用于检测流体中的颗粒尺寸的方法及设备与流程

1.于此公开的示例一般涉及用于检测流体中的颗粒的尺寸的方法和设备。


背景技术：

2.在许多技术领域(包括半导体制造)中，颗粒的检测很重要。在集成电路装置中通常观察到的许多缺陷的原因可追溯到生产的一些阶段存在细小颗粒。通常，这些杂散颗粒被发现漂浮在周围的大气中，或甚至在超纯净的水中。这些颗粒可能进入生产线，并在制造处理期间污染基板。已经使用了多种技术来检测这些小颗粒，包括测量颗粒的扩散、空气动力学、光学或电迁移率的方法和装置。尽管这样的方法提供了有关颗粒存在的有用信息，但是大多数常规方法在确定颗粒尺寸方面缺乏准确性和精确性，从而使得确定适当的校正措施变得困难和具有挑战。
3.可利用激光来执行颗粒检测。然而，因为激光的横截面区域在中心处比在周边区域附近具有更大的强度，所以难以区分穿过激光的中心的小颗粒和穿过激光的周边区域的大颗粒。例如，具有通过激光的中心的第一尺寸的较小颗粒将具有与穿过激光的周边区域的较大颗粒基本相同的光散射水平。
4.因此，存在有用于检测流体中的颗粒的尺寸的更精确的方法和设备的需求。


技术实现要素：

5.于此公开了一种用于检测流体中的颗粒的尺寸的系统和方法。一种用于使颗粒成像的系统包括第一成像装置。第一成像装置包括透镜和数字检测器。系统进一步包括激光源。激光源配置为发射第一激光束和第二激光束。数字检测器配置为累积通过透镜的累积的光的强度的度量。累积的光从颗粒散射。累积的光包括来自第一激光束和第二激光束的光。
6.在另一个示例中，一种颗粒成像系统包括第一成像装置。第一成像装置包括透镜和数字检测器。颗粒成像系统包括封装区段。封装区段包括配置成接收颗粒的入口和配置成允许颗粒离开封装区段的出口。激光源配置为发射第一激光束和第二激光束。数字检测器配置为累积通过透镜的累积的光的强度的度量。累积的光从颗粒散射并且含有来自第一激光束和第二激光束的光。
7.在又一个示例中，公开了一种确定颗粒尺寸的方法。方法包括以下步骤：从激光源发射第一激光束和第二激光束。方法进一步包括以下步骤：将第二激光束与第一激光束分开一定距离。第一激光束穿过封装区段。封装区段配置为允许颗粒从中流过。方法通过累积穿过成像装置的透镜的第一光的第一强度的度量来继续。第一光从穿过第一激光束的颗粒散射。方法进一步包括以下步骤：累积穿过成像装置的透镜的第二光的第二强度的度量。第二光从穿过第二激光束的颗粒折射。基于第一强度和第二强度分类颗粒尺寸。
附图说明
8.为了使本公开内容的上述特征能够被详细地理解，可通过参考于此的示例获得以上简要概述的本公开内容的更具体的描述，其中一些示例显示在附随的附图中。然而，应注意，附随的附图仅显示了示例，且因此不应视为限制本公开内容的范围。因此，附随的附图允许其他等效示例。
9.图1是具有波片的颗粒成像系统的平面图。
10.图2是具有射束移位器的另一颗粒成像系统的平面图。
11.图3是具有棱镜的另一示例性颗粒成像系统的平面图。
12.图4是适于在图1-图3的任何颗粒成像系统中使颗粒流动的空气流动单元的三维平面图。
13.图5是具有两个成像装置的颗粒成像系统的平面图，两个成像装置适合与图1-图3所示的任何颗粒成像系统一起使用。
14.图6是由图5的成像装置收集的透镜的光的三维示意图。
15.图7是确定颗粒的尺寸的方法的流程图。
16.图8是用以测量从图1-图5的颗粒成像系统散射的光的成像装置的平面图。
17.为了便于理解，在可能的情况下使用了相同的附图标记来表示作为共同特征的相同元件。可预期的是，一个示例的元件和特征可有益地并入其他示例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
18.于此公开的示例一般涉及用于检测移动通过流体的颗粒的尺寸的系统和方法。于此讨论的流体是大气。然而，应当注意，所公开的主题对于包括气体或液体的流体具有实用性。
