JP2006214818A - Flaw detecting method of optical component and flaw detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を検出する光学部品の欠陥検出方法および欠陥検出装置に関する。 The present invention relates to an optical component defect detection method and a defect detection device for detecting a defect of an optical component configured by laminating a plurality of layers having translucency.
図7は、第1の従来技術の透明基板の欠陥検出装置1を示す斜視図である。レーザ2から発せられるレーザ光2aは、複数のミラー3および集光レンズ4を介して透明基板5の端面に導かれ、透明基板5の厚み方向両端面にて繰返し反射される。透明基板5に欠陥が有る場合、欠陥に起因して光が散乱して、透明基板5の外方に散乱光が出射される。この散乱光は、結像レンズ6によってCCD7に導かれ、CCD7が受光した光の光量に基づいて、欠陥の有無が判定される(たとえば特許文献1参照)。
FIG. 7 is a perspective view showing a transparent substrate defect detection apparatus 1 according to the first prior art. Laser light 2 a emitted from the
図8は、第2の従来技術の欠陥検出装置10の制御系を概略示すブロック図である。この検出装置10では、検査対象11の薄膜部12が非常に薄いので、疑似表面波を用いて検査される。発せられるレーザビーム13は、プリズム14によって結晶基板11の内部に導入され、導入面の反対側に導かれ、多層膜12の表面すれすれを進む疑似表面波となる。この疑似表面波が欠陥付近を通ると、回折光または散乱光が発生し、その回折光または散乱光が受光素子15によって検出される。したがって受光素子15が検出する光量によって、欠陥の有無が判定される(たとえば特許文献2参照)。
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a control system of the
図9は、第3の従来技術の欠陥検出装置に用いられるプリズムカプラ21と基板との関係を示す正面図である。プリズムカプラ21は、基板上に、順次、光導波路層22、ギャップ調整層23、高屈折率層24が積層され、高屈折率の表面部に高屈折率層24の屈折率よりも屈折率の高い高屈折率プリズム25が形成されて構成される。よって、プリズムカプラ21に光26を入射させると、高屈折率層24とギャップ調整層23との間の境界面に発生するエバネッセント波を介して、光導波路層22の導波モード光が入射光および出射光と結合する(たとえば特許文献3参照)。
FIG. 9 is a front view showing the relationship between the
第1の従来技術では、光学部品が積層型光学部品であると、欠陥を検出しようとする積層型光学部品を構成する層に層内不均一性がある場合、光の多重結合が起こり、光の減衰率が高くなるので長距離伝搬することはできない。したがって光学部品の端面から光を入射する第1の従来の技術では、光学部品の表面積つまりサイズが大きくなればなる程、前記端面から離隔する光学部品の中央付近を検査することができないという問題がある。 In the first prior art, when the optical component is a laminated optical component, if there is non-uniformity in the layers constituting the laminated optical component for which a defect is to be detected, multiple coupling of light occurs, Since the attenuation rate of the antenna increases, it cannot propagate over a long distance. Therefore, in the first conventional technique in which light is incident from the end face of the optical component, there is a problem that as the surface area, that is, the size of the optical component increases, the vicinity of the center of the optical component separated from the end face cannot be inspected. is there.
第2の従来技術のように、光学部品の端面以外から、欠陥を検出するべき対象物に光を導入して、疑似表面波を発生させて欠陥検出を行う方法では、ある程度の厚さを持つ層を積層した積層型光学部品の検査においては、疑似表面波では検査対象領域が最上層の表面部しかなくなり、他の層を含めた積層型光学部品の内部を検査することができないという問題がある。 As in the second prior art, a method for detecting defects by introducing light into an object to be detected from other than the end face of the optical component to generate a pseudo surface wave has a certain thickness. In the inspection of a laminated optical component in which layers are laminated, there is a problem in that the surface to be inspected is only the uppermost surface portion in the pseudo surface wave, and the inside of the laminated optical component including other layers cannot be inspected. is there.
第3の従来技術は、光導波路デバイスに用いるプリズム結合技術でも、第2の従来技術と同様に、光を積層型光学部品に導入できる技術の1つだが、プリズムと導光させたい層との間にある層、たとえば空気の厚さサブミクロン以下の層である場合にのみ起る、エバネセント波の染み出し効果を用いて、光を導光させる技術である。したがって第2の従来の技術と同様に、導光部がデバイスの表面近くにしかない光導波路デバイスのような薄膜デバイスにしか適用することができず、積層型光学部品の内部の欠陥を検出することができない。 The third conventional technique is one of the techniques that can introduce light into a laminated optical component as well as the second conventional technique in the prism coupling technique used for the optical waveguide device. This is a technique for guiding light by using an evanescent wave oozing effect that occurs only when the layer is in between, for example, a layer having a thickness of air of sub-micron or less. Therefore, as in the second conventional technique, the present invention can be applied only to a thin film device such as an optical waveguide device in which the light guide portion is only near the surface of the device, and it detects a defect inside the laminated optical component. I can't.
また第2および第3の従来の技術では、光学部品の表面がフィルムで保護されたような状態で、フィルム越しに欠陥検出を行う場合でも、エバネセント波による光結合、および疑似表面波も利用することができない。したがって表面がフィルムで保護された光学部品の欠陥を検出することができないという問題がある。 Further, in the second and third conventional techniques, even when the defect is detected through the film in a state where the surface of the optical component is protected by the film, the optical coupling by the evanescent wave and the pseudo surface wave are also used. I can't. Therefore, there is a problem that the defect of the optical component whose surface is protected by the film cannot be detected.
