CN101666926A - 光学各向异性参数测定方法及测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明“光学各向异性参数测定方法及测定装置”发展了差动SMP法，能够在短时间内测定不同的三种偏振状态的复振幅反射率比的相位差及大小。根据A～D中3种偏振状态合计12种光强度来测定相位差及大小：(A)对于在P±α_A方向上的偏振光，以偏振光间相位被调整为γ_A1及γ_A2的合计4种偏振光作为入射光，其反射光所包含的合计4种S偏振光；(B)以P偏振光作为入射光时，其反射光P偏振光与S偏振光的偏振光间相位差被调整为γ_B1及γ_B2的偏振光中，在S±α_B方向上振动的合计4种偏振光；(C)对于S±α_C方向上的偏振光，以偏振光间相位被调整为γ_C1及γ_C2的合计4种偏振光作为入射光，其反射光所包含的合计4种P偏振光；(D)以S偏振光为入射光时，其反射光P偏振光与S偏振光的偏振光间相位差被调整为γ_D1及γ_D2的偏振光中，在P±α_D方向上振动的合计4种偏振光。

Description

光学各向异性参数测定方法及测定装置

技术领域

【0001】

本发明涉及对测定对象面上形成的光学各向异性膜复振幅反射率比的相位差进行测定的光学各向异性参数测定方法及测定装置，尤其适用于液晶配向膜检查等。

背景技术

【0002】

液晶显示器由其表面层叠有透明电极及配向膜的后侧玻璃基板和其表面层叠有彩色滤光片、透明电极及配向膜而形成的前侧玻璃基板隔着间隔物且配向膜相向地拼合而成，在该配向膜间隙中封入液晶的状态下密封，并在其前后两侧层叠偏振滤光片。

【0003】

这里，为了让液晶显示器正常工作，液晶分子须均匀地同向排列，液晶分子方向性由配向膜确定。

该配向膜能够使液晶分子整齐排列，因为它具有单轴性光学各向异性，如果配向膜整个面上具有均匀的单轴性光学各向异性，液晶显示器就不容易出现缺陷，若存在光学各向异性不均匀的部分，则会由于液晶分子方向紊乱而给液晶显示器带来缺陷。

即，配向膜品质直接影响到液晶显示器质量。配向膜的缺陷会导致液晶分子方向性的紊乱，液晶显示器上就会产生缺陷。

【0004】

因而，液晶显示器装配时，如果通过预先检查配向膜有无缺陷而只使用品质稳定的配向膜，就可提高液晶显示器合格率和生产效率。

作为配向膜检查方法，迄今所知的有普通的椭圆计法(非专利文献1)。

【非专利文献1】R.M.A.Azzam and N.M.Bashara：Ellipsometry and Polarized Light(North-Holland，Amsterdam，1986)

【0005】

该方法是对3个以上多个入射偏振状态分别测定反射偏振状态，并测定复振幅反射率比R_PP≡r_PP/r_SS、R_ps≡r_ps/r_SS、R_SP≡r_SP/r_SS测定方位方向依存性。

这里，R_χ(χ是偏振状态)分别由照射测定点的入射光复振幅反射率定义，具体而言，由入射P偏振光时P偏振光复振幅反射率r_PP、入射S偏振光时S偏振光复振幅反射率r_SS、入射S偏振光时P偏振光复振幅反射率r_ps、入射P偏振光时S偏振光复振幅反射率r_SP之比定义。

将入射光测定方位围绕竖立于测定点的法线而旋转360度进行测定，能够测定复振幅反射率比的测定方位方向依存性，因此能够详细评价配向膜分子配向，但是，问题在于测定很耗费时间。另外，如果膜厚薄，各向异性检测能力就会降低，因此有时不能测出各向异性这样的性质。

【0006】

因而，本申请人提出了差动SMP法，一种高速测定基于分子配向的光学各向异性的方法。

【专利文献1】日本特开2008-76324号公报

【0007】

在该方法中，将P偏振光或S偏振光中任一方对于测定对象物的方向作为基准方向，将入射光和测定光之一方设为在基准方向振动的直线偏振光，将入射光和测定光之另一方设为在相对于基准方向的π/2±α(0＜α＜π/2)方向上振动的一对直线偏振光，测定与该一对偏振光对应的二种测定光光强度，基于表示所得到的两个光强度数据差分的差分数据来测定光学各向异性参数，能够以短时间测定作为光学各向异性参数的测定对象物配向方位、光轴倾斜角及配向大小。

【0008】

但是问题在于，差动SPM法不能测定最代表光学各向异性物质特性的复振幅反射率比的相位差及大小，必须同时使用椭圆计法等其他方法。

而且，只要能够测定与测定方位对应的复振幅反射率比的相位差及大小，就能根据该测定结果用公知的传统方法测定全部总共7个光学各向异性参数(配向方位、光轴倾斜角、常光折射率、异常光折射率、配向层膜厚、配向层折射率、无配向层膜厚)。

发明内容

【0009】

因而，本发明的技术课题是，进一步发展差动SMP法，使之首先能够测定3种不同的偏振状态中的复振幅反射率比的相位差，第二能够测定各偏振状态下的复振幅反射率比。

【0010】

为了解决该课题，本申请第1发明的光学各向异性参数测定方法中，使入射光从规定的测定方位以一定入射角度照射测定对象面上的测定点，根据由测定其反射光所包含的特定方向的偏振光分量的光强度所获得的光强度数据，测定成为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)，其特征在于，

使上述入射光偏振化，以预先设定的测定方位照射测定点而进行测定的情况下，以测定对象面作为基准，将在与其正交的面内振动的直线偏振光设为P偏振光，在与该P偏振光正交的方向上振动的直线偏振光设为S偏振光时，以下的A～D的四个偏振状态中，根据对至少三个偏振状态各4种合计12种反射光测定的光强度数据，按照预先设定的程序，从按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据之间的二个差算出二个光强度差数据，通过将这二个光强度差数据相除，算出该入射光的测定方位上的复振幅反射率比的相位差Δ_χ，

