JP3499214B2 - 透明な面平行プレートを測定するためのすれすれ入射の干渉測定 - Google Patents
透明な面平行プレートを測定するためのすれすれ入射の干渉測定Info
- Publication number
- JP3499214B2 JP3499214B2 JP2000522432A JP2000522432A JP3499214B2 JP 3499214 B2 JP3499214 B2 JP 3499214B2 JP 2000522432 A JP2000522432 A JP 2000522432A JP 2000522432 A JP2000522432 A JP 2000522432A JP 3499214 B2 JP3499214 B2 JP 3499214B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- test
- plate
- plane
- parallel
- light source
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 title claims description 18
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 title description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 246
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N spiromesifen Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(C(O1)=O)=C(OC(=O)CC(C)(C)C)C11CCCC1 GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02017—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations
- G01B9/02021—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations contacting different faces of object, e.g. opposite faces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02022—Interferometers characterised by the beam path configuration contacting one object by grazing incidence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02027—Two or more interferometric channels or interferometers
- G01B9/02028—Two or more reference or object arms in one interferometer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02056—Passive reduction of errors
- G01B9/02058—Passive reduction of errors by particular optical compensation or alignment elements, e.g. dispersion compensation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【0001】技術分野
光学テストの分野において、本発明は、面平行プレート
の面形状(topology),厚さ,均質性等の特性
を測るためのすれすれ入射の干渉計を含んでいる。この
技術を実行する上での問題は、干渉縞模様の隔離や像ア
スペクト比の補正等である。本明細書では、すれすれ入
射は、鏡のような反射を生じせしめるのに十分な全ての
非直角入射を含む。
の面形状(topology),厚さ,均質性等の特性
を測るためのすれすれ入射の干渉計を含んでいる。この
技術を実行する上での問題は、干渉縞模様の隔離や像ア
スペクト比の補正等である。本明細書では、すれすれ入
射は、鏡のような反射を生じせしめるのに十分な全ての
非直角入射を含む。
【0002】背景
光学波面によって容易に適合することができる平坦な表
面形状は、干渉計による測定に特に適している。これら
には、平坦面を有する非光学的素子は勿論のこと、反射
平面やプリズムがある。しかし、ガラス板等の透明な面
平行プレートの近接した対称面は、干渉測定のために特
別な挑戦と機会を提供する。
面形状は、干渉計による測定に特に適している。これら
には、平坦面を有する非光学的素子は勿論のこと、反射
平面やプリズムがある。しかし、ガラス板等の透明な面
平行プレートの近接した対称面は、干渉測定のために特
別な挑戦と機会を提供する。
【0003】このようなプレートの平行な面は、光を平
行な方向に反射し、そのため2つの面によって反射され
た光を区別するのは難しい。フィゾー干渉計は、2つの
面からの反射を比較し、2つの面間の小さなくさび角度
を測定することによって、この特性を利用している。ト
ワイマン・グリーン干渉計は、光を2つの両方の面を通
過させ、これら面を支持する材料の均質性を測定する。
しかし、面形状については、これら面間の混同を避ける
ために、一般に1度で1つの面を測定する。
行な方向に反射し、そのため2つの面によって反射され
た光を区別するのは難しい。フィゾー干渉計は、2つの
面からの反射を比較し、2つの面間の小さなくさび角度
を測定することによって、この特性を利用している。ト
ワイマン・グリーン干渉計は、光を2つの両方の面を通
過させ、これら面を支持する材料の均質性を測定する。
しかし、面形状については、これら面間の混同を避ける
ために、一般に1度で1つの面を測定する。
【0004】例えば、広帯域の光源を用いるニュートン
干渉計は、面平行プレートの1つの面に対して、基準平
面を1度配置して、平行面の面形状を面毎に分けて測定
する。他の白色光干渉計は、参照分岐部とテスト分岐部
に沿う等しい光路長さで配置された参照面とテスト面へ
の干渉縞模様の発生を制限することによって、透明プレ
ートの平行面からの不要な干渉縞模様を除去する。参照
分岐部とテスト分岐部間に良好に適合した光学系が必要
であり、大きなテストプレートを測る場合には手が出な
いほど高価なものとなる。
干渉計は、面平行プレートの1つの面に対して、基準平
面を1度配置して、平行面の面形状を面毎に分けて測定
する。他の白色光干渉計は、参照分岐部とテスト分岐部
に沿う等しい光路長さで配置された参照面とテスト面へ
の干渉縞模様の発生を制限することによって、透明プレ
ートの平行面からの不要な干渉縞模様を除去する。参照
分岐部とテスト分岐部間に良好に適合した光学系が必要
であり、大きなテストプレートを測る場合には手が出な
いほど高価なものとなる。
【0005】時間的にコヒーレントな(可干渉性の)光
源を備えた干渉計は、平行面を区別するために、一般的
に、光散乱コーティングに中継する。このコーティング
は、平行面の一方に付与され、このコーティングされた
面から潜在的な干渉光を散乱する。しかし、このコーテ
ィングは、付着させるのに時間がかかり、プレートを歪
ませたり汚し、除去するのが困難である。
源を備えた干渉計は、平行面を区別するために、一般的
に、光散乱コーティングに中継する。このコーティング
は、平行面の一方に付与され、このコーティングされた
面から潜在的な干渉光を散乱する。しかし、このコーテ
ィングは、付着させるのに時間がかかり、プレートを歪
ませたり汚し、除去するのが困難である。
【0006】Grootに付与された米国特許5448
477号は、平坦な平行面の干渉の寄与を数学的に分離
した、ソフトウエアで作動するフィゾー干渉計を開示し
ている。しかし、テストプレートのいずれか一方または
両方の平行面測定は、位相シフト測定と、2つの異なる
向きで両方の面を測定するためのテストプレートの反転
の手続きを必要とする。
477号は、平坦な平行面の干渉の寄与を数学的に分離
した、ソフトウエアで作動するフィゾー干渉計を開示し
ている。しかし、テストプレートのいずれか一方または
両方の平行面測定は、位相シフト測定と、2つの異なる
向きで両方の面を測定するためのテストプレートの反転
の手続きを必要とする。
【0007】Mooreに付与された本願と共通の出願人で
ある米国特許4325637号は、すれすれ入射干渉計
において制限された空間的コヒーレンスを用い、これに
より参照面とテストプレートの平坦な平行面の一方との
間に生じる干渉模様の縞の鮮明度(視感度)を、同参照
面とテストプレートの平坦な平行面の他方との間に生じ
