JP5380889B2 - Refractive index measuring method, dispersion measuring method, refractive index measuring device, and dispersion measuring device - Google Patents

Refractive index measuring method, dispersion measuring method, refractive index measuring device, and dispersion measuring device Download PDF

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Description

本発明は、光学材料などの屈折率測定方法、分散測定方法、屈折率測定装置、及び分散測定装置に関する。   The present invention relates to a refractive index measurement method, a dispersion measurement method, a refractive index measurement device, and a dispersion measurement device for optical materials and the like.

光学材料の屈折率測定方法の代表的なものに、最小偏角法がある(特許文献1等を参照)。この方法は、プリズム状の光学材料へ特定波長の測定光を投光して最小偏角と頂角とをそれぞれ測定し、それらを所定の算出式(特許文献1の式(1)等を参照)へ当てはめるものである。この方法によれば、10−6オーダーの絶対的な屈折率測定が可能である。
特開平6−267420号公報
A typical method for measuring the refractive index of an optical material is a minimum deviation method (see Patent Document 1). In this method, measurement light having a specific wavelength is projected onto a prism-shaped optical material to measure the minimum deflection angle and the apex angle, respectively, and a predetermined calculation formula (refer to Formula (1) in Patent Document 1). ). According to this method, an absolute refractive index of the order of 10 −6 can be measured.
JP-A-6-267420

しかしながら、この方法には主として以下の問題がある。   However, this method mainly has the following problems.

(1)通常、最小偏角測定では、光学材料の通過前後における測定光の偏角が最小となるような光学材料の回転位置(最小偏角位置)を探索する必要があるので、特殊な光学系や機構を要する。   (1) Usually, in the minimum deflection angle measurement, it is necessary to search for the rotation position (minimum deflection angle position) of the optical material that minimizes the deflection angle of the measurement light before and after passing through the optical material. Requires systems and mechanisms.

(2)その最小偏角位置の探索には、熟練した技術が必要なので、自動化が困難である。   (2) The search for the minimum declination position requires skillful techniques and is difficult to automate.

そこで本発明は、シンプルな構成かつシンプルな手順で高精度な測定が可能な屈折率測定方法及び分散測定方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a refractive index measurement method and a dispersion measurement method capable of performing highly accurate measurement with a simple configuration and a simple procedure.

また、本発明は、シンプルな構成で高精度な測定を自動的に行うことのできる屈折率測定装置及び分散測定装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a refractive index measurement device and a dispersion measurement device that can automatically perform high-precision measurement with a simple configuration.

本発明の屈折率測定方法の一態様は、プリズム状の測定対象物へ測定光を投光する投光光学系と、前記測定光に対する前記測定対象物の配置角度を変化させる回転台と、前記測定対象物から戻る戻り光と前記測定光との角度関係を検出する検出光学系とを使用した屈折率測定方法であって、前記測定対象物の一方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面を通過してから他方の斜面で裏面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手順と、前記測定対象物の前記一方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面で表面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手順と、前記測定対象物の前記他方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面で表面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手順と、前記回転位置θと前記回転位置θと前記回転位置θ以下の式とに基づき前記測定対象物の屈折率nを算出する手順とを含むことを特徴とする。

Figure 0005380889
One aspect of the refractive index measurement method of the present invention includes a projection optical system that projects measurement light onto a prism-shaped measurement object, a turntable that changes an arrangement angle of the measurement object with respect to the measurement light, and A refractive index measurement method using a return optical beam returning from a measurement object and a detection optical system for detecting an angular relationship between the measurement light and projecting the measurement light to one inclined surface of the measurement object. , A procedure for detecting the rotational position θ 1 of the turntable so that the angular deviation between the return light reflected on the back surface on the other slope after passing through the slope and the measurement light becomes zero, and the measurement object while projecting the measurement light the to one slope, and procedures for detecting the turntable rotational position theta 2, such as angle deviation between the measurement light and return light surface reflection at the slope becomes zero, The measurement light to the other slope of the measurement object While projecting light, the rotational position and the procedure angular deviation between the return light and the measurement light surface reflection at the slope detecting the turntable of the rotational position theta 3 such that zero, the rotational position theta 1 and and a procedure for calculating the refractive index n of the measurement object based on θ 2 , the rotational position θ 3 and the following formula .
Figure 0005380889

また、本発明の分散測定方法の一態様は、前記何れかの態様の屈折率測定方法を利用したことを特徴とする。   Further, one aspect of the dispersion measuring method of the present invention is characterized in that the refractive index measuring method according to any one of the above aspects is used.

また、本発明の屈折率測定装置の一態様は、プリズム状の測定対象物へ測定光を投光する投光光学系と、前記測定光に対する前記測定対象物の配置角度を変化させる回転台と、前記測定対象物から戻る戻り光と前記測定光との角度関係を検出する検出光学系と、前記投光光学系、前記回転台、前記検出光学系を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記測定対象物の一方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面を通過してから他方の斜面で裏面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手段と、前記測定対象物の前記一方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面で表面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手段と、前記測定対象物の前記他方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面で表面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手段と、前記回転位置θと前記回転位置θと前記回転位置θ以下の式とに基づき前記測定対象物の屈折率nを算出する手段とを有することを特徴とする。

Figure 0005380889
An aspect of the refractive index measuring apparatus of the present invention includes a light projecting optical system that projects measurement light onto a prism-shaped measurement object, and a turntable that changes an arrangement angle of the measurement object with respect to the measurement light. A detection optical system for detecting an angular relationship between the return light returning from the measurement object and the measurement light, and a control means for controlling the light projecting optical system, the turntable, and the detection optical system. The means projects the measurement light onto one slope of the measurement object, and the angle deviation between the return light reflected on the back surface on the other slope after passing through the slope and the measurement light becomes zero. angular deviation Do means the detecting the turntable of the rotational position theta 1, wherein while projecting said measurement light to one of the slopes of the measurement object, the returning light and the measurement light surface reflection at the inclined surface rotational position theta 2 but of the turntable such that zero Means for detecting, with for projecting said measurement light to the other inclined surface of the object to be measured, the angle deviation between the measurement light and return light surface reflection at the inclined surface of the rotary table such that zero further comprising means for detecting a rotational position theta 3, and means for calculating a refractive index n of the rotational position theta 1 and the rotational position theta 2 and the rotational position theta 3 or less of the measurement object based on the formula It is characterized by.
Figure 0005380889

また、本発明の分散測定装置の一態様は、前記何れかの態様の屈折率測定装置を備えたことを特徴とする。   Moreover, one aspect of the dispersion measuring apparatus of the present invention is characterized by including the refractive index measuring apparatus according to any one of the above aspects.

本発明によれば、シンプルな構成かつシンプルな手順で高精度な測定が可能な屈折率測定方法及び分散測定方法が実現する。   According to the present invention, a refractive index measurement method and a dispersion measurement method capable of performing highly accurate measurement with a simple configuration and a simple procedure are realized.

