JP2017049118A

JP2017049118A - エタロン及び寸法測定装置

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Publication number: JP2017049118A
Application number: JP2015172532A
Authority: JP
Inventors: 弘一松本; Koichi Matsumoto; 肖南王; xiao-nan Wang
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2035-09-02
Also published as: JP6761160B2

Abstract

【課題】反射膜同士を高精度に容易にアライメントすることができる構造の簡単なエタロン及びそのエタロンを備えた寸法測定装置を提供する。【解決手段】寸法測定装置は、ボールレンズによってエタロン１４を構成した。エタロン１４の光入射面１４ａと光出射面１４ｂにそれぞれ備えられる反射コート１４Ａ、１４Ｂ同士の距離は、ボールレンズの直径で一義的に定まる。よって、反射コート１４Ａ、１４Ｂ同士を高精度に容易にアライメントすることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、エタロン及び寸法測定装置に係り、特にエタロンを備え、低コヒーレンス干渉法の原理を利用して被測定物の寸法を測定する寸法測定装置に関する。

被測定物の寸法（表面高さ）を非接触で精密に測定する方法として、低コヒーレンス干渉の原理を利用した走査型の白色干渉法が、特許文献１に開示されている。

白色干渉法は、スペクトルが広く、コヒーレント長の短い白色光源を利用する。すなわち、白色光源から放射された白色光を測定光と参照光とに分割し、分割した測定光を被測定物に照射し、分割した参照光を参照鏡に照射する。そして、被測定物で反射した測定光と、参照鏡で反射した参照光とを干渉させて干渉縞を形成し、この干渉縞に基づき、測定光を照射した位置における被測定物の寸法を測定する。

干渉縞は、測定光の光路長と参照光の光路長とが略等しいときに形成され、各光路長が一致したときに干渉縞の振幅が最大となる。そこで、参照鏡を移動させて参照光の光路長を変更し、干渉縞の振幅が最大となるときの参照光の光路長を測定することにより、測定対象物の寸法を測定する。白色干渉法によれば、参照光の光路長を精度良く変更させることによって、被測定物の寸法をナノメートル精度で測定可能である。

ところで、特許文献２には、ファブリー・ペロー・エタロン（以下、エタロンと称する。）を使用した低コヒーレンス干渉計が開示されている。エタロンは、反射膜と反射防止膜とが成膜された２枚の平行平板を、互いの反射膜が対向するように隙間を介して配置することにより構成される。

エタロンは、一方の平行平板から入射した光を、互いの反射膜で反射させて多重干渉させる。これにより、波長領域において一定の間隔で透過ピークを持ち、半値全幅の狭い透過波形の光が、他方の平行平板から一定間隔で遅延して出射されるので、測定光と干渉する参照光の実効的な光路長を離散的に長くとることができる。

このようなエタロンの光透過特性は、透過波形の周期を示すフリースペクトルレンジ（Free Spectral Range：以下、ＦＳＲと言う。）とフィネス（ＦＳＲ/半値全幅）とによって定められる。よって、所望のＦＳＲ、フィネスを得るためには、反射膜同士を高精度にアライメントする必要がある。

特許文献３では、エタロンを構成する一対の平行平板の対向する面同士の平行度を高精度に調整することによって、高い性能を持つエタロンを提案している。

特許文献３によれば、対向配置された一対の平行平板をそれぞれ別々に保持する一対のホルダ部と、一対のホルダ部の外側に設けられたハウジング部とを備えている。そして、一対のホルダ部の少なくとも一方が、その内周部に、対応する平行平板が当接する受け部を有するとともに、受け部における平行平板の外周部が当接する位置及び平行平板の外周部の少なくとも一方に傾斜面を設けている。そして、ハウジング部は、嵌合孔を有し、嵌合孔に一対のホルダ部の少なくとも一方を嵌合させて、一対の平行平板が互いに向かい合う面同士で当接した状態で傾斜面を介してチルト動作することで、一対の平行平板の平行度を調整できる程度、一対のホルダ部の少なくとも一方をハウジング部の中心軸に沿う方向に摺動可能に保持している。