19.第一激光束可配置为使得从颗粒反射的光被散射光的p偏振照射所支配。与从单个激光束收集散射光的常规系统相比，收集从颗粒散射的散射光的p偏振照射和s偏振照射可提供更高的准确度。使(多个)颗粒穿过具有正交偏振的第一激光束和第二激光束产生两个光脉冲。两个光脉冲的每一个在以成像装置的至少一个数字检测阵列的形式的数字光检测器处产生不同的信号电平。散射光的每个脉冲可包括从颗粒收集的散射光的p偏振照射和s偏振照射。对于较小的颗粒而言，在收集的散射光中，p偏振照射要大于s偏振照射。对于中等尺寸的颗粒而言，散射光内的s偏振照射和p偏振照射具有相似的大小。对于大颗粒而言，散射光中的s偏振照射大于收集的散射光内的p偏振照射。通过分析p偏振照射和s偏振照射的强度，可确定颗粒的大小。
20.图1是具有波片148的颗粒成像系统100的平面图。在一个示例中，波片148是四分之一波片。颗粒成像系统100包括激光源128、空气流动单元104、第一反射器140、光学吸收器144和成像透镜124。
21.空气流动单元104设置在激光源128和第一反射器140之间。空气流动单元104包括中空棱镜120。中空棱镜120可具有六个侧壁，但不限于那种几何形状。流入口112将空气引入中空棱镜120。空气经由流出口116离开中空棱镜120。中空棱镜120设置在激光源128和第一反射器140之间。流入口112定位成垂直于中空棱镜120的六个侧壁的一个侧壁。流出口
116定位成垂直于中空棱镜120的六个侧壁的一个侧壁。应当理解，术语上游和下游是相对术语，其不限制流入口112或流出口116的取向或位置。
22.设置在流体中的(多个)颗粒108通过流入口112引入中空棱镜120，并通过出流出口116离开中空棱镜120。颗粒108沿着通过空气流动单元104的路径156流动。泵(未显示)可以有利于流体从流入口112流过中空棱镜120并流出流出口116的方式耦接到空气流动单元104。
23.激光源128配置为发射第一激光束132。第一激光束132由中空棱镜120接收。在一个示例中，第一激光束132穿过中空棱镜120。波片148定位在中空棱镜120的内壁附近的中空棱镜120内。然而，波片148也可定位在中空棱镜120的外壁附近的中空棱镜120的外侧。第一激光束132的波长为λ。第一激光束132的偏振被波片148改变为圆偏振光。
24.第一反射器140定位在中空棱镜120的侧壁附近。第一反射器140具有反射表面，反射表面反射第一激光束132的轨迹，从而使第一激光束132在激光源128的方向上返回。
25.第二激光束136起源于第一反射器140。当反射的第一激光束132第二次通过波片148时，第一激光束132的偏振相对于第一激光束132的原始方向旋转约90度。第一激光束132和第二激光束136可具有相同的波长λ和相同的横截面面积a。第一激光束132两次通过波片148会导致第二激光束136的偏振相对于第一激光束132旋转约90度。因此，第一激光束132和第二激光束136具有正交的偏振。第一激光束132和第二激光束136可具有相等的功率(p)或强度。在替代示例中，第一激光束132和第二激光束136的功率可具有不同的功率(p)或强度。
26.散射辐射的强度i可由等式1表示：
[0027][0028]
照射强度由i0表示；n是颗粒108的折射率；n0是流体的折射率；λ是真空中的光的波长。于此，光是指来自第一激光束132或第二激光束136的光。波长λ可为在x射线至远红外范围之间的任何范围。颗粒108的直径由d表示。等式1描述了由于与激光束132、136的波长λ相比直径d小的颗粒而引起的散射强度i。另外，颗粒小于λ/4。照射强度i0基本上等于第一激光束132的功率(p)除以第一激光束132的横截面面积(a)。此外，第二激光束136的功率(p)和横截面面积(a)以与确定第一激光束132的功率(p)和横截面面积(a)基本相同的方式表示。第一激光束132和第二激光束136的每一个具有基本上高斯横截面分布面积a。
[0029]