また、本発明によれば、シンプルな構成で高精度な測定を自動的に行うことのできる屈折率測定装置及び分散測定装置が実現する。   Further, according to the present invention, a refractive index measurement device and a dispersion measurement device that can automatically perform high-accuracy measurement with a simple configuration are realized.

以下、本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、屈折率・分散測定装置の実施形態である。   Embodiments of the present invention will be described below. The present embodiment is an embodiment of a refractive index / dispersion measuring apparatus.

先ず、屈折率・分散測定装置の構成を説明する。   First, the configuration of the refractive index / dispersion measuring apparatus will be described.

図1は、屈折率・分散測定装置の概略構成図である。図1に示すとおり、屈折率・分散測定装置には、複数種類の光源6と、光源の切替機構5と、波長選択板7と、選択波長の切替機構17と、ピンホール板8と、コリメータミラー9と、絞り10と、ビームスプリッタ11と、撮像素子14と、平面反射ミラー12と、シャッター13と、ステージ15とが備えられる。なお、図示省略したが、屈折率・分散測定装置には制御部も備えられる。この制御部は、屈折率・分散測定装置内の各要素を制御する制御機能と、撮像素子14が出力する画像を取り込んで処理する情報処理機能とを有する。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refractive index / dispersion measuring apparatus. As shown in FIG. 1, the refractive index / dispersion measurement apparatus includes a plurality of types of light sources 6, a light source switching mechanism 5, a wavelength selection plate 7, a selection wavelength switching mechanism 17, a pinhole plate 8, and a collimator. A mirror 9, a diaphragm 10, a beam splitter 11, an image sensor 14, a plane reflection mirror 12, a shutter 13, and a stage 15 are provided. Although not shown, the refractive index / dispersion measuring apparatus is also provided with a control unit. This control unit has a control function for controlling each element in the refractive index / dispersion measurement apparatus, and an information processing function for capturing and processing an image output from the image sensor 14.

ステージ15のテーブル15aには、光学材料などの試料16が載置される。試料16は、予めプリズム状に加工されており、その頂角αは、30°〜45°の範囲内の任意の値を有する。頂角を挟む2つの斜面s,sは、十分な精度で研磨されており、底面は研磨されていないものとする。これによって、斜面s,sの反射率は、底面の反射率よりも十分に高いとみなせる。 A sample 16 such as an optical material is placed on the table 15 a of the stage 15. The sample 16 is processed into a prism shape in advance, and the apex angle α has an arbitrary value within a range of 30 ° to 45 °. It is assumed that the two inclined surfaces s 1 and s 2 sandwiching the apex angle are polished with sufficient accuracy and the bottom surface is not polished. Thereby, it can be considered that the reflectance of the slopes s 1 and s 2 is sufficiently higher than the reflectance of the bottom surface.

なお、図1では、2つの斜面s,sを区別し易くするために、斜面sを太線で表し、斜面sを細線で表した(他の図も同様)。テーブル15aにおける試料16の姿勢は、図1に示すとおり、斜面s,sがテーブル15aの法線に対して略平行となるような姿勢である。 In FIG. 1, in order to easily distinguish the two slopes s 1 and s 2 , the slope s 1 is represented by a thick line and the slope s 2 is represented by a thin line (the same applies to other drawings). The posture of the sample 16 on the table 15a is such that the slopes s 1 and s 2 are substantially parallel to the normal line of the table 15a, as shown in FIG.

テーブル15aは、不図示の回転機構を介してステージ15の基部へ取り付けられており、その回転機構にはモータが連結されている。そのモータが駆動されると、テーブル15aが法線の周りに回転する。   The table 15a is attached to the base of the stage 15 via a rotation mechanism (not shown), and a motor is connected to the rotation mechanism. When the motor is driven, the table 15a rotates around the normal line.

また、ステージ15のうち、回転機構と基部との間にはロータリーエンコーダなどの角度センサも内蔵されている。その角度センサの出力信号により、テーブル15aの回転位置θが検知される。   Also, an angle sensor such as a rotary encoder is built in the stage 15 between the rotation mechanism and the base. The rotational position θ of the table 15a is detected by the output signal of the angle sensor.

また、テーブル15aと回転機構との間には、不図示のチルト機構も介設されており、そのチルト機構にはモータが連結されている。そのモータが駆動されると、テーブル15a上で互いに直交する2軸の周りにテーブル15aがチルトする。なお、これら2軸の周りのチルト範囲は、例えば±3°程度である。   A tilt mechanism (not shown) is also interposed between the table 15a and the rotation mechanism, and a motor is connected to the tilt mechanism. When the motor is driven, the table 15a tilts around two axes orthogonal to each other on the table 15a. Note that the tilt range around these two axes is, for example, about ± 3 °.

光源6、光源の切替機構5、波長選択板7、選択波長の切替機構17の全体は、遮光壁4によって囲われており、その遮光壁4の開口部にピンホール板8が設けられている。   The light source 6, the light source switching mechanism 5, the wavelength selection plate 7, and the selection wavelength switching mechanism 17 are all surrounded by the light shielding wall 4, and a pinhole plate 8 is provided in the opening of the light shielding wall 4. .

光源6より発した光は、波長選択板7を介してピンホール板8へ入射する。その光のうち、ピンホール板8のピンホールを通過した光のみが、遮光壁4の外部へ射出する。なお、遮光壁4から射出する光の波長は、光源の切替機構5及び選択波長の切替機構17を駆動することにより切り替わる。   Light emitted from the light source 6 enters the pinhole plate 8 via the wavelength selection plate 7. Of the light, only the light that has passed through the pinhole of the pinhole plate 8 is emitted to the outside of the light shielding wall 4. The wavelength of the light emitted from the light shielding wall 4 is switched by driving the light source switching mechanism 5 and the selection wavelength switching mechanism 17.

遮光壁4から射出した光は、コリメータミラー9により平行光に整形され、絞り10より任意の開口を与えられたのち、ビームスプリッタ11へ入射する。その光は、ビームスプリッタ11の分離面において、ステージ15へ向かう測定光LMと、平面反射ミラー12へ向かう参照光LRとに分岐する。   The light emitted from the light shielding wall 4 is shaped into parallel light by the collimator mirror 9, given an arbitrary opening from the diaphragm 10, and then enters the beam splitter 11. The light branches on the separation surface of the beam splitter 11 into the measurement light LM traveling toward the stage 15 and the reference light LR traveling toward the planar reflection mirror 12.

