JP3340145B2 - スト−クスメ−タ - Google Patents
スト−クスメ−タInfo
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Description
ストークスパラメータの符号判別機構の改良に関する。
該物質への偏光の透過時の偏光状態変化を測定するスト
ークスメータが周知である。そして、この透過光の偏光
状態変化を測定し、解析計算を行なうことによって被測
定試料の各種特性値を求めることができる。
プレイ(LCD)素子等に見られるように、異方性の軸
方位と複屈折量との予測が困難な試料では、既知の入射
偏光に対する出射光の偏光状態を解析して、素子の性能
評価を行なう必要がある一方で、電圧印加時の応答特性
等から応答時間やしきい値電圧等、動的なパラメータも
重要となるので、リアルタイムでの測定が望まれる。こ
こで、光弾性変調器(PEM)を用いた測定系は、高速
データサンプリングが可能であるという点で、このよう
な異方性測定装置に適している。
メータの構成では、ストークスパラメータS2の符号を
判別できないという欠点がある。また、回転検光子法に
よるエリプソメータを、透過配置で用いても、同様なゾ
ーン判別の困難が伴う。ゾーン判別のために位相子を光
路に出し入れする方法もあるが、このような方法では素
子が追加されるので、ゾーン判別用位相子の軸方位やリ
ターディションの波長依存性等、新たなパラメータが加
わって解析が複雑となるという課題があった。更に、数
十Hzから数キロHzに渡る広い周波数応答特性の測定
が、応答時間等の動的評価に不可欠となる渡品評価の場
合等には、回転検光子法では、変調周波数が通常数十H
zであり、ビ−トを生じる為に解析が困難となる。本発
明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は被測定試料の異方性の測定を容易に行なうこと
のできるストークスメータを提供することにある。
に本発明にかかるストークスメータは、特定方位への直
線偏光を出射可能な出光手段と、試料を透過した偏光の
位相遅れを制御する光弾性変調素子と、−3度から3度
の範囲の微小角だけ回転可能に形成され偏光状態を検出
する検光子と、検光子を通過した光を検出する受光器
と、を含む受光手段と、前記光弾性変調素子と検光子を
特定の回転角の組み合わせに設定して測定を行った後、
前記測定で設定された回転角から前記検光子を−3度か
ら3度の範囲の微小角だけ回転させ、前記微小角がプラ
スの場合における測定データ(A + (ω),A + (2ω))
及び前記微小角がマイナスの場合における測定データ
(A − (ω),A − (2ω))を取り込むように制御する制
御手段と、前記制御手段により取り込んだ微小角回転後
の前記測定データ(A + (ω),A + (2ω))及び(A −
(ω),A − (2ω))と、微小角回転前の測定データ(A
0 (ω),A 0 (2ω))を以下の判別式にあてはめストー
クスパラメータS 2 成分の符号を判別する判別手段を備
えたこと特徴とする。 <判別式> |A + (ω)|>|A 0 (ω)|>|A − (ω)| 又は |A + (2ω)|>|A 0 (2ω)|>|A − (2ω)| である場合には、S 2 >0 |A + (ω)|<|A 0 (ω)|<|A − (ω)| 又は |A + (2ω)|<|A 0 (2ω)|<|A − (2ω)| である場合には、S 2 <0
調素子を備えるので測定の高速性が確保され、しかも検
光子を微小角回転し、その際の信号値の絶対値の増減か
らストークスパラメータのS2成分の符号を判別するこ
とができる。
説明する。図1には本発明の一実施例にかかるストーク
スメータの概略構成図が示されている。本実施例にかか
るストークスメータは、出光手段10と、受光手段12
とを含み、両測定手段の間に被測定試料14を配置す
る。
と、偏光子18とよりなり、前記モノクロメータ16に
より一定の波長に調整された光が偏光子18により所定
の偏光方位の偏光となり、前記被測定試料14に向けて
出射される。そして、試料14を透過した光は受光系1
2に入射される。ここで、試料14の通過により一般的
には楕円偏光となった光が受光系12の光弾性変調素子
(PEM)22に入射され、所定の変調角速度ωで位相
変調される。PEM22により偏光変調された光は検光
子24に入射され、更にその検光子24から出射された
光はフォトマルチプライヤ等の光検出器(PM)26に
入射され、偏光状態が電気信号に変換される。
はパーソナルコンピュータ28により行なわれており、
該コンピュータ28はA/D,D/A変換器34を介し
てPEMコントローラ36に指令を与え、PEM22の
変調振幅δ0を調整する。PEMコントローラ36によ
る変調位相情報は参照情報としてアンプユニット38に
送られ、PM26の検出情報の中から変調周波数(ω/
2π)成分及び一次高調波(2ω/2π)成分がロック
イン検波され、変換器34を介してコンピュータ28に
入力される。
流)成分を一定に保つ帰還ループの機能により実効的に
DC成分で除されている。尚、コンピュータ28への指
示はキーボード41を介して行なわれ、また処理データ
はCRT42,プリンター44に出力される。一方、モ
ノクロドライバー46はXe(キセノン)電源47を介
して光源48に点灯電力を与えると共に、モノクロメー
タ16を制御し、出射される光の波長等を調整する。ま
た、コンピュータ28は変換器34を介してローテータ
50を制御し、検光子24の所望の回転制御を行なう。
よる演算作用について図2(複屈折のポアンカレ球表
示)ないし図3(二色性のポアンカレ球表示)に示す光
学特性図を参照しつつ説明する。まず、ストークスベク
トルSは、次の数1に示すように45度方位のPEM
(M45,δ)及び0度方位の検光子(P0)によって
検出される。
ω、振幅をδ0として δ=δ0・sinωt で定義される。従って、出力光の強度は、 I=S0+S1*Cos(δ)−S3*Sin(δ) となる。規格化されたストークスベクトル、すなわちS
0=1とし、Iをフーリエ分解すれば、直流、50KHz,
100KHz成分はそれぞれ次のように与えられる。 I(DC)=1+J0(δ0)*S1 I(ω)=−2J1(δ0)*S3 I(2ω)=2J2(δ0)*S1
ら、S1,S3を求め、S2は完全偏光を仮定して次式よ
り求める。 S2=±(1−S1 2−S3 2)1/2 ここで、検光子が0度(又は90度)方位の情報だけで
はパラメータS2の符号については原理的に判別できな
い。そこで、ローテータ50により検光子24を±2〜
3度程度回転させ、信号の絶対値の増減からストークス
パラメータS2の符号を判別する。
データを取込む(A0(ω),A0(2ω))。次に、検光子