特開２００９−２２２７０５号公報特許第５２２８８２８号公報特許第５０４８９３９号公報

しかしながら、エタロンは、一対の平行平板によって構成されているので、反射膜同士を高精度にアライメントすることは容易ではない。また、特許文献３のエタロンは、受け部及び傾斜面を有するホルダ部やハウジング部を必要とするので、構造が複雑化するという問題もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、反射膜同士を高精度に容易にアライメントすることができる構造の簡単なエタロン及びそのエタロンを備えた寸法測定装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、本発明の目的を達成するために、光をその内部で多重干渉させることにより、波長領域において一定の間隔で透過ピークを持つ透過波形の光を出射するエタロンにおいて、球面の一部を構成する光入射面と、球面の他の一部を構成し前記光入射面に対向する光出射面とを有するボールレンズと、前記光入射面に設けられた第１の反射膜と、前記光出射面に設けられた第２の反射膜と、前記光入射面を介して前記ボールレンズの中心に前記光を集光させる光学系と、を備えるエタロンを提供する。

本発明の一態様は、本発明の目的を達成するために、光を放射する光源と、前記光源からの光をその内部で多重干渉させることにより、波長領域において一定の間隔で透過ピークを持つ透過波形の光を出射するエタロンと、前記エタロンから出射された光を測定光と参照光とに分割して出射する光分割手段と、前記光分割手段から出射された測定光を被測定物に照射する測定光照射手段と、前記光分割手段から出射された参照光を反射する反射鏡を有し、前記反射鏡を移動させることにより前記参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段と、前記被測定物で反射した測定光と前記反射鏡で反射した参照光とが合成された干渉光を検出する光検出手段と、前記光検出手段によって検出された干渉光に基づいて前記被測定物の寸法を算出する演算手段と、を備えた寸法測定装置であって、前記エタロンは、球面の一部を構成する光入射面と、球面の他の一部を構成し前記光入射面に対向する光出射面とを有するボールレンズと、前記光入射面に設けられた第１の反射膜と、前記光出射面に設けられた第２の反射膜と、前記光入射面を介して前記ボールレンズの中心に前記光源からの光を集光させる光学系と、を備える寸法測定装置を提供する。

本発明のエタロン及び寸法測定装置の一態様によれば、ボールレンズによってエタロンを構成したので、光入射面に設けられる第１の反射膜と光出射面に設けられる第２の反射膜の距離は、ボールレンズの直径で一義的に定まる。よって、第１の反射膜及び第２の反射膜を高精度に容易にアライメントすることができる。また、エタロンは、ボールレンズで構成されているので、構造の簡単なエタロンを備えた寸法測定装置を提供することができる。

本発明によれば、反射膜同士を高精度に容易にアライメントすることができる構造の簡単なエタロン及びそのエタロンを備えた寸法測定装置を提供することができる。

本発明のエタロン及び寸法測定装置が適用された実施形態の寸法測定装置の構成図エタロンの構成を示す側面図エタロンの透過特性の一例を示すグラフエタロンの透過特性の一例を示す図図４に示すエタロンの透過特性において透過率のピークを示す周波数を「周波数−電場」に基づいて表した図寸法測定装置の動作を示したフローチャート

以下、添付図面に従って本発明に係るエタロン及び寸法測定装置の好ましい実施形態について詳説する。

図１は、本発明のエタロン及び寸法測定装置が適用された実施形態の寸法測定装置１０の構成図である。

〔寸法測定装置１０〕
寸法測定装置１０は、ブロードスペクトル光源（以下、光源と略称する。）１２、エタロン１４、サーキュレータ１６、ビームスプリッタ（光分割手段）１８、測定物走査光学系（測定光照射手段）２０を有する。

また、寸法測定装置１０は、参照鏡２４を有する参照光路長変更装置（参照光路長変更手段）２２、検出器（光検出手段）２６、周波数型増幅器２８、コントローラ（演算手段）３０、及び光ファイバ３２、３４、３６、３８、４０、４２を有する。

寸法測定装置１０では、光源１２から放射された白色光が、光ファイバ３２及びレンズ３２Ａを介してエタロン１４に入射する。

エタロン１４は、光の周波数に関して離散的な光透過帯域を持ち、光源１２からの白色光を受光して特定の光周波数成分の強度変調光１５のみを出射する。エタロン１４については後述する（図２〜図５参照）。