測定光LMは、試料16へ向かう。因みに、図1に示すとおり試料16の一方の斜面sが正対していた場合、測定光LMはその斜面sへ入射する。その測定光LMの一部は斜面sで反射(表面反射)し、他の一部は試料16の内部へ入射する。試料16の内部へ入射した測定光LMの一部は、斜面sで反射(裏面反射)し、他の一部は斜面sを通過する。よって、試料16からビームスプリッタ11側へ戻る光(戻り光)には、斜面sで表面反射した戻り光と、斜面sで裏面反射した戻り光との2種類がある。 The measurement light LM goes to the sample 16. Incidentally, when one of the slopes s 1 of as a sample 16 shown in Figure 1 was directly opposite the measuring light LM is incident to the slope s 1. A part of the measurement light LM is reflected (surface reflection) by the inclined surface s 1 , and the other part is incident on the inside of the sample 16. Part of the measurement light LM incident on the inside of the sample 16 is reflected (back surface reflection) on the slope s 2 , and the other part passes through the slope s 2 . Therefore, there are two types of light (return light) returning from the sample 16 to the beam splitter 11 side, that is, return light reflected on the surface by the slope s 1 and return light reflected on the back surface by the slope s 2 .

因みに、図1に示すとおり、測定光LMが斜面sへ正面から入射した場合、斜面sで表面反射した戻り光は、光路を折り返してビームスプリッタ11へ入射する。その戻り光は、ビームスプリッタ11の分離面により撮像素子14の方向へ偏向され、撮像素子14上にスポット(測定スポット)を形成する。なお、その測定スポットのサイズは、絞り10の径に応じて変化し、試料16がステージ15に載置されていないときには、撮像素子14上に測定スポットは現れない。 Incidentally, as shown in FIG. 1, the measurement light LM may incident from front to slope s 1, return light surface reflection at the slope s 1 is folded optical path incident on the beam splitter 11. The return light is deflected in the direction of the image sensor 14 by the separation surface of the beam splitter 11 to form a spot (measurement spot) on the image sensor 14. Note that the size of the measurement spot changes according to the diameter of the diaphragm 10, and the measurement spot does not appear on the image sensor 14 when the sample 16 is not placed on the stage 15.

一方、参照光LRは、平面反射ミラー12へ略正面から入射する。その参照光LRは、平面反射ミラー12を反射すると光路を折り返し、ビームスプリッタ11を透過して撮像素子14へ入射し、撮像素子14上にスポット(参照スポット)を形成する。   On the other hand, the reference light LR is incident on the planar reflection mirror 12 from substantially the front. When the reference light LR is reflected by the plane reflection mirror 12, the optical path is turned back, passes through the beam splitter 11, enters the image sensor 14, and forms a spot (reference spot) on the image sensor 14.

なお、その参照スポットのサイズは、絞り10の径に応じて変化し、ビームスプリッタ11と平面反射ミラー12との間に配置されたシャッター13が閉鎖されているときには、撮像素子14上に参照スポットは現れない。   Note that the size of the reference spot changes according to the diameter of the diaphragm 10, and when the shutter 13 disposed between the beam splitter 11 and the plane reflection mirror 12 is closed, the reference spot is placed on the image sensor 14. Does not appear.

撮像素子14が出力する画像は、制御部へ送出される。制御部は、必要に応じてその画像へ処理を施す。   The image output from the image sensor 14 is sent to the control unit. The control unit performs processing on the image as necessary.

ここで、本実施形態の屈折率・分散測定装置では、平面反射ミラー12が若干傾斜していたとしても、平面反射ミラー12で反射した参照光LRの方位と、試料16へ向かう測定光LMの方位との角度関係は、不変である。   Here, in the refractive index / dispersion measurement apparatus of the present embodiment, even if the plane reflection mirror 12 is slightly inclined, the orientation of the reference light LR reflected by the plane reflection mirror 12 and the measurement light LM toward the sample 16 are measured. The angular relationship with the azimuth is unchanged.

そこで、本実施形態の屈折率・分散測定装置では、平面反射ミラー12で反射した参照光LRの方位、すなわち撮像素子14に形成される参照スポットの重心座標Pを、測定光LMの方位の基準として使用する。 Therefore, the refractive index and dispersion measuring apparatus of this embodiment, the orientation of the reference light LR reflected by the plane reflecting mirror 12, i.e. the center coordinates P R of the reference spot formed on the imaging device 14, the measurement light LM orientation Use as a reference.

そのため、制御部は、屈折率・分散の測定に先立ち、試料16がテーブル15aに載置されていない状態で、参照スポットの重心座標Pを測定する。重心座標Pの測定では、制御部は、シャッター13を開放し、絞り10の径を適当に絞り、任意の光源6を点灯する。これによって、撮像素子14の撮像面には、十分に小さなサイズ(撮像面に完全に収まるサイズ)の参照スポットが現れる。そして、制御部は、撮像素子14が出力する画像へ輪郭抽出処理を施し、参照スポットの外形を得ると、その外形の重心座標を、参照スポットの重心座標Pとして算出する。 Therefore, the control unit, prior to the measurement of refractive index and dispersion, when the specimen 16 is not placed on the table 15a, to measure the center coordinates P R of the reference spot. In the measurement of the centroid coordinates P R, the control unit opens the shutter 13, suitable aperture diameter of the aperture 10, to light any light source 6. As a result, a reference spot having a sufficiently small size (a size that can be completely accommodated on the imaging surface) appears on the imaging surface of the imaging element 14. Then, the control unit performs a profile extraction processing to an image capturing device 14 outputs, upon obtaining the outer shape of the reference spot, the center of gravity coordinates of the contour is calculated as the centroid coordinates P R of the reference spot.

次に、屈折率・分散の測定に関する制御部の動作を説明する。   Next, the operation of the control unit relating to the measurement of refractive index / dispersion will be described.

図2は、制御部の動作フローである。以下、各ステップを順に説明する。   FIG. 2 is an operation flow of the control unit. Hereinafter, each step will be described in order.

ステップS11:制御部は、シャッター13を閉鎖し、絞り10の径を開放し、測定光LMの波長を初期値に設定し、必要な光源6を点灯する。なお、絞り10の径が開放されると、測定光LMの径は、十分に大きなサイズ(撮像面を完全にカバーできるサイズ)となる。   Step S11: The control unit closes the shutter 13, opens the diameter of the diaphragm 10, sets the wavelength of the measurement light LM to an initial value, and turns on the necessary light source 6. When the diameter of the diaphragm 10 is opened, the diameter of the measurement light LM becomes a sufficiently large size (a size that can completely cover the imaging surface).

ステップS12:制御部は、テーブル15aの回転位置θを基準位置に設定する。ここでは、基準位置を図3に示すような回転位置と仮定する。この状態では、研磨された斜面s、sの何れにも測定光LMが入射しないので、戻り光は殆ど発生しない。 Step S12: The control unit sets the rotational position θ of the table 15a as a reference position. Here, the reference position is assumed to be a rotational position as shown in FIG. In this state, the measurement light LM is not incident on any of the polished slopes s 1 and s 2 , so that almost no return light is generated.

続いて、制御部は、テーブル15aを図3の矢印の方向へ回転させながら、撮像素子14が出力する画像の輝度Iを監視する。これによって、制御部は、図4に示すようなθ−Iカーブを取得することができる。このθ−Iカーブには、ピークA、B、C、Dが現れている。   Subsequently, the control unit monitors the luminance I of the image output from the image sensor 14 while rotating the table 15a in the direction of the arrow in FIG. Thereby, the control unit can acquire a θ-I curve as shown in FIG. Peaks A, B, C, and D appear in the θ-I curve.

