第二光束塑形光學(xué)器件，其經(jīng)配置以將所要頻率光束的橢圓形橫截面轉(zhuǎn)換成具有所要縱橫比(例如圓形橫截面)的光束。在一個(gè)實(shí)施例中，晶體中的橢圓形橫截面可具有2:1到6:1之間的縱橫比。第一光束塑形光學(xué)器件可包含棱鏡、圓柱形彎曲元件、徑向?qū)ΨQ彎曲元件及衍射元件中的至少一者。諧波分離塊可包含棱鏡，例如佩林-勃洛卡(pellin-broca)棱鏡。晶體可為clbo(硼酸銫鋰)晶體、cbo(硼酸銫)晶體、bbo(β-硼酸鋇)晶體、lbo(三硼酸鋰)晶體、鈮酸鋰晶體、kdp(磷酸二氫鉀)晶體或另一非線性光學(xué)晶體。本發(fā)明還描述一種以低溫操作激光器系統(tǒng)的方法。在此方法中，來自光源的光束可聚焦到退火頻率轉(zhuǎn)換晶體中或所述晶體接近處的光束腰處的橢圓形橫截面中。從所述晶體的輸出，所要頻率光束可與任何非所要頻率光束分離。所述方法可進(jìn)一步包含在低溫標(biāo)準(zhǔn)操作期間維持所述晶體的退火狀況及/或?qū)⑺鰴E圓形橫截面轉(zhuǎn)換成圓形橫截面。本發(fā)明還描述一種使頻率轉(zhuǎn)換晶體退火的方法。在此方法中，可在約2小時(shí)內(nèi)將所述晶體的溫度增加到約150℃?？墒箿囟缺３旨s150℃達(dá)約10小時(shí)。接著，可在約1小時(shí)內(nèi)將溫度增加到約200℃。此時(shí)，可使溫度保持在150到200℃之間達(dá)約100小時(shí)。最后，可在約3小時(shí)內(nèi)將溫度降低到室溫。本發(fā)明還描述另一種使頻率轉(zhuǎn)換晶體退火的方法。在此方法中，在上述第一退火步驟期間，判斷-oh鍵吸收是否處于第一等級。如果不處于第一等級，那么繼續(xù)使溫度保持約150℃。如果處于第一等級，那么在約1小時(shí)內(nèi)將溫度增加到約200℃。在上述第二退火步驟期間，判斷-oh鍵吸收是否處于第二等級。如果不處于第二等級，那么繼續(xù)使溫度保持在150到200℃之間。如果處于第二等級，那么在約3小時(shí)內(nèi)將溫度降低到室溫。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用ftir(傅立葉變換紅外光譜法)來執(zhí)行吸收判斷。例如，ftir可監(jiān)測紅外光譜中約3580cm-1處的-oh鍵。本發(fā)明還描述一種多階段斜升退火過程。在此過程中，第一斜升階段可使溫度增加到第一預(yù)定溫度?？墒箿囟缺３痔幱诘谝活A(yù)定溫度達(dá)第一預(yù)定時(shí)段。接著，第二斜升階段可使溫度增加到第二預(yù)定溫度，第二預(yù)定溫度高于第一預(yù)定溫度?？墒箿囟缺３痔幱诘诙A(yù)定溫度達(dá)第二預(yù)定時(shí)段。最后，可將溫度降低到室溫。本發(fā)明還描述另一種多階段斜升退火過程。在此過程中，第一斜升階段可使溫度增加到第一預(yù)定溫度?？墒箿囟缺３痔幱诘谝活A(yù)定溫度，直到-oh鍵吸收處于第一等級。接著，第二斜升階段可使溫度增加到第二預(yù)定溫度，所述第二預(yù)定溫度高于所述第一預(yù)定溫度?？墒箿囟缺３痔幱诘诙A(yù)定溫度，直到-oh鍵吸收處于第二等級。最后，可將溫度降低到室溫。本發(fā)明還描述一種用于檢測測試表面上的污染物及缺陷的光學(xué)系統(tǒng)。此光學(xué)系統(tǒng)可包含用于產(chǎn)生激光束的改進(jìn)型激光器系統(tǒng)及沿路徑將所述激光束導(dǎo)引到所述測試表面上且在所述測試表面上產(chǎn)生照射光點(diǎn)的光學(xué)器件。還提供檢測器及橢球鏡表面。所述鏡表面及檢測器具有圍繞與所述測試表面垂直的線的對稱軸。所述鏡表面界定定位于所述測試表面接近處以從所述表面接收穿過其散射光的輸入小孔及射出小孔。所述鏡表面圍繞所述對稱軸而實(shí)質(zhì)上旋轉(zhuǎn)對稱，使得所述鏡表面以圍繞所述對稱軸的旋轉(zhuǎn)對稱方式將穿過所述輸入小孔的光反射及聚焦到所述檢測器。所述射出小孔位于所述輸入小孔的相對處。本發(fā)明還描述一種用于檢測樣本的異常的光學(xué)系統(tǒng)。此光學(xué)系統(tǒng)可包含用于產(chǎn)生第一及第二光束的改進(jìn)型激光器系統(tǒng)。第一光學(xué)器件可沿第一路徑將第一輻射光束導(dǎo)引到所述樣本的表面上的第一光點(diǎn)上。第二光學(xué)器件可沿第二路徑將第二輻射光束導(dǎo)引到所述樣本的表面上的第二光點(diǎn)上。所述第一及第二路徑相對于所述樣本的所述表面成不同入射角度。集光光學(xué)器件可包含彎曲鏡表面，其用于接收來自所述樣本表面上的第一或第二光點(diǎn)并且源于第一或第二光束的散射輻射且將所述散射輻射聚焦到第一檢測器。所述第一檢測器可響應(yīng)于由所述彎曲鏡表面聚焦到其上的輻射而提供單一輸出值。儀器可導(dǎo)致所述兩個(gè)光束與所述樣本之間的相對運(yùn)動(dòng)，使得在樣本的整個(gè)表面掃描光點(diǎn)。本發(fā)明還描述一種表面檢驗(yàn)設(shè)備。此設(shè)備可包含用于產(chǎn)生輻射光束的改進(jìn)型激光器系統(tǒng)。照射系統(tǒng)可經(jīng)配置以按相對于表面的非法向入射角聚焦輻射光束以在表面上實(shí)質(zhì)上聚焦光束的入射平面中形成照射線。