JP2003517145A

JP2003517145A - ゴーストビーム効果の影響を低減した干渉計

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Publication number: JP2003517145A
Application number: JP2001520064A
Authority: JP
Inventors: グルート，ピータージェイ．デ
Original assignee: ザイゴコーポレイション
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2003-05-20
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: TW461958B; DE60022768T2; EP1208350B1; US6163379A; EP1208350A1; EP1208350A4; DE60022768D1; WO2001016557A1; JP4681179B2

Abstract

(57)【要約】第１および第２の計測区間を有する偏光干渉計アーキテクチャ（１０）（好適には、平面ミラー型）は、リターデーション素子（１８、２０、２４）（好適には、２つのセグメント（１８、２０）から構成される少なくとも１つのセットの分割波長板（１８、２０））とともに設けられ、分割波長板（１８、２０）は、互いに関して対向してわずかに傾き（例えば、２ｍｒａｄ）、望ましくないゴーストビームの影響を低減し、そうでなければ、主ビーム（１４、１５）と同じ経路に沿って進み、著しい循環的エラーを生成する。分割波長板（１８、２０）の使用によって、２重反射ゴーストビームは、主計測ビームに対する全傾きを有し、従って、干渉効果に寄与しない。これは、エラーの原因として波長板ゴースト反射を効果的に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の背景）本発明は、概して、置換測定干渉法に関し、より詳細には、測定信号へのゴー
ストイメージの望ましくない影響が実質的に低減され得る装置に関する。

【０００２】ゴーストビームが信号ビームに重なって著しいエラーを発生させるような方法
で、内部素子からの反射によってゴーストビームが置換測定干渉計内で形成され
得る。ゴーストビームの本質について、より具体的には、ステージ計測に対する
置換干渉計の共通のタイプである高安定性平面ミラー干渉計（ＨＳＰＭＩ）の例
を示す（さらなる例は、例えば、Ｄｒ．Ｃ．Ｚａｎｏｎｉ、Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉａｌＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓｆｏｒ
ＤｉｓｔａｎｃｅａｎｄＡｎｇｌｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ：Ｐｒｉｎ
ｃｉｐｌｅｓ、ＡｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖ
ＤＩＢＥＲＩＣＨＴＥＮＲ．７４９、１９８９を参照のこと）。偶発的な反
射を生成するための多くの機会が存在し、これにより「ゴースト」ビームを生じ
ることが図１から明らかである。これらの反射のいくつかは、干渉計内でコヒー
レントに混合し、非線形性を導入する。特に図１に示される測定波長板ｗ_Rの前
面および後面が、所望の測定ビームを完全に重ね合わせ得るゴーストビームを生
成する。多くのガラス素子からの反射とは異なり、波長板の偏光特性は、ゴース
トビームの偏光状態によって、ゴーストビームの分離を妨げる。その結果非線形
性は、潜在的に、偏光混合のような一般的に公知のエラー源よりもさらに深刻で
ある。

【０００３】ほとんどの単一面での反射は、干渉計の様々な光学素子を互いに対しておよび
ステージミラーに対して傾けることによって打ち消され得る。これらのチルトは
、ゴーストビームとメインビームとの間にチルトを導入することによってゴース
トビームの影響を低減する。言い換えれば、これらのビーム内に多くのチルト縞
が存在し、強い干渉信号を生成する。しかし、図１に示されるように測定ビーム
および基準ビームの両方に対する２０の面反射が存在するため、２つの偶発的な
反射を含む４００の可能なゴーストビーム経路が存在する。単一面反射の場合の
ように、光学素子を意図的に傾けることは、２つの表面がチルトを相殺するよう
な角度を有さない場合、多くの最も面倒な２つの表面反射の多くを除去する。不
幸にも、多くの２つの表面反射は、同じ光学素子が２つの平面間で逆反射するこ
とを伴う。２つの反射角が打ち消され、その結果、メインビームにコヒーレント
に与えられるゴーストビームとなる。

【０００４】図２および図３は、測定波長板からの２つの表面反射を含むゴーストビーム経
路の２つの例を示す。これらのゴーストビームの経路は分離されて示されている
が、実際には、これらの経路は、主要な干渉計ビームに重なることが理解される
。逆反射のため、波長板を傾けることによってこれらの経路を避ける試みは、干
渉計がステージミラー内のチップおよびチルトを調整するという同じ理由のため
失敗する。どんなに波長板が傾けられても、ゴーストビームは、検出器までの経
路を見出す。

【０００５】定量的には、相対電界振幅εのゴーストビームから得られる平面ミラー干渉計
内のピーク−谷（ＰＶ）エラーδｘは、以下の式によって与えられる。

【０００６】 δｘ＝ελ／４π （１）０．５％の反射率を有する石英波長板は、２回の反射後、０．００５の値εを
得る。その結果、図２および３に示される寄与のそれぞれに対してδｘ＝０．２
５ｎｍを得る。比較して、高品位ビームスプリッタ（＜０．１％減光）における
ＨＳＰＭＩ偏光混合からの寄与は、より小さな（０．０５ｎｍ）オーダーである
。

【０００７】これらの干渉計の内のエラーの原因として周波数混合および偏光混合に関して
かなり注目されてきたが、ゴースト反射に属する問題のいかなる処置の顕著な欠
如があった。例えば、ＩｎＡｐｐｌ．Ｏｐｔ．３７（２８），６６９６−６７
００（１９９８）では、ＷｕおよびＤｅｓｌａｔｔｅｓは、ゴーストの原因およ
び影響を簡単に議論し、マイカおよび方解石等のいくつかの材料がＡＲコーティ
ングに対して弱い基質であることに留意されたい。しかし、これらのゴーストを
低減するための任意の手段を説明していない。

【０００８】結果的に、本発明の第１の目的は、変位干渉計において生成される望ましくな
いゴーストビームの影響が低減され得る装置を提供することである。本発明主な
目的は、高安定平面ミラー干渉計（ＨＳＰＭＩ）および他の平面ミラー干渉計型
の構成の測定波長板からのコヒーレント２次ゴースト反射の可能性を除去するこ
とである。

【０００９】本発明の他の目的は、以下の詳細な説明を、図面とともに読む場合に部分的に
明らかであり、以後部分的に明確になる。

【００１０】（発明の要旨）本発明は、概して置換干渉計、特に偏光干渉計の構成に関し、好ましくは第１
および第２の測定区間（ｌｅｇ）を有する平面ミラー型であり、１つは、好まし
くは基準区間として固定され、そして機能し、もう１つは、測定置換に対して移
動可能である（線形、角度またはその両方）。偏光リターデーション素子は、好
ましくは、分割波長板のセットの形態であり、互いに対して反対方向わずかに傾
いた（例えば、２ｍｒａｄ）２つのセグメントから構成され、望ましくないゴー
ストビームの影響を低減するように測定区間内に存在し、そうでなければ、主ビ
ーム（ｍａｉｎｂｅａｍ）と同じ経路に沿って進み、著しい循環エラーを生成
する。このような分割波長板の第２のセットは、基準区間内に有利に使用され得
る。分割波長板の使用によって、２重反射ゴーストビームが主測定ビームに対し
て正味のチルトを有し、従って、干渉影響に寄与しない。これは、エラーの原因
として波長板ゴースト反射を効率的に除去する。本発明の精神を使用して、傾い
た波長板は、これらに限定されないが、非補償平面ミラー、高安定性平面ミラー
、差動平面ミラー、２重差動平面ミラー、およびデュアル線形／角度状型を含む
、様々な偏光干渉計において作製される。

【００１１】本発明の他の目的および利点とともに、本発明の構造、動作、および方法論は
、図面とともに詳細な説明を読むことによって最良に理解され得る。各要素は、
様々な図面において出現する場合はいつでもそれを識別する、割り当てられた数
を有する。

【００１２】（発明の詳細な説明）ここで図４を参照する。図４は、出力信号に関する望ましくないゴースト反射
の影響を低減するために、好ましくは、その測定区間内に、２つの対向して傾け
た１／４波長板を使用する高安定平面ミラー干渉計１０の透視図である。図１で
理解されるように、干渉計１０は入力ビーム１４を生成するための光源１２を備
え、好適には、点線（ｓ−偏光）および隣接する垂直な両頭矢印（ｐ−偏光）に
よって記号を用いて示される２つの直交偏向された同延の成分を含む。光源１２
は、好ましくはレーザまたはコヒーレントな照射源等であり、好ましくは偏光さ
れ、波長λ₁を有する。ヘテロダイン検出の目的のために、変調器は、例えば、
音響光学デバイスまたはビーム１４の偏光成分を選択的に変調するための追加の
光学素子を有する音響光学デバイスの組み合わせの形態で設けられ得る。好まし
くは、このような変調器は、ビーム１４の直線偏光された成分の１つの発振周波
数をシフトする。直交に、直線偏向された成分に関する周波数ｆ₁の量、その成
分の偏光の方向が図示される。ビーム１４が、例えば分散干渉法を実施するため
に２つ以上の波長を有し、これらの波長は、調和振動で関連付けられ得る。

【００１３】ビーム１４が、１以上の波長を出射する単一のレーザ光源によって、および周
波数二重化、周波数三重化、周波数四重化等を達成する光の周波数二重化手段に
組み合わされた単一のレーザ光源によって、和周波数生成または差周波数生成を
組み合わせた異なる波長の２つのレーザ光源、あるいは１以上の波長の光を生成
可能な任意の等価な光源構成によって代替的に与えられ得ることを当業者は理解
する。

【００１４】レーザ光源は、例えば、ＨｅＮｅ等のガスレーザであり得る。当業者に公知の
任意の様々な従来技術（例えば、Ｔ．Ｂａｅｒらによる、「Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆａ０．６３３μｍＨｅ−Ｎｅ−ｌｏ
ｎｇｉｔｕｄｉｎａｌＺｅｅｍａｎＬａｓｅｒ」ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔ
ｉｃｓ、１９、３１７３−３１７７（１９８０）と、Ｂｕｒｇｗａｌｄらによる
、１９７５年６月１０日に発行された米国特許第３、８８９、２０７号と、Ｓａ
ｎｄｓｔｏｒｍらによる１９７２年５月９日に発行された米国特許第３、６６２
、２７９号を参照）によって安定化されたＨｅＮｅ等のガスレーザであり得る。
あるいはレーザは、当業者に公知の様々な従来技術（例えば、Ｔ．Ｏｋｏｓｈｉ
ａｎｄＫ．Ｋｉｋｕｃｈｉ、「ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｔａｂｉｌｉｚａｔ
ｉｏｎｏｆＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒｓｆｏｒＨｅｔｅ
ｒｏｄｙｎｅ−ｔｙｐｅＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙ
ｓｔｅｍｓ」ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＬｅｔｔｅｒｓ、１６、１７９−１８１（
１９８０）と、Ｓ．ＹａｍａｑｇｕｃｈｉおよびＭ．Ｓｕｚｕｋｉ、「Ｓｉｍｕ
ｌｔａｎｅｏｕｓＳｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＦｒｅｑｕｅ
ｎｃｙａｎｄＰｏｗｅｒｏｆａｎＡｌＧａＡｓＳｅｍｉｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒＬａｚｅｒｂｙＵｓｅｏｆｔｈｅＯｐｔｏｇａｌｖａｎｉ
ｃＥｆｆｅｃｔｏｆＫｒｙｐｔｏｎ、」ＩＥＥＥＪ．Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、ＱＥ−１９、１５１４−１５１９（１９８３）を参照
）において安定化されるダイオードレーザ周波数であり得る。

【００１５】使用されるビーム１４の２つの光周波数は、任意の様々な周波数変調装置およ
び／またはレーザによって生成され得ることが理解され得る。（１）ゼーマンス
プリットレーザ（例えば、Ｂａｇｌｅｙらによる、１９６９年７月２９日に発行
された米国特許第３、４５８、２５９号、Ｇ．Ｂｏｕｗｈｕｉｔｓによる「Ｉｎ
ｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｅＭｉｔＧａｓｌａｓｅｒ」Ｎｅｄ．Ｔ．Ｎａｔ
ｕｕｒｋ、３４、２２５−２３２（１９６８年８月）、Ｂａｇｌｅｙらによる、
１９７２年４月１８日に発行された米国特許第３、６５６、８５３号、およびＨ
．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ、「Ｒｅｃｅｎｔｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃｍ
ｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｕｓｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｌａｓｅｒｓ」
、ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、６（２）、８７−９４（１９
８４））（２）音響光学ブラッグセルの対の使用（例えば、Ｙ．Ｏｈｔｓｕｋａ
およびＫ．Ｉｔｏｈによる、「Ｔｗｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙＬａｓｅｒＩｎ
ｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｆｏｒＳｍａｌｌＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎａＬｏｗＦｒｅｑｕｅｎｃｙＲａｎｇ
ｅ」、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、１８（２）、２１９−２２４（１９７９
）、Ｎ．Ｍａｓｓｉｅらによる、「ＭｅａｓｕｒｉｎｇＬａｓｅｒＦｌｏｗ
ＦｉｅｌｄＷｉｔｈａ６４−ＣｈａｎｎｅｌＨｅｔｅｒｏｄｙｎｅ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ」、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、２２（１４
）２１４１−２１５１（１９８３）、Ｙ．ＯｈｔｓｕｋａおよびＭ．ｔｓｕｂｏ
ｋａｗａによる、「ＤｙｎａｍｉｃＴｗｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙＩｎｔｅｒ
ｆｅｒｏｍｅｔｒｙｆｏｒｓｍａｌｌＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔＭｅａ
ｓｕｒｍｅｎｔ」、ＯｐｔｉｃｓａｎｄＬａｓｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
、１６、２５−２９（１９８４）、Ｈ．Ｍａｔｕｍｏｔｏ、ｉｂｉｄ、Ｐ．Ｄｉ
ｒｋｅｎらによる、１９９６年１月１６日に発行された米国特許第５、４８５、
２７２号、Ｎ．Ａ．ＲｉｚａおよびＭ．Ｈ．Ｋ．Ｈｏｗｌａｄｅｒ、「Ａｃｏｕ
ｓｔｏ−ｏｐｔｉｃｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｕｎａｂｌｅｌｏｗ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
ｓｉｎｇｎａｌｓ」、Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．、３５（４）、９２０−９２５（１９
９６）（３）単一の音響光学ブラッグセルの使用（例えば、Ｇ．Ｅ．Ｓｏｍｍａ
ｒｇｅｎによる同一出願人に譲受され、１９８７年８月４日に発行された米国特
許第４、６８４、８２８号、Ｇ．Ｅ．Ｓｏｍｍａｒｇｅｎによる同一出願人に譲
受され、１９８７年８月１８日に発行された米国特許第４、６８７、９５８号、
Ｐ．Ｄｉｒｋｓｅｎらによる同書（４）ランダムに偏光されたＨｅＮｅレーザの
２つの長手方向モードの使用（例えば、Ｊ．Ｂ．ＦｅｒｇｕｓｏｎおよびＲ．Ｈ
．Ｍｏｒｒｉｓによる「ＳｉｎｇｌｅＭｏｄｅＣｏｌｌａｐｓｅｉｎ６
３２８Å ＨｅＮｅＬａｓｅｒｓ」、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、１７（
１８）、２９２４−２９２９（１９７８）または（５）レーザの複屈折成分また
はレーザの内部成分の使用（例えば、Ｖ．ＥｖｔｕｈｏｖおよびＡ．Ｅ．Ｓｉｅ
ｇｍａｎ、「Ａ ’Ｔｗｉｓｔｅｄ−Ｍｏｄｅ’Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒ
ＯｂｔａｉｎｉｎｇＡｘｉａｌｌｙＵｎｉｆｏｒｍＥｎｅｒｇｙＤｅｎ
ｓｉｔｙｉｎａＬａｓｅｒＣａｖｉｔｙ」、ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉ
ｃｓ、４（１）、１４２−１４３（１９６５）。

【００１６】ビーム１４の光源のために使用される特定のデバイスは、ビームの直径および
発散を決定する。いくつかの光源、例えばダイオードレーザでは、従来のビーム
形成光学素子（例えば、従来の顕微ミラーの対物レンズ）を使用して以後の素子
についての適切な直径および発散を有するビーム１４を供給することが必要であ
る可能性がある。光源が、例えばＨｅＮｅレーザである場合、ビーム形成光学素
子は必要とされ得ない。

【００１７】干渉計１０の他の光学素子は、偏光ビームスプリッタ１６と、リターデーショ
ン手段（好ましくは、１／４波長板１８および２０の対の形態）ビームススプリ
ッタ１６の出射切子面の右側にあり、互いに反対に傾いた（例えば、２ｍｒａｄ
）リターデーション手段と、周知の方法の移動に適応する１／４波長板１８およ
び２０の右側にある移動可能な平面ミラー２２と、ビームスプリッタ１６の上方
に位置し、ビームスプリッタ１６の上部切子面に隣接する１／４波長板２４と、
固定された基準平面ミラー２４（好ましくは、１／４波長板２４上方に固定され
、配置される）と、ビームスプリッタ１６の下部切子面に対向して配置されれた
キューブコーナー（ｃｕｂｅｃｏｒｎｅｒ）リトロリフレクタ２８とを備える
。

【００１８】ビーム１４は、ビームスプリッタ１６を偏光することによって遮られる。干渉
計１０の測定区間に沿って進む、ビーム３４のようなｐ−偏光成分を伝達するこ
とによってビーム１４の直交偏光された成分を分離するように動作し、干渉計１
０の測定区間に沿って進む、ビーム３６のようなｓ−偏光成分を反射する。

【００１９】ビーム３４は、傾けられた１／４波長板１８を通過して円偏光になり、移動可
能ミラー２２で反射する。このプロセスではビーム３４の左右像が変化し、そし
て１／４波長板１８に再度進み、その後、ｓ−偏光として出射する。そのビーム
は次いで、コーティングされたビームスプリッタ１６の斜辺面で反射され、その
後、キューブコーナーリトロリフレクタ２８に入射し、そこからビーム３８とし
て出射しビームスプリッタ１６に向って再度進む。ビーム３８は、ビームスプリ
ッタ１６で反射し、移動可能な平面ミラー２２に向ってビーム４０として再度進
む。ビーム４０は、傾けられた１／４波長板２０を通過し、そこから円偏光とし
て出射し、移動可能ミラー２２で反射する。このプロセスでは、光の左右像が反
転し、そして傾けられた１／４波長板２０からｐ−偏光として出射し、出力ビー
ム成分４２としてビームスプリッタ１６を介して伝達される。

【００２０】ビーム３６は、ビームスプリッタ１６から出射し、ビームスプリッタ１６から
上方に進み、１／４波長板２４を通過し、１／４波長板２４から円偏光として出
射する。その円偏光は固定された平面ミラー２６で反射し、１／４波長板２４に
戻る。その円偏光の左右像は、平面ミラー２６からの反射前の左右像と比較して
反転された左右像を有する。その後、その円偏光は、１／４波長板２４からｐ−
偏光として出射し、ｐ−偏光は、ビームスプリッタ１６によって伝達され、キュ
ーブコーナーリトロリフレクタ２８に進む。ｐ−偏光は、キューブコーナーリト
ロリフレクタ２８から出射し、再び上方に移動してビームスプリッタ１６からｐ
−偏光４４のビームとしてビームスプリッタ１６から出射する。ビーム４４は、
１／４波長板２４を通過し、１／４波長板２４から円偏光として出射し、平面ミ
ラー２６から反射する。このプロセスでは、その円偏光は左右像が変化され、１
／４波長板２４を介して進み、１／４波長板２４からｓ−偏光として出射する。
ビーム４４は、ビームスプリッタ１６の対角表面で反射し、ビーム４４は、出力
ビーム４２と結合し出力ビーム４５として反射する。ビーム４２および４４は、
偏光ミキサ３０によって結合され、偏光ミキサ３０は、光検出器３２に送られる
出力ビーム４６を生成する。光検出器３２は、干渉計１０の基準区間および測定
区間との間の光路差を表す信号を生成かつ出力するように動作する。次いで、光
検出器３２の出力は、この目的のために設計されたオンボードソフトウエアの使
用による周知の様式で信号処理および信号解析するコンピュータ３３に供給され
る。あるいは、このような処理および解析は、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）の
ような適切な機能性を有する専用チップによって達成され得る。図４では、測定区間波長板１８および２０は、測定区間波長板１８および２０を
介して移動可能ミラー２２への２重光通過伝達が主光に平行な２つの反射ゴース
トビームを生成しないように分割する。これは、測定１／４波長板に対して最も
重要であるが、図５に理解されるのと同様に基準波長板に対して有用で有り得る
。理解されるように、波長板セグメント１８および２０は、従来の単一波長板と
同様に正確に配向された自身の偏光軸を有する。このような波長板は入手可能で
あり、調和的に関連付けられ得る２以上の波長で動作する。このようにして、２つの直交偏光されたビームを受け取り、それぞれ第１および
第２の測定区間に沿って進む２つのビームを分離し、第１および第２の測定区間
を進む際に各ビームが受け取る光路内のそれぞれの差に関する情報を含む出射ビ
ームを生成するための干渉計手段が設けられる。第１および第２の測定区間は、
第１および第２の測定区間の少なくとも１つが様々な物理長（すなわち、第１お
よび第２の測定区間の光路の各物理長の間の差に従って変化する第１および第２
の測定区間の間の光路長）を有するように構成かつ配置され、少なくとも１つの
第１および第２の測定区間は、出射ビームに対するゴースト反射の影響を低減す
る一方で、ビームの偏光状態を制御するための１対の対向して傾けられた１／４
波長板を備える。この配置は、ガラス素子の同一の光路長を通して基準ビームお
よび測定ビームが進むために、かなり安定り、それによって、干渉計１０を熱の
影響に対して敏感でないようにすることが明らかである。また、２重光通過幾何
構成の結果として、平面ミラーのこのチルトの効果が打ち消される。

【００２１】直交偏光入力ビーム素子が、偏光混合をさらに低減する、空間的に分離された
ビームとして設けられ得ることが明らかである。これは、例えば、偏光ビームス
プリッタコーティングを処理する偏光ビームスプリッタおよび平面ミラーあるい
はせん断板の使用のような周知の様式によって達成され得る。空間的に分離され
た入力ビームが使用される場合、同様に組み合わされた出力ビームに一致する。

【００２２】図５は、高安定性平面ミラー干渉計５０の概略的透視図である。高安定性平面
ミラー干渉計５０は、２セット（１セットは測定区間にあり、他の１セットは干
渉計内にある）対向して傾けられた１／４波長板を使用し、出力信号に関する望
ましくないゴースト反射の影響を低減する。従って、干渉計５０は、２つの対向
するように傾けられた１／４波長板５２および５４の追加によって干渉計１０と
は異なる。さらに、干渉計１０および５０の両方に共通な素子は、上述の干渉計
と同一の数および同一の動作であるとみなされる。しかし、ビーム光源１４、偏
光ミキサ３０、光検出器３２、およびコンピュータ３３は、図面を簡略化するた
めに省略されるが、実際にはこれらは含まれる。１／４波長板５２および５４は
、ここでは干渉計５０の基準区間内ではなく、干渉計１０において、１／４波長
板１８および２０と同一の動作を行う。

【００２３】本発明は上述の構成とは異なる構成を有する他の偏光干渉計において使用され
得ることが理解される。例えば、本発明は、Ｄｒ．Ｃ．Ｚａｎｏｎｉの上記の論
文（この論文全体を本明細書中で参考として援用する）に記載されるような熱効
果を補償しない平面ミラー干渉計、異なる平面ミラー干渉計、２つの差分平面ミ
ラー干渉計、および２重線形／角度置換干渉計において使用され得る。あるいは
、２重線形／角度置換干渉計のさらなる例は、米国特許第４，８８１、８１６号
、第４、８５９、０６６号、第４、８８３，３５７号、および４、８８３、３５
７号に記載され得、これらの特許もまた本明細書中で参考として援用する。

【００２４】他の改変が、上記の本発明の教示および実施形態に基づく関連分野の当業者に
明白であり、請求の範囲における本発明の範囲内にあることが意図される

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、周知の従来技術の高安定性平面ミラー干渉計の概略的な平面図である
。

【図２】図２は、干渉計の測定区間内に配置された１／４波長板から２つの偏光回転表
面反射によって引き起こされる望ましくないゴースト反射の原因の１つを示す、
図１の干渉計の選択された素子の概略的な平面図である。

【図３】図３は、ゴーストビームが、１／４波長板から表面反射を保持する２つの単純
な偏光によって引き起こされる干渉計を通して４回通過する場合に発生する望ま
しくないゴースト反射についての別の原因を示す、図２と同様の概略的な平面図
である。

【図４】図４は、出力信号に関して望ましくないゴースト反射の効果を低減するように
、干渉計の測定区間において２つの対向して傾いた１／４波長板を使用する高安
定性平面ミラー干渉計の概略的な透視図である。

【図５】図５は、出力信号に関して望ましくないゴースト反射の効果を低減するように
、２つのセットの対向して傾いた１／４波長板（干渉計の測定区間内の１つのセ
ット、基準区間内の１つのセット）を使用する高安定性平面ミラー干渉計の概略
的な透視図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月１４日（２００２．３．１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F064 AA01 AA15 BB01 BB05 CC03 DD08 EE01 FF01 FF02 FF06 GG12 GG16 GG22 GG23 GG33 GG34 GG38 2G020 CA12 CB23 CC24 CC32 CC47 CD22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光干渉計装置であって、該装置は、少なくとも２つのビー
ムを受信し、第１および第２の測定区間を提供し、それぞれ該第１および該第２
の測定区間に沿って進む該２つのビームを分離する干渉計手段を備え、該第１お
よび第２の測定区間を進む際に各ビームが受けるそれぞれの光路差に関する情報
を含む出射ビームを生成し、該第１および該第２の測定区間は、構造化され調整
された光路を有する該第１および第２の測定区間を有し、少なくとも１つの該第
１および第２の測定区間は、変更可能な物理長を有し、該第１および第２の測定
区間との間の光路長の差が、該第１および第２の測定区間の光路に対応する物理
長の間の差に従って変動し、少なくとも１つの該第１および第２の測定区間は、
該ビームの偏光状態を制御するためのリターデーション素子を備え、一方で該出
射ビームへのゴースト反射の影響を低減する、偏光干渉計装置。
【請求項２】前記出射ビームを組み合わせて、前記第１および第２の測定
区間の前記所定の光路の対応する光路からそれぞれの該出射ビーム間の位相差に
対応する情報を含む、混合された光信号を生成する手段をさらに備える、請求項
１に記載の偏光干渉計装置。
【請求項３】前記混合された光信号を検出し、前記測定区間の物理経路長
差および該測定区間の相対変化率の差に対応する情報を含む電気干渉信号生成す
る手段をさらに備える、請求項２に記載の偏光干渉計装置。
【請求項４】前記電気干渉信号を解析するための電気手段をさらに備える
、請求項３に記載の偏光干渉計装置。
【請求項５】前記リターデーション素子が、１対の対向して傾けられた１
／４波長板を備える、請求項１に記載の偏光干渉計装置。
【請求項６】直交偏光状態を有する少なくとも２つのビームを生成する手
段をさらに備える、請求項５に記載の偏光干渉計装置。
【請求項７】前記干渉計手段は、前記第１および第２の測定区間の対応す
る区間に沿って進むため、前記直交偏光されたビームを分離するための少なくと
も１つの偏光ビームスプリッタを備える、請求項１に記載の偏光干渉計装置。
【請求項８】前記干渉計手段は、前記測定区間内の１つにおいて少なくと
も１つの平面ミラーを備える、請求項１に記載の偏光干渉計装置。
【請求項９】前記干渉計手段は、前記第１および第２の測定区間の対応す
る区間に沿って進む前記直交偏光されたビームを分離するための少なくとも１つ
の偏光ビームスプリッタを備える、請求項１に記載の偏光干渉計装置。
【請求項１０】前記干渉計手段は、複数の光学素子を備え、該複数の光学
素子は、ガラスから構成され、前記第１および第２の測定区間に沿って進む前記
分離されたビームが、熱効果を補償するために、実質的に等しい光路長にわたっ
て、ガラスから構成される該光学素子を通って進むように調整された前記リター
デーション素子を備える、請求項１に記載の偏光干渉計装置。
【請求項１１】前記複数の光学素子は、入射切子面と、出射切子面と、上
部切子面と、下部切子面とを有する偏光ビームスプリッタと、該上部切子面の上
方に実質的に平行に配置された第１の固定された平面ミラーと、該第１の平面ミ
ラーと該上部切子面との中間に配置された第１の１／４波長板と、該出射切子面
に実質的に平行かつ対向して配置された第２の移動可能な平面ミラーと、該第２
の平面ミラーと該出射切子面の中間に固定して配置された反対向きに傾けられた
１／４波長板の第２の対とを備える、請求項１０に記載の偏光干渉計装置。
【請求項１２】前記直交偏光ビームは、同延の経路に沿って進む、請求項
１に記載の偏光干渉計装置。
【請求項１３】前記干渉計は、前記直交偏光されたビームが、該干渉計に
２重通過させるように配置される、請求項６に記載の偏光干渉計装置。
【請求項１４】少なくとも２つの前記直交偏光ビームが異なる波長を有す
る、請求項１に記載の偏光干渉計装置。
【請求項１５】前記直交偏光されたビームの異なる波長は、調和的に関係
付けられる、請求項１４に記載の偏光干渉計装置。