したがって本発明の目的は、透光性を有する複数の層が積層されて構成される光学部品の欠陥を、光学部品のサイズに拘束されることなく検出することができる光学部品の欠陥検出方法および欠陥検出装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical component defect detection method capable of detecting a defect of an optical component formed by laminating a plurality of layers having translucency without being restricted by the size of the optical component, and It is to provide a defect detection apparatus.
本発明は、複数の層が積層される光学部品の欠陥を検出する方法において、
前記各層の屈折率に基づいて、光学部品の一表面部から検出用光を入射させて、検出用光の導波経路を確定する導波経路確定工程を有することを特徴とする光学部品の欠陥検出方法である。
The present invention provides a method for detecting a defect in an optical component in which a plurality of layers are stacked.
An optical component defect comprising a waveguide path determining step for determining a waveguide path of detection light by making detection light incident from one surface portion of the optical component based on the refractive index of each layer It is a detection method.
本発明に従えば、前記各層の屈折率に基づいて、光学部品の一表面部から検出用光を入射させて、検出用光の導波経路を確定する。これによって光学部品を構成する各層のうちの少なくとも1つの層で、多重結合を誘導するように、検出用光を入射させることができる。したがって検出用光の光学部品の入射角が、途中の境界で全反射されない角度で入射しても、多重結合の作用によって、検出用光の一部が全反射による導波経路を取る別の導光に変化するという現象を生じさせることができる。換言すると、検出用光の一部を多重結合の作用によって、入射したときの導波経路と、別の導光に変化させることができる。これによって検出用光の一部を欠陥検出すべき層に導くことができる。 According to the present invention, based on the refractive index of each layer, detection light is incident from one surface portion of the optical component, and the waveguide path of the detection light is determined. As a result, the detection light can be incident on at least one of the layers constituting the optical component so as to induce multiple coupling. Therefore, even if the incident angle of the optical component for the detection light is incident at an angle that is not totally reflected at the intermediate boundary, a part of the detection light is guided by another guide that takes a waveguide path due to total reflection due to multiple coupling. The phenomenon of changing to light can be caused. In other words, a part of the detection light can be changed to a light guide path different from the incident light path by the action of multiple coupling. As a result, part of the detection light can be guided to the layer where the defect is to be detected.
また本発明は、前記導波経路確定工程は、光源から光結合手段を介して前記一表面部に検出用光を入射させる段階を有することを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the waveguide path determination step includes a step of causing detection light to be incident on the one surface portion from a light source through an optical coupling unit.
本発明に従えば、導波経路確定工程は、光源から光結合手段を介して前記一表面部に検出用光を入射させる段階を有する。したがって検出用光の光量を、空気を介して光学部品に入射させるよりも、光結合手段を介して入射させることによって減衰量を少なくすることができる。 According to the present invention, the waveguide path determination step includes a step of causing detection light to enter the one surface portion from the light source via the optical coupling means. Therefore, the amount of attenuation can be reduced by making the amount of light for detection incident through the optical coupling means rather than entering the optical component through air.
また本発明は、前記導波経路確定工程は、光学部品にて多重結合を誘導する段階を有することを特徴とする。 According to the present invention, the waveguide path determination step includes a step of inducing multiple coupling by an optical component.
本発明に従えば、導波経路確定工程は、光学部品にて多重結合を誘導する段階を有するので、前述したように光学部品の一表面部から入射される検出用光を光学部品の内部に確実に導くことができる。 According to the present invention, the waveguide path determination step includes the step of inducing multiple coupling by the optical component, so that the detection light incident from one surface portion of the optical component is introduced into the optical component as described above. Can be guided reliably.
また本発明は、前記導波経路確定工程は、光学部品にてリーキー波を誘導する段階を有することを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the waveguide path determination step includes a step of inducing a leaky wave with an optical component.
本発明に従えば、導波経路確定工程は、光学部品にてリーキー波を誘導する段階を有する。これによって光結合手段と光学部品との間に空隙ができた場合であっても、検出用光が光結合手段の底面で全反射されない角度で容易に光学部品の内部に入射させることができる。また光学部品内部に入った検出用光は、全反射はしないで伝搬する光であるリーキー波から、全反射をしながら欠陥検出するべき層を導光する光にも一部変化するので、光結合手段と光学部品との間に空隙が生じた場合でも光学部品の内部の検出用光を導くことができ、欠陥を検出することができる。 According to the present invention, the waveguide path determination step includes a step of inducing a leaky wave in the optical component. Thus, even when a gap is formed between the optical coupling means and the optical component, the detection light can be easily incident on the inside of the optical component at an angle that is not totally reflected by the bottom surface of the optical coupling means. In addition, the detection light that enters the optical component also changes from the leaky wave that propagates without total reflection to the light that guides the layer to be detected while performing total reflection. Even when a gap is generated between the coupling means and the optical component, the detection light inside the optical component can be guided and a defect can be detected.
さらに本発明は、前記光学部品の一表面部に対し、前記光源を相対変位させる相対変位工程をさらに有することを特徴とする。 Furthermore, the present invention further includes a relative displacement step of relatively displacing the light source with respect to one surface portion of the optical component.