る干渉模様と比較して、相対的に増大させている。しか
し、この技術は、時々プレートの2つの平行面間におけ
る他の干渉模様の鮮明度を減じることが十分でない。
ある米国特許4325637号は、すれすれ入射干渉計
において制限された空間的コヒーレンスを用い、これに
より参照面とテストプレートの平坦な平行面の一方との
間に生じる干渉模様の縞の鮮明度(視感度)を、同参照
面とテストプレートの平坦な平行面の他方との間に生じ
る干渉模様と比較して、相対的に増大させている。しか
し、この技術は、時々プレートの2つの平行面間におけ
る他の干渉模様の鮮明度を減じることが十分でない。
【0008】発明の要約
1つまたはそれ以上の実施例において、本発明は面平行
プレートの反射面特性を利用することにより、単一の装
着位置において、テスト部品のどちらか一方又は両方の
面における面形状を個々に測定する。すれすれ入射での
照明は、2つの面からのテストビームの反射を横方向に
分離する。広がった光源(extended ligh
t source,分散光源)の空間的コヒーレンス
は、この横方向分離に関連して制限され、これにより、
プレートの2つの平行面間の望まない干渉縞模様の形成
を禁じる。さらに、参照ビームを、平行面の1つから反
射されたテストビームの部分に一致させ、他の面で反射
された部分に一致させない。この一致は、参照面と一方
の平行テスト面との間の干渉縞模様の形成を優先させ、
同参照面と他方の平行テスト面との間の同様の干渉模様
を排除する。
プレートの反射面特性を利用することにより、単一の装
着位置において、テスト部品のどちらか一方又は両方の
面における面形状を個々に測定する。すれすれ入射での
照明は、2つの面からのテストビームの反射を横方向に
分離する。広がった光源(extended ligh
t source,分散光源)の空間的コヒーレンス
は、この横方向分離に関連して制限され、これにより、
プレートの2つの平行面間の望まない干渉縞模様の形成
を禁じる。さらに、参照ビームを、平行面の1つから反
射されたテストビームの部分に一致させ、他の面で反射
された部分に一致させない。この一致は、参照面と一方
の平行テスト面との間の干渉縞模様の形成を優先させ、
同参照面と他方の平行テスト面との間の同様の干渉模様
を排除する。
【0009】厚さ測定は、参照ビームがテストビームの
2つに分かれた部分にそれぞれ一致する位置間におい
て、参照面かテスト面を移動させることにより可能であ
る。テストプレートによるテストビームの分離を補償す
るために要求される上記移動量は、プレートの厚さと相
関関係がある。均質性は、テストプレートを反転し、2
回目として一方の面の面形状を測定することによって、
測定することができる。
2つに分かれた部分にそれぞれ一致する位置間におい
て、参照面かテスト面を移動させることにより可能であ
る。テストプレートによるテストビームの分離を補償す
るために要求される上記移動量は、プレートの厚さと相
関関係がある。均質性は、テストプレートを反転し、2
回目として一方の面の面形状を測定することによって、
測定することができる。
【0010】本発明の好ましい実施例は、分離された参
照分岐部とテスト分岐部とを備えたトワイマン・グリー
ン干渉計として構成される。広がった光源は、時間的に
コヒーレントな光ビームの空間的コヒーレントを制限す
る寸法に作られている。その寸法付けは、光ビームを遮
る回転拡散器でのビームスポット寸法を調節することに
より実現される。
照分岐部とテスト分岐部とを備えたトワイマン・グリー
ン干渉計として構成される。広がった光源は、時間的に
コヒーレントな光ビームの空間的コヒーレントを制限す
る寸法に作られている。その寸法付けは、光ビームを遮
る回転拡散器でのビームスポット寸法を調節することに
より実現される。
【0011】ビームスプリッタは、空間的コヒーレンス
を制限されたビームを、参照ビームとテストビームに分
割する。参照分岐部の端に位置する参照反射器は、参照
ビームを実質的に平行な光路に沿って戻す。テスト分岐
部におけるビームエキスパンダーは、テストプレートの
所望領域をすれすれ入射で照らすためにテストビームを
拡大する。入射するテストビームの一方の部分は、テス
トプレートの表側の面から反射し、入射するテストビー
ムの他方の部分は、テストプレートを通りテストプレー
トの裏側の面から反射する。テストビームの2つの部分
は、同方向に反射するが、横方向に分離されている。広
がった光源は、上記横方向の分離量に関連して、テスト
プレートの表側と裏側の面間に有効な干渉縞模様が形成
されるのを前もって排除する寸法に作られている。鏡が
テストビームの両部分をビームスプリッタへ戻す。
を制限されたビームを、参照ビームとテストビームに分
割する。参照分岐部の端に位置する参照反射器は、参照
ビームを実質的に平行な光路に沿って戻す。テスト分岐
部におけるビームエキスパンダーは、テストプレートの
所望領域をすれすれ入射で照らすためにテストビームを
拡大する。入射するテストビームの一方の部分は、テス
トプレートの表側の面から反射し、入射するテストビー
ムの他方の部分は、テストプレートを通りテストプレー
トの裏側の面から反射する。テストビームの2つの部分
は、同方向に反射するが、横方向に分離されている。広
がった光源は、上記横方向の分離量に関連して、テスト
プレートの表側と裏側の面間に有効な干渉縞模様が形成
されるのを前もって排除する寸法に作られている。鏡が
テストビームの両部分をビームスプリッタへ戻す。
【0012】テストビームの両部分からの光がビームス
プリッタに到達するが、テストビームのうちの一方だけ
が、参照ビームと一致させられる。カメラが、参照ビー
ムとこの参照ビームに一致するテストビーム部分との間
の干渉縞模様を記録する。この干渉縞模様は、テストプ
レートの一方の面における形状の変異を示す。テストビ
ームの他の部分の相対的な横方向分離量が空間的コヒー
レンス限界を超えているので、参照面とテストプレート
の他方の平行面との間の有効な干渉縞模様も排除され
る。このようにして、本発明は、テストプレートの一方
の平行面を参照面と比較する高いコントラストの干渉縞
の発生を可能にし、2つの平行面間の干渉縞や他方の平
行面と参照面との間の干渉縞が重なり合って不明瞭にす
ることがない。
プリッタに到達するが、テストビームのうちの一方だけ
が、参照ビームと一致させられる。カメラが、参照ビー
ムとこの参照ビームに一致するテストビーム部分との間
の干渉縞模様を記録する。この干渉縞模様は、テストプ
レートの一方の面における形状の変異を示す。テストビ
ームの他の部分の相対的な横方向分離量が空間的コヒー
レンス限界を超えているので、参照面とテストプレート
の他方の平行面との間の有効な干渉縞模様も排除され
る。このようにして、本発明は、テストプレートの一方
の平行面を参照面と比較する高いコントラストの干渉縞
の発生を可能にし、2つの平行面間の干渉縞や他方の平
行面と参照面との間の干渉縞が重なり合って不明瞭にす
ることがない。
【0013】参照反射器とテストプレート、またはそれ
らの像は、カメラの像平面で結合する位置に配置されて
いる。参照反射器は、好ましくはビームスプリッタの近
くに配置され、参照分岐部における障害の可能性を減じ
ている。テスト分岐部におけるビームエキスパンダー
は、カメラの像平面へと中継されるテスト面の像を形成
する。
らの像は、カメラの像平面で結合する位置に配置されて
いる。参照反射器は、好ましくはビームスプリッタの近
くに配置され、参照分岐部における障害の可能性を減じ
ている。テスト分岐部におけるビームエキスパンダー
は、カメラの像平面へと中継されるテスト面の像を形成
する。
【0014】テストビームがテスト面を照らす際のすれ
すれ入射は、テストプレートの平行面からの横方向に分
離した反射を提供するのみならず、テスト面からの鏡面
反射率を増大させて、より荒れた面の測定を可能にし、
また干渉測定の感度を制御する。しかし、すれすれ入射
は、いくつかの撮像上の問題をもたらす。テストプレー
トからの反射光は、テストプレートを照らす光と平行で
かつ偏倚した光路に沿って戻る。したがって、テスト分
岐部の光学的開口は、開口の各半分を通る各テスト面の
全体像を伝送するのに十分な大きさにしなければならな
い。
すれ入射は、テストプレートの平行面からの横方向に分
離した反射を提供するのみならず、テスト面からの鏡面
反射率を増大させて、より荒れた面の測定を可能にし、
また干渉測定の感度を制御する。しかし、すれすれ入射
は、いくつかの撮像上の問題をもたらす。テストプレー
トからの反射光は、テストプレートを照らす光と平行で
かつ偏倚した光路に沿って戻る。したがって、テスト分
岐部の光学的開口は、開口の各半分を通る各テスト面の
全体像を伝送するのに十分な大きさにしなければならな
い。
【0015】テスト面は、テストビームに対して直角入
射でないので、ビームエキスパンダーによって形成され
るテスト面の像は、アナモリフィックに歪んでいる。カ
メラの光学系は、直交する面において異なる像距離/物