エタロン１４から出射された強度変調光１５は、コリメータ３４Ａ、光ファイバ３４、サーキュレータ１６、及び光ファイバ３６を介してビームスプリッタ１８に入射する。

そして、強度変調光１５は、ビームスプリッタ１８によって、測定物走査光学系２０へ向かう測定光と、参照光路長変更装置２２へ向かう参照光とに分割された後、それぞれの方向に出射される。

ビームスプリッタ１８から出射された測定光は、光ファイバ３８を介して測定物走査光学系２０に入射し、測定物走査光学系２０のレンズ４６によって、被測定物４４の表面の測定点へ結像される。そして、測定点で反射又は散乱された測定光は、測定物走査光学系２０及び光ファイバ３８を介してビームスプリッタ１８に戻される。

一方、ビームスプリッタ１８から出射された参照光は、光ファイバ４０を介して参照光路長変更装置２２に入射し、参照光路長変更装置２２のコリメータレンズ４８を介して参照鏡２４に入射する。そして、参照鏡２４から出射された参照光は、反射鏡２５にて反射された後、参照鏡２４に再び入射して参照鏡２４から出射される。その参照光（以下、反射光とも言う。）は、コリメータレンズ４８、及び光ファイバ４０を介してビームスプリッタ１８に戻される。

ここで、符号５８は参照鏡２４に入射する参照光を示し、符号６０は参照鏡２４から出射した反射光を示す。明細書では、参照光５８と反射光６０とを区別して説明する場合もあるが、反射光６０は、参照光５８の一部である。

一方、ビームスプリッタ１８に戻された測定光と参照光は、ビームスプリッタ１８で合成された後、光ファイバ３６、サーキュレータ１６、及び光ファイバ４２を介して検出器２６に入射する。検出器２６は、ビームスプリッタ１８に戻された測定光と参照光とが合成された干渉光を検出する。

以下、寸法測定装置１０の各部について詳説する。

〈光源１２〉
光源１２は、コヒーレント長が短く、広帯域な波長の光を放射可能な白色光源である。光源１２として、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＳＬＤ（Super Luminescence Diode）、ハロゲンランプ、光周波数コム（ただし、光周波数コムを使用する場合、エタロンの長さと強度変調光の繰り返し周波数が合わなければいけない）を使用できる。また、光源１２から出射される光の中心波長は、例えば７５０ｎｍ、１３００ｎｍ、１５５０ｎｍ等に設定することができる。

〈エタロン１４〉
図２は、エタロン１４の構成を示した側面図である。

エタロン１４として、真球のボールレンズが適用される。このエタロン１４は、光源１２からその内部に入射した白色光１３を、互いに対向する球面状の反射面で多重干渉させることにより、波長領域において一定の間隔で透過ピークを持ち、半値全幅の狭い透過波形の強度変調光１５を出射する。

また、エタロン１４は、その直径を干渉間距離とするファブリー・ペロー型のエタロンであり、離間して配置される一対の金メッキ等の反射コート（第１の反射膜、第２の反射膜）１４Ａ、１４Ｂ、及び反射コート１４Ａと反射コート１４Ｂとの間の反射域１４Ｃを備える。

反射コート１４Ａは、ボールレンズの球面の一部を構成する球面状の光入射面１４ａに設けられる。また、反射コート１４Ｂは、ボールレンズの球面の他の一部を構成する光出射面１４ｂであって、光入射面１４ａに対向する球面状の光出射面１４ｂに設けられる。

反射コート１４Ａから反射域１４Ｃに入射する白色光１３は、レンズ３２Ａ（光学系）によってエタロン１４の中心Ｐに集光される。すなわち、レンズ３２Ａの焦点がエタロン１４の中心Ｐに合致する位置に、レンズ３２Ａが予め位置決めされている。

エタロン１４の中心Ｐに集光された白色光１３は、拡散した後、反射コート１４Ｂに到達し、反射コート１４Ｂによって反射コート１４Ａに向けて反射される。

白色光１３は、反射コート１４Ａと反射コート１４Ｂとの間の反射域１４Ｃで反射を繰り返し、干渉効果によって特定の波長成分（周波数成分）が強められて反射コート１４Ｂを透過し、エタロン１４から射出される。エタロン１４から射出される強度変調光１５の特性は、ＦＳＲ（自由スペクトル領域：Free Spectral Range）とフィネス（ＦＳＲ/半値全幅：Finesse）とによって特定される。