このうち、最初のピークAが出現するのは、図5(A)に示すとおり、ステージ15aの回転位置θがθにあるときであって、この状態では、斜面sで裏面反射した戻り光と測定光LMとの角度ずれが略ゼロとなるので、その戻り光がビームスプリッタ11を介して撮像素子14に入射する。 Of these, the first peak A appears, as shown in FIG. 5 (A), a when the rotational position theta stage 15a is in the theta A, in this state, the return was back surface reflection at the slope s 2 Since the angular deviation between the light and the measurement light LM is substantially zero, the return light enters the image sensor 14 via the beam splitter 11.

また、次のピークBが出現するのは、図5(B)に示すとおり、ステージ15aの回転位置θがθにあるときであって、この状態では、斜面sで表面反射した戻り光と測定光LMとの角度ずれが略ゼロとなるので、その戻り光がビームスプリッタ11を介して撮像素子14に入射する。 Further, the next peak B appears when the rotational position θ of the stage 15a is at θ B as shown in FIG. 5B, and in this state, the return light reflected from the inclined surface s 1 is obtained. And the measurement light LM are substantially zero, the return light enters the image sensor 14 via the beam splitter 11.

また、次のピークCが出現するのは、図5(C)に示すとおり、ステージ15aの回転位置θがθにあるときであって、この状態では、斜面sで表面反射した戻り光と測定光LMとの角度ずれが略ゼロとなるので、その戻り光がビームスプリッタ11を介して撮像素子14に入射する。 Further, the next peak C appears when the rotational position θ of the stage 15a is at θ C as shown in FIG. 5C. In this state, the return light reflected from the inclined surface s 2 is reflected. And the measurement light LM are substantially zero, the return light enters the image sensor 14 via the beam splitter 11.

また、次のピークDが出現するのは、図5(D)に示すとおり、ステージ15aの回転位置θがθにあるときであって、この状態では、斜面sで裏面反射した戻り光と測定光LMとの角度ずれが略ゼロとなるので、その戻り光がビームスプリッタ11を介して撮像素子14に入射する。 Also, the next peak D appears, as shown in FIG. 5 (D), a when the rotational position theta stage 15a is in the theta D, in this state, return light back reflection at the slope s 1 And the measurement light LM are substantially zero, the return light enters the image sensor 14 via the beam splitter 11.

続いて、制御部は、このようなθ−Iカーブから、3つのピークA、B、Cを与える3つの回転位置θ、θ、θを認識する。 Subsequently, the control unit recognizes three rotation positions θ A , θ B , and θ C that give three peaks A, B, and C from such a θ-I curve.

なお、本ステップにおける制御部は、回転位置θ、θ、θの認識を、θ−Iカーブの取得後に行ったが、θ−Iカーブの取得途中に行ってもよい。その場合、制御部は、テーブル15aの回転中に輝度Iをリアルタイムで閾値と比較し、閾値を超過した時点における回転位置を順に、回転位置θ、θ、θC、θとみなせばよい。 Note that the control unit in this step recognizes the rotational positions θ A , θ B , and θ C after acquiring the θ-I curve, but it may be performed during the acquisition of the θ-I curve. In that case, the control unit compares the luminance I with the threshold value in real time during the rotation of the table 15a, and considers the rotational positions at the time when the threshold value is exceeded as the rotational positions θ A , θ B , θ C, θ D in order. Good.

因みに、回転位置θ、θ、θ、θのうち、回転位置θ、θ(図5(A)、(D))が示しているのは、試料16の内部へ入射してから裏面で反射した戻り光の方位であるのに対し、回転位置θ、θ(図5(B)、(C))が示しているのは、試料16の表面で反射した戻り光の方位である。よって、ピークA、Dの輝度Iよりも、ピークB、Cの輝度Iの方が高い(図4参照)。 Incidentally, among the rotational positions θ A , θ B , θ C , and θ D , the rotational positions θ A and θ D (FIGS. 5A and 5D) indicate that they are incident on the inside of the sample 16. The rotation positions θ B and θ C (FIGS. 5B and 5C) show the return light reflected from the surface of the sample 16 while the direction of the return light reflected from the back surface. This is the direction. Therefore, the luminance I of the peaks B and C is higher than the luminance I of the peaks A and D (see FIG. 4).

また、回転位置θ、θ、θ、θのうち、回転位置θ、θ(図5(A)、(D))が示しているのは、試料16の内部へ入射した戻り光の方位であるのに対し、回転位置θ、θ(図5(B)、(C))が示しているのは、試料16の内部へ入射しなかった戻り光の方位である。よって、測定光LMの波長が変化すると回転位置θ、θは多少ずれるが、測定光LMの波長が変化しても回転位置θ、θは変化しない。 Of the rotational positions θ A , θ B , θ C , and θ D , the rotational positions θ A and θ D (FIGS. 5A and 5D) indicate that they are incident on the inside of the sample 16. In contrast to the direction of the return light, the rotational positions θ B and θ C (FIGS. 5B and 5C) show the direction of the return light that did not enter the sample 16. . Therefore, when the wavelength of the measurement light LM changes, the rotation positions θ A and θ D are slightly shifted, but the rotation positions θ B and θ C do not change even if the wavelength of the measurement light LM changes.

ステップS13:制御部は、テーブル15aの回転位置θを回転位置θBに設定し、この状態で、テーブル15aを前記2軸の周りにチルトさせながら輝度Iを監視し、監視される輝度Iが最大となった時点で、テーブル15aのチルト角度を固定する。次に、制御部は、テーブル15aの回転位置θを回転位置θCに設定し、この状態で、テーブル15aを前記2軸の周りにチルトさせながら輝度Iを監視し、監視される輝度Iが最大となった時点で、テーブル15aのチルト角度を固定する。そして、制御部は、以上の手順を所定回数(例えば、数回)だけ繰り返す。これによって、テーブル15aのチルト調整が完了する。 Step S13: The control unit sets the rotational position θ of the table 15a to the rotational position θ B , and in this state, monitors the luminance I while tilting the table 15a around the two axes, and the monitored luminance I is When the maximum value is reached, the tilt angle of the table 15a is fixed. Next, the control unit sets the rotational position θ of the table 15a to the rotational position θ C , and in this state, monitors the luminance I while tilting the table 15a around the two axes, and the monitored luminance I is When the maximum value is reached, the tilt angle of the table 15a is fixed. Then, the control unit repeats the above procedure a predetermined number of times (for example, several times). Thereby, the tilt adjustment of the table 15a is completed.

ステップS14:制御部は、絞り10を適度に絞る。これによって、測定光LMの径は、十分に小さなサイズ(撮像面に完全に収まるサイズ)となる。   Step S14: The control unit appropriately stops the diaphragm 10. As a result, the diameter of the measurement light LM becomes a sufficiently small size (a size that can be completely accommodated on the imaging surface).

