JP3149421B2 - リフレクトメータ - Google Patents
リフレクトメータInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子の精密寸法測
定器として用いられるリフレクトメータの測定精度の改
善と測定時間の短縮、並びに測定機能の拡大に関するも
のである。
定器として用いられるリフレクトメータの測定精度の改
善と測定時間の短縮、並びに測定機能の拡大に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図５はリフレクトメータの原理図であ
り、測定器内部の参照用ミラー４と被測定物５によりマ
イケルソン干渉計を構成している。図５において、光源
１から出射した光は、戻り光を防止するアイソレータ２
を通った後、ビームスプリッタ３で２つの光路に分岐さ
れる。一方は、参照用ミラー４で反射し、他方は被測定
物５で反射した後、ビームスプリッタ３で合成され、フ
ォトダイオードなどの光電変換器６上に照射される。こ
の時、光電変換器６上では、参照用ミラー４からの反射
光と被測定物５からの反射光が干渉し、光の強弱が観察
される。
り、測定器内部の参照用ミラー４と被測定物５によりマ
イケルソン干渉計を構成している。図５において、光源
１から出射した光は、戻り光を防止するアイソレータ２
を通った後、ビームスプリッタ３で２つの光路に分岐さ
れる。一方は、参照用ミラー４で反射し、他方は被測定
物５で反射した後、ビームスプリッタ３で合成され、フ
ォトダイオードなどの光電変換器６上に照射される。こ
の時、光電変換器６上では、参照用ミラー４からの反射
光と被測定物５からの反射光が干渉し、光の強弱が観察
される。
【０００３】ここで、参照用ミラー４と被測定物５で反
射した光の光路長差を ｄ＝２×Ｌ0 −２×Ｌ1 ─(1) とすると、ｄが半波長の偶数倍つまり下記(2) 式を満足
する時、光が強め合い、光電変換器６からは大きな出力
が得られ、半波長の奇数倍になった時、光は打ち消し合
い、出力は小さくなる。 ｄ＝２・ｎ・λ／２ ─(2)
射した光の光路長差を ｄ＝２×Ｌ0 −２×Ｌ1 ─(1) とすると、ｄが半波長の偶数倍つまり下記(2) 式を満足
する時、光が強め合い、光電変換器６からは大きな出力
が得られ、半波長の奇数倍になった時、光は打ち消し合
い、出力は小さくなる。 ｄ＝２・ｎ・λ／２ ─(2)
【０００４】従来のリフレクトメータでは、参照用ミラ
ー４の距離Ｌ0 を変化させた時の光電変換器６の出力を
観測している。光源１に可干渉距離の短い（波長スペク
トラムの広がった）光源を用いることにより、光路長差
ｄが非常に小さい場合のみ干渉が得られるようにでき
る。この場合、干渉強度が強くなった参照用ミラー４の
位置が被測定物５の反射点の位置に等しくなる。
ー４の距離Ｌ0 を変化させた時の光電変換器６の出力を
観測している。光源１に可干渉距離の短い（波長スペク
トラムの広がった）光源を用いることにより、光路長差
ｄが非常に小さい場合のみ干渉が得られるようにでき
る。この場合、干渉強度が強くなった参照用ミラー４の
位置が被測定物５の反射点の位置に等しくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなリフレクトメータの構成では、 ・測定精度と再現性は参照用ミラー４の移動機構などの
機械精度に依存しており、機械精度を高めるためには、
精密加工が必要であり、コストが高くなる。 ・測定可能な範囲は、参照用ミラー４の可動距離で決定
されるが、高精度に参照用ミラーを動かせる距離には限
界があり、それがリフレクトメータの測定スパンを制限
している。 ・機械的な移動では、高速動作に限界があり、測定時間
は数１００ｍｓｅｃが限界である。 などの課題があった。
うなリフレクトメータの構成では、 ・測定精度と再現性は参照用ミラー４の移動機構などの
機械精度に依存しており、機械精度を高めるためには、
精密加工が必要であり、コストが高くなる。 ・測定可能な範囲は、参照用ミラー４の可動距離で決定
されるが、高精度に参照用ミラーを動かせる距離には限
界があり、それがリフレクトメータの測定スパンを制限
している。 ・機械的な移動では、高速動作に限界があり、測定時間
は数１００ｍｓｅｃが限界である。 などの課題があった。
【０００６】本発明は、上記従来技術の課題を踏まえて
なされたものであり、機械的な可動部のない高精度なリ