体距離の比を表す光学系を組み込むによって像歪みを補
償する。
射でないので、ビームエキスパンダーによって形成され
るテスト面の像は、アナモリフィックに歪んでいる。カ
メラの光学系は、直交する面において異なる像距離/物
体距離の比を表す光学系を組み込むによって像歪みを補
償する。
【0016】参照反射器は、好ましくは、参照ビームの
往方向と復方向のための平行な光路を提供する直角プリ
ズムである。戻ってきたテストビームのうちの選択され
た一方の部分に対する参照ビームの一致(アライメン
ト)は、プリズムを参照ビームの平行光路と直交する方
向に移動させることにより、達成される。テストビーム
の2つの部分の各々に関する縞の最大コントラストを発
生させる位置間での移動量の測定は、テストプレートの
厚さ測定と同等である。参照ビームとテストビームとの
間の一致に影響を与えるテストプレートや他の構成要素
を同様にして移動させることにより、2つの平行面を分
離して測定することができ、また、この移動量の測定
は、数学的にプレートの厚さと関連する。テストプレー
トの均質性の偏差は、1つの配向での両平行面の測定
と、反転された配向での平行面のいずれか一方の測定と
から導き出すことができる。
往方向と復方向のための平行な光路を提供する直角プリ
ズムである。戻ってきたテストビームのうちの選択され
た一方の部分に対する参照ビームの一致(アライメン
ト)は、プリズムを参照ビームの平行光路と直交する方
向に移動させることにより、達成される。テストビーム
の2つの部分の各々に関する縞の最大コントラストを発
生させる位置間での移動量の測定は、テストプレートの
厚さ測定と同等である。参照ビームとテストビームとの
間の一致に影響を与えるテストプレートや他の構成要素
を同様にして移動させることにより、2つの平行面を分
離して測定することができ、また、この移動量の測定
は、数学的にプレートの厚さと関連する。テストプレー
トの均質性の偏差は、1つの配向での両平行面の測定
と、反転された配向での平行面のいずれか一方の測定と
から導き出すことができる。
【0017】詳細な説明
図1のトワイマン・グリーン干渉計において、HeNe
レーザーのようなコヒーレント光源10は、コヒーレン
ト光の原ビーム12を発生させる。この原ビーム12
は、途中で種々の処理をされて、偏光ビームスプリッタ
14に至る。この偏光ビームスプリッタ14は、原ビー
ム12を、参照分岐部18を通って伝播する参照ビーム
16と、テスト分岐部22を通って伝播するテストビー
ム20に分割する。
レーザーのようなコヒーレント光源10は、コヒーレン
ト光の原ビーム12を発生させる。この原ビーム12
は、途中で種々の処理をされて、偏光ビームスプリッタ
14に至る。この偏光ビームスプリッタ14は、原ビー
ム12を、参照分岐部18を通って伝播する参照ビーム
16と、テスト分岐部22を通って伝播するテストビー
ム20に分割する。
【0018】光源10とビームスプリッタ14との間に
配置された半波長板24が、原ビーム12の偏光を調節
し、これにより参照ビーム16とテストビーム20との
間で分配されるビームエネルギーの量を制御する。一般
的には、テストビーム20の方に多くエネルギーを分配
し、これにより、テスト分岐部22での追加的な損失を
補償している。エネルギー分配の目的は、参照ビーム1
6とテストビーム20の干渉部分間のコントラストを最
適化することにある。
配置された半波長板24が、原ビーム12の偏光を調節
し、これにより参照ビーム16とテストビーム20との
間で分配されるビームエネルギーの量を制御する。一般
的には、テストビーム20の方に多くエネルギーを分配
し、これにより、テスト分岐部22での追加的な損失を
補償している。エネルギー分配の目的は、参照ビーム1
6とテストビーム20の干渉部分間のコントラストを最
適化することにある。
【0019】ビームエキスパンダー26は、集束レンズ
28と、平行レンズ30とを備え、原ビーム12を所望
の径で再び平行にする前に、原ビーム12を焦点32を
通るように集束させる。焦点32の近傍において、回転
拡散板34が原ビーム12を遮り、拡散板34のスポッ
トを照らす光をランダムに散乱させる。ビームエキスパ
ンダー26の基準軸36に沿う集束レンズ28の移動
は、拡散板34における照射スポットの寸法を調節す
る。しかし、平行レンズ30は、原ビームを再び平行に
するために、拡散板34から、固定された焦点距離を維
持する。
28と、平行レンズ30とを備え、原ビーム12を所望
の径で再び平行にする前に、原ビーム12を焦点32を
通るように集束させる。焦点32の近傍において、回転
拡散板34が原ビーム12を遮り、拡散板34のスポッ
トを照らす光をランダムに散乱させる。ビームエキスパ
ンダー26の基準軸36に沿う集束レンズ28の移動
は、拡散板34における照射スポットの寸法を調節す
る。しかし、平行レンズ30は、原ビームを再び平行に
するために、拡散板34から、固定された焦点距離を維
持する。
【0020】部分開口絞り38は、ビームスプリッタの
開口の約半分をふさぎ、これにより、テスト分岐部18
と参照分岐部22内の光路の分離された往路と復路を識
別する。例えば、原ビームの一部は、参照分岐部18の
往路42に沿う参照ビーム16として反射される。そし
て、原ビーム12のもう一つの部分は、テスト分岐部2
2の往路44に沿うテストビーム20として通過する。
上記部分開口絞り38を用いる代わりに、上記ビームエ
キスパンダー26は、上記ビームスプリッタ開口の上記
と同様の限定された部分を占めるように、その寸法と位
置が決定されるようにしてもよい。
開口の約半分をふさぎ、これにより、テスト分岐部18
と参照分岐部22内の光路の分離された往路と復路を識
別する。例えば、原ビームの一部は、参照分岐部18の
往路42に沿う参照ビーム16として反射される。そし
て、原ビーム12のもう一つの部分は、テスト分岐部2
2の往路44に沿うテストビーム20として通過する。
上記部分開口絞り38を用いる代わりに、上記ビームエ
キスパンダー26は、上記ビームスプリッタ開口の上記
と同様の限定された部分を占めるように、その寸法と位
置が決定されるようにしてもよい。
【0021】参照分岐部18における調節可能な直角プ
リズム46は、参照ビーム16を反射し、往路と平行な
復路48に沿ってビームスプリッタ14に戻す。四分の
一波長板50は、往路42と復路48の両方に沿う参照
ビーム16を遮り、これにより、戻ってくる参照ビーム
16の偏光を変え、ビームスプリッタ14を通過してビ
デオカメラ52に達するのを助長する。
リズム46は、参照ビーム16を反射し、往路と平行な
復路48に沿ってビームスプリッタ14に戻す。四分の
一波長板50は、往路42と復路48の両方に沿う参照
ビーム16を遮り、これにより、戻ってくる参照ビーム
16の偏光を変え、ビームスプリッタ14を通過してビ
デオカメラ52に達するのを助長する。
【0022】テスト分岐部22におけるビームエキスパ
ンダー54は、平行レンズ58と組合わされた集束レン
ズ56を含んでいる。これらレンズ56,58は、テス
トプレート60への経路上で往路44を反転するととも
に拡大する。平行レンズ58は、往路44に沿って進む
拡大されたテストビーム20が、テストプレート60の
表側の面62と裏側の面64を照らすように、寸法およ
び位置が決定される。調節可能な支持部材65が、テス
トビーム20がすれすれ入射となる向きに、テストプレ
ート60の2つの面62,64を配置する。
ンダー54は、平行レンズ58と組合わされた集束レン
ズ56を含んでいる。これらレンズ56,58は、テス
トプレート60への経路上で往路44を反転するととも
に拡大する。平行レンズ58は、往路44に沿って進む
拡大されたテストビーム20が、テストプレート60の
表側の面62と裏側の面64を照らすように、寸法およ
び位置が決定される。調節可能な支持部材65が、テス
トビーム20がすれすれ入射となる向きに、テストプレ
ート60の2つの面62,64を配置する。
【0023】図2の部分図は、テストビーム20の中心
光線66を示している。この光線66は、テストプレー
ト60の表側の面62と裏側の面64からの反射によっ
て、2つの異なる光線68,70に、横方向に分離され
る。これら光線68,70間の横方向分離量“h”が、
テストプレート60の表側の面62と裏側の面64との
間に有効な干渉縞模様を形成するための空間的コヒーレ
ンス限界を超えるように、上記広げられた光源の寸法が
決定されている。
光線66を示している。この光線66は、テストプレー
ト60の表側の面62と裏側の面64からの反射によっ
て、2つの異なる光線68,70に、横方向に分離され
る。これら光線68,70間の横方向分離量“h”が、
テストプレート60の表側の面62と裏側の面64との
間に有効な干渉縞模様を形成するための空間的コヒーレ
ンス限界を超えるように、上記広げられた光源の寸法が
決定されている。
【0024】戻し平面72は、両方の中心光線68,7
0を含むテストビーム20を反射し、復路74に沿って
