JP2002540417A - 光弾性変調器のための統合診断装置 - Google Patents
光弾性変調器のための統合診断装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光弾性変調器のための統合された光学的な診断装置を提供すること
【解決手段】 ＰＥＭのための診断装置は、ＰＥＭによって誘起されたリターダンス特性に関する光学的に決定された情報を提供する。診断装置は、ＰＥＭの作動の間ＰＥＭの性能が診断かつ監視されるように、ＰＥＭと統合されている。具体的に、診断装置は、偏光測定や光学測定等のような従来の処理のための主光ビームを用いる光学的装置と隣接して用いられる。診断装置は、ＰＥＭの主アパーチャから離れた位置でＰＥＭの光学素子を通るように方向づけされた、装置自身の診断光源を含む。したがって、診断装置及び主ＰＥＭの作動は、互いに干渉することなく、同時に行われる。診断装置の出力は、ＰＥＭによって与えられた実際のリターダンス特性を表し、必要なときにＰＥＭを調整するためにフィードバックとして用いることができる。
Description
【０００１】
本発明は、光弾性変調器のための統合された光学的な診断装置に関する。
【０００２】
共振型の光弾性変調器（以下「ＰＥＭ」という。）は、光ビームの偏光を変調
するために用いられる装置である。ＰＥＭは、動作原理として光弾性効果を用い
る。用語「光弾性効果」は、機械的な力が加えられて歪みを生じた（変形した）
光学素子が、該光学素子に生起された変形分に対応する複屈折を生じる、という
意味である。複屈折は、光学素子の屈折率が偏光ビームの異なる成分間で異なる
という意味である。
するために用いられる装置である。ＰＥＭは、動作原理として光弾性効果を用い
る。用語「光弾性効果」は、機械的な力が加えられて歪みを生じた（変形した）
光学素子が、該光学素子に生起された変形分に対応する複屈折を生じる、という
意味である。複屈折は、光学素子の屈折率が偏光ビームの異なる成分間で異なる
という意味である。
【０００３】 ＰＥＭは、固定周波数、例えば約２０ｋＨｚから１００ｋＨｚまでの低周波数
域の超音波の範囲に固定された周波数で光学素子を振動させるための圧電変換器
が取り付けられる、溶融石英のような光学素子を含む。光学素子の大きさは、振
動の結果として、圧縮又は伸長される。
域の超音波の範囲に固定された周波数で光学素子を振動させるための圧電変換器
が取り付けられる、溶融石英のような光学素子を含む。光学素子の大きさは、振
動の結果として、圧縮又は伸長される。
【０００４】 光学素子の圧縮及び伸長は光学素子に発振複屈折特性を加える。この発振複屈
折の周波数は、光学素子の共振周波数であり、光学素子の大きさと、変換生起さ
れた長手方向の振動の速さ又は光学素子中を通る音波の速さとに依存している。
折の周波数は、光学素子の共振周波数であり、光学素子の大きさと、変換生起さ
れた長手方向の振動の速さ又は光学素子中を通る音波の速さとに依存している。
【０００５】 リターデーション（retardation）又はリターダンス（retardance）は、振動
している光学素子を通過する電磁放射線（光ビーム）の経路に沿って行動する複
屈折の統合的な結果を示す。入射光ビームが直線偏光されると、偏光された光の
２つの直交成分は、リターダンスと呼ばれる位相差を有して光学素子から出る。
ＰＥＭに関して、リターデーションは時間の正弦状関数である。この位相差の大
きさは、通常、ＰＥＭのリターダンスの大きさ又はリターデーションの大きさと
してみなされる。
している光学素子を通過する電磁放射線（光ビーム）の経路に沿って行動する複
屈折の統合的な結果を示す。入射光ビームが直線偏光されると、偏光された光の
２つの直交成分は、リターダンスと呼ばれる位相差を有して光学素子から出る。
ＰＥＭに関して、リターデーションは時間の正弦状関数である。この位相差の大
きさは、通常、ＰＥＭのリターダンスの大きさ又はリターデーションの大きさと
してみなされる。
【０００６】 ＰＥＭの大きさ及び音波速度はいずれも光学素子の温度に依存する。したがっ
て、ＰＥＭの共振周波数も該素子の温度に依存する。一般に、この温度は２つの
要因に依存する。すなわち、（１）周囲温度、（２）光学素子の応力発振（stre
ss oscillations）の大きさである。高応力発振時に光学素子に吸収された音響
エネルギー（力学的エネルギー）の量はかなりのものとなる。吸収された音響エ
ネルギーは素子の量の範囲内の熱、かなりの温度上昇、及びＰＥＭの共振周波数
の対応するシフトに変換される。
て、ＰＥＭの共振周波数も該素子の温度に依存する。一般に、この温度は２つの
要因に依存する。すなわち、（１）周囲温度、（２）光学素子の応力発振（stre
ss oscillations）の大きさである。高応力発振時に光学素子に吸収された音響
エネルギー（力学的エネルギー）の量はかなりのものとなる。吸収された音響エ
ネルギーは素子の量の範囲内の熱、かなりの温度上昇、及びＰＥＭの共振周波数
の対応するシフトに変換される。
【０００７】 したがって、ＰＥＭのリターデーションの大きさは（電子回路によって与えら