A：对于在P偏振光的振动方向的±α_A(0＜α_A＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_A1及γ_A2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种S偏振光；

B：P偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_B1及γ_B2的2种光所包含的偏振光中，在S偏振光的振动方向的±α_B(0＜α_B＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光；

C：对于在S偏振光的振动方向的±α_C(0＜α_C＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_C1及γ_C2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种P偏振光；

D：S偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_D1及γ_D2的2种光所包含的偏振光中，在P偏振光的振动方向的±α_D(0＜α_D＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光。

【0011】

本申请第2发明之特征在于，使上述测定方位围绕竖立于测定点的法线变化，同时根据对于在至少3种偏振状态各4种合计12种反射光测定的测定方位-光强度数据，按照预先设定的程序，算出与入射光测定方位对应的复振幅反射率比的相位差Δ_χ。

【0012】

本申请第3发明的光学各向异性参数测定装置，具备：将偏振化为规定的偏振状态的光从规定的测定方位以一定入射角度照射测定对象面上的测定点的发光光学系统；检测其反射光被偏振化为规定的偏振状态的光的光强度的受光光学系统；以及根据测定的光强度算出成为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)的运算装置，其特征在于：

上述发光光学系统中，依次安装照射单色光的光源、可调节偏振方向的起偏器以及可调节相位的发光侧相位补偿器，并且，

上述受光光学系统中，依次安装可调节相位的受光侧相位补偿器、可调节偏振方向的检偏器以及测定透过检偏器的偏振光的光强度的光传感器，

以测定对象面作为基准，将在与其正交的面内振动的直线偏振光设为P偏振光，在与该P偏振光正交的方向上振动的直线偏振光设为S偏振光时，上述运算装置，根据对以下的A～D的四个偏振状态中至少三个偏振状态的各4种合计12种反射光测定的光强度数据，按照预先设定的程序，从按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据之间的二个差算出二个光强度差数据，根据这二个光强度差数据相除算出该入射光的测定方位上的复振幅反射率比的相位差Δ_χ。

【0013】

本申请第4发明之特征在于，发光光学系统与受光光学系统配置成可围绕竖立于测定点的法线相对旋转或被放射状地布置，并设有根据与入射光测定方位对应的光强度算出作为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)的运算装置，该运算装置中，根据对于4种偏振状态A～D中的至少3种偏振状态各4种合计12种反射光测定的测定方位-光强度数据，按照预先设定的程序，从按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据之间2个差值算出2个测定方位-光强度差数据，并通过将这2个光强度差数据相除而算出与入射光测定方位对应的复振幅反射率比的相位差Δ_χ。

【0014】

并且，在第5～第8发明中，按每种偏振状态将相位相等的一组反射光强度数据之和作为光强度和数据算出，由上述光强度差数据的一方与光强度和数据之比算出该入射光测定方位上的/所对应的复振幅反射率比的大小|R_χ|。

【0015】

依据本申请的第1与第3发明，将入射光从规定的测定方位照射测定点而测定其反射光光强度时，通过在预先设定的3种偏振状态下测定并算出光强度差数据之比，能够测定关于该测定方位方向上各自的偏振状态下该复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)。

这里，如本申请的第5与第7发明那样，如果算出光强度差数据与光强度和数据之比，就能够在其测定方位方向上测定各自的偏振状态下其复振幅反射率比的大小|R_χ|(χ是偏振状态)。

【0016】

另外，如本申请的第2与第4发明那样，例如，发光光学系统与受光光学系统布置成可围绕竖立于测定点的法线相对地转动或放射状，能够一边使测定方位连续地或分级地改变一边进行测定，若如此，就能够测定与入射光测定方位对应的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)，因此，能够将相位差Δ_χ作为测定方位函数来测定。

这里，本申请的第6与第8发明那样，如果算出光强度差数据与光强度和数据之比，就能够对于变化的测定方位方向测定各自的偏振状态下其复振幅反射率比的大小|R_χ|(χ是偏振状态)，因此，能够将复振幅反射率比的大小作为测定方位函数来测定。

附图说明

图1是表示本发明的光学各向异性参数测定装置的一例的说明图。

图2是表示运算装置的主例程的处理顺序的流程图。

图3是表示子例程的处理顺序的流程图。

图4是表示偏振状态A中的光强度差数据、光强度和数据的曲线图。

图5是表示偏振状态B中的光强度差数据、光强度和数据的曲线图。

图6是表示偏振状态C中的光强度差数据、光强度和数据的曲线图。

图7是表示偏振状态D中的光强度差数据、光强度和数据的曲线图。

图8是表示算出的复振幅反射率比的相位差的曲线图。

图9是表示算出的复振幅反射率比的大小的曲线图。

【符号的说明】

1 光学各向异性参数测定装置

2 载物台

3 样品的表面(测定对象面)

4 测定点

5 法线

10 发光光学系统

11 光源

12 起偏器

13 发光侧相位补偿器

20 受光光学系统

21 受光侧相位补偿器

22 检偏器

23 光传感器

30 计算机(运算装置)

具体实施方式

【0017】

为了进一步发展差动SMP法而实现测定不同的3种偏振状态的复振幅反射率比的相位差之目的，在本发明的光学各向异性参数测定方法中，使入射光以一定入射角度照射测定对象面上的测定点，根据由测定其反射光所包含的特定方向的偏振光分量的光强度所获得的光强度数据，测定成为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)，其特征在于，

使上述入射光偏振化，以预先设定的测定方位照射测定点而进行测定的情况下，以测定对象面作为基准，将在与其正交的面内振动的直线偏振光设为P偏振光，在与该P偏振光正交的方向上振动的直线偏振光设为S偏振光时，以下的A～D的四个偏振状态中，根据对至少三个偏振状态各4种合计12种反射光测定的光强度数据，按照预先设定的程序，从按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据之间的二个差算出二个光强度差数据，通过将这二个光强度差数据相除，算出该入射光的测定方位上的复振幅反射率比的相位差Δ_χ，

A：对于在P偏振光的振动方向的±α_A(0＜α_A＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_A1及γ_A2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种S偏振光；