図３は、エタロン１４の透過特性の一例を示すグラフである。図３の横軸はフリンジ次数（ｍ、ｍ＋１、ｍ＋２）を示し、縦軸はエタロン１４の透過率を示す。

周波数に関して隣接する光透過帯域の間隔は一定である。すなわち、エタロン１４の透過帯域の間隔を表すＦＳＲと透過ピークの半値全幅であるＦＷＨＭとに基づいてエタロン１４の特性が定まる。また、フィネスは、干渉縞の鋭さの程度を示す指標となる。

図４は、エタロン１４の透過特性の一例を示す図であり、横軸は周波数を表し、縦軸は透過率を表す。図４の如く、透過率のピークを示す周波数は、離散的に出現する。また、隣接する透過率のピークの間隔は、ＦＳＲに基づいて定められる。

図５は、図４に示したエタロン１４の透過特性において透過率のピークを示す周波数を「周波数−電場」に基づいて表した図である。

ボールレンズで構成されたエタロン１４は、ボールレンズの直径Ｄを１０ｍｍ、屈折率を２．０、波長λを１５００ｎｍ、強度変調光１５の速度をｃとした場合、ＦＳＲは、波長器ではλ^２／２ｎＤ＝０．０５６ｎｍとなり、周波数領域ではｃ／２ｎＤ＝７．５ＧＨｚとなる。したがって、エタロン１４を使用する寸法測定装置１０は、エタロン１４からの強度変調光１５の周期性を利用することで、光コムを利用した計測と同様の効果を得ることができる。

〈ビームスプリッタ１８〉
図１のビームスプリッタ１８は、光ファイバ３６を介して入射した強度変調光１５を、光ファイバ３８へ出射する測定光と光ファイバ４０へ出射する参照光とに分割する。また、ビームスプリッタ１８は、光ファイバ３８を介して戻された測定光と、光ファイバ４０を介して戻された参照光とを合成して、光ファイバ３６へ出射する。ビームスプリッタ１８として、例えば、そのような機能を有する公知の様々な光カプラを用いることができる。

〈測定物走査光学系２０〉
測定物走査光学系２０は、光ファイバ３８から出射された測定光を、レンズ４６を介して被測定物４４の表面上の任意の測定点に結像させる。そして、測定物走査光学系２０は、その測定点で反射又は散乱された測定光を集光し、光ファイバ３８へ入射させる。そのために、測定物走査光学系２０は、レンズ４６、走査鏡（不図示）、及び走査鏡を駆動するアクチュエータ（不図示）を備えている。アクチュエータは、コントローラ３０から受信した制御信号に応じて走査鏡の反射面の向きを調節する。

また、測定物走査光学系２０には、コントローラ３０において０点信号ＲＳを作成するための半透明の反射板５０が備えられている。反射板５０は、参照光路長と同じ長さの位置に配置されているので、光路差が０の干渉縞が検出器２６にて形成される。なお、符号ＴＳはターゲット信号である。

〈参照光路長変更装置２２〉
参照光路長変更装置２２は、光ファイバ４０から出射された参照光が所定の光路を通過した後、光ファイバ４０に再度入射するように構成される。そして、参照光路長変更装置２２は、その光路の光路長を変更して、測定光の光路長と参照光の光路長との光路差を調節する。

そのために参照光路長変更装置２２は、参照鏡２４、及び参照鏡２４を参照光５８の光軸に沿って往復移動させる直動駆動部５４を備える。

《参照鏡２４》
参照鏡２４としては、コーナキューブプリズムが使用される。直動駆動部５４によって参照鏡２４が参照光５８の光軸に沿って移動されることにより、参照光５８の光路長が変更される。

〈検出器２６〉
検出器２６は、検出した光量を電気信号として出力する。検出器２６として、例えば、フォトダイオード、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の半導体検出素子が使用される。また、検出器２６は、所定の時間間隔でサンプリングして、各サンプリング時点における検出光量を電気信号に変換する。更に、検出器２６は、周波数型増幅器２８を介してコントローラ３０と電気的に接続され、その電気信号をコントローラ３０へ逐次送信する。

〈コントローラ３０〉
コントローラ３０は、いわゆるＰＣ（Personal Computer）で構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリ、若しくは磁気ディスク、光ディスク及びそれらの読取装置等からなる記憶装置と、ＲＳ２３２Ｃ、イーサネット（登録商標）等の通信規格に基づいて構成された電子回路及びデバイスドライバ等のソフトウェアからなる通信装置と、記憶装置に格納されてＣＰＵで実行されるプログラムと、を有する。