フレクトメータを実現し、高い再現性、広い測定範囲、
短時間での測定を実現すると共に、被測定物の反射位置
のみならず反射率を求めることも可能にし、また発光波
長を容易な手段により監視することにより、光源自体に
要求される波長の絶対確度の低減を可能にすることを目
的とするものである。
なされたものであり、機械的な可動部のない高精度なリ
フレクトメータを実現し、高い再現性、広い測定範囲、
短時間での測定を実現すると共に、被測定物の反射位置
のみならず反射率を求めることも可能にし、また発光波
長を容易な手段により監視することにより、光源自体に
要求される波長の絶対確度の低減を可能にすることを目
的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、マイケルソン干渉計からの干渉光を
光電変換器で受け、この光電変換器上の光干渉による光
強度の変化を検出することにより、前記マイケルソン干
渉計の一方の光路を構成する被測定物の反射点の位置を
特定するリフレクトメータにおいて、光源と、この光源
の出射光を基準の反射鏡と前記被測定物とからなる前記
マイケルソン干渉計に導く２つの光路に分割するビーム
スプリッタと、前記基準の反射鏡と前記被測定物からの
反射光を干渉させ、光強度の検出が可能な前記光電変換
器に導く手段と、前記光源の出射光の波長を変化させる
手段と、出射光の波長に対する前記光電変換器上の光強
度から前記被測定物の反射位置を算出すると共に、前記
光干渉による強度変化の絶対値を測定しその強度変化よ
り反射率の絶対値を特定する演算手段とを備えた構成と
したことを特徴とする。また、前記光源として光シンセ
サイザを、また前記光源の波長を変化させる手段とし
て、波長を設定するマイクロ波シンセサイザおよびマイ
クロ波シンセサイザを制御するマイクロコンピュータを
用いたことを特徴とする。また、前記光源と前記ビーム
スプリッタとの間に第２の干渉計を備え、この第２の干
渉計出力を波長の基準として用いることを特徴とする。
の本発明の構成は、マイケルソン干渉計からの干渉光を
光電変換器で受け、この光電変換器上の光干渉による光
強度の変化を検出することにより、前記マイケルソン干
渉計の一方の光路を構成する被測定物の反射点の位置を
特定するリフレクトメータにおいて、光源と、この光源
の出射光を基準の反射鏡と前記被測定物とからなる前記
マイケルソン干渉計に導く２つの光路に分割するビーム
スプリッタと、前記基準の反射鏡と前記被測定物からの
反射光を干渉させ、光強度の検出が可能な前記光電変換
器に導く手段と、前記光源の出射光の波長を変化させる
手段と、出射光の波長に対する前記光電変換器上の光強
度から前記被測定物の反射位置を算出すると共に、前記
光干渉による強度変化の絶対値を測定しその強度変化よ
り反射率の絶対値を特定する演算手段とを備えた構成と
したことを特徴とする。また、前記光源として光シンセ
サイザを、また前記光源の波長を変化させる手段とし
て、波長を設定するマイクロ波シンセサイザおよびマイ
クロ波シンセサイザを制御するマイクロコンピュータを
用いたことを特徴とする。また、前記光源と前記ビーム
スプリッタとの間に第２の干渉計を備え、この第２の干
渉計出力を波長の基準として用いることを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、光源の波長を変化させる方式
を用いたため、可動部がなく、電気的な処理により測定
が可能である。
を用いたため、可動部がなく、電気的な処理により測定
が可能である。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明のリフレクトメータの一実施例を示す構成ブ
ロック図である。なお、図１において図５と同一要素に
は同一符号を付して重複する説明は省略する。図１にお
いて、光源としては、マイクロ波シンセサイザ１２から
の信号周波数により出射光の波長が変化できる光シンセ
サイザ１０を用いている。光シンセサイザ１０から出射
した光は、戻り光を防止するアイソレータ２を通った
後、ビームスプリッタ３により参照用ミラー４と被測定
物５に導かれる光路に分岐される。なお、本発明では、
参照用ミラー４は固定されている。リフレクトメータ内
部にある参照用ミラー４と、光コネクタなどでリフレク
トメータ外部に接続された被測定物５で反射した光は、
逆の径路をたどり戻ってくる。これらの反射光は、ビー
