JP2004294155A

JP2004294155A - 屈折率及び厚さの測定装置ならびに測定方法

Info

Publication number: JP2004294155A
Application number: JP2003084323A
Authority: JP
Inventors: Katsuhito Mure; 勝仁牟禮; Hideki Maruyama; 英樹丸山
Original assignee: Oyokoden Lab Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Oyokoden Lab Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP4208069B2

Abstract

【課題】光干渉法を用いた測定方法により、被測定物の厚さと屈折率を、温度変化に対しても安定に測定できるようにする。
【解決手段】光源１と、光源１からの光の一部を反射し一部を透過する半透鏡２２と、半透鏡２２の透過光を集光して被測定物に照射する集光手段２３と、半透鏡２２で反射された参照光と被測定物３で反射された検査光とを含む光を、第１の分岐光路３３と、光路長可変手段３９を備えた第２の分岐光路３４に分岐する分岐手段３２と、第１の分岐光路３３を経た光と、第２の分岐光路３４を経た光とを合波して干渉光を生成する合波手段３２と、該干渉光の強度を検出する検出手段４を備えてなる屈折率及び厚さの測定装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば薄膜の屈折率及び厚さなど、光の屈折率が異なる媒質の界面間に挟まれた被測定物における屈折率及び厚さを測定することができる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光干渉法を用いて薄膜等の被測定物の屈折率と厚さを同時に測定できる方法および装置が知られている（例えば、下記特許文献１〜５参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２１８０１６号公報
【特許文献２】
特開平１０−２８５５号公報
【特許文献３】
特開平１０−３２５７９５号公報
【特許文献４】
特開平１１−３４４３１３号公報
【特許文献５】
特開２００１−４５３８号公報
【０００４】
図２に、光干渉法を用いて媒質の屈折率及び厚さを測定する装置の従来例を示す。
この例の装置にあっては、光源５１から出射された低コヒーレント光が、ビームスプリッタ５２で２つに分岐される。一方の分岐光は集光レンズ５３で集光されて被測定物５４に照射され、他方の分岐光は参照ミラー５５に照射される。被測定物５４で反射された検査光と、参照ミラー５５で反射された参照光は、ビームスプリッタ５２で合波されて干渉光を形成し、該干渉光の強度が受光器５６で検知されるように構成されている。被測定物５４および参照ミラー５５は、ぞれぞれ微動可能なステージ６１，６２上に保持されている。また参照ミラー５５は振動子（図示略）に固定され、所定の周波数で所定振幅の振動が加えられ、これにより参照光が位相変調されるように構成されている。
【０００５】
かかる構成の装置により、薄膜状の被測定物５４における屈折率及び厚さを測定するには、まず被測定物５４の厚さ方向が光軸方向となるようにセットし、該被測定物５４の表裏両面のうち、集光レンズ５３に近い方の面（前面という）に、光源５１からの光を集光させる。そして、ビームスプリッタ５２で分岐された一方の分岐光（検査光）が被測定物５４の前面で反射されて受光器５６に至るまでの光路長と、他方の分岐光（参照光）が参照ミラー５５で反射されて受光器５６に至るまでの光路長とが等しくなるように、参照ミラー５５の微動ステージ６２を微動調整する。具体的には、受光器５６で検知される検査光と参照光の干渉光の強度が最大となるように参照ミラー５５の位置を決めればよい。
【０００６】