光学吸收器144靠近激光源128定位。第二反射器152取向成将第二激光束136朝光学吸收器144偏转。第二激光束136的路径在反射器140处开始。第二激光束136的路径在光学吸收器144处结束。这样，第一激光束132的路径在激光源128处开始。第一激光束132的路径在第一反射器140处结束。光学吸收器144可定位在激光源128和中空棱镜120之间。然而，应当理解，光学吸收器144可位于使第二反射器152能够将第二激光束136引导到光学吸收器144中的任何位置处。
[0030]
成像透镜124设置成靠近中空棱镜120。成像透镜124定位成基本上垂直于第一激光束132的路径和第二激光束136的路径。成像透镜124配置为当(多个)颗粒穿过第一激光
束132和第二激光束136时，捕获(多个)颗粒108的图像，如下面关于图4-图5所讨论的。
[0031]
图2是具有射束移位器204的另一颗粒成像系统200的平面图。颗粒成像系统200包括激光源128、光学吸收器144、空气流动单元104、成像透镜124和射束移位器204。
[0032]
空气流动单元104设置在激光源128和光学吸收器144之间。空气流动单元104包括中空棱镜120。中空棱镜120设置在激光源128和第一反射器140之间。如上所述，流入口112定位成垂直于中空棱镜120的侧壁。流出口116定位成垂直于中空棱镜120的另一表面。将(多个)颗粒108通过流入口112引入中空棱镜120，并通过流出口116离开中空棱镜120。
[0033]
射束移位器204布置在激光源128和中空棱镜120之间。第一激光束132从激光源128发射并导向射束移位器204。射束移位器204改变第一激光束132的特性，以产生第二射束136。更具体地说，当第一激光束132的偏振相对于水平或垂直平面成45度布置时，射束移位器204将第一激光束132分离成两个分量。第一激光束132的第一分量将沿方向不变地出现射束移位器204。第二激光束136从射束移位器204出现，并具有与第一激光束132不同的轨迹。相对于第一激光束132成90度偏振的第二激光束136相对于第一激光束132在垂直方向上移位。如图2所示，垂直方向基本平行于(多个)颗粒108在其中传播的路径156。
[0034]
光学吸收器144位于中空棱镜120的侧壁的外表面附近。第一激光束132和第二激光束136被光学吸收器144吸收，从而终止第一激光束132和第二激光束132。因此，光学吸收器144以使光学吸收器144直接位于第一激光束132和第二激光束136的每一个的路径内的方式定位在中空棱镜120旁边。光学吸收器144是一个光阱，它吸收大部分光而不影响所吸收的光。光学吸收器144的一个示例是挡板，挡板捕获激光束132、136的任一个的光。光学吸收器144减少了将杂散光吸收到成像透镜124中的不想要的背景。
[0035]
如上所述，成像透镜124定位成基本上垂直于第一激光束132和第二激光束136。成像透镜124配置为当(多个)颗粒穿过第一激光束132和第二激光束136时，捕获(多个)颗粒108的图像。
[0036]
图3是具有棱镜304的另一个示例性颗粒成像系统300的平面图。颗粒成像系统300包括激光源128、光学吸收器144、成像透镜124、空气流动单元104、棱镜304和聚焦透镜312。
[0037]
类似于图2中的配置，空气流动单元104设置在激光源128和光学吸收器144之间。颗粒108以与关于以上图1-图2所公开的基本相同的方式由空气流动单元104、流入口112、流出口116和中空棱镜120处理。
[0038]
