JP2002022606A - Method and equipment for measuring optical aberration - Google Patents

Method and equipment for measuring optical aberration

Info

Publication number
JP2002022606A
JP2002022606A JP2000202704A JP2000202704A JP2002022606A JP 2002022606 A JP2002022606 A JP 2002022606A JP 2000202704 A JP2000202704 A JP 2000202704A JP 2000202704 A JP2000202704 A JP 2000202704A JP 2002022606 A JP2002022606 A JP 2002022606A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
objective lens
mirror
aberration
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000202704A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Mizuno
剛 水野
Takatoshi Yamada
隆俊 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2000202704A priority Critical patent/JP2002022606A/en
Publication of JP2002022606A publication Critical patent/JP2002022606A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an equipment which can measure aberration even of an objective lens having a high numerical aperture of NA>1 by optical interference measurement. SOLUTION: When the optical aberration of an objective lens having a numerical aperture of NA>1 is measured by optical interference measurement, a hemispherical reference mirror is disposed such that the planar part thereof faces the bottom face of the objective lens and a matching oil is placed between the bottom face of the objective lens and the planar part of the hemispherical reference mirror. Optical axes of the objective lens and the hemispherical reference mirror are then aligned to constitute one optical path of an interference system. In case of an SIL or an SIM, incident light is totally reflected on the bottom face (recording/reproducing plane) and the light does not propagates to the outside of the lens. The hemispherical reference mirror is disposed such that the planar part thereof abuts on the bottom face in order to avoid total reflection conditions on the bottom face thus constituting a transmission optical system.

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、固体イマージョン
レンズ(SIL)や固体イマージョンミラー(SIM)
のような高開口数の対物レンズに対応可能な光学収差測
定方法、光学収差測定装置に関する。
The present invention relates to a solid immersion lens (SIL) and a solid immersion mirror (SIM).
The present invention relates to an optical aberration measuring method and an optical aberration measuring apparatus which can cope with an objective lens having a high numerical aperture as described above.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスク・システムにおける信号の記
録・再生は、一般に光ヘッド、あるいは光ピックアップ
と呼ばれる光学デバイスを介して行われるが、このよう
な光ヘッドにおいて、記録ピットヘ光を集光させる手段
として、高開口数(開口数:NA)の対物レンズが用い
られている。
2. Description of the Related Art Recording and reproduction of signals in an optical disk system are generally performed through an optical device called an optical head or an optical pickup. In such an optical head, as a means for condensing light on recording pits. An objective lens having a high numerical aperture (numerical aperture: NA) is used.

【0003】従来、対物レンズの解像性能は、NA<1
の範囲内で議論されるのが一般的であったが、近年にな
って、近接場の原理を応用した光ディスク・システムが
提案されるようになり、NA>1を実現する光学構成、
及び対物レンズ構成が具体的に提案されるようになって
きている。
Conventionally, the resolution performance of an objective lens is NA <1.
However, in recent years, an optical disk system using the near-field principle has been proposed, and an optical configuration realizing NA> 1 has been proposed.
In addition, the configuration of the objective lens has been specifically proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、対物レンズ
の光学的な性能を表す一つの指標として、ザイデル(S
eidel)の収差が一般的によく用いられているが、
その具体的な測定方法として、フリンジスキャン法を基
本とした光干渉測定がある。
By the way, Seidel (S) is used as one index indicating the optical performance of an objective lens.
Eidel) aberrations are commonly used,
As a specific measurement method, there is an optical interference measurement based on a fringe scan method.

【0005】これらの測定装置では、マハツェンダ干渉
計やトワイマングリーン干渉計を用い、参照面を有する
光学パスと被検面を有する光学パス(測定するレンズが
挿入された光学パス)間で生じる干渉縞を解析して収差
分類を行うため、基本的に透過型の光学系を構成する必
要がある。
[0005] In these measuring apparatuses, using a Mach-Zehnder interferometer or a Twyman-Green interferometer, interference generated between an optical path having a reference surface and an optical path having a test surface (optical path into which a lens to be measured is inserted). Since aberrations are classified by analyzing fringes, it is basically necessary to configure a transmission type optical system.

【0006】しかしながら、NA>1なる対物レンズで
は、光の集光ポイントが対物レンズの底面にあり、この
面と、これに相対する光ディスクの距離をエバネッセン
ト波が介在できる程度(およそ100nm以下)に近接
することで信号の記録・再生を行うため、通常、レンズ
の外に光が伝搬しない,いわゆる全反射条件で構成され
ている。したがって、このようなNA>1を実現するた
めの対物レンズでは、原理的に、上記のような光干渉測
定による収差測定を行うことができない。
However, in the objective lens where NA> 1, the light converging point is located on the bottom surface of the objective lens, and the distance between this surface and the optical disk facing the surface is set to such an extent that an evanescent wave can be interposed (about 100 nm or less). Since signals are recorded / reproduced by approaching the lens, the light is not normally propagated outside the lens, which is a so-called total reflection condition. Therefore, in the objective lens for realizing such NA> 1, in principle, the above-described aberration measurement by the optical interference measurement cannot be performed.