続いて、制御部は、テーブル15aの回転位置θを回転位置θBに設定する。このとき、撮像素子14の撮像面内の何れかの箇所に測定スポットが形成される。制御部は、この状態で撮像素子14が出力する画像に基づき、測定スポットの重心座標PBを算出する。重心座標の算出方法は、前述したとおりである。そして、制御部は、重心座標PBと、予め測定された参照スポットの重心座標PとのずれΔPBを算出する。ずれΔPBがゼロであった場合、制御部は、回転位置θBを回転位置θB(TRUE)とし、ずれΔPBがゼロでなかった場合、テーブル15aから画像素子14までの光路長とずれΔPBとに応じて決まる角度補正量ΔθBで回転位置θBを補正することにより、ずれΔPBがゼロとなるときのテーブル15aの回転位置を算出し、それを回転位置θB(TRUE)とする。この回転位置θB(TRUE)は、試料16の斜面sで表面反射してから撮像素子14へ向かう戻り光と、平面反射ミラー12で反射した参照光LRとの角度ずれが完全にゼロとなるときのテーブル15aの回転位置である。 Subsequently, the control unit sets the rotational position theta table 15a in the rotational position theta B. At this time, a measurement spot is formed at any location within the imaging surface of the imaging device 14. The control unit calculates the barycentric coordinate P B of the measurement spot based on the image output from the imaging element 14 in this state. The calculation method of the barycentric coordinates is as described above. Then, the control unit calculates the barycentric coordinates P B, reference spots were previously measured deviation [Delta] P B between the center of gravity coordinates P R. When the deviation ΔP B is zero, the control unit sets the rotational position θ B as the rotational position θ B (TRUE), and when the deviation ΔP B is not zero, the control unit deviates from the optical path length from the table 15a to the image element 14. By correcting the rotational position θ B with the angle correction amount Δθ B determined according to ΔP B , the rotational position of the table 15a when the deviation ΔP B becomes zero is calculated, and the rotational position θ B (TRUE) is calculated. And In this rotational position θ B (TRUE) , the angular deviation between the return light that is reflected from the inclined surface s 1 of the sample 16 and then travels toward the image sensor 14 and the reference light LR reflected by the planar reflection mirror 12 is completely zero. Is the rotational position of the table 15a.

続いて、制御部は、テーブル15aの回転位置θを回転位置θに設定する。このとき、撮像素子14の撮像面内の何れかの箇所に測定スポットが形成される。制御部は、この状態で撮像素子14が出力する画像に基づき、測定スポットの重心座標Pを算出する。重心座標の算出方法は、前述したとおりである。そして、制御部は、重心座標Pと、予め測定された参照スポットの重心座標PとのずれΔPを算出する。ずれΔPがゼロであった場合、制御部は、回転位置θを回転位置θC(TRUE)とし、ずれΔPがゼロでなかった場合、テーブル15aから画像素子14までの光路長とずれΔPとに応じて決まる角度補正量Δθで回転位置θを補正することにより、ずれΔPがゼロとなるときのテーブル15aの回転位置を算出し、それを回転位置θC(TRUE)とする。この回転位置θC(TRUE)は、試料16の斜面sで表面反射してから撮像素子14へ向かう戻り光と、平面反射ミラー12で反射した参照光LRとの角度ずれが完全にゼロとなるときのテーブル15aの回転位置である。 Subsequently, the control unit sets the rotational position theta table 15a in the rotational position theta C. At this time, a measurement spot is formed at any location within the imaging surface of the imaging device 14. Control unit on the basis of the image output by the image sensor 14 in this state, calculates the barycentric coordinates P C of the measurement spot. The calculation method of the barycentric coordinates is as described above. Then, the control unit calculates the barycentric coordinates P C, reference spots were previously measured deviation [Delta] P C between the center of gravity coordinates P R. If the deviation [Delta] P C is zero, the control unit, the rotational position theta C as the rotation position θ C (TRUE), if the deviation [Delta] P C is not zero, the optical path length and the deviation from the table 15a to the image element 14 by correcting the rotational position theta C at an angle correction amount [Delta] [theta] C determined in accordance with the [Delta] P C, and calculates the rotational position of the table 15a when the deviation [Delta] P C is zero, the rotational position theta C it (TRUE) And At this rotational position θ C (TRUE) , the angular deviation between the return light that is reflected from the inclined surface s 2 of the sample 16 and then travels toward the image sensor 14 and the reference light LR that is reflected by the planar reflection mirror 12 is completely zero. Is the rotational position of the table 15a.

ステップS15:制御部は、ステップS14で取得した回転位置θA(TRUE)、θB(TRUE)、θC(TRUE)を式(1)へ当てはめることにより、試料16の頂角αを算出する。 Step S15: The control unit calculates the apex angle α of the sample 16 by fitting the rotational positions θ A (TRUE) , θ B (TRUE) , and θ C (TRUE) acquired in Step S14 to the equation (1). .

Figure 0005380889
Figure 0005380889

ステップS16:制御部は、テーブル15aの回転位置θを回転位置θに設定する。このとき、撮像素子14の撮像面内の何れかの箇所に測定スポットが形成される。なお、測定スポットの形成位置は、測定光LMの波長によって若干ずつずれるが、何れの場合も測定スポットは十分に小さいので、撮像面から外れることは無い。 Step S16: The control unit sets the rotational position theta table 15a in the rotational position theta A. At this time, a measurement spot is formed at any location within the imaging surface of the imaging device 14. Note that the measurement spot formation position slightly deviates depending on the wavelength of the measurement light LM, but in any case, the measurement spot is sufficiently small so that it does not deviate from the imaging surface.

続いて、制御部は、この状態で撮像素子14が出力する画像に基づき、測定スポットの重心座標Pを算出する。重心座標の算出方法は、前述したとおりである。そして、制御部は、重心座標Pと、予め測定された参照スポットの重心座標PとのずれΔPを算出する。ずれΔPがゼロであった場合、制御部は、回転位置θを回転位置θA(TRUE)とし、ずれΔPがゼロでなかった場合、テーブル15aから画像素子14までの光路長とずれΔPとに応じて決まる角度補正量Δθで回転位置θを補正することにより、ずれΔPがゼロとなるときの回転位置を算出し、それを回転位置θA(TRUE)とする。この回転位置θA(TRUE)は、試料16の斜面sで裏面反射してから撮像素子14へ向かう戻り光と、平面反射ミラー12で反射した参照光LRとの角度ずれが完全にゼロとなるときのテーブル15aの回転位置である。 Subsequently, the control unit on the basis of the image output by the image sensor 14 in this state, calculates the barycentric coordinates P A of the measurement spot. The calculation method of the barycentric coordinates is as described above. Then, the control unit calculates the barycentric coordinates P A, reference spots were previously measured deviation [Delta] P A between the center of gravity coordinates P R. When the deviation ΔP A is zero, the control unit sets the rotational position θ A as the rotational position θ A (TRUE), and when the deviation ΔP A is not zero, the control unit deviates from the optical path length from the table 15 a to the image element 14. By correcting the rotational position θ A with the angle correction amount Δθ A determined according to ΔP A , the rotational position when the deviation ΔP A becomes zero is calculated, and is set as the rotational position θ A (TRUE) . In this rotational position θ A (TRUE) , the angular deviation between the return light reflected from the back surface of the sample 16 on the inclined surface s 2 and then toward the image sensor 14 and the reference light LR reflected by the planar reflection mirror 12 is completely zero. Is the rotational position of the table 15a.

