JP2005241406A - Instrument and method for measuring double refraction dispersion - Google Patents

Instrument and method for measuring double refraction dispersion Download PDF

Info

Publication number
JP2005241406A
JP2005241406A JP2004050991A JP2004050991A JP2005241406A JP 2005241406 A JP2005241406 A JP 2005241406A JP 2004050991 A JP2004050991 A JP 2004050991A JP 2004050991 A JP2004050991 A JP 2004050991A JP 2005241406 A JP2005241406 A JP 2005241406A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
light
wave plate
birefringence
quarter
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.)
Pending
Application number
JP2004050991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kurokawa
Yukitoshi Otani
Tsunehiro Umeda
Toshitaka Wakayama
幸利 大谷
倫弘 梅田
俊隆 若山
隆志 黒川
Original Assignee
Nokodai Tlo Kk
農工大ティー・エル・オー株式会社
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 Nokodai Tlo Kk, 農工大ティー・エル・オー株式会社 filed Critical Nokodai Tlo Kk
Priority to JP2004050991A priority Critical patent/JP2005241406A/en
Publication of JP2005241406A publication Critical patent/JP2005241406A/en
Application status is Pending legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To specify wavelength dependency of a double refraction phase difference caused by double refraction dispersion and a principal axis direction under the double refraction dispersion, in a short time.
SOLUTION: A phase shifter 4 has two 1/4-wavelength plates 4a, 4b, and a 1/2-wavelength plate 4c arranged between 1/4-wavelength plates 4a, 4b, and rotated at a prescribed revolution speed, and modulates a phase of light passed through a measuring object 101, and an analyzer 5 is rotated at a revolution speed of two times of that in the 1/2-wavelength plate 4c synchronizedly therewith, and brings the light passed through the phase shifter 4 into a linear polarization. A spectrometer 6 separates light of the linear polarization in response to each wavelength, and a photodetector 7 receives the light after spectrally dispersed to be converted into an electric signal in the every wavelength.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、測定対象の複屈折分散を定量的に計測する複屈折分散計測装置および複屈折分散計測方法に関するものである。 The present invention, the birefringence dispersion of the measurement object relate quantitatively birefringence dispersion measuring apparatus and birefringence dispersion measuring method for measuring.

近年、液晶を代表とする高分子材料の研究開発の分野で、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性および複屈折分散下での主軸方位の特定について、定量的な測定が望まれている。 In recent years, in the field of research and development of a polymer material typified by a liquid crystal, specific for the principal axis direction of the wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion, the quantitative measurement Nozomu It is rare.

従来、高分子材料などの複屈折位相差の計測方法が、各種提案されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, measurement methods have been proposed (e.g. see Patent Document 1) of the birefringence phase difference of such polymeric materials. 従来の複屈折位相差の計測方法では、一定の条件下で材料に所定の偏光状態の光を通過させ、通過後の光を電気信号に変換し、その電気信号をデジタルデータに変換し、そのデジタルデータに対してフーリエ変換などのデータ処理を施して複屈折位相差を計算している。 The measuring method of the conventional birefringent phase difference, material passes light of a predetermined polarization state under certain conditions, to convert the light after passing through the electric signal, converts the electrical signals into digital data, the It is calculated birefringence phase difference by performing data processing such as Fourier transform on the digital data.

また、複屈折位相差の波長依存性の計測方法が、例えば特許文献2で提案されている。 The wavelength dependence of the measuring method of the birefringence phase difference, for example, proposed in Patent Document 2.

特開2004−20343号公報(明細書) JP 2004-20343 JP (herein) 特開2003−172691号公報(明細書) JP 2003-172691 JP (herein)

しかしながら、一般的に、従来の複屈折位相差の計測方法を複屈折位相差の波長依存性の計測に適用する場合、波長ごとに測定系の光学素子や位相シフト量を設定する必要があり、一回の計測で、かつ短時間で計測を行うことは困難である。 However, in general, when applying the measurement method of a conventional birefringent phase difference to measure the wavelength dependence of the birefringence phase difference, it is necessary to set the optical element and the phase shift amount of the measuring system for each wavelength, in a single measurement, and carrying out the measurement in a short time is difficult.

また、従来の複屈折位相差の計測方法では、測定対象の複屈折位相差と主軸方位とをそれぞれ別々の手法で計算する必要があり、測定対象の複屈折位相差と主軸方位とをまとめて計算することが困難である。 Further, in the measurement method of a conventional birefringent phase difference, it is necessary to calculate the birefringence phase difference and the principal axis direction of the measurement target in each separate techniques, collectively birefringence phase difference of the measured and the principal axis direction it is difficult to calculate.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を短時間で特定可能な複屈折分散計測装置および複屈折分散計測方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, identifiable birefringence dispersion measured in a short time principal axis direction at a wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion an object is to obtain a device and a birefringence dispersion measuring method.

上記の課題を解決するために、本発明に係る複屈折分散計測装置の1つは、測定対象へ円偏光を入射させる入射手段と、2つの1/4波長板と、該2つの1/4波長板の間に配置され所定の回転速度で回転する1/2波長板とを有し、測定対象を通過した光の位相を変調する位相シフタと、位相シフタを通過した光が入射し1/2波長板の2倍以上の所定の整数倍の回転速度で同期して回転する偏光子と、偏光子を通過した光を受光する受光手段とを備える。 In order to solve the above problem, one of the birefringence dispersion measuring apparatus according to the present invention, a condensing part for entering the circularly polarized light to be measured, and two quarter-wave plate, the two 1/4 and a half-wave plate which rotates at a predetermined rotational speed is arranged on the wavelength plates, a phase shifter to modulate the phase of light passing through the measurement object, light that has passed through the phase shifter enters the half-wave comprises a polarizer that rotates in synchronization with a predetermined integral multiple of the rotational speed of more than 2 times the plate, and a light receiving means for receiving the light passing through the polarizer.

これにより、位相シフタの位相変調特性が通過光の波長に依存しないため、複数の波長について位相シフタの設定を変えることなく、各波長での複屈折位相差および/または主軸方位を計算することができる。 Thus, since the phase modulation characteristic of the phase shifter is not dependent on the wavelength of the transmitted light, without changing the setting of the phase shifters for a plurality of wavelengths, to calculate the birefringence phase difference and / or principal axis direction at each wavelength it can. したがって、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を短時間で特定することができる。 Therefore, it is possible to identify in a short time principal axis direction at a wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion.

本発明に係る複屈折分散計測装置の1つは、少なくとも所定の波長帯域の成分を有する円偏光を測定対象へ入射させる入射手段と、2つの1/4波長板と、該2つの1/4波長板の間に配置され所定の回転速度で回転する1/2波長板とを有し、測定対象を通過した光の位相を変調する位相シフタと、位相シフタを通過した光が入射し、1/2波長板の2倍以上の所定の整数倍の回転速度で同期して回転する偏光子と、偏光子を通過した光を波長に応じて分離する分光手段と、分光手段により分光された光を受光し波長ごとの電気信号に変換する受光手段とを備える。 One of birefringence dispersion measuring apparatus according to the present invention, a condensing part for entering the circularly polarized light to a measurement object having at least a component of a predetermined wavelength band, and two quarter-wave plate, the two 1/4 and a half-wave plate which rotates at a predetermined rotational speed is arranged on the wavelength plates, a phase shifter to modulate the phase of light passing through the measurement object, light that has passed through the phase shifter enters, 1/2 receiving a polarizer that rotates in synchronization with a predetermined integral multiple of the rotational speed of more than 2 times the wavelength plate, a spectroscopic means for separating according to a wavelength of light that has passed through the polarizer, the light dispersed by the spectroscopic means comprising a light receiving means for converting into an electric signal for each wavelength.

これにより、位相シフタの位相変調特性が通過光の波長に依存しないため、複数の波長について位相シフタの設定を変えることなく、各波長での複屈折位相差および/または主軸方位を計算することができる。 Thus, since the phase modulation characteristic of the phase shifter is not dependent on the wavelength of the transmitted light, without changing the setting of the phase shifters for a plurality of wavelengths, to calculate the birefringence phase difference and / or principal axis direction at each wavelength it can. さらに、波長ごとに電気信号が得られるため、波長ごとのデータ処理がし易くなる。 Furthermore, since the electrical signal is obtained for each wavelength, easily data processing for each wavelength. このため、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を短時間で特定することができる。 Therefore, it is possible to identify in a short time principal axis direction at a wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion.

