JPH1090117A - Method and instrument for measuring refractive index distribution - Google Patents

Method and instrument for measuring refractive index distribution

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JPH1090117A
JPH1090117A JP26114796A JP26114796A JPH1090117A JP H1090117 A JPH1090117 A JP H1090117A JP 26114796 A JP26114796 A JP 26114796A JP 26114796 A JP26114796 A JP 26114796A JP H1090117 A JPH1090117 A JP H1090117A
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JP
Japan
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wave
light
test
beam splitter
interferometer
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Application number
JP26114796A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoko Nakase
知子 仲瀬
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1090117A publication Critical patent/JPH1090117A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the refractive index distribution on a phase object even when the quantity of transmitted wave face is large and the pitch of interference fringes is short. SOLUTION: Coherent light from the same light source 1 is split into a reference wave (a) which becomes a standard and a wave (b) to be inspected which is transmitted through an object O to be inspected and the wave (b) is further split into waves b11 and b12 through a light splitter 21. Then a shearing interference image is formed on a second detector by superimposing the wave b12 after a shear is given to the transmitted wave face of the wave b11 in the direction perpendicular to the optical axis. When the interference image is formed in such a way, the refractive index distribution on the object O can be measured even when the object transmits a large quantity of front waves and makes the pitch of shearing interference fringes shorter, because the shearing interference fringes become rougher.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子、液体、
又は気体などの位相物体の測定装置に関するもので、特
に、干渉縞の解析により位相物体における屈折率分布の
測定に適したものに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical element, a liquid,
Also, the present invention relates to an apparatus for measuring a phase object such as a gas, and more particularly to an apparatus suitable for measuring a refractive index distribution in a phase object by analyzing interference fringes.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、レーザプリンタやカメラなどの光
学機器に使用される光学レンズの材料としてプラスチッ
クを用いることが多くなっている。プラスチック成形レ
ンズはガラス研磨レンズに比較して、コスト低減や非球
面レンズの製作性に優れ、安価であるというメリットが
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, plastics have been increasingly used as materials for optical lenses used in optical devices such as laser printers and cameras. Compared to a glass polished lens, a plastic molded lens has advantages in that it is superior in cost reduction and manufacturability of an aspherical lens, and is inexpensive.

【0003】しかし、その反面、ガラスレンズに比べ製
造上、屈折率分布が不安定でレンズの内部に不均一性を
生じることがある。レンズ内部に不均一性があると、光
学特性に大きな影響を及ぼし、画質の劣化やボケといっ
た原因につながる。従って、レンズ内部の屈折率分布を
3次元的に高精度に測定し、光学レンズの均質性を評価
する必要がある。
[0003] On the other hand, however, the refractive index distribution is unstable in production as compared with a glass lens, and non-uniformity may occur inside the lens. Non-uniformity inside the lens has a great effect on optical characteristics, leading to deterioration of image quality and blurring. Therefore, it is necessary to measure the refractive index distribution inside the lens three-dimensionally with high accuracy and evaluate the homogeneity of the optical lens.

【0004】光学レンズの屈折率を測定する方法として
は、精密示差屈折計などを使用してVブロック法等によ
り屈折角を計測して屈折率を求める方法や、トワイマン
・グリーン干渉計などの干渉計を使用して干渉縞より屈
折率を測定する方法などがあり、また、光学的均質性の
測定方法として、フィゾー干渉計、マハツェンダ干渉計
などの干渉計を使用して干渉縞像の解析より透過波面を
計測し、屈折率分布から光学的均質性を求める方法が知
られている。
As a method of measuring the refractive index of an optical lens, a method of measuring a refractive angle by a V-block method or the like using a precision differential refractometer or the like to obtain a refractive index, or an interference method such as a Twyman-Green interferometer or the like. There is a method of measuring the refractive index from the interference fringes using an interferometer, and the method of measuring optical homogeneity is based on the analysis of interference fringe images using an interferometer such as a Fizeau interferometer or a Mach-Zehnder interferometer. There is known a method of measuring a transmitted wavefront and obtaining optical homogeneity from a refractive index distribution.

【0005】しかしながら、上記のいずれの方法におい
ても、被検物は、所定形状に加工する必要があり、測定
対象の光学素子を破壊しなければならない。また、透過
波面より求められる屈折率分布は、光路進行方向に積算
された平均値となり、3次元空間的な屈折率分布を測定
し、屈折率の不均一部分を3次元空間的に特定すること
ができない。
However, in any of the above methods, the test object must be processed into a predetermined shape, and the optical element to be measured must be destroyed. Also, the refractive index distribution obtained from the transmitted wavefront becomes an average value integrated in the optical path traveling direction, and the three-dimensional spatial refractive index distribution is measured to specify the non-uniform refractive index part three-dimensionally. Can not.

【0006】そこで、本発明の出願人は、先願特願平6
−203502号において、被検物を試液中に浸した状
態で光軸と直交する軸を中心に回転させ、複数の回転角
位置の各々で干渉縞の解析を行い、これらの干渉縞から
透過波面量を算出し、これを1次フーリエ変換し、さら
に、2次元逆フーリエ変換を行って3次元的な屈折率の
分布を求める方法を提案した。
Accordingly, the applicant of the present invention has filed Japanese Patent Application No.
In -203502, a test object is immersed in a test solution and rotated about an axis orthogonal to the optical axis, interference fringes are analyzed at each of a plurality of rotation angle positions, and a transmitted wavefront is calculated from these interference fringes. A method of calculating the quantity, performing a first-order Fourier transform on the quantity, and further performing a two-dimensional inverse Fourier transform to obtain a three-dimensional refractive index distribution was proposed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記の出願による屈折
率分布の測定方法及び装置によれば、試液との屈折率差
がわずかでも、高精度で計測が可能であるという利点を
有している。しかしながら、屈折率差が大きい場合な
ど、透過波面量が大きい位相物体を計測する場合は干渉
縞の本数が多くなり、検出器の分解能を越えてしまうこ
とがある。
According to the method and apparatus for measuring the refractive index distribution according to the above-mentioned application, there is an advantage that the measurement can be performed with high accuracy even if the refractive index difference from the sample solution is small. . However, when measuring a phase object having a large amount of transmitted wavefront, such as when the refractive index difference is large, the number of interference fringes increases, which may exceed the resolution of the detector.

【0008】本発明は、このような事実から考えられた
もので、透過波面量が多く、干渉縞のピッチが細かくて
も計測が可能な屈折率分布の測定方法及び装置を提供す
ることを目的としている。
The present invention has been conceived in view of the above facts, and it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for measuring a refractive index distribution capable of measuring a large amount of transmitted wavefront and a fine pitch of interference fringes. And

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の測定方法は、被検物を透過した可干渉光か
らなる被検波を二つの光束に分割し、一方の光束の波面
を光軸と垂直方向にずらした後重畳してシェアリング干
渉による干渉縞を形成し、該干渉縞を解析することによ
り被検物の屈折率分布を測定することを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, a measuring method according to the present invention divides a test wave consisting of coherent light transmitted through a test object into two light beams, and forms a wavefront of one of the light beams. Are shifted in the direction perpendicular to the optical axis and then superimposed to form interference fringes due to sharing interference, and the interference fringes are analyzed to measure the refractive index distribution of the test object.