由聚焦光束及穿過聚焦光束且與所述表面正交的方向界定所述入射平面。集光系統(tǒng)可經(jīng)配置以使所述照射線成像。所述集光系統(tǒng)可包含：成像透鏡，其用于收集從包括所述照射線的所述表面的區(qū)散射的光；聚焦透鏡，其用于聚焦所收集的光；及裝置，其包括光敏元件陣列。所述光敏元件陣列的每一光敏元件可經(jīng)配置以檢測所述照射線的放大圖像的對應(yīng)部分。本發(fā)明還描述一種包含用于產(chǎn)生輸入激光器脈沖的改進(jìn)型激光器系統(tǒng)的脈沖倍增器。此脈沖倍增器可進(jìn)一步包含接收輸入激光器脈沖的偏振光束分裂器。波板可從所述偏振光束分裂器接收光且產(chǎn)生第一組脈沖及第二組脈沖，第一組脈沖具有不同于第二組脈沖的偏振。一組鏡可產(chǎn)生包含所述偏振光束分裂器及所述波板的環(huán)形腔。所述偏振光束分裂器可將第一組脈沖透射為脈沖倍增器的輸出且將第二組脈沖反射到環(huán)形腔中。本發(fā)明還提供一種使頻率轉(zhuǎn)換晶體退火的方法，包括：花約2小時(shí)以上時(shí)間將溫度增加到約150℃；使溫度保持在約150℃約10小時(shí)；花約1小時(shí)以上時(shí)間將溫度增加到約200℃；使溫度保持在150℃到200℃之間約100小時(shí)或更長；及花約3小時(shí)以上時(shí)間將溫度降低到接近室溫。本發(fā)明還提供一種使頻率轉(zhuǎn)換晶體退火的方法，包括：(a)花約2小時(shí)以上將溫度增加到約150℃；(b)使溫度保持約150℃達(dá)約10小時(shí)；(c)在步驟(b)期間，判斷-oh鍵吸收是否處于第一等級，其中如果-oh鍵吸收不處于第一等級，那么繼續(xù)使溫度保持約150℃，且如果-oh鍵吸收處于第一等級，那么前進(jìn)到(d)；(d)花約1小時(shí)以上將溫度增加到約200℃；(e)使溫度保持在150到200℃之間達(dá)約100小時(shí)；(f)在步驟(e)期間，判斷-oh鍵吸收是否處于第二等級，其中如果-oh鍵吸收不處于第二等級，那么繼續(xù)使溫度保持在150到200℃之間，且如果-oh鍵吸收處于第二等級，那么前進(jìn)到(g)；及(g)花約3小時(shí)以上將溫度實(shí)質(zhì)上降低到室溫。本發(fā)明還提供一種用于減少晶體中的污染物數(shù)量的多階段斜升退火工藝，包括：將晶體的溫度增加到第一預(yù)定溫度的第一斜升階段；使晶體保持處于第一預(yù)定溫度從而使晶體中的污染物數(shù)量從原始數(shù)量減少到第一等級；將晶體的溫度增加到第二預(yù)定溫度的第二斜升階段，第二預(yù)定溫度高于第一預(yù)定溫度；使晶體保持處于第二預(yù)定溫度從而使晶體中的污染物數(shù)量從第一等級減少到第二等級；及將晶體的溫度降低到接近室溫。本發(fā)明還提供一種用于減少吸濕性材料中的水的數(shù)量的多階段斜升退火工藝，包括：將設(shè)置于具有小于20ppm水的環(huán)境中的吸濕性材料的溫度增加到第一預(yù)定溫度的第一斜升階段；使吸濕性材料在環(huán)境中保持處于第一預(yù)定溫度直到-oh鍵吸收處于第一等級；將環(huán)境中的吸濕性材料的溫度增加到第二預(yù)定溫度的第二斜升階段，第二預(yù)定溫度高于第一預(yù)定溫度；使吸濕性材料在環(huán)境中保持處于第二預(yù)定溫度直到-oh鍵吸收處于第二等級；及將吸濕性材料的溫度降低到接近室溫。本發(fā)明還提供一種使頻率轉(zhuǎn)換晶體退火的方法，包括：將頻率轉(zhuǎn)換晶體的溫度改變到第一設(shè)定點(diǎn)；使頻率轉(zhuǎn)換晶體的溫度保持處于第一設(shè)定點(diǎn)達(dá)預(yù)焙燒時(shí)段；將頻率轉(zhuǎn)換晶體的溫度改變到第二設(shè)定點(diǎn)；使頻率轉(zhuǎn)換晶體的溫度保持處于第二設(shè)定點(diǎn)達(dá)焙燒時(shí)段；將頻率轉(zhuǎn)換晶體的溫度實(shí)質(zhì)上改變到室溫。附圖說明圖1a說明根據(jù)本發(fā)明的簡化激光器系統(tǒng)。圖1b說明示范性高斯激光束，其中指示光束腰。圖1c、1d及1e說明示范性外殼，其可實(shí)施用于保護(hù)頻率轉(zhuǎn)換晶體免受雜質(zhì)損害的外殼，借此在激光器操作或不操作時(shí)維持晶體的退火狀況。圖1f說明示范性多步頻率轉(zhuǎn)換。圖2a、2b及2c說明用于產(chǎn)生光源輸出的橢圓形橫截面的示范性變形光學(xué)器件。圖3a及3b說明可用在頻率轉(zhuǎn)換晶體上的示范性退火過程。圖4、5、6及7說明包含改進(jìn)型激光器系統(tǒng)的示范性檢驗(yàn)系統(tǒng)。圖8說明經(jīng)配置以從由改進(jìn)型激光器系統(tǒng)產(chǎn)生的每一輸入激光器脈沖產(chǎn)生脈沖列的示范性脈沖倍增器。具體實(shí)施方式根據(jù)改進(jìn)型激光器系統(tǒng)及操作，鎖模激光器系統(tǒng)包含退火頻率轉(zhuǎn)換晶體及在正常操作期間產(chǎn)生位于所述晶體中或所述晶體接近處的橢圓形橫截面光束腰的輸入光源。在一些實(shí)施例中，所述頻率轉(zhuǎn)換晶體維持處于低溫。如本文中所使用，“低”溫為約50℃及以下。在一個(gè)實(shí)施例中，所述低溫可介于30℃到-10℃之間。組件與操作的此組合可確保光束質(zhì)量、光束穩(wěn)定性及晶體壽命。