ステップS17:制御部は、前のステップS16で測定された回転位置θA(TRUE)と、前のステップS14で測定されたθB(TRUE)、θC(TRUE)とを式(2)へ当てはめることにより、試料16の最小偏角θminを算出する。 Step S17: The control unit obtains the rotational position θ A (TRUE) measured in the previous step S16 and θ B (TRUE) and θ C (TRUE) measured in the previous step S14 to Equation (2). By applying, the minimum deviation angle θ min of the sample 16 is calculated.

Figure 0005380889
Figure 0005380889

ステップS18:制御部は、前のステップS17で算出された最小偏角θminと、前のステップS15で算出された頂角αとを式(3)へ当てはめることにより、試料16の屈折率nを算出する。 Step S18: The control unit applies the refractive index n of the sample 16 by applying the minimum deviation angle θ min calculated in the previous step S17 and the apex angle α calculated in the previous step S15 to the equation (3). Is calculated.

Figure 0005380889
Figure 0005380889

ステップS19:制御部は、ステップS16〜ステップS18の処理(屈折率の測定処理)が予め決められた全ての波長について実行済みであるか否かを判別し、実行済みであればステップS21へ進み、実行済みでなければステップS20へ進む。   Step S19: The control unit determines whether or not the processing of steps S16 to S18 (refractive index measurement processing) has been performed for all the predetermined wavelengths, and if it has been performed, proceeds to step S21. If not executed, the process proceeds to step S20.

ステップS20:制御部は、測定光LMの波長を変更してからステップS16へ戻る。したがって、屈折率nは、各波長について順に測定されることになる。   Step S20: The control unit changes the wavelength of the measurement light LM and then returns to step S16. Therefore, the refractive index n is measured in order for each wavelength.

ステップS21:制御部は、順に測定された各波長の屈折率に基づき試料16の分散を算出し、フローを終了する。   Step S21: The control unit calculates the dispersion of the sample 16 based on the refractive index of each wavelength measured in order, and ends the flow.

次に、上述した算出式(2)(最小偏角θminの算出式)を詳しく説明する。 Next, the above-described calculation formula (2) (calculation formula of the minimum deviation angle θ min ) will be described in detail.

図6は、試料16の回転位置θが最小偏角位置にあるときの様子である。この回転位置は、図5(A)に示した回転位置θと図5(B)に示した回転位置θとの間の回転位置に相当する。 FIG. 6 shows a state when the rotational position θ of the sample 16 is at the minimum declination position. The rotational position corresponds to a rotational position between the rotational position theta B shown in rotational position theta A and FIG. 5 (B) shown in FIG. 5 (A).

図6において、試料16の頂点Xを起点とし、かつ頂角αを二等分する線分をXYとおき、試料16を通過中の測定光LMの光路と線分XYとの交点をWとおき、点Wを起点とし、かつ試料16へ入射前の測定光LMの光路と垂直な線分をWZとおくと、試料16の最小偏角θminは、2×∠YWZに等しい。 In FIG. 6, a line segment that starts from the vertex X of the sample 16 and bisects the apex angle α is denoted by XY, and an intersection point of the optical path of the measurement light LM passing through the sample 16 and the line segment XY is denoted by W. When a line segment starting from the point W and perpendicular to the optical path of the measurement light LM before entering the sample 16 is denoted by WZ, the minimum deviation angle θ min of the sample 16 is equal to 2 × ∠YWZ.

そして、試料16へ入射前の測定光LMの光路に対して線分XYが成す角度は、前述した回転位置θB(TRUE)、θA(TRUE)により、(θB(TRUE)−θA(TRUE))で表される。 The angle formed by the line segment XY with respect to the optical path of the measurement light LM before being incident on the sample 16 is (θ B (TRUE) −θ A according to the rotational positions θ B (TRUE) and θ A (TRUE). (TRUE) ).

また、試料16へ入射前の測定光LMの光路に対して線分WZが成す角度は、前述した回転位置θB(TRUE)と前述した頂角αとにより、(θB(TRUE)−α/2)で表される。 The angle formed by the line segment WZ with respect to the optical path of the measurement light LM before entering the sample 16 is (θ B (TRUE) −α based on the rotation position θ B (TRUE) and the vertex angle α described above. / 2).

したがって、試料16の最小偏角θminは、以下の式(4)で表される。 Therefore, the minimum deflection angle θ min of the sample 16 is expressed by the following formula (4).

Figure 0005380889
Figure 0005380889

よって、最小偏角θminが算出式(2)によって算出できることは明らかである。 Therefore, it is clear that the minimum deviation angle θ min can be calculated by the calculation formula (2).

以上、本実施形態の屈折率・分散測定装置は、最小偏角θminの測定に当たり、最小偏角位置を探索する代わりに、試料16で裏面反射してから撮像素子14へ向かう戻り光と、平面反射ミラー12で反射した参照光LRとの角度ずれがゼロとなるようなテーブル15aの回転位置θA(TRUE)を測定する。故に、本実施形態の屈折率・分散測定装置は、屈折率(及び分散)の測定に関する全手順を自動化することができた。 As described above, the refractive index / dispersion measurement apparatus according to the present embodiment, instead of searching for the minimum deflection angle position when measuring the minimum deflection angle θ min , returns light reflected from the back surface of the sample 16 to the image sensor 14, The rotational position θ A (TRUE) of the table 15a is measured such that the angular deviation with respect to the reference light LR reflected by the plane reflection mirror 12 becomes zero. Therefore, the refractive index / dispersion measuring apparatus according to the present embodiment can automate all procedures relating to the measurement of the refractive index (and dispersion).

また、回転位置θA(TRUE)の測定では、最小偏角位置を探索するときのような特殊な光学系や機構を要しないので、頂角αの算出に必要な回転位置θB(TRUE)、θC(TRUE)を測定するための光学系(図1のビームスプリッタ11及びその上流側の光学系)を、そのまま使用することができる。 Further, since the measurement of the rotational position θ A (TRUE) does not require a special optical system or mechanism as in the search for the minimum deviation angle position, the rotational position θ B (TRUE) necessary for calculating the apex angle α. , Θ C (TRUE) can be used as it is (the beam splitter 11 in FIG. 1 and its upstream optical system).