【0010】また、上記被検物を光軸と垂直な軸回りに
回転させながら被検波を透過させ、複数の干渉縞を形成
してそれぞれの透過波面を測定し、CT解析を用いて再
構成することにより被検物の3次元的な屈折率分布を測
定することもできる。
In addition, the test object is transmitted while rotating the test object about an axis perpendicular to the optical axis, a plurality of interference fringes are formed, each transmitted wavefront is measured, and reconstruction is performed using CT analysis. By doing so, it is also possible to measure the three-dimensional refractive index distribution of the test object.

【0011】本発明の測定装置は、被検物を透過した可
干渉光からなる被検波を二つの光束に分割する光分割器
と、該光分割器で分割された各光束中に配置される反射
装置と、一方の光束の波面を光軸と垂直な方向にずらす
シェアリング部と、を有することを特徴としている。
A measuring apparatus according to the present invention includes a light splitter for splitting a test wave composed of coherent light transmitted through a test object into two light beams, and is disposed in each of the light beams split by the light splitter. It is characterized by having a reflecting device and a sharing unit for shifting the wavefront of one light beam in a direction perpendicular to the optical axis.

【0012】または、同一光源からの可干渉光を参照波
と被検波とに分割し、被検波が被検物を透過した後参照
波と重量して干渉縞を形成する干渉計と、上記被検波を
二光束に分割し一方の光束の波面を光軸と垂直な方向に
ずらして重畳して干渉縞を形成するシェアリング干渉計
とを有することを特徴としている。
Alternatively, an interferometer that divides coherent light from the same light source into a reference wave and a test wave, and forms an interference fringe by combining the test wave with the reference wave after passing through the test object; It is characterized by having a sharing interferometer that divides the detection into two light beams, and superimposes the wavefront of one of the light beams in a direction perpendicular to the optical axis to form interference fringes.

【0013】上記シェアリング干渉計が、上記干渉計か
らの被検波を受けて該被検波を2つの光束に分割する光
分割器と、2分割された各光束の光路内に置かれた2つ
の反射装置と、いずれか一方の反射装置を光軸と垂直な
方向に移動するシェアリング部とを有する構成とするこ
とができる。
The sharing interferometer receives a test wave from the interferometer and divides the test wave into two light beams, and two light splitters placed in an optical path of each of the two split light beams. It is possible to adopt a configuration having a reflection device and a sharing unit that moves one of the reflection devices in a direction perpendicular to the optical axis.

【0014】または、上記シェアリング干渉計が、上記
干渉計からの被検波を受けて該被検波を2つの光束に分
割する光分割重畳用ビームスプリッタと、2分割された
各光束の光路内に置かれた2つのコーナキューブと、い
ずれか一方のコーナキューブを光軸と直交する方向に移
動するシェアリング部とを有し、各コーナキューブから
反射された光束を上記光分割重畳用ビームスプリッタで
重畳して上記シェアリング干渉縞を形成する構成として
もよい。
Alternatively, the sharing interferometer receives a test wave from the interferometer and splits the test wave into two light beams, and a beam splitting / superimposing beam splitter; It has two placed corner cubes, and a sharing unit that moves one of the corner cubes in a direction perpendicular to the optical axis, and the light flux reflected from each corner cube is split by the light splitting / superimposing beam splitter. A configuration may be adopted in which the above-mentioned sharing interference fringes are formed by superimposition.

【0015】また、上記干渉計がマッハツェンダ干渉計
からなり、同一光源からの可干渉光を参照波と被検波と
に分割する光分割器と、参照波と被検波とを重畳する光
重畳器とに偏光ビームスプリッタを用いた構成とするこ
とが望ましい。
Further, the interferometer comprises a Mach-Zehnder interferometer, an optical splitter for splitting coherent light from the same light source into a reference wave and a test wave, and an optical superposition device for superposing the reference wave and the test wave. It is desirable to adopt a configuration using a polarizing beam splitter.

【0016】あるいは、同一光源からの可干渉光を参照
波と被検波とに分割し、被検波が被検物を透過または反
射した後参照波と重量する干渉計と、上記被検波を2つ
に分割し一方の光束の波面を光軸と垂直な方向にずらし
て重畳し干渉縞を形成するシェアリング干渉計とを有
し、上記干渉計とシェアリング干渉計とがその構成を共
有している構成とすることもできる。
Alternatively, an interferometer that divides coherent light from the same light source into a reference wave and a test wave, and transmits or reflects the test wave and then weighs the reference wave, and two of the test waves And a sharing interferometer that forms an interference fringe by shifting the wavefront of one of the light beams in a direction perpendicular to the optical axis to form an interference fringe.The interferometer and the sharing interferometer share the same configuration. Configuration.

【0017】また、可干渉光の光源と、該可干渉光を参
照波と被検波とに分割する光分割器と、参照波の光路中
に配置されたビームスプリッタと、該ビームスプリッタ
を透過した参照波の光路中に配置され駆動手段により光
軸方向及び光軸と垂直方向に移動自在な可動反射手段
と、上記光分割器から射出された被検波の光路内に配置
された固定反射手段と、該固定反射手段に反射された光
路内に配置された被検波内ビームスプリッタと、該被検
波内ビームスプリッタからの被検波と上記可動反射手段
からの参照波とを重畳して射出する光重畳用ビームスプ
リッタと、これら重畳された被検波と参照波の光路内に
配置され干渉縞を結像する結像レンズとその結像面に配
置された第1検出器とを有し、上記被検波内ビームスプ
リッタを透過した被検波と該被検波内ビームスプリッタ
で反射され上記ビームスプリッタ及び上記可動反射手段
を経由した被検波が上記光重畳用ビームスプリッタで重
畳されシェアリング干渉を起こして射出される光路内に
配置されシェアリング干渉縞を結像する結像レンズとそ
の結像面に配置された第2検出器とを有する構成とする
ことも可能である。
Also, a light source of the coherent light, a light splitter for splitting the coherent light into a reference wave and a test wave, a beam splitter disposed in an optical path of the reference wave, and a light transmitted through the beam splitter. A movable reflecting means arranged in the optical path of the reference wave and movable in the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis by the driving means, and a fixed reflecting means arranged in the optical path of the test wave emitted from the optical splitter; A beam splitter within a test wave disposed in an optical path reflected by the fixed reflecting means, and a light superposition for superimposing and outputting a test wave from the beam splitter within the test wave and a reference wave from the movable reflecting means. A beam splitter for imaging, an imaging lens arranged in an optical path of the superimposed test wave and the reference wave, and forming an interference fringe, and a first detector arranged on the image plane thereof. The beam transmitted through the inner beam splitter The wave and the test wave reflected by the beam splitter in the test wave and passing through the beam splitter and the movable reflecting means are superposed by the beam superimposing beam splitter, and are arranged in an optical path which is emitted by causing interference and is shared. It is also possible to adopt a configuration having an imaging lens for forming an interference fringe and a second detector arranged on the imaging plane.