本発明に従えば、光学部品の一表面部に対し、前記光源を相対変位させる相対変位工程をさらに有する。これによって多重結合性が強く導光距離が短い光学部品であっても、検出用光の光学部品内への入射位置が制限されないので、欠陥検出可能な範囲を順次、変位させることができ、大形の光学部品の欠陥も検出することができる。 According to the invention, there is further provided a relative displacement step of relatively displacing the light source with respect to one surface portion of the optical component. As a result, even if the optical component has a strong multi-coupling property and a short light guide distance, the incident position of the light for detection into the optical component is not limited. Defects in the shape of optical components can also be detected.
さらに本発明は、複数の層が積層される光学部品の欠陥を検出する装置において、
光源と、
前記各層の屈折率に基づいて、光源から光学部品の一表面部に検出用光を入射させて、検出用光の導波経路を確定する導波経路確定手段とを有することを特徴とする光学部品の欠陥検出装置である。
Furthermore, the present invention provides an apparatus for detecting a defect in an optical component in which a plurality of layers are stacked.
A light source;
An optical system comprising: a waveguide path determining unit that determines the waveguide path of the detection light by causing detection light to enter the surface of the optical component from the light source based on the refractive index of each layer. This is a component defect detection apparatus.
本発明に従えば、光源から検出用光を出射して、導波路確定手段によって、光学部品の各層の屈折率に基づいて、光源から光学部品の一表面部に検出用光を入射させて、検出用光の導波経路を確定する。これによって光学部品を構成する各層のうちの少なくとも1つの層で、多重結合を誘導するように、検出用光を入射させることができる。したがって検出用光の光学部品の入射角が、途中の境界で全反射されない角度で入射しても、多重結合の作用によって、検出用光の一部が全反射による導波経路を取る別の導光に変化するという現象を生じさせることができる。換言すると、検出用光の一部を多重結合の作用によって、入射したときの導波経路と、別の導光に変化させることができる。これによって検出用光の一部を欠陥検出すべき層に導くことができる。 According to the present invention, the detection light is emitted from the light source, and the detection light is incident on the one surface portion of the optical component from the light source based on the refractive index of each layer of the optical component by the waveguide determining unit. Determine the waveguide path of the detection light. As a result, the detection light can be incident on at least one of the layers constituting the optical component so as to induce multiple coupling. Therefore, even if the incident angle of the optical component for the detection light is incident at an angle that is not totally reflected at the intermediate boundary, a part of the detection light is guided by another guide that takes a waveguide path due to total reflection due to multiple coupling. The phenomenon of changing to light can be caused. In other words, a part of the detection light can be changed to a light guide path different from the incident light path by the action of multiple coupling. As a result, part of the detection light can be guided to the layer where the defect is to be detected.
さらに本発明は、前記導波経路確定手段は、光結合手段を含み、
光源から検出用光は、光結合手段を介して光学部品に入射させることを特徴とする。
Further, according to the present invention, the waveguide path determination means includes an optical coupling means,
The detection light from the light source is incident on the optical component through the optical coupling means.
本発明に従えば、光源から検出用光は、光結合手段を介して光学部品に入射させるので、検出用光の光量を、空気を介して光学部品に入射させるよりも、減衰量を少なくすることができる。したがって必要な光量を容易に確保することができる。 According to the present invention, since the detection light from the light source is incident on the optical component via the optical coupling means, the amount of light of the detection light is less attenuated than that on the optical component via the air. be able to. Therefore, it is possible to easily secure the necessary light quantity.
さらに本発明は、前記光学部品の一表面部に対し、前記光源および導波経路確定手段を相対変位させる相対変位手段をさらに有することを特徴とする。 Furthermore, the present invention is characterized by further comprising a relative displacement means for relatively displacing the light source and the waveguide path determining means with respect to one surface portion of the optical component.
本発明に従えば、相対変位手段によって、光学部品の一表面部に対し、前記光源および導波経路確定手段を相対変位させる。これによって多重結合性が強く導光距離が短い光学部品であっても、検出用光の光学部品内への入射位置が制限されないので、欠陥検出可能な範囲を順次、変位させることができ、大形の光学部品の欠陥も検出することができる。 According to the present invention, the light source and the waveguide path determining means are relatively displaced with respect to one surface portion of the optical component by the relative displacement means. As a result, even if the optical component has a strong multi-coupling property and a short light guide distance, the incident position of the light for detection into the optical component is not limited. Defects in the shape of optical components can also be detected.
本発明によれば、光学部品の一表面部にフィルムが設けられても、光学部品の内部に検出用光を導くことができる。また積層構造の光学部品であっても、内部の層に検出用光を導いて光学部品の欠陥を検出することができる。 According to the present invention, even if a film is provided on one surface portion of an optical component, detection light can be guided to the inside of the optical component. Even in the case of an optical component having a laminated structure, a defect in the optical component can be detected by guiding detection light to the inner layer.
また検出用光は、光学部品の一表面部から入射されるので、多重結合によって光の減衰率が高く光学部品の全体に検出用光を導くことができなくても、入射させる位置を変えることによって、光学部品全体の欠陥を検出することができる。したがって大きいサイズの光学部品であっても、不都合なく欠陥を検出することができる。つまり光学部品のサイズに拘束されることなく当該光学部品の欠陥を検出することができる。よって本欠陥検出方法の汎用性を高めることが可能となる。 Also, since the detection light is incident from one surface part of the optical component, the incident position is changed even if the light attenuation rate is high due to multiple coupling and the detection light cannot be guided to the entire optical component. Thus, it is possible to detect a defect in the entire optical component. Therefore, even a large-sized optical component can detect a defect without inconvenience. That is, the defect of the optical component can be detected without being restricted by the size of the optical component. Therefore, the versatility of this defect detection method can be improved.