ムスプリッタ３で合波された後、光電変換器６に入射す
る。リフレクトメータ内部には、マイクロコンピュータ
１１が内蔵されており、マイクロ波シンセサイザ１２を
制御して、光シンセサイザ１０の出射波長を制御してい
る。また、この時、光電変換器６からの電気出力をアン
プ１３，Ａ／Ｄ変換器１４を経由してメモリに取り込
む。また、メモリ上のデータを演算処理した後、ディス
プレイ１５上に表示する。
１は本発明のリフレクトメータの一実施例を示す構成ブ
ロック図である。なお、図１において図５と同一要素に
は同一符号を付して重複する説明は省略する。図１にお
いて、光源としては、マイクロ波シンセサイザ１２から
の信号周波数により出射光の波長が変化できる光シンセ
サイザ１０を用いている。光シンセサイザ１０から出射
した光は、戻り光を防止するアイソレータ２を通った
後、ビームスプリッタ３により参照用ミラー４と被測定
物５に導かれる光路に分岐される。なお、本発明では、
参照用ミラー４は固定されている。リフレクトメータ内
部にある参照用ミラー４と、光コネクタなどでリフレク
トメータ外部に接続された被測定物５で反射した光は、
逆の径路をたどり戻ってくる。これらの反射光は、ビー
ムスプリッタ３で合波された後、光電変換器６に入射す
る。リフレクトメータ内部には、マイクロコンピュータ
１１が内蔵されており、マイクロ波シンセサイザ１２を
制御して、光シンセサイザ１０の出射波長を制御してい
る。また、この時、光電変換器６からの電気出力をアン
プ１３，Ａ／Ｄ変換器１４を経由してメモリに取り込
む。また、メモリ上のデータを演算処理した後、ディス
プレイ１５上に表示する。
【００１０】ここで、光電変換器６上では２つの径路を
辿ってきた光が干渉する。前記(2)式に示した条件で、
大きな光電変換器出力が得られるが、(2) 式において、
光路長差ｄを固定したまま光の波長Λを変化させても同
様の干渉を観察できることが分かる。本発明では、光路
長差ｄを固定したまま、光源の波長を変化させることに
よって、被測定物の反射位置を求めるようにしている。
以下、その動作について説明する。図２は波長を可変し
た時の干渉強度を示す図である。なお、Λは波長の絶対
値を、λは波長の差を示すものとする。
辿ってきた光が干渉する。前記(2)式に示した条件で、
大きな光電変換器出力が得られるが、(2) 式において、
光路長差ｄを固定したまま光の波長Λを変化させても同
様の干渉を観察できることが分かる。本発明では、光路
長差ｄを固定したまま、光源の波長を変化させることに
よって、被測定物の反射位置を求めるようにしている。
以下、その動作について説明する。図２は波長を可変し
た時の干渉強度を示す図である。なお、Λは波長の絶対
値を、λは波長の差を示すものとする。
【００１１】光源の波長を掃引した時、図２に示すよう
に、波長Λ1 ，Λ2 （波長間隔λ）の点で干渉強度が強
くなる部分が観測されたとすると、光源の中心波長を
Λ、参照用ミラー４と被測定物５の光路長差をｄとし
て、 ｄ＝ｎ×Λ2 ｄ＝（ｎ＋１）×Λ1 ただし、ｎは整数が成り立つ。上記２式より、 λ＝Λ2 −Λ1 ＝ｄ／ｎ−ｄ／（ｎ＋１）＝Λ1 2／（ｄ
＋Λ1 ） ここで、ｄ≫Λ，Λ1 〜Λを考慮すると、 ｄ＝Λ2 ／λ ─(3) となる。したがって、λを測定することにより、光路長
差ｄを求めることができ、参照用ミラー４の光路長Ｌ0
は既知であるから、被測定物５の反射位置を知ることが
できる。
に、波長Λ1 ，Λ2 （波長間隔λ）の点で干渉強度が強
くなる部分が観測されたとすると、光源の中心波長を
Λ、参照用ミラー４と被測定物５の光路長差をｄとし
て、 ｄ＝ｎ×Λ2 ｄ＝（ｎ＋１）×Λ1 ただし、ｎは整数が成り立つ。上記２式より、 λ＝Λ2 −Λ1 ＝ｄ／ｎ−ｄ／（ｎ＋１）＝Λ1 2／（ｄ
＋Λ1 ） ここで、ｄ≫Λ，Λ1 〜Λを考慮すると、 ｄ＝Λ2 ／λ ─(3) となる。したがって、λを測定することにより、光路長
差ｄを求めることができ、参照用ミラー４の光路長Ｌ0
は既知であるから、被測定物５の反射位置を知ることが
できる。
【００１２】次に、最長測定範囲は、λの分解能とコヒ
ーレント長で決まる。ここで、スペクトル線幅を実現可
能な１００ＫＨｚとすると、測定範囲はλの分解能で決
まる。光速をｃ、光の周波数をｆとして、 Λ＝ｃ／ｆ であるから、 λ＝（∂Λ／∂ｆ）・Δｆ＝−ｃ／ｆ2 ・Δｆ ─(4) ここで、光シンセサイザの中心波長を１．５５μｍ（周