【0018】上記において、被検物を光軸と垂直な軸回
りに回転する回転台を有する構成が望ましい。
In the above, it is desirable to have a configuration having a turntable for rotating the test object about an axis perpendicular to the optical axis.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
って詳細に説明する。図1は、本発明の屈折率分布測定
装置の一実施例を示す図である。同図に示す装置は、マ
ハツェンダ干渉計Aとシェアリング干渉計Bの組合せで
構成されている。マハツェンダ干渉計Aは、可干渉光と
してのレーザ光を射出する光源1と、ビームエキスパン
ダ3と、偏光ビームスプリッタからなる光分割器5と、
参照波の光路内に置かれたミラーからなる反射装置7
と、被検波を2つの光束に分割するビームスプリッタか
らなる反射装置兼光分割器9と、光重畳器11としての
偏光ビームスプリッタと、結像レンズ13と、CCDな
どからなる干渉縞検出器15と、偏光子17とを備えて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing one embodiment of the refractive index distribution measuring device of the present invention. The apparatus shown in FIG. 1 is configured by a combination of a Mahachender interferometer A and a sharing interferometer B. The Mach-Zehnder interferometer A includes a light source 1 that emits laser light as coherent light, a beam expander 3, a light splitter 5 including a polarizing beam splitter,
Reflector 7 consisting of a mirror placed in the optical path of the reference wave
A reflection device / light splitter 9 including a beam splitter for splitting a test wave into two light beams; a polarization beam splitter as an optical superimposing device 11; an imaging lens 13; and an interference fringe detector 15 including a CCD or the like. , A polarizer 17.

【0020】光源1より出射するレーザ光は、ビームエ
キスパンダ3によって光束径を拡大され、光分割器5に
よってこれを直角に屈折して参照波aとなるレーザ光束
と、直進して被検物Oとしての位相物体を透過する被検
波bとなるもう一つのレーザ光束とに分割される。参照
波aと被検波bとはほぼ1:3となるようになってい
る。
The laser beam emitted from the light source 1 is expanded in beam diameter by the beam expander 3, and is refracted at right angles by the beam splitter 5 to become a reference beam a. The laser beam is split into another laser beam which becomes a test wave b passing through the phase object as O. The reference wave a and the test wave b are set to be approximately 1: 3.

【0021】反射装置7は、ピエゾ素子などによる電気
−変位変換素子19により支持され、位相シフト法によ
る干渉縞解析を行うために、参照波aの光路長を波長の
オーダで変更できるように配置されている。
The reflection device 7 is supported by an electric-displacement conversion element 19 such as a piezo element, and is arranged so that the optical path length of the reference wave a can be changed in the order of wavelength in order to perform interference fringe analysis by the phase shift method. Have been.

【0022】参照波aは反射装置7で反射され、光重畳
器11に達し、他方の被検波bは、被検物Oを透過して
一部b2が反射装置兼光分割器9で反射され、光重畳器
11に達して参照波aと重なり合うが、電気−変位変換
素子19により参照波aと被検波bとの光路長には、n
π/2の位相の差ができるように調整される。
The reference wave a is reflected by the reflection device 7 and reaches the optical superimposer 11, while the other test wave b transmits through the test object O and a part b2 is reflected by the reflection device / light splitter 9, Although the light reaches the optical superimposer 11 and overlaps with the reference wave a, the optical path length between the reference wave a and the test wave b is n
It is adjusted so as to have a phase difference of π / 2.

【0023】参照波aと被検波b2は重畳され、光重畳
器11から射出されて結像レンズ13に入射し、干渉縞
検出器15の撮像面に干渉縞を結像する。干渉縞検出器
15には干渉縞と直交する方向に配置されたリニアCC
Dやアレイ状のセンサを用いる。
The reference wave a and the test wave b2 are superimposed, emitted from the optical superimposer 11, incident on the imaging lens 13, and form interference fringes on the imaging surface of the interference fringe detector 15. A linear CC arranged in a direction perpendicular to the interference fringes
D or an array sensor is used.

【0024】一方、反射装置兼光分割器9を透過した光
束b1は、シェアリング干渉計Bに入射する。シェアリ
ング干渉計Bは、入射した被検波b1を2つの光束b1
1,b12に分割するビームスプリッタからなる光分割
器21と、これら2つの各光束内に配置されたミラーか
らなる反射装置23,25と、ビームスプリッタを用い
た光重畳器27と、結像レンズ29及び第2検出器31
とを有する。
On the other hand, the light beam b1 transmitted through the reflection device / light splitter 9 enters the sharing interferometer B. The sharing interferometer B converts the incident test wave b1 into two light beams b1.
1. A light splitter 21 composed of a beam splitter for splitting into two beams, b12, reflection devices 23 and 25 composed of mirrors arranged in each of these two light fluxes, an optical superposition device 27 using a beam splitter, and an imaging lens 29 and the second detector 31
And

【0025】第2検出器31には、CCDなどのエリア
イメージセンサ又は干渉縞と直交する方向に配置された
ラインセンサなどを使用している。また、反射装置25
は、シェアリング部33を有し、被検波b11の波面を
光軸と垂直な方向に移動可能である。これは、電気−変
位変換素子19と同様にピエゾ素子等を用いた構成とし
ている。
As the second detector 31, an area image sensor such as a CCD or a line sensor arranged in a direction orthogonal to the interference fringes is used. Also, the reflection device 25
Has a sharing unit 33 and can move the wavefront of the test wave b11 in a direction perpendicular to the optical axis. This has a configuration using a piezo element or the like, like the electric-displacement conversion element 19.

【0026】被検物Oを透過し、さらに反射装置兼光分
割器9を透過した被検波b1は、光分割器21で再びb
11とb12とに2分割され、それぞれ反射装置23,
25を反射した後、再び光重畳器27で重畳される。こ
のときシェアリング部33が反射装置25にシェア(横
変位)を与え、被検波の波面を光軸と垂直方向にずらす
ことで、この部分はシェアリング干渉を起こす。
The test wave b1 transmitted through the test object O and further transmitted through the reflection device / light splitter 9 is re-transmitted by the light splitter 21 to b.
11 and b12.
After being reflected at 25, the light is superimposed again by the optical superimposing device 27. At this time, the sharing unit 33 gives a shear (lateral displacement) to the reflection device 25 and shifts the wavefront of the test wave in a direction perpendicular to the optical axis, so that this portion causes sharing interference.

【0027】以上の構成により、図1の装置では、マハ
ツェンダ干渉計Aによる干渉縞の測定と、シェアリング
干渉計Bによる干渉縞の測定の双方が可能である。そこ
で、透過波面量が小さい(数λ程度以下)位相物体を計
測する場合は、マハツェンダ干渉計Aの干渉縞を第1検
出器15で位相シフト法により縞解析を行う。
With the above configuration, the apparatus shown in FIG. 1 can perform both the measurement of the interference fringes by the Mach-Zehnder interferometer A and the measurement of the interference fringes by the sharing interferometer B. Therefore, when measuring a phase object having a small transmitted wavefront amount (approximately several λ or less), the fringe analysis of the interference fringe of the Mach-Zehnder interferometer A is performed by the first detector 15 by the phase shift method.