B：P偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_B1及γ_B2的2种光所包含的偏振光中，在S偏振光的振动方向的±α_B(0＜α_B＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光；

C：对于在S偏振光的振动方向的±α_C(0＜α_C＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_C1及γ_C2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种P偏振光；

D：S偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_D1及γ_D2的2种光所包含的偏振光中，在P偏振光的振动方向的±α_D(0＜α_D＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光。

【0018】

图1是表示本发明的光学各向异性参数测定装置的一例的说明图，图2是表示运算装置的主例程的处理顺序的流程图，图3是表示子例程的处理顺序的流程图，图4是表示偏振状态A中的光强度差数据、光强度和数据的曲线图，图5是表示偏振状态B中的光强度差数据、光强度和数据的曲线图，图6是表示偏振状态C中的光强度差数据、光强度和数据的曲线图，图7是表示偏振状态D中的光强度差数据、光强度和数据的曲线图，图8是表示算出的复振幅反射率比的相位差的曲线图，图9是表示算出的复振幅反射率比的大小的曲线图。

【0019】

首先，说明本发明的复振幅反射率及其相位差的测定理论。

若考虑偏振光的反射，则复振幅反射率r_χ(χ是偏振状态)表示为：

r_χ＝|r_χ|exp[iδ_χ]

r_PP：P偏振光入射时的反射光的P偏振光的复振幅反射率

r_SP：P偏振光入射时的反射光的S偏振光的复振幅反射率

r_PS：S偏振光入射时的反射光的P偏振光的复振幅反射率

r_SS：S偏振光入射时的反射光的S偏振光的复振幅反射率

δ_PP：反射光的P偏振光的相位对入射光的P偏振光的相位的跃变

δ_SP：反射光的S偏振光的相位对入射光的P偏振光的相位的跃变

δ_PS：反射光的P偏振光的相位对入射光的S偏振光的相位的跃变

δ_SS：反射光的S偏振光的相位对入射光的S偏振光的相位的跃变

【0020】

此时，复振幅反射率比R_χ由下式定义为：

R_χ＝r_χ/r_SS

＝(|r_χ|exp[iδ_χ])/(|r_SS|exp[iδ_SS])

＝(|r_χ|/|r_SS|)exp[i(δ_χ-δ_SS)]

＝|R_χ|exp[iΔ_χ]

复振幅反射率比R_χ的相位差Δ_χ表示为：

Δ_χ＝δ_χ-δ_SS

【0021】

这样定义的复振幅反射率比R_χ的三种相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS和三种的大小|R_PP|、|R_SP|、|R_PS|作为配向膜等的光学各向异性材料的物性参数是重要的，特别地，知道相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS对于进行该光学各向异性材料的评价是重要的。

【0022】

在各偏振状态测定的反射光强度的理论式如下。

[偏振状态A]

对于相对于P偏振光的振动方向在±α_A(0＜α_A＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，将各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差分别调节为γ_A1及γ_A2后的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时的反射光的光强度用琼斯矩阵表示如下。

【式1】

I_A＝|E_out|²＝I₀{M_R(-θ_A)·M_A·M_R(θ_A)·M_S·Q_γ·M_R(-θ_p)·M_P·M_R(θ_p)·E_in}

这里，I₀是装置常数，Ein、Eout是入射光及测定光的偏振光矢量，M_P、Q、M_S、M_A、M_R分别是起偏器、相位板、试料、检偏器、坐标旋转的琼斯矩阵，分别表示为以下的形态。

【式2】

$E=\left(\begin{array}{c}{E}_x\\ E_y\end{array}\right)$

$M_R\left(\mathrm{\θ}\right)=\left(\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& \sin \mathrm{\θ}\\ -\sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right)$

$M_P=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 0\end{array}\right)$

$Q_{\mathrm{\γ}}=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& e^{-\mathrm{i\γ}}\end{array}\right)$

$M_S=\left(\begin{array}{cc}{r}_{\mathrm{pp}}& r_{\mathrm{ps}}\\ r_{\mathrm{sp}}& r_{\mathrm{ss}}\end{array}\right)$

$M_A=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 0\end{array}\right)$

γ：偏振光间相位差

θ_p：起偏器的偏向角

θ_A：检偏器的偏向角

若入射光的偏振光的偏向角设为θ，则光强度I_A(θ，γ)由次式算出。

【式3】

I_A(θ，γ)＝I₀{|r_sp|²cos²θ+|r_ss|²sin²θ+|r_sp||r_ss|sin(2θ)cos(δ_sp-δ_ss+γ)}

偏振状态A中，以下的各条件下，进行光强度的测定。

测定1：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_A1，+α_A，90°]

测定2：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_A1，-α_A，90°]

测定3：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_A2，+α_A，90°]

测定4：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_A1，-α_A，90°]

将该值代入上式，分别求出

I_A11＝I_A(α_A，γ_A1)

I_A12＝I_A(α_A，γ_A2)

I_A21＝I_A(-α_A，γ_A1)

I_A22＝I_A(-α_A，γ_A2)

若取得其差值、和值，则他们表示如下。

【式4】

DI_A1＝2I₀ sin(2α_A)|r_sp||r_ss|cos(δ_sp-δ_ss+γ_A1)

DI_A2＝2I₀ sin(2α_A)||r_sp|r_ss|cos(δ_sp-δ_ss+γ_A2)

SI_A＝2I₀(|r_sp|²cos²α_A+|r_ss|²sin²α_A)

DI_A1：I_A11与I_A21之差

DI_A2：I_A12与I_A22之差

SI_A：I_A11与I_A21，或，I_A12与I_A22之和

【0023】

[偏振状态B]

P偏振光作为入射光在测定对象面反射时，将反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_B1及γ_B2的2种光所包含的偏振光中，相对于S偏振光的振动方向在±α_B(0＜α_B＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光的光强度由次式算出。