れた最大駆動電圧によって設定された限度の範囲内において）随意に調整するこ
とができるが、装置の作動周波数は、前記したようにＰＥＭの共振周波数によっ
て決定され、したがって、周囲温度とＰＥＭが駆動される大きさとに依存する。
これは、結果として、ウォーミングアップの間と同様に周囲温度でドリフトし、
その後、設定されたリターデーションの大きさに変化する作動周波数になる。そ
のような状況は、ＰＥＭの作動周波数がその大きさと同様に一定に保たれねばな
らない応用において好ましくない。
れた最大駆動電圧によって設定された限度の範囲内において）随意に調整するこ
とができるが、装置の作動周波数は、前記したようにＰＥＭの共振周波数によっ
て決定され、したがって、周囲温度とＰＥＭが駆動される大きさとに依存する。
これは、結果として、ウォーミングアップの間と同様に周囲温度でドリフトし、
その後、設定されたリターデーションの大きさに変化する作動周波数になる。そ
のような状況は、ＰＥＭの作動周波数がその大きさと同様に一定に保たれねばな
らない応用において好ましくない。
【０００８】 前記したことを考慮して、ＰＥＭの実際の性能を示す実時間情報（すなわち、
ＰＥＭを通過する光にＰＥＭによって誘起されたリターダンス特性の詳細）の値
を認識することができる。さらに、この情報は、ＰＥＭの作動をさらに正確に制
御するためにＰＥＭのフィードバック制御のために用いてもよい。
ＰＥＭを通過する光にＰＥＭによって誘起されたリターダンス特性の詳細）の値
を認識することができる。さらに、この情報は、ＰＥＭの作動をさらに正確に制
御するためにＰＥＭのフィードバック制御のために用いてもよい。
【０００９】
本発明は、全体として、ＰＥＭのための診断装置に関する。本発明に係る診断
装置は、ＰＥＭによって誘起されたリターダンス特性に関する、光学的に決定さ
れた情報を提供する。
装置は、ＰＥＭによって誘起されたリターダンス特性に関する、光学的に決定さ
れた情報を提供する。
【００１０】 好ましい実施例において、診断装置は、ＰＥＭの作動の間、ＰＥＭの性能が診
断かつ監視されるようにＰＥＭと統合されている。具体的に、診断装置は、偏光
測定や光学測定等のような従来の目的のための主光ビームを用いる光学装置と共
に用いられる。診断装置は、ＰＥＭの主アパーチャから離れた位置でＰＥＭの光
学素子を経て送られるための診断光源を含む。したがって、診断装置及び主ＰＥ
Ｍの作動は、互いに干渉することなく、同時に行うことができる。
断かつ監視されるようにＰＥＭと統合されている。具体的に、診断装置は、偏光
測定や光学測定等のような従来の目的のための主光ビームを用いる光学装置と共
に用いられる。診断装置は、ＰＥＭの主アパーチャから離れた位置でＰＥＭの光
学素子を経て送られるための診断光源を含む。したがって、診断装置及び主ＰＥ
Ｍの作動は、互いに干渉することなく、同時に行うことができる。
【００１１】 本発明の他の利点及び特徴は、以下に述べる詳細な説明及び図面により明らか
になろう。
になろう。
【００１２】
図１は、主光学装置２２（詳細は後述する）に用いられ、かつ本発明に係る診
断装置２４と統合された光弾性変調器（以下「ＰＥＭ」という。）２０を示す。
断装置２４と統合された光弾性変調器（以下「ＰＥＭ」という。）２０を示す。
【００１３】 主光学装置
【００１４】 図１に破線で示したブロック２２は、ＰＥＭを用いる種々の光学装置のいずれ
かを表すように意図している。そのような光学装置の１つは、本願において参照
する、国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９９／０３４８１の明細書（以下「‘４８１出
願」という。）に記載されている。
かを表すように意図している。そのような光学装置の１つは、本願において参照
する、国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９９／０３４８１の明細書（以下「‘４８１出
願」という。）に記載されている。
【００１５】 ‘４８１出願で用いられている光学装置は、光学試料の複屈折特性の精密測定
のために用いられている。その装置は、後述の診断装置と統合される典型的な主
光学装置２２を説明する目的のために簡略化してある。
のために用いられている。その装置は、後述の診断装置と統合される典型的な主
光学装置２２を説明する目的のために簡略化してある。
【００１６】 主光学装置２２は、６３２．８ナノメートル（ｎｍ）の波長を有するヘリウム
ネオンレーザのような主光源２６を含む。この光源から離れた主光ビーム２８は
、約１ミリメートル（ｍｍ）の断面領域又は「スポットサイズ」を有する。
ネオンレーザのような主光源２６を含む。この光源から離れた主光ビーム２８は
、約１ミリメートル（ｍｍ）の断面領域又は「スポットサイズ」を有する。
【００１７】 主光ビーム２８は、基線軸に対して相対的に４５°の偏光方向に向けられた偏
光子３０に入射するように方向づけされている。偏光子３０は、グラントムソン
方解石偏光子のような高吸光率偏光子が好ましい。また、偏光子３０は、正確に
累進される回転子に固定されていることが好ましい。