根據(jù)激光器系統(tǒng)的一些實(shí)施例，可包含“長”晶體(下文所述)。在激光器中的典型頻率轉(zhuǎn)換階段中，輸入激光束被聚焦到所述頻率轉(zhuǎn)換晶體中或所述頻率轉(zhuǎn)換晶體接近處的近似圓形橫截面光束腰。晶體越長，將被轉(zhuǎn)換成輸出波長的輸入波長就越多，這是因?yàn)檩斎爰す馐诰w內(nèi)花費(fèi)越多時(shí)間。然而，過長晶體因輸入與輸出波長之間的走離而使光束質(zhì)量降級。判斷最大可用轉(zhuǎn)換晶體長度的一個(gè)因素是走離角(其取決于晶體材料及輸入與輸出波長)及光束直徑。在檢驗(yàn)及測量半導(dǎo)體的應(yīng)用中，需要良好光束質(zhì)量，所以最大可用晶體長度通常約等于激光束腰直徑除以走離角(以弧度為單位)。以一方程式表示，如果光束腰的半徑為w0，走離角(以弧度為單位)為αwo且晶體長度為l，那么最大可用晶體長度由以下方程式近似給出：例如，為在clbo晶體中將532納米輸入激光束轉(zhuǎn)換成266納米，走離角為約33毫弧度(mrad)(具有對操作溫度的弱依賴性)。如果光束腰半徑為約175微米，那么最大晶體長度將為約11毫米。10毫米clbo晶體長度通常將用于此應(yīng)用。雖然增加光束腰半徑將允許使用更長晶體，但總體轉(zhuǎn)換效率將被降低，這是因?yàn)槊繂挝婚L度的轉(zhuǎn)換效率取決于與w0的平方成反比的功率密度。非常小的w0值一般不可取，這是因?yàn)檫^高功率密度快速損壞晶體。此外，小w0值減小聚焦激光束的瑞利距離因此使系統(tǒng)對未對準(zhǔn)更敏感，且如果晶體長度大于約兩倍瑞利距離，那么導(dǎo)致晶體長度的僅一部分被有效率地用于頻率轉(zhuǎn)換。具有近似橫截面光束及良好光束質(zhì)量(即，m2約等于1.0，如下所論述)的激光束的瑞利距離由以下方程式給出：如果具有足夠好質(zhì)量的足夠大晶體可以合理成本購得，那么通常將晶體長度選擇成約等于以上瑞利距離兩倍與lmax的較小者。因此，一般來說，晶體具有約等于以下每一者的較小者的長度：瑞利距離的兩倍；及長度，其等于光束腰半徑的兩倍除以走離角(以弧度為單位)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，將光束聚焦到晶體中或晶體接近處的光束腰處的橢圓形橫截面，如下所述。沿走離方向相對于非走離方向拉長所述橢圓。沿走離方向的增大光束腰半徑允許使用更長晶體，這是因?yàn)閘max僅取決于沿走離方向的w0值。橢圓形聚焦處的功率密度與光束腰半徑的乘積成反比(或與圓形橫截面光束腰的光束腰半徑平方成反比)。不使用圓形聚焦，而是可以使用兩個(gè)光束腰半徑經(jīng)選擇使得功率密度實(shí)質(zhì)上等效于圓形聚焦的功率密度的橢圓形聚焦，從而使得圓形聚焦情況與橢圓形聚焦情況之間的每單位長度的轉(zhuǎn)換效率及損壞率實(shí)質(zhì)上類似。然而，因?yàn)闄E圓形聚焦具有沿走離方向的更大光束腰半徑，所以晶體長度可更長，從而使得總體轉(zhuǎn)換效率增加。替代地，橢圓形聚焦的光束腰半徑可經(jīng)選擇以便略微減小功率密度(例如，減小到圓形光束腰的功率密度的約70％)以便減小晶體的損壞率，同時(shí)使用足夠長晶體(在此實(shí)例中為兩倍長)以產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上相等的總體轉(zhuǎn)換效率。還應(yīng)注意，如果橢圓具有過大縱橫比，那么沿更緊密聚焦方向的更小w0值將引起沿所述方向的更小瑞利距離且因此限制最大可用晶體長度。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解總體轉(zhuǎn)換效率、損壞率、晶體長度及成本之間的這些及其它權(quán)衡且可選擇適當(dāng)光束腰輪廓。由于在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而使用橢圓形聚焦時(shí)沿非走離方向的光束腰半徑小于走離光束腰半徑，所以沿非走離方向的瑞利距離短于沿走離方向的瑞利距離。因此，最大可用晶體長度大致取決于以下每一者的較小者：沿非走離方向的瑞利距離的兩倍；及由沿走離方向的光束腰半徑的兩倍除以一走離角(以弧度為單位)界定的長度。例如，在使用clbo晶體來將532納米轉(zhuǎn)換成266納米的頻率轉(zhuǎn)換階段中，不是使用半徑約175微米的圓形光束腰，而是可使用半徑約125微米(非走離方向)乘半徑250微米(走離方向)的橢圓形光束腰。這兩種情況中的功率密度實(shí)質(zhì)上類似，但橢圓形聚焦將允許約15毫米的最大晶體長度(相比于圓形聚焦的約11毫米的最大晶體長度)。如果與更長晶體一起使用，那么將使橢圓形聚焦的總體轉(zhuǎn)換效率提高約50％。圖1a說明簡化的改進(jìn)型激光器系統(tǒng)100。在激光器系統(tǒng)100中，可使用光束塑形光學(xué)器件102將光源101的輸出聚焦到頻率轉(zhuǎn)換晶體103(為便于引用，也稱為晶體103)中或所述晶體接近處的橢圓形橫截面高斯光束腰。如本文中所使用，術(shù)語“接近”優(yōu)選地小于從晶體103的中心起的瑞利距離的一半。應(yīng)注意，晶體103可為長晶體(如上所論述)或標(biāo)準(zhǔn)大小的晶體。