【式5】

I_B＝|E_out|²＝I₀{M_R(-θ_A)·M_A·M_R(θ_A)·Q_γ·M_S·M_R(-θ_p)·M_P·M_R(θ_p)·E_in}

若反射光的偏振光的偏向角设为θ，则光强度I_B(θ，γ)由次式算出。

【式6】

I_B(θ，γ)＝I₀{|r_pp|²sin²θ+|r_sp|²cos²θ+|r_pp||r_sp|sin(2θ)cos(δ_pp-δ_sp+γ)}

偏振状态B中，在以下的各条件下，进行光强度的测定。

测定1：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_B1，0°，90°+α_B]

测定2：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_B1，0°，90°-α_B]

测定3：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_B2，0°，90°+α_B]

测定4：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_B1，0°，90°-α_B]

将该值代入上式，分别求出

I_B11＝I_B(α_B，γ_B1)

I_B12＝I_B(α_B，γ_B2)

I_B21＝I_B(-α_B，γ_B1)

I_B22＝I_B(-α_B，γ_B2)

若取得其差值、和值，则他们表示如下。

【式7】

DI_B1＝2I₀ sin(2α_B)|r_pp||r_sp|cos(δ_pp-δ_sp+γ_B1)

DI_B2＝2I₀ sin(2α_B)|r_pp||r_sp|cos(δ_pp-δ_sp+γ_B2)

SI_B＝2I₀(|r_pp|²sin²α_B+|r_sp|²cos²α_B)

DI_B1：I_B11与I_B21之差

DI_B2：I_B12与I_B22之差

SI_B：I_B11与I_B21，或，I_B12与I_B22之和

【0024】

[偏振状态C]

对于相对于S偏振光的振动方向在±α_C(0＜α_C＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，将各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差分别调节为γ_C1及γ_C2后的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时的反射光的光强度由次式表示。

【式8】

I_C＝|E_out|²＝I₀{M_R(-θ_A)·M_A·M_R(θ_A)·M_S·Q_γ·M_R(-θ_p)·M_P·M_R(θ_p)·E_in}

若偏振光的偏向角设为θ，则光强度I_C(θ，γ)由次式算出。

【式9】

I_C(θ，γ)＝I₀{|r_pp|²sin²θ+|r_ps|²cos²θ+|r_pp||r_ps|sin(2θ)cos(δ_pp-δ_ps+γ)}

偏振状态C中，在以下的各条件下，进行光强度的测定。

测定1：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_C1，90°+α_C，0°

测定2：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_C1，90°-α_C，0°]

测定3：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_C2，90°+α_C，0°]

测定4：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_C1，90°-α_C，0°]

将该值代入上式，分别求出

I_C11＝I_C(α_C，γ_C1)

I_C12＝I_C(α_C，γ_C2)

I_C21＝I_C(-α_C，γ_C1)

I_C22＝I_C(-α_C，γ_C2)

若取得其差值、和值，则他们表示如下。

【式10】

DI_C1＝2I₀ sin(2α_C)|r_pp||r_ps|cos(δ_pp-δ_ps+γ_C1)

DI_C2＝2I₀ sin(2α_C)|r_pp||r_ps|cos(δ_pp-δ_ps+γ_C2)

SI_C＝2I₀(|r_pp|²sin²θ+|r_ps|²cos²θ)

DI_C1：I_C11与I_C21之差

DI_C2：I_C12与I_C22之差

SI_C：I_C11与I_C21，或，I_C12与I_C22之和

【0025】

[偏振状态D]

S偏振光作为入射光在测定对象面反射时，在将反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_D1及γ_D2后的2种光所包含的偏振光中，相对于P偏振光的振动方向在±α_D(0＜α_D＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光的光强度由下式表示。

【式11】

I_D＝|E_out|²＝I₀{M_R(-θ_A)·M_A·M_R(θ_A)·Q_γ·M_S·M_R(-θ_p)·M_P·M_R(θ_p)·E_in}

若偏振光的偏向角设为θ，则光强度I_D(θ，γ)由次式算出。

【式12】

I_D(θ，γ)＝I₀{|r_ps|²cos²θ+|r_ss|²sin²θ+|r_ps||r_ss|sin(2θ)cos(δ_ps-δ_ss+γ)}

偏振状态D中，在以下的各条件下，进行光强度的测定。

测定1：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_D1，90°，0°+α_D]

测定2：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_D1，90°，0°-α_D]

测定3：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_D2，90°，0°+α_D]

测定4：[γ，θ_p，θ_A]＝[γ_D1，90°，0°-α_D]

将该值代入上式，分别求出

I_D11＝I_D(α_D，γ_D1)

I_D12＝I_D(α_D，γ_D2)

I_D21＝I_D(-α_D，γ_D1)

I_D22＝I_D(-α_D，γ_D2)

若取得其差值、和值，则他们表示如下。

【式13】

DI_D1＝2I₀ sin(2α_D)|r_ps||r_ss|cos(δ_ps-δ_ss+γ_D1)

DI_D2＝2I₀ sin(2α_D)|r_ps||r_ss|cos(δ_ps-δ_ss+γ_D2)

SIS＝2I₀(|r_ps|²cos²θ+|r_ss|²sin²θ)

【0026】

若求出在偏振状态A～D测定的反射光强度的差彼此之比及差与和之比，则导出以下式。

[偏振状态A]

(1)差之比

DI_A1/DI_A2＝cos(Δ_SP+γ_A1)/cos(Δ_SP+γ_A2)

(2)差与和之比

DI_A1/SI_A＝sin(2α_A)|R_SP|cos(Δ_SP+γ_A1)

/{2(|R_SP|²cos²α_A+sin²α_A)}

[偏振状态B]

(1)差之比

DI_B1/DI_B2＝cos(Δ_PP-Δ_SP+γ_B1)/cos(Δ_PP-Δ_SP+γ_B2)

(2)差与和之比

DI_B1/SI_B＝sin(2α_B)|R_PP||R_SP|cos(Δ_PP-Δ_SP+γ_B1)

/{2(|R_PP|²cos²α_B+|R_SP|²sin²α_B)}

[偏振状态C]

(1)差之比

DI_C1/DI_C2＝cos(Δ_PP-Δ_PS+γ_C1)/cos(Δ_PP-Δ_PS+γ_C2)