ビームスプリッタ14に至らしめる。好ましくは、テス
トプレート60の反射面と戻し平面72は、直角をな
し、往路44と実質的に平行をなす復路74に沿うよう
に、テストビーム20を反対方向へ反射する。四分の一
波長板76は、往路44と復路74の両方に沿うテスト
ビーム20を遮り、これによりテストビーム20の偏光
を変え、ビームスプリッタ14で反射してビデオカメラ
52に至るのを助長する。
0を含むテストビーム20を反射し、復路74に沿って
ビームスプリッタ14に至らしめる。好ましくは、テス
トプレート60の反射面と戻し平面72は、直角をな
し、往路44と実質的に平行をなす復路74に沿うよう
に、テストビーム20を反対方向へ反射する。四分の一
波長板76は、往路44と復路74の両方に沿うテスト
ビーム20を遮り、これによりテストビーム20の偏光
を変え、ビームスプリッタ14で反射してビデオカメラ
52に至るのを助長する。
【0025】図3は、テストビームの中心光線68,7
0と返ってきた参照ビーム16の中心光線78との、ビ
ームスプリッタ14での関係を示す。テストビーム20
の2つの中心光線68,70のうち、テストプレート6
0の表側の面で反射された中心光線68だけが、参照ビ
ーム16の中心光線78と一致するように示されてい
る。テストビーム20の他方の中心光線70は、参照ビ
ーム16の中心光線78から横方向に偏倚している。そ
の偏倚量は、ビーム16,20の空間的コヒーレンス限
界を超えている。このようにして、参照ビーム16と、
テストプレートの表側の面62から反射したテストビー
ム20の一部との間に、高いコントラストの干渉縞模様
を形成することができ、この際、参照ビームと、テスト
プレートの裏側の面64で反射されたテストビームの分
離された部分との間に、有効な干渉縞が形成されない。
0と返ってきた参照ビーム16の中心光線78との、ビ
ームスプリッタ14での関係を示す。テストビーム20
の2つの中心光線68,70のうち、テストプレート6
0の表側の面で反射された中心光線68だけが、参照ビ
ーム16の中心光線78と一致するように示されてい
る。テストビーム20の他方の中心光線70は、参照ビ
ーム16の中心光線78から横方向に偏倚している。そ
の偏倚量は、ビーム16,20の空間的コヒーレンス限
界を超えている。このようにして、参照ビーム16と、
テストプレートの表側の面62から反射したテストビー
ム20の一部との間に、高いコントラストの干渉縞模様
を形成することができ、この際、参照ビームと、テスト
プレートの裏側の面64で反射されたテストビームの分
離された部分との間に、有効な干渉縞が形成されない。
【0026】アナモルフィックイメージングシステム8
0は、直角プリズム46の参照面82の像とテストプレ
ート60の表側の面62の像とを、カメラ52の共通の
像平面83において重ね、これにより、2つの面62,
82間の形状の相違を表す干渉縞を形成する。参照面8
2の像は共通の像平面83上に直接現れる。これに対し
て、ビームエキスパンダー54によって形成された表側
の面62の像は、中間の像平面84から共通の像平面8
3へと中継される。参照面82と中間の像平面84は、
共通の像平面83で結合する。
0は、直角プリズム46の参照面82の像とテストプレ
ート60の表側の面62の像とを、カメラ52の共通の
像平面83において重ね、これにより、2つの面62,
82間の形状の相違を表す干渉縞を形成する。参照面8
2の像は共通の像平面83上に直接現れる。これに対し
て、ビームエキスパンダー54によって形成された表側
の面62の像は、中間の像平面84から共通の像平面8
3へと中継される。参照面82と中間の像平面84は、
共通の像平面83で結合する。
【0027】図4の拡大図に最も良く示されているよう
に、アナモルフィックイメージングシステム80は、2
つの円柱レンズ86,88を含んでおり、これらの曲面
は互いに直交する異なる方向に配向されている。これに
より、低角度入射でテストプレート60を照らすことに
よって生じる歪みを補償している。中間の像平面84に
おいて、テストプレートの表側の面62の中継された像
は、アナモルフィックに歪んでいる。しかし、2つの円
柱レンズ86,88の差動倍率は、共通の像平面83に
おいて、表側の面の像を真のアスペクト比に戻す。これ
は、物体距離と像距離の比の変化を許容しながら、両レ
ンズ86,88の像平面と物体平面を合致させることに
よって達成される。
に、アナモルフィックイメージングシステム80は、2
つの円柱レンズ86,88を含んでおり、これらの曲面
は互いに直交する異なる方向に配向されている。これに
より、低角度入射でテストプレート60を照らすことに
よって生じる歪みを補償している。中間の像平面84に
おいて、テストプレートの表側の面62の中継された像
は、アナモルフィックに歪んでいる。しかし、2つの円
柱レンズ86,88の差動倍率は、共通の像平面83に
おいて、表側の面の像を真のアスペクト比に戻す。これ
は、物体距離と像距離の比の変化を許容しながら、両レ
ンズ86,88の像平面と物体平面を合致させることに
よって達成される。
【0028】参照分岐部18において、参照ビーム16
の伝播方向と平行な方向に横切るように参照プリズム4
6を移動させることによって、テストプレート60の裏
側の面も、テストプレート60の向きを反転することな
く、測ることができる。図3に示すように、要求される
移動は、参照ビーム16の中心光線78を、テストビー
ム20の中心光線68との一致から、テストビーム20
の中心光線70との一致へとシフトする。(図におい
て、シフトした状態も示す。)中心光線68,70と一
致する2つの位置は、最大限の干渉コントラストが得ら
れる位置である。プリズム46の横移動は、像結合に与
える影響が小さい。なぜなら、この変化は、アナモルフ
ィックイメージングシステム80の焦点の深さ以内であ
るからである。
の伝播方向と平行な方向に横切るように参照プリズム4
6を移動させることによって、テストプレート60の裏
側の面も、テストプレート60の向きを反転することな
く、測ることができる。図3に示すように、要求される
移動は、参照ビーム16の中心光線78を、テストビー
ム20の中心光線68との一致から、テストビーム20
の中心光線70との一致へとシフトする。(図におい
て、シフトした状態も示す。)中心光線68,70と一
致する2つの位置は、最大限の干渉コントラストが得ら
れる位置である。プリズム46の横移動は、像結合に与
える影響が小さい。なぜなら、この変化は、アナモルフ
ィックイメージングシステム80の焦点の深さ以内であ
るからである。
【0029】ビームのシフト量“H”は、テストビーム
20の横方向分離量“h”を補償するために要求される
プリズムの移動量の2倍であり、その測定は、テストプ
レート60の全体の厚さ“t”を計算するのに用いるこ
とができる。図5に関して、次の式が成り立つ。 (1) t=h/(2・cosφ・tanφb) (2) φb=asin(sinφ/n) ここで、“φ”は、表側の面62での入射角度であり、
φbは、裏側の面64での入射角度であり、“n”は、
テストプレート60の屈折率である。
20の横方向分離量“h”を補償するために要求される
プリズムの移動量の2倍であり、その測定は、テストプ
レート60の全体の厚さ“t”を計算するのに用いるこ
とができる。図5に関して、次の式が成り立つ。 (1) t=h/(2・cosφ・tanφb) (2) φb=asin(sinφ/n) ここで、“φ”は、表側の面62での入射角度であり、
φbは、裏側の面64での入射角度であり、“n”は、
テストプレート60の屈折率である。
【0030】横方向分離量“h”は、要求されるビーム
シフト量“H”(参照プリズムのシフト量の2倍)と、
テスト分岐部22におけるビーム拡大部54の倍率
“m”により,次式のように関係つけられている。 (3) h=m・H
シフト量“H”(参照プリズムのシフト量の2倍)と、
テスト分岐部22におけるビーム拡大部54の倍率
“m”により,次式のように関係つけられている。 (3) h=m・H
【0031】式の代入により、プレート厚さ“t”は、
次の変数の組合わせによって導く出すことができる。 (4) t=m・H/[2・cosφ・tan{asin(sinφ/n)}]
次の変数の組合わせによって導く出すことができる。 (4) t=m・H/[2・cosφ・tan{asin(sinφ/n)}]
【0032】テストプレート60を反転させてその面6
2または64の1つを測ることは、テストプレート60
全域にわたる屈折率の変化(すなわち、均質性の変化)
を測定するための十分な情報を提供する。
2または64の1つを測ることは、テストプレート60
全域にわたる屈折率の変化(すなわち、均質性の変化)
を測定するための十分な情報を提供する。
【0033】面粗さの異なるテスト面を含む異なるテス
ト面の計測は、面形状の変化に対する縞模様の感度Sを
調節することにより、最適にすることができる。この感