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，橢圓的主軸的高斯寬度之間的縱橫比可介于約2:1到約6:1之間。應(yīng)注意，橢圓104的主軸104a與104b彼此垂直且界定橢圓104的最長長度及最寬寬度。在其它優(yōu)選實(shí)施例中，橢圓的主軸之間的比率可介于約2:1到約10:1之間。在一個(gè)實(shí)施例中，更寬高斯寬度與頻率轉(zhuǎn)換晶體的走離方向?qū)嵸|(zhì)上對準(zhǔn)(例如，在約10°內(nèi)對準(zhǔn))。圖1b說明示范性高斯激光束108(為了清晰起見具有放大尾部)，其中線104c指示2x光束腰(也稱為聚焦區(qū))。圖1c、1d及1e說明示范性外殼，其可實(shí)施可在標(biāo)準(zhǔn)操作期間保護(hù)頻率轉(zhuǎn)換晶體103的外殼107。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼107可保護(hù)晶體103免受雜質(zhì)損害，借此有助于維持晶體103的退火狀況(即使具有低標(biāo)準(zhǔn)操作溫度，即，小于約50℃)。應(yīng)注意，隨時(shí)間逝去而暴露于雜質(zhì)的晶體將開始劣化且可實(shí)質(zhì)上恢復(fù)返回到未退火狀態(tài)。2008年5月6日申請的標(biāo)題為“用于控制光學(xué)晶體的環(huán)境的圍封(enclosureforcontrollingtheenvironmentofopticalcrystals)”的美國專利申請案12/154,337更詳細(xì)地描述這些外殼，且以引用方式并入本文中。在其它實(shí)施例中，外殼107可為包含激光器系統(tǒng)的晶體103及其它組件的更大結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，外殼107足夠大以收容激光器系統(tǒng)的全部組件。應(yīng)注意，外殼越大，激光器系統(tǒng)的保養(yǎng)及修理所需的預(yù)防措施就越多(以保護(hù)晶體103免于降級且維持其退火狀況)。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，外殼107優(yōu)選為較小，而非較大。光束塑形光學(xué)器件102可包含變形光學(xué)器件，其可改變來自光源101的輸出的橫截面。變形光學(xué)器件可包含(例如)棱鏡、圓柱形彎曲元件、徑向?qū)ΨQ彎曲元件及衍射元件中的至少一者。在一個(gè)實(shí)施例中，光源101可包含產(chǎn)生待在晶體103內(nèi)加倍的可見范圍(例如532納米)內(nèi)的頻率的激光器。在其它實(shí)施例中，光源101可包含產(chǎn)生待在晶體103內(nèi)組合以產(chǎn)生頻率和或頻率差的兩個(gè)或兩個(gè)以上頻率的激光源。圖1f說明示范性頻率轉(zhuǎn)換，其產(chǎn)生來自(例如)1064納米基諧波長的四次諧波產(chǎn)生。可使用二次諧波產(chǎn)生技術(shù)191及頻率分離技術(shù)192將由激光器190產(chǎn)生的基諧波長轉(zhuǎn)換成二次諧波196(即，532納米波長)。頻率分離技術(shù)192可使非所需基諧波(即，未消耗基諧波197)與二次諧波196分離。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用上述光束塑形光學(xué)器件102、頻率轉(zhuǎn)換晶體103及諧波分離塊105來實(shí)施二次諧波產(chǎn)生技術(shù)191及頻率分離技術(shù)192。接著，二次諧波196可為四次諧波198(即，266納米波長)的來源，可通過使用四次諧波產(chǎn)生技術(shù)193及頻率分離技術(shù)194而產(chǎn)生四次諧波198。頻率分離技術(shù)194使非所需二次諧波(即，未消耗二次諧波199)與四次諧波198分離。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用上述光束塑形光學(xué)器件102、頻率轉(zhuǎn)換晶體103及諧波分離塊105來實(shí)施四次諧波產(chǎn)生技術(shù)193及頻率分離技術(shù)194。在另一實(shí)施例中，可使用上述光束塑形光學(xué)器件102、頻率轉(zhuǎn)換晶體103及諧波分離塊105來實(shí)施頻率轉(zhuǎn)換及分離階段(例如，實(shí)例中的二次及四次諧波轉(zhuǎn)換階段)中的一者以上。應(yīng)注意，圖1f的示范性頻率轉(zhuǎn)換僅具說明性且不具限制性。其它諧波可通過以下操作而產(chǎn)生(例如)：混合基諧波與二次諧波以產(chǎn)生三次諧波；或混合基諧波與四次諧波(或混合二次與三次諧波)以產(chǎn)生五次諧波。產(chǎn)生紫外線(uv)波長的轉(zhuǎn)換階段的任何者或全部可使用光束塑形光學(xué)器件、頻率轉(zhuǎn)換晶體及諧波分離塊。應(yīng)注意，雖然圖1f似乎被繪制為諧波分離塊反射非所需頻率且所需頻率實(shí)質(zhì)上不偏離地行進(jìn)，但此僅說明諧波分離塊使頻率分離且并不意圖限制被反射或透射的頻率。圖2a、2b及2c說明示范性變形光學(xué)器件。