(2)差与和之比

DI_C1/SI_C＝sin(2α_C)|R_PP||R_PS|cos(Δ_PP-Δ_PS+γ_C1))

/{2(|R_PP|²cos²α_C+|R_PS|²sin²α_C)}

[偏振状态D]

(1)差之比

DI_D1/DI_D2＝cos(Δ_PS+γ_D1)/cos(Δ_PS+γ_D2)

(2)差与和之比

DI_D1/SI_D＝sin(2α_D)|R_PS|cos(Δ_PS+γ_D1)

/{2(|R_PS|²cos²α_D+sin²α_D)}

【0027】

上式中，光强度差数据DI_A1、DI_A2、DI_B1、DI_B2、DI_C1、DI_C2、DI_D1、DI_D2是可以从测定的反射光强度算出的已知值，由偏振光的偏向角α_A～α_D、相位补偿器等赋予的偏振光间相位差γ_A1、γ_A2、γ_B1、γ_B2、γ_C1、γ_C2、γ_D1、γ_D2也是已知的设定值。

然后，由于三个复振幅反射率比的相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS和三个复振幅反射率的大小|R_PP|、|R_SP|、|R_PS|是未知数，通过代入各值，可以算出这些未知数。

【0028】

另外，若使在测定点竖立的法线的周围朝向测定点的入射光的测定方位变化的同时测定反射光强度，则可以测定相对于反射光强度、光强度差数据、光强度和数据的测定方位的变化，可以根据光强度差数据的变化求出配向方向，另外，对于相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS及复振幅反射率比的大小|R_PP|、|R_SP|、|R_PS|，也可以测定相对于测定方位的变化。

该场合，复振幅反射率比的相位差Δ_χ及大小|R_χ|可以表示为配向方位、光轴的倾斜角、常光折射率、异常光折射率、配向层膜厚、配向层折射率、无配向层膜厚的七个参数的函数，因此根据这六个值，通过用计算机进行拟合的传统公知的手法，可以求出上述七个光学各向异性参数。

【实施例】

【0029】

图1所示光学各向异性参数测定装置1具备将偏振化为规定的偏振状态的光从规定的测定方位以一定入射角度照射置于载物台2的样品的表面(测定对象面)3上的测定点4的发光光学系统10和检测将其反射光偏振化为规定的偏振状态后的光的光强度的受光光学系统20，它们在上述测定点4竖立的法线5的周围配置成可相对旋转或放射状，同时，还具备根据与入射光的测定方位相应的光强度算出成为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)及大小|R_χ|的计算机(运算装置)30。

另外，在载物台2的上方配置摇动量检测用的自准直仪6，载物台2安装到摇动调节台7、高度调节台8、旋转台9。

【0030】

发光光学系统10中，按照顺序安装了照射单色光的光源11、偏振方向可调节的起偏器12、相位可调节的发光侧相位补偿器13。

本例中，光源11使用发射波长532nm半导体激励SHG激光器，起偏器使用消光比10^-6格兰-汤姆逊棱镜，相位补偿器13使用巴俾涅-索累补偿板。

【0031】

受光光学系统20中，按照顺序安装了P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差可调节的受光侧相位补偿器21、偏振方向可调节的检偏器22、测定透过检偏器22的偏振光的光强度的光传感器23。

本例中，相位补偿器21使用巴俾涅-索累补偿板，检偏器22使用消光比10^-6格兰-汤姆逊棱镜，光传感器23使用光电子增倍管，该光传感器23检测的光强度通过装入计算机30的A-D变换器成为数字化数据后读取。

【0032】

另外，本例中，一对发光光学系统10及受光光学系统20配置成相对于放置样品的载物台2可旋转，使得入射角的测定方位可以连续地变化，具体地说，载物台2由被水平旋转驱动的旋转台形成。

该场合，可以固定载物台2，使发光光学系统10及受光光学系统20配置成可旋转，另外，例如也可以使多对的发光光学系统10及受光光学系统20配置成等角的放射状。

而且，仅仅对于特定的测定方位测定复振幅反射率比的相位差Δ_χ及大小|R_χ|的场合，不需要将发光光学系统10及受光光学系统20配置成相对于载物台2可旋转或呈放射状多对设置等的测定方位可变机构。

【0033】

然后，一边使载物台旋转使入射光的测定方位变化，一边对以下的A～D的四个偏振状态中至少三个偏振状态的各4种合计12种反射光，进行测定方位-光强度数据的测定。

A：对于在P偏振光的振动方向的±α_A(0＜α_A＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_A1及γ_A2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种S偏振光；

B：P偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_B1及γ_B2的2种光所包含的偏振光中，在S偏振光的振动方向的±α_B(0＜α_B＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光；

C：对于在S偏振光的振动方向的±α_C(0＜α_C＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_C1及γ_C2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种P偏振光；

D：S偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_D1及γ_D2的2种光所包含的偏振光中，在P偏振光的振动方向的±α_D(0＜α_D＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光。

【0034】

计算机30的输入侧与驱动载物台2的旋转台9的旋转角传感器9s、光传感器23连接，输出侧与光源11、旋转台9的驱动机构9d、起偏器12的驱动机构12d、发光侧相位补偿器13的驱动机构13d、受光侧相位补偿器21的驱动机构21d、检偏器22的驱动机构22d连接。

从而，可以调节起偏器12、发光侧相位补偿器13、受光侧相位补偿器21、检偏器22，设定成偏振状态A～D，另外，各个偏振状态A～D中由光传感器23检测光强度的同时，被输入该检测时刻的入射光的测定方位。

【0035】

然后，计算机30中，按照预先设定的程序，按偏振状态从相位相等的反射光强度数据之间的二个差算出二个测定方位-光强度差数据，从这二个光强度差数据之比算出与入射光的测定方位相应的复振幅反射率比的相位差Δ_χ及大小|R_χ|。