波数１９３ＴＨｚ）、周波数安定度１ＭＨｚとして、上
記(3) ，(4) 式に代入すると、最大光路長差（往復）は ｄmax ＝２９９ｍ となり、測定範囲としては、約１５０ｍである。なお、
参照用ミラー移動型の従来のリフレクトメータでは、測
定範囲はせいぜい数１００ｍｍである。
ーレント長で決まる。ここで、スペクトル線幅を実現可
能な１００ＫＨｚとすると、測定範囲はλの分解能で決
まる。光速をｃ、光の周波数をｆとして、 Λ＝ｃ／ｆ であるから、 λ＝（∂Λ／∂ｆ）・Δｆ＝−ｃ／ｆ2 ・Δｆ ─(4) ここで、光シンセサイザの中心波長を１．５５μｍ（周
波数１９３ＴＨｚ）、周波数安定度１ＭＨｚとして、上
記(3) ，(4) 式に代入すると、最大光路長差（往復）は ｄmax ＝２９９ｍ となり、測定範囲としては、約１５０ｍである。なお、
参照用ミラー移動型の従来のリフレクトメータでは、測
定範囲はせいぜい数１００ｍｍである。
【００１３】また、測定分解能Δｄは上記(3) 式により Δｄ＝（∂ｄ／∂λ）・Δλ＝−ｄ・Δλ／λ となり、これに光シンセサイザの可変周波数幅±２０Ｇ
Ｈｚと周波数安定度１ＭＨｚを上記(4) 式を用いて波長
に換算して代入すると、 Δｄ＝０．７４μｍ となる。これは最小レンジの場合であり、測定スパンに
よって異なる。
Ｈｚと周波数安定度１ＭＨｚを上記(4) 式を用いて波長
に換算して代入すると、 Δｄ＝０．７４μｍ となる。これは最小レンジの場合であり、測定スパンに
よって異なる。
【００１４】次に、光通信などに用いられる光素子の評
価で特に重要な反射損失を求める動作について図１の実
施例を用いて説明する。ただし、上記図１の構成素子に
は、下記の要求がある。 ・光源は発振波長によって光出力の変動しないこと ・アイソレータ、ビームスプリッタは使用波長域で透過
／反射特性の変化が少ないもの ・光電変換器は使用波長域での分光感度特性の変化の少
ないこと及びリニアリティの良いことが必要である。
価で特に重要な反射損失を求める動作について図１の実
施例を用いて説明する。ただし、上記図１の構成素子に
は、下記の要求がある。 ・光源は発振波長によって光出力の変動しないこと ・アイソレータ、ビームスプリッタは使用波長域で透過
／反射特性の変化が少ないもの ・光電変換器は使用波長域での分光感度特性の変化の少
ないこと及びリニアリティの良いことが必要である。
【００１５】ここで、光波長を変化させた時に、光電変
換器６上で図２に示すような出力が観測されたとする。
また、参照用ミラー４からの反射強度をＰR 、被測定物
５からの反射強度をＰU とすると、干渉強度が最大にな
るのは、参照用ミラー４からの反射と被測定物５からの
反射が同相になり合成される場合であり、最小になるの
は、逆相になり打ち消し合う場合であるから、図２の干
渉強度の最大値Ｐ1 と最小値Ｐ0 は次のように表せる。 Ｐ1 ＝ＰR ＋ＰU Ｐ0 ＝ＰR −ＰU これより、 ＰR ＝（Ｐ1 ＋Ｐ0 ）／２ ＰU ＝（Ｐ1 −Ｐ0 ）／２ となる。ＰR が全反射に設定されていたとすると、被測
定物５の反射率ＲU は ＲU ＝ＰU ／ＰR で求められる。
換器６上で図２に示すような出力が観測されたとする。
また、参照用ミラー４からの反射強度をＰR 、被測定物
５からの反射強度をＰU とすると、干渉強度が最大にな
るのは、参照用ミラー４からの反射と被測定物５からの
反射が同相になり合成される場合であり、最小になるの
は、逆相になり打ち消し合う場合であるから、図２の干
渉強度の最大値Ｐ1 と最小値Ｐ0 は次のように表せる。 Ｐ1 ＝ＰR ＋ＰU Ｐ0 ＝ＰR −ＰU これより、 ＰR ＝（Ｐ1 ＋Ｐ0 ）／２ ＰU ＝（Ｐ1 −Ｐ0 ）／２ となる。ＰR が全反射に設定されていたとすると、被測
定物５の反射率ＲU は ＲU ＝ＰU ／ＰR で求められる。
【００１６】なお、上記実施例では、説明を簡単にする
ために、被測定物からの反射点が１点だけの場合を示し
たが、反射点が多数ある場合には、各反射点において、
周期が異なる図２で示すような光路長差と干渉強度の波
形が得られ、これが重なりあったものが観測される。し
たがって、この波形をフーリエ変換することにより反射
点が多数ある場合についても反射位置と反射率を同様に
求めることができる。また、複数の反射点をＦＦＴで分
離するためには、１周期の波が必要であるというＦＦＴ
の条件から、測定分解能は、可変周波数幅±２０ＧＨｚ
の場合、３．７５ｍｍとなる。