圖2a說明可經(jīng)配置以幾乎以布魯斯特(brewster)角操作的兩個(gè)棱鏡201及202。在一個(gè)實(shí)施例中，棱鏡201及202可經(jīng)調(diào)諧以調(diào)整光束的橢圓率而無需在系統(tǒng)中引入任何功率。圖2b說明具有兩個(gè)透鏡203及204的圓柱形望遠(yuǎn)鏡。應(yīng)注意，可在圓柱形望遠(yuǎn)鏡中設(shè)定準(zhǔn)直度以補(bǔ)償大部分散光。圖2c說明實(shí)施有三個(gè)透鏡205、206及207的遠(yuǎn)焦圓柱形變焦望遠(yuǎn)鏡。遠(yuǎn)焦圓柱形變焦望遠(yuǎn)鏡可用以調(diào)諧光束直徑且設(shè)定聚焦。應(yīng)注意，雖然圖2a、2b及2c的變形光學(xué)器件包含兩個(gè)或三個(gè)組件，但其它實(shí)施例可包含任何數(shù)目的組件。其實(shí)，圖2a到2c的光學(xué)器件配置僅具說明性且不具限制性。返回參考圖1a，光束塑形光學(xué)器件102產(chǎn)生橢圓形橫截面光束輸出，接著，可使用已知球形或圓柱形光學(xué)器件(未展示)來將所述橢圓形橫截面光束輸出聚焦于晶體103中或晶體103接近處的光束腰處。諧波分離塊105可包含用于光束分離的棱鏡。在一個(gè)實(shí)施例中，未鍍膜佩林-勃洛卡棱鏡可產(chǎn)生兩個(gè)光束，使得光束(即，具有所要頻率的光束)因菲涅耳(fresnel)反射而具有極少損失且另一光束(即，具有非所要頻率的光束)因菲涅耳反射而遭受嚴(yán)重?fù)p失。明顯地，由佩林-勃洛卡棱鏡產(chǎn)生的輸出光束相對于輸入光束成90度以允許便利地設(shè)置及移除非所需光束(即，非所需頻率)。應(yīng)注意，其它實(shí)施例可包含產(chǎn)生具有所要波長的多個(gè)光束及/或用于移除具有非所要頻率的一個(gè)或一個(gè)以上非所需光束的其它構(gòu)件。再者，諧波分離塊105可產(chǎn)生任何數(shù)目的諧波(例如二次、三次、四次或五次諧波)及/或此類諧波及/或基諧波的頻率和或頻率差。明顯地，光束塑形光學(xué)器件106可定位于晶體103之后以便為激光器系統(tǒng)100的輸出光束產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上呈圓形的對稱光束輪廓。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解，在一個(gè)實(shí)施例中，可使用與光束塑形光學(xué)器件102的光學(xué)器件(圓形光束到橢圓形光束)類似的光學(xué)器件將輸出光束從橢圓形橫截面轉(zhuǎn)換成圓形橫截面。然而，應(yīng)注意，在走離面(其垂直于普通軸且導(dǎo)致光束的畸變)中，輸出光束的散度實(shí)質(zhì)上類似于輸入光束的散度，但可因由晶體103導(dǎo)致的光束輪廓的畸變而略微更大。相比來說，輸出光束沿非走離方向(即，沿普通軸)的寬度將因非線性(近似為二次方程式)轉(zhuǎn)換過程而減小約另外，用于實(shí)施光束塑形光學(xué)器件106的光學(xué)器件還應(yīng)考慮輸出光束的較短波長。明顯地，較高激光器功率及/或較短激光器波長允許以較高速度檢測較小缺陷。接近于m2＝1.0的高質(zhì)量光束可緊密聚焦到小光點(diǎn)或窄線，從而有助于小缺陷的檢測。應(yīng)注意，1.0的m2值對應(yīng)于具有理想高斯橫截面的激光束。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，光束塑形光學(xué)器件106可產(chǎn)生具有小于約1.2的m2值的輸出光束。雖然m2為光束質(zhì)量的一個(gè)量度，但光束質(zhì)量可由其散光進(jìn)一步量化。根據(jù)激光器系統(tǒng)100的另一方面，光束塑形光學(xué)器件102(及光束塑形光學(xué)器件106(當(dāng)被使用時(shí)))可產(chǎn)生具有散光的uv輸出激光束，其導(dǎo)致兩個(gè)軸的相對腰位置中的不大于10％的瑞利距離移位。應(yīng)注意，在一些應(yīng)用中，橢圓形輸出光束可更佳匹配激光器系統(tǒng)100的應(yīng)用。例如，當(dāng)uv照射光束以一傾斜角入射在晶片上時(shí)，橢圓形激光束將允許圓形光點(diǎn)。對于此應(yīng)用，光束塑形光學(xué)器件106可能未必需要變形光學(xué)器件。替代地，在其它實(shí)施例中，光束塑形光學(xué)器件106的變形光學(xué)器件可將輸出橢圓形橫截面改變成與由光束塑形光學(xué)器件102輸出的橫截面不同的橢圓形橫截面。在所述實(shí)施例中，可由mx2及my2測量光束質(zhì)量，其中x及y表示橢圓的主軸(即，圖1a中的104a及104b)。在此情況中，mx2與my2兩者應(yīng)小于1.2。在一個(gè)實(shí)施例中，可執(zhí)行改進(jìn)型退火過程以減少晶體103中的缺陷或雜質(zhì)(例如h2o及/或oh)。一般來說，可在具有小于約20ppm水的環(huán)境中執(zhí)行退火。在一個(gè)實(shí)施例中，所述環(huán)境可含有清潔干燥空氣或干燥惰性氣體(例如n2或ar)。