Vorrichtung und Verfahren zur Fokuslagen-Bestimmung

Die Erfindung betrifft eine Strahlanalysevorrichtung 10 zur Bestimmung einer axialen Position eines Strahlfokus 71 eines Energiestrahls oder eines aus einem Energiestrahl ausgekoppelten Probenstrahls 70, die eine Strahlformungseinrichtung 12, einen Detektor 40, und eine Auswertungseinrichtung 45 umfasst. Die Strahlformungseinrichtung 12 ist eingerichtet, eine Intensitätsverteilung 81 des Energiestrahls 77 oder des aus dem Energiestrahl 77 ausgekoppelten Probenstrahls 70 in einer Modulations-Ebene 19 mit einer zwei-dimensionalen Übertragungsfunktion zu modulieren zur Bildung eines modulierten Probenstrahls 79. Die Übertragungsfunktion weist entlang einer ersten lateralen Richtung 31 wenigstens zwei Kontraststufen 32, 33 mit einem Abstand a zueinander in Form von Übergängen zwischen wenigstens einem Sperrbereich 25 und wenigstens einem Durchlassbereich 21 auf. Die Strahlformungseinrichtung 12 ist eingerichtet, zur Formung einer Intensitätsverteilung 83 auf dem Detektor 40 mit mindestens zwei Kontrastmerkmalen 92, 93 entlang der ersten lateralen Richtung 31, den modulierten Probenstrahl 79 entlang einer Propagationsstrecke auf den Detektor 40 zu führen. Die Auswertungseinrichtung 45 ist eingerichtet zur Bestimmung eines Abstandes a entlang der ersten lateralen Richtung 31 zwischen Positionen der Kontrastmerkmale 92, 93 auf dem Detektor 40 und zur Bestimmung einer axialen Position des Strahlfokus 71 basierend auf dem Abstand a und/oder zur Bestimmung einer Änderung der axialen Position des Strahlfokus 71 basierend auf einer Änderung des Abstandes a. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zur Bestimmung einer axialen Position eines Strahlfokus 71. The invention relates to a beam analysis device (10) for determining the axial position of the focal point (71) of an energy beam or a sample beam (70) decoupled from an energy beam, comprising a beam-shaping device (12), a detector (40), and an analysis device (45). The beam-shaping device (12) is designed to modulate an intensity distribution (81) of the energy beam (77) or the decoupled sample beam (70) on a modulation plane (19) using a two-dimensional transmission function in order to form a modulated sample beam (79). The transmission function has at least two contrast stages (32, 33) with a distance a to each other in the form of transitions between at least one blocking region (25) and at least one passage region (21). The beam-shaping device (12) is designed to guide the modulated sample bea