また本発明によれば、検出用光の光量を、空気を介して光学部品に入射させるよりも、光結合手段を介して入射させることによって減衰量を少なくすることができる。また光結合手段を介して入射させることによって、簡便に導波経路を確定することができ、本発明を簡単な構成で実現することができる。したがって本欠陥検出方法の再現性を簡便化することができ、その作業工数の低減を図ることが可能となる。 Further, according to the present invention, the amount of attenuation can be reduced by making the light amount of the detection light incident through the optical coupling means rather than entering the optical component through the air. Further, by making the light incident through the optical coupling means, the waveguide path can be determined easily, and the present invention can be realized with a simple configuration. Therefore, the reproducibility of the present defect detection method can be simplified, and the number of work steps can be reduced.
さらに本発明によれば、光学部品にて多重結合を誘導する段階を有するので、前述したように光学部品の一表面部から入射される検出用光を光学部品の内部に確実に導くことができる。 Furthermore, according to the present invention, since the optical component includes the step of inducing multiple coupling, the detection light incident from one surface portion of the optical component can be reliably guided to the inside of the optical component as described above. .
さらに本発明によれば、光結合手段と光学部品との間に空隙ができた場合であっても、容易に光学部品の内部に検出用光を入射させることができる。また光学部品内部に入った検出用光は、全反射はしないで伝搬する光であるリーキー波から、全反射をしながら欠陥検出するべき層を導光する光にも一部変化するので、光結合手段と光学部品との間に空隙が生じた場合でも光学部品の内部の検出用光を導くことができ、欠陥を検出することができる。これによって光結合手段と光学部品との間に空隙を開けて、相対的な変位を容易にすることができる。 Furthermore, according to the present invention, even when a gap is formed between the optical coupling means and the optical component, the detection light can be easily incident on the inside of the optical component. In addition, the detection light that enters the optical component also changes from the leaky wave that propagates without total reflection to the light that guides the layer to be detected while performing total reflection. Even when a gap is generated between the coupling means and the optical component, the detection light inside the optical component can be guided and a defect can be detected. As a result, a gap can be opened between the optical coupling means and the optical component to facilitate relative displacement.
さらに本発明によれば、多重結合性が強く導光距離が短い光学部品であっても、検出用光の光学部品内への入射位置が制限されないので、欠陥検出可能な範囲を順次、変位させることができ、大形の光学部品の欠陥も検出することができる。 Further, according to the present invention, even if the optical component has a high multi-coupling property and a short light guide distance, the incident position of the detection light into the optical component is not limited, so that the defect detectable range is sequentially displaced. And defects in large optical components can also be detected.
さらに本発明によれば、光学部品の一表面部にフィルムが設けられても、光学部品の内部に検出用光を導くことができる。また積層構造の光学部品であっても、内部の層に検出用光を導いて光学部品の欠陥を検出することができる。 Furthermore, according to this invention, even if a film is provided in one surface part of an optical component, the light for a detection can be guide | induced to the inside of an optical component. Even in the case of an optical component having a laminated structure, a defect in the optical component can be detected by guiding detection light to the inner layer.
また検出用光は、光学部品の一表面部から入射されるので、多重結合によって光の減衰率が高く光学部品の全体に検出用光を導くことができなくても、入射させる位置を変えることによって、光学部品全体の欠陥を検出することができる。したがって大きいサイズの光学部品であっても、不都合なく欠陥を検出することができる。つまり光学部品のサイズに拘束されることなく当該光学部品の欠陥を検出することができる。よって本欠陥検出装置の汎用性を高めることが可能となる。 Also, since the detection light is incident from one surface part of the optical component, the incident position is changed even if the light attenuation rate is high due to multiple coupling and the detection light cannot be guided to the entire optical component. Thus, it is possible to detect a defect in the entire optical component. Therefore, even a large-sized optical component can detect a defect without inconvenience. That is, the defect of the optical component can be detected without being restricted by the size of the optical component. Therefore, the versatility of this defect detection apparatus can be improved.
さらに本発明によれば、必要な光量を容易に確保することができる。また光結合手段を介して入射させることによって、簡便に導波経路を確定することができ、本発明を簡単な構成で実現することができる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to easily secure the necessary light quantity. Further, by making the light incident through the optical coupling means, the waveguide path can be determined easily, and the present invention can be realized with a simple configuration.
さらに本発明によれば、多重結合性が強く導光距離が短い光学部品であっても、検出用光の光学部品内への入射位置が制限されないので、欠陥検出可能な範囲を順次、変位させることができ、大形の光学部品の欠陥も検出することができる。 Further, according to the present invention, even if the optical component has a high multi-coupling property and a short light guide distance, the incident position of the detection light into the optical component is not limited, so that the defect detectable range is sequentially displaced. And defects in large optical components can also be detected.