第一激光束132从激光源沿方向316朝向棱镜304发射。方向316基本正交于成像透镜124。第一射束132进入棱镜304时的偏振以相对于水平面的给定角度布置。在一个示例中，给定角度为约45度。棱镜304将激光分成第一激光束132和第二激光束136。棱镜304位于激光源128和中空棱镜120之间。棱镜304包括倾斜平面308。倾斜平面308分离第一激光束132和第二激光束136。倾斜平面308相对于第一激光束132以一定角度定位。倾斜平面308的角度相对于第一激光束132的投影角316为大于0度且小于90度。另外，倾斜平面308既不垂直也不平行于第一激光束132。两个射出的激光束132、136相对于彼此正交偏振。例如，第一激光束132可在水平方向上偏振，而第二激光束136可在垂直方向上偏振。在一个示例中，棱镜304是沃拉斯顿(wollaston)棱镜。一旦通过倾斜平面308之后，第一激光束132的轨迹改变一定幅度。第二激光束136的轨迹改变相同的幅度，使得在倾斜平面308的下游侧上的第一激光束132和第二激光束136之间形成下游角度320。下游角度320可取决于棱镜304的参
数而变化。在一个示例中，下游角度320可在约20度和约45度之间。在另一个示例中，下游角度320为约20度。在又另一个示例中，下游角度320为约30度。在另一种配置中，下游角度320由在第一激光束132和第二激光束136之间的间隔(如，距离556)以及检测阵列512、524的视野确定。
[0039]
在另一个示例中，棱镜304是罗雄(rochon)棱镜，在这种情况下，在倾斜平面308之后的射出的激光束132、136的一个(如，第一激光束132)将相对于水平面成一定角度，且另一束激光束(如，第二束激光束136)将沿水平方向连续。一旦通过倾斜平面308之后，第一激光束132的轨迹改变一定幅度。第二激光束136的轨迹不变。也就是，第二激光束136将沿着水平方向连续，使得下游角度320形成在倾斜平面308的下游侧上的第一激光束132和第二激光束136之间。
[0040]
如上所述，第一激光束132和第二激光束136被倾斜平面308隔开。一旦通过聚焦透镜312之后，第一激光束132和第二激光束136基本上平行于彼此取向并隔开一段距离(在下面详细说明)。聚焦透镜312位于棱镜304和中空棱镜120之间。聚焦透镜312用以改变第一激光束132平行于在倾斜平面308的上游侧上的投影角β的轨迹。第二激光束136的轨迹也由聚焦透镜312改变。在聚焦透镜312的下游侧上，第一激光束132基本平行于第二激光束136。因此，在聚焦透镜312的下游侧上，第一激光束132以投影角316投射。第二激光束136平行于聚焦透镜312的下游侧上的投影角316。
[0041]
与图2的配置类似，图3的光学吸收器144位于中空棱镜120附近。第一激光束132和第二激光束136被光学吸收器144吸收。如上所公开，颗粒108由空气流动单元104、流入口112、流出口116及中空棱镜120处理。并且，成像透镜124配置为当(多个)颗粒108穿过第一激光束132和第二激光束136时，接收从(多个)颗粒108散射的光。
[0042]
图4是适于在图1-图3的任何颗粒成像系统中使(多个)颗粒108流动的空气流动单元104的三维平面图。空气流动单元104包括设置在开口部分404和端部部分408之间的封装区段400。
[0043]
流入口112设置在开口部分404内，并将(多个)颗粒108引入封装区段400中。通过设置在端部部分408内的流出口116将颗粒108从封装区段400移除。虽然开口部分404和端部部分408以大致平行四边形表示，开口部分404和端部部分408均不限于这种配置。开口部分404和端部部分408可为有助于颗粒108移动通过封装区段400的任何几何形状。
[0044]
第一激光束132和第二激光束136的每一个都穿过封装区段400。颗粒108以基本上垂直于第一激光束132和第二激光束136的路径穿过封装区段400。第一激光束132和第二激光束136以使得(多个)颗粒108既通过第一激光束132又通过第二激光束136的方式投射通过封装区段400，并入射到路径上。
[0045]