【0007】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、NA>1の高開口数の対物レン
ズに対しても、光干渉測定による収差測定を可能とする
ことを目的とするものであり、これを実現するための光
学収差測定方法及び光学収差測定装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and aims to make it possible to measure aberration by optical interference measurement even for an objective lens having a high numerical aperture of NA> 1. It is an object of the present invention to provide an optical aberration measuring method and an optical aberration measuring device for realizing this.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の光学収差測定方法は、開口数NA>1で
ある対物レンズの光学収差を光干渉測定により測定する
に際し、当該対物レンズの底面に半球参照ミラーの平面
部が対向するように配置し、これら対物レンズの底面と
半球参照ミラーの平面部の間にマッチングオイルを介在
せしめるとともに、対物レンズと半球参照ミラーの光軸
が一致するようにアライメントし、干渉系の一方の光学
パスを構成することを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, an optical aberration measuring method according to the present invention provides a method for measuring an optical aberration of an objective lens having a numerical aperture NA> 1 by optical interference measurement. The hemispherical reference mirror is placed so that the flat surface of the hemispherical reference mirror faces the bottom surface of the lens, and matching oil is interposed between the bottom surface of the objective lens and the flat surface of the hemispherical reference mirror. The alignment is performed so as to coincide with each other, and one optical path of the interference system is configured.

【0009】また、本発明の光学収差測定装置は、開口
数NA>1である対物レンズの光学収差を光干渉測定に
より測定する光学収差測定装置において、レーザ光源
と、対物レンズを含む干渉計の一方の光学パスを構成す
る光学系と、干渉計の他方の光学パスを構成する参照用
平面ミラーと、上記レーザ光源からのレーザ光を上記2
つの光学パスに対応して分離・合成するビームスプリッ
タと、双方の光学パスからの戻り光の干渉を検出する検
出器とを備えることを特徴とするものである。
An optical aberration measuring apparatus according to the present invention is an optical aberration measuring apparatus for measuring the optical aberration of an objective lens having a numerical aperture NA> 1 by optical interference measurement. An optical system that constitutes one optical path, a reference plane mirror that constitutes the other optical path of the interferometer, and a laser beam from the laser light source.
It is characterized by comprising a beam splitter that separates and combines the optical paths corresponding to the two optical paths, and a detector that detects interference of return light from both optical paths.

【0010】例えば、SILの場合、入射光が底面(記
録・再生面)で全反射され、レンズの外に光が伝搬しな
い。
For example, in the case of SIL, incident light is totally reflected on the bottom surface (recording / reproducing surface), and light does not propagate outside the lens.

【0011】そこで、本発明では、この底面部分に半球
参照ミラーの平面部が接するように配置し、上記底面に
おける全反射条件を回避することで、透過型の光学系を
構成している。
Therefore, in the present invention, a transmission type optical system is configured by arranging the flat portion of the hemispherical reference mirror so as to be in contact with the bottom surface and avoiding the condition of total reflection at the bottom surface.

【0012】このように、半球参照ミラーを用いること
で透過型の光学系とすれば、高開口数(NA>1)の対
物レンズに対しても、これまでの技術を応用することに
より、干渉縞を解析して収差分類を行う光干渉測定が可
能となる。
As described above, if a transmissive optical system is formed by using a hemispherical reference mirror, interference with an objective lens having a high numerical aperture (NA> 1) can be obtained by applying the conventional technology. It is possible to perform optical interference measurement for analyzing aberrations and performing aberration classification.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した光学収差
測定方法、光学収差測定装置について、図面を参照しな
がら詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical aberration measuring method and an optical aberration measuring apparatus to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

【0014】光ディスク・システムにおける信号の記録
・再生は、一般に光ヘッド、あるいは光ピックアップと
呼ばれる光学デバイスを介して行われるが、このような
光ヘッドにおいて、記録ピットヘ光を集光させる手段と
して、高開口数(開口数:NA)の対物レンズが用いら
れている。
Recording and reproduction of signals in an optical disk system are generally performed via an optical device called an optical head or an optical pickup. In such an optical head, a means for condensing light to a recording pit is used as a means. An objective lens having a numerical aperture (numerical aperture: NA) is used.

【0015】特に、近年になって、近接場の原理を応用
した光ディスク・システム[Near Field R
ecording(NFR)光ディスク・システム]が
提案されるようになり、NA>1を実現する光学構成、
及び対物レンズ構成が具体的に提案されている。
In particular, in recent years, an optical disk system [Near Field R] utilizing the near-field principle has been recently developed.
recording (NFR) optical disc system] has been proposed, and an optical configuration realizing NA>1;
And an objective lens configuration has been specifically proposed.

【0016】NFR光ディスク・システムでは、図1に
示すような固体イマージョンレンズ(SIL:Soli
d Immersion Lens)1や、図2に示す
ような固体イマージョンミラー(SIM:Solid
Immersion Mirror)2といった対物レ
ンズが用いられ、これらのレンズ底面にフォーカスした
光が、エバネッセント波を介して光ディスクの記録ピッ
ト(または記録マーク)とカップリングすることによ
り、信号の記録または再生が可能となっている。
In the NFR optical disk system, a solid immersion lens (SIL: Soli) as shown in FIG.
d Immersion Lens) 1 or a solid immersion mirror (SIM: Solid) as shown in FIG.
An objective lens such as Immersion Mirror 2 is used, and light focused on the bottom surface of the lens is coupled to a recording pit (or recording mark) of an optical disk via an evanescent wave, thereby enabling signal recording or reproduction. Has become.

【0017】ここで、レンズ底面と光ディスク面との間
隔は、エバネッセント波による良好なカップリングを実
現するために、およそ100nm以下程度である。ま
た、対物レンズのNAは、NA>1であるため、底面で
フォーカスした光は、同面で全て全反射するため、工バ
ネッセント波のみが、記録・再生のプロセスを司る。
Here, the distance between the lens bottom surface and the optical disk surface is about 100 nm or less in order to realize good coupling by evanescent waves. Further, since the NA of the objective lens is NA> 1, all the light focused on the bottom surface is totally reflected on the same surface, and only the engineering vanescent wave controls the recording / reproducing process.

【0018】本発明の光学収差測定方法、光学収差測定
装置は、このようなNFR光ディスク・システムに用い
られる高開口数(NA>1)の対物レンズについて、光
干渉測定を行うためのものである。
The optical aberration measuring method and optical aberration measuring apparatus of the present invention are for performing optical interference measurement on an objective lens having a high numerical aperture (NA> 1) used in such an NFR optical disk system. .

【0019】対物レンズの光学的な性能を表す一つの指
標として、ザイデル(Seidel)の収差が一般的に
よく用いられているが、その具体的な測定方法として、
フリンジスキャン法を基本とした光干渉測定がある。
As one index indicating the optical performance of an objective lens, Seidel's aberration is generally and often used.
There is optical interference measurement based on the fringe scan method.

【0020】これらの測定装置では、マハツェンダ干渉
計やトワイマングリーン干渉計を用い、参照面を有する
光学パスと被検面を有する光学パス(測定するレンズが
挿入された光学パス)間で生じる干渉縞を解析して収差
分類を行うため、基本的に透過型の光学系を構成する必
要がある。
In these measuring apparatuses, a Mach-Zehnder interferometer or a Twyman-Green interferometer is used, and interference generated between an optical path having a reference surface and an optical path having a surface to be measured (optical path into which a lens to be measured is inserted). Since aberrations are classified by analyzing fringes, it is basically necessary to configure a transmission type optical system.

【0021】図3は、NA<1なる対物レンズの収差測
定を行うための、トワイマングリーン干渉計を用いた収
差解析用光学系の構成を示すものである。
FIG. 3 shows a configuration of an aberration analyzing optical system using a Twyman-Green interferometer for measuring the aberration of an objective lens in which NA <1.

【0022】この収差解析用光学系は、光干渉測定によ
り収差を解析するものであり、干渉系を構成する2つの
光学パスからなる。
This aberration analyzing optical system is for analyzing aberration by optical interference measurement, and includes two optical paths constituting an interference system.

【0023】すなわち、光源であるHe−Neレーザ1
1から出射されるレーザ光は、エキスパンダー12を介
して所定の有効径に拡大された後、反射ミラー13で反
射されてビームスプリッタ14に入射する。
That is, a He—Ne laser 1 as a light source
The laser light emitted from 1 is expanded to a predetermined effective diameter via an expander 12 and then reflected by a reflection mirror 13 to enter a beam splitter 14.

【0024】このビームスプリッタ14において、入射
光の一部が反射され、参照用平面ミラー15に照射され
る。
In the beam splitter 14, a part of the incident light is reflected and irradiates the plane mirror 15 for reference.

【0025】参照用平面ミラー15の反射光は、ビーム
スプリッタ14を透過し、レンズ16を介して検出器
(例えばCCDカメラ)17へと導かれる。これが干渉
系の一方の光学パスである。
The reflected light from the reference plane mirror 15 passes through the beam splitter 14 and is guided to a detector (for example, a CCD camera) 17 via a lens 16. This is one optical path of the interference system.

【0026】一方、ビームスプリッタ14で分離された
レーザ光(ビームスプリッタ14を透過したレーザ光)
は、被測定対象である対物レンズ18に入射される。
On the other hand, the laser light separated by the beam splitter 14 (laser light transmitted through the beam splitter 14)
Is incident on the objective lens 18 to be measured.

【0027】対物レンズ18の後方には、参照球面ミラ
ー19が当該対物レンズ18と光軸及び焦点が一致する
ように配されており、したがって、対物レンズ18を透
過したレーザ光は、この参照球面ミラー19で反射さ
れ、そのまま対物レンズ18を通ってビームスプリッタ
14へ、往路と同様、平行光として戻される。
Behind the objective lens 18, a reference spherical mirror 19 is arranged so that the optical axis and the focal point coincide with the objective lens 18, so that the laser light transmitted through the objective lens 18 is reflected by the reference spherical surface. The light is reflected by the mirror 19, passes through the objective lens 18 as it is, and is returned to the beam splitter 14 as parallel light as in the outward path.

【0028】そして、この対物レンズ18からの戻り光
は、ビームスプリッタ14で反射され、レンズ16を介
して検出器17へ入射する。これが、干渉系の他方の光
学パスである。
The return light from the objective lens 18 is reflected by the beam splitter 14 and enters the detector 17 via the lens 16. This is the other optical path of the interference system.

【0029】このように、上記収差解析用光学系では、
対物レンズ18の透過波面を適切に観測するために、参
照球面ミラー19を被検光学パスに挿入し、この参照球
面ミラー19と被検サンプル(対物レンズ18)で構成
された光学パスの伝搬波面を、参照用平面ミラー15で
反射された参照波面と干渉させることにより、レンズ形
状の(設計値からの)ずれによって生じた凹凸を光学的
な位相差に変換し、フリンジスキャン法による収差解析
フローに準じた解析を行うことによって、光学性能の指
標としてのザイデル収差を導出することが可能となる。
As described above, in the above-mentioned aberration analyzing optical system,
In order to properly observe the transmitted wavefront of the objective lens 18, a reference spherical mirror 19 is inserted into the optical path to be measured, and the propagating wavefront of the optical path composed of the reference spherical mirror 19 and the sample to be tested (the objective lens 18). Is caused to interfere with the reference wavefront reflected by the reference plane mirror 15, thereby converting the irregularities caused by the deviation of the lens shape (from the design value) into an optical phase difference, and analyzing the aberration by the fringe scan method. By performing the analysis according to, it is possible to derive Seidel aberration as an index of optical performance.

【0030】上記の光学構成では、被検サンプルとなる
対物レンズ18が、透過型のレンズであることが前提と
なっていることは、図3からも明らかである。
It is apparent from FIG. 3 that the above-described optical configuration is based on the premise that the objective lens 18 serving as a sample to be tested is a transmission type lens.

【0031】したがって、上記収差解析用光学系をSI
LやSIMに適用しようとすると、大きな問題が生ず
る。
Therefore, the above-mentioned aberration analyzing optical system is
A major problem arises when trying to apply to L or SIM.

【0032】すなわち、NA>1なる対物レンズでは、
光の集光ポイントが対物レンズの底面にあり、この面上
で伝搬光は全反射するため、図3に示す光学構成をその
まま採用することはできない。
That is, for an objective lens with NA> 1,
The light converging point is on the bottom surface of the objective lens, and the propagating light is totally reflected on this surface. Therefore, the optical configuration shown in FIG. 3 cannot be directly employed.

【0033】本発明者らは、種々の検討を重ね、その結
果、SILやSIMの全反射条件を解消するような構成
とすることで、SILやSIMにおいても上記光学構成
を採用することが可能であると考えた。
The present inventors have conducted various studies, and as a result, by adopting a configuration that eliminates the condition of total reflection of the SIL or the SIM, the above-described optical configuration can be adopted also in the SIL or the SIM. I thought it was.

【0034】ここで、全反射条件を解消するためには、
SILやSIMの底面にこれらと屈折率の近い部材を配
置すれば良いものと考えられる。
Here, in order to eliminate the condition of total reflection,
It is considered that a member having a refractive index close to those of the SIL or SIM should be arranged on the bottom surface of the SIL or SIM.

【0035】したがって、例えば、図3に示す球面参照
ミラーを用いず、図4に示すように、例えばSIM21
と接して平面ミラー22を配置するというような構成に
置き換える場合が最も単純な被検パスの構成と思える
が、実際にはこの構成ではザイデル収差の主要な収差
(非点収差、コマ収差、球面収差)のうち、コマ収差が
原理的にキャンセルされてしまうため、正確な収差測定
ができない。
Therefore, for example, without using the spherical reference mirror shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG.
It can be considered that the simplest configuration of the path to be tested is replaced with a configuration in which the plane mirror 22 is disposed in contact with the mirror. However, in this configuration, the main aberrations of Seidel aberration (astigmatism, coma, spherical Aberration), the coma aberration is canceled in principle, so that accurate aberration measurement cannot be performed.

【0036】本発明では、これらの事情を考慮して、N
A>1なる対物レンズに対しても、適切な収差測定が可
能となる光学構成を提供することを主題とする。
In the present invention, considering these circumstances, N
It is a subject to provide an optical configuration that enables appropriate aberration measurement even for an objective lens in which A> 1.

【0037】図5に本発明における基本的な光学構成を
示す。被検パスでは、図3における参照球面ミラーの代
わりに、半球状の光学部品である半球参照ミラー23を
挿入し、同ミラーの入射面を、SILあるいはSIMの
ようなNA>1を実現するレンズ(ここではSIM2
1)の底面と相対するように設置し、インデックス・マ
ッチングオイル24を介してこれらを光学的に接続す
る。そして、各光軸が一致するようにアライメントし、
これにより干渉計の一方のパスを構成する。他の構成
は、図3に示すものと同様であるため、ここでは説明を
省略する。
FIG. 5 shows a basic optical configuration in the present invention. In the path to be tested, a hemispherical reference mirror 23, which is a hemispherical optical component, is inserted instead of the reference spherical mirror in FIG. 3, and the entrance surface of the mirror is a lens that realizes NA> 1 like SIL or SIM. (Here SIM2
It is installed so as to face the bottom surface of 1), and these are optically connected via an index matching oil 24. Then, align the optical axes so that they match,
This constitutes one path of the interferometer. The other configuration is the same as that shown in FIG. 3, and the description is omitted here.

【0038】上記構成では、対物レンズであるSIM2
1の底面と半球参照ミラー23をマッチングオイル24
を介して接するように配置するため、スネル(Snel
l)の法則により明らかな屈折率差による伝搬角度の修
正はあるものの、境界面では全反射が生じず、半球参照
ミラー23内へ光は伝搬し、半球参照ミラー23の曲率
を有する面にて反射し、往路と同一のパスを通って検出
器17ヘと光が伝搬される。
In the above configuration, the SIM2 as the objective lens
1 and the hemispherical reference mirror 23 with matching oil 24
To be in contact with each other through the
Although there is a correction of the propagation angle due to the difference in refractive index according to the law of l), total reflection does not occur at the boundary surface, light propagates into the hemispherical reference mirror 23, and the surface has the curvature of the hemispherical reference mirror 23. The light is reflected and propagates to the detector 17 through the same path as the outward path.

【0039】ここで、対物レンズ(SIM21)の屈折
率、半球参照ミラー23、マッチングオイル24の各屈
折率は、それぞれ同じか、ほとんど同じであることが望
ましい。上記構成は、液浸対物レンズを用いた高解像度
光学顕微鏡の原理を干渉測定光学系に応用したもので、
原理的に図3と等価な光学的な構成が得られるため、コ
マ収差がキャンセルされることはなく、NA>1なる対
物レンズに対し、良好な収差測定が可能となる。
Here, it is desirable that the refractive index of the objective lens (SIM 21), the refractive index of the hemispherical reference mirror 23, and the refractive index of the matching oil 24 be the same or almost the same. The above configuration applies the principle of a high-resolution optical microscope using an immersion objective lens to an interference measurement optical system.
Since an optical configuration equivalent to that of FIG. 3 is obtained in principle, coma is not canceled and good aberration measurement can be performed for an objective lens with NA> 1.

【0040】図6は、上記基本構成に不要な反射光を遮
断するための光学系を加えた例を示すものである。
FIG. 6 shows an example in which an optical system for blocking unnecessary reflected light is added to the above basic configuration.

【0041】この例では、具体的には、先ず、ビームス
プリッタ14と参照用平面ミラー15の間、及びビーム
スプリッタ14とSIM21の間に、それぞれ1/4波
長板31,32を配し、ビームスプリッタ14と検出器
17の間に偏向板33を配している。
In this example, first, quarter-wave plates 31 and 32 are arranged between the beam splitter 14 and the reference plane mirror 15 and between the beam splitter 14 and the SIM 21, respectively. A deflecting plate 33 is arranged between the splitter 14 and the detector 17.

【0042】SILやSIMの場合、干渉系を構成する
光学パスの戻り光が非常に微弱であるため、不要な光が
混在すると測定の妨げになる。
In the case of SIL or SIM, the return light of the optical path constituting the interference system is very weak, and if unnecessary light is mixed, the measurement is hindered.

【0043】例えば、ビームスプリッタ14において
は、面14aや面14bにおいても若干の反射があり、
これが検出器17に入ると、干渉光学系からの戻り光の
相対強度が低下して、正確な測定が難しくなる。
For example, in the beam splitter 14, there is a slight reflection on the surface 14a and the surface 14b,
When this enters the detector 17, the relative intensity of the return light from the interference optical system decreases, and accurate measurement becomes difficult.

【0044】上記1/4波長板31,32を介在させる
ことで、干渉系(参照用平面ミラー15からの反射光及
びSIM21を透過した戻り光)の偏光の向きを90°
変換することができる。上記面14aや面14bからの
反射光は、偏光の向きはそのままであるため、上記偏光
板33によりこれらを分離することができる。
By interposing the quarter-wave plates 31 and 32, the direction of polarization of the interference system (reflected light from the reference plane mirror 15 and return light transmitted through the SIM 21) is changed by 90 °.
Can be converted. The reflected light from the surfaces 14a and 14b has the same polarization direction, and thus can be separated by the polarizing plate 33.

【0045】また、上記SIM21の光入射側には、ア
パーチャー34が配されているが、これはSIM21に
対して光源(He−Neレーザ11)以外からの光の侵
入を防ぐためのものである。
An aperture 34 is provided on the light incident side of the SIM 21 to prevent light from entering the SIM 21 from light other than the light source (He-Ne laser 11). .

【0046】半球参照ミラー23の背後には、CCDカ
メラ35及びレンズ36が配置されているが、これらは
SIM21と半球参照ミラー23の光軸のアライメント
を行うためのものである。
Behind the hemispherical reference mirror 23, a CCD camera 35 and a lens 36 are arranged for aligning the SIM 21 and the optical axis of the hemispherical reference mirror 23.

【0047】以上の収差解析用光学系を用い、実際のサ
ンプルに対して測定を行ったところ、例えば近接場の原
理を応用した光ディスク・システム用に用いられる、N
A>1を実現する対物レンズの光学収差を適切に評価す
ることが可能であった。
When an actual sample was measured by using the above-described aberration analysis optical system, it was found that N was used for an optical disk system using the near-field principle.
It was possible to appropriately evaluate the optical aberration of the objective lens that satisfies A> 1.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、NA>1の高開口数の対物レンズに対して
光干渉測定による収差測定が可能となり、例えば近接場
の原理を応用した光ディスク・システム用に用いられる
対物レンズについても、光学収差を適切に評価すること
が可能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it becomes possible to measure aberration by optical interference measurement for an objective lens having a high numerical aperture of NA> 1, and for example, the principle of the near field is used. It is also possible to appropriately evaluate the optical aberration of an objective lens used for an applied optical disk system.

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

【図1】SILの一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an SIL.

【図2】SIMの一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a SIM.

【図3】NA<1なる対物レンズの収差測定を行うため
の収差解析用光学系の構成例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an aberration analysis optical system for measuring aberration of an objective lens where NA <1.

【図4】SIMに対して平面ミラーを配置した被検パス
の一例を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a test path in which a plane mirror is arranged on a SIM.

【図5】NA>1なる対物レンズの収差測定を行うため
の収差解析用光学系の構成例を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an aberration analysis optical system for performing aberration measurement of an objective lens where NA> 1.

【図6】NA>1なる対物レンズの収差測定を行うため
の収差解析用光学系の他の構成例を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing another configuration example of an aberration analysis optical system for performing aberration measurement of an objective lens in which NA> 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 He−Neレーザ、14 ビームスプリッタ、1
5 参照用平面ミラー、21 SIM、23 半球参照
ミラー、24 マッチングオイル
11 He-Ne laser, 14 beam splitter, 1
5 Reference flat mirror, 21 SIM, 23 Hemisphere reference mirror, 24 Matching oil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/135 G11B 7/135 A Fターム(参考) 2G086 HH06 2H087 KA13 LA01 PA01 PA17 PB01 QA02 QA05 QA13 QA33 TA01 TA04 5D119 AA22 DA20 JA32 JA43 JA57 JB02 LB05 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G11B 7/135 G11B 7/135 A F-term (Reference) 2G086 HH06 2H087 KA13 LA01 PA01 PA17 PB01 QA02 QA05 QA13 QA33 TA01 TA04 5D119 AA22 DA20 JA32 JA43 JA57 JB02 LB05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 開口数NA>1である対物レンズの光学
収差を光干渉測定により測定するに際し、 当該対物レンズの底面に半球参照ミラーの平面部が対向
するように配置し、これら対物レンズの底面と半球参照
ミラーの平面部の間にマッチングオイルを介在せしめる
とともに、対物レンズと半球参照ミラーの光軸が一致す
るようにアライメントし、干渉系の一方の光学パスを構
成することを特徴とする光学収差測定方法。
When measuring the optical aberration of an objective lens having a numerical aperture NA> 1, by optical interference measurement, the hemispherical reference mirror is disposed so that the flat portion of the hemispherical reference mirror faces the bottom surface of the objective lens. Matching oil is interposed between the bottom surface and the plane part of the hemispherical reference mirror, and the objective lens and the hemispherical reference mirror are aligned so that their optical axes coincide with each other to constitute one optical path of the interference system. Optical aberration measurement method.
【請求項2】 上記対物レンズは、固体イマージョンレ
ンズ(SIL)又は固体イマージョンミラー(SIM)
であることを特徴とする請求項1記載の光学収差測定方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the objective lens is a solid immersion lens (SIL) or a solid immersion mirror (SIM).
The method for measuring optical aberration according to claim 1, wherein
【請求項3】 参照用平面ミラーにより干渉系の他方の
光学パスを構成し、この参照用平面ミラーによって反射
された参照波面と、上記対物レンズと半球参照ミラーに
より構成される光学パスの伝搬波面とを干渉させること
を特徴とする請求項1記載の光学収差測定方法。
3. The other optical path of the interference system is constituted by a reference plane mirror, and a reference wavefront reflected by the reference plane mirror and a propagation wavefront of an optical path constituted by the objective lens and the hemispherical reference mirror. 2. The optical aberration measuring method according to claim 1, wherein
【請求項4】 開口数NA>1である対物レンズの光学
収差を光干渉測定により測定する光学収差測定装置にお
いて、 レーザ光源と、対物レンズを含む干渉計の一方の光学パ
スを構成する光学系と、干渉計の他方の光学パスを構成
する参照用平面ミラーと、上記レーザ光源からのレーザ
光を上記2つの光学パスに対応して分離・合成するビー
ムスプリッタと、双方の光学パスからの戻り光の干渉を
検出する検出器とを備えることを特徴とする光学収差測
定装置。
4. An optical aberration measuring apparatus for measuring the optical aberration of an objective lens having a numerical aperture NA> 1 by optical interference measurement, comprising: a laser light source; and an optical system forming one optical path of an interferometer including the objective lens. A reference plane mirror that constitutes the other optical path of the interferometer, a beam splitter that separates and combines the laser light from the laser light source corresponding to the two optical paths, and returns from both optical paths. An optical aberration measurement device comprising: a detector for detecting light interference.
【請求項5】 上記ビームスプリッタと参照用平面ミラ
ーの間、及び上記ビームスプリッタと対物レンズの間に
1/4波長板が配され、 上記ビームスプリッタと検出器の間に偏向板が配されて
いることを特徴とする請求項4記載の光学収差測定装
置。
5. A quarter-wave plate is disposed between the beam splitter and the reference plane mirror and between the beam splitter and the objective lens, and a deflection plate is disposed between the beam splitter and a detector. The optical aberration measuring device according to claim 4, wherein
【請求項6】 上記対物レンズは、固体イマージョンレ
ンズ(SIL)又は固体イマージョンミラー(SIM)
であることを特徴とする請求項4記載の光学収差測定装
置。
6. The objective lens is a solid immersion lens (SIL) or a solid immersion mirror (SIM).
The optical aberration measuring device according to claim 4, wherein
JP2000202704A 2000-07-04 2000-07-04 Method and equipment for measuring optical aberration Withdrawn JP2002022606A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000202704A JP2002022606A (en) 2000-07-04 2000-07-04 Method and equipment for measuring optical aberration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000202704A JP2002022606A (en) 2000-07-04 2000-07-04 Method and equipment for measuring optical aberration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002022606A true JP2002022606A (en) 2002-01-23

Family

ID=18700196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000202704A Withdrawn JP2002022606A (en) 2000-07-04 2000-07-04 Method and equipment for measuring optical aberration

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002022606A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002250678A (en) * 2001-02-27 2002-09-06 Olympus Optical Co Ltd Wave front measuring instrument and wave front measuring method
WO2004057295A2 (en) * 2002-12-20 2004-07-08 Carl Zeiss Smt Ag Device and method for the optical measurement of an optical system, a container therefor, and a microlithography projection exposure machine
JP2007072339A (en) * 2005-09-09 2007-03-22 Olympus Medical Systems Corp Converging optical system
WO2010084246A3 (en) * 2009-01-26 2010-09-23 Wallac Oy Combined lens and reflector, and an optical apparatus using the same
CN107796597A (en) * 2017-09-18 2018-03-13 北京空间机电研究所 A kind of sub-aperture inverting of optical system wavefront and implementation
CN109580183A (en) * 2018-12-20 2019-04-05 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 Large-numerical aperture micro objective wave aberration measuring system and measurement method

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002250678A (en) * 2001-02-27 2002-09-06 Olympus Optical Co Ltd Wave front measuring instrument and wave front measuring method
US8120763B2 (en) 2002-12-20 2012-02-21 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for the optical measurement of an optical system by using an immersion fluid
WO2004057295A2 (en) * 2002-12-20 2004-07-08 Carl Zeiss Smt Ag Device and method for the optical measurement of an optical system, a container therefor, and a microlithography projection exposure machine
WO2004057295A3 (en) * 2002-12-20 2004-11-11 Zeiss Carl Smt Ag Device and method for the optical measurement of an optical system, a container therefor, and a microlithography projection exposure machine
US7408652B2 (en) 2002-12-20 2008-08-05 Carl Zeiss Smt Ag Device and method for the optical measurement of an optical system by using an immersion fluid
US8836929B2 (en) 2002-12-20 2014-09-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for the optical measurement of an optical system by using an immersion fluid
JP2007072339A (en) * 2005-09-09 2007-03-22 Olympus Medical Systems Corp Converging optical system
CN102292661A (en) * 2009-01-26 2011-12-21 沃拉克有限公司 Combined lens and reflector, and an optical apparatus using the same
CN102292661B (en) * 2009-01-26 2013-07-24 珀金埃尔默新加坡私人有限公司 Combined lens and reflector, and an optical apparatus using the same
WO2010084246A3 (en) * 2009-01-26 2010-09-23 Wallac Oy Combined lens and reflector, and an optical apparatus using the same
US8933417B2 (en) 2009-01-26 2015-01-13 Wallac Oy Combined lens and reflector, and an optical apparatus using the same
EP2382501B1 (en) * 2009-01-26 2020-12-23 Wallac OY Combined lens and reflector, and an optical apparatus using the same
CN107796597A (en) * 2017-09-18 2018-03-13 北京空间机电研究所 A kind of sub-aperture inverting of optical system wavefront and implementation
CN109580183A (en) * 2018-12-20 2019-04-05 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 Large-numerical aperture micro objective wave aberration measuring system and measurement method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120139604A (en) Test device for testing a bonding layer between wafer-shaped samples and test process for testing the bonding layer
US4707137A (en) Device and method for testing the wave front quality of optical components
JPH07192297A (en) Super-high resolution optical head device
CN111650203A (en) Method for measuring defects on inner surface of microsphere
US7435941B2 (en) Methods for measuring optical characteristics by differential diffractive scanning
US6909510B2 (en) Application of the phase shifting diffraction interferometer for measuring convex mirrors and negative lenses
JP2002022606A (en) Method and equipment for measuring optical aberration
JPS6347606A (en) Apparatus for measuring shape of non-spherical surface
JP3441670B2 (en) Lens inspection system and lens inspection device
CN205538737U (en) High depth of field surface defect detecting device of optical element of reflection -type dual wavelength holography
CN205538708U (en) High depth of field surface defect detecting device of optical element of transmission type dual wavelength holography
JPH07301717A (en) Integrated optical device
JP2002048673A (en) Physical quantity measuring method of optical element or optical system
CN114414592B (en) Glass bubble detection device and method based on nonlinear holographic thermal image
JPS60149941A (en) Method and apparatus for detecting surface aberration of emission light wave for optical head
JP3579173B2 (en) Lens comprehensive inspection machine and lens inspection method
JPH06267080A (en) Apparatus for measuring/adjusting distortion of light spot
JPH11203711A (en) Optical system having large numerical aperture and optical information recording and reproducing device using same
JP2006139874A (en) Lens unit and optical pickup device
JP2902417B2 (en) Interferometer for measuring wavefront aberration
Mizuno et al. Optical flying head for a near-field recording system
JP2933329B2 (en) Interferometer for measuring wavefront aberration
JP5235591B2 (en) Method for measuring transmitted wavefront of birefringent optical element
KR100510645B1 (en) device for valuating pick-up a optical device of near field recording
JPH0540025A (en) Shape measuring instrument

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070904