【0028】透過波面量が大きい位相物体を計測する場
合は、干渉縞の本数が多くかつ縞のピッチが細かくなる
ので、第1検出器15の分解能を越えてしまうことがあ
る。これに対し、シェアリング干渉は被検波同士の干渉
であるため感度を落とす効果がある。すなわち第1検出
器31上での透過波面は少なくなり第1検出器15では
縞解析できない位相物体であっても計測可能となる。
When measuring a phase object having a large amount of transmitted wavefront, the number of interference fringes is large and the pitch of the fringes is small, so that the resolution of the first detector 15 may be exceeded. On the other hand, since the sharing interference is interference between the test waves, there is an effect of lowering the sensitivity. That is, the transmitted wavefront on the first detector 31 is reduced, and the first detector 15 can measure even a phase object whose fringe cannot be analyzed.

【0029】そこで、透過波面量が多く、第1検出器1
5の分解能を越えるような場合は、マハツェンダ干渉計
Aによる干渉縞の測定を行わず、シェアリング干渉計B
により得られた波面ΔW(y)を、第2検出器31のラ
インセンサの長さ方向yで積分した次式(1)より波面
を解析する。 W(y)=(1/S)∫ΔW(y)dy (1)
Therefore, the amount of transmitted wavefront is large and the first detector 1
In the case where the resolution exceeds 5, the interference fringes are not measured by the Mach-Zehnder interferometer A.
The wavefront ΔW (y) obtained by the above is integrated in the length direction y of the line sensor of the second detector 31 to analyze the wavefront by the following equation (1). W (y) = (1 / S) ∫ΔW (y) dy (1)

【0030】図2は、本発明の第2実施例の測定装置
で、シェアリング干渉計において、2つのコーナーキュ
ーブ41,43を用いてシェアリング干渉計B2を構成
している。一方のコーナーキューブ43には、シェアリ
ング部33が設けられている。
FIG. 2 shows a measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the sharing interferometer, a sharing interferometer B2 is formed by using two corner cubes 41 and 43. One corner cube 43 is provided with a sharing unit 33.

【0031】反射装置兼光分割器9を透過した被検波b
1は、光分割重畳用ビームスプリッタ45で再びb1
1,b12の2光束に分割され、それぞれの光路に置か
れたコーナキューブ41,43で反射されて戻り、光分
割重畳用ビームスプリッタ45で重畳され、結像レンズ
29を経由して第2検出器31に取り込まれる。このと
き、一方のコーナキューブ43にシェアリング部33で
シェアを与えておくことにより、シェアリング干渉を生
じる。本発明による測定は図1の装置と同じである。
The test wave b transmitted through the reflection device / light splitter 9
1 is a beam splitter 45 for light division and superposition again b1
The light is divided into two light beams 1 and b12, reflected by the corner cubes 41 and 43 placed in the respective optical paths, returned, superimposed by the light splitting / superimposing beam splitter 45, and passed through the imaging lens 29 for the second detection. It is taken into the vessel 31. At this time, sharing interference is caused by giving a share to one corner cube 43 by the sharing unit 33. The measurement according to the invention is the same as the device of FIG.

【0032】図3は本発明の第3実施例の測定装置で、
偏光ビームスプリッタを用いて干渉計A2にシェアリン
グ干渉計B3の一部を兼務させて装置を小型化した例で
ある。図3において、マハツェンダ干渉計A2の反射装
置兼光分割器9は、図1の光分割器21の役目をも担っ
ている。また、図1における反射装置23は、光重畳器
11が兼務している。そして、反射装置兼光分割器9と
光重畳器11との間には、1/4波長板61が設けられ
ている。
FIG. 3 shows a measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
This is an example in which the interferometer A2 also serves as a part of the sharing interferometer B3 using a polarizing beam splitter to reduce the size of the apparatus. In FIG. 3, the reflection device / light splitter 9 of the Mach-Zehnder interferometer A2 also plays the role of the light splitter 21 in FIG. The reflection device 23 in FIG. 1 is also used by the optical superposition device 11. Further, a 1 / wavelength plate 61 is provided between the reflection device / light splitter 9 and the optical superposition device 11.

【0033】図4により図3の装置におけるマハツェン
ダ干渉について説明する。光源1からのレーザ光は、ビ
ームエキスパンダ3で拡大され、光分割器5で参照波a
と被検波bとに分割される。被検波bは被検物Oを透過
して反射装置兼光分割器9に達し、ここで透過する被検
波b1と反射される被検波b2とに分割される。反射さ
れた被検波b2は1/4波長板61を透過して光重畳器
11に達する。光重畳器11は偏光ビームスプリッタで
あり、被検波b2は1/4波長板61を透過して円偏光
となっているので、一方の直線偏光成分が透過して被検
波b21となり、他方の直交する直線偏光成分は反射さ
れて被検波b22となる。
Referring to FIG. 4, explanation will be given on the Mahach-Zehnder interference in the apparatus shown in FIG. The laser light from the light source 1 is expanded by the beam expander 3, and the reference light a
And the test wave b. The test wave b passes through the test object O and reaches the reflection device / light splitter 9, where it is split into a test wave b1 transmitted and a test wave b2 reflected. The reflected test wave b2 passes through the quarter-wave plate 61 and reaches the optical superimposer 11. The optical superimposer 11 is a polarization beam splitter, and the test wave b2 is transmitted through the quarter-wave plate 61 and is circularly polarized. Therefore, one linearly polarized light component is transmitted and becomes the test wave b21, and the other is orthogonal. The reflected linearly polarized light component becomes the test wave b22.

【0034】光分割器5から射出された参照波aは、反
射装置7で反射され、偏光ビームスプリッタからなる光
重畳器11で総て反射され被検波b21と重畳され、偏
光子17から結像レンズ13を経て第1検出器15に達
する。反射装置7の電気−変位変換素子19は、参照波
aの光路長をnπ/2の位相の差ができるように調整す
る。これによって、第1検出器15には干渉縞が形成さ
れる。
The reference wave a emitted from the light splitter 5 is reflected by the reflecting device 7, is totally reflected by the optical superimposing device 11 composed of a polarizing beam splitter, is superimposed on the test wave b21, and forms an image from the polarizer 17. The light reaches the first detector 15 via the lens 13. The electric-displacement conversion element 19 of the reflection device 7 adjusts the optical path length of the reference wave a so that there is a phase difference of nπ / 2. Thereby, interference fringes are formed on the first detector 15.