封装区段400可由六个侧壁形成，其可由基本上透明的材料(诸如玻璃、石英、塑料或允许光通过其间的其他合适材料)制成。第一激光束132穿过第一侧壁并且穿过封装区段400的第二侧壁离开。第二侧壁与第一侧壁基本上相对。第二激光束136也穿过封装区段400的第一侧壁。第二激光束136也穿过封装区段400的第二侧壁离开。在另一个示例中，第二激光束136通过封装区段400被反射回去、穿过第二侧壁并随后穿过封装区段400的第一侧壁。
[0046]
如上所述，在不同的示例中，泵(未显示)可耦接到空气流动单元104。泵配置成使携带(多个)颗粒108的流体流入开口部分404中、通过封装区段400并从端部部分408流出。
[0047]
于此，对成像透镜124的任何描述都必须包括第一成像透镜508或第二成像透镜520的任一个或两个。因此，图1-图3中所示的成像透镜124可为图4-图5中所示的第一成像透镜508或第二成像透镜520的任一个。第一成像透镜508定位成与封装区段400的侧壁的一个基本正交。第二成像透镜520定位成与封装区段400的其他侧壁的一个基本正交。第一激光束132和第二激光束136各自相对于(多个)成像透镜124以基本正交的方向布置。(多个)成像透镜124收集来自颗粒108的散射光552。
[0048]
图5是具有两个成像装置的颗粒成像系统500的平面图，两个成像装置适合用作图1-图3所示的任何颗粒成像系统，以及其他合适的系统。为简单起见，空气流动单元104未显示在图5中。颗粒成像系统500包括第一成像装置504和第二成像装置516。
[0049]
第一成像装置504具有第一成像透镜508和第一检测阵列512。第二成像装置516具有第二成像透镜520和第二检测阵列524。第一检测阵列512和第二检测阵列524的每一个阵列是具有n个像素行和m个像素列的n x m阵列。第一检测阵列512和/或第二检测阵列524可为ccd或cmos成像阵列。n或m的值可能在小的个位数到几千之间。在一个示例中，数字检测器是第一检测阵列512。
[0050]
衰减器528可放置在颗粒540与第二检测阵列524之间。衰减器528位于第二成像透镜520与第二检测阵列524之间。衰减器528使第二检测阵列524能够增大在第二检测阵列524饱和之前可以检测到的(多个)颗粒108尺寸的范围。例如，当利用衰减器528时，第二检测阵列524可在约100nm至约900nm的范围内检测颗粒108。在这个范围内，第二检测阵列524可检测到由于来自颗粒108的散射光552内的p偏振照射和s偏振照射而引起的散射光，如图6所示。衰减器528可为彩色的、染色的和/或着色的透明材料(诸如玻璃、塑料或石英)。与不使用衰减器528的情况相比，衰减器528可将由于第一激光束132和第二激光束136引起的来自颗粒108的散射光的幅度减小约100倍。在另一个示例中，数字检测器是第二检测阵列524。
[0051]
散射光552被第一成像装置504的第一成像透镜508收集。散射光552在第一成像装置504内产生电压，并且相应的信号被存储在第一检测阵列512上。分别地，第二成像装置516经由第二成像透镜520捕获散射光552。在散射光552撞击第二检测阵列之前，散射光552可通过衰减器528，从而使阵列产生与散射光552的幅度相对应的电压。与电压的幅度相对应的度量与第二检测阵列524的n x m像素的相应值或度量一起存储。在另一个示例中，测量电流，并且将相应的值或度量存储在n x m像素图像上。与照射强度i0相对应的收集光552在检测阵列524中产生信号。收集的散射光552的量也可为第一成像透镜508或第二成像透镜520的每一个的数值孔径(na)的函数。
[0052]
第一激光束132沿着第一平面532投射。第一平面532垂直于第一激光束132的传播方向。p偏振照射应理解为具有平行于入射平面的电场方向。入射平面是含有第一激光束132或第二激光束136的传播方向的平面，并且平行于成像透镜124的主平面(下面详细说明)。于此，激光束是指第一激光束132和第二激光束136两者。s偏振照射的电场取向为垂直于入射平面。如图6所示，第一平面532包括照射的偏振方向608。
[0053]