図1は、本発明の実施の一形態の光学部品の欠陥検出装置30を示す斜視図である。図2は、光学部品の欠陥検出装置30と光学部品35との関係を示す図である。光学部品の欠陥検出装置(以下、単に「欠陥検出装置」ということがある)30は、光照射手段31、プリズム32、光検出部33および判定部34を含んで構成される。欠陥検出装置30は、透光性を有する複数、本実施の形態では6つの層が積層されて構成される光学部品35の欠陥45を検出する装置である。
FIG. 1 is a perspective view showing an optical component
光照射手段31は、光源36および光源36の出射光を集光するレンズ37を含んで構成され、光源36は、光学部品35の積層方向の一表面部35aに向けて、検出用光38を出射する。光源36から出射される検出用光38は、レンズ37によって集光され、プリズム32に導かれる。光源36は、たとえば半導体レーザによって実現される。
The light irradiation means 31 includes a
プリズム32は、導波経路確定手段としての機能を有し、光学部品35の各層の屈折率に基づいて、光源36から光学部品35の一表面部35aに検出用光38を入射させて、検出用光38の導波経路を確定する。プリズム32は、光結合手段であって、光源36からの検出用光38を光学部品35の一表面部35aに入射させる。プリズム32は、光学部品35の積層方向一端面付近に配置され、光学部品35を構成する各層のうちの少なくとも1つの層で、多重結合を誘導するように、光源36から出射される検出用光38を光学部品35に入射させる。
The
プリズム32には、たとえばLaSF03といった高屈折率の硝材を用いる。光源として赤色半導体レーザ(波長655nm)を用いる場合、前記プリズムの屈折率は1.8である。プリズム32が高屈折率材料であるほど、入射角θ1を小さくすることができるので光結合させるには好ましい。
For the
光検出部33は、光検出手段であって、光学部品35から出射される光を検出し、本実施の形態では、光学部品35における積層方向一表面35aから出射される光を検出する。光検出部33は、たとえば受光素子および電荷結合素子(Charge Coupled Device:略称CCD)によって実現される。光検出部33は、検出した光に基づく情報を判定部34に与える。
The
判定部34は、光検出部33から与えられる情報に基づいて、光学部品35の欠陥45の有無を判定する。判定部34は、判定した結果を示す情報を報知手段、たとえば表示装置または音発生手段に与えて、欠陥45の有無に基づく情報を報知させる。
The
光学部品35は、複数の材料で構成され、本実施の形態ではシート状の材料が厚み方向に積層されて構成され、たとえば積層方向である厚み方向に光を通過させたとき、その光の中から1つの偏光方向の偏光のみを透過する機能を有する。以下、本実施の形態では、説明を容易にするため、光学部品35の最も積層方向一端寄りの層を第1層39と表記し、積層方向他端に向けて、順次、第2層40、第3層41、第4層42、第5層43および第6層44と表記することがある。各層の屈折率の一例をあげると、第1層39の屈折率は、1.51であり、第2層40の屈折率は、1.52であり、第3層41の屈折率は、1.505であり、第4層42の屈折率は、1.515であり、第5層43の屈折率は、1.5であり、第6層44の屈折率は、1.52である。検出用光38が導かれた層に欠陥45が存在する場合、欠陥45付近では光学的に屈折率、透過率および反射率変動が生じる。検出用光38が欠陥45を透過するとき、欠陥45付近で検出用光38が散乱する。光検出部33によって散乱光を検出することによって、判定部34は、検出された散乱光に基づいて、欠陥45とその周囲との光量差が所定以上になった場合に欠陥45と判定する。これによって判定部34は、欠陥45を検出することができる。
The
検出用光38を、プリズム32を用いて、図2に示すように光学部品35の第2層40に多重結合を起こさせて導光する原理を説明する。先ず、光照射手段31を出射した検出用光38は、プリズム32から、光学部品35の第1層39に入射し、第2層40に到達する。光照射手段31からの検出用光38は、プリズム32を介して第2層40に到達した際、第2層40の中を全反射導光する角度近傍の入射角θ1に設定されて、プリズム32に導かれる。全反射導光する角度近傍に入射角θ1にしたのは、特に積層型光学部品35の入射時点で、第1層39と第2層40とプリズム32との間で屈折率が等しい場合しか全反射導光する角度に設定することができないためである。換言すると、光学部品35が積層構造であるので、全反射入射は薄膜デバイスの場合など特殊な条件以外では不可能である。したがって検出用光38は、前述のように第2層40を全反射しない入射角θ1で入射される。入射角θ1があまりに第2層40を全反射する条件から離れる場合、積層光学部品35内部の多重結合が利用できなくなるので、プリズム32への入射角θ1は第2層40の中を全反射導光する角度近傍に設定される。
The principle of guiding the
光学部品35の各層において、光の透過率低下の原因である層内不均一性がある場合、多重結合を起こすことができる。換言すると、光の位相定数が複数の組合せで変化し、光の進行方向が異なる別の複数の光に分かれる。
In each layer of the
第2層40で多重結合を起こす場合、まず、プリズム32への入射角θ1を第2層40の中を全反射導光する角度近傍であり、かつプリズム32と第1層39との境界、第1層39と第2層40との境界で全反射しない角度で、プリズム32を介して、検出用光38を光学部品35に入射させる。これによって進入した光と、第2層40を導光する多数のモード群との間の結合が起こりやすくなる。換言すると、前述の条件では進入した光の位相定数と、第2層40を導光する多数の光それぞれの位相定数が近くなり、これらの光相互のエネルギーのやり取りが起こりやすくなる。
When multiple coupling occurs in the
第2層40の層内不均一などによって、多重結合が起るので、図2に示すように第1導光経路L1によって光学部品35を通過する光も、その一部は多重結合によって他の位相速度を持つ光、換言すると多重結合で他の伝搬方向を有するようになった光となり、光は第2層40の中を第2導光経路L2を光路として導光する。
Since multiple coupling occurs due to non-uniformity in the
以下に、本実施の形態に用いた多重結合による導光条件について具体的に説明する。各層が上記の屈折率関係を満たす積層構造の場合、層40内を全反射導光するのは、図2中の第1層39と第2層40との境界への入射角θ2が臨界角θ2C(83.4度、全反射の条件式から導出)以上の場合であるので、この条件に入射角θ2がなるように、プリズム32への入射角θ1が設定される。
Below, the light guide conditions by the multiple coupling used in this embodiment will be specifically described. When each layer has a laminated structure satisfying the above refractive index relationship, the total reflection light is guided in the