光子３０に入射するように方向づけされている。偏光子３０は、グラントムソン
方解石偏光子のような高吸光率偏光子が好ましい。また、偏光子３０は、正確に
累進される回転子に固定されていることが好ましい。
【００１８】 偏光子３０からの偏光は、ＰＥＭ２０の光学素子３２に入射する。好ましい実
施例において、ＰＥＭは、米国オレゴン州ヒルスボーロ（Hillsboro）のハイン
ズ インスツルメンツ社（Hinds Instruments, Inc.）製の型式ＰＥＭ−９０
Ｉ／ＦＳ５０の複屈折型装置である。主光ビーム２８は、主アパーチャ３８を通
るように方向づけされており、主アパーチャ３８は、棒型の光学素子において、
光学素子３２の中央に配置され、最大発振複屈折効果を与える（したがって、主
光ビームに最も大きなリターダンス振幅を誘起する）。複屈折効果は、アパーチ
ャから光学素子の端部の方へ離れる方向に減少する。
施例において、ＰＥＭは、米国オレゴン州ヒルスボーロ（Hillsboro）のハイン
ズ インスツルメンツ社（Hinds Instruments, Inc.）製の型式ＰＥＭ−９０
Ｉ／ＦＳ５０の複屈折型装置である。主光ビーム２８は、主アパーチャ３８を通
るように方向づけされており、主アパーチャ３８は、棒型の光学素子において、
光学素子３２の中央に配置され、最大発振複屈折効果を与える（したがって、主
光ビームに最も大きなリターダンス振幅を誘起する）。複屈折効果は、アパーチ
ャから光学素子の端部の方へ離れる方向に減少する。
【００１９】 ＰＥＭ２０は、０°の方向に向けられた複屈折軸を有し、好ましくは公称周波
数５０ｋＨｚで光学素子３２に発振複屈折を与える制御装置４０によって制御さ
れる。この点について、制御装置４０は、光学素子３２が接着剤で間に張り合わ
されている２つのクォーツトランスデューサを駆動する。
数５０ｋＨｚで光学素子３２に発振複屈折を与える制御装置４０によって制御さ
れる。この点について、制御装置４０は、光学素子３２が接着剤で間に張り合わ
されている２つのクォーツトランスデューサを駆動する。
【００２０】 ＰＥＭ２０の発振複屈折は、主光ビーム２８にリターダンス特性を誘起する。
言及したように、リターダンスは、ＰＥＭを経て伝わる偏光の直交成分間の時変
の位相相違としてみなされる。この位相シフトのピーク振幅は、好ましくは、Ｐ
ＥＭのリターダンスであり、ナノメートルのような長さの単位で測定できる。Ｐ
ＥＭ制御装置４０は、ＰＥＭによって誘起されたリターダンス振幅を調整するた
めの制御装置を提供する。手近な場合において、リターデーション振幅は、０．
３８３波動（２４２．４ｍｍ）となるように選択してよい。
言及したように、リターダンスは、ＰＥＭを経て伝わる偏光の直交成分間の時変
の位相相違としてみなされる。この位相シフトのピーク振幅は、好ましくは、Ｐ
ＥＭのリターダンスであり、ナノメートルのような長さの単位で測定できる。Ｐ
ＥＭ制御装置４０は、ＰＥＭによって誘起されたリターダンス振幅を調整するた
めの制御装置を提供する。手近な場合において、リターデーション振幅は、０．
３８３波動（２４２．４ｍｍ）となるように選択してよい。
【００２１】 ＰＥＭの光学素子３２から送られた主光ビーム２８は、透明な試料３６を通る
ように方向づけされている。試料は、直交の（Ｘ及びＹ）軸に沿う並進運動の方
向において試料を運動させるために制御することができる試料ステージによって
ビームの経路内に支持されている。ステージは、複数の従来技術による多くの設
計によるものであってよい。試料ステージの運動制御装置は、ビームで試料３６
を走査することができるように駆動され、それによって、試料の領域を横切る複
数のリターダンス及び方向の測定が達成される。
ように方向づけされている。試料は、直交の（Ｘ及びＹ）軸に沿う並進運動の方
向において試料を運動させるために制御することができる試料ステージによって
ビームの経路内に支持されている。ステージは、複数の従来技術による多くの設
計によるものであってよい。試料ステージの運動制御装置は、ビームで試料３６
を走査することができるように駆動され、それによって、試料の領域を横切る複
数のリターダンス及び方向の測定が達成される。
【００２２】 試料３６は、自身のリターダンスを、試料を通過する主ビームに誘起する。典
型的な主光学装置２２において、それは、決定されたこのリターダンスの値であ
る。試料３６から離れたビームは、ビームスプリッタ４２と、２チャンネル検出
器４４と、処理装置４６と、信号取り込みのためにＰＥＭ制御装置４０からの基
準信号４８に依存するロックイン増幅器とを通るように方向づけされている。
型的な主光学装置２２において、それは、決定されたこのリターダンスの値であ
る。試料３６から離れたビームは、ビームスプリッタ４２と、２チャンネル検出
器４４と、処理装置４６と、信号取り込みのためにＰＥＭ制御装置４０からの基
準信号４８に依存するロックイン増幅器とを通るように方向づけされている。
【００２３】 ＰＥＭから離れた主光ビーム２８の処理の種類にかかわりなく、ＰＥＭ２０の
光学素子３２によって前記ビームに誘起された実際の（例えば、選択されたもの