そして、コントローラ３０は、検出器２６によって検出された光量から参照光の光路長を測定することにより、被測定物４４の測定点の高さを算出する。

また、コントローラ３０は、寸法測定装置１０の各部と電気的に接続されており、それらを統括制御する。

更に、コントローラ３０は、参照光の光路長を測定するために、検出器２６から干渉縞の信号を取得したときの参照鏡２４の位置を算出する。

〈光ファイバ３２〜４２〉
光ファイバ３２〜４２は、光源１２、エタロン１４、サーキュレータ１６、ビームスプリッタ１８、測定物走査光学系２０、参照光路長変更装置２２、及び検出器２６の間に配置され、各機器間で光を伝送する。光ファイバ３２〜４２として、公知の様々な光ファイバを使用することができるが、光源１２から放射される光の波長に対して伝送損失が極力小さいことが好ましい。

〔寸法測定装置１０の作用〕
図６は、被測定物４４の寸法を測定する際の寸法測定装置１０の動作を示したフローチャートである。なお、寸法測定装置１０の動作は、コントローラ３０によって制御される。

事前準備として、寸法が既知の基準品を寸法測定装置１０に設置し、その基準面に測定光を照射したときの干渉縞の振幅の最大値に対応する参照鏡２４の位置ＰＲを算出し、コントローラ３０の記憶装置に記憶しておく。

測定動作を開始すると、コントローラ３０は直動駆動部５４を制御して、参照鏡２４を、参照光の光軸に沿って所定の速度で移動させる（ステップＳ１０１）。

次に、測定物走査光学系２０のアクチュエータを制御して、測定光が被測定物４４の任意の測定点でスポットを結ぶように、走査鏡の向きを調節する（ステップＳ１０２）。

次に、検出器２６により、測定光の光路長と参照光の光路長の差に応じて生じる干渉縞を検出する（ステップＳ１０３）。検出器２６は、その干渉縞に相当する電気信号をコントローラ３０へ送信する。

次に、コントローラ３０は、検出器２６から受信した電気信号と、参照鏡２４の位置とを関係付けする（ステップＳ１０４）。

そして、コントローラ３０は、その電気信号の周期的な振動の振幅が最大となる時刻、すなわち、干渉縞の振幅が最大となる時刻ＴＰを測定し、時刻ＴＰにおける参照鏡２４の位置ＰＰを算出する（ステップＳ１０５）。

その後、コントローラ３０は、ステップＳ１０５で求めた参照鏡２４の位置ＰＰと、基準面に対して同様に求めた参照鏡２４の位置ＰＲとから、その位置の差に対応する参照光５８の光路差を算出する（ステップＳ１０６）。

そして、コントローラ３０は、その光路差を基準面の表面高さに加えることにより、測定位置における被測定物４４の表面高さを算出する（ステップＳ１０７）。

そして、コントローラ３０は上記のステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理を繰り返し実施し、被測定物４４の表面の各点における表面高さを、測定光の照射位置毎に測定する。

ところで、エタロン１４を使用する寸法測定装置１０は、強度変調光１５（図４及び図５参照）が被測定物４４及び参照鏡２４に照射される。このため、低コヒーレンス光が被測定物４４及び参照鏡２４に照射される一般的な寸法測定装置と比較して計測可能範囲が拡大する。

すなわち、エタロン１４から射出される強度変調光１５を利用した寸法測定装置１０の計測可能範囲は、エタロン１４のＦＳＲ（図３参照）に応じて定まる。

具体的には、エタロン１４を使用しない一般的な低コヒーレンス光を利用した寸法測定装置によって計測可能な「測定光の光路長と参照光の光路長とが等しくなる被測定物４４の位置（以下「ゼロ点位置」とも呼ぶ）」に加え、ゼロ点位置から「Ｎ×ｎｄ（ただし「Ｎ」は１以上の整数を表し、「ｎ」はエタロン１４の反射域１４Ｃの屈折率を表し、「ｄ」はエタロン１４の反射コート１４Ａと反射コート１４Ｂとの間隔を表す）」だけ離れた位置の計測が可能となる。