【0035】図5によってシェアリング干渉を説明す
る。被検物Oを透過した被検波bは反射装置兼光分割器
9で透過する被検波b1と反射される被検波b2とに分
割される。反射された被検波b2は、図4で説明したよ
うに1/4波長板61を透過して光重畳器11に達し、
被検波b22を反射する。この被検波b22が光重畳器
65に達し、ここで反射装置63で反射された被検波b
1と重畳される。シェアリング部33が反射装置25に
シェア(横変位)を与えることでシェアリング干渉を起
こさせる。
The sharing interference will be described with reference to FIG. The test wave b transmitted through the test object O is split into a test wave b1 transmitted by the reflection device / optical splitter 9 and a test wave b2 reflected. The reflected test wave b2 passes through the 波長 wavelength plate 61 and reaches the optical superimposer 11 as described with reference to FIG.
The test wave b22 is reflected. The test wave b22 reaches the optical superimposer 65, where the test wave b reflected by the reflection device 63
Superimposed on 1. The sharing unit 33 gives the reflection device 25 a shear (lateral displacement) to cause sharing interference.

【0036】上記の構成によれば、シェアリング干渉計
において、被検物Oから第2検出器31までの距離を小
さくできるため、結像倍率を上げやすい。また、偏光ビ
ームスプリッタBSの偏光面を利用することでアイソレ
イト効果があり、クロストークが起きない構成になって
いる。
According to the above configuration, in the sharing interferometer, the distance from the test object O to the second detector 31 can be reduced, so that the imaging magnification can be easily increased. Further, the use of the polarization plane of the polarization beam splitter BS has an isolating effect, so that crosstalk does not occur.

【0037】図6は本発明の第4実施例で、マハツェン
ダ干渉計とシェアリング干渉計とが重なり合うようにし
て組合わされた実施例である。この装置は、レーザ光の
光源1と、ビームエキスパンダ3と、偏光ビームスプリ
ッタからなる光分割器5と、参照波aの光路内におかれ
た偏光ビームスプリッタ71と、これを透過した光路内
に置かれた可動反射手段81と、被検波bの光路内に固
定された固定反射手段82と、反射装置で反射された被
検波bの光路内に置かれた被検波内ビームスプリッタ7
3と、この被検波内ビームスプリッタ73からの光束と
上記可動反射手段81からの光束とを重畳する偏光ビー
ムスプリッタからなる光重畳用ビームスプリッタ77
と、被検波内ビームスプリッタ73と光重畳用ビームス
プリッタ77との間に配置された1/4波長板75と、
偏光子17,67と、結像レンズ13,29と、第1検
出器15及び第2検出器31とからなる。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention, in which a Mach-Zehnder interferometer and a sharing interferometer are combined so as to overlap. This device includes a laser light source 1, a beam expander 3, a light splitter 5 composed of a polarization beam splitter, a polarization beam splitter 71 placed in an optical path of a reference wave a, and an optical path transmitted therethrough. , A fixed reflecting means 82 fixed in the optical path of the test wave b, and a beam splitter 7 in the test wave placed in the optical path of the test wave b reflected by the reflecting device.
3 and a beam splitter 77 for light superimposition comprising a polarizing beam splitter for superimposing a light beam from the beam splitter 73 within the test wave and a light beam from the movable reflecting means 81.
A 波長 wavelength plate 75 disposed between the beam splitter 73 within the test wave and the beam splitter 77 for optical superposition,
It comprises polarizers 17 and 67, imaging lenses 13 and 29, a first detector 15 and a second detector 31.

【0038】光源1を出射したレーザ光は、ビームエキ
スパンダ3で広げられ、光分割器5で参照波aと被検波
bとの比がほぼ1対3になるように分割される。透過光
は参照波aとなり、反射光は(被検物O)を透過する被
検波bとなる。
The laser light emitted from the light source 1 is expanded by the beam expander 3 and split by the light splitter 5 such that the ratio between the reference wave a and the test wave b becomes approximately 1: 3. The transmitted light becomes the reference wave a, and the reflected light becomes the test wave b passing through (the test object O).

【0039】図7により、マハツェンダ干渉について説
明する。被検物Oを透過した被検波bは固定反射手段8
2を反射し、被検波内ビームスプリッタ73によって透
過光b1:反射光b2が2:1に分割される。被検波内
ビームスプリッタ73を透過した被検波b1は1/4波
長板75で円偏光にされ、そのうち紙面に垂直な方向に
振動する成分b12が光重畳用ビームスプリッタ77で
反射され、これと直交する成分b11は透過する。一
方、光分割器5と偏光ビームスプリッタ71とを透過し
可動反射手段81で反射された参照波aが光重畳用ビー
ムスプリッタ77に達し、ここで被検波b12と重畳さ
れ、偏光子17、結像レンズ13を透過後、第1検出器
15上に達する。可動反射手段81には、ピエゾ素子な
どを利用して波長オーダでの可動反射手段81を光軸方
向に移動可能な駆動手段83があり、参照波aと被検波
b11との間にnπ/2の位相差を与え、第1検出器1
5上に干渉縞を結像する。
Referring to FIG. 7, the description will be made of the Mahach-Zehnder interference. The test wave b transmitted through the test object O is fixed reflection means 8
2 and the transmitted light b1: reflected light b2 is split into 2: 1 by the beam splitter 73 in the test wave. The test wave b1 transmitted through the beam splitter 73 in the test wave is circularly polarized by the quarter-wave plate 75, and a component b12 oscillating in the direction perpendicular to the paper is reflected by the beam splitter 77 for superimposing light, and is orthogonal to this. The component b11 is transmitted. On the other hand, the reference wave a transmitted through the light splitter 5 and the polarization beam splitter 71 and reflected by the movable reflecting means 81 reaches the light superimposing beam splitter 77, where it is superimposed on the test wave b12, and the polarizer 17 is connected. After passing through the image lens 13, the light reaches the first detector 15. The movable reflecting means 81 includes a driving means 83 capable of moving the movable reflecting means 81 in the optical axis direction in the order of wavelength using a piezo element or the like. And the first detector 1
An interference fringe is imaged on 5.

【0040】図8により、シェアリング干渉について説
明する。まず、被検波bが、被検波内ビームスプリッタ
73を透過するb1と、反射されるb2とに分割され
る。反射された被検波b2は、偏光ビームスプリッタ7
1と可動反射手段81で反射され、光重畳用ビームスプ
リッタ77に達し、ここで第2検出器31の方に反射さ
れる。
The sharing interference will be described with reference to FIG. First, the test wave b is divided into b1 that passes through the beam splitter 73 within the test wave and b2 that is reflected. The reflected test wave b2 is the polarized beam splitter 7
1 and the movable reflection means 81, reach the beam splitter 77 for optical superimposition, where it is reflected toward the second detector 31.

【0041】被検波内ビームスプリッタ73を透過した
被検波b1は、1/4波長板75で円偏光にされ、光重
畳用ビームスプリッタ77に達し、被検波b12は前述
のように反射され、被検波と直交する成分の被検波b1
1は透過し、被検波b2と重畳される。
The test wave b1 transmitted through the beam splitter 73 in the test wave is circularly polarized by the quarter-wave plate 75, reaches the beam splitter 77 for optical superposition, and the test wave b12 is reflected as described above, A test wave b1 having a component orthogonal to the detection wave
1 is transmitted and superimposed on the test wave b2.