ために、被測定物からの反射点が１点だけの場合を示し
たが、反射点が多数ある場合には、各反射点において、
周期が異なる図２で示すような光路長差と干渉強度の波
形が得られ、これが重なりあったものが観測される。し
たがって、この波形をフーリエ変換することにより反射
点が多数ある場合についても反射位置と反射率を同様に
求めることができる。また、複数の反射点をＦＦＴで分
離するためには、１周期の波が必要であるというＦＦＴ
の条件から、測定分解能は、可変周波数幅±２０ＧＨｚ
の場合、３．７５ｍｍとなる。
【００１７】図３は本発明のリフレクトメータの第２の
実施例を示すブロック構成図である。なお、図３におい
て図１と同一要素には同一符号を付して重複する説明は
省略する。ここで、上記実施例で示した（光波長可変型
の）リフレクトメータでは、波長の測定精度が重要とな
る。したがって、波長設定のためのマイクロ波シンセサ
イザには高い絶対確度・安定性が要求されてくることに
なり、装置の複雑化をもたらし、低価格化の妨げとなる
恐れがあった。第２の実施例ではこの点を解決するもの
である。
実施例を示すブロック構成図である。なお、図３におい
て図１と同一要素には同一符号を付して重複する説明は
省略する。ここで、上記実施例で示した（光波長可変型
の）リフレクトメータでは、波長の測定精度が重要とな
る。したがって、波長設定のためのマイクロ波シンセサ
イザには高い絶対確度・安定性が要求されてくることに
なり、装置の複雑化をもたらし、低価格化の妨げとなる
恐れがあった。第２の実施例ではこの点を解決するもの
である。
【００１８】図３に示すリフレクトメータは、測定器内
部の参照用ミラー４と被測定者５によって、マイケルソ
ンの干渉計（第１の干渉計）を構成しており、さらに測
定器内部にフィゾー干渉計（第２の干渉計）を備えてお
り、その干渉強度は光電変換器６ａにより検出され、ア
ンプ１３ａ，Ａ／Ｄ変換器１４ａを介して演算用のマイ
クロコンピュータ１１に取り込まれる。なお、この実施
例で用いる光シンセサイザ１０は、波長の中心値が判っ
ていれば、波長変化分の絶対確度は必要なく、中心波長
が決まっていて或る程度の線形性を持って波長が可変で
きる光源であれば良い。また、フィゾー干渉計（第２の
干渉計）は参照用ミラー４ａ，４ｂからの反射光が干渉
するが、光ファイバなどを用いて参照用ミラー４ａ，４
ｂの距離を十分離して設置し、この時の光路長差がリフ
レクトメータの最大測定スパンになるようにする。
部の参照用ミラー４と被測定者５によって、マイケルソ
ンの干渉計（第１の干渉計）を構成しており、さらに測
定器内部にフィゾー干渉計（第２の干渉計）を備えてお
り、その干渉強度は光電変換器６ａにより検出され、ア
ンプ１３ａ，Ａ／Ｄ変換器１４ａを介して演算用のマイ
クロコンピュータ１１に取り込まれる。なお、この実施
例で用いる光シンセサイザ１０は、波長の中心値が判っ
ていれば、波長変化分の絶対確度は必要なく、中心波長
が決まっていて或る程度の線形性を持って波長が可変で
きる光源であれば良い。また、フィゾー干渉計（第２の
干渉計）は参照用ミラー４ａ，４ｂからの反射光が干渉
するが、光ファイバなどを用いて参照用ミラー４ａ，４
ｂの距離を十分離して設置し、この時の光路長差がリフ
レクトメータの最大測定スパンになるようにする。
【００１９】ここで、測定時の２つの干渉計の出力を図
４に示す。第２の干渉計の光路長差をｄ2 とすると、干
渉出力が大きくなる波長間隔λ2 は上記(3) 式を用い
て、 λ2 ＝Λ2 ／ｄ2 ─(5) となり、Λ，ｄ2 は固定であるから、λ2 も固定値とな
る。λ2 を予め測定しておき、機器固有の定数として測
定器内部のＲＯＭなどに設定しておく。ｄ2 は最大測定
スパンに設定されているので、第１の干渉計の干渉出力
が大きくなる間隔をλ1 とすると、 λ1 ≧λ2 となる。したがって、λ1 は既知のλ2 から内挿法によ
り高精度で決定することができる。
４に示す。第２の干渉計の光路長差をｄ2 とすると、干
渉出力が大きくなる波長間隔λ2 は上記(3) 式を用い
て、 λ2 ＝Λ2 ／ｄ2 ─(5) となり、Λ，ｄ2 は固定であるから、λ2 も固定値とな
る。λ2 を予め測定しておき、機器固有の定数として測
定器内部のＲＯＭなどに設定しておく。ｄ2 は最大測定
スパンに設定されているので、第１の干渉計の干渉出力
が大きくなる間隔をλ1 とすると、 λ1 ≧λ2 となる。したがって、λ1 は既知のλ2 から内挿法によ