颗粒540沿着路径548行进。为清楚起见，颗粒108在第一位置p(t1)处显示为颗粒540，并且在第二位置p(t2)处显示为颗粒544，其中t是时间。如图4所示，颗粒540在第一位置p(t1)处穿过第一激光束132。移位的颗粒544在第二位置p(t2)处穿过第二激光束136。距
离556将第一激光束132与第二激光束136分开。因此，颗粒108(如图1-图3所示)在第一位置p(t1)和第二位置p(t2)之间行进距离556。
[0054]
距离556是相对于第一激光束132或第二激光束136的射束宽度(即横截面面积a)而测量。距离556可为第一激光束132的射束宽度的2到3倍之间。替代地，距离556可相对于第二激光束136而确定。
[0055]
给定颗粒540在位置p(t1)处通过第一激光束132将由于散射光552的p偏振照射的散射而产生散射光552的脉冲。光的脉冲被转换成度量(如电压或电流)，并且度量作为信号p1存储在第一检测阵列512的输出上。第二检测阵列524将与光的脉冲的强度相对应的度量存储为信号p2。
[0056]
当颗粒544在位置p(t2)处通过第二激光束136时，散射光552的脉冲包括从颗粒544散射的散射光552的s偏振照射。光的脉冲可转换成具有度量的电压或电流，度量接着作为信号s1存储在第一检测阵列512的输出处。第二检测阵列524将光的脉冲存储为信号s2。散射光552的两个脉冲将在第一检测阵列512和第二检测阵列524的每一个处产生不同的信号电平。
[0057]
图6是由图5所示的成像装置的任一个所收集的光的三维示意图。显示了x方向601和y方向603；x方向601正交于y方向603。z方向垂直于x方向601和y方向603。
[0058]
当颗粒108通过图5中所示的颗粒成像系统500时，创建了辐射轮廓604。为了简单起见，颗粒108未显示在图6中。然而，应理解，颗粒108位于辐射轮廓604的中心处。当颗粒108行进通过第一激光束132或第二激光束136时，辐射轮廓604由散射光552产生。辐射轮廓604大体上是环形的形状，即甜甜圈形。因此，辐射轮廓604在x方向601、y方向603和z方向602的每一个上延伸。于此，从颗粒108散射的散射光552由米氏(mie)理论控制，其中颗粒108具有小直径d(如，d《λ/4)，其中λ是光的波长。光是第一激光束132或第二激光束136。在颗粒108的直径(d)是小的情况(如，直径d小于λ/4(即，d《λ/4))下，瑞利(rayleigh)散射控制着散射光552的理论。
[0059]
在一个示例中，照射的偏振方向608是指第一激光束132的偏振。照射的偏振方向608也是电场的方向。照射的偏振方向608与第一平面532共面。对于p偏振照射而言，照射的偏振方向608垂直于第一激光束132的传播方向620。当颗粒108穿过封装区段400(在图4中显示)时，照射的偏振方向608平行于颗粒108的路径548。在另一个示例中，照射的偏振方向608是指第二激光束136的偏振。
[0060]
颗粒108的散射光的量取决于颗粒108的尺寸、p偏振照射的强度i
p
和散射光552内的s偏振照射的强度is。在一些示例中，p偏振照射的强度i
p
可基本上等于散射光552内的s偏振照射的强度is。
[0061]
在图6a中，第一激光束132沿着传播方向620行进。传播方向620平行于x方向601。来自第一激光束132的激光的照射的偏振方向608沿着z方向602，其平行于路径548。如上所述，(多个)颗粒108沿着路径548行进。第一激光束132的照射的偏振方向608和传播方向620界定了入射平面532。入射平面532与由x方向601和z方向602界定的平面共面。对于小颗粒108而言，来自颗粒108的散射场的形状为环形604的形式。第一成像透镜508以光锥(即，散射光552)的形式收集部分的散射场。在图6a中，照射的偏振被称为p偏振。
[0062]
在图6b中，第二激光束136沿着传播方向620行进。来自第二激光束136的激光的照