次に、本実施の形態のプリズム32への入射角θ1の決定方法について説明する。平行光を積層構造に入射した場合の平均拡散角(平行光が層内不均一によりどの程度拡散光に変化するかを示す値)を平行光を入射して実測できる値Δθとする。伝搬方向の変換が、この角度内で発生するので、入射角θ2が(θ2C−Δθ)以上であれば、多重結合による導光を発生させることができる。また入射角θ2を小さくするほど、プリズム32と第1層39との境界での透過率は大きくなるので、多重結合を起こさせ、かつプリズム32と第1層39との境界での透過率も確保する入射角θ2を入射角θ2bとすると、入射角θ2bは、次式(1)の関係、つまり平均拡散角Δθの半分の値を臨界角θ2Cから減じた値であることが好ましい。
θ2b=θ2C−Δθ/2 …(1)
したがって第2層40内の平均拡散角Δθを4度とすると、好ましいθ2は、81.2度となる。
プリズム屈折率をnpとし、第1層39および第2層40の屈折率をそれぞれ、n39および40とすると、入射角θ1は次式(2)によって求めることができる。
θ1=asin(n40・sinθ2b/np) …(2)
すなわち、入射角θ2bに81.2度を代入すると、プリズム32への入射角θ1は56.6度となる。
Next, a method for determining the incident angle θ1 to the
θ2b = θ2C−Δθ / 2 (1)
Therefore, when the average diffusion angle Δθ in the
When the prism refractive index is np and the refractive indexes of the
θ1 = asin (n40 · sin θ2b / np) (2)
That is, if 81.2 degrees is substituted for the incident angle θ2b, the incident angle θ1 to the
以上のように、第2層40の中を全反射導光するような角度近傍の入射角θ1度で、検出用光38をプリズム32に入射させて、光学部品35で多重結合を発生させると、第2層40を導光する光に位相が変化する光があるので、欠陥検出のための光量を確保することができる。
As described above, when the
図3は、光学部品35の欠陥検出方法を示すフローチャートである。ステップa0にて、光学部品35が予め定める位置に配置され、ステップa1に進む。ステップa1では、導波経路確定工程であって、光学部品35の各層の屈折率に基づいて、光学部品35の一表面部35aから検出用光38を入射させて、検出用光38の導波経路を確定する。検出用光38は、光学部品35の一表面部35aにプリズム32を介して入射され、ステップa2に進む。ステップa2では、光学部品35から出射される散乱光を、光検出部33が検出し、ステップa3に進む。ステップa3では、判定部34は、光検出部33が検出した散乱光強度に基づいて、欠陥45の有無を判定し、ステップa4に進む。ステップa4にて、ステップa1からの一連の検出手順を終了する。このような検出手順によって、欠陥45が検出される。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a defect detection method for the
以上説明したように、本実施の形態の欠陥検出装置30では、光源36から検出用光38を出射して、プリズム32によって、光学部品35の各層の屈折率に基づいて、光源36から光学部品35の一表面部35aに検出用光38を入射させて、検出用光38の導波経路を確定する。これによってプリズム32は、光学部品35を構成する各層のうちの少なくとも1つの層で、多重結合を誘導するように、検出用光38を入射させることができる。したがって検出用光38のプリズム32への入射角θ1が、途中の境界で全反射されない角度で入射しても、多重結合の作用によって、検出用光38の一部が全反射による導波経路を取る別の導光に変化するという現象が生じる。換言すると、検出用光38の一部が多重結合の作用によって、入射したときの導波経路と異なり、別の導光に変化する。これによって検出用光38の一部を欠陥検出すべき層に導くことができる。また導光層が表面近くにない積層構造の光学部品35であっても、導光層に検出用光38を導いて光学部品35の欠陥45を検出することができる。
As described above, in the
また検出用光38は、光学部品35の積層方向の端面から入射されるので、多重結合によって光の減衰率が高く光学部品35の全体に検出用光38を導くことができなくても、入射させる位置を変えることによって、光学部品35全体の欠陥45を検出することができる。したがって大きいサイズの光学部品35であっても、不都合なく欠陥45を検出することができる。つまり光学部品35のサイズに拘束されることなく当該光学部品35の欠陥45を検出することができる。よって本欠陥検出方法および本欠陥検出装置の汎用性を高めることが可能となる。
Further, since the
また、第2層40と第3層41との屈折率が等しくはないが近い場合は、双方の層を伝搬するような光が存在することもあり、この場合は、多重結合で、第2層40および第3層41を導光する光が発生して、欠陥45を検出することができる。
In addition, when the refractive indexes of the
積層型の光学部品35を大面積化する場合には、光学部品35の構成材料もその面積的な制約から、選ばれる材料が検出用光38に対して必ずしも高い透過率にならない場合がある。また積層型の光学部品35に検出用光38を導光して欠陥45を検出する場合、複数の層が積層されることによって境界が複数あることから、その境界を検出用光38が透過あるいは、反射する回数も極力少なくして、境界に起因する検出用光38の減衰を抑制する必要もある。このような原因によって、既存の技術のように検出用光38を積層型光学部品35の端面から入射させずに、前述の実施の形態のように、表面から検出用光38を入射する方が、効率よく導光させることができ、光学部品35の欠陥45を検出することができる。
In the case of increasing the area of the laminated
図4は、本発明の実施の他の形態の欠陥検出装置50と光学部品35との関係を示す図である。本実施の形態の欠陥検出装置50は、前述の図1〜図3の欠陥検出装置30と類似しており、本実施の形態の構成には前述の欠陥検出装置30における対応する構成と同一の参照符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態では、光学部品35の構成が異なる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the
光学部品35は、積層方向一端面部を覆う保護フィルム51が設けられる。保護フィルム51は、透光性を有するフィルムであって、光学部品35を外力によって損傷しないように保護する。このような光学部品35であっても、欠陥45を検出することができる。
