JP2004101466A - Interferometer device comprising unnecessary light eliminator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉計装置の光軸上に、光束の進路変更用として配置されたハーフミラーから出力される不要光を除去するための不要光除去体、およびこのような不要光除去体を備えた干渉計装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
干渉計装置においては、光源から出力された光束を基準面および被検体に導くと共に、これら基準面および被検体からの戻り光を撮像手段に導く光学系を必要とするが、光源から撮像手段に至る往復光路上において、光束が進行する方向を変更する目的でハーフミラーが広く用いられている。ハーフミラーは、入力された光束を透過する光束と反射する光束とに分割して出力するという特性を有するため、干渉計装置の構成によっては、ハーフミラーにおいて透過あるいは反射された光束が、測定解析に利用されることのない不要光となる場合がある。
【0003】
このような不要光は、干渉測定を行なう際のノイズの原因となり得るが、これまでの干渉計装置では、例えば、黒塗りのアルマイト処理を施した遮光部材や、モルトプレーンのように、入力された不要光を吸収散乱させて減衰させる光除去部材を、不要光が出力される方向の前方位置に配置することにより、実質的な問題は生じていなかった。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−221004号公報(第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、干渉計測はコンピュータを用いた干渉縞解析を行ない、非常に微細な波面形状まで求められるようになってきており、そのような場合には、干渉縞画像上のほんの僅かな明暗でさえ解析し、波面形状として算出してしまうことになる。そのために、上述したような不要光の除去方法では、光除去部材において散乱した光の一部が迷光となって干渉縞画像に重畳してしまい、それが干渉縞解析を行なう際のノイズとなり、解析結果に悪影響を及ぼす虞があることが確かめられた。
【0006】
一般に、不要光を除去する手段として、不要光を内部に取り込み、取り込んだ不要光を内面において繰り返し反射させながら減衰させるタイプのもの(ホーン構造のもの)が知られている。しかし、このようなタイプの装置は、広い設置スペースを必要とするなどの問題がある。
【0007】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、ハーフミラーから出力される不要光を、干渉縞解析の際のノイズ原因とならないように十分に除去することが可能で、しかも設置スペースが少ない不要光除去体、およびこのような不要光除去体を備えた干渉計装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の干渉計装置は、光束の進路変更用としてハーフミラーを光軸上に備えてなる干渉計装置において、前記ハーフミラーから出力された不要光を除去するために、前記不要光が出力される方向の前方位置に、入力された該不要光を透過しつつ吸収する光透過型の光吸収体を備えた不要光除去体を配置したことを特徴とするものである。
【0009】
本発明の干渉計装置においては、前記光吸収体の前記ハーフミラーと対向する面に、光反射防止処理が施されていることが好ましい。
【0010】
また、前記光吸収体の前記ハーフミラーと対向する面が、前記不要光の軸方向と斜交するように配置されていることが好ましい。
なお、上記「光透過型の光吸収体」とは、光を透過させながら、光エネルギを熱エネルギに変換することで減衰させる部材を意味し、例えば、色フィルタや吸収型のNDフィルタなどが、これに該当する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
〈干渉計装置概要〉
図1は、本発明の一実施形態に係る不要光除去体を備えた干渉計装置の光学系を示す図である。なお、説明を分かりやすくするため、図1においては、各光学部品間の距離やそれら個々の大きさを、適宜変更して示している。
【0012】
図示した干渉計装置10は、1対の干渉計12A,12Bと、被検体となる不透明の平行平面板(例えば、セラミック板、金属板、ブロックゲージ等)2を保持する被検体保持部材14とを備えてなり、平行平面板2の両側に1対の干渉計12A,12Bを対向配置した状態で平行平面板2の両面2a,2bを被検面として干渉縞測定を行なうことにより、平行平面板2の絶対厚みおよび厚みムラを測定するように構成されている。
【0013】
各干渉計12A,12Bはフィゾー型の干渉計であって、その本体ケース20A,20B内の波長可変レーザ光源31A,31Bから出力されたレーザ光を発散レンズ32A,32B、およびハーフミラー面35A,35Bを備えたビームスプリッタ33A,33Bを通した後、コリメータレンズ34A,34Bによって平行光束として外部に出力するように構成されている。さらに、出力された平行光束を基準板22A,22Bの基準面22Aa,22Baに入射させ、該基準面22Aa,22Baにおいて透過光線束と反射光線束とに2分割し、透過光線束を被検面2a,2bに入射させてその反射光を物体光とするとともに基準面22Aa,22Baにおける反射光を参照光とし、これら物体光および参照光の光干渉により生じる干渉縞を、ビームスプリッタ33A,33B、結像レンズ38A,38Bを介してCCDカメラ等からなる撮像装置39A,39B内に取り込むようになっている。上記ビームスプリッタ33A,33Bは、干渉した戻り光の進路を撮像装置39A,39Bの方向に変更する目的で用いられている。なお、結像レンズ38A,38Bの撮像装置39A,39B側には、ローパスフィルタやIRカットフィルタ等が適宜配されるが、図示は省略している。