射的偏振方向608现在垂直于入射平面532。(多个)颗粒108的散射辐射具有如图6a所示的相同环形604的形状，除了入射光旋转90度以外。因此，图6b中的环形604为从图6a中所示的环形604旋转90度。图6b中所示的照射的偏振态被称为s偏振。
[0063]
图7是确定颗粒108的尺寸的方法700的流程图。在方块704处，由第一成像装置504累积与来自第一激光束132的第一散射光552的第一强度相对应的度量。散射光552已经穿过第一成像装置504的第一成像透镜508。颗粒108穿过第一激光束132，从而导致光从颗粒108散射。在方块708处，当颗粒108穿过第二激光束136时，由第一成像装置504累积对应于散射光552的第二强度的度量。替代地，第二成像装置516累积与颗粒108的散射光552的强度相对应的度量。在方块712处，第一激光束132从激光源128发射。在使第一激光束132通过波片148之后，由第一激光束132产生第二激光束136。第二激光束136的偏振从第一激光束132旋转约90度。因此，第二激光束136具有与第一激光束132不同的特性。替代地，第一激光束132穿过射束移位器。在另一示例中，第一激光束132穿过棱镜304。
[0064]
在方块716处，第一激光束132穿过封装区段400。封装区段400配置为使颗粒108从中流过。
[0065]
在方块720处，第二激光束136与第一激光束132偏振约90度。第二激光束136在一旦通过波片148之后偏振。在另一示例中，棱镜304使第二激光束136相对于第一激光束132偏振约90度。
[0066]
在方块724处，建立距离556以将第二激光束136与第一激光束132分开。在方块728处，第一激光束132穿过射束移位器204。射束移位器204可设置在封装区段400和激光源128之间。第一激光束132在一旦通过射束移位器204之后从第二激光束136移位，在图2中显示。在另一个示例中，来自第一反射器140的第一激光束132的反射(保持在稍微偏离法线的角度)将第一激光束132与第二激光束136隔开距离556，如图1所示。在第一激光束132和第二激光束136之间的距离556也可由棱镜304建立，如图3所示。
[0067]
在方块732处，基于散射光552来分类颗粒108。按尺寸来分类(多个)颗粒108包括将代表每个颗粒的信息分类到仓(bin)或类别中。在这个示例中，衰减器528位于第二成像透镜520和第二检测阵列524之间。如上所述，将p1(与由颗粒108从p偏振光而散射的光的强度相对应的度量关联)存储为第一检测阵列512上的信号。第二检测阵列524将与光的脉冲的强度相对应的度量存储为来自相同p偏振激光光束的信号p2。将光的脉冲存储为与从第二、s偏振激光光束而散射的光的脉冲的强度相对应的度量，作为在第一检测阵列512中的信号s1。第二检测阵列524将与光的脉冲相对应的度量存储为信号s2，光的脉冲同样由于来自第二激光光束的散射光而产生。图8中所示的控制器800可根据颗粒108的大小将表示颗粒108的信息分类到仓中。表1是显示如何使用信号p1、s1、p2和s2来分类颗粒108的大小的逻辑表。表1存储在控制器800的存储器808中。
[0068]
例如，颗粒108穿过第一激光束132和第二激光束136，从而产生两个脉冲。对应于脉冲的强度的度量作为信号存储在第一检测阵列512和第二检测阵列524的每一个上。对于尺寸在约50nm至100nm之间的颗粒108而言，作为光552散射的p偏振照射的强度i
p
大于s偏振照射的强度is时。因此，第一检测阵列512检测到信号p1，但是信号s1可忽略不计。第二检测阵列524不检测信号p2或信号s2。
[0069]
对于大于约110nm且小于约200nm的颗粒而言，s偏振照射散射的光552可被第一检
测阵列512检测到。对于大于约110nm且小于约200nm的颗粒而言，p偏振照射散射的光552的强度i
p