とは反対のものの）リターダンス特性が装置に与えられたとき、正確さが増強さ
れる。これは、次に説明する好ましい実施例である統合診断装置２４が提供する
ものである。
光学素子３２によって前記ビームに誘起された実際の（例えば、選択されたもの
とは反対のものの）リターダンス特性が装置に与えられたとき、正確さが増強さ
れる。これは、次に説明する好ましい実施例である統合診断装置２４が提供する
ものである。
【００２４】 診断装置
【００２５】 診断装置２４は、診断装置を本質的に自己校正するものとさせる単色レーザの
別個の光源５０を含む。前記光源から離れたビーム５２（診断光ビーム５２とし
てここに参照する）は、コリメーティングレンズ５４を通るように方向づけされ
ている。偏光子５６は、光源５０又はレンズ５４の光学コンポーネントによって
誘起された所望しない複屈折の影響を除去する目的のために、装置内に隣接して
配置されている。
別個の光源５０を含む。前記光源から離れたビーム５２（診断光ビーム５２とし
てここに参照する）は、コリメーティングレンズ５４を通るように方向づけされ
ている。偏光子５６は、光源５０又はレンズ５４の光学コンポーネントによって
誘起された所望しない複屈折の影響を除去する目的のために、装置内に隣接して
配置されている。
【００２６】 診断光５２は光学素子３２を通過する。この点について、診断ビーム５２は、
主アパーチャ３８を通るように方向づけされてはいない。むしろ、ビーム５２は
、主ビーム３８から離れた「診断」用の第２のアパーチャ５８を通るように方向
づけされている。これは、主及び診断の両光学装置が互いに干渉することなく同
時に作動することを可能にする。さらに以下において十分に説明するように、こ
の診断情報の実時間利用性は、（適切な処理の後に）ＰＥＭのフィードバック制
御のために表示及び／又は使用することができる。
主アパーチャ３８を通るように方向づけされてはいない。むしろ、ビーム５２は
、主ビーム３８から離れた「診断」用の第２のアパーチャ５８を通るように方向
づけされている。これは、主及び診断の両光学装置が互いに干渉することなく同
時に作動することを可能にする。さらに以下において十分に説明するように、こ
の診断情報の実時間利用性は、（適切な処理の後に）ＰＥＭのフィードバック制
御のために表示及び／又は使用することができる。
【００２７】 一連の処理の前に、診断ビーム２のための第２のアパーチャは重要ではないこ
とに注目すべきである。すなわち、本発明は、主アパーチャ３８を主及び診断の
両ビームのために用いてもよいことを考慮している。これは、例えば、診断ビー
ムが主アパーチャ３８を通るように方向づけされている間、主ビーム２８を間欠
的に停止させることができるような状態において完遂することができる。特定の
ビーム（診断及び主のビーム）を、対応する検出器及び処理装置に向けるために
、可動ミラーを用いてよい。しかし、言及したように、別々のアパーチャが好ま
しい。
とに注目すべきである。すなわち、本発明は、主アパーチャ３８を主及び診断の
両ビームのために用いてもよいことを考慮している。これは、例えば、診断ビー
ムが主アパーチャ３８を通るように方向づけされている間、主ビーム２８を間欠
的に停止させることができるような状態において完遂することができる。特定の
ビーム（診断及び主のビーム）を、対応する検出器及び処理装置に向けるために
、可動ミラーを用いてよい。しかし、言及したように、別々のアパーチャが好ま
しい。
【００２８】 ＰＥＭ光学素子３２から放射された診断ビーム５２は、ＰＥＭの固有振動数（
共振周波数）に等しくなるようにＰＥＭの作動出力周波数を減少させる光学的波
長板６０を通過する。
共振周波数）に等しくなるようにＰＥＭの作動出力周波数を減少させる光学的波
長板６０を通過する。
【００２９】 その後、分析装置６２は、診断ビームから所望しない合成成分を除去する。好
ましい実施例において、波長板６０及び分析装置６２は、結合され、商業的に利
用可能な円偏波器として提供される。
ましい実施例において、波長板６０及び分析装置６２は、結合され、商業的に利
用可能な円偏波器として提供される。
【００３０】 診断ビーム５２は、フォトダイオードのような検出器６４に衝突する。検出器
６４は、受け取った診断光の時変強度を表す電流信号を出力に生じる。
６４は、受け取った診断光の時変強度を表す電流信号を出力に生じる。
【００３１】 ビームが光学素子３２を照射する位置に加えて、診断ビーム５２の波長は、好
ましくは、検出器６４の変調レベルに対して最大感度に達するように選択され、
主光ビーム２８の作動周波数の干渉を回避する。
ましくは、検出器６４の変調レベルに対して最大感度に達するように選択され、
主光ビーム２８の作動周波数の干渉を回避する。
【００３２】 検出器の出力は、前置増幅器６６に送られる。前置増幅器６６は、出力を、検
出器の信号の時間平均を表す低インピーダンス強度信号ＶＡＣ及びＤＣ強度信号
ＶＤＣの形式で、位相感応装置（好ましくはロックイン増幅器７０）に供給する
。ロックイン増幅器は、検出器からの出力を取り込む目的のために、ＰＥＭ制御
装置４０の基準信号４８が供給される。この取り込まれた信号は、光学素子（す