【0042】駆動手段83は可動反射手段81を光軸と
垂直な方向にも移動可能であり、被検波b2の波面にシ
ェアを与え、これによってシェアリング干渉計となり、
第2検出器31でシェアリング干渉縞の測定ができる。
The driving means 83 is capable of moving the movable reflecting means 81 in a direction perpendicular to the optical axis, and imparts a shear to the wavefront of the test wave b2, thereby forming a sharing interferometer.
The second detector 31 can measure sharing interference fringes.

【0043】図6に示す装置では、一つの位相変調部を
二つの干渉計で用いているので、これにより、機械的可
動部が一つ減り装置全体の安定性が増すことになる。ま
た、偏光ビームスプリッタ5,71,77の代わりに通
常のビームスプリッタを使用してもよいが、偏光ビーム
スプリッタの方が、アイソレート効果が生じ、クロスト
ークを防止できる。
In the apparatus shown in FIG. 6, one phase modulator is used by two interferometers, so that one mechanical movable part is reduced and the stability of the whole apparatus is increased. Further, a normal beam splitter may be used instead of the polarization beam splitters 5, 71, 77, but the polarization beam splitter has an isolation effect and can prevent crosstalk.

【0044】上記の各実施例はいずれもCT(コンピュ
ータトモグラフィ)解析を用いて被検物の屈折率を3次
元的に再構成することが可能である。ここでは、図9の
構成を用いてCT解析のできる装置を説明する。これは
図1の装置を転用したものである。
In each of the above embodiments, it is possible to three-dimensionally reconstruct the refractive index of the test object using CT (computer tomography) analysis. Here, an apparatus capable of performing CT analysis using the configuration of FIG. 9 will be described. This is a diversion of the device of FIG.

【0045】被検物0は屈折率が被検物とほぼ一致した
試液Sの中に浸された容器91中にあり、光束の入射窓
93及び出射窓95には面精度の良いオプティカルフラ
ット97,99を用いている。被検物Oは光軸に対して
垂直な回転軸Pを持つ回転台101上に設置されており
容器91は固定された状態で被検物0が軸Pを中心とし
て回転可能な構造になっている。
The test object 0 is in a container 91 immersed in a test solution S having a refractive index substantially equal to that of the test object, and an optical flat 97 having good surface precision is provided on an entrance window 93 and an exit window 95 of a light beam. , 99 are used. The test object O is installed on a turntable 101 having a rotation axis P perpendicular to the optical axis, and the container 91 has a structure in which the test object 0 can rotate around the axis P in a fixed state. ing.

【0046】あらかじめ被検物Oをセットしない状態で
透過波面を測定し装置自身の定常的な誤差成分を排除す
る。次に被検物Oを回転台101にセットし透過波面を
測定する。このとき被検物Oの屈折率が完全に均一で試
液Sの屈折率と等しい場合、縞解析結果は0となる。し
かし、被検物Oが試液Sの屈折率よりわずかにずれてい
る場合、以下の関係式が成り立つ。
The transmitted wavefront is measured without setting the test object O in advance, and a steady error component of the apparatus itself is eliminated. Next, the test object O is set on the turntable 101 and the transmitted wavefront is measured. At this time, if the refractive index of the test object O is completely uniform and equal to the refractive index of the test solution S, the fringe analysis result becomes zero. However, when the test object O is slightly deviated from the refractive index of the test solution S, the following relational expression holds.

【0047】 φ(y)=(2π/λ)∫Δn(x,y)dx (3) ただし、 φ(y) : 透過波面(rad) Δn(x,y):被検物Oと試液Bとの屈折率差 λ : レーザ光の波長Φ (y) = (2π / λ) ∫Δn (x, y) dx (3) where φ (y): transmitted wavefront (rad) Δn (x, y): sample O and sample B Λ: wavelength of laser light

【0048】屈折率分布が一様でない被検物Oに光源1
のレーザ光を透過し、第1検出器15又は第2検出器3
1上に生じた干渉縞を取り込み縞解析を行うことで、得
られた透過波面から屈折率分布を求めることができる。
A light source 1 is applied to an object O having a non-uniform refractive index distribution.
Of the first detector 15 or the second detector 3
The refractive index distribution can be obtained from the obtained transmitted wavefront by taking in the interference fringes generated on 1 and performing fringe analysis.

【0049】しかし、一度の測定で得られる結果は、被
検物Oの厚み方向(x方向)に積算された透過波面であ
る。従って、不均一部分の空間的な位置を決定するため
には被検物を回転させ、同様の縞解析を複数回行う必要
がある。すなわち、被検物を干渉計の光軸に対して(相
対的)z軸のまわりに回転し、入射方向180度(ある
いは360度)にわたる範囲で測定し、コンピュータ上
で再合成することにより被検物の3次元屈折率分布を測
定することができる。コンピュータ上の処理法法として
はX線CT(Computed Tomograph
y)解析の手法を用いる。図10に演算の手順を、フー
リエ変換の概念を図11に示す。
However, the result obtained by one measurement is the transmitted wavefront integrated in the thickness direction (x direction) of the test object O. Therefore, in order to determine the spatial position of the non-uniform portion, it is necessary to rotate the test object and perform the same fringe analysis a plurality of times. That is, the test object is rotated around the (relative) z-axis with respect to the optical axis of the interferometer, measured over a range of 180 degrees (or 360 degrees) in the incident direction, and re-combined on a computer. The three-dimensional refractive index distribution of the specimen can be measured. X-ray CT (Computed Tomography) is a processing method on a computer.
y) Use an analysis technique. FIG. 10 shows the calculation procedure, and FIG. 11 shows the concept of Fourier transform.

【0050】図10、図11において角度φの方向から
入射した透過波面データP(y,φ)を1次元フーリエ
変換する。フーリエ変換された各断面の極座標のデータ
を直交座標に変換した後、2次元逆フーリエ変換を施す
事により、被検物の2次元屈折率分布を再構成する事が
可能である。この再構成された2次元屈折率分布をディ
スプレイなどの出力させて表示することにより、あるい
は適宜の出力手段を用いて出力させることにより、被検
物Oの屈折率分布を測定することができる。
In FIGS. 10 and 11, the transmitted wavefront data P (y, φ) incident from the direction of the angle φ is subjected to one-dimensional Fourier transform. After transforming the Fourier-transformed polar coordinate data of each section into orthogonal coordinates, a two-dimensional inverse Fourier transform is performed, whereby the two-dimensional refractive index distribution of the test object can be reconstructed. The refractive index distribution of the test object O can be measured by outputting the reconstructed two-dimensional refractive index distribution on a display or the like and displaying it, or by using an appropriate output means.