り高精度で決定することができる。
【００２０】なお、上記実施例では、空間光によるリフ
レクトメータを示してあるが、同様の機能は光ファイバ
による光学系でも実現できる。この場合には、測定器内
部での接続点の反射の影響を防止するため、適宜アイソ
レータを挿入する。また、測定の対象物は光学素子に限
る物ではなく、例えば、マイクロマシニングに用いられ
るシリコンは、１．５μｍ程度の光は透過するため、本
装置をシリコンの加工形状の計測用に構成することも可
能である。また、１．５μｍ付近の波長に限るものでは
なく、０．７８μｍ，０．８３μｍ，１．３μｍなど他
の波長にも適用可能である。さらに、光源やビームスプ
リッタや光電変換器などに波長依存性がないものとして
説明を行ったが、実際に得られる光学素子では波長依存
性がある。このような光学素子を用いても波長による変
化分を予め求めておくことにより補正することができ
る。
レクトメータを示してあるが、同様の機能は光ファイバ
による光学系でも実現できる。この場合には、測定器内
部での接続点の反射の影響を防止するため、適宜アイソ
レータを挿入する。また、測定の対象物は光学素子に限
る物ではなく、例えば、マイクロマシニングに用いられ
るシリコンは、１．５μｍ程度の光は透過するため、本
装置をシリコンの加工形状の計測用に構成することも可
能である。また、１．５μｍ付近の波長に限るものでは
なく、０．７８μｍ，０．８３μｍ，１．３μｍなど他
の波長にも適用可能である。さらに、光源やビームスプ
リッタや光電変換器などに波長依存性がないものとして
説明を行ったが、実際に得られる光学素子では波長依存
性がある。このような光学素子を用いても波長による変
化分を予め求めておくことにより補正することができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、光シンセサイザを光源に用いた
ため、可動部が無く、電気的な処理により測定が可能で
ある。これにより、 ・測定精度と再現性を容易に確保できる。 ・測定範囲は従来方式の数１００ｍｍ程度に対して、最
大１５０ｍである。 ・高速測定が可能である。 ・小型軽量化が容易である。 また、被測定物の反射点の位置つまり光学素子の微小寸
法の測定だけでなく、コヒーレント光通信に用いる光学
素子では特に重要な反射率の測定も可能になる。さら
に、光路長差の固定された第２の干渉計を用いることに
より、光シンセサイザの波長変化分を高精度に測定で
き、これにより、光シンセサイザの波長設定の確度に対
する要求が著しく低減され、低価格化を容易に実現でき
る。などの効果を有するリフレクトメータを実現でき
る。
うに、本発明によれば、光シンセサイザを光源に用いた
ため、可動部が無く、電気的な処理により測定が可能で
ある。これにより、 ・測定精度と再現性を容易に確保できる。 ・測定範囲は従来方式の数１００ｍｍ程度に対して、最
大１５０ｍである。 ・高速測定が可能である。 ・小型軽量化が容易である。 また、被測定物の反射点の位置つまり光学素子の微小寸
法の測定だけでなく、コヒーレント光通信に用いる光学
素子では特に重要な反射率の測定も可能になる。さら
に、光路長差の固定された第２の干渉計を用いることに
より、光シンセサイザの波長変化分を高精度に測定で
き、これにより、光シンセサイザの波長設定の確度に対
する要求が著しく低減され、低価格化を容易に実現でき
る。などの効果を有するリフレクトメータを実現でき
る。
【図１】本発明のリフレクトメータの一実施例を示すブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
【図２】波長を可変したときの干渉強度を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明のリフレクトメータの第２の実施例を示
すブロック構成図である。
すブロック構成図である。
【図４】波長を可変したときの干渉強度を示す図であ
る。
る。
【図５】リフレクトメータの原理図である。