在圖3a所展示的一個(gè)多階段斜升退火過程300中，可在步驟301中使溫度在約2小時(shí)的時(shí)間間隔內(nèi)從室溫緩慢升高到約150℃。步驟302可使溫度保持處于約150℃達(dá)約10到20小時(shí)。接著，步驟303可使溫度在另一約1小時(shí)時(shí)段內(nèi)增加到約200℃。如果初始晶體具有特別高的水含量，那么步驟303可較慢地執(zhí)行此升溫。接著，步驟304可使溫度保持在約150到200℃之間達(dá)至少100小時(shí)(在一些實(shí)施例中，達(dá)約200或300小時(shí))。另一方面，如果初始水含量較低，那么可使用較快溫度斜變(步驟303)及(例如)48小時(shí)的較短退火時(shí)間(步驟304)。步驟305可在約3小時(shí)內(nèi)將溫度降低到室溫。應(yīng)注意，與步驟301到305相關(guān)聯(lián)的時(shí)間是針對具有約5到15毫米范圍內(nèi)的線性尺寸的晶體。因?yàn)閺木w塊移除水的過程本質(zhì)上為擴(kuò)散過程，所以具有較大尺寸(且因此具有表面面積與體積的較低比率)的晶體可能需要較長退火時(shí)間。相比來說，可在較短時(shí)間內(nèi)使具有較小尺寸(且因此具有表面面積與體積的較大比率)的晶體充分退火。再者，溫度斜變可經(jīng)調(diào)整以確保不因水最初被過快驅(qū)除或由溫度變化誘發(fā)的機(jī)械應(yīng)力而發(fā)生晶體的機(jī)械損壞。一般來說，具有較高水含量或較大機(jī)械尺寸的晶體可能需要比較小或較干燥晶體更慢的溫度斜變及/或更長的約150℃保持時(shí)間。在圖3b所展示的另一多階段斜升退火過程310中，ftir(傅立葉變換紅外光譜法)可用以監(jiān)測紅外光譜中的約3580cm-1處的-oh鍵(包含h2o)吸收。例如，在步驟302a中，在晶體經(jīng)受退火(即，使溫度保持處于約150℃)的同時(shí)，可對晶體進(jìn)行ftir監(jiān)測。步驟302b可判斷吸收是否處于第一等級，例如，-oh吸收峰值從其初始值減小約20％。如果不處于第一等級，那么過程繼續(xù)到步驟302a。如果處于第一等級，那么過程前進(jìn)到步驟303的退火。另外，可在步驟304a中于退火期間(即，使溫度保持在約150到200℃之間)對晶體進(jìn)行ftir測量。步驟304b可判斷吸收是否處于第二等級，例如，-oh吸收峰值面積已被減小到其原始值的約5％。如果不處于第二等級，那么過程繼續(xù)到304a。如果處于第二等級，那么過程前進(jìn)到步驟305的斜降。退火過程300及310可用于各種頻率轉(zhuǎn)換晶體，其包含(例如)由clbo、cbo、bbo、lbo(三硼酸鋰)、鈮酸鋰、kdp或其它非線性材料制成的晶體。在一些實(shí)施例中，這些晶體材料可含有其它元素，例如摻雜劑。退火過程300及310可能對吸濕性材料(例如cbo及clbo)特別有用。甚至對于一些非吸濕性材料，退火可用于減少表面或塊狀污染物。遠(yuǎn)低于150℃的激光器操作溫度在與具有極少缺陷或雜質(zhì)的高級頻率轉(zhuǎn)換晶體一起使用時(shí)特別有用。明顯地，可在比正常操作低很多的溫度處使用具有極少缺陷/雜質(zhì)的晶體，借此增加晶體壽命。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可在接近或甚至低于室溫的溫度(例如約10℃到約50℃之間的操作溫度)處使用晶體103(使用上述過程中的一者來使其退火)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，晶體的操作溫度為約30℃。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，晶體可保持在不含水蒸氣的受控環(huán)境中且接著被用在極低溫度(例如約0℃、-10℃或更冷)中。在一個(gè)實(shí)施例中，熱電(或帕耳帖(peltier))冷卻器可用以維持及控制晶體103的溫度。轉(zhuǎn)換晶體的壽命增加有利地減小激光器系統(tǒng)的保養(yǎng)頻率且增加并入有激光器系統(tǒng)的檢驗(yàn)或度量工具的有成效操作時(shí)間的百分比。晶體的增加壽命還意味著激光器系統(tǒng)的操作成本降低，這是因?yàn)榧す馄飨到y(tǒng)的每一維修事件之間的時(shí)間間隔可被增大。本文中所述的激光器系統(tǒng)可有利地并入有2011年3月28日申請的美國專利申請案13/073,986('986申請案)(現(xiàn)被公開為us20110228263)中所揭示的相干性降低方案，所述申請案以引用方式并入本文中。如'986申請案中所述，可通過調(diào)制光及通過混合光的空間與時(shí)間特性而使用一個(gè)或一個(gè)以上色散元件與一個(gè)或一個(gè)以上光電調(diào)制器的組合來降低相干性。圖4說明可用于檢驗(yàn)表面401上的異常的表面檢驗(yàn)系統(tǒng)400。在此實(shí)施例中，可由系統(tǒng)400(其包括由激光器系統(tǒng)100(參閱圖1a)產(chǎn)生的激光束)的實(shí)質(zhì)上固定照射裝置部分來照射表面401。激光器系統(tǒng)100的輸出可連續(xù)通過偏振光學(xué)器件421、光束擴(kuò)張器與小孔422及光束形成光學(xué)器件423以擴(kuò)張及聚焦光束。