【0051】この測定装置では、マハツェンダ干渉計と
シェアリング干渉計(第1、第2検出器)による同時測
定が可能である。干渉縞の本数が少ない場合は第1検出
器15で位相シフトより計測する。干渉縞の本数が多く
第1検出器15の分解能を越えている場合には、第2検
出器31を用いてシェアリング干渉により解析する。2
つの干渉計を組み合わせる事で屈折率差の大きい被検物
を高分解能に計測する事ができる。また、試液Sを用い
ないで、回転台上に被検物を置き、回転させつつ干渉縞
を作り、測定することでも3次元的な屈折率の測定が可
能である。
In this measuring apparatus, simultaneous measurement can be performed by using a Mahachenda interferometer and a sharing interferometer (first and second detectors). When the number of interference fringes is small, the first detector 15 measures the number of interference fringes based on the phase shift. When the number of interference fringes is large and exceeds the resolution of the first detector 15, analysis is performed by using the second detector 31 by sharing interference. 2
By combining two interferometers, an object having a large difference in refractive index can be measured with high resolution. Alternatively, a three-dimensional refractive index can be measured by placing the test object on a turntable without rotating the test solution S, and forming and measuring interference fringes while rotating.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常の干渉縞測定方法では縞の本数が多くて分解能を越え
るような測定でも、シェアリング干渉により測定できる
ので、高分解能に計測することができる。また、被検物
を光軸と垂直な回転軸回りに回転させつつ測定すると、
CT解析により被検物の3次元的な屈折率の測定が可能
となる。
As described above, according to the present invention, even in the case where the number of fringes exceeds the resolution due to the large number of fringes in the ordinary interference fringe measuring method, the measurement can be performed by sharing interference. be able to. Also, when measuring while rotating the test object around the rotation axis perpendicular to the optical axis,
The three-dimensional refractive index of the test object can be measured by the CT analysis.

【0053】また、マハツェンダ干渉とシェアリング干
渉の双方の測定が可能な装置を用いれば、1つの装置で
双方の測定を任意に行うことができ、多様な被検体の計
測が可能となる。また、双方の干渉を同時に測定するこ
とができ、より高分解能でかつ高ダイナミックレンジな
計測が可能となる。
Further, if an apparatus capable of measuring both the Mach-Zehnder interference and the shearing interference is used, the measurement can be performed arbitrarily with one apparatus, and a variety of specimens can be measured. Further, both interferences can be measured at the same time, and higher resolution and higher dynamic range measurement can be performed.

【0054】コーナキューブを用いることにより、ピエ
ゾ駆動に対してシェア量を独立に設定することが可能で
ある。また、シェア量も決定しやすいという特徴があ
る。干渉計とシェアリング干渉計とを一部で重ねる構成
とすると、装置の小型化を図ることができる。そのため
被検物から検出器までの距離を短くする事が可能なの
で、結像倍率をあげやすい。マハツェンダ干渉計とシェ
アリング干渉計の位相変調を一つの位相変調部で行う事
により、装置の安全性が増し、かつコストも低くなる。
By using the corner cube, it is possible to set the share amount independently of the piezo drive. Another feature is that the share amount can be easily determined. When the interferometer and the sharing interferometer are partially overlapped, the size of the device can be reduced. Therefore, the distance from the test object to the detector can be shortened, so that the imaging magnification can be easily increased. Performing the phase modulation of the Mach-Zehnder interferometer and the sharing interferometer by one phase modulator increases the safety of the device and lowers the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の屈折率分布を測定する装置の第1実施
例の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of an apparatus for measuring a refractive index distribution according to the present invention.

【図2】本発明の屈折率分布を測定する装置の第2実施
例の構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the apparatus for measuring the refractive index distribution of the present invention.

【図3】本発明の屈折率分布を測定する装置の第3実施
例の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the apparatus for measuring a refractive index distribution according to the present invention.

【図4】図3の装置で干渉縞を測定する方法を説明する
図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for measuring interference fringes with the apparatus of FIG. 3;

【図5】図3の装置でシェアリング干渉縞を測定する方
法を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for measuring a shearing interference fringe with the apparatus of FIG. 3;

【図6】本発明の屈折率分布を測定する装置の第4実施
例の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the apparatus for measuring a refractive index distribution according to the present invention.

【図7】図6の装置で干渉縞を測定する方法を説明する
図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method for measuring interference fringes with the apparatus of FIG. 6;

【図8】図3の装置でシェアリング干渉縞を測定する方
法を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for measuring a shearing interference fringe with the apparatus of FIG. 3;

【図9】本発明の屈折率分布を測定する装置の第1実施
例の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of an apparatus for measuring a refractive index distribution according to the present invention.

【図10】CT解析の方法を示すフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing a method of CT analysis.

【図11】CT解析の原理を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the principle of CT analysis.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 5 光分割器 11 光重畳器 15 第1検出器 17 結像レンズ 21 光分割器 23,25 反射装置 29 結像レンズ 33 シェアリング部 41,43 コーナキューブ 45 ビームスプリッタ 71 ビームスプリッタ 73 被検波内ビームスプリッタ 77 光重畳用ビームスプリッタ 81 可動反射手段 82 固定反射手段 83 駆動手段 101 回転台 A 干渉計 B,B2,B3 シェアリング干渉計 O 被検物 a 参照波 b 被検波 REFERENCE SIGNS LIST 1 light source 5 light splitter 11 light superimposing device 15 first detector 17 imaging lens 21 light splitter 23, 25 reflecting device 29 imaging lens 33 sharing unit 41, 43 corner cube 45 beam splitter 71 beam splitter 73 test wave Inner beam splitter 77 Beam splitter for superimposing light 81 Movable reflecting means 82 Fixed reflecting means 83 Driving means 101 Turntable A Interferometer B, B2, B3 Sharing interferometer O Test object a Reference wave b Test wave