度は、すれすれ角度の関数であり、次式で表される。 (5) S=λ/(2・cosφ) ここで、“λ”は、テストビームの波長である。
ト面の計測は、面形状の変化に対する縞模様の感度Sを
調節することにより、最適にすることができる。この感
度は、すれすれ角度の関数であり、次式で表される。 (5) S=λ/(2・cosφ) ここで、“λ”は、テストビームの波長である。
【0034】先行する図に記載された装置の個々のまた
は集合的な多くの機能を実現するために、他の変形が可
能である。例えば、他のタイプの拡散器を、回転拡散板
34に代わって用いることができる。また、多数の光源
は、時間的かつ空間的なコヒーレンスの要求される度合
を発生させるために用いることができる。ビームエキス
パンダーは、ビームを拡大するために、集束レンズ,発
散レンズのいずれかを組み込むことができるし、アナモ
ルフィック光学素子は、同様の結果を得るための他のレ
ンズの組み合わせを含むことができる。
は集合的な多くの機能を実現するために、他の変形が可
能である。例えば、他のタイプの拡散器を、回転拡散板
34に代わって用いることができる。また、多数の光源
は、時間的かつ空間的なコヒーレンスの要求される度合
を発生させるために用いることができる。ビームエキス
パンダーは、ビームを拡大するために、集束レンズ,発
散レンズのいずれかを組み込むことができるし、アナモ
ルフィック光学素子は、同様の結果を得るための他のレ
ンズの組み合わせを含むことができる。
【0035】直角プリズム46は、参照面82を含んで
いるが、平行光路に沿って参照ビームを戻すための戻し
平面として機能してもよい。参照面と戻し平面を支持す
るために、分離した構造体を用いてもよい。参照ビーム
16をテストビーム20のどちらかの部分に再び一致さ
せるために、プリズム46を移動させるのに加えて、参
照ビーム16とテストビーム20の光学的一致を変更す
るために、他の光学的素子と同様にテストプレートのサ
ポート65をも移動させることができる。
いるが、平行光路に沿って参照ビームを戻すための戻し
平面として機能してもよい。参照面と戻し平面を支持す
るために、分離した構造体を用いてもよい。参照ビーム
16をテストビーム20のどちらかの部分に再び一致さ
せるために、プリズム46を移動させるのに加えて、参
照ビーム16とテストビーム20の光学的一致を変更す
るために、他の光学的素子と同様にテストプレートのサ
ポート65をも移動させることができる。
【0036】図6のマッハ・ツェンダー干渉計は、他の
タイプの干渉計に本発明が提供可能であることを示して
いる。同様の光源100が、原ビーム102を発生させ
るために用いられている。他の回転拡散板104が、ビ
ームエキスパンダー106内で、集束レンズ108と平
行レンズ110との間において、原ビームを遮り、広が
った光源の均等物を作る。
タイプの干渉計に本発明が提供可能であることを示して
いる。同様の光源100が、原ビーム102を発生させ
るために用いられている。他の回転拡散板104が、ビ
ームエキスパンダー106内で、集束レンズ108と平
行レンズ110との間において、原ビームを遮り、広が
った光源の均等物を作る。
【0037】第1ビームスプリッタ112は、原ビーム
102を、参照分岐部116に沿って進む参照ビーム1
14と、テスト分岐部120に沿って進むテストビーム
118とに分ける。調節可能な参照鏡122が、参照ビ
ームを反射して第2のビームスプリッタ124に向かわ
せる。テストプレート126は、テストビーム118を
2つの部分130,132に分離し、2つの分離された
部分130,132を第2のビームスプリッタ124に
向けて反射する。分離された部分130は、テストプレ
ート126の表側の面134から反射し、分離された部
分132は、テストプレート126の裏側の面136か
ら反射する。
102を、参照分岐部116に沿って進む参照ビーム1
14と、テスト分岐部120に沿って進むテストビーム
118とに分ける。調節可能な参照鏡122が、参照ビ
ームを反射して第2のビームスプリッタ124に向かわ
せる。テストプレート126は、テストビーム118を
2つの部分130,132に分離し、2つの分離された
部分130,132を第2のビームスプリッタ124に
向けて反射する。分離された部分130は、テストプレ
ート126の表側の面134から反射し、分離された部
分132は、テストプレート126の裏側の面136か
ら反射する。
【0038】参照ビーム114は、第2ビームスプリッ
タ124と集束光学系138を通ってカメラ140に達
する。そして、テストビーム118の2つの分離された
部分130,132は、第2ビームスプリッタ124で
平行な行路上に反射され、集束光学系138を通ってカ
メラ140に達する。図の例では、テストプレート12
6の表側の面134から反射された分離部分130だけ
が基準ビーム114と一致される。他の分離部分132
は、ビーム114,132の空間コヒーレンスを超えた
量、横方向に偏倚している。この空間コヒーレンスは、
広がった光源の寸法を調節することによって制御され
る。
タ124と集束光学系138を通ってカメラ140に達
する。そして、テストビーム118の2つの分離された
部分130,132は、第2ビームスプリッタ124で
平行な行路上に反射され、集束光学系138を通ってカ
メラ140に達する。図の例では、テストプレート12
6の表側の面134から反射された分離部分130だけ
が基準ビーム114と一致される。他の分離部分132
は、ビーム114,132の空間コヒーレンスを超えた
量、横方向に偏倚している。この空間コヒーレンスは、
広がった光源の寸法を調節することによって制御され
る。
【0039】したがって、テストプレート126の表側
の面134における形状の変異を表す干渉模様が、カメ
ラ140(またはその像平面)に映し出され、この際、
テストプレート126の裏側の面の面形状を表す同様の
干渉模様は、映し出されない。しかし、参照鏡122
(あるいは、テストプレート126を含む他の光学素
子)を調節して、テストビーム118の分離部分132
を参照ビーム114に一致させることにより、テストプ
レート126の裏側の面136も、テストプレート12
6の表側の面とは独立して,測定することができる。 [図面の簡単な説明]
の面134における形状の変異を表す干渉模様が、カメ
ラ140(またはその像平面)に映し出され、この際、
テストプレート126の裏側の面の面形状を表す同様の
干渉模様は、映し出されない。しかし、参照鏡122
(あるいは、テストプレート126を含む他の光学素
子)を調節して、テストビーム118の分離部分132
を参照ビーム114に一致させることにより、テストプ
レート126の裏側の面136も、テストプレート12
6の表側の面とは独立して,測定することができる。 [図面の簡単な説明]
【図1】広がった光源と、すれすれ入射での測定のため
に配向された面平行のテストプレートとを含むトワイマ
ン・グリーン干渉計を示す図である。
に配向された面平行のテストプレートとを含むトワイマ
ン・グリーン干渉計を示す図である。
【図2】テストプレートと、戻し光学系の近傍における
上記干渉計の部分拡大図であり、すれすれ入射によって
得られる横方向分離を示す。
上記干渉計の部分拡大図であり、すれすれ入射によって
得られる横方向分離を示す。
【図3】ビームスプリッタと参照プリズムの近傍部にお
ける上記干渉計の部分拡大図であり、参照ビームとテス
トビームの2つの分離部分との選択的一致を示す。
ける上記干渉計の部分拡大図であり、参照ビームとテス
トビームの2つの分離部分との選択的一致を示す。
【図4】すれすれ入射による歪みを補償するアナモルフ
ィックイメージングシステムを示す干渉計の部分拡大図
である。
ィックイメージングシステムを示す干渉計の部分拡大図
である。
【図5】テストビームの横方向分離に関する種々のパラ
メータを示すテストプレートの拡大図である。
メータを示すテストプレートの拡大図である。
【図6】広げられた光源と、すれすれ入射での測定のた
めに配向された同様のテストプレートとを含むマッハ・
ツェンダー干渉計を示す図である。
めに配向された同様のテストプレートとを含むマッハ・
ツェンダー干渉計を示す図である。
10 コヒーレント光源
14 ビームスプリッタ
18 参照分岐部
22 テスト分岐部
28 集束レンズ(集束光学系)
34 回転拡散板(拡散器)
42 参照分岐部の往路
44 テスト分岐部の往路
46 直角プリズム
48 参照分岐部の復路
54 ビームエキスパンダー
60 テストプレート(テスト部品)
62 テストプレートの表側の面
64 テストプレートの裏側の面
65 テストプレート支持部材
74 テスト分岐路の復路
80 アナモルフィックイメージングシステム
82 参照面
86,88 アナモルフィック光学素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI
G02B 13/08 G01B 11/24 D
(72)発明者 クラウィーク,アンドリュー,ダブリュ
ー.