なわち、診断アパーチャ５８における光学素子の部分）によって診断ビーム５２
に誘起されたリターダンスを表す。好ましい実施例において、この診断リターダ
ンス信号は、ＤＣ信号に変換され、マイクロ処理装置７２に供給される。
出器の信号の時間平均を表す低インピーダンス強度信号ＶＡＣ及びＤＣ強度信号
ＶＤＣの形式で、位相感応装置（好ましくはロックイン増幅器７０）に供給する
。ロックイン増幅器は、検出器からの出力を取り込む目的のために、ＰＥＭ制御
装置４０の基準信号４８が供給される。この取り込まれた信号は、光学素子（す
なわち、診断アパーチャ５８における光学素子の部分）によって診断ビーム５２
に誘起されたリターダンスを表す。好ましい実施例において、この診断リターダ
ンス信号は、ＤＣ信号に変換され、マイクロ処理装置７２に供給される。
【００３３】 マイクロ処理装置７２は、最初に、診断リターダンス信号を、主光ビーム２８
（主アパーチャすなわち最も大きくリターダンスが誘起された領域）に誘起され
たリターダンスを表す信号に変換するタスクを処理する。他方、診断ビーム５２
に誘起されたリターダンスは、主光ビームに誘起されたリターダンスより相対的
に小さい。それゆえに、診断ビームのリターダンスを表す信号は、主光ビームの
リターダンスの対応する値に達するように処理される。主光ビームのリターダン
スは、以下の計算によって、診断ビームのリターダンスから外挿法によって求め
られる。
（主アパーチャすなわち最も大きくリターダンスが誘起された領域）に誘起され
たリターダンスを表す信号に変換するタスクを処理する。他方、診断ビーム５２
に誘起されたリターダンスは、主光ビームに誘起されたリターダンスより相対的
に小さい。それゆえに、診断ビームのリターダンスを表す信号は、主光ビームの
リターダンスの対応する値に達するように処理される。主光ビームのリターダン
スは、以下の計算によって、診断ビームのリターダンスから外挿法によって求め
られる。
【００３４】
【数１】 I（ｔ）＝I０／２（１−ｃｏｓ（δｂ＋δｍｓｉｎ（ωｍｔ）））
【００３５】
【数２】 δｂ＝π／２
【００３６】 ここで、δｂは、固定波長板６０のリターダンスであり、δｍは、診断ビーム
の中央線の位置でのＰＥＭ２０のピークリターダンスであり、Ｉ０は、検出器６
４でのピーク強度であり、ωｗは、ＰＥＭの共振周波数である。ＰＥＭの異なる
位置に対する（すなわち、主アパーチャ３８の中央に対する）δｍの値を外挿法
によって求めるために、以下の式を適用する。
の中央線の位置でのＰＥＭ２０のピークリターダンスであり、Ｉ０は、検出器６
４でのピーク強度であり、ωｗは、ＰＥＭの共振周波数である。ＰＥＭの異なる
位置に対する（すなわち、主アパーチャ３８の中央に対する）δｍの値を外挿法
によって求めるために、以下の式を適用する。
【００３７】
【数３】 δ＝δｍｓｅｃ（２Ｄ／Ｌ）
【００３８】 ここで、δはＰＥＭの主アパーチャ３８の中央で外挿法によって求められたＰ
ＥＭのリターダンスであり、Ｄは主アパーチャ３８の中央から診断アパーチャ５
８の中央までの距離であり、ＬはＰＥＭの光学素子３２の長さである。
ＥＭのリターダンスであり、Ｄは主アパーチャ３８の中央から診断アパーチャ５
８の中央までの距離であり、ＬはＰＥＭの光学素子３２の長さである。
【００３９】 寸法Ｄ及びＬを図２に示す。好ましい実施例において、距離Ｄは２０ミリメー
トル（ｍｍ）及び光学素子の長さＬは５７．３ｍｍである。
トル（ｍｍ）及び光学素子の長さＬは５７．３ｍｍである。
【００４０】 前記の式に用いた定数は診断装置のファームウェアに記憶され、該ファームウ
ェアを図１において記憶装置７４として示している。その記憶装置は、好ましく
は、読み出し専用型の記憶装置（以下「ＲＯＭ」という。）であり、その内容は
、診断装置の工場校正の間にプログラムされる。
ェアを図１において記憶装置７４として示している。その記憶装置は、好ましく
は、読み出し専用型の記憶装置（以下「ＲＯＭ」という。）であり、その内容は
、診断装置の工場校正の間にプログラムされる。
【００４１】 アパーチャ３８、５８を図２において円形線で示したが、光学素子３２に関し
て、アパーチャを備えたコンポーネントにはそのような印はない。しかし、光学
素子３２は、ハウジングに取り付けられ、かつハウジングに収容されている。し
たがって、図に示す円形線は、他の不透明なハウジングの開口（opening）を表
すと考えられ、その開口は、アパーチャ３８、５８をそれぞれ対応する診断及び
主光ビームに露出させる。好ましい実施例において、主アパーチャ３８のための
開口は直径１４ｍｍの円である。診断アパーチャ５８のための開口は、直径５ｍ
ｍの円である。
て、アパーチャを備えたコンポーネントにはそのような印はない。しかし、光学
素子３２は、ハウジングに取り付けられ、かつハウジングに収容されている。し
たがって、図に示す円形線は、他の不透明なハウジングの開口（opening）を表
すと考えられ、その開口は、アパーチャ３８、５８をそれぞれ対応する診断及び
主光ビームに露出させる。好ましい実施例において、主アパーチャ３８のための
開口は直径１４ｍｍの円である。診断アパーチャ５８のための開口は、直径５ｍ
ｍの円である。
【００４２】 好ましい実施例において、診断装置のコンポーネントの大部分（レーザ光源５
０を除く）はＰＥＭのハウジングに直接に取り付けられており、同じくハウジン
グに取り付けられた関連のプリント回路基板に電気部品が支持されている。
０を除く）はＰＥＭのハウジングに直接に取り付けられており、同じくハウジン
グに取り付けられた関連のプリント回路基板に電気部品が支持されている。
【００４３】 処理装置７２によって生じた主光ビームのリターダンス特性（例えばリターダ
ンス振幅）は、ＰＥＭ制御装置４０に与えられる。その信号は、主光学装置２２
が作動したとき、表示装置７６に実時間で表示される。
ンス振幅）は、ＰＥＭ制御装置４０に与えられる。その信号は、主光学装置２２
が作動したとき、表示装置７６に実時間で表示される。
【００４４】 好ましい実施例において、処理装置７２によってＰＥＭ制御装置４０に与えら
れる主光ビームのリターダンス特性を表す診断信号は、ＰＥＭ制御信号に変換さ
れる。すなわち、ＰＥＭ制御装置の中央処理装置は、使用者によって選択された
リターダンス特性（例えば、リターダンス振幅）と、診断処理装置７２から受け
取った「実際の」リターダンス特性と比較する。これらの２つの値が異なる場合
には、その相違に対応する誤差信号が生じ、該誤差信号は、前記した実際の値が
前記した選択された値に達するまで、変換装置３４に適用された駆動信号を変更
するために用いられる。
れる主光ビームのリターダンス特性を表す診断信号は、ＰＥＭ制御信号に変換さ
れる。すなわち、ＰＥＭ制御装置の中央処理装置は、使用者によって選択された
リターダンス特性（例えば、リターダンス振幅）と、診断処理装置７２から受け
取った「実際の」リターダンス特性と比較する。これらの２つの値が異なる場合
には、その相違に対応する誤差信号が生じ、該誤差信号は、前記した実際の値が
前記した選択された値に達するまで、変換装置３４に適用された駆動信号を変更
するために用いられる。
【００４５】 本発明の好ましい実施例に関して述べてきたが、本発明は、上記実施例に限定
されるものでなく、種々の変更をすることや特許請求の範囲と同等なものとする
ことができることは当業者により認識されるであろう。
されるものでなく、種々の変更をすることや特許請求の範囲と同等なものとする
ことができることは当業者により認識されるであろう。
【図１】 本発明に係る、光弾性変調器のための統合診断装置の好ましい実施例を示す図
。
。
【図２】 本発明に係る統合診断装置の光弾性変調器コンポーネントの部分の側面図。
２０ 光弾性変調器 ２２ 主光学装置 ２４ 診断装置 ２６ 主光源 ２８ 主光ビーム ３０ 偏光子 ３２ 光学素子 ３６ 試料 ３８ 主アパーチャ ４０ 制御装置 ４２ ビームスプリッタ ４４ ２チャンネル検出器 ４６ 処理装置 ４８ 基準信号 ５０ 光源 ５２ 診断光ビーム ５４ コリメーティングレンズ ５６ 偏光子 ６０ 光学的波長板 ６２ 分析装置 ６４ 検出器 ６６ 前置増幅器 ７０ ロックイン増幅器 ７２ マイクロ処理装置 ７４ 記憶装置 ７６ 表示装置
Claims (20)
- 【請求項１】 方向づけされた主光が通る主アパーチャを有する光学素子を
備える光弾性変調器と、 前記主光とは別の診断光を前記光学素子を通るように方向づけする診断光源を
備える診断装置とを含む、光弾性変調器と診断装置との統合装置。 - 【請求項２】 前記診断光源は、前記診断光が前記主アパーチャから離れた
位置で前記光学素子を通るように方向づけされるべく構成されている、請求項１
に記載の装置。 - 【請求項３】 前記光弾性変調器は、前記光学素子を通るように方向づけさ
れた前記主光にリターダンス特性を与えるように作動可能であり、前記診断装置
は、前記光弾性変調器によって与えられた少なくとも１つのリターダンス特性を
決定する処理手段を備える、請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 さらに、前記処理手段によって決定された前記リターダンス
特性を表示する表示手段を含む、請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 さらに、決定された前記リターダンス特性を表す信号を前記
光弾性変調器のための制御信号に変換するフィードバック手段を含む、請求項３
に記載の装置。 - 【請求項６】 前記光弾性変調器は、前記光学素子を通るように方向づけさ
れた前記主光にリターダンス特性を与えるために作動可能であり、前記診断装置
は、前記診断光のリターダンス特性を決定しかつ該診断光のリターダンス特性を
、前記光弾性変調器によって与えられた前記主光のリターダンス特性と互いに関
係づける処理手段を備える、請求項２に記載の装置。 - 【請求項７】 光学素子を通るように方向づけされた主光ビームにリターダ
ンス特性を与えるべく前記光学素子を振動させることが可能な光弾性変調器を作
動させる方法であって、 診断光ビームを前記光学素子を通るように方向づけするステップと、 前記光学素子を通過する前記診断光ビームのリターダンス特性を決定するステ