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検物を透過した可干渉光からなる被検
波を二つの光束に分割し、一方の光束の波面を光軸と垂
直方向にずらした後重畳してシェアリング干渉による干
渉縞を形成し、該干渉縞を解析することにより被検物の
屈折率分布を測定することを特徴とする屈折率分布の測
定方法。
1. A test wave comprising coherent light transmitted through a test object is divided into two light beams, and the wavefront of one of the light beams is shifted in a direction perpendicular to the optical axis and then superimposed, and then superimposed to cause interference fringes due to sharing interference. And measuring the refractive index distribution of the test object by analyzing the interference fringes.
【請求項2】 上記被検物を光軸と垂直な軸回りに回転
させながら被検波を透過させ、複数の干渉縞を形成して
それぞれの透過波面を測定し、CT解析を用いて再構成
することにより被検物の3次元的な屈折率分布を測定す
ることを特徴とする請求項1記載の屈折率分布の測定方
法。
2. A test wave is transmitted while rotating the test object about an axis perpendicular to the optical axis, a plurality of interference fringes are formed, each transmitted wavefront is measured, and reconstruction is performed using CT analysis. The method of measuring a refractive index distribution according to claim 1, wherein the three-dimensional refractive index distribution of the test object is measured by performing the measurement.
【請求項3】 被検物を透過した可干渉光からなる被検
波を二つの光束に分割する光分割器と、該光分割器で分
割された各光束中に配置される反射装置と、一方の光束
の波面を光軸と垂直な方向にずらすシェアリング部と、
を有することを特徴とする屈折率分布の測定装置。
3. A light splitter for splitting a test wave composed of coherent light transmitted through a test object into two light beams, and a reflecting device disposed in each light beam split by the light splitter. A sharing unit that shifts the wavefront of the luminous flux in a direction perpendicular to the optical axis;
An apparatus for measuring a refractive index distribution, comprising:
【請求項4】 同一光源からの可干渉光を参照波と被検
波とに分割し、被検波が被検物を透過した後参照波と重
量して干渉縞を形成する干渉計と、上記被検波を二光束
に分割し一方の光束の波面を光軸と垂直な方向にずらし
て重畳して干渉縞を形成するシェアリング干渉計とを有
することを特徴とする屈折率分布の測定装置。
4. An interferometer that divides coherent light from the same light source into a reference wave and a test wave, and that the test wave passes through the test object and weighs with the reference wave to form interference fringes. An apparatus for measuring a refractive index distribution, comprising: a sharing interferometer that divides detection into two light beams, and superimposes the wavefront of one of the light beams in a direction perpendicular to the optical axis to form interference fringes.
【請求項5】 上記シェアリング干渉計が、上記干渉計
からの被検波を受けて該被検波を2つの光束に分割する
光分割器と、2分割された各光束の光路内に置かれた2
つの反射装置と、いずれか一方の反射装置を光軸と垂直
な方向に移動するシェアリング部とを有することを特徴
とする請求項4記載の屈折率分布の測定装置。
5. The sharing interferometer receives a test wave from the interferometer and splits the test wave into two light beams, and is placed in an optical path of each of the two split light beams. 2
The refractive index distribution measuring device according to claim 4, further comprising: one reflecting device; and a sharing unit that moves one of the reflecting devices in a direction perpendicular to the optical axis.
【請求項6】 上記シェアリング干渉計が、上記干渉計
からの被検波を受けて該被検波を2つの光束に分割する
光分割重畳用ビームスプリッタと、2分割された各光束
の光路内に置かれた2つのコーナキューブと、いずれか
一方のコーナキューブを光軸と直交する方向に移動する
シェアリング部とを有し、各コーナキューブから反射さ
れた光束を上記光分割重畳用ビームスプリッタで重畳し
て上記シェアリング干渉縞を形成することを特徴とする
請求項3記載の屈折率分布の測定装置。
6. A beam splitter for splitting and superposing a beam splitter for receiving a test wave from the interferometer and splitting the test wave into two light beams, wherein the sharing interferometer is provided in an optical path of each of the two light beams. It has two placed corner cubes, and a sharing unit that moves one of the corner cubes in a direction perpendicular to the optical axis, and the light flux reflected from each corner cube is split by the light splitting / superimposing beam splitter. 4. An apparatus according to claim 3, wherein said shearing interference fringes are formed by superimposition.
【請求項7】 上記干渉計がマハツェンダ干渉計からな
り、同一光源からの可干渉光を参照波と被検波とに分割
する光分割器と、参照波と被検波とを重畳する光重畳器
とに偏光ビームスプリッタを用いたことを特徴とする請
求項4から6のいずれかに記載の屈折率分布の測定装
置。
7. An optical splitter for splitting coherent light from the same light source into a reference wave and a test wave, an optical splitter for superposing the reference wave and the test wave, wherein the interferometer comprises a Mach-Zehnder interferometer. 7. The apparatus according to claim 4, wherein a polarization beam splitter is used.
【請求項8】 同一光源からの可干渉光を参照波と被検
波とに分割し、被検波が被検物を透過または反射した後
参照波と重量する干渉計と、上記被検波を2つに分割し
一方の光束の波面を光軸と垂直な方向にずらして重畳し
干渉縞を形成するシェアリング干渉計とを有し、上記干
渉計とシェアリング干渉計とがその構成を共有している
ことを特徴とする屈折率分布の測定装置。
8. An interferometer that divides coherent light from the same light source into a reference wave and a test wave, and transmits or reflects the test wave to the test object and then weighs the reference wave. And a sharing interferometer that forms an interference fringe by shifting the wavefront of one of the light beams in a direction perpendicular to the optical axis to form an interference fringe.The interferometer and the sharing interferometer share the same configuration. An apparatus for measuring a refractive index distribution.
【請求項9】 可干渉光の光源と、該可干渉光を参照波
と被検波とに分割する光分割器と、参照波の光路中に配
置されたビームスプリッタと、該ビームスプリッタを透
過した参照波の光路中に配置され駆動手段により光軸方
向及び光軸と垂直方向に移動自在な可動反射手段と、上
記光分割器から射出された被検波の光路内に配置された
固定反射手段と、該固定反射手段に反射された光路内に
配置された被検波内ビームスプリッタと、該被検波内ビ
ームスプリッタからの被検波と上記可動反射手段からの
参照波とを重畳して射出する光重畳用ビームスプリッタ
と、これら重畳された被検波と参照波の光路内に配置さ
れ干渉縞を結像する結像レンズとその結像面に配置され
た第1検出器とを有し、上記被検波内ビームスプリッタ
を透過した被検波と該被検波内ビームスプリッタで反射
され上記ビームスプリッタ及び上記可動反射手段を経由
した被検波が上記光重畳用ビームスプリッタで重畳され
シェアリング干渉を起こして射出される光路内に配置さ
れシェアリング干渉縞を結像する結像レンズとその結像
面に配置された第2検出器とを有することを特徴とする
屈折率分布の測定装置。
9. A light source for coherent light, a light splitter for splitting the coherent light into a reference wave and a test wave, a beam splitter disposed in an optical path of the reference wave, and a light transmitted through the beam splitter. A movable reflecting means arranged in the optical path of the reference wave and movable in the optical axis direction and the direction perpendicular to the optical axis by the driving means, and a fixed reflecting means arranged in the optical path of the test wave emitted from the optical splitter; A beam splitter within a test wave disposed in an optical path reflected by the fixed reflecting means, and a light superposition for superimposing and outputting a test wave from the beam splitter within the test wave and a reference wave from the movable reflecting means. A beam splitter for imaging, an imaging lens arranged in an optical path of the superimposed test wave and the reference wave, and forming an interference fringe, and a first detector arranged on the image plane thereof. The test wave transmitted through the inner beam splitter The test wave reflected by the beam splitter within the test wave and passing through the beam splitter and the movable reflecting means is superimposed by the light superimposing beam splitter, and is arranged in an optical path which is emitted by causing shearing interference and is emitted by a sharing interference fringe. A measuring apparatus for a refractive index distribution, comprising: an image forming lens for forming an image; and a second detector arranged on the image forming surface of the image forming lens.
【請求項10】 上記被検物を光軸と垂直な軸回りに回
転する回転台を有することを特徴とする請求項3から9
のいずれかに記載の屈折率分布の測定装置。
10. The apparatus according to claim 3, further comprising a turntable for rotating the test object around an axis perpendicular to the optical axis.
The measurement device for refractive index distribution according to any one of the above.
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