したがって、寸法測定装置１０によれば、「Ｌ＝（Ｌ_０＋Ｎ×ｎｄ（ただし「Ｌ_０」はゼロ点位置を表し、「Ｎ」は０以上の整数を表し、「ｎ」はエタロン１４の反射域１４Ｃの屈折率を表し、「ｄ」はエタロン１４の反射コート１４Ａと反射コート１４Ｂとの間隔を表す）」によって表される離散的な位置Ｌ毎の計測が可能になる。ここでいう離散的な位置Ｌは、被測定物４４におけるゼロ点位置Ｌ_０から、強度変調光１５が被測定物４４に向かう方向において「Ｎ×ｎｄ」だけ離れた位置を示す。

〔効果〕
実施形態のエタロン１４及び寸法測定装置１０によれば、図２の如く、ボールレンズによってエタロン１４を構成したので、光入射面１４ａと光出射面１４ｂにそれぞれ備えられる反射コート１４Ａ、１４Ｂ同士の距離は、ボールレンズの直径で一義的に定まる。よって、反射コート１４Ａ、１４Ｂ同士を高精度に容易にアライメントすることができる。また、エタロン１４は、ボールレンズで構成されているので、構造の簡単なエタロンを備えた寸法測定装置１０を提供することができる。

なお、レンズ３２Ａの焦点とエタロン１４の中心Ｐとがずれている場合には、そのずれ量に応じた光路長差が発生し、測定精度に影響を与える。このため、寸法測定装置１０を組み立てる際には、レンズ３２Ａの焦点をエタロン１４の中心Ｐに予め合致させる光軸調整作業が必要となる。

この光軸調整作業は、白色光１３の光軸に対してレンズ３２Ａを上下方向、前後方向に移動させる。この際、レンズ３２Ａの焦点とエタロン１４の中心Ｐとが合致していない場合には、エタロン１４からの出射光に干渉縞が発生するが、レンズ３２Ａの焦点とエタロン１４の中心Ｐとが合致した場合には干渉縞が消える。この位置でレンズ３２Ａを位置決めすることによって、光軸調整作業が終了する。

１０…寸法測定装置、１２…光源、１３…白色光、１４…エタロン、１４Ａ、１４Ｂ…反射コート、１４Ｃ…反射域、１４ａ…光入射面、１４ｂ…光出射面、１５…強度変調光、１６…サーキュレータ、１８…ビームスプリッタ、２０…測定物走査光学系、２２…参照光路長変更装置、２４…参照鏡、２５…反射鏡、２６…検出器、２８…周波数型増幅器、３０…コントローラ、３２、３４、３６、３８、４０、４２…光ファイバ、４４…被測定物、４６…レンズ、４８…コリメータレンズ、５０…反射板、５４…直動駆動部、５８…参照光、６０…反射光

Claims

光をその内部で多重干渉させることにより、波長領域において一定の間隔で透過ピークを持つ透過波形の光を出射するエタロンにおいて、
球面の一部を構成する光入射面と、球面の他の一部を構成し前記光入射面に対向する光出射面とを有するボールレンズと、
前記光入射面に設けられた第１の反射膜と、
前記光出射面に設けられた第２の反射膜と、
前記光入射面を介して前記ボールレンズの中心に前記光を集光させる光学系と、
を備えるエタロン。
光を放射する光源と、
前記光源からの光をその内部で多重干渉させることにより、波長領域において一定の間隔で透過ピークを持つ透過波形の光を出射するエタロンと、
前記エタロンから出射された光を測定光と参照光とに分割して出射する光分割手段と、
前記光分割手段から出射された測定光を被測定物に照射する測定光照射手段と、
前記光分割手段から出射された参照光を反射する反射鏡を有し、前記反射鏡を移動させることにより前記参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段と、
前記被測定物で反射した測定光と前記反射鏡で反射した参照光とが合成された干渉光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段によって検出された干渉光に基づいて前記被測定物の寸法を算出する演算手段と、を備えた寸法測定装置であって、
前記エタロンは、
球面の一部を構成する光入射面と、球面の他の一部を構成し前記光入射面に対向する光出射面とを有するボールレンズと、
前記光入射面に設けられた第１の反射膜と、
前記光出射面に設けられた第２の反射膜と、
前記光入射面を介して前記ボールレンズの中心に前記光源からの光を集光させる光学系と、
を備える寸法測定装置。