The
プリズム32に入射する検出用光38を、光学部品35の第2層40に届く入射角θ1度で入射させると、第2層40に進入した光は、多重結合によって、第2層40内を全反射して伝搬することができる光にも変化する。これによって検出用光38の一部の光が、第2層40内を伝搬することになり、その光が到達可能な領域に欠陥45があれば、その散乱光を光検出部33で検出することができる。
When the
このように本発明での光学部品35の欠陥検出のための導光方法は、多重結合を起こさせる導光方法であるから、光学部品35の表面が保護フィルム51で保護された状態でも、プリズム32を用いて、光照射手段31からの検出用光38を用いて欠陥45を検出することができる。
As described above, the light guide method for detecting defects in the
図5は、本発明の実施のさらに他の形態の欠陥検出装置60と光学部品35との関係を示す図である。本実施の形態の欠陥検出装置60は、前述の図1〜図4の欠陥検出装置30,50と類似しており、本実施の形態の構成には前述の欠陥検出装置30,50における対応する構成と同一の参照符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態では、プリズム32の配置の位置が異なる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the
図5に示すように、光学部品35とプリズム32とが当接せずに、光学部品35とプリズム32との間に空隙が生じる場合がある。検出用光38がプリズム32を介して、空隙に向けて入射する角度を、プリズム32の底面で全反射が起きない角度に設定する。たとえば前記硝材LaSF03を用いたプリズム32では、全反射する入射角度θは33.7度であり、平均拡散角が4度であるので、入射角度θ1が31度の場合であれば、本実施の形態のプリズム32の底面で全反射が起きることなく、前記積層構造内に導光させることができる。
As illustrated in FIG. 5, the
検出用光38は、光学部品35の第2層40内に進入し、光学部品35の内部では、一部層間境界、たとえば第2層40と第1層39との境界、および第2層40と第3層41との境界を透過しながらリーキー波状態で導光する。このようなリーキー波は、もともと積層構造中全体を導光する光(第1層39と第6層44とを往復しつつ導光する光)と位相定数が近いので、何回かの多重結合を第1層39と第6層44との往復の間で繰り返せば、第2層40の内部で第2層40を導光する光と多重結合も起こすことができる。したがって入射した検出用光38の一部を、リーキー波から第2層40を導光する光に変化させることができる。なお、この往復過程は10回も済めば、結合が充分に進むのでリーキー波から第2層40内への導光へとの変換が充分に起こる。
The
このような現象によって、光学部品35とプリズム32との間に空隙があっても検出用光38を光学部品35に到達させることが可能な条件、すなわちリーキー波で導光させる条件の入射角θ1でプリズム32を用いて光学部品35に検出用光38を入射して、充分に導光する光を確保することができる。これによって欠陥検出のための光として用いることができる。
Due to such a phenomenon, even when there is a gap between the
以上説明したように、本実施の形態の欠陥検出装置60では、プリズム32は、光学部品35中に、リーキー波を誘導するように、検出用光38を入射させることで、プリズム32と光学部品35との間に空隙ができた場合であっても、検出用光38をプリズム32の底面で全反射されない角度で容易に光学部品35の内部に入射させることができる。
As described above, in the
また、光学部品35内部に入った検出用光38は、全反射しないで伝搬する光であるリーキー波から、多重結合を繰り返しながら欠陥を検出するべき層を導光する光にも一部変化するので、欠陥45を検出することができる。
In addition, the
またプリズム32と光学部品35との間に空隙を開けても欠陥45を検出することができるので、プリズム32と光学部品35との相対的な変位を容易にすることができる。したがって本欠陥検出方法および本欠陥検出装置の再現性を簡便化することができ、その作業工数の低減を図ることが可能となる。
In addition, since the
図6は、本発明の実施のさらに他の形態の欠陥検出装置70と光学部品35との関係を示す図である。本実施の形態の欠陥検出装置70は、前述の図1〜図5の欠陥検出装置30,50,60と類似しており、本実施の形態の構成には前述の欠陥検出装置30,50,60における対応する構成と同一の参照符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態では、欠陥検出装置70は、移動手段71をさらに含んで構成され、光源36およびプリズム32が、光学部品35の一表面部35aに対して、移動手段71によって相対変位可能に構成される。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the
欠陥検出装置70は、さらに光源36およびプリズム32を移動させるための移動手段71を含んで構成される。移動手段71は、光学部品35に光を導光した際に導光する方向に略平行(用語「略平行」は平行を含む)にプリズム32を移動させる。たとえば図6に破線で示す位置から、実線で示す位置に移動させる。また光検出部33は、プリズム32と連動して移動するように構成される。光検出部33は、プリズム32と連動することによって、光検出部33を小形化でき、欠陥検出機の構成の全体も、より簡便になる。
The
以上のように本実施の形態では、プリズム32は、光学部品35の一表面部35aに対して、本実施の形態では、検出用光38の出射する方向であって、積層方向に交差する方向成分に変位可能である。これによって多重結合性が強く導光距離が短い光学部品35であっても、検出用光38の光学部品35内への入射位置が制限されないので、欠陥検出可能な範囲を順次、変位させることができ、大形の光学部品35の欠陥45も検出することができる。
As described above, in the present embodiment, the
前述の実施の各形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができる。またたとえば前述の各実施の形態を適宜組合せるようにしてもよい。 Each of the embodiments described above is merely an example of the present invention, and the configuration can be changed within the scope of the present invention. Further, for example, the above-described embodiments may be appropriately combined.