接著，由光束折疊組件403及光束偏轉(zhuǎn)器404反射聚焦激光束402以將光束405導(dǎo)引向表面401以照射表面。在優(yōu)選實(shí)施例中，光束405實(shí)質(zhì)上正交或垂直于表面401，但在其它實(shí)施例中，光束405可與表面401成傾斜角。在一個(gè)實(shí)施例中，光束405實(shí)質(zhì)上垂直或正交于表面401且光束偏轉(zhuǎn)器404將來自表面401的光束鏡表面反射向光束轉(zhuǎn)向組件403反射，借此充當(dāng)防止鏡表面反射到達(dá)檢測器的防護(hù)板。鏡表面反射的方向?yàn)檠嘏c表面401正交的線sr。在光束405與表面401正交的一個(gè)實(shí)施例中，此線sr與照射光束405的方向一致，其中此共同參考線或方向在本文中被稱為檢驗(yàn)系統(tǒng)400的軸。當(dāng)光束405與表面401成傾斜角時(shí)，鏡表面反射sr的方向?qū)⑴c光束405的入射方向不一致；在此例子中，線sr(其指示表面法線的方向)被稱為檢驗(yàn)系統(tǒng)400的收集部分的主軸。由小粒子散射的光由鏡406收集且被導(dǎo)引向小孔407及檢測器408。由大粒子散射的光由透鏡409收集且被導(dǎo)引向小孔410及檢測器411。應(yīng)注意，一些大粒子將使也被收集及導(dǎo)引到檢測器407的光散射，且類似地，一些小粒子將使也被收集及導(dǎo)引到檢測器411的光散射，但此光的強(qiáng)度相對低于相應(yīng)檢測器經(jīng)設(shè)計(jì)以檢測的散射光的強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，檢驗(yàn)系統(tǒng)可經(jīng)配置以用以檢測未經(jīng)圖案化晶片上的缺陷。圖5說明經(jīng)配置以使用法向與傾斜照射光束兩者來實(shí)施異常檢測的檢驗(yàn)系統(tǒng)500。在此配置中，激光器系統(tǒng)100(圖1a)可提供激光束501。透鏡502使光束501聚焦穿過空間濾波器503且透鏡504使光束準(zhǔn)直且將其傳送到偏振光束分裂器505。光束分裂器505將第一偏振分量傳遞到法向照射通道且將第二偏振分量傳遞到傾斜照射通道，其中所述第一與第二分量是正交的。在法向照射通道506中，第一偏振分量由光學(xué)器件507聚焦且由鏡508反射向樣本509的表面。由樣本509散射的輻射由拋物面鏡510收集且聚焦到光倍增管511。在傾斜照射通道512中，第二偏振分量由光束分裂器505反射到鏡513(其使此光束反射穿過半波板514)且由光學(xué)器件515聚焦到樣本509。源于傾斜通道512中的傾斜照射光束且由樣本509散射的輻射由拋物面鏡510收集且被聚焦到光倍增管511。光倍增管511具有針孔入口。所述針孔及照射光點(diǎn)(來自表面509上的法向及傾斜照射通道)優(yōu)選位于拋物面鏡510的焦點(diǎn)處。拋物面鏡510將來自樣本509的散射輻射準(zhǔn)直成準(zhǔn)直光束516。接著，準(zhǔn)直光束516由物鏡517聚焦且穿過檢偏鏡518而到光倍增管511。應(yīng)注意，還可使用具有除拋物面形狀以外的形狀的彎曲鏡表面。儀器520可提供光束與樣本509之間的相對運(yùn)動(dòng)，使得光點(diǎn)掃描樣本509的整個(gè)表面。圖6說明另一表面檢驗(yàn)設(shè)備600，其包含用于檢驗(yàn)表面611的區(qū)域的照射系統(tǒng)601及集光系統(tǒng)610。如圖6中所展示，激光器系統(tǒng)100(圖1a)經(jīng)配置以導(dǎo)引光束602穿過透鏡603。透鏡603經(jīng)定向使得其主平面實(shí)質(zhì)上平行于表面611，因此，照射線605形成于透鏡603的焦平面中的表面611上。另外，光束602及聚焦光束604沿非正交入射角導(dǎo)引到表面611。特定來說，光束602及聚焦光束604可沿與法向方向成約1°到約85°之間的角度導(dǎo)引到表面611。以此方式，照射線605實(shí)質(zhì)上在聚焦光束604的入射平面中。集光系統(tǒng)610包含：透鏡612，其用于收集從照射線605散射的光；及透鏡613，其用于將來自透鏡612的光聚焦到裝置(例如電荷耦合裝置(ccd)614，其包括光敏檢測器陣列)上。在一個(gè)實(shí)施例中，ccd614可包含檢測器的線性陣列。在此類情況中，ccd614內(nèi)的檢測器線性陣列可被定向成與照射線615平行。在一個(gè)實(shí)施例中，可包含多個(gè)集光系統(tǒng)，其中所述集光系統(tǒng)中的每一者包含類似組件，但定向不同。例如，圖7說明表面檢驗(yàn)設(shè)備的示范性的集光系統(tǒng)701、702及703的陣列(其中為簡潔起見，未展示(例如)與照射系統(tǒng)601類似的所述表面檢驗(yàn)設(shè)備的照射系統(tǒng))。美國專利5,108,176、5,377,001、5,377,002、5,189,481、5,712,701、6,118,525、6,201,601、6,271,916、6,608,676、7,088,443、7,492,451、7,525,649及7,957,066以及美國公開申請案2009/0180176及2011/0073982(全部以引用方式并入本文中)描述可包含激光器系統(tǒng)100的其它檢驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)施例。