ップと、 前記診断光ビームのリターダンス特性を表す診断信号を生成するステップとを
含む、光弾性変調器の作動方法。 - 【請求項８】 さらに、前記診断信号を、前記主光ビームのリターダンス特
性を表す検算信号に変換するステップを含む、請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 さらに、前記診断信号を、前記光弾性変調器を制御するため
の制御信号に変換するステップを含む、請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 さらに、前記主光ビーム及び前記診断光ビームを、これら
のビームが互いに干渉しないように前記光学素子を経て送るステップを含む、請
求項７に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記方向づけするステップは、前記診断光ビームを前記光
学素子の部分を通るように方向づけするステップを含み、前記光学素子の部分は
前記光学素子の他の部分からオフセット距離だけ間隔をおかれ、前記他の部分を
通るように前記主光ビームが方向づけされている、請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 さらに、前記オフセット距離と、前記主光ビームのリター
ダンス特性を表す検算信号を決定するための前記診断信号とを考慮するステップ
を含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】 さらに、前記主及び診断のビームがそれぞれ方向づけされ
て通る２つの別個のアパーチャを形成するように前記光学素子を収容するステッ
プを含む、請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１４】 光学素子を経て送られた主光にリターダンス特性を与える
べく前記光学素子を振動させることが可能な光弾性変調器のための診断装置であ
って、 診断光を前記光学素子を経て送るように配置された診断光源と、 前記光学素子を経て送られた主光を検出することなく、前記光学素子を経て送
られた前記診断光の少なくとも一部分を検出する検出器とを含む、診断装置。 - 【請求項１５】 さらに、前記診断光及び前記主光を前記光学素子を経て同
時に送ることを可能にするように前記診断装置を取り付けるための取付手段を含
む、請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１６】 さらに、２つの別個の開口以外の前記光学素子を収容する
ハウジングを含む、請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記光源は、コリメーティングレンズと偏光子とを含む、
請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記検出器は、波長板と分析装置とを含む、請求項１４に
記載の装置。 - 【請求項１９】 前記診断光源は、前記主光の波長とは異なる波長を有する
診断光を提供する、請求項１に記載の装置。 - 【請求項２０】 前記方向づけするステップは、前記診断ビームの波長を、
前記主ビームの波長とは異なるように選択するステップを含む、請求項１４に記
載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12726399P | 1999-03-31 | 1999-03-31 | |
| US60/127,263 | 1999-03-31 | ||
| PCT/US2000/008625 WO2000058699A1 (en) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | Integrated diagnostic system for photoelastic modulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002540417A true JP2002540417A (ja) | 2002-11-26 |
Family
ID=22429189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000608147A Pending JP2002540417A (ja) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | 光弾性変調器のための統合診断装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1166064A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002540417A (ja) |
| AU (1) | AU4059200A (ja) |
| WO (1) | WO2000058699A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011512660A (ja) * | 2008-02-15 | 2011-04-21 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マイクロリソグラフィ投影露光装置用の光学系及びマイクロリソグラフィ露光方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2370617A1 (en) * | 1999-04-20 | 2000-10-26 | Ceptyr, Inc. | Dsp-8 dual-specificity map kinase phosphatase |
| CN103280972B (zh) * | 2013-05-22 | 2016-01-20 | 中北大学 | 反相串接式弹光调制干涉具驱动电路 |
| CN104967444A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-10-07 | 中北大学 | 一种用于弹光调制的数字锁相硬件电路 |
| CN106354052B (zh) * | 2016-08-04 | 2018-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种用于原子陀螺的光弹调制控制器 |
| JP6351893B1 (ja) | 2018-02-26 | 2018-07-04 | 日本分光株式会社 | 位相差制御装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4362387A (en) * | 1980-08-22 | 1982-12-07 | Rockwell International Corporation | Method and apparatus for measuring visibility from the polarization properties of the daylight sky |
| US4480916A (en) * | 1982-07-06 | 1984-11-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Phase-modulated polarizing interferometer |
| JPH0518858A (ja) * | 1991-07-12 | 1993-01-26 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜の光学特性測定方法 |
| FR2714970B1 (fr) * | 1994-01-12 | 1996-03-29 | Centre Nat Rech Scient | Ellipsomètre spectroscopique modulé. |
| US5652673A (en) * | 1994-06-24 | 1997-07-29 | Hinds Instruments, Inc. | Elimination of modulated interference effects in photoelastic modulators |
| US5956147A (en) * | 1997-06-13 | 1999-09-21 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Two modulator generalized ellipsometer for complete mueller matrix measurement |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000608147A patent/JP2002540417A/ja active Pending
- 2000-03-31 WO PCT/US2000/008625 patent/WO2000058699A1/en not_active Application Discontinuation
- 2000-03-31 AU AU40592/00A patent/AU4059200A/en not_active Abandoned
- 2000-03-31 EP EP00919988A patent/EP1166064A1/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011512660A (ja) * | 2008-02-15 | 2011-04-21 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マイクロリソグラフィ投影露光装置用の光学系及びマイクロリソグラフィ露光方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1166064A1 (en) | 2002-01-02 |
| WO2000058699A1 (en) | 2000-10-05 |
| AU4059200A (en) | 2000-10-16 |
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