したがって、本実施形態の屈折率・分散測定装置は、回転位置θA(TRUE)、θB(TRUE)、θC(TRUE)の関係を共通の光学系で高精度に求めることができる。よって、屈折率(及び分散)の測定精度も高い。 Therefore, the refractive index / dispersion measurement apparatus of the present embodiment can obtain the relationship between the rotational positions θ A (TRUE) , θ B (TRUE) , and θ C (TRUE) with high accuracy with a common optical system. Therefore, the measurement accuracy of the refractive index (and dispersion) is also high.

因みに、回転位置θA(TRUE)、θB(TRUE)、θC(TRUE)を共通の光学系で測定する場合、試料16における測定光LMの投光位置も各測定間で略一致するので、斜面s、sの面精度が屈折率(及び分散)の測定精度に与える影響も少ないと考えられる。 Incidentally, when the rotational positions θ A (TRUE) , θ B (TRUE) , and θ C (TRUE) are measured with a common optical system, the light projection position of the measurement light LM on the sample 16 also substantially matches between the measurements. It is considered that the surface accuracy of the slopes s 1 and s 2 has little influence on the measurement accuracy of the refractive index (and dispersion).

また、本実施形態の屈折率・分散測定装置は、前述したとおり特殊な光学系や機構を要しないので、装置内の誤差要因が抑えられるといった利点もある。   In addition, the refractive index / dispersion measurement apparatus according to the present embodiment does not require a special optical system or mechanism as described above, and therefore has an advantage that error factors in the apparatus can be suppressed.

また、本実施形態の屈折率・分散測定装置は、前述したとおり特殊な光学系や機構を要しないので、仮にVUV波長域の屈折率(及び分散)を測定する場合であっても、N2パージ容積を抑えつつ、N2揺らぎによる測定誤差を抑えることができる。   In addition, since the refractive index / dispersion measuring apparatus according to the present embodiment does not require a special optical system or mechanism as described above, even if the refractive index (and dispersion) in the VUV wavelength region is measured, the N2 purge is performed. Measurement error due to N2 fluctuation can be suppressed while suppressing the volume.

次に、本実施形態の補足を述べる。   Next, the supplement of this embodiment is described.

上述した本実施形態の屈折率・分散測定装置は、遮光壁4の開口部にピンホール板8を設けたが、ピンホール板8の代わりにスリット板を設けても構わない。   In the refractive index / dispersion measuring apparatus of the present embodiment described above, the pinhole plate 8 is provided at the opening of the light shielding wall 4, but a slit plate may be provided instead of the pinhole plate 8.

また、本実施形態の屈折率・分散測定装置は、光源を内蔵したタイプの測定装置であるが、光源を内蔵していないタイプの測定装置であってもよい。その場合は、測定装置の外部に配置された光源から、ファイバなどの導光手段で光源からの射出光を測定装置の内部へ導入すればよい。   Further, the refractive index / dispersion measuring apparatus of the present embodiment is a type of measuring apparatus with a built-in light source, but may be a type of measuring apparatus without a built-in light source. In that case, the light emitted from the light source may be introduced into the measuring device from a light source disposed outside the measuring device by a light guide means such as a fiber.

また、本実施形態の屈折率・分散測定装置は、測定スポットの重心座標と参照スポットの重心座標とのずれΔPがゼロとなるようなテーブル15aの回転位置を、ずれΔPに応じた補正演算により算出したが、そのような回転位置を実際に探索してもよいことは言うまでもない。   In addition, the refractive index / dispersion measuring apparatus of the present embodiment uses the correction calculation according to the deviation ΔP to rotate the table 15a so that the deviation ΔP between the center of gravity coordinates of the measurement spot and the center of gravity of the reference spot becomes zero. Although calculated, it goes without saying that such a rotational position may be actually searched.

その場合、上述したステップS14における制御部は、回転位置θの近傍でテーブル15aを微小角度ずつ回転させながらずれΔPを監視し、ずれΔPがゼロとなったときにおけるテーブル15aの回転位置を、回転位置θB(TRUE)とすればよい。また、上述したステップS14における制御部は、回転位置θの近傍でテーブル15aを微小角度ずつ回転させながらずれΔPを監視し、ずれΔPがゼロとなったときにおけるテーブル15aの回転位置を、回転位置θC(TRUE)とすればよい。また、上述したステップS16における制御部は、回転位置θの近傍でテーブル15aを微小角度ずつ回転させながらずれΔPを監視し、ずれΔPがゼロとなったときにおけるテーブル15aの回転位置を、回転位置θA(TRUE)とすればよい。 In that case, the control unit in step S14 described above monitors the shift ΔP B while rotating the table 15a by a minute angle in the vicinity of the rotational position θ B , and the rotational position of the table 15a when the shift ΔP B becomes zero. May be the rotational position θ B (TRUE) . The control unit in step S14 described above, a table 15a in the vicinity of the rotational position theta C monitor [Delta] P C shift while rotating by a small angle, the rotational position of the table 15a at the time when the deviation [Delta] P C is zero The rotation position θ C (TRUE) may be used. The control unit in step S16 described above, a table 15a in the vicinity of the rotational position theta A monitor [Delta] P A shift while rotating by a small angle, the rotational position of the table 15a at the time when the deviation [Delta] P A is zero The rotation position θ A (TRUE) may be used.

また、本実施形態の屈折率・分散測定装置は、試料16からの戻り光と、平面反射ミラー12で反射した参照光LRとの角度関係を検出するために撮像素子14を使用したが、ラインセンサや分割測光素子などの他の光検出素子を使用してもよい。   Further, the refractive index / dispersion measurement apparatus according to the present embodiment uses the image sensor 14 to detect the angular relationship between the return light from the sample 16 and the reference light LR reflected by the plane reflection mirror 12. Other light detection elements such as sensors and split photometry elements may be used.

また、例えば、撮像素子14の代わりに、図7に示すように、結像光学系141、スリット板142、光検出素子143の組み合わせからなる検出光学系を使用してもよい。この検出光学系において、平面反射ミラー12で反射した参照光LRは、ビームスプリッタ11を介して結像光学系141へ入射し、その結像光学系141によってスリット板142のスリットの近傍へ集光する。そして、スリットを通過すると、光検出素子143に入射する。   Further, for example, instead of the image sensor 14, as shown in FIG. 7, a detection optical system including a combination of an imaging optical system 141, a slit plate 142, and a light detection element 143 may be used. In this detection optical system, the reference light LR reflected by the plane reflection mirror 12 enters the imaging optical system 141 via the beam splitter 11, and is condensed near the slit of the slit plate 142 by the imaging optical system 141. To do. Then, after passing through the slit, it enters the light detection element 143.