【0036】

图2及图3是表示计算机的处理顺序的流程图。

首先，步骤STP1进行初始设定。

在偏振状态A～D中根据在哪种偏振状态下测定来设定3种偏振状态，同时根据这里设定的偏振状态，设定用起偏器13设定的相对于P偏振光及S偏振光的偏向角α_A及α_C，设定用检偏器14设定的相对于S偏振光及P偏振光的偏向角α_B及α_D，并设定用发光侧相位补偿器13及受光侧相位补偿器21设定的相位差。

本例中，设定偏振状态A～C，起偏器13或检偏器设定的偏向角设定成

α_A＝α_B＝α_C＝α_D＝10°

由发光侧相位补偿器13及受光侧相位补偿器21赋予的偏振光间相位差设定成

γ_A1＝γ_B1＝γ_C1＝γ_D1＝0°

γ_A2＝γ_B2＝γ_C2＝γ_D2＝90°

【0037】

步骤STP2中，待机到规定的启动开关被按下，按下时在步骤STP3中光源11及光传感器23导通，对放置在载物台2上的样品开始光学各向异性参数的测定。

首先，步骤STP4中，判断是否选择了偏振状态A，在选择时进行子例程A的处理，在未选择时或该处理结束的时刻进入步骤STP5。

步骤STP5中，判断是否选择了偏振状态B，在选择时进行子例程B的处理，在未选择时或该处理结束的时刻进入步骤STP6。

步骤STP6中，判断是否选择了偏振状态C，在选择时进行子例程C的处理，在未选择时或该处理结束的时刻进入步骤STP7。

步骤STP7中，判断是否选择了偏振状态D，在选择时进行子例程D的处理，在未选择时或该处理结束的时刻进入步骤STP8。

【0038】

为了方便，对于起偏器及检偏器的角度，P偏振方向设为0°，S偏振方向设为90°，起偏器12的角度设为θ_p，由发光侧相位补偿器13赋予的偏振光间相位差设为λin，由受光侧相位补偿器14赋予的偏振光间相位差设为λout，检偏器12的角度设为θ_A。

图3(a)所示子例程A的步骤STP11中，启动各驱动机构12d、13d、21d、22d，调节发光光学系统10及受光光学系统20使得[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0+α_A，0，0，90]，在步骤12中一边使载物台2旋转360°一边按规定角度间隔读入光强度I_A11。

步骤STP13中，调节发光光学系统10及受光光学系统20使得[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0-α_A，0，0，90]，在步骤STP14一边使载物台2旋转360°一边按规定角度间隔读入光强度I_A21。

步骤STP15中，调节发光光学系统10及受光光学系统20使得[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0+α_A，90，0，90]，在步骤STP16中一边使载物台2旋转360°一边按规定角度间隔读入光强度I_A12。

步骤STP17中，调节发光光学系统10及受光光学系统20使得[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0-α_A，90，0，90]，在步骤STP18中一边使载物台2旋转360°一边按规定角度间隔读入光强度I_A22。

【0039】

以下同样，在图3(b)所示子例程B的步骤STP21中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0，0，0，90+α_B]，在步骤22读入光强度I_B11。

步骤STP23中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0，0，0，90-α_B]，在步骤STP24读入光强度I_B21。

步骤STP25中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0，0，90，90+α_B]，在步骤STP26读入光强度I_B12。

步骤STP27中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0，90，0，90-α_B]，在步骤STP28读入光强度I_B22。

【0040】

图3(c)所示子例程C的步骤STP31中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[90+α_C，0，0，0]，在步骤22读入光强度I_C11。

步骤STP23中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[90-α_C，0，0，0]，在步骤STP23读入光强度I_C21。

步骤STP25中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[90+α_C，90，0，0]，在步骤STP26读入光强度I_C12。

步骤STP27中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[90-α_C，90，0，0]，在步骤STP28读入光强度I_C22。

【0041】

图3(d)所示子例程D的步骤STP41中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0，0，0，90+α_B]，在步骤42读入光强度I_D11。

步骤STP43中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0-α_B，0，0，90]，在步骤STP44读入光强度I_D21。

步骤STP45中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0+α_B，90，0，90]，在步骤STP46读入光强度I_D12。

步骤STP47中，设[θ_p，λin，λout，θ_A]＝[0-α_B，90，0，90]，在步骤STP48读入光强度I_D22。

【0042】

各子例程A～D的测定结束后，进入步骤STP8，根据测定结果，算出复振幅反射率比的相位差Δ_χ及大小|R_χ|。

步骤STP8中，根据在各偏振状态A～D测定的光强度，按偏振状态从相位相等的反射光强度数据之间的二个差算出二个测定方位-光强度差数据，算出相位相等的反射光强度数据的和，作为测定方位-光强度和数据。

图4(a)～(c)是偏振状态A中的反射光强度差DI_A1＝I_A11-I_A21、反射光强度差DI_A2＝I_A12-I_A22、反射光强度和SI_A＝I_A11+I_A21的测定结果。

图5(a)～(c)是偏振状态B中的反射光强度差DI_B1＝I_B11-I_B21、反射光强度差DI_B2＝I_B12-I_B22、反射光强度和SI_B＝I_B11+I_B21的测定结果。

图6(a)～(c)是偏振状态C中的反射光强度差DI_C1＝I_C11-I_C21、反射光强度差DI_C2＝I_C12-I_C22、反射光强度和SI_C＝I_C11+I_C21的测定结果。

图7(a)～(c)是偏振状态D中的反射光强度差DI_D1＝I_D11-I_D21、反射光强度差DI_D2＝I_D12-I_D22、反射光强度和SI_D＝I_D11+I_D21的测定结果。

在步骤STP9中，按偏振状态算出二个光强度差数据之比，并算出光强度差数据的一方与光强度和数据之比。

【0043】

然后，步骤STP10中，算出复振幅反射率比的相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS及大小|R_PP|、|R_SP|、|R_PS|。

此时，表示光强度差数据之比的理论式和表示光强度差数据的一方与光强度和数据之比的理论式，通过步骤STP1设定的参数改写为次式。

[偏振状态A]

(1)差之比

DI_A1/DI_A2＝cot(Δ_SP)