また前述の実施の各形態では、検出用光38は、プリズム32を介して光学部品35に入射されているが、プリズム32を介さずに光源36からの検出用光38を直接、光学部品35に入射させるように構成してもよい。プリズム32を介さずに検出用光38を光学部品35に入射させる場合、検出用光38の光量および入射角θ1が適宜選択される。
In each of the above-described embodiments, the
30,50,60,70 光学部品の欠陥検出装置
32 プリズム
33 光検出部
34 判定部
35 光学部品
36 光源
38 検出用光
45 欠陥
51 保護フィルム
71 移動手段
30, 50, 60, 70 Optical component
Claims (8)
前記各層の屈折率に基づいて、光学部品の一表面部から検出用光を入射させて、検出用光の導波経路を確定する導波経路確定工程を有することを特徴とする光学部品の欠陥検出方法。 In a method for detecting a defect in an optical component in which a plurality of layers are laminated,
An optical component defect comprising a waveguide path determining step for determining a waveguide path of detection light by making detection light incident from one surface portion of the optical component based on the refractive index of each layer Detection method.
光源と、
前記各層の屈折率に基づいて、光源から光学部品の一表面部に検出用光を入射させて、検出用光の導波経路を確定する導波経路確定手段とを有することを特徴とする光学部品の欠陥検出装置。 In an apparatus for detecting a defect in an optical component in which a plurality of layers are laminated,
A light source;
An optical system comprising: a waveguide path determining unit that determines the waveguide path of the detection light by causing detection light to enter the surface of the optical component from the light source based on the refractive index of each layer. Component defect detection device.
光源から検出用光は、光結合手段を介して光学部品に入射させることを特徴とする請求項6に記載の光学部品の欠陥検出装置。 The waveguide path determining means includes optical coupling means,
7. The optical component defect detection apparatus according to claim 6, wherein the detection light from the light source is incident on the optical component through an optical coupling means.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019059586A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Method for measuring adhesive strength of thin film using dispersion characteristics of surface waves, and computer-readable recording medium having program for performing same recorded thereon |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6423144A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-25 | Ratotsuku Syst Eng Kk | Method for detecting flaw in thin film layer of crystal substrate |
JPH02213808A (en) * | 1989-02-15 | 1990-08-24 | Ricoh Co Ltd | High-performance prism coupler |
JPH08105736A (en) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Film thickness evaluation method of multilayer thin film by ultrasonic microscope |
JPH08210985A (en) * | 1995-02-01 | 1996-08-20 | Sony Corp | Detecting method for particle in film, and detecting device therefor |
JPH11190700A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Hoya Corp | Translucent material nonuniformity inspection method, device therefor, and transparent board |
JP2001091475A (en) * | 1999-09-20 | 2001-04-06 | Rohm Co Ltd | Inspection device for transparent laminated body |
JP2003166944A (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-13 | Sony Corp | Apparatus and method for detection of defect in semiconductor device |
JP2005257671A (en) * | 2004-02-10 | 2005-09-22 | Sharp Corp | Defect detection method and defect-detecting apparatus of optical component |
-
2005
- 2005-02-02 JP JP2005026645A patent/JP2006214818A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6423144A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-25 | Ratotsuku Syst Eng Kk | Method for detecting flaw in thin film layer of crystal substrate |
JPH02213808A (en) * | 1989-02-15 | 1990-08-24 | Ricoh Co Ltd | High-performance prism coupler |
JPH08105736A (en) * | 1994-10-04 | 1996-04-23 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Film thickness evaluation method of multilayer thin film by ultrasonic microscope |
JPH08210985A (en) * | 1995-02-01 | 1996-08-20 | Sony Corp | Detecting method for particle in film, and detecting device therefor |
JPH11190700A (en) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Hoya Corp | Translucent material nonuniformity inspection method, device therefor, and transparent board |
JP2001091475A (en) * | 1999-09-20 | 2001-04-06 | Rohm Co Ltd | Inspection device for transparent laminated body |
JP2003166944A (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-13 | Sony Corp | Apparatus and method for detection of defect in semiconductor device |
JP2005257671A (en) * | 2004-02-10 | 2005-09-22 | Sharp Corp | Defect detection method and defect-detecting apparatus of optical component |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019059586A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Method for measuring adhesive strength of thin film using dispersion characteristics of surface waves, and computer-readable recording medium having program for performing same recorded thereon |
US11353432B2 (en) | 2017-09-20 | 2022-06-07 | Seoul National University Of Technology Center For Industry Collaboration | Method for measuring adhesive strength of thin film using dispersion characteristics of surface waves, and computer-readable recording medium having program for performing same recorded thereon |
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