ここで、スリット板142のスリットは、縦方向を向いている(なお、縦方向とは、測定光LMの光路が形成される平面に対して垂直な方向のことである。)。そして、スリット板142の横位置は、結像光学系141の集光点にスリットが配置されるように、屈折率・分散の測定前に予め調整される。なお、この調整時には、シャッター13は開放され、試料16はテーブル15aから外される。また、調整が終了すると、シャッター13は閉鎖される。   Here, the slits of the slit plate 142 face the vertical direction (note that the vertical direction is a direction perpendicular to the plane on which the optical path of the measurement light LM is formed). The lateral position of the slit plate 142 is adjusted in advance before measuring the refractive index and dispersion so that the slit is disposed at the condensing point of the imaging optical system 141. During this adjustment, the shutter 13 is opened and the sample 16 is removed from the table 15a. When the adjustment is completed, the shutter 13 is closed.

したがって、この光学系の光検出素子143は、試料16からの戻り光と、平面反射ミラー12で反射した参照光LRとのスリット板142上の横ずれがゼロになったときにのみ、一定強度の信号を出力する。そして、この光学系を使用する場合、制御部が探索する対象は、その横ずれがゼロとなったときにおけるテーブル15aの回転位置である。   Therefore, the light detection element 143 of this optical system has a constant intensity only when the lateral deviation on the slit plate 142 between the return light from the sample 16 and the reference light LR reflected by the plane reflection mirror 12 becomes zero. Output a signal. When this optical system is used, the object searched by the control unit is the rotational position of the table 15a when the lateral deviation becomes zero.

図1は、屈折率・分散測定装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refractive index / dispersion measuring apparatus. 図2は、屈折率・分散の測定に関する制御部の動作フローである。FIG. 2 is an operation flow of the control unit relating to the measurement of refractive index / dispersion. 図3は、フローの開始時点における試料16の状態を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the state of the sample 16 at the start of the flow. 図4は、θ−Iカーブの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the θ-I curve. 図5は、回転位置θ、θ、θ、θを説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the rotational positions θ A , θ B , θ C , and θ D. 図6は、試料16の回転位置θが最小偏角位置にあるときの様子である。FIG. 6 shows a state when the rotational position θ of the sample 16 is at the minimum declination position. 図7は、試料16からの戻り光と参照光LRとの角度ずれの有無を検出する光学系の一例である。FIG. 7 is an example of an optical system that detects the presence or absence of an angle shift between the return light from the sample 16 and the reference light LR.

符号の説明Explanation of symbols

6…光源、5…光源の切替機構、7…波長選択板、17…選択波長の切替機構、8…ピンホール板、9…コリメータミラー、10…絞り、11…ビームスプリッタ、14…撮像素子、12…平面反射ミラー、13…シャッター、15…ステージ、15a…テーブル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 ... Light source, 5 ... Light source switching mechanism, 7 ... Wavelength selection plate, 17 ... Selection wavelength switching mechanism, 8 ... Pinhole plate, 9 ... Collimator mirror, 10 ... Aperture, 11 ... Beam splitter, 14 ... Image sensor, 12 ... Planar reflection mirror, 13 ... Shutter, 15 ... Stage, 15a ... Table

Claims (4)

プリズム状の測定対象物へ測定光を投光する投光光学系と、
前記測定光に対する前記測定対象物の配置角度を変化させる回転台と、
前記測定対象物から戻る戻り光と前記測定光との角度関係を検出する検出光学系と
を使用した屈折率測定方法であって、
前記測定対象物の一方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面を通過してから他方の斜面で裏面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手順と、
前記測定対象物の前記一方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面で表面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手順と、
前記測定対象物の前記他方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面で表面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手順と、
前記回転位置θと前記回転位置θと前記回転位置θ以下の式とに基づき前記測定対象物の屈折率nを算出する手順と含む
Figure 0005380889
ことを特徴とする屈折率測定方法。
A projection optical system for projecting measurement light onto a prism-shaped measurement object;
A turntable for changing an arrangement angle of the measurement object with respect to the measurement light;
A refractive index measurement method using a detection optical system that detects an angular relationship between return light returning from the measurement object and the measurement light,
The rotation so that the measurement light is projected onto one slope of the measurement object, and the angular deviation between the return light reflected by the back surface on the other slope after passing through the slope and the measurement light becomes zero A procedure for detecting the rotational position θ 1 of the table;
The rotation position θ 2 of the turntable is set so that the measurement light is projected onto the one slope of the measurement object, and the angular deviation between the return light reflected on the slope and the measurement light is zero. Steps to detect,
The rotation position θ 3 of the turntable is set so that the measurement light is projected onto the other slope of the measurement object, and the angular deviation between the return light reflected on the slope and the measurement light is zero. Steps to detect,
And a procedure of calculating a refractive index n of the object to be measured based on the following equation the rotational position theta 1 and the rotational position theta 2 and the rotational position theta 3
Figure 0005380889
A method for measuring a refractive index.
請求項1記載の屈折率測定方法を利用した
ことを特徴とする分散測定方法。
Dispersion measurement method characterized by utilizing the refractive index measuring method according to claim 1.
プリズム状の測定対象物へ測定光を投光する投光光学系と、
前記測定光に対する前記測定対象物の配置角度を変化させる回転台と、
前記測定対象物から戻る戻り光と前記測定光との角度関係を検出する検出光学系と、
前記投光光学系、前記回転台、前記検出光学系を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記測定対象物の一方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面を通過してから他方の斜面で裏面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手段と、
前記測定対象物の前記一方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面で表面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手段と、
前記測定対象物の前記他方の斜面へ前記測定光を投光すると共に、その斜面で表面反射した戻り光と前記測定光との角度ずれがゼロとなるような前記回転台の回転位置θを検出する手段と、
前記回転位置θと前記回転位置θと前記回転位置θ以下の式とに基づき前記測定対象物の屈折率nを算出する手段と有する
Figure 0005380889
ことを特徴とする屈折率測定装置。
A projection optical system for projecting measurement light onto a prism-shaped measurement object;
A turntable for changing an arrangement angle of the measurement object with respect to the measurement light;
A detection optical system for detecting an angular relationship between the return light returning from the measurement object and the measurement light;
Control means for controlling the projection optical system, the turntable, and the detection optical system,
The control means includes
The rotation so that the measurement light is projected onto one slope of the measurement object, and the angular deviation between the return light reflected by the back surface on the other slope after passing through the slope and the measurement light becomes zero Means for detecting the rotational position θ 1 of the table;
The rotation position θ 2 of the turntable is set so that the measurement light is projected onto the one slope of the measurement object, and the angular deviation between the return light reflected on the slope and the measurement light is zero. Means for detecting;
The rotation position θ 3 of the turntable is set so that the measurement light is projected onto the other slope of the measurement object, and the angular deviation between the return light reflected on the slope and the measurement light is zero. Means for detecting;
And means for calculating the refractive index n of the object to be measured based on the following equation the rotational position theta 1 and the rotational position theta 2 and the rotational position theta 3
Figure 0005380889
A refractive index measuring apparatus characterized by the above.
請求項に記載の屈折率測定装置を備えた
ことを特徴とする分散測定装置。
A dispersion measuring apparatus comprising the refractive index measuring apparatus according to claim 3 .
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