(2)差与和之比

DI_A1/SI_A＝cos(Δ_SP)/{tan10/|R_SP|+|R_SP|/tan10}

DI_A1、DI_A2、SI_A是可从测定值算出的已知值，因此可根据这些式算出Δ_SP及|R_SP|。

[偏振状态B]

(1)差之比

DI_B1/DI_B2＝cot(Δ_PP-Δ_SP)

(2)差与和之比

DI_B1/SI_B＝cos(Δ_PP-Δ_SP)

/{|R_SP|tan10/|R_PP|+|R_PP|/tan10}

DI_B1、DI_B2、SI_B是可从测定值算出的已知值，Δ_SP及|R_SP|通过偏振状态A的测定结果已知，因此可根据这些式算出Δ_PP及|R_PP|。

[偏振状态C]

(1)差之比

DI_C1/DI_C2＝cot(Δ_PP-Δ_PS)

(2)差与和之比

DI_C1/SI_C＝cos(Δ_PP-Δ_PS)

/{|R_SP|tan10/|R_PP|+|R_PP|/tan10}

DI_C1、DI_C2、SI_C是可从测定值算出的已知值，Δ_PP及|R_PP|通过偏振状态B的测定结果已知，因此根据这些式可算出Δ_PS及|R_PS|。

[偏振状态D]

(1)差之比

DI_D1/DI_D2＝cot(Δ_PS)

(2)差与和之比

DI_D1/SI_D＝cos(Δ_PS)/{tan10/|R_PS|+|R_PS|/tan10}

DI_D1、DI_D2、SI_D是可从测定值算出的已知值，因此可根据这些式算出Δ_PS及|R_PS|。

【0044】

这样，关于复振幅反射率比的三种相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS，以它们为未知数的合计4种光强度差数据之比的理论式成立，因此通过从偏振状态A～D采用其中三种可以算出相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS，从而，对三种偏振状态测定反射光强度足矣。

同样，关于复振幅反射率比的三种大小|R_PP|、|R_SP|、|R_PS|，以它们为未知数的合计4种光强度差数据之比的理论式成立，因此通过从偏振状态A～D采用其中三种可以算出相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS，从而，对三种偏振状态测定反射光强度足矣。

【0045】

图8(a)～(c)是表示算出的复振幅反射率比的相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS的曲线图，图9(a)～(c)是表示算出的复振幅反射率比的大小|R_PP|、|R_SP|、|R_PS|的曲线图。

【0046】

另外，这样算出的复振幅反射率比的相位差Δ_PP、Δ_SP、Δ_PS及大小|R_PP|、|R_SP|、|R_PS|可以分别表示为配向方位、光轴的倾斜角、常光折射率、异常光折射率、配向层膜厚、配向层折射率、无配向层膜厚这七个参数的函数，因此根据这六个值，通过采用计算机进行拟合的传统公知的手法，可以求出上述七个光学各向异性参数。

【0047】

根据以液晶配向膜为样品而测定的复振幅反射率比的相位差及大小，使用Berreman的4×4矩阵，通过拟合求出上述参数时，配向方位为90.3°，光轴的倾斜角为24.6°，常光折射率为1.76，异常光折射率为1.79，配向层膜厚为6.0nm，配向层折射率为1.77，无配向层膜厚为94.1nm，与一般的椭圆计法的测定结果一致。

【0048】

而且，测定时，需要一边调节发光光学系统10及受光光学系统20一边使载物台2旋转合计12次，但即使如此合计测定时间为20～30秒左右，与一般的椭圆计法的测定相比，可以用1/10的极短时间进行测定，可应用到工厂的生产线的制品检查等。

【0049】

另外，虽然说明了发光侧及受光侧的相位补偿器12、21采用巴俾涅-索累相位板的情况，但是不限于此，也可以采用相位差固定的相位板配置成可相对于光路进退的相位补偿器。

【产业上的利用可能性】

【0050】

本发明可以适用于具有光学各向异性的制品特别是液晶配向膜的品质检查等。

Claims (8)

1.一种光学各向异性参数测定方法，使入射光从规定的测定方位以一定入射角度照射测定对象面上的测定点，根据由测定其反射光所包含的特定方向的偏振光分量的光强度所获得的光强度数据，测定成为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)，其特征在于，

使上述入射光偏振化，以预先设定的测定方位照射测定点而进行测定的情况下，以测定对象面作为基准，将在与其正交的面内振动的直线偏振光设为P偏振光，在与该P偏振光正交的方向上振动的直线偏振光设为S偏振光时，根据对以下的A～D的四个偏振状态中至少三个偏振状态各4种合计12种反射光测定的光强度数据，按照预先设定的程序，从按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据之间的二个差算出二个光强度差数据，通过将这二个光强度差数据相除，算出该入射光的测定方位上的复振幅反射率比的相位差Δ_χ，

A：对于在P偏振光的振动方向的±α_A(0＜α_A＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_A1及γ_A2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种S偏振光；

B：P偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_B1及γ_B2的2种光所包含的偏振光中，在S偏振光的振动方向的±α_B(0＜α_B＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光；

C：对于在S偏振光的振动方向的±α_C(0＜α_C＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_C1及γ_C2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种P偏振光；

D：S偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_D1及γ_D2的2种光所包含的偏振光中，在P偏振光的振动方向的±α_D(0＜α_D＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光。

2.一种光学各向异性参数测定方法，使入射光从规定的测定方位以一定入射角度照射测定对象面上的测定点，根据由测定其反射光所包含的特定方向的偏振光分量的光强度所获得的光强度数据，测定成为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)，其特征在于，

以测定对象面作为基准，将在与其正交的面内振动的直线偏振光设为P偏振光，在与该P偏振光正交的方向上振动的直线偏振光设为S偏振光时，使上述测定方位围绕竖立于测定点的法线而变化的同时，根据对以下的A～D的四个偏振状态中至少三个偏振状态各4种合计12种反射光测定的测定方位-光强度数据，按照预先设定的程序，从按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据之间的差算出二个测定方位-光强度差数据，根据这二个光强度差数据之比算出与入射光的测定方位对应的复振幅反射率比的相位差Δ_χ，