アメリカ合衆国 ニューヨーク州
14450, フェアポート, ブラック
ワッチ トレイル 89
(56)参考文献 特開 平9−72723(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01B 9/02
G01B 11/00 - 11/30
G01M 11/00
G02B 13/08
Claims (30)
- 【請求項1】 透明なテストプレートを測定するため
の、すれすれ入射の干渉計であって、 原ビームにおける空間的コヒーレンス度を規制する寸法
に作られた、広がった光源と、 上記原ビームを、制限された空間的コヒーレンス度を有
する参照ビームとテストビームに分割するビームスプリ
ッタと、 表側の面と裏側の面とを有するテストプレートを据え付
けるテストプレート支持部材とを備え、 上記支持部材は、上記テストプレートをテストビームに
対して非直角の入射になる向きに配置し、これにより、
テストビームの第1部分がテストプレートの表側の面か
ら反射され、テストビームの第2部分がテストプレート
の裏側の面から反射され、テストビームの第1,第2部
分がお互いに分離されるようにし、 上記の広がった光源は、テストプレートの表側の面と裏
側の面との間の干渉縞模様のコントラストを有意義に低
減するために、テストビームの第1,第2部分の分離と
関連してテストビームの空間的コヒーレンスを制限し、 さらに、参照面と上記テストプレートにおける表側およ
び裏側の面のうちの一方との間の干渉模様の形成を、参
照面と上記テストプレートにおける表側および裏側の面
のうちの他方との間の干渉模様の形成より優先させるた
めに、上記テストビームの第1,第2部分のうちの一方
だけを、上記参照ビームに一致させるアライメント機構
を備え、 上記アライメント機構は、上記参照ビームをテストビー
ムの他方の部分に横方向に一致させずに、上記参照ビー
ムをテストビームの一方の部分に対して横方向に一致す
る位置まで相対的に移動させる干渉計。 - 【請求項2】 さらに、上記参照ビームを光路に沿って
反射する参照面を備え、この参照面は、テストビームに
対してテストプレートが配向された入射角度を変更する
ことなく、参照ビームをテストビームの一方の部分と横
方向に一致させる請求項1に記載の干渉計。 - 【請求項3】 上記アライメント機構は、テストビーム
の第1,第2部分間の分離量を減じることなく、参照ビ
ームをテストビームの一方の部分に横方向に一致させる
ために、上記参照面と上記テストプレートの一方を移動
させる請求項2に記載の干渉計。 - 【請求項4】 上記参照ビームは、テストプレートの表
側の面を測るために参照ビームをテストビームの第1部
分に一致させた第1位置から、テストプレートの裏側の
面を測るために参照ビームをテストビームの第2部分に
一致させた第2位置まで相対的に移動可能である請求項
3に記載の干渉計。 - 【請求項5】 さらに、 上記ビームスプリッタからの参照ビームを、往路に沿っ
て参照面へ伝送し、往路から偏倚した復路に沿って参照
面からビームスプリッタへと伝送する参照分岐部と、 上記ビームスプリッタからのテストビームを、往路に沿
ってテストプレートの平行面へ伝送し、往路から偏倚し
た復路に沿ってテストプレートの平行面からビームスプ
リッタへと伝送するテスト分岐部と、 を備えた請求項1に記載の干渉計。 - 【請求項6】 さらに、テスト分岐部に配置されたビー
ムエキスパンダーを備え、このビームエキスパンダー
は、上記テストプレートの平行面を照らすための寸法を
有する上記往路に沿う第1開口部と、テストプレートの
平行面の像をビームスプリッタに向けて伝送するための
寸法を有する上記復路に沿う第2開口部とを備えた請求
項5に記載の干渉計。 - 【請求項7】 上記テスト分岐部は、テストビームをテ
スト分岐部の復路に沿って戻すための反射器を有する請
求項5に記載の干渉計。 - 【請求項8】 さらに、時間的かつ空間的にコヒーレン
トな光ビームの光源を備え、上記広がった光源は、上記
時間的かつ空間的にコヒーレントな光ビームを遮るよう
に配置された拡散器により形成されている請求項1に記
載の干渉計。 - 【請求項9】 さらに、上記広がった光源を形成するた
めに、上記原ビームを上記拡散器上に照明スポットとし
て投影する集束光学系を備え、この集束光学系は上記広
がった光源の寸法を決定するために調節可能である請求
項8に記載の干渉計。 - 【請求項10】 さらに、テストプレートの表側と裏側
の面をすれすれ入射で照らすようにテストプレートを配
向したことに起因する像歪みを補償するアナモルフィッ
ク光学素子を含む観察システムを備えた請求項1に記載
の干渉計。 - 【請求項11】 上記アナモルフィック光学素子は、直
交する面での異なる倍率を生じさせて、テストプレート
の面の少なくとも一つの像を、均衡のとれたアスペクト
比に戻す請求項10に記載の干渉計。 - 【請求項12】 すれすれ入射の光を反射する平行面を
有したテスト部品を測るための光学システムであって、 制限された空間的コヒーレンスを有する光の原ビームを
発生させる広がった光源と、 上記原ビームをテストビームと参照ビームに分割するビ
ームスプリッタと、 上記テスト部品の平行面をテストビームに対してすれす
れ入射になるように配向し、これにより、テストビーム
の第1部分がテスト部品の平行面のうちの第1面から反
射され、テストビームの第2部分がテスト部品の平行面
のうちの第2面から反射され、テストビームの第1,第
2部分がお互いに横方向に分離されるようにしたテスト
部品支持部材と、 参照ビームをテストビームの第1部分に一致させるため
に、参照ビームに対して参照面を配向する参照面支持部
材と、 上記参照面と上記テスト部品の第1面との間の有効な干
渉縞模様を発生させる観察システムと、を備え、上記の広がった光源は、テストプレートの表側の面と裏
側の面との間の干渉縞模様のコントラストを有意義に低
減するために、テストビームの第1,第2部分の分離と
関連してテストビームの空間的コヒーレンスを制限し、 上記テスト部品支持部材と参照面支持部材は、上記参照
ビームをテストビームの他方の部分に横方向に一致させ
ずに、上記参照ビームをテストビームの一方の部分に対
して横方向に一致する位置まで、相対的に移動可能であ
る光学システム。 - 【請求項13】 上記観察システムが、テスト部品の第
1面をすれすれ入射で照らすようにテスト部品を配向し
たことに起因する像歪みを補償するためのアナモルフィ
ック光学素子を含む請求項12に記載の光学システム。 - 【請求項14】 上記アナモルフィック光学素子が、テ
スト部品の第1面の像を直交する方向に異なる倍率にす
る請求項13に記載の光学システム。 - 【請求項15】 さらに、光源によって発生する光ビー
ムを遮って、上記ビームの空間的コヒーレンスを制限す
る拡散器を備えた請求項12に記載の光学システム。 - 【請求項16】 さらに、上記の広がった光源を形成す
るために、上記拡散器上に照明スポットとして原ビーム
を投影する非平行光学系を備え、この非平行光学系が広
がった光源の寸法を決定するために調節可能である請求
項15に記載の光学システム。 - 【請求項17】 上記参照ビームは、テスト部品の第1
面を測るために参照ビームをテストビームの第1部分に
一致させた第1位置から、テスト部品の第2面を測るた
めに参照ビームをテストビームの第2部分に一致させた
第2位置まで相対的に移動可能である請求項12に記載
の光学システム。 - 【請求項18】 上記参照ビームを第1位置と第2位置
との間で相対的に移動させるために、上記参照面支持部
材とテスト部品支持部材のうちの一方が移動可能である
請求項17に記載の光学システム。 - 【請求項19】 参照面とテスト部品の2つの平行面の
うちの第1平行面との間の干渉縞模様を、参照面とテス
ト部品の第2平行面との間の干渉縞模様およびテスト部
品の第1,第2平行面間の干渉縞模様から隔離する方法
であって、 原ビームを参照ビームとテストビームに分割する工程
と、 上記テスト部品をテストビームに対してすれすれ入射に
なるように配向し、これにより、テストビームの第1部
分がテスト部品の第1面から反射され、テストビームの
第2部分がテスト部品の第2面から反射され、テストビ
ームの2つの部分が互いに横方向に分離されるようにす
る工程と、 テスト部品の第1,第2面間の干渉縞模様のコントラス
トを有意義に減じるために、上記テストビームの第1,
第2部分間の分離に関連して上記テストビームの空間的
コヒーレンスを制限する工程と、 参照ビームをテストビームの第1部分とを一致させ、こ
れにより上記参照面と上記テスト部品の第1面との間の
干渉模様の形成を、参照面とテスト部品の第2面との間
の干渉模様の形成より優先させる工程と、を備え、 上記一致工程は、上記参照ビームを第1位置に向かい上
記テストビームの第1,第2部分に対して相対的に移動
させることを含み、これにより、参照ビームとテストビ
ームの第1部分との間の干渉模様に最大の縞コントラス
トを発生させ、この第1位置は、参照ビームとテストビ
ームの第2部分との間の干渉模様に最大の縞コントラス
トを発生させるために参照ビームを相対的に移動させる
ことができる第2位置とは異なる方法。 - 【請求項20】 さらに、テスト部品の第1面を測るた
めに参照ビームをテストビームの第1部分に一致させた
第1位置から、テスト部品の第2面を測るために参照ビ
ームをテストビームの第2部分に一致させた第2位置ま
で、参照ビームを相対的に移動させる工程を含む請求項
19に記載の方法。 - 【請求項21】 さらに、参照ビームとテストビームの
第1,第2部分との間の相対的移動量を測定する工程
と、この相対的移動量の測定値を用いてテスト部品の第
1,第2面間の厚さを計算する工程とを含む請求項20
に記載の方法。 - 【請求項22】 さらに、上記参照ビームを参照面から
反射してテストビームの第1部分に一致させる工程を含
む請求項19に記載の方法。 - 【請求項23】 上記テスト部品がテスト部品支持部材
に設置され、上記参照面が参照面支持部材に設置され、
上記一致工程は、テスト部品支持部材と参照面支持部材
のうちの一方を移動させる工程を含む請求項22に記載
の方法。 - 【請求項24】 上記制限工程が、テストビームの空間
的コヒーレンスを制限することを含み、これによりテス
ト部品の第1,第2面間のいかなる干渉模様も、参照面
とテスト部品の第1面との間の優先された干渉模様の測
定に、有意義な影響を与えないようにする請求項19に
記載の方法。 - 【請求項25】 上記一致工程が、テストビームの第
1,第2部分間の横方向分離に影響を与えない請求項1
9に記載の方法。 - 【請求項26】 さらに、すれすれ入射で照らすように
テスト部品を配向した結果としてアナモルフィカルに歪
んだテスト部品の第1面の像を、中継する工程を含む請
求項19に記載の方法。 - 【請求項27】 さらに、アナモルフィック光学系を用
いて、テスト部品の第1面の像を、真のアスペクト比に
戻す工程を含む請求項26に記載の方法。 - 【請求項28】 さらに、像平面へと中継されたテスト