【0014】
〈不要光除去体〉
上述した干渉計装置10においては、上記波長可変レーザ光源31A,31Bから出力されたレーザ光は、ビームスプリッタ33A,33Bをコリメータレンズ34A,34B方向に透過することによって基準面22Aa,22Baおよび被検面2a,2b上に照射されることになるが、このレーザ光がビームスプリッタ33A,33Bを透過する際、その一部が、ハーフミラー面35A,35Bにおいて、上記撮像装置39A,39Bとは反対の方向(図中上方向)に反射され、不要光として出力される。そして、この不要光の一部が、粗面である本体ケース20A,20Bの内側面20a,20b等に達した際に散乱光となって、撮像装置39A,39Bに入り、ノイズの原因となる。このような、ビームスプリッタ33A,33Bから出力された不要光を十分に除去するため、上記干渉計装置10では、その本体ケース20A,20B内に不要光除去体40A,40Bを備えている。
【0015】
この不要光除去体40A,40Bは、上記不要光が出力される方向の前方位置に配置された光透過型の光吸収体41A,41B、および必要な場合に、この光吸収体41A,41Bの、ビームスプリッタ33A,33Bの射出面と対向する面に設けられる光反射防止膜(ARコート;以下同じ)や、光吸収体41A,41Bが高温となることを防止するために設けられる放熱フィン等からなる。また、ビームスプリッタ33A,33Bの射出面と対向する面で反射する不要光があっても、不要光の軸LA,LBの方向に正反射しないように、その対向する面が、不要光の軸LA,LBの方向と斜交、すなわち軸LA,LBと直交する面に対して傾いた状態となるように配置されている。光吸収体41A,41Bとしては、例えば、吸収型のNDフィルタや、色フィルタを用いることができる。特に、光源光が紫外光である場合には、BK7等の光学ガラス板の表面に光反射防止処理を施したものを光吸収体41A,41Bとして用いてもよい。
【0016】
この光吸収体41A,41Bは、ビームスプリッタ33A,33Bから出力された不要光を透過しつつ、内部において光エネルギを熱エネルギに変換しながら吸収する。また、光吸収体41A,41Bの表面は、研磨された後、光反射防止処理が施されているため、その表面で不要光が散乱反射することなく、また正反射する虞も少ない。さらに、それでも正反射する不要光が存在した場合でも、光吸収体41A,41Bの表面が、不要光の軸LA,LB方向と斜めに交差しているので、不要光は軸LA,LB方向とは異なる方向に反射される。このため、光軸に対して垂直に配置された他の光学部材の面で反射された光との間で光干渉することも防止し得る。したがって、本実施形態装置によれば、ビームスプリッタ33A,33Bから出力される不要光を、干渉縞解析の際のノイズ原因とならないように十分に除去することが可能である。また、光吸収体41A,41Bは、コンパクトな汎用部材を利用して安価に、かつ省スペースに構成することが可能である。
【0017】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、プリズム型のハーフミラーを用いるようにしているが、板状のハーフミラーを用いるようにしてもよい。
【0018】
また、上記実施形態の光学系は、光源からの光束のうちハーフミラーで透過した光束を被検体に導き、戻り光束をハーフミラーで反射して撮像装置に導く構成とされているが、光源からの光束のうちハーフミラーで反射した光束を被検体に導き、戻り光束をハーフミラーで透過して撮像装置に導く構成とすることも可能である。
【0019】
さらに、上記実施形態の光学系では、光源からの光束を発散光束としてハーフミラーに入力しているが、ハーフミラーの前段にコリメータレンズを配置し、光源からの光束を平行光束としてハーフミラーに入力させる構成とすることも可能である。
【0020】
また、上記実施形態では、平行平面板の絶対厚みおよび厚みムラを測定するように、2つの干渉計を備えてなる干渉計装置を例にとって説明しているが、一般的な干渉計装置に対しても、本発明を適用することが可能である。
【0021】
また、上記実施形態では、フィゾー型の干渉計装置を例示しているが、その他の、ハーフミラーを用いることで不要光が生じる種々の干渉計装置、例えば、マイケルソン型あるいはトワイマン―グリーン型等の干渉計装置であってもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の干渉計装置によれば、ハーフミラーから出力される不要光の進行方向の前方位置に光透過型の光吸収体を備えた不要光除去体を配置することにより、以下のような効果を奏する。
【0023】
すなわち、光吸収体が、ハーフミラーから出力された不要光を透過しつつ、内部において光エネルギを熱エネルギに変換しながら吸収するので、不要光による散乱光の発生を抑制しつつ、不要光を除去することが可能となる。このため、不要光が散乱して迷光となり、それが干渉縞解析を行なう際のノイズの原因となることを防止することが可能となる。また、光吸収体としては、一般的に使用されている安価でコンパクトなものを利用することができるため、低コストであり、その設置スペースも少なくて済む。
【0024】
また、本発明の干渉計装置によれば、上記不要光除去体を備えたことにより、ノイズ等の発生を抑制することが可能となるので、高精度な干渉縞解析を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る不要光除去体を備えた干渉計装置の光学系の図
【符号の説明】
2 平行平面板
2a,2b 被検面
10 干渉計装置
12A,12B 干渉計
14 被検体保持部材
20A,20B 本体ケース
20a,20b 本体ケースの内側面
22A,22B 基準板
22Aa,22Ba 基準面
31A,31B レーザ光源
32A,32B 発散レンズ
33A,33B ビームスプリッタ
34A,34B コリメータレンズ
35A,35B ハーフミラー面
38A,38B 結像レンズ
39A,39B 撮像装置
40A,40B 不要光除去体
41A,41B 光吸収体
LA,LB 不要光の軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes an unnecessary light remover for removing unnecessary light output from a half mirror disposed for changing the course of a light beam on the optical axis of an interferometer apparatus, and such an unnecessary light remover. Related to an interferometer device.
[0002]
[Prior art]
The interferometer device requires an optical system that guides the light beam output from the light source to the reference plane and the subject and guides the return light from the reference plane and the subject to the imaging unit. Half mirrors are widely used for changing the traveling direction of a light beam on a reciprocating optical path. Since the half mirror has the characteristic of splitting the input light beam into a transmitted light beam and a reflected light beam and outputting the split light beam, depending on the configuration of the interferometer device, the light beam transmitted or reflected by the half mirror may be measured and analyzed. In some cases, the light may be unnecessary light that is not used.
[0003]
Such unnecessary light may cause noise when performing interference measurement.However, in the conventional interferometer devices, for example, a light-blocking member that has been subjected to a black-painted alumite treatment or a malt plane is input. By arranging the light removing member for absorbing and scattering the unnecessary light to attenuate the unnecessary light at a position in front of the direction in which the unnecessary light is output, no substantial problem has occurred.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-222004 (FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, the interference measurement has been performed by analyzing the interference fringes using a computer, and it has been required to obtain a very fine wavefront shape. In such a case, the interference fringe image has only slight brightness. Even the analysis is performed and the wavefront shape is calculated. Therefore, in the method for removing unnecessary light as described above, part of the light scattered by the light removing member becomes stray light and is superimposed on the interference fringe image, which becomes noise when performing interference fringe analysis, It has been confirmed that there is a possibility that the analysis result may be adversely affected.
[0006]
In general, as a means for removing unnecessary light, a type (horn structure) is known in which unnecessary light is taken in, and the taken-in unnecessary light is attenuated while being repeatedly reflected on an inner surface. However, this type of device has a problem that a large installation space is required.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and unnecessary light output from a half mirror can be sufficiently removed so as not to be a cause of noise when analyzing interference fringes, and the installation space is small. An object of the present invention is to provide an unnecessary light remover and an interferometer device including such an unnecessary light remover.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an interferometer device according to the present invention is an interferometer device including a half mirror on the optical axis for changing the path of a light beam, in order to remove unnecessary light output from the half mirror. An unnecessary light remover including a light transmission type light absorber that transmits and absorbs the input unnecessary light is disposed at a front position in a direction in which the unnecessary light is output. is there.
[0009]
In the interferometer device of the present invention, it is preferable that a surface of the light absorber facing the half mirror is subjected to a light reflection preventing process.
[0010]
Further, it is preferable that a surface of the light absorber facing the half mirror is disposed so as to be oblique to an axial direction of the unnecessary light.
The “light transmitting type light absorber” means a member that attenuates light by converting light energy into heat energy while transmitting light. For example, a color filter or an absorption type ND filter may be used. This is the case.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Overview of interferometer device>
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical system of an interferometer device including an unnecessary light removing unit according to an embodiment of the present invention. In addition, in order to make the description easy to understand, in FIG. 1, the distance between the optical components and the size of each of them are appropriately changed and shown.
[0012]
The illustrated
[0013]
Each of the
[0014]
<Unnecessary light remover>
In the
[0015]
The unnecessary light removers 40A and 40B are formed of light transmitting
[0016]
The
[0017]
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various aspects can be changed.
For example, in the above embodiment, a prism type half mirror is used, but a plate-like half mirror may be used.
[0018]
Further, the optical system of the above embodiment is configured to guide the light beam transmitted through the half mirror among the light beams from the light source to the subject, and to reflect the return light beam by the half mirror to the imaging device. Out of the light beams reflected by the half mirror may be guided to the subject, and the returned light beam may be transmitted through the half mirror and guided to the imaging device.
[0019]
Further, in the optical system of the above embodiment, the light beam from the light source is input to the half mirror as a divergent light beam, but a collimator lens is arranged in front of the half mirror, and the light beam from the light source is input to the half mirror as a parallel light beam. It is also possible to adopt a configuration in which these are performed.
[0020]
Further, in the above-described embodiment, an interferometer apparatus including two interferometers is described as an example so as to measure the absolute thickness and the thickness unevenness of the plane-parallel plate. Even so, the present invention can be applied.
[0021]
Further, in the above embodiment, the Fizeau-type interferometer device is illustrated, but other various interferometer devices in which unnecessary light is generated by using a half mirror, such as a Michelson type or a Twyman-Green type May be used.
[0022]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the interferometer apparatus of the present invention, the unnecessary light removing body including the light transmission type light absorber is disposed at the front position in the traveling direction of the unnecessary light output from the half mirror. By doing so, the following effects can be obtained.
[0023]
That is, the light absorber absorbs the unnecessary light output from the half mirror while converting the light energy into the heat energy while transmitting the unnecessary light. Therefore, the unnecessary light is suppressed while suppressing the generation of the scattered light due to the unnecessary light. It can be removed. For this reason, it is possible to prevent unnecessary light from being scattered and becoming stray light, which causes noise when performing interference fringe analysis. Further, as the light absorber, a commonly used inexpensive and compact one can be used, so that the cost is low and the installation space is small.
[0024]
Further, according to the interferometer apparatus of the present invention, since the unnecessary light removing body is provided, it is possible to suppress the occurrence of noise and the like, so that it is possible to perform highly accurate interference fringe analysis. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram of an optical system of an interferometer apparatus including an unnecessary light removing unit according to an embodiment of the present invention.
2
Claims (3)
前記不要光が出力される方向の前方位置に、入力された該不要光を透過しつつ吸収する光透過型の光吸収体を備えた不要光除去体を配置したことを特徴とする干渉計装置。In an interferometer device including a half mirror on the optical axis for changing the path of the light flux, in order to remove unnecessary light output from the half mirror,
An interferometer device comprising an unnecessary light remover provided with a light transmission type light absorber that transmits and absorbs the input unnecessary light at a position forward of the direction in which the unnecessary light is output. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-09-12 JP JP2002266673A patent/JP2004101466A/en active Pending
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