激光器系統(tǒng)100還可與以下方案的一者或一者以上組合：2011年6月13日申請的美國臨時(shí)專利申請案61/496,446中揭示的脈沖伸長方案及脈沖速率倍增方案，所述申請案以引用方式并入本文中。圖8說明示范性脈沖倍增器800，其經(jīng)配置以從由激光器系統(tǒng)100(圖1a)輸出的每一輸入脈沖801產(chǎn)生脈沖列。輸入脈沖801沖射偏振光束分裂器802，偏振光束分裂器802因?yàn)檩斎朊}沖801的輸入偏振而將其全部光透射到透鏡806。因此，所述透射偏振平行于輸入脈沖801的輸入偏振。透鏡806將輸入脈沖801的光聚焦及導(dǎo)引到半波板805。一般來說，波板可使光波的垂直偏振分量之間的相位移位且因此改變穿過所述波板的光的偏振狀態(tài)。在一波板中，一個(gè)偏振分量的傳播略慢于垂直分量的傳播。半波板805經(jīng)制造使得在光射出時(shí)一個(gè)偏振分量實(shí)質(zhì)上為相對于另一偏振分量而延遲(180度)的波長的一半。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，半波板805經(jīng)定向使得其光學(xué)軸與入射偏振的平面實(shí)質(zhì)上成27.4°角。因此，在這些優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)具有輸入偏振的光撞射半波板805時(shí)，其偏振實(shí)質(zhì)上旋轉(zhuǎn)54.8°角。從半波板805射出的光由鏡804及803反射回到偏振光束分裂器802。因此，偏振光束分裂器802、透鏡806、半波板805及鏡804與803形成環(huán)形腔配置。沖射偏振光束分裂器802的光在穿越環(huán)形腔之后因半波板805而以相對于輸入偏振的角度(在一些優(yōu)選實(shí)施例中，實(shí)質(zhì)上為54.8°角)偏振。因此，偏振光束分裂器802透射一些光且反射其它光，如由箭頭809所指示。具體來說，偏振光束分裂器802透射具有與輸入脈沖801相同的偏振的來自鏡803的光。此透射光從脈沖倍增器800射出作為輸出脈沖807。反射光(其具有與輸入脈沖801的偏振垂直的偏振)被重新引入到環(huán)形腔中(為簡潔起見，未展示脈沖)。在半波板805的軸被定向成與輸入偏振實(shí)質(zhì)上成27.4°角的所述優(yōu)選實(shí)施例中，單一入射脈沖的能量的實(shí)質(zhì)上三分之二將被反射回到環(huán)形腔中且單一脈沖的入射能量的實(shí)質(zhì)上三分之一將被透射。明顯地，這些重新引入的脈沖可以上述方式穿越環(huán)，其中由半波板805進(jìn)一步偏振旋轉(zhuǎn)且接著由偏振光束分裂器802分割光。因此，一般來說，上述環(huán)形腔經(jīng)配置以允許一些光射出且允許光的剩余部分(具有少量損失)圍繞環(huán)繼續(xù)。在環(huán)的每一穿越期間，如果沒有引入額外輸入脈沖，那么全部光的能量將因光從環(huán)射出作為輸出脈沖807而減小。將新輸入脈沖801周期性提供到脈沖倍增器800?？赏ㄟ^沿由箭頭808指示的軸移動(dòng)鏡804而調(diào)整環(huán)的尺寸且因此調(diào)整環(huán)的時(shí)間延遲。如果環(huán)的時(shí)間延遲被調(diào)整為來自激光器100的脈沖之間的重復(fù)時(shí)間的約一半，那么輸出脈沖的一半將為輸入脈沖之間的約一半且來自環(huán)的脈沖的另一半將與輸入脈沖大致一致。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，激光器可具有125兆赫的重復(fù)頻率及約10到20皮秒的脈沖寬度且空腔可具有4.05納秒的延遲時(shí)間，使得已圍繞空腔而進(jìn)行一次往返的脈沖在兩個(gè)輸入脈沖之間的約一半到達(dá)且已進(jìn)行兩次往返的第二脈沖在下一輸入激光器脈沖后的約100皮秒到達(dá)。因此，在此示范性實(shí)施例中，將使具有125兆赫的窄輸入脈沖的穩(wěn)定串流變成具有250兆赫的重復(fù)頻率的更寬脈沖的串流(變寬是因?yàn)榭涨粫r(shí)間已被故意設(shè)定為輸入脈沖之間的時(shí)間間隔的約(但不準(zhǔn)確)一半)。在半波板的光學(xué)軸為定向成與輸入脈沖的偏振成實(shí)質(zhì)上27.4°角的優(yōu)選實(shí)施例中，輸出脈沖的總能量將實(shí)質(zhì)上彼此相等。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及方法的上述各種實(shí)施例僅為本發(fā)明的原理的說明且不希望使本發(fā)明的范圍限于所述特定實(shí)施例。例如，上述檢驗(yàn)系統(tǒng)可并入到暗場檢驗(yàn)工具或明場檢驗(yàn)工具中。因此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求書及其等效物限制。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12