使第一检测阵列512饱和。对于具有最大约200nm的尺寸的(多个)颗粒108而言，由于s偏振照射而产生的散射光552仍然是可检测的。这样，信号p1使第一检测阵列512饱和。在第一检测阵列512处可检测到信号s1。第二检测阵列524可检测到信号p2。然而，信号s2在第二检测阵列524处不可检测。
[0070]
对于尺寸大于200nm的(多个)颗粒108而言，作为散射光552散射的p偏振照射使第一检测阵列512饱和。此外，作为散射光552散射的s偏振照射使第一检测阵列512饱和。在第二检测阵列524内，由于p偏振照射而散射的光的强度i
p
是可检测的。在第二检测阵列524处进一步可检测到由于s偏振照射而散射的光的强度is。因此，信号p1使第一检测阵列512饱和。信号s1使第一检测阵列512饱和。第二检测阵列524可检测到信号p2。信号s2在第二检测阵列524处是可检测的。
[0071]
在一个示例中，由于p偏振照射而导致的散射光552的强度i
p
比由于s偏振照射而导致的散射光552的强度is大至少一个数量级。除非另外说明，否则p偏振照射的强度i
p
可高达s偏振照射的强度is的大小的十倍。颗粒108的尺寸可小于200nm。在另一示例中，在由于s偏振照射而导致的散射光552的强度is的大小大于由于p偏振照射而导致的散射光552的强度i
p
的情况下，颗粒108的尺寸可大于约200nm。
[0072][0073]
图8是用以测量从图5的颗粒成像系统散射的光的第一成像装置504的平面图。在一些示例中，第一成像装置504是耦合至控制器800的相机801。控制器800包括彼此耦合的处理器804、存储器808和支持电路812。控制器800可在相机801的板上，或者在替代示例中，控制器800可在远程装置(未显示)的板上，远程装置从相机801接收图像。相机801具有至少一个成像透镜124，成像透镜124配置为捕获于此公开的颗粒成像系统100的图像。
[0074]
第一成像装置504包括耦合至第一成像装置504的各个部件的输入控制单元(诸如电源)、时钟电路、高速缓存、输入/输出(i/o)电路，以促进其控制。任选地，第一成像装置504可包括显示单元(未显示)。处理器804可为任何形式的通用微处理器或通用中央处理单元(cpu)的一种，它们的每一个都可在工业环境中使用，诸如可编程逻辑控制器(plc)。应该理解，控制器800也可以与第一成像装置504基本相同的方式耦合到第二成像装置516。
[0075]
存储器808是非暂时性的，并且可为一种或多种容易获得的存储器，诸如本地或远程的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)或任何其他形式的数字储存器。存储器808含有指令，指令在由处理器804执行时有助于第一成像装置504的操作。存储器808中的指令采
用程序产品(诸如实现本公开内容的方法的程序)的形式。程序产品的程序代码可符合多种不同编程语言的任一种。说明性的计算机可读存储介质包括(但不限于)：(i)不可写的存储介质(如，计算机内的只读存储器装置，诸如cd-rom驱动器可读的cd-rom磁盘、闪存、rom芯片，或任何类型的固态非易失性半导体存储器)；和(ii)可写的存储介质(如，软盘驱动器内的软盘或硬盘驱动器或任何类型的固态随机存取半导体存储器)，在其上存储了可变信息。当实施涉及于此描述的方法的功能的计算机可读指令时，这样的计算机可读存储介质是本公开内容的示例。
[0076]
在一个示例中，本公开内容可实现为存储在计算机可读存储介质(如808)上以与计算机系统(未显示)一起使用的程序产品。程序产品的程序界定于此所描述的本公开内容的功能。程序/指令包括配置为处理从图1-图5所示的颗粒成像系统收集的光的算法。
[0077]
于此公开的示例大体上涉及用于检测通过流体移动的颗粒的尺寸的方法和设备。尽管前述内容涉及特定示例，但是在不背离其基本范围的情况下可设计其他示例，并且其范围由以下的权利要求书决定。