２ アイソレータ ３、３ａ ビームスプリッタ ４、４ａ、４ｂ 参照用ミラー ５ 被測定物 ６、６ａ 光電変換器 １０ 光シンセサイザ １１ マイクロコンピュータ １２ マイクロ波シンセサイザ １３、１３ａ アンプ １４、１４ａ Ａ／Ｄ変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−39505（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−176804（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−166703（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−154801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−98841（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/55
Claims (3)
- 【請求項１】マイケルソン干渉計からの干渉光を光電変
換器で受け、この光電変換器上の光干渉による光強度の
変化を検出することにより、前記マイケルソン干渉計の
一方の光路を構成する被測定物の反射点の位置を特定す
るリフレクトメータにおいて、 光源と、 この光源の出射光を基準の反射鏡と前記被測定物とから
なる前記マイケルソン干渉計に導く２つの光路に分割す
るビームスプリッタと、 前記基準の反射鏡と前記被測定物からの反射光を干渉さ
せ、光強度の検出が可能な前記光電変換器に導く手段
と、 前記光源の出射光の波長を変化させる手段と、出射光の 波長に対する前記光電変換器上の光強度から前
記被測定物の反射位置を算出すると共に、前記光干渉に
よる強度変化の絶対値を測定しその強度変化より反射率
の絶対値を特定する演算手段とを備えた構成としたこと
を特徴とするリフレクトメータ。 - 【請求項２】前記光源として光シンセサイザを、また前
記光源の波長を変化させる手段として、波長を設定する
マイクロ波シンセサイザおよびマイクロ波シンセサイザ
を制御するマイクロコンピュータを用いたことを特徴と
する請求項１記載のリフレクトメータ。 - 【請求項３】請求項１または２記載のリフレクトメータ
において、 前記光源と前記ビームスプリッタとの間に第２の干渉計
を備え、この第２の干渉計出力を波長の基準として用い
ることを特徴とするリフレクトメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29524892A JP3149421B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | リフレクトメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29524892A JP3149421B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | リフレクトメータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147853A JPH06147853A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3149421B2 true JP3149421B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=17818135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29524892A Expired - Fee Related JP3149421B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | リフレクトメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149421B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006275910A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Canon Inc | 位置センシング装置及び位置センシング方法 |
-
1992
- 1992-11-04 JP JP29524892A patent/JP3149421B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06147853A (ja) | 1994-05-27 |
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