24の方位角プラス微小角(2〜3度程度)でデータを
取込む(A+(ω),A+(2ω))。また、検光子24の方
位角マイナス微小角(−2〜3度程度)でデータを取込
む(A-(ω),A-(2ω))。この場合、 |A+(ω)|>|A0(ω)|>|A-(ω)| 又は |A+(2ω)|>|A0(2ω)|>|A-(2ω)| である場合には、S2>0である。また逆に |A+(ω)|<|A0(ω)|<|A-(ω)| 又は |A+(2ω)|<|A0(2ω)|<|A-(2ω)| である場合には、S2<0である。
手段及び判別手段として機能し、制御手段(コンピュー
タ28)は光弾性変調素子22と検光子24を特定の回
転角の組み合わせに設定して測定を行った後、前記測定
で設定された回転角から検光子24を−3度から3度の
範囲の微小角だけ回転させ、前記微小角がプラスの場合
における測定データ(A + (ω),A + (2ω))及び前記
微小角がマイナスの場合における測定データ(A
− (ω),A − (2ω))を取り込むように制御する。ま
た、判別手段(コンピュータ28)は前記制御手段によ
り取り込んだ微小角回転後の前記測定データ(A
+ (ω),A + (2ω))及び(A − (ω),A − (2ω))
と、微小角回転前の測定データ(A 0 (ω),A 0 (2
ω))を、コンピュータ28にあらかじめ設定されてい
る以下の判別式にあてはめストークスパラメータS 2 成
分の符号を判別する。 <判別式> |A + (ω)|>|A 0 (ω)|>|A − (ω)| 又は |A + (2ω)|>|A 0 (2ω)|>|A − (2ω)| である場合には、S 2 >0 |A + (ω)|<|A 0 (ω)|<|A − (ω)| 又は |A + (2ω)|<|A 0 (2ω)|<|A − (2ω)| である場合には、S 2 <0 以 上のように、本実施例にかかるストークスメータによ
れば、被測定試料のストークパラメータS2の符号判別
を容易に行なうことができる。
ークスメータによれば、光弾性変調手段を有し、しかも
検光子を−3度から3度の範囲の微小角回転可能とする
ことで、被測定試料のストークスパラメータS2の符号
判定を容易に行なうことが可能となる。
概略構成の説明図である。
である。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 特定方位への直線偏光を出射可能な出光
手段と、 試料を透過した偏光の位相遅れを制御する光弾性変調素
子と、−3度から3度の範囲の微小角だけ回転可能に形
成され偏光状態を検出する検光子と、検光子を通過した
光を検出する受光器と、を含む受光手段と、前記光弾性変調素子と検光子を特定の回転角の組み合わ
せに設定して測定を行った後、前記測定で設定された回
転角から前記検光子を−3度から3度の範囲の微小角だ
け回転させ、前記微小角がプラスの場合における測定デ
ータ(A + (ω),A + (2ω))及び前記微小角がマイナ
スの場合における測定データ(A − (ω),A − (2ω))
を取り込むように制御する制御手段と、 前記制御手段により取り込んだ微小角回転後の前記測定
データ(A + (ω),A + (2ω))及び(A − (ω),A −
(2ω))と、微小角回転前の測定データ(A 0 (ω),A
0 (2ω))を以下の判別式にあてはめストークスパラメ
ータS 2 成分の符号を判別する判別手段を備えたこと特
徴とするストークスメータ。 <判別式> |A + (ω)|>|A 0 (ω)|>|A − (ω)| 又は |A + (2ω)|>|A 0 (2ω)|>|A − (2ω)| である場合には、S 2 >0 |A + (ω)|<|A 0 (ω)|<|A − (ω)| 又は |A + (2ω)|<|A 0 (2ω)|<|A − (2ω)| である場合には、S 2 <0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35591191A JP3340145B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | スト−クスメ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35591191A JP3340145B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | スト−クスメ−タ |
Publications (2)
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JPH05172644A JPH05172644A (ja) | 1993-07-09 |
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Family
ID=18446367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35591191A Expired - Lifetime JP3340145B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | スト−クスメ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3340145B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
JP2713190B2 (ja) * | 1994-10-31 | 1998-02-16 | 日本電気株式会社 | 光学特性測定装置 |
JP3023443B2 (ja) * | 1996-11-25 | 2000-03-21 | 佐藤 進 | 液晶セルパラメータ検出方法 |
US6300954B1 (en) | 1997-09-12 | 2001-10-09 | Meiryo Tekunika Kabushiki Kaisha | Methods and apparatus for detecting liquid crystal display parameters using stokes parameters |
JP6180311B2 (ja) | 2013-12-13 | 2017-08-16 | 大塚電子株式会社 | 偏光解析装置 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP35591191A patent/JP3340145B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH05172644A (ja) | 1993-07-09 |
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