次いで、被測定物５４の微動ステージ６１を微動させて被測定物５４を集光レンズ５３に近づけることにより、該被測定物５４の表裏両面のうち、集光レンズ５３から遠い方の面（後面という）に、光源５１からの光を集光させる。このときの被測定物５４の移動量をｚとする。
そして、参照ミラー５５の微動ステージ６２を微動させて参照ミラー５５を後退させつつ、受光器５６で検知される干渉光の強度が最大となるように参照ミラー５５の位置を決める。
このときの参照ミラー５５の移動量を△Ｌとすると、前記ｚの値と△Ｌの値とから、被測定物の位相屈折率と厚さを同時に得ることができる（例えば、上記特許文献４［０００７］〜［００１２］参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような光干渉法を用いた測定方法は、環境変化の影響を受け易く、従来構成の装置は、特に温度変動によって測定精度が悪化し易いという問題があった。
これは、測定環境に温度変化が生じたときに、ビームスプリッタ５２で分岐された２つの分岐光の光路間において温度変化にずれが生じ、その結果、測定誤差を発生させるような光路長の差が生じることが大きな原因と考えられる。そして該２つの分岐光の光路における温度変化を同一とするには、環境の変化の影響を遮断するための大掛かりな装置が必要であり、コストもかかる。また２つの光路の温度変化状態を完全に同一とするのは非常に難しい。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、光干渉法を用いた測定方法により、被測定物の厚さと屈折率を、温度変化に対しても安定に測定できるようにした測定装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の屈折率及び厚さの測定装置は、光源と、該光源からの光の一部を反射し一部を透過する半透鏡と、該半透鏡の透過光を集光して被測定物に照射する集光手段と、前記半透鏡で反射された参照光と前記被測定物で反射された検査光とを含む光を、第１の分岐光路と、光路長可変手段を備えた第２の分岐光路に分岐する分岐手段と、前記第１の分岐光路を経た光と、前記第２の分岐光路を経た光とを合波して干渉光を生成する合波手段と、前記干渉光の強度を検出する検出手段を備えてなることを特徴とする。
前記光源から前記半透鏡に至る光路、前記半透鏡から前記分岐手段に至る光路、および前記合波手段から前記検出手段に至る光路のうちの１以上に光ファイバが用いられていることが好ましい。
前記第１の分岐光路に光路長補正手段が設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明はまた、本発明の測定装置を用いて被測定物の屈折率及び厚さを測定する方法であって、前記光源からの光のうち、前記半透鏡を透過した光を前記集光手段で、前記被測定物の光源側の前面上に焦点が位置するように集光させた状態で、前記検出手段で検出される干渉光の強度が最大となるように前記第１の分岐光路の光路長および前記第２の分岐光路の光路長を設定した後、前記半透鏡を透過した光の焦点が前記被測定物の光源から遠い後面上に位置するように、前記集光手段と被測定物との間の距離を変化させて、そのときの被測定物と半透鏡との距離の変化量ｚを求め、しかる後に、前記検出手段で検出される干渉光の強度が最大となるように前記第２の分岐光路の光路長を変化させて、そのときの該光路長の変化量△Ｌを求め、前記ｚと△Ｌの値を用いて前記被測定物の屈折率及び厚さを測定することを特徴とする屈折率及び厚さの測定方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。図１は、本発明の測定装置の一実施形態を示した概略構成図である。図中符号１は光源を示し、３は被測定物を示す。
光源光は低コヒーレンス光であることが好ましく、光源１としては、広帯域なバンド幅を有する光を出射できるものが好ましく用いられ、例えばＳＬＤ（ｓｕｐｅｒ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｄｉｏｄｅ：スーパールミネセントダイオード）やＬＥＤ（ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅ：発光ダイオオード）が好適に用いられる。
被測定物３は、薄板や薄膜等、光の屈折率が異なる媒質の界面間に挟まれた層状であり、光源光を透過可能で、かつ光学的一様な層とみなせるものが適用される。
被測定物３は、光源光の光軸方向が厚さ方向と一致するように保持、固定されている。被測定物３の表裏両面のうちの光源１側の一方の面（以下、前面という）が最表面を成していてもよく、該前面上に光源光を透過する層が設けられていてもよい。また被測定物３の他方の面（以下、後面という）が最表面を成していてもよく、該後面上に被測定物３と屈折率が異なる層が設けられていてもよい。被測定物３の厚さは、使用する広帯域光源１のコヒーレンス長よりも、被測定物の厚さと屈折率の積の値が小さいと分解能の関係により測定が困難になる。一方、厚過ぎると被測定物の前面に焦点を位置させたときの反射光量と、後面に焦点を位置させたときの反射光量との差が大きくなるので、１０μｍ〜１０ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは１０μｍ〜２ｍｍ程度である。
【００１２】
本実施形態の装置において、光源１から出射された光は、第１の光ファイバ１１、サーキュレータ２、および第２の光ファイバ１２を順に経て測定部２０に至るように構成されている。
サーキュレータ２は３つのポートを有しており、それぞれに第１の光ファイバ１１、第２の光ファイバ１２、第３の光ファイバ１３が接続されている。サーキュレータ２は、第１の光ファイバ１１から第２の光ファイバ１２へは光が通り、第２の光ファイバ１２から第３の光ファイバ１３へも光が通るが、これらの逆向きには光は戻らないように構成されている。
第１の光ファイバ１１、第２の光ファイバ１２、および第３の光ファイバ１３としては、一般的な伝送用光ファイバが用いられ、石英系ガラスファイバが好適に用いられる。
【００１３】
測定部２０では、コリメータ２１、１／４波長板２４、半透鏡２２、および集光レンズ（集光手段）２３が、光軸が一致するように配置されており、かつ該光軸方向に沿って微動可能な測定部ステージ２５上に固定されている。
【００１４】
測定部２０において、第２の光ファイバ１２から出射された光は、コリメータ２１で平行光とされた後、半透鏡２２へ入射される。
半透鏡２２は、入射光の一部を反射し一部を透過する特性を有しており、該半透鏡２２の透過光は集光レンズ２３によって集光され、該集光光が被測定物３へ照射される。そして被測定物３の反射光（以下、検査光ということもある）が、集光レンズ２３を経て半透鏡２２を透過した後、コリメータ２１を経て第２の光ファイバ１２に入射されるように構成されている。
一方、半透鏡２２の反射光（以下、参照光ということもある）はコリメータ２１を経て第２の光ファイバ１２に入射される。
【００１５】
半透鏡２２としては、例えばガラス基板上に誘電体多層膜を蒸着した構成のものを用いることができる。半透鏡２２における反射率および透過率は特に制限されるものではないが、透過率が低すぎると、被測定物３からの反射光（検査光）の強度が弱すぎて測定精度の劣化が大きくなる。したがって、半透鏡２２の反射率は、被測定物３の前面および後面における反射率にもよるが、概ね３％〜２０％程度であることが好ましい。
１／４波長板２４は必須ではないが、これを設けると、光源１から第１の光ファイバ１１に入射されて第２の光ファイバ１２から測定部２０へ出射される光の偏波面と、半透鏡２２および被測定物３でそれぞれ反射されて第２の光ファイバ１２に入射される光の偏波面とが直交することになるので、サーキュレータ２の構成を簡易にすることができる。コリメータ２１と半透鏡２２との間に設けることが好ましい。１／４波長板２４と半透鏡２２を一体的に設けることもできる。
【００１６】
このように測定部２０から第２の光ファイバ１２へは、検査光および参照光が入射され、該検査光の光信号と参照光の光信号の両方を含む光が第２の光ファイバ１２、サーキュレータ２、および第３の光ファイバ１３を順に経て干渉部３０に至るように構成されている。
干渉部３０は、第３の光ファイバ１３からの出射光の光路上に設けられたコリメータ３１、ビームスプリッタ３２、および第１のミラー３５と、前記ビームスプリッタ３２内で第３の光ファイバ１３からの出射光の光路と直交する光軸を有する第２のミラー３６と、前記ビームスプリッタ３２を挟んで前記第２のミラー３６と対峙する位置関係にあるコリメータ３７を備えている。
【００１７】
干渉部３０では、第３の光ファイバ１３から出射された光がコリメータ３１で平行光とされた後、ビームスプリッタ（分岐手段かつ合波手段）３２で、直進する第１の分岐光路３３と、入射方向に対して直交する第２の分岐光路３４に分岐される。
第１の分岐光路３３を進む光は、第１のミラー３５で反射され、該反射光は第１の分岐光路３３と平行に前記ビームスプリッタ３２に入射される。
一方、第２の分岐光路３４を進む光は、第２のミラー３６で反射され、該反射光は第２の分岐光路３３と平行に前記ビームスプリッタ３２に入射される。
そして、ビームスプリッタ３２は、第２のミラー３６からの反射光を直進させるとともに、第１のミラー３５からの反射光を、その入射方向に対して直交する方向に進行方向を変えるように構成されており、これによって第１のミラー３５の反射光と第２のミラーの反射光が合波されるようになっている。合波された２つの光は干渉光を生成し、該干渉光は、コリメータ３７を経て第４の光ファイバ１４に入射される。第４の光ファイバ１４を伝送された前記干渉光は、受光器（検出手段）４に入射され、干渉光強度が検出されるように構成される。
【００１８】
第１のミラー３５および第２のミラー３６は、反射率が高い方が好ましく、全反射ミラーが好適に用いられる。
本実施形態において、第１のミラー３５および第２のミラー３６はいずれも、２枚の全反射ミラーを、反射面が内側となるように、かつ該２つの全反射ミラーがなす角度が９０度となるように配置した光学素子からなっており、ビームスプリッタ３２からの出射光が、該光学素子の一方の反射面に４５度の入射角度で入射するように構成されている。すなわち、ビームスプリッタ３２から第１のミラー３５に入射される光と、第１のミラー３５で反射されてビームスプリッタ３２へ向かう光、およびビームスプリッタ３２から第２のミラー３６に入射される光と、第２のミラー３６で反射されてビームスプリッタ３２へ向かう光とが、それぞれ互いに平行な別々の光路を通るように構成されている。
かかる光学素子を用いると、後述する微動可能な第２のステージ３９の移動中機械的な角度エラーを、第２の分岐光路３４における光の平行移動に変換することができるので、該第２のステージ３９の移動による、第４の光ファイバ１４に結合する干渉光量の変動を小さくすることができる。
【００１９】
また第１のミラー３５は、第１の分岐光路３３の光軸方向に沿って、進退可能な第１のステージ３８（光路長補正手段）上に固定されており、これによりビームスプリッタ３２から第１のミラー３５までの距離を調節できるように構成されている。
第２のミラー３６は、第２の分岐光路３４の光軸方向に沿って、微動可能な第２のステージ３９（光路長可変手段）上に固定されている。第２のステージ３９は、所定周波数、所定振幅で振動可能であるとともに、該振動を続けながら第２の分岐光路３４の光軸方向に微細な間隔で進退可能に構成されている。
【００２０】
かかる構成の装置を用いて被測定物３の屈折率及び厚さを測定する方法は、まず、光源１からの低コヒーレンス光を集光レンズ２３で集光したときの焦点が、被測定物３の前面上に位置するように、測定部ステージ２５の位置を設定する。
このときのの半透鏡２２の反射面から被測定物３の前面までの距離をＸとすると、ビームスプリッタ３２で分岐された第１の分岐光路３３と第２の分岐光路３４との光路長差が前記Ｘとほぼ等しくなるように、第１のステージ３８の位置を設定する。具体的には、ビームスプリッタ３２から第１のミラー３５までの距離と、ビームスプリッタ３２から第２のミラー３６までの距離との差が前記Ｘとほぼ等しくなるように設定すればよい。
そして、第２のステージ３９を、一定周波数、一定振幅で振動させながら、受光器４で干渉光の強度を測定し、干渉光強度が最大となるように、第１のステージ３８の位置を微動調整した後、該第１のステージ３８を固定する。
【００２１】
次いで、光源１からの低コヒーレンス光を集光レンズ２３で集光したときの焦点が、被測定物３の後面上に位置するように、測定部ステージ２５を光源１側へ移動させる。このときの測定部ステージ２５の移動量をｚとする。
【００２２】
続いて、第２のステージ３９の振動を続けながら、該第２のステージ３９をビームスプリッター３２から離れる向きに移動させて、受光器４で検出される干渉光強度が最大となる位置を見つけ、第２のステージ３９の位置をそこに設定する。このときの第２のステージ３９の移動量（移動前後間の距離）をΔＬとする。
【００２３】
本実施形態の装置にあっては、第３の光ファイバ１３から出射される光は、半透鏡２２からの反射光（参照光）と被測定物３からの反射光（検査光）とを含んでいる。したがってこれをビームスプリッタ３２で分岐した２つの分岐光（第１の分岐光路３３の伝搬光および第２の分岐光路３４の伝搬光）の光強度に関しては、いずれも参照光に由来するピークと検査光に由来するピークとを含んでおり、該２つのピークの時間軸上のずれは半透鏡２２の反射面から被測定物３の前面までの距離Ｘに相当する。
そこで、前記第１の分岐光路３３と第２の分岐光路３４の光路長差を前記Ｘとほぼ等しくした状態で、前記２つの分岐光を合波して得られる干渉光強度を最大とすれば、参照光と検査光（前面からの反射光）とが干渉し合う状態（第１の状態）に初期設定することができる。
この後、第１のステージ３８を固定し、光源光の焦点を被測定物３の後面上に移動させて、受光器４で検出される干渉光強度が最大となるように第２のステージ３９を移動させれば、参照光と検査光（後面からの反射光）とが干渉し合う状態（第２の状態）に設定することができる。
【００２４】
このように第１の状態から第２の状態に移行させたときの、前記測定部ステージ２５の移動量（ｚ）と前記第２のステージ３９の移動量（ΔＬ）の値から、被測定物３の位相屈折率ｎと厚さｔを、次のようにして導出することができる。
すなわち、低コヒーレンス光を被測定物３に対して集光させる集光レンズ２３の開口数をＳ、被測定物３の位相屈折率をｎ、被測定物３の屈折率波長分散量をΔｎとする。波長分散量Δｎ＜＜１と近似すると、被測定物３の位相屈折率ｎは下記数式（１）で表される。
数式（１）中の波長分散量Δｎは、前記ΔＬおよびｚと、定数ａおよびｂを用いて、下記数式（２）で表される。ここで定数ａおよびｂは、実験的に得られており、被測定物３が固体である場合はａが０．０２４１、ｂが１．６９となり、被測定物３が液体である場合はａが０．０４６０、ｂが１．５３となる。
さらに被測定物３の厚さｔは、ここで求められる被測定物３の位相屈折率ｎ、波長分散量Δｎと、前記ΔＬとｚを用いて下記数式（３）で表される。
【００２５】
【数１】

【００２６】
【数２】

【００２７】
【数３】

【００２８】
このように、本実施形態によれば、光干渉法を用いた測定方法により、被測定物３の位相屈折率ｎと厚さｔを同時に、非接触、非破壊で測定することができる。
本実施形態の装置は、干渉させる２つの光が別々の光路を通る部分が少ないので、温度変化の影響をほどんど受けない。すなわち、本実施形態の装置では、ビームスプリッタ３２で分岐された２つの分岐光を干渉させて生成される干渉光の強度を検出するように構成されているが、該２つの分岐光が別々の光路を通るのは、ビームスプリッタ３２と第１、第２のミラー３５，３６との間だけであって、その他は同一の光路を通るようになっている。
したがって、測定環境に温度変化が生じても、干渉光を生成する２つの光が受ける温度変化の違いはほとんどなく、測定誤差を発生するような光路長の変化は防止される。
【００２９】
特に、被測定物３が測定部２０の外部にある場合には、被測定物３で反射される検査光が温度変化等の外乱を受け易いが、本実施形態の装置によれば、該検査光はビームスプリッタ３２で２つに分岐されるので、該２つの分岐光がそれぞれ受けた外乱は等しくなっており、かかる外乱の影響を高度に排除することができる。
したがって、外乱の影響を低減させるための大掛かりな装置を設けなくても、周囲の外乱に対して測定精度を高く維持することができるので、小型で、測定精度および安定性に優れた屈折率及び厚さ測定装置を、低コストで提供することができる。
【００３０】
また、一般的に、測定装置の光路に光ファイバを用いると、光学部品のレイアウトの自由度が高い反面、光ファイバは外乱の影響をより受け易いが、本実施形態の構成によれば、光ファイバ（第１〜４の光ファイバ１１，１２，１３，１４）が用いられているのは、２つの分岐光が共通の光路を通る部分であり、たとえこれらの光ファイバが温度変化の影響を受けて光路長に変動が生じたとしても、これによって２つの分岐光の間に光路長のずれは生じない。したがって、本実施形態は光ファイバを用いたことにより、装置内における光部品の配置設計が容易になり、したがって測定精度の劣化を招くことなく、装置をより小型化することが可能である。
【００３１】
なお、本実施形態では、測定部２０の、コリメータ２１、１／４波長板２４、半透鏡２２、および集光レンズ２３の各光部品を微動可能な測定部ステージ２５上に搭載し、被測定物３を固定する構成としたが、要は、測定部２０と被測定物３との相対距離が可変であればよく、測定部２０の各光部品を固定しておき、被測定物３を光軸方向に沿って微動可能なステージに搭載する構成としてもよい。
また、ビームスプリッタ３２として、偏光ビームスプリッタを用いてもよい。
また、ビームスプリッタ３２では、参照光および検査光を含む光を、少なくとも干渉光を生成する２つの分岐光（本実施形態では第１の分岐光路３３、第２の分岐光路３４）に分岐すればよく、３以上の分岐光に分岐してもよい。
また、第１〜第４の光ファイバ１１，１２，１３，１４のうちの一部または全部を用いずに、空間に光路を形成することもできる。ただし、この場合は、測定部ステージ２０が移動すると、半透鏡２２からサーキュレータ２までの距離も変化してしまうので、例えば干渉部３０の第１のステージ３８において、かかる距離の変化を相殺するような補正が必要となる。
【００３２】
また、光源光を被測定物３の前面上に集光した状態での初期設定は、受光器４で検出される干渉光において、参照光に由来するピークと検査光に由来するピークとが干渉して形成されるピークが得られるように、第１の分岐光路３３の光路長および第２の分岐光路３４の光路長を設定できればよく、必ずしも第１のステージ（光路長補正手段）３８を用いなくても行うことが可能であるが、第１のステージ３８を微動させて設定を行った方が、第１の分岐光路３３の光路長が固定されている場合に比べて、第２のステージ３９を移動させてサーチする範囲が小さくてすむので作業効率が良い。
【００３３】
本発明は、表面上のコーティング材の厚さと屈折率分布の測定や、完全に固体になっていないものの厚さ測定に適用することができる。特に樹脂の硬化状態の確認や液晶画面のガラス間にあるバッファー層の測定など、非破壊・非接触で測定する必要のある対象物等に最適である。
【００３４】
【実施例】
以下、具体的な実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
（実施例１）
図１に示す構成の測定装置を作製した。
光源１としては、発振中心波長λ_Ｃ＝８２０ｎｍのＳＬＤを用いた。このＳＬＤの半値全幅（ＦＷＨＭ）は△λ＝２０ｎｍである。
サーキュレータ２としては、簡易的に１対１のファイバカプラを用いた。
測定部２０において、コリメータ２１としては焦点距離１２．５ｍｍの非球面レンズを用いた。
位相差板２４としては水晶の張り合わせタイプの１／４波長板を用い、半透鏡２２としては、片面のみに無反射コートを施したタイプを用いた。波長８２０ｎｍにおける半透鏡２２の反射率は約４％である。
集光レンズ２３としては、ＮＡ（開口数）０．４０の２０倍対物レンズを用いた。
測定部ステージ２５は、０．１μｍステップのリニアモーターで駆動するように構成した。
干渉部３０において、コリメータ３１，３７としては焦点距離４ｍｍの非球面レンズを用い、ビームスプリッタ３２としては５０％反射の無偏光ビームスプリッタを用いた。
第１のステージ３８は、リニアモーターによって進退可能に構成した。
第２のステージ３９は、リニアエンコーダが取り付けられたカム構造のステージによって、周波数５Ｈｚ、振幅１０ｍｍの振動ができるように構成するとともに、取り付けたリニアエンコーダによって１００ｎｍ刻みでカウントできるように構成した。
第１〜第４の光ファイバ１１〜１４は、いずれもシングルモード光ファイバを用いた。
被測定物３としては、位相屈折率ｎ（ｎ＝１．４５２５）、および厚さｔ（ｔ＝１．０ｍｍ）が既知の石英基板を用い、本実施例の測定装置により、前記実施形態に記載した手順で前記ｚおよび△Ｌを求めた。前記数式に基づいて位相屈折率ｎおよび厚さｔを算出した結果、上記既知の数値と同様の結果が得られ、測定の精度は良好であった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被測定物（媒質）の屈折率及び厚さを高精度で安定して測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】従来の装置の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…光源、３…被測定物、４…受光器（検出手段）
１１…第１の光ファイバ、１２…第２の光ファイバ、
１３…第３の光ファイバ、１４…第４の光ファイバ、
２２…半透鏡、２３…集光レンズ（集光手段）、
３２…ビームスプリッタ（分岐手段・合波手段）、
３３…第１の分岐光路、３４…第２の分岐光路、
３８…第１のステージ（光路長補正手段）、
３９…第２のステージ（光路長可変手段）。

Claims

光源と、該光源からの光の一部を反射し一部を透過する半透鏡と、
該半透鏡の透過光を集光して被測定物に照射する集光手段と、
前記半透鏡で反射された参照光と前記被測定物で反射された検査光とを含む光を、第１の分岐光路と、光路長可変手段を備えた第２の分岐光路に分岐する分岐手段と、
前記第１の分岐光路を経た光と、前記第２の分岐光路を経た光とを合波して干渉光を生成する合波手段と、
前記干渉光の強度を検出する検出手段を備えてなることを特徴とする屈折率及び厚さの測定装置。
前記光源から前記半透鏡に至る光路、前記半透鏡から前記分岐手段に至る光路、および前記合波手段から前記検出手段に至る光路のうちの１以上に光ファイバが用いられていることを特徴とする請求項１記載の屈折率及び厚さの測定装置。
前記第１の分岐光路に光路長補正手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の屈折率及び厚さの測定装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の測定装置を用いて被測定物の屈折率及び厚さを測定する方法であって、
前記光源からの光のうち、前記半透鏡を透過した光を前記集光手段で、前記被測定物の光源側の前面上に焦点が位置するように集光させた状態で、前記検出手段で検出される干渉光の強度が最大となるように前記第１の分岐光路の光路長および前記第２の分岐光路の光路長を設定した後、
前記半透鏡を透過した光の焦点が前記被測定物の光源から遠い後面上に位置するように、前記集光手段と被測定物との間の距離を変化させて、そのときの被測定物と半透鏡との距離の変化量ｚを求め、
しかる後に、前記検出手段で検出される干渉光の強度が最大となるように前記第２の分岐光路の光路長を変化させて、そのときの該光路長の変化量△Ｌを求め、
前記ｚと△Ｌの値を用いて前記被測定物の屈折率及び厚さを測定することを特徴とすることを特徴とする屈折率及び厚さの測定方法。