A：对于在P偏振光的振动方向的±α_A(0＜α_A＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_A1及γ_A2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种S偏振光；

B：P偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_B1及γ_B2的2种光所包含的偏振光中，在S偏振光的振动方向的±α_B(0＜α_B＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光；

C：对于在S偏振光的振动方向的±α_C(0＜α_C＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_C1及γ_C2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种P偏振光；

D：S偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_D1及γ_D2的2种光所包含的偏振光中，在P偏振光的振动方向的±α_D(0＜α_D＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光。

3.一种光学各向异性参数测定装置，具备：将偏振化为规定的偏振状态的光从规定的测定方位以一定入射角度照射测定对象面上的测定点的发光光学系统；检测其反射光被偏振化为规定的偏振状态的光的光强度的受光光学系统；以及根据测定的光强度算出成为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)的运算装置，其特征在于：

上述发光光学系统中，依次安装照射单色光的光源、可调节偏振方向的起偏器以及可调节相位的发光侧相位补偿器，并且，

上述受光光学系统中，依次安装可调节相位的受光侧相位补偿器、可调节偏振方向的检偏器以及测定透过检偏器的偏振光的光强度的光传感器，

以测定对象面作为基准，将在与其正交的面内振动的直线偏振光设为P偏振光，在与该P偏振光正交的方向上振动的直线偏振光设为S偏振光时，上述运算装置，根据对以下的A～D的四个偏振状态中至少三个偏振状态的各4种合计12种反射光测定的光强度数据，按照预先设定的程序，从按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据之间的二个差算出二个光强度差数据，根据这二个光强度差数据之比算出该入射光的测定方位上的复振幅反射率比的相位差Δ_χ，

A：对于在P偏振光的振动方向的±α_A(0＜α_A＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_A1及γ_A2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种S偏振光；

B：P偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_B1及γ_B2的2种光所包含的偏振光中，在S偏振光的振动方向的±α_B(0＜α_B＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光；

C：对于在S偏振光的振动方向的±α_C(0＜α_C＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_C1及γ_C2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种P偏振光；

D：S偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_D1及γ_D2的2种光所包含的偏振光中，在P偏振光的振动方向的±α_D(0＜α_D＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光。

4.一种光学各向异性参数测定装置，具备：将偏振化为规定的偏振状态的光从规定的测定方位以一定入射角度照射测定对象面上的测定点的发光光学系统；检测其反射光被偏振化为规定的偏振状态的光的光强度的受光光学系统；以及根据与入射光的测定方位对应的光强度算出成为光学各向异性参数的复振幅反射率比的相位差Δ_χ(χ是偏振状态)的运算装置，上述发光光学系统和上述受光光学系统配置成可围绕竖立于上述测定点的法线相对旋转或放射状，其特征在于：

上述发光光学系统中，依次安装照射单色光的光源、可调节偏振方向的起偏器以及可调节相位的发光侧相位补偿器，并且，

上述受光光学系统中，依次安装可调节相位的受光侧相位补偿器、可调节偏振方向的检偏器以及测定透过检偏器的偏振光的光强度的光传感器，

以测定对象面作为基准，将在与其正交的面内振动的直线偏振光设为P偏振光，在与该P偏振光正交的方向上振动的直线偏振光设为S偏振光时，使测定方位变化的同时，根据对以下的A～D的四个偏振状态中至少三个偏振状态的各4种合计12种反射光测定的测定方位-光强度数据，上述运算装置按照预先设定的程序，从按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据之间的二个差算出二个测定方位-光强度差数据，根据这二个光强度差数据之比算出与入射光的测定方位对应的复振幅反射率比的相位差Δ_χ，

A：对于在P偏振光的振动方向的±α_A(0＜α_A＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_A1及γ_A2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种S偏振光；

B：P偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_B1及γ_B2的2种光所包含的偏振光中，在S偏振光的振动方向的±α_B(0＜α_B＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光；

C：对于在S偏振光的振动方向的±α_C(0＜α_C＜π/2)的方向上振动的一对偏振光，以各自的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_C1及γ_C2的合计4种偏振光作为入射光在测定对象面反射时，各反射光所包含的合计4种P偏振光；

D：S偏振光作为入射光在测定对象面反射时，反射光的P偏振光分量和S偏振光分量的偏振光间相位差调节为γ_D1及γ_D2的2种光所包含的偏振光中，在P偏振光的振动方向的±α_D(0＜α_D＜π/2)的方向上振动的合计4种偏振光。

5.权利要求1所述的光学各向异性参数测定方法，其特征在于，

根据对上述三个偏振状态各4种合计12种反射光测定的光强度数据，按照预先设定的程序，算出按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据的和作为光强度和数据，根据上述光强度差数据的一方与光强度和数据之比，算出该入射光的测定方位上的复振幅反射率比的大小|R_χ|(χ是偏振状态)。

6.权利要求2所述的光学各向异性参数测定方法，其特征在于，

根据对上述三个偏振状态各4种合计12种反射光测定的测定方位-光强度数据，按照预先设定的程序，算出按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据的和作为测定方位-光强度和数据，根据上述光强度差数据的一方与光强度和数据之比，算出与入射光的测定方位对应的复振幅反射率比的大小|R_χ|(χ是偏振状态)。

7.权利要求3所述的光学各向异性参数测定装置，其特征在于，

上述运算装置，根据对三个偏振状态的各4种合计12种反射光测定的光强度数据，按照预先设定的程序，算出按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据的和作为光强度和数据，根据上述光强度差数据的一方与光强度和数据之比，算出该入射光的测定方位上的复振幅反射率比的大小|R_χ|(χ是偏振状态)。

8.权利要求4所述的光学各向异性参数测定装置，其特征在于，

上述运算装置，根据对三个偏振状态的各4种合计12种反射光测定的测定方位-光强度数据，按照预先设定的程序，算出按各偏振状态赋予的偏振光间相位差相等的反射光强度数据的和作为测定方位-光强度和数据，根据上述光强度差数据的一方与光强度和数据之比，算出与入射光的测定方位对应的复振幅反射率比的大小|R_χ|(χ是偏振状态)。

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