部品の第1面の像を真のアスペクト比に戻すために、直
交する方向に異なる物体距離/像距離の比を表す光学系
を用いる工程を含む請求項27に記載の方法。 - 【請求項29】 上記テスト部品を再配向し、2回目と
してテスト部品の第1,第2面の一方を測定するために
上記一致工程を繰り返す請求項20に記載の方法。 - 【請求項30】 テスト部品の第1,第2面を支持する
材料の均質性を測定するために、テスト部品の一つの配
向におけるテスト部品の第1,第2面の両方の測定結果
を、異なる配向におけるテスト部品の第1,第2面のう
ちの一方の追加的測定結果と比較する請求項29に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US975,145 | 1997-11-20 | ||
US08/975,145 US5923425A (en) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | Grazing incidence interferometry for measuring transparent plane-parallel plates |
PCT/US1998/024673 WO1999027342A2 (en) | 1997-11-20 | 1998-11-19 | Grazing incidence interferometry for measuring transparent plane-parallel plates |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001524663A JP2001524663A (ja) | 2001-12-04 |
JP3499214B2 true JP3499214B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=25522737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000522432A Expired - Fee Related JP3499214B2 (ja) | 1997-11-20 | 1998-11-19 | 透明な面平行プレートを測定するためのすれすれ入射の干渉測定 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5923425A (ja) |
JP (1) | JP3499214B2 (ja) |
WO (1) | WO1999027342A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101464698B1 (ko) | 2013-04-25 | 2014-11-27 | (주)프로옵틱스 | 이미지 포인트 정렬이 용이한 피조우 간섭계 |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6074947A (en) * | 1998-07-10 | 2000-06-13 | Plasma Sil, Llc | Process for improving uniform thickness of semiconductor substrates using plasma assisted chemical etching |
US7057741B1 (en) * | 1999-06-18 | 2006-06-06 | Kla-Tencor Corporation | Reduced coherence symmetric grazing incidence differential interferometer |
DE50005933D1 (de) * | 1999-11-24 | 2004-05-06 | Haag Streit Ag Koeniz | Verfahren und vorrichtung zur messung optischer eigenschaften wenigstens zweier voneinander distanzierter bereiche in einem transparenten und/oder diffusiven gegenstand |
US6819438B2 (en) * | 2000-06-02 | 2004-11-16 | Gsi Lumonics Corporation | Technique for fabricating high quality optical components |
WO2001094881A1 (en) * | 2000-06-02 | 2001-12-13 | Gsi Lumonics Corporation | System of fabricating plane parallel substrates with uniform optical paths |
US7199929B2 (en) * | 2001-04-27 | 2007-04-03 | Asml Holdings N.V. | Methods for optical beam shaping and diffusing |
US6727992B2 (en) * | 2001-07-06 | 2004-04-27 | Zygo Corporation | Method and apparatus to reduce effects of sheared wavefronts on interferometric phase measurements |
US6836337B2 (en) * | 2001-09-20 | 2004-12-28 | Visual Pathways, Inc. | Non-invasive blood glucose monitoring by interferometry |
US6717676B2 (en) * | 2002-03-12 | 2004-04-06 | Eastman Kodak Company | Method for measuring magnification of an afocal optical system |
KR20030087895A (ko) * | 2002-05-09 | 2003-11-15 | 캐리 컴퓨터 이엔지. 컴퍼니 리미티드 | 더블 인터페이스 씨에프 카드 |
US6757067B2 (en) * | 2002-08-06 | 2004-06-29 | Corning Incorporated | Fringe pattern discriminator for grazing incidence interferometer |
TWI331211B (en) * | 2003-09-15 | 2010-10-01 | Zygo Corp | Optical system,method of analyzing a measured object, and system for determining a spatial property of a measured object |
DE10348250A1 (de) * | 2003-10-16 | 2005-05-12 | Bosch Gmbh Robert | Interferometrische Messvorrichtung |
US7282716B2 (en) * | 2003-11-10 | 2007-10-16 | Technology Innovations, Llc | Digital imaging assembly and methods thereof |
JP2007533977A (ja) * | 2004-03-11 | 2007-11-22 | アイコス・ビジョン・システムズ・ナムローゼ・フェンノートシャップ | 波面操作および改良3d測定方法および装置 |
US7920200B2 (en) * | 2005-06-07 | 2011-04-05 | Olympus Corporation | Image pickup device with two cylindrical lenses |
JP4906708B2 (ja) * | 2007-12-26 | 2012-03-28 | Hoya株式会社 | レンズ用画像撮像装置 |
US9203513B2 (en) * | 2008-05-15 | 2015-12-01 | Teledyne Scientific & Imaging, Llc | SNR enhancement in modulating retroreflector optical communication links |
US8004749B1 (en) * | 2008-07-19 | 2011-08-23 | Optoplex Corporation | Pseudo common-path DPSK demodulator |
US8553233B2 (en) * | 2011-06-30 | 2013-10-08 | John W. Newman | Method and apparatus for the remote nondestructive evaluation of an object using shearography image scale calibration |
KR101358091B1 (ko) * | 2012-01-11 | 2014-02-06 | 주식회사 고영테크놀러지 | 간섭계 및 이를 이용한 광학장치 |
US9395337B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-07-19 | Digital Wind Systems, Inc. | Nondestructive acoustic doppler testing of wind turbine blades from the ground during operation |
US9453500B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-09-27 | Digital Wind Systems, Inc. | Method and apparatus for remote feature measurement in distorted images |
US9194843B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-11-24 | Digital Wind Systems, Inc. | Method and apparatus for monitoring wind turbine blades during operation |
US9330449B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-05-03 | Digital Wind Systems, Inc. | System and method for ground based inspection of wind turbine blades |