さらに、本発明に係る複屈折分散計測装置の1つは、上記発明に係る複屈折分散計測装置のいずれかに加え、入射手段に、白色光を生成する白色光源と、白色光源からの白色光を直線偏光とする入射側偏光子と、2つの1/4波長板と、該2つの1/4波長板の間に配置された1/2波長板とを有し入射側偏光子を通過した各波長の光を円偏光とする1/4波長板とを有する。 Furthermore, one of the birefringence dispersion measuring apparatus according to the present invention, in addition to any of the birefringence dispersion measuring apparatus according to the invention, the condensing part, and a white light source to produce white light, the white light from the white light source an incident side polarizer for linearly polarized light, and two quarter-wave plates, each wavelength having passed through the incident-side polarizer and a 1/2 wave plate disposed in the two quarter-wave plates having a quarter-wave plate to circularly polarized light light.

これにより、複数の波長の光を計測光として使用することができ、複数の波長での複屈折位相差および/または主軸方位を一括して計算することができる。 This makes it possible to use multiple wavelengths of light as the measurement light, a birefringence phase difference and / or principal axis direction at a plurality of wavelengths can be calculated collectively. このため、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を短時間で特定することができる。 Therefore, it is possible to identify in a short time principal axis direction at a wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion.

さらに、本発明に係る複屈折分散計測装置の1つは、上記発明に係る複屈折分散計測装置のいずれかに加え、受光手段により得られた各波長の電気信号をフーリエ変換するフーリエ変換処理手段と、フーリエ変換処理手段によるフーリエ変換後のスペクトルに基づいて、複屈折位相差の波長依存特性および/または主軸方位を計算する計算手段とを備える。 Furthermore, one of the birefringence dispersion measuring apparatus according to the present invention, in addition to any of the birefringence dispersion measuring apparatus according to the invention, the Fourier transform processing means for Fourier transform electrical signals of each wavelength obtained by the light receiving means When, and a calculation means on the basis of the spectrum after Fourier transform by the Fourier transform processing means, to calculate the wavelength dependent characteristics and / or principal axis direction of the birefringent phase difference.

さらに、本発明に係る複屈折分散計測装置の1つは、上記発明に係る複屈折分散計測装置のいずれかに加え、受光手段により得られた各波長の電気信号における、偏光子の回転角度の2倍と4倍の回転角度成分のみの光強度に基づいて、複屈折位相差の波長依存特性および/または測定対象の主軸方位を計算する計算手段を備える。 Furthermore, one of the birefringence dispersion measuring apparatus according to the present invention, in addition to any of the birefringence dispersion measuring apparatus according to the invention, in the electrical signal of each wavelength obtained by the light receiving means, a polarizer angle of rotation of based on the light intensity of only 2-fold and 4-fold rotational angle component comprises a calculation means for calculating a wavelength dependency characteristic and / or the principal axis direction of the measured birefringent phase difference. そして、偏光子は、1/2波長板の2倍の回転速度で回転する。 Then, the polarizer is rotated at twice the rotational speed of 1/2-wavelength plate.

これにより、少ない計算量で、複屈折位相差の波長依存特性および/または主軸方位を導出することができる。 Thus, with a small amount of calculation, it is possible to derive a wavelength dependency characteristic and / or the principal axis direction of the birefringent phase difference. このため、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を短時間で特定することができる。 Therefore, it is possible to identify in a short time principal axis direction at a wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion.

本発明の複屈折分散計測方法は、少なくとも所定の波長帯域の成分を有する円偏光を測定対象へ入射させ、次に、2つの1/4波長板と、該2つの1/4波長板の間に配置され回転する1/2波長板とを有する位相シフタにより、測定対象を通過した光の位相を変調し、次に、位相シフタを通過した光を、1/2波長板の2倍の回転速度で回転する偏光子へ入射させ、次に、偏光子を通過した光を波長に応じて分光し、次に、分光後の光を受光し波長ごとの電気信号に変換し、次に、各波長についての複屈折位相差および/または主軸方位を計算する。 Birefringence dispersion measuring method of the present invention, is incident circularly polarized light having a component of at least a predetermined wavelength band to be measured, then placed the two quarter-wave plate, into the two quarter-wave plates by the phase shifter having a 1/2 wavelength plate for rotating the to modulate the phase of passing through the measurement target light, then the light passing through the phase shifter, at twice the rotational speed of 1/2-wavelength plate is incident to the rotating polarizer, then the light passing through the polarizer is spectrally in accordance with the wavelength, then receives the light after spectral into an electric signal for each wavelength, then, for each wavelength calculating the birefringence phase difference and / or principal axis direction.

これにより、位相シフタの位相変調特性が通過光の波長に依存しないため、複数の波長について位相シフタの設定を変えることなく、各波長での複屈折位相差および/または主軸方位を計算することができる。 Thus, since the phase modulation characteristic of the phase shifter is not dependent on the wavelength of the transmitted light, without changing the setting of the phase shifters for a plurality of wavelengths, to calculate the birefringence phase difference and / or principal axis direction at each wavelength it can. したがって、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を短時間で特定することができる。 Therefore, it is possible to identify in a short time principal axis direction at a wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion.

本発明によれば、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を短時間で特定可能な複屈折分散計測装置および複屈折分散計測方法を得ることができる。 According to the present invention, to obtain a birefringent retardation short time identifiable birefringence dispersion measuring apparatus and birefringence dispersion measuring method of the principal axis direction of the wavelength dependency and under birefringence dispersion of due to birefringence dispersion can.

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention based on FIG.

図1は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置の構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing the configuration of a birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1において、白色光源1は、所定の複数の波長の光を含む白色光を生成する光源である。 In Figure 1, the white light source 1 is a light source for generating white light including a light of a predetermined plurality of wavelengths. 白色光源1には、例えばハロゲンランプが使用される。 The white light source 1, for example, a halogen lamp is used.

また、偏光子2は、検光子5と対となり、白色光源1からの光を直線偏光とする入射側偏光子である。 Further, the polarizer 2 is made a pair with the analyzer 5 is the light from the white light source 1 is incident polarizer to linearly polarized light. この偏光子2は、主軸方位が45度となるように配置され直線偏光を出射する。 The polarizer 2 emits a is arranged so as the principal axis direction is 45 degrees linearly polarized light.

また、アクロマティック1/4波長板3は、白色光源1からの光のうち、測定条件としての波長範囲における各波長の光を円偏光とする1/4波長板である。 Further, achromatic quarter-wave plate 3, of the light from the white light source 1, a quarter wave plate circularly polarized light in each wavelength in the wavelength range of the measurement condition. アクロマティック1/4波長板3は、固定された2つの1/4波長板3a,3bと、1/4波長板3a,3bの間に配置された1/2波長板3cとを有する。 Achromatic quarter-wave plate 3 has a fixed two quarter-wave plate 3a, and 3b, 1/4-wave plate 3a, a half-wave plate 3c disposed between 3b. 1/4波長板3a,3bの主軸方位はいずれも45度とされる。 Quarter-wave plate 3a, principal axis directions of 3b is 45 degrees either. 1/2波長板3cの主軸方位は、112.5度とされる。 Principal axis direction of the half-wave plate 3c is a 112.5 °.

また、アクロマティック1/4波長板3から出射した円偏光は、測定対象101に入射する。 Also, circularly polarized light emitted from the achromatic quarter-wave plate 3, enters the measurement target 101. つまり、この白色光源1、偏光子2およびアクロマティック1/4波長板3は、少なくとも所定の波長帯域の成分を有する円偏光を測定対象へ入射させる入射手段として機能する。 That is, the white light source 1, a polarizer 2 and achromatic quarter-wave plate 3 functions as projecting means for entering the circularly polarized light to a measurement object having at least a component of a predetermined wavelength band.

また、位相シフタ4は、測定対象101を通過した光の位相を変調するアクロマティックな位相シフタである。 The phase shifter 4 is achromatic phase shifter to modulate the phase of passing through the measurement target 101 light. 位相シフタ4は、固定された2つの1/4波長板4a,4bと、1/4波長板4a,4bの間に配置され光軸を中心として回転可能な1/2波長板4cとを有する。 Phase shifter 4 has two quarter-wave plate 4a secured, and 4b, 1/4-wave plate 4a, a half wave plate 4c rotatable about the placed optical axis between 4b . 1/4波長板4a,4bの主軸方位は、いずれも45度とされる。 Quarter wave plate 4a, the principal axis direction of the 4b are both 45 degrees. そして、1/2波長板4cが回転するため、1/2波長板4cの主軸方位は、回転角θとされる。 Since the 1/2-wave plate 4c is rotated, principal axis directions of 1/2-wave plate 4c is a rotation angle theta.

また、検光子5は、偏光子2と対になる出射側の偏光子である。 Further, the analyzer 5 is a polarizer on the exit side to become polarizer 2 a pair. 検光子5は、光軸を中心として回転可能に配置され、1/2波長板4cの回転角θの2倍の回転角度を保ちつつ回転する。 Analyzer 5 is rotatably arranged around the optical axis, rotates while keeping twice the rotation angle of the rotation angle θ of 1/2-wave plate 4c.

また、分光器6は、検光子5から出射した光を、波長に応じて分離する分光手段として機能する。 Moreover, the spectrometer 6, the light emitted from the analyzer 5, which functions as a spectroscopic means for separating according to wavelength. 分光器6としては、回折格子、グリズムなどが使用される。 The spectrometer 6, the diffraction grating, etc. grism is used.

また、光検出器7は、CCD(Charge Coupled Device )などの受光素子を有し、分光器6により分離された各波長の光を別々に検出し、各波長の光の光強度に応じた電気信号を出力する装置である。 Further, the optical detector 7 includes a light receiving element such as a CCD (Charge Coupled Device), the light of each wavelength separated by the spectroscope 6 detects separately, according to the light intensity of the light of each wavelength electric a device for outputting a signal.

そして、図1に示すように、上述した偏光子2、アクロマティック1/4波長板3、測定対象101、位相シフタ4、検光子5および分光器6が、白色光源1から光検出器7までの光路にそって配置される。 Then, as shown in FIG. 1, a polarizer 2 described above, achromatic quarter-wave plate 3, the measurement target 101, phase shifter 4, the analyzer 5 and the spectrometer 6, the white light source 1 to the light detector 7 It is disposed along the the optical path.

また、演算装置8は、光検出器7により検出された各波長の光強度に応じた電気信号から各波長についての複屈折位相差および/または主軸方位を計算する装置である。 The arithmetic unit 8 is a device for calculating the birefringence phase difference and / or principal axis direction for each wavelength from the electrical signal corresponding to the light intensity of each wavelength detected by the photodetector 7.

図2は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置における演算装置の構成例を示すブロック図である。 Figure 2 is a block diagram showing a configuration example of the arithmetic unit in the birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2に示す演算装置8において、A/D変換器21は、アナログの電気信号をデジタル信号に変換する回路である。 In operation device 8 illustrated in FIG 2, A / D converter 21 is a circuit for converting the analog electrical signal into a digital signal. また、インタフェース22は、A/D変換器21からデジタル信号を取得し、デジタルデータとして記憶手段23に記憶する。 The interface 22 acquires the digital signal from the A / D converter 21, stored in the storage unit 23 as digital data.

また、記憶手段23は、光検出器7からのデジタルデータ、計算途中のデータ、計算結果のデータなどを記憶する半導体メモリである。 The storage unit 23 is a semiconductor memory for storing digital data from the photodetector 7, middle of calculation data, the calculation result data, and the like.

また、フーリエ変換処理手段24は、高速フーリエ変換などのフーリエ変換アルゴリズムに従って、光検出器7からのデジタルデータに対してフーリエ変換処理を行う。 Further, the Fourier transform processing unit 24, in accordance with the Fourier transform algorithm, such as fast Fourier transform, performing a Fourier transform processing on the digital data from the optical detector 7.

また、計算手段25は、フーリエ変換処理手段24によるフーリエ変換処理後に得られるスペクトルに基づいて、各波長での複屈折位相差を計算する複屈折位相差計算手段25aと、フーリエ変換処理手段24によるフーリエ変換処理後に得られるスペクトルに基づいて、各波長での主軸方位を計算する主軸方位計算手段25bとを有する。 The calculation unit 25, based on the spectrum obtained after Fourier transform processing by the Fourier transform processing unit 24, a birefringent phase difference calculation means 25a for calculating the birefringence phase difference at each wavelength, by the Fourier transform processing unit 24 based on the spectrum obtained after Fourier transform processing, and a principal axis direction calculating means 25b for calculating the principal axis direction at each wavelength. つまり、計算手段25は、波長ごとの同一のスペクトルデータから、複屈折位相差と主軸方位を計算する。 In other words, calculation means 25, from the same spectral data for each wavelength, calculating a birefringence phase difference and the principal axis direction.

また、データ格納手段26は、光検出器7からのデジタルデータ、計算結果である各波長での複屈折位相差のデータおよび/または各波長での主軸方位のデータを格納する。 The data storage unit 26 stores the digital data, the data of the principal axis direction of the data and / or the wavelengths of the birefringence phase difference at a calculation result each wavelength from the optical detector 7. 表示手段27は、光検出器7からのデジタルデータ、計算結果である各波長での複屈折位相差のデータおよび/または各波長での主軸方位のデータに基づいて、光検出器7の出力波形、計算結果である各波長での複屈折位相差、各波長での主軸方位などを表示する。 Display means 27 based on the digital data, the data of the principal axis direction of the data and / or the wavelengths of the birefringence phase difference at each wavelength is a calculation result from the light detector 7, the output waveform of the photodetector 7 , birefringence phase difference at each wavelength is calculated results, displays a principal axis direction at each wavelength.

なお、フーリエ変換処理手段24および計算手段25は、所定のプログラムとそのプログラムに従って動作するCPU、DSP(Digital Signal Processor)などのプロセッサを有するコンピュータにより実現可能である。 Incidentally, the Fourier transform processing unit 24 and calculation unit 25, CPU that operates according to a predetermined program and that program, DSP (Digital Signal Processor) can be realized by a computer having a processor, such as. また、そのように実現した場合には、インタフェース22、データ格納手段26および表示手段27と記憶手段23との間のデータの授受も、そのコンピュータによる制御に従って行われる。 Further, when implemented as such, the interface 22, exchange of data between the data storage means 26 and display means 27 and storage means 23 is also performed under control of the computer.

図1に戻り、駆動機構9は、位相シフタ4の1/2波長板4cを所定の各速度で回転させる機構である。 Returning to Figure 1, the drive mechanism 9 is a mechanism for rotating the half wave plate 4c of the phase shifter 4 at a predetermined respective speed. 駆動機構9は、例えば、円盤形状の1/2波長板4cの外縁に設けられたギアと、そのギアに噛み合う歯車と、その歯車を回転させるモータとにより構成される。 Drive mechanism 9 is composed of, for example, a a gear provided on the outer edge of the half-wave plate 4c of the disc-shaped, and a gear meshing with the gear, a motor for rotating the gear. あるいは、円盤形状の1/2波長板4cをベルト駆動するモータとそのベルトにより構成されるようにしてもよいし、また、円盤形状の1/2波長板4cに接触する摩擦車とその摩擦車を駆動するモータとにより構成されるようにしてもよい。 Alternatively, it may be constituted by a motor and its belt to belt drive the half-wave plate 4c of the disc shape, and its friction wheel friction wheel in contact with the half-wave plate 4c of the disc-shaped it may be constituted by a motor for driving the. あるいは、1/2波長板4cをモータのロータやステータの一部として使用して直接駆動する機構としてもよい。 Alternatively, it may be a mechanism for driving directly using 1/2-wave plate 4c as part of the motor rotor and the stator.

また、駆動機構10は、検光子5を1/2波長板4cの2倍の回転速度で回転させる機構である。 The drive mechanism 10 is a mechanism for rotating the analyzer 5 at twice the rotational speed of the half-wave plate 4c. 駆動機構10は、例えば、円盤形状の検光子5の外縁に設けられたギアと、そのギアに噛み合う歯車と、その歯車を回転させるモータとにより構成される。 Drive mechanism 10 is constituted by, for example, a gear provided on the outer edge of the analyzer 5 of the disc-shaped, and a gear meshing with the gear, by a motor for rotating the gear. あるいは、円盤形状の検光子5をベルト駆動するモータとそのベルトにより構成されるようにしてもよいし、また、円盤形状の検光子5に接触する摩擦車とその摩擦車を駆動するモータとにより構成されるようにしてもよい。 Alternatively, it may be constituted by a motor and its belt the analyzer 5 to the belt driving the disk-shaped, and by a motor for driving the friction wheel and the frictional wheel in contact with the analyzer 5 of the disc-shaped it may be constituted. あるいは、検光子5をモータのロータやステータの一部として使用して直接駆動する機構としてもよい。 Alternatively, it may be a mechanism for driving directly using the analyzer 5 as part of the motor rotor and the stator.

また、制御装置11は、駆動機構9および駆動機構10を電気的に制御する装置である。 The control device 11 is a device for electrically controlling the drive mechanism 9 and the drive mechanism 10. なお、制御装置11による駆動機構9および駆動機構10の電気的な制御に基づいて検光子5の回転速度を1/2波長板4cの2倍の回転速度に維持するようにしてもよいし、駆動機構9と駆動機構10とを速度比1:2の変速機などで接続し機械的に検光子5の回転速度を1/2波長板4cの2倍の回転速度に維持するようにしてもよい。 Incidentally, it may be maintained rotational speed of the analyzer 5 to 2 times the rotational speed of the half wave plate 4c based on the electrical control of the drive mechanism 9 and the drive mechanism 10 by the controller 11, drive mechanism 9 and the drive mechanism 10 and the speed ratio 1: even when 2 of the rotational speed of the mechanical analyzer 5 is connected via a transmission to maintain twice the rotational speed of the half-wave plate 4c good.

次に、上記装置の動作について説明する。 Next, the operation of the apparatus.

白色光源1は、波長依存性を測定する波長帯域の成分を含む白色光を生成する。 White light source 1 generates a white light including components of wavelengths band measuring the wavelength dependency. この白色光は、偏光子2に入射する。 The white light is incident on the polarizer 2. 偏光子2は、各波長成分についての45度の直線偏光を出射する。 Polarizer 2 emits a linearly polarized light of 45 degrees for each wavelength component. なお、偏光子2の偏光特性は、通過光の波長に依存しない。 The polarization characteristics of the polarizer 2 is not dependent on the wavelength of the passing light.

偏光子2からの各波長の直線偏光は、アクロマティック1/4波長板3に入射する。 Linearly polarized light of each wavelength from the polarizer 2 is incident on achromatic quarter-wave plate 3. このアクロマティック1/4波長板3は、1/4波長板3a,3bおよび1/2波長板3cで構成されるアクロマティックな1/4波長板となっており、各波長の光を円偏光とする。 The achromatic quarter-wave plate 3, 1/4-wave plate 3a, 3b and a half-wave plate 3c has a configured achromatic quarter-wave plate, the circularly polarized light of light of each wavelength to.

図3は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置におけるアクロマティック1/4波長板3の複屈折分散特性の一例を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing an example of the achromatic quarter birefringence dispersion characteristics of the wavelength plate 3 in birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図3(A)は、アクロマティック1/4波長板3の複屈折位相差の波長依存性を示し、図3(B)は、アクロマティック1/4波長板3の主軸方位を示している。 3 (A) is, indicates the wavelength dependency of the birefringence phase difference of achromatic quarter-wave plate 3, FIG. 3 (B) shows a principal axis direction of the achromatic quarter-wave plate 3.

図3のアクロマティック1/4波長板3は、ポリエチレン(ポリマーの一種)の構成されたものであり、図中「QHQ型ポリマー」としているものである。 Achromatic quarter-wave plate 3 in FIG. 3 has been constructed of a polyethylene (a type of polymer), in which are shown in FIG as "QHQ polymer". 図3(A)に示すように、このアクロマティック1/4波長板3では、雲母単体からなる1/4波長板やポリエチレン単体からなるアクロマティック1/4波長板と比較して、波長に対して平坦な複屈折位相差が得られている。 As shown in FIG. 3 (A), in the achromatic quarter-wave plate 3, as compared to the achromatic quarter-wave plate formed of a quarter-wave plate or polyethylene alone consisting of mica alone, the wavelength flat birefringent phase difference Te is obtained. また、主軸方位についても、波長に対して45度で平坦な主軸方位が得られている。 In addition, the principal axis direction is also flat principal axis direction is obtained at 45 degrees with respect to the wavelength.

したがって、このアクロマティック1/4波長板3では、各波長の入射光が円偏光とされ出射される。 Therefore, in the achromatic quarter-wave plate 3, the incident light of each wavelength is set to circularly polarized light output.

アクロマティック1/4波長板3からの光は、測定対象101を通過し、位相シフタ4に入射する。 Light from achromatic quarter-wave plate 3, it passes through the measurement target 101 and enters the phase shifter 4. その際、通過する光は、測定対象101の各波長での複屈折特性および主軸方位によって影響を受ける。 At that time, the light passing through is affected by the birefringence characteristic and the principal axis direction at each wavelength to be measured 101. 測定対象101の配向状態や応力状態に応じて、各波長での複屈折特性や主軸方位が変化するため、測定対象101から出射する光は、これらの情報を内包する。 Depending on the alignment state and stress state of the measurement object 101, since the birefringence and the principal axis direction at each wavelength changes, the light emitted from the measurement object 101, containing the above information.

可視光範囲内での波長変化に対する複屈折特性の変動量は微小であるため、そのまま測定対象101からの出射光を検出しても、各波長での複屈折特性の変動量を抽出することは難しい。 Since the amount of variation in birefringence with respect to a wavelength change in the visible light range is small, even by detecting the emitted light from the measurement target 101 as it is possible to extract the amount of variation of birefringence at each wavelength difficult. そのため、位相シフタ4により通過光に位相変調が施される。 Therefore, phase modulation is applied to the passing light by the phase shifter 4.

位相シフタ4の1/2波長板4cは、駆動機構9により駆動され所定の回転速度ωで回転している。 Half-wave plate 4c of the phase shifter 4 is driven by the drive mechanism 9 is rotated at a predetermined rotational speed omega. これにより、位相シフタ4は、1/2波長板4cの回転角度θ(=ω・t)によって通過光の光強度を周期的に変動させる。 Accordingly, the phase shifter 4, periodically varying the light intensity of the passing light by the rotation angle of the 1/2-wave plate 4c θ (= ω · t). また、この位相シフタ4により変調される位相量である幾何学的位相Ωは、回転角度をθとすると、Ω(θ)=4θとされる。 Further, the phase shifter 4 geometric phase Omega is a phase amount that is modulated by, when the rotation angle and theta, are Ω (θ) = 4θ.

図4は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置における位相シフタ4の特性の一例を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing an example of the characteristic of the phase shifter 4 in the birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図4に示す特性は、位相シフタ4単体に対して書く波長の光を入射しそれに対応する出射光から得られたものである。 Characteristics shown in FIG. 4 is an incident light having a wavelength of writing to the phase shifter 4 alone was obtained from the emission light corresponding thereto. 図4(A)は、1/2波長板4cの回転角度θに対する、位相シフタ4単体の通過光の光強度を示す(なお、入射光の光強度を100とする)。 FIG. 4 (A), with respect to the rotation angle θ of 1/2-wave plate 4c, shows the light intensity of the phase shifter 4 single pass light (It is assumed that 100 the light intensity of the incident light). 図4(B)は、回転角度θに対する幾何学的位相Ωを示す。 FIG. 4 (B) shows the geometric phase Ω with respect to the rotation angle theta. 図4(B)に示すように、各波長について、回転角度θに対する幾何学的位相Ωの関係は、略同一となっている。 As shown in FIG. 4 (B), for each wavelength, the relationship between the geometric phase Ω with respect to the rotation angle θ are substantially the same.

したがって、位相シフタ4により、各波長の光に対して同様の位相変調が行われる。 Accordingly, the phase shifter 4, the same phase modulation to light of each wavelength is performed. 位相シフタ4を通過した光は、検光子5に入射する。 The light passing through the phase shifter 4 is incident on the analyzer 5. 検光子5は、駆動機構10により駆動され、1/2波長板4cの2倍の回転速度で同方向に回転している。 Analyzer 5 is driven by the drive mechanism 10 are rotated in the same direction at twice the rotational speed of 1/2-wave plate 4c. つまり、検光子5の主軸方位もその速度で回転する。 In other words, the principal axis direction of the analyzer 5 is also rotated at the speed. 検光子5から出射した直線偏光は、分光器6に入射する。 Linearly polarized emitted from the analyzer 5 is incident to the spectroscope 6. なお、検光子5の偏光特性は、通過光の波長に依存しない。 The polarization characteristics of the analyzer 5 is not dependent on the wavelength of the passing light.

分光器6は、検光子5から入射した光を各波長成分に分離し各波長成分の光を別々の方向に出射する。 Spectrometer 6, the light incident from the analyzer 5 is separated into each wavelength component for emitting light of each wavelength component in different directions. 分光器6により分離された各波長の光は、空間的に分離した状態で光検出器7に入射する。 Light of each wavelength separated by the spectroscope 6 is incident on the photodetector 7 in a state of spatially separated. 光検出器7は、波長ごとに光強度を電気信号に変換しそのアナログ信号を出力する。 Photodetector 7 converts the light intensity into an electrical signal and outputs the analog signal for each wavelength. この光検出器7から出力された信号は、演算装置8に供給される。 The signal output from the optical detector 7 is supplied to the arithmetic unit 8. なお、光検出器7では、波長ごとに別々の受光素子を使用してもよいし、1つのCCDなどの面受光素子を使用してもよい。 In the optical detector 7, use may be made of a separate receiving element for each wavelength may be used a surface light-receiving element such as one CCD. 1つのCCDなどを使用する場合には、受光面の各受光領域から各波長成分の信号を得るようにすればよい。 When using such a single CCD may be from the light receiving region of the light receiving surface so as to obtain a signal of each wavelength component.

演算装置8では、A/D変換器21が、その信号をデジタル信号に変換し、インタフェース22が、そのデジタル信号をデジタルデータに変換する。 The arithmetic unit 8, A / D converter 21, converts the signal into a digital signal, the interface 22, converts the digital signal into digital data. そして、受光された光の光強度を示すデータが、波長ごとに時系列に沿って収集され、記憶手段23に記憶される。 Then, data indicating the light intensity of the received light is collected in chronological for each wavelength is stored in the storage unit 23.

そして、このデータに基づいて、各波長についての、測定対象101の複屈折位相差および主軸方位がまとめて計算される。 Then, the data on the basis, for each wavelength, the birefringence phase difference and the principal axis direction of the measurement target 101 is collectively calculated.

ここで、各波長の光強度のデータから測定対象101の複屈折位相差および主軸方位が得られる原理について説明する。 Here, a description will be given of the principle of the birefringent phase difference and the principal axis direction of the measurement target 101 from the data of the light intensity of each wavelength is obtained.

まず、上記の光学系を介して光検出器7に入射する光強度Iは、位相シフタ4の回転角θに基づく位相変調を受けているため、式(1)に示すように回転角θと通過光の波長λの関数となる。 First, the light intensity I incident on the photodetector 7 through the optical system, since undergoing phase modulation based on the rotation angle of the phase shifter 4 theta, and theta rotational angle as shown in equation (1) a function of the wavelength λ of the transmitted light.

ここで、Δ(λ)は、波長λについての測定対象101の複屈折位相差を表し、φは、測定対象101の主軸方位を表し、Ω(θ)は、位相シフタ4による位相変動量である。 Here, delta (lambda) denotes a birefringence phase difference of the measurement target 101 for the wavelength lambda, phi represents the principal axis direction of the measurement target 101, Omega (theta) is the phase variation amount by the phase shifter 4 is there.

また、上述のように、この実施の形態では、Ω(θ)は4θであるので、式(1)は、式(2)で表される。 Further, as described above, in this embodiment, since the Omega (theta) is a 4?, Equation (1) is represented by the formula (2).

式(2)において時系列に沿って変動するのは回転角θのみであるため、時系列に沿って変動しない要素を、係数a0,a4,a8,b8とおくと、式(2)は、式(3)および式(4a)〜(4c)で表される。 For to vary along the time series in equation (2) is only the rotation angle theta, when the element does not vary along the sequence, placing the coefficients a0, a4, a8, b8, equation (2) formula (3) and (4a) ~ (4c).

そして、式(4a)〜(4c)から、波長λについての測定対象101の複屈折位相差Δ(λ)を導出するための式(5)が得られる。 Then, from equation (4a) ~ (4c), the formula (5) is obtained for deriving a birefringence phase difference delta (lambda) of the measurement target 101 for the wavelength lambda.

また、式(4a),(4c)から、測定対象101の主軸方位φを導出するための式(6)が得られる。 Further, the formula (4a), from (4c), the formula (6) is obtained for deriving the principal axis direction φ to be measured 101.

以上の式(5),(6)を使用することで、光強度の測定値のうち、1/2波長板4cの回転速度ω(=θ/t)の4倍の周波数成分4ω(=4θ/t)と8倍の周波数成分8ω(=8θ/t)の光強度の値、つまり各波長についてのa4,a8,b8から、各波長λについての測定対象101の複屈折位相差Δ(λ)と主軸方位φを導出することができる。 Or of formula (5), the use of (6), of the measured value of the light intensity, the rotational speed of 1/2-wave plate 4c ω (= θ / t) of four times the frequency components 4ω (= 4θ / t) and 8 times the value of the light intensity of the frequency components 8ω (= 8θ / t), that is from a4, a8, b8 for each wavelength, the birefringence phase difference of the measurement target 101 for each wavelength lambda delta (lambda ) and it can be derived principal axis direction phi.

このような原理に基づいて、演算装置8のフーリエ変換処理手段24および計算手段25により、各波長の受光強度の時系列データから、各波長λについての測定対象101の複屈折位相差Δ(λ)と主軸方位φが導出される。 Based on this principle, the Fourier transform processing unit 24 and calculation unit 25 of the arithmetic unit 8, from the time-series data of the received light intensity of each wavelength, the birefringence phase difference of the measurement target 101 for each wavelength lambda delta (lambda ) and the principal axis direction φ is derived.

まず、フーリエ変換処理手段24は、所定のフーリエ変換アルゴリズムに従って、各波長の受光強度の時系列データから、所定の範囲(例えば0〜8θ)の周波数スペクトル(つまり、各周波数でのフーリエ係数の値)を計算し、各波長についての周波数スペクトルのデータを記憶手段23に記憶する。 First, the Fourier transform processing unit 24 according to a predetermined Fourier transform algorithm, the frequency spectrum (i.e., the value of the Fourier coefficient at each frequency from the time-series data of the received light intensity of each wavelength, the predetermined range (e.g. 0~8Shita) ) is calculated, and stores the data of the frequency spectrum for each wavelength in the storage unit 23. なお、回転速度θは光の周波数に比べ十分低いため、問題なくフーリエ変換が行われる。 Incidentally, the rotational speed θ is sufficiently low compared to the frequency of the light, the Fourier transform without problems performed.

次に、計算手段25の複屈折位相差計算手段25aは、記憶手段23に記憶された各波長についての周波数スペクトルのデータから、回転速度の4倍の周波数成分a4および回転速度の8倍の周波数成分a8,b8を取得し、式(5)に従って、各波長λについての複屈折位相差Δ(λ)を計算する。 Next, the birefringence phase difference calculation means 25a of the calculation means 25, the frequency spectrum of the data for each wavelength stored in the storage unit 23, eight times the frequency of four times the frequency components a4 and the rotational speed of the rotational speed Gets the component a8, b8, in accordance with equation (5), calculates the birefringence phase difference delta (lambda) for each wavelength lambda. なお、回転速度の4倍の周波数成分a4および回転速度の8倍の周波数成分a8,b8は、各周波数成分のフーリエ係数の絶対値と位相から計算される。 Incidentally, four times the eight times the frequency component of frequency components a4 and the rotational speed of the rotational speed a8, b8 is calculated from the absolute value and phase of the Fourier coefficients of each frequency component.

また、計算手段25の主軸方位計算手段25bは、記憶手段23に記憶された各波長についての周波数スペクトルのデータ(つまり、複屈折位相差計算手段25aが使用するものと同一のデータ)から、回転速度の4倍の周波数成分a4および回転速度の8倍の周波数成分b8を取得し、式(6)に従って、各波長λについての主軸方位φを計算する。 Also, principal axis directions calculating unit 25b of the computation means 25, the data of the frequency spectrum for each wavelength stored in the storage unit 23 (i.e., the same data as that birefringence phase difference calculation means 25a is used), the rotation to obtain frequency components b8 of 8 times 4 times the frequency components a4 and the rotation speed of the speed, according to equation (6), to calculate the principal axis direction φ for each wavelength lambda. なお、主軸方位φは波長λに依存しないため、代表する1つの波長について主軸方位φを計算するようにしてもよいし、複数の波長について主軸方位φを計算しそれらの平均値を主軸方位φとしてもよい。 Incidentally, the principal axis direction φ does not depend on the wavelength lambda, it may be calculate the principal axis orientation φ representative for one wavelength, principal axis directions of the average value of calculate the principal axis direction φ for a plurality of wavelengths φ it may be.

計算手段25により計算された各波長λについての複屈折位相差Δ(λ)および主軸方位φのデータは、記憶手段23に記憶される。 Data of the birefringence phase difference delta (lambda) and the principal axis direction φ for each wavelength lambda calculated by the calculation unit 25 is stored in the storage unit 23. そして、必要に応じて、それらのデータは、データ格納手段26に格納される。 Then, if necessary, these data are stored in the data storage unit 26. また、必要に応じて、それらのデータに基づき、各波長λについての複屈折位相差Δ(λ)および主軸方位φの情報が、表示手段27により表示される。 If necessary, on the basis of those data, the information of the birefringence phase difference delta (lambda) and the principal axis direction φ for each wavelength lambda is displayed by the display means 27.

次に、上記実施の形態に係る複屈折分散計測装置による測定例について説明する。 Next, description will be given of a measurement example according to birefringence dispersion measuring apparatus according to the above embodiment.

まず、バビネソレイユ補償器を測定対象101として使用した場合の本実施の形態に係る装置の検証について説明する。 First, a description will be given verification device according to this embodiment when using Babinet Soleil compensator as a measurement target 101. 図5は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置による、バビネソレイユ補償器の複屈折位相差と主軸方位の測定結果の一例を示す図である。 5, due to birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, illustrating an example of a measurement result of the birefringence phase difference and the principal axis direction of the Babinet Soleil compensator.

バビネソレイユ補償器は、任意の複屈折位相差と主軸方位を作りだせるものであり、マイクロメータの送り量に対して複屈折位相差が直線的に変化する光学素子である。 Babinet Soleil compensator are those able to produce any of the birefringence phase difference and the principal axis direction, a birefringent phase difference with respect to the feed amount of the micrometer is an optical element which varies linearly. バビネソレイユ補償器を測定対象101として使用し、マイクロメータの送り量を変化させて、3つの波長について本実施の形態に係る装置により複屈折位相差を測定した結果が図5である。 Using the Babinet Soleil compensator as a measurement object 101, by changing the feeding amount of the micrometer, a result of measuring the birefringence phase difference by the apparatus of the present embodiment for the three wavelengths is 5. 図5に示すように、各波長について、マイクロメータの送り量に対してほぼ直線的な複屈折位相差が測定されており、複屈折位相差が正確に計測されている。 As shown in FIG. 5, for each wavelength, are measured substantially linear birefringence phase difference with respect to the feed amount of the micrometer, a birefringent phase difference is accurately measured. また、主軸方位についても、送り量に対して22.5度で一定しており、正確に計測されている。 In addition, the principal axis direction also has constant at 22.5 degrees to the feed amount, which is accurately measured.

次に、測定対象101として液晶デバイス用の位相差フィルムを使用した場合の本実施の形態に係る装置の測定結果について説明する。 Then, the measurement result will be described of a device according to the present embodiment in which the measurement target 101 using the phase difference film for liquid crystal devices. 図6は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置により得られた、測定対象101としての位相差フィルムの複屈折分散の測定結果を示す図である。 6 was obtained by birefringence dispersion measuring apparatus according to the embodiment of the present invention, showing a measurement result of the birefringence dispersion of the retardation film as a measurement target 101. この位相差フィルムは、ポリカーボネート製の高分子フィルムであって、波長550nmでの複屈折位相差が90度のものである。 The retardation film is a polymer film made of polycarbonate, the birefringence phase difference at a wavelength of 550nm is of 90 degrees. また、計測時には、この位相差フィルムは、主軸方位が90度となるように配置されている。 Further, at the time of measurement, the phase difference film, the principal axis direction is arranged to be 90 degrees.

図6に示すように、本実施の形態で測定された複屈折位相差は、従来の回転検光子法で光学系の設定を波長ごとに調整して得られた測定結果と同様の値となっている。 As shown in FIG. 6, a birefringent phase difference measured in the present embodiment, a measurement result similar to the values ​​obtained by adjusting the setting of the optical system for each wavelength in the conventional rotary analyzer method ing. したがって、本実施の形態によれば各波長での複屈折位相差が、まとめて正確に測定される。 Therefore, the birefringence phase difference at each wavelength, according to the present embodiment, is accurately measured collectively. また、主軸方位についても、波長に対して均一なほぼ90度の値が得られており、主軸方位が正確に測定されることがわかる。 In addition, the principal axis direction also have the value of uniform approximately 90 degrees is obtained with respect to the wavelength, it can be seen that the principal axis direction can be accurately measured.

以上のように、上記実施の形態によれば、位相シフタ4が、2つの1/4波長板4a,4bと、1/4波長板4a,4bの間に配置され所定の回転速度で回転する1/2波長板4cとを有し、測定対象101を通過した光の位相を変調し、検光子5が、1/2波長板4cの2倍の回転速度で同期して回転し、位相シフタ4を通過した光を直線偏光とする。 As described above, according to the above embodiment, the phase shifter 4, two quarter-wave plate 4a, a 4b, rotates 1/4-wave plate 4a, at a predetermined rotational speed is disposed between the 4b and a half wave plate 4c to modulate the phase of light passing through the measurement target 101, the analyzer 5, and rotates synchronously at twice the rotational speed of 1/2-wave plate 4c, the phase shifter 4 and linearly polarized light that has passed through the. そして、分光器6が、その直線偏光の光を波長に応じて分離し、光検出器7が、分光後の光を受光し波長ごとの電気信号に変換する。 The spectrometer 6, the light of the linearly polarized light is separated according to the wavelength, the light detector 7 receives the light after spectral and converts it into an electric signal for each wavelength.

これにより、位相シフタ4の位相変調特性が通過光の波長に依存しないため、複数の波長について位相シフタの設定を変えることなく、各波長での、計測対象101の複屈折位相差および/または主軸方位を計算することができる。 Thus, since the phase modulation characteristic of the phase shifter 4 is not dependent on the wavelength of the transmitted light, without changing the setting of the phase shifters for a plurality of wavelengths, at each wavelength, the birefringence phase difference of the measuring target 101 and / or main shaft it is possible to calculate the orientation. さらに、波長ごとに電気信号が得られるため、波長ごとのデータ処理がし易くなる。 Furthermore, since the electrical signal is obtained for each wavelength, easily data processing for each wavelength. このため、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を、短時間で特定することができる。 Therefore, the principal axis direction of the wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion, can be identified in a short time.

さらに、上記実施の形態によれば、アクロマティック1/4波長板3が、2つの1/4波長板3a,3bと、1/4波長板3a,3bの間に配置された1/2波長板3cとを有し偏光子2を通過した各波長の光を円偏光とする。 Further, according to the above embodiment, a half wavelength in which the achromatic quarter-wave plate 3, two quarter-wave plate 3a, and 3b, 1/4-wave plate 3a, disposed between 3b the light of each wavelength passing through the polarizer 2 and a plate 3c and circularly polarized light.

これにより、アクロマティック1/4波長板3の偏光特性が通過光の波長に依存しないため、測定対象101の前段の1/4波長板を変更せずに複数の波長の光を計測光として使用することができ、複数の波長での、計測対象101の複屈折位相差および/または主軸方位を一括して計算することができる。 Thus, using the polarization properties of the achromatic quarter-wave plate 3 does not depend on the wavelength of the passing light, light of a plurality of wavelengths without modifying the quarter-wave plate of the preceding measurement target 101 as the measurement light it can be, at a plurality of wavelengths, the birefringence phase difference and / or the principal axis direction of the measurement target 101 can be calculated collectively. このため、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を、短時間で特定することができる。 Therefore, the principal axis direction of the wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion, can be identified in a short time.

さらに、上記実施の形態によれば、計算手段25は、検光子5の回転角度の2倍と4倍の回転角度成分のみの光強度に基づいて、測定対象101の複屈折位相差の波長依存特性および/または測定対象の主軸方位を計算する。 Further, according to the above embodiment, calculating means 25, based on the light intensity of only 2-fold and 4-fold rotational angle component of the rotation angle of the analyzer 5, the wavelength of the birefringence phase difference of the measurement target 101 depends calculating the characteristics and / or principal axis direction of the measurement object.

これにより、少ない計算量で、複屈折位相差の波長依存特性および/または主軸方位を導出することができる。 Thus, with a small amount of calculation, it is possible to derive a wavelength dependency characteristic and / or the principal axis direction of the birefringent phase difference. このため、複屈折分散に起因する複屈折位相差の波長依存性や複屈折分散下での主軸方位を、短時間で特定することができる。 Therefore, the principal axis direction of the wavelength dependency and under birefringence dispersion of the birefringence phase difference due to birefringence dispersion, can be identified in a short time.

なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。 Incidentally, the above embodiment is a preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto, without departing from the scope of the present invention, various modifications, can be modified is there.

例えば、上記実施の形態では、1/2波長板4cと検光子5との回転速度比を1:2としているが、回転速度比を1:4などといった別の整数比としてもよい。 For example, in the above embodiment, the rotation speed ratio between 1/2-wave plate 4c and the analyzer 5 1: 2 and to that, but the rotational speed ratio 1: may be another integer ratio, such as 4. その場合、光強度の時系列データから、その整数比に応じた周波数成分を抽出し、その周波数成分の値に応じて、各波長についての複屈折位相差と主軸方位を計算すればよい。 In that case, from the time series data of the light intensity, it extracts a frequency component corresponding to the integer ratio, depending on the value of the frequency component may be calculated birefringence phase difference and the principal axis direction for each wavelength.

また、上記実施の形態では、白色光源1を使用しているが、分光器6を外し、白色光源1の代わりに複数の単色光源を使用し、単色光源を切り換えて測定を行うようにしてもよい。 In the above embodiment, the use of the white light source 1, the spectroscope 6 removed, using a plurality of monochromatic light sources instead of a white light source 1, be performed measurements by switching a monochromatic light source good. その場合にも、偏光子2から検光子5までの光学系の設定を、光源の波長に応じて変える必要は特にない。 Also in this case, the setting of the optical system from the polarizer 2 to the analyzer 5, in particular not necessary to change depending on the wavelength of the light source. その場合の単色光源としては、He−Neレーザといった各種レーザ光源を使用することができる。 The monochromatic light source in this case, it is possible to use various laser light sources such as He-Ne laser.

また、上記実施の形態において、フーリエ変換処理手段24は、複数の波長についてのフーリエ変換処理を、複数のプロセッサやプロセスにより並列に行うようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the Fourier transform processing unit 24, the Fourier transform processing for a plurality of wavelengths, it may be performed in parallel by multiple processors and processes. 同様に、計算手段25も、複数の波長についての複屈折位相差および主軸方位の計算を並列に行うようにしてもよい。 Similarly, computing means 25 may also be birefringent phase difference for a plurality of wavelengths and the calculation of the principal axis direction to perform in parallel.

本発明は、例えば、高分子材料や液晶などの複屈折分散の計測に適用可能である。 The present invention is applicable, for example, for measuring the birefringence dispersion, such as a polymeric material and liquid crystal. ひいては、高分子材料や液晶の配向状態や内部応力の評価に応用可能である。 Therefore, it is applicable to the evaluation of the polymer material and the liquid crystal orientation state and internal stress.

図1は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置の構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing the configuration of a birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置における演算装置の構成例を示すブロック図である。 Figure 2 is a block diagram showing a configuration example of the arithmetic unit in the birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置における1/4波長板の複屈折分散特性の一例を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing an example of a birefringence dispersion characteristics of the quarter-wave plate in the birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置における位相シフタの特性の一例を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing an example of the characteristic of the phase shifter in the birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置による、バビネソレイユ補償器の複屈折位相差と主軸方位の測定結果の一例を示す図である。 5, due to birefringence dispersion measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, illustrating an example of a measurement result of the birefringence phase difference and the principal axis direction of the Babinet Soleil compensator. 図6は、本発明の実施の形態に係る複屈折分散計測装置により得られた、測定対象としての位相差フィルムの複屈折分散の測定結果を示す図である。 6 was obtained by birefringence dispersion measuring apparatus according to the embodiment of the present invention, showing a measurement result of the birefringence dispersion of the retardation film as measured.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 白色光源(入射手段の一部) 1 white light source (part of the incident means)
2 偏光子(入射側偏光子、入射手段の一部) 2 polarizer (incident side polarizer, a portion of the incident means)
3 アクロマティック1/4波長板(入射手段の一部) 3 achromatic quarter-wave plate (part of the incident means)
3a,3b 1/4波長板(アクロマティック1/4波長板の一部) 3a, 3b quarter-wave plate (part of the achromatic quarter-wave plate)
3c 1/2波長板(アクロマティック1/4波長板の一部) 3c 1/2 wave plate (achromatic quarter part of the wavelength plate)
4 位相シフタ 4a,4b 1/4波長板(位相シフタの一部) 4 phase shifter 4a, 4b 1/4 wavelength plate (a part of the phase shifter)
4c 1/2波長板(位相シフタの一部) 4c 1/2 wave plate (part of the phase shifter)
5 検光子(偏光子) 5 analyzer (polarizer)
6 分光器(分光手段) 6 spectroscope (spectroscopic device)
7 光検出器(受光手段) 7 photodetector (light receiving means)
24 フーリエ変換処理手段 25 計算手段 101 測定対象 24 Fourier transform processing unit 25 calculating unit 101 measured

Claims (6)

  1. 測定対象の複屈折分散を計測する複屈折分散計測装置において、 In birefringence dispersion measuring apparatus for measuring a birefringence dispersion to be measured,
    測定対象へ円偏光を入射させる入射手段と、 A condensing part for entering the circularly polarized light to be measured,
    2つの1/4波長板と、該2つの1/4波長板の間に配置され所定の回転速度で回転する1/2波長板とを有し、測定対象を通過した光の位相を変調する位相シフタと、 And two quarter-wave plate, a half wave plate which rotates at a predetermined rotational speed is disposed in the two quarter-wave plates, phase shifter to modulate the phase of light passing through the measurement object When,
    上記位相シフタを通過した光が入射し、上記1/2波長板の2倍以上の所定の整数倍の回転速度で同期して回転する偏光子と、 A polarizer light passing through the phase shifter enters, rotates synchronously with a predetermined integral multiple of the rotational speed of more than 2 times the half-wave plate,
    上記偏光子を通過した光を受光する受光手段と、 Light receiving means for receiving the light passed through the polarizer,
    を備えることを特徴とする複屈折分散計測装置。 Birefringence dispersion measuring apparatus comprising: a.
  2. 測定対象の複屈折分散を計測する複屈折分散計測装置において、 In birefringence dispersion measuring apparatus for measuring a birefringence dispersion to be measured,
    少なくとも所定の波長帯域の成分を有する円偏光を測定対象へ入射させる入射手段と、 A condensing part for entering the circularly polarized light to a measurement object having at least a component of a predetermined wavelength band,
    2つの1/4波長板と、該2つの1/4波長板の間に配置され所定の回転速度で回転する1/2波長板とを有し、測定対象を通過した光の位相を変調する位相シフタと、 And two quarter-wave plate, a half wave plate which rotates at a predetermined rotational speed is disposed in the two quarter-wave plates, phase shifter to modulate the phase of light passing through the measurement object When,
    上記位相シフタを通過した光が入射し、上記1/2波長板の2倍以上の所定の整数倍の回転速度で同期して回転する偏光子と、 A polarizer light passing through the phase shifter enters, rotates synchronously with a predetermined integral multiple of the rotational speed of more than 2 times the half-wave plate,
    上記偏光子を通過した光を波長に応じて分離する分光手段と、 A spectroscopic means for separating according to a wavelength of light that has passed through the polarizer,
    上記分光手段により分光された光を受光し波長ごとの電気信号に変換する受光手段と、 Light receiving means for converting into an electric signal for each wavelength by receiving the light dispersed by the spectroscopic means,
    を備えることを特徴とする複屈折分散計測装置。 Birefringence dispersion measuring apparatus comprising: a.
  3. 前記入射手段は、 The incident means,
    白色光を生成する白色光源と、 A white light source to produce white light,
    上記白色光源からの白色光を直線偏光とする入射側偏光子と、 An incident side polarizer for linearly polarized white light from the white light source,
    2つの1/4波長板と、該2つの1/4波長板の間に配置された1/2波長板とを有し、上記入射側偏光子を通過した各波長の光を円偏光とするアクロマティック1/4波長板と、 Achromatic for the two quarter-wave plate, and a half-wave plate disposed in the two quarter-wave plates, the light of each wavelength that has passed through the incident-side polarizer into circularly polarized light and a quarter-wave plate,
    を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の複屈折分散計測装置。 Birefringence dispersion measuring apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein the having.
  4. 前記受光手段により得られた各波長の電気信号をフーリエ変換するフーリエ変換処理手段と、 A Fourier transform processing means for Fourier transform electrical signals of each wavelength obtained by the light receiving means,
    上記フーリエ変換処理手段によるフーリエ変換後のスペクトルに基づいて、複屈折位相差の波長依存特性および/または主軸方位を計算する計算手段と、 Based on the spectrum after Fourier transform by the Fourier transform processing means, a calculating means for calculating a wavelength dependency characteristic and / or the principal axis direction of the birefringent phase difference,
    を備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の複屈折分散計測装置。 Birefringence dispersion measuring apparatus according to claim 1 or claim 2 wherein, characterized in that it comprises a.
  5. 前記受光手段により得られた各波長の電気信号における、前記偏光子の回転角度の2倍と4倍の回転角度成分のみの光強度に基づいて、複屈折位相差の波長依存特性および/または測定対象の主軸方位を計算する計算手段を備え、 In the electrical signal of each wavelength obtained by the light receiving means, based on the light intensity of only 2-fold and 4-fold rotational angle component of the rotation angle of the polarizer, the wavelength dependence characteristic and / or measurement of birefringence phase difference comprising a calculating means for calculating the principal axis direction of the subject,
    前記偏光子は、前記1/2波長板の2倍の回転速度で回転すること、 The polarizer to rotate at twice the rotational speed of the half-wave plate,
    を特徴とする請求項1または請求項2記載の複屈折分散計測装置。 Birefringence dispersion measuring apparatus according to claim 1 or claim 2 wherein.
  6. 測定対象の複屈折分散を計測する複屈折分散計測方法において、 In birefringence dispersion measuring method for measuring a birefringence dispersion to be measured,
    少なくとも所定の波長帯域の成分を有する円偏光を測定対象へ入射させ、 Is at least incident circularly polarized light having a component in a predetermined wavelength band to be measured,
    2つの1/4波長板と、該2つの1/4波長板の間に配置され回転する1/2波長板とを有する位相シフタにより、測定対象を通過した光の位相を変調し、 By the phase shifter having two quarter-wave plate, a half wavelength plate for rotating is arranged to the two quarter-wave plates, and modulate the phase of light passing through the measurement object,
    上記位相シフタを通過した光を、上記1/2波長板の2倍以上の所定の整数倍の回転速度で同期して回転する偏光子へ入射させ、 The light passing through the phase shifter, is incident to the polarizer rotates synchronously with a predetermined integral multiple of the rotational speed of more than 2 times the half-wave plate,
    上記偏光子を通過した光を波長に応じて分光し、 The light passing through the polarizer spectrally in accordance with the wavelength,
    分光後の光を受光し波長ごとの電気信号に変換し、 Receiving light after spectral into an electric signal for each wavelength,
    各波長についての複屈折位相差および/または主軸方位を計算すること、 Calculating the birefringence phase difference and / or principal axis direction for each wavelength,
    を特徴とする複屈折分散計測方法。 Birefringence dispersion measuring method according to claim.
JP2004050991A 2004-02-26 2004-02-26 Instrument and method for measuring double refraction dispersion Pending JP2005241406A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004050991A JP2005241406A (en) 2004-02-26 2004-02-26 Instrument and method for measuring double refraction dispersion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004050991A JP2005241406A (en) 2004-02-26 2004-02-26 Instrument and method for measuring double refraction dispersion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005241406A true JP2005241406A (en) 2005-09-08

Family

ID=35023293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004050991A Pending JP2005241406A (en) 2004-02-26 2004-02-26 Instrument and method for measuring double refraction dispersion

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005241406A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007099791A1 (en) * 2006-02-28 2007-09-07 National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology Measuring instrument and measuring method
JP2007232550A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Optical characteristic measuring instrument and optical characteristic measuring method
JP2007286011A (en) * 2006-04-20 2007-11-01 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Device and method for measuring optical characteristics
US8107075B2 (en) 2005-03-28 2012-01-31 Utsunomiya University Optical characteristic measuring apparatus and optical characteristics measuring method
JP2012103222A (en) * 2010-11-15 2012-05-31 Mitsubishi Electric Corp Evaluation method and evaluation device for optical anisotropy
KR101267119B1 (en) 2006-02-28 2013-05-23 고꾸리쯔 다이가꾸호우징 도쿄노우코우다이가쿠 Instrument and Method
JP2017508301A (en) * 2014-03-17 2017-03-23 メンロ システムズ ゲーエムベーハー Method of operating a laser device, use of a resonance device and a phase shifter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05281137A (en) * 1992-04-06 1993-10-29 Asahi Optical Co Ltd Double-refraction measuring apparatus
JP2000507349A (en) * 1996-03-19 2000-06-13 アボツト・ラボラトリーズ Non-invasive measurement of optically active compounds
JP2000515247A (en) * 1996-07-24 2000-11-14 サーマ―ウェイブ・インク Broadband spectroscopic rotating compensator ellipsometer
JP2001141602A (en) * 1999-11-12 2001-05-25 Unie Opt:Kk System and method for evaluating double refraction

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05281137A (en) * 1992-04-06 1993-10-29 Asahi Optical Co Ltd Double-refraction measuring apparatus
JP2000507349A (en) * 1996-03-19 2000-06-13 アボツト・ラボラトリーズ Non-invasive measurement of optically active compounds
JP2000515247A (en) * 1996-07-24 2000-11-14 サーマ―ウェイブ・インク Broadband spectroscopic rotating compensator ellipsometer
JP2001141602A (en) * 1999-11-12 2001-05-25 Unie Opt:Kk System and method for evaluating double refraction

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8107075B2 (en) 2005-03-28 2012-01-31 Utsunomiya University Optical characteristic measuring apparatus and optical characteristics measuring method
WO2007099791A1 (en) * 2006-02-28 2007-09-07 National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology Measuring instrument and measuring method
JP2007232550A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Optical characteristic measuring instrument and optical characteristic measuring method
JPWO2007099791A1 (en) * 2006-02-28 2009-07-16 国立大学法人東京農工大学 Measuring device and measuring method
JP4677570B2 (en) * 2006-02-28 2011-04-27 国立大学法人東京農工大学 Measuring device and measuring method
KR101267119B1 (en) 2006-02-28 2013-05-23 고꾸리쯔 다이가꾸호우징 도쿄노우코우다이가쿠 Instrument and Method
JP2007286011A (en) * 2006-04-20 2007-11-01 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Device and method for measuring optical characteristics
JP2012103222A (en) * 2010-11-15 2012-05-31 Mitsubishi Electric Corp Evaluation method and evaluation device for optical anisotropy
JP2017508301A (en) * 2014-03-17 2017-03-23 メンロ システムズ ゲーエムベーハー Method of operating a laser device, use of a resonance device and a phase shifter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1095259B1 (en) Spectroscopic ellipsometer
US5956145A (en) System and method for improving data acquisition capability in spectroscopic rotatable element, rotating element, modulation element, and other ellipsometer and polarimeter and the like systems
US5570180A (en) Spectrometer provided with an optical shutter
US6804003B1 (en) System for analyzing surface characteristics with self-calibrating capability
US6320657B1 (en) Broadband spectroscopic rotating compensator ellipsometer
US5255075A (en) Optical sensor
US4647207A (en) Ellipsometric method and apparatus
US5337146A (en) Diffraction-grating photopolarimeters and spectrophotopolarimeters
JP2673086B2 (en) Method and apparatus for determining the phase difference between the polarized light beam different interferometrically
US6175412B1 (en) Optical component for polarization modulation, a mueller polarimeter and ellipsometer containing such an optical component, a process for the calibration of this ellipsometer, and an ellipsometric measurement process
EP1877756B1 (en) Spectroscopic method of determining the amount of an analyte in a mixture of analytes
JP2008542790A (en) Measurement of overlay and profile asymmetry using symmetric and antisymmetric scatterometry signals.
WO2001007881A1 (en) Parallel detecting, spectroscopic ellipsometers/polarimeters
JPH07101181B2 (en) A position detector and a position measuring method
US6856384B1 (en) Optical metrology system with combined interferometer and ellipsometer
Novikova et al. Application of Mueller polarimetry in conical diffraction for critical dimension measurements in microelectronics
US6081337A (en) Method and apparatus for measuring liquid crystal cell properties
JPH06213813A (en) Method and device for determining substance and/or its characterictis
JP5248722B2 (en) Surface characteristic analysis system with self-calibration function
FR2685966A1 (en) interfacing circuit calculator for a motor vehicle equipment maintenance.
US6128080A (en) Extended range interferometric refractometer
JP4205704B2 (en) Imaging polarization measurement method
JPH07134007A (en) Device to measure film thickness of thin film with high spatial resolution
US7286243B2 (en) Beam profile complex reflectance system and method for thin film and critical dimension measurements
Oka et al. Spectroscopic polarimetry with a channeled spectrum

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070111

A977 Report on retrieval

Effective date: 20081219

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091222

A521 Written amendment

Effective date: 20100210

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Effective date: 20100511

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02