CN104111163B (zh) * | 2014-07-23 | 2017-04-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 凸透镜焦距的测量装置和测量方法 |
US9500468B2 (en) | 2014-08-25 | 2016-11-22 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Scanning interferometry technique for through-thickness evaluation in multi-layered transparent structures |
US10001636B2 (en) | 2016-04-14 | 2018-06-19 | Raytheon Company | Optical configurations for optical field mappings for back-scanned and line-scanned imagers |
US10025170B2 (en) | 2016-06-13 | 2018-07-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Avoiding interference by reducing spatial coherence in a near-eye display |
CN107121800B (zh) * | 2017-06-29 | 2023-12-15 | 武汉精测电子集团股份有限公司 | 一种用于lcm的检测支架及其应用 |
CN111213029A (zh) * | 2018-09-27 | 2020-05-29 | 合刃科技(深圳)有限公司 | 检测透明/半透明材料缺陷的方法、装置及系统 |
CN112964203B (zh) * | 2021-02-08 | 2022-09-16 | 杭州晶耐科光电技术有限公司 | 一种检测粗糙平面面型的掠入射共路自干涉装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS604401B2 (ja) * | 1975-01-21 | 1985-02-04 | コニカ株式会社 | 干渉装置 |
US4105335A (en) * | 1975-06-28 | 1978-08-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Interferometric optical phase discrimination apparatus |
DE2758149C2 (de) * | 1977-12-27 | 1979-10-04 | Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart | Interferometrisches Verfahren mit λ /4-Auflösung zur Abstands-, Dicken- und/oder Ebenheitsmessung |
US4325637A (en) * | 1980-06-02 | 1982-04-20 | Tropel, Inc. | Phase modulation of grazing incidence interferometer |
JPS60209106A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-21 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 平面度検査装置 |
GB2158228A (en) * | 1984-05-05 | 1985-11-06 | Spectron Dev Lab Inc | Astigmatic non-contact optical probe |
US5327219A (en) * | 1992-05-15 | 1994-07-05 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and apparatus for removing unwanted reflections from an interferometer |
US5268742A (en) * | 1992-06-15 | 1993-12-07 | Hughes Aircraft Company | Full aperture interferometry for grazing incidence optics |
CH693968A5 (de) * | 1993-04-21 | 2004-05-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung fuer die Topographiepruefung von Oberflaechen. |
US5488477A (en) * | 1993-11-15 | 1996-01-30 | Zygo Corporation | Methods and apparatus for profiling surfaces of transparent objects |
US5646734A (en) * | 1995-08-28 | 1997-07-08 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for independently measuring the thickness and index of refraction of films using low coherence reflectometry |
-
1997
- 1997-11-20 US US08/975,145 patent/US5923425A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-11-19 JP JP2000522432A patent/JP3499214B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-19 WO PCT/US1998/024673 patent/WO1999027342A2/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101464698B1 (ko) | 2013-04-25 | 2014-11-27 | (주)프로옵틱스 | 이미지 포인트 정렬이 용이한 피조우 간섭계 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5923425A (en) | 1999-07-13 |
JP2001524663A (ja) | 2001-12-04 |
WO1999027342A3 (en) | 1999-08-12 |
WO1999027342A2 (en) | 1999-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3499214B2 (ja) | 透明な面平行プレートを測定するためのすれすれ入射の干渉測定 | |
US6249351B1 (en) | Grazing incidence interferometer and method | |
US4872755A (en) | Interferometer for measuring optical phase differences | |
Mantravadi et al. | Newton, fizeau, and haidinger interferometers | |
Malacara | Twyman–green interferometer | |
US10527403B2 (en) | Measuring device for interferometric determination of a shape of an optical surface | |
US6643024B2 (en) | Apparatus and method(s) for reducing the effects of coherent artifacts in an interferometer | |
KR20000016177A (ko) | 반도체 웨이퍼의 두께 변화를 측정하는 간섭계 | |
US4983042A (en) | Method and system for measuring the microstructure of surfaces | |
Mallick et al. | Common-path interferometers | |
US20120026507A1 (en) | Interferometric system with reduced vibration sensitivity and related method | |
Rubin | Scatterplate interferometry | |
US5438412A (en) | Phase conjugate interferometer for testing paraboloidal mirror surfaces | |
EP1384044B1 (en) | Reducing coherent artifacts in an interferometer | |
US6717678B2 (en) | Monolithic corrector plate | |
KR100470933B1 (ko) | 경사단면 광섬유 광원을 이용한 위상천이 점회절 간섭계 | |
Farr et al. | Beamsplitter cube for white light interferometry | |
JP3072925B2 (ja) | 透過波面測定用干渉計 | |
US20240053143A1 (en) | Interometric optical system | |
US3402633A (en) | Long path multiple beam interferometer | |
JPS6365882B2 (ja) | ||
JP2902417B2 (ja) | 波面収差測定用干渉装置 | |
Simon et al. | The Mach-Zehnder interferometer: examination of a volume by non-classical localization plane shifting | |
US9534883B1 (en) | Methods for determining error in an interferometry system | |
Malacara | Basic interferometers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |