JPH0153408B2 - - Google Patents
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- JPH0153408B2 JPH0153408B2 JP11468181A JP11468181A JPH0153408B2 JP H0153408 B2 JPH0153408 B2 JP H0153408B2 JP 11468181 A JP11468181 A JP 11468181A JP 11468181 A JP11468181 A JP 11468181A JP H0153408 B2 JPH0153408 B2 JP H0153408B2
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- grating
- side diffraction
- interference fringes
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- LFEUVBZXUFMACD-UHFFFAOYSA-H lead(2+);trioxido(oxo)-$l^{5}-arsane Chemical compound [Pb+2].[Pb+2].[Pb+2].[O-][As]([O-])([O-])=O.[O-][As]([O-])([O-])=O LFEUVBZXUFMACD-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 12
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
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- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/42—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect
- G02B27/4205—Diffraction optics, i.e. systems including a diffractive element being designed for providing a diffractive effect having a diffractive optical element [DOE] contributing to image formation, e.g. whereby modulation transfer function MTF or optical aberrations are relevant
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、参照波面が平面波の場合に、得られ
る等間隔平行干渉縞の方向とシエアの方向が一致
することを可能とすると共に、球面波の場合でも
その近軸成分に対する等間隔平行干渉縞の方向を
一致させることも可能なタルボ干渉計に関するも
のである。
る等間隔平行干渉縞の方向とシエアの方向が一致
することを可能とすると共に、球面波の場合でも
その近軸成分に対する等間隔平行干渉縞の方向を
一致させることも可能なタルボ干渉計に関するも
のである。
タルボ干渉計とは、コリメイトされた光と２枚
の格子によつて構成され、タルボ効果とモアリ技
術を利用した干渉計である。このタルボ効果は、
コリメートされた光で入射側回折格子を照明する
と発生した回折光同志の重ね合せの結果、格子の
後方2md2／λの位置に格子の直後と全く同じ光
の強度分布が得られ、後方（2m＋１）d2／λの
位置には格子の白黒を反転した像が得られるもの
である。尚、ここではｍは整数、ｄは格子ピツ
チ、λは光の波長である。このようにして得られ
た像はフーリエ像と呼ばれ、入射側回折格子とそ
の後方md2／λにあるフーリエ像との間に位相物
体を挿入するとフーリエ像が変形する。この変形
したフーリエ像に射出側回折格子を重ね合せてモ
アレ縞を発生させ、フーリエ像の変形を拡大検出
するのがタルボ干渉計の原理である。
の格子によつて構成され、タルボ効果とモアリ技
術を利用した干渉計である。このタルボ効果は、
コリメートされた光で入射側回折格子を照明する
と発生した回折光同志の重ね合せの結果、格子の
後方2md2／λの位置に格子の直後と全く同じ光
の強度分布が得られ、後方（2m＋１）d2／λの
位置には格子の白黒を反転した像が得られるもの
である。尚、ここではｍは整数、ｄは格子ピツ
チ、λは光の波長である。このようにして得られ
た像はフーリエ像と呼ばれ、入射側回折格子とそ
の後方md2／λにあるフーリエ像との間に位相物
体を挿入するとフーリエ像が変形する。この変形
したフーリエ像に射出側回折格子を重ね合せてモ
アレ縞を発生させ、フーリエ像の変形を拡大検出
するのがタルボ干渉計の原理である。
このタルボ干渉計は、横ずらしのシエアリング
干渉計の一種として知られている。一般にこの種
の干渉計に於いては平面波や、球面波の近軸成分
に対応する干渉縞を等間隔平行縞とし、その縞の
方向とシエアの方向を一致させた場合が有用な方
法とされている。以下の説明に於いては、参照平
面波や参照球面波に対応する等間隔平行干渉縞を
基準干渉縞と称することにする。
干渉計の一種として知られている。一般にこの種
の干渉計に於いては平面波や、球面波の近軸成分
に対応する干渉縞を等間隔平行縞とし、その縞の
方向とシエアの方向を一致させた場合が有用な方
法とされている。以下の説明に於いては、参照平
面波や参照球面波に対応する等間隔平行干渉縞を
基準干渉縞と称することにする。
タルボ干渉計は参照波面を平面波とする場合に
は一般に第１図に示すような構成となつている。
即ち、光源ランプ１、コンデンサーレンズ２（２
ａ，２ｂ）、フイルタ３、拡散板４、ピンホール
５から成る光源部６から射出された光が、ピンホ
ール５に焦点を有するコリメータレンズ７に入光
し光軸に平行な光線束となり、入射側回折格子
８、射出側回折格子９を経由して観察スクリーン
１０に到達する。試料１１は入射側回折格子８と
射出側回折格子９の間に挿入されるが、試料１１
を光源部６と入射側回折格子８の中間に配置する
場合もある。試料１１としては例えばレンズと
し、その収差や脈理を観察することができる。
又、参照波面を球面波とする場合はピンホール５
をコリメータレンズ７の焦点からデイフオーカス
した位置に配置することによつて行なわれる。
は一般に第１図に示すような構成となつている。
即ち、光源ランプ１、コンデンサーレンズ２（２
ａ，２ｂ）、フイルタ３、拡散板４、ピンホール
５から成る光源部６から射出された光が、ピンホ
ール５に焦点を有するコリメータレンズ７に入光
し光軸に平行な光線束となり、入射側回折格子
８、射出側回折格子９を経由して観察スクリーン
１０に到達する。試料１１は入射側回折格子８と
射出側回折格子９の間に挿入されるが、試料１１
を光源部６と入射側回折格子８の中間に配置する
場合もある。試料１１としては例えばレンズと
し、その収差や脈理を観察することができる。
又、参照波面を球面波とする場合はピンホール５
をコリメータレンズ７の焦点からデイフオーカス
した位置に配置することによつて行なわれる。
入射側回折格子８及び射出側回折格子９は格子
ピツチをｄとし、その逆数１／ｄを基本周波数と
し、格子８，９同志は距離l1だけ離れて配置され
ている。座標軸として入射側回折格子８の格子方
向と平行なｙ軸、格子方向と直交する方向にｘ軸
をとる。実際の干渉計の操作に於いてはモアレ縞
を明瞭に現出させるために、射出側回折格子９の
格子方向をｙ軸に対して光軸Ｃを回転軸として時
計廻りに若干の角度αだけ回転して使用する。試
料１１は射出側回折格子９から光源部６の方向に
距離l2の位置に置くものとする。又、入射側回折
格子８によつて生ずる回折光のうち、０次回折光
が、試料１１を通過して観察スクリーン１０で得
られる位相分布をｗ（ｘ、ｙ）とする。このよう
な構成に於いて、参照波面を平面波とする場合に
得られる干渉パターンは、 ｘ（１−cosα）＋ysinα−（∂w／∂x）l3 ＝ｍ・ｄ＋定数 但しｍ＝０、±１、±２、… l3＝l1…（l1≦l2） l2…（l1＞l2） で表わされる曲線群となることが知られている。
これはシエアリング干渉パターンであるが、参照
平面波に対する基準干渉縞は傾きを（cosα−
１）／sinαとする等間隔平行干渉縞である。これ
は通常の構成では、シエアの方向、即ちｘ軸の方
向と参照平面波に対する基準干渉縞の方向とが一
致し得ないことを示している。このため、方向の
不一致を計算で補正するか、測定誤差として無視
し得る程度に使用範囲を制限しなければならな
い。
ピツチをｄとし、その逆数１／ｄを基本周波数と
し、格子８，９同志は距離l1だけ離れて配置され
ている。座標軸として入射側回折格子８の格子方
向と平行なｙ軸、格子方向と直交する方向にｘ軸
をとる。実際の干渉計の操作に於いてはモアレ縞
を明瞭に現出させるために、射出側回折格子９の
格子方向をｙ軸に対して光軸Ｃを回転軸として時
計廻りに若干の角度αだけ回転して使用する。試
料１１は射出側回折格子９から光源部６の方向に
距離l2の位置に置くものとする。又、入射側回折
格子８によつて生ずる回折光のうち、０次回折光
が、試料１１を通過して観察スクリーン１０で得
られる位相分布をｗ（ｘ、ｙ）とする。このよう
な構成に於いて、参照波面を平面波とする場合に
得られる干渉パターンは、 ｘ（１−cosα）＋ysinα−（∂w／∂x）l3 ＝ｍ・ｄ＋定数 但しｍ＝０、±１、±２、… l3＝l1…（l1≦l2） l2…（l1＞l2） で表わされる曲線群となることが知られている。
これはシエアリング干渉パターンであるが、参照
平面波に対する基準干渉縞は傾きを（cosα−
１）／sinαとする等間隔平行干渉縞である。これ
は通常の構成では、シエアの方向、即ちｘ軸の方
向と参照平面波に対する基準干渉縞の方向とが一
致し得ないことを示している。このため、方向の
不一致を計算で補正するか、測定誤差として無視
し得る程度に使用範囲を制限しなければならな
い。
本発明の目的は、上述の従来装置を改良し、参
照平面波に対応する基準干渉縞とシエアの方向を
一致させ、傾きの補正を要しないタルボ干渉計を
提供することにあり、その要旨は、所定の間隔を
もつて対向して配置された入射側回折格子及び射
出側回折格子の格子ピツチをそれぞれd1及びd2
（但しd1＞d2）とし、格子同志を光軸を中心に相
対的に角度α傾けた場合に、cosα＝d2／d1なる関
係を有するようにしたことを特徴とするものであ
る。
照平面波に対応する基準干渉縞とシエアの方向を
一致させ、傾きの補正を要しないタルボ干渉計を
提供することにあり、その要旨は、所定の間隔を
もつて対向して配置された入射側回折格子及び射
出側回折格子の格子ピツチをそれぞれd1及びd2
（但しd1＞d2）とし、格子同志を光軸を中心に相
対的に角度α傾けた場合に、cosα＝d2／d1なる関
係を有するようにしたことを特徴とするものであ
る。
本発明を第３図以下に図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
入射側回折格子１２の格子ピツチをd1、射出側
回折格子１３の格子ピツチをd2（ただしd1＞d2）
とし、これらの基本周波数は格子ピツチの逆数で
ある１／d1、１／d2となつている。回折格子１
２，１３同志の間隔は第２図の場合と同様にl1、
回折格子１３から試料１１までの距離をl2とす
る。座標軸として入射側回折格子１２の格子方向
と平行にｙ軸、格子方向に直交してｘ軸をとり、
射出側回折格子１３の格子方向はｙ軸に対して、
前述したように光軸Ｃを回転軸として時計方向に
角度αだけ回転しているものとする。このような
格子１２，１３を使用すると、参照波面を平面と
する場合に観察スクリーン１０で観察される干渉
パターンは、 （１／d1−cosα／d2）ｘ＋（sinα／d2）ｙ−（１／
d1）・（∂w／∂x）l3＝ｍ＋定数 但しｍ＝０、±１、±２、… l3＝l1…（l1≦l2） l2…（l1＞l2） で表わされる曲線群となる。ここで射出側回折格
子１３の回転角αを調節して、第１項の係数が０
となるように、cosα＝d2／d1なる関係が得られる
ようにする。これは格子ピツチをd1＞d2としてあ
ることから実現可能である。かくすることによ
り、干渉パターンは、 （sinα／d2）ｙ−（１／d1）・（∂w／∂x）l3＝１
＋定数 となるから、対応する基準干渉縞は、ｘ軸に平行
で間隔がd2／sinαの等間隔平行干渉縞となり、シ
エアの方向と一致し所望の性質が得られることに
なる。
回折格子１３の格子ピツチをd2（ただしd1＞d2）
とし、これらの基本周波数は格子ピツチの逆数で
ある１／d1、１／d2となつている。回折格子１
２，１３同志の間隔は第２図の場合と同様にl1、
回折格子１３から試料１１までの距離をl2とす
る。座標軸として入射側回折格子１２の格子方向
と平行にｙ軸、格子方向に直交してｘ軸をとり、
射出側回折格子１３の格子方向はｙ軸に対して、
前述したように光軸Ｃを回転軸として時計方向に
角度αだけ回転しているものとする。このような
格子１２，１３を使用すると、参照波面を平面と
する場合に観察スクリーン１０で観察される干渉
パターンは、 （１／d1−cosα／d2）ｘ＋（sinα／d2）ｙ−（１／
d1）・（∂w／∂x）l3＝ｍ＋定数 但しｍ＝０、±１、±２、… l3＝l1…（l1≦l2） l2…（l1＞l2） で表わされる曲線群となる。ここで射出側回折格
子１３の回転角αを調節して、第１項の係数が０
となるように、cosα＝d2／d1なる関係が得られる
ようにする。これは格子ピツチをd1＞d2としてあ
ることから実現可能である。かくすることによ
り、干渉パターンは、 （sinα／d2）ｙ−（１／d1）・（∂w／∂x）l3＝１
＋定数 となるから、対応する基準干渉縞は、ｘ軸に平行
で間隔がd2／sinαの等間隔平行干渉縞となり、シ
エアの方向と一致し所望の性質が得られることに
なる。
又、上述のような構成であるから、球面波の近
軸成分に対する等間隔平行干渉縞と、シエアの方
向を一致させることも可能である。参照波面とし
て、球面波の近軸成分を用いた場合に得られる干
渉縞は、 ｛（l1／d1）・（１／Ｒ）＋（１／d1）−（cosα＝d
2）｝ｘ＋（sinα／d2）ｙ−（１／d1） ・（∂w／∂x）l3＝ｍ＋定数 但しｍ＝０、±１、±２、… l3＝l1…（l1≦l2） l2…（l1＞l2） Ｒは射出側回折格子１３を頂点としたときの球
面波の曲率半径であり、曲率中心が、射出側回折
格子１３より光源部６の側にあるときは負の値、
その反対側にあるときは正の値 となる。従つて、cosα≠d2／d1のときは、曲率半
径が、 Ｒ＝（l1／d1）｛（cosα／d2）−（１／d1）｝-1 なる球面波の近軸成分に対応する基準干渉縞と、
シエアの方向とを一致させることができる。これ
はレンズ等の球面収差を、有限距離の結像条件で
測定する場合に有用な性質である。
軸成分に対する等間隔平行干渉縞と、シエアの方
向を一致させることも可能である。参照波面とし
て、球面波の近軸成分を用いた場合に得られる干
渉縞は、 ｛（l1／d1）・（１／Ｒ）＋（１／d1）−（cosα＝d
2）｝ｘ＋（sinα／d2）ｙ−（１／d1） ・（∂w／∂x）l3＝ｍ＋定数 但しｍ＝０、±１、±２、… l3＝l1…（l1≦l2） l2…（l1＞l2） Ｒは射出側回折格子１３を頂点としたときの球
面波の曲率半径であり、曲率中心が、射出側回折
格子１３より光源部６の側にあるときは負の値、
その反対側にあるときは正の値 となる。従つて、cosα≠d2／d1のときは、曲率半
径が、 Ｒ＝（l1／d1）｛（cosα／d2）−（１／d1）｝-1 なる球面波の近軸成分に対応する基準干渉縞と、
シエアの方向とを一致させることができる。これ
はレンズ等の球面収差を、有限距離の結像条件で
測定する場合に有用な性質である。
第５図の実施例は第３図の構成図からコリメー
タレンズ７及び試料１１を取り除き、光源部６と
入射側回折格子１２との間に被検レンズ１４を配
置し、被検レンズ１４の共役な結像点の一方が無
限遠にある場合の球面収差を測定する構成図であ
る。回折格子１２，１３は前述したようなcosα
＝d2／d1なる関係を有しており、被検レンズ１４
は、その焦点位置とピンホール５が一致するよう
に光軸Ｃ上に配置する。このとき参照波面は平面
波でその基準干渉縞と、シエアの方向は一致して
いるから、光軸Ｃを通る干渉縞とｘ軸との偏差
は、球面収差の横収差量に直接比例する量とな
る。又、縦収差量については、光源部６にを光軸
に沿つて前後に移動し、被検レンズ１４に対して
デイフオーカスを与えることによつて、干渉縞は
光軸Ｃを中心として回転する。このときのデイフ
オーカス量に対して、光軸Ｃを通る干渉縞とｘ軸
との交点をプロツトすれば、これは、とりも直さ
ず球面収差の縦収差量である。このように本実施
例によれば、基準干渉縞の傾きを補正することな
く球面収差を測定することが可能となる。
タレンズ７及び試料１１を取り除き、光源部６と
入射側回折格子１２との間に被検レンズ１４を配
置し、被検レンズ１４の共役な結像点の一方が無
限遠にある場合の球面収差を測定する構成図であ
る。回折格子１２，１３は前述したようなcosα
＝d2／d1なる関係を有しており、被検レンズ１４
は、その焦点位置とピンホール５が一致するよう
に光軸Ｃ上に配置する。このとき参照波面は平面
波でその基準干渉縞と、シエアの方向は一致して
いるから、光軸Ｃを通る干渉縞とｘ軸との偏差
は、球面収差の横収差量に直接比例する量とな
る。又、縦収差量については、光源部６にを光軸
に沿つて前後に移動し、被検レンズ１４に対して
デイフオーカスを与えることによつて、干渉縞は
光軸Ｃを中心として回転する。このときのデイフ
オーカス量に対して、光軸Ｃを通る干渉縞とｘ軸
との交点をプロツトすれば、これは、とりも直さ
ず球面収差の縦収差量である。このように本実施
例によれば、基準干渉縞の傾きを補正することな
く球面収差を測定することが可能となる。
第６図の実施例は、有限距離の結像条件でのレ
ンズの球面収差を測定する場合の構成図である。
被検レンズ１４はその共役な結像点の一方と、ピ
ンホール５が一致するように、光軸Ｃ上に配置す
る。又、もう一方の共役な結像点Ｐと、参照球面
波の球の中心が一致するように、回折格子１２，
１３は、 Ｒ＝（l1／d1）｛（cosα／d2）−（１／d1）｝-1 但しＲは射出側回折格子１３が測つた結像点Ｐ
の距離 なる関係を有する配置とする。このとき結像点Ｐ
に対応する球面波が基準干渉縞となりシエアの方
向と一致するので、第５図の場合と同様にしてレ
ンズの球面収差を測定することができる。
ンズの球面収差を測定する場合の構成図である。
被検レンズ１４はその共役な結像点の一方と、ピ
ンホール５が一致するように、光軸Ｃ上に配置す
る。又、もう一方の共役な結像点Ｐと、参照球面
波の球の中心が一致するように、回折格子１２，
１３は、 Ｒ＝（l1／d1）｛（cosα／d2）−（１／d1）｝-1 但しＲは射出側回折格子１３が測つた結像点Ｐ
の距離 なる関係を有する配置とする。このとき結像点Ｐ
に対応する球面波が基準干渉縞となりシエアの方
向と一致するので、第５図の場合と同様にしてレ
ンズの球面収差を測定することができる。
本発明に係るタルボ干渉計は、上述のように格
子同志の角度とピツチを所定の関係に調整するこ
とにより、平面波に対応する基準干渉縞の方向
と、シエアの方向を一致させることができるので
傾きの補正をする必要がなく、射出側回折格子の
基本周波数と角度を選ぶことによつて所望のピツ
チを持つ基準干渉縞を得ることができる。又、球
面波に対応する基準干渉縞も得ることができる。
子同志の角度とピツチを所定の関係に調整するこ
とにより、平面波に対応する基準干渉縞の方向
と、シエアの方向を一致させることができるので
傾きの補正をする必要がなく、射出側回折格子の
基本周波数と角度を選ぶことによつて所望のピツ
チを持つ基準干渉縞を得ることができる。又、球
面波に対応する基準干渉縞も得ることができる。
第１図は、通常のタルボ干渉計の構成図、第２
図はその回折格子の斜視図、第３図以下は本発明
に係るタルボ干渉計の実施例であり、第３図はそ
の構成図、第４図は回折格子の斜視図、第５図及
び第６図はレンズの球面収差を測定する場合の構
成図である。 符号６は光源部、７はコリメータレンズ、１０
は観察スクリーン、１１は試料、１２は入射側回
折格子、１３は射出側回折格子、１４は被検レン
ズ、d1は入射側回折格子の格子ピツチ、d2は射出
側回折格子の格子ピツチ、l1は入射側回折格子と
射出側回折格子との距離、l2は試料と射出側回折
格子との距離、Ｐは結像点である。
図はその回折格子の斜視図、第３図以下は本発明
に係るタルボ干渉計の実施例であり、第３図はそ
の構成図、第４図は回折格子の斜視図、第５図及
び第６図はレンズの球面収差を測定する場合の構
成図である。 符号６は光源部、７はコリメータレンズ、１０
は観察スクリーン、１１は試料、１２は入射側回
折格子、１３は射出側回折格子、１４は被検レン
ズ、d1は入射側回折格子の格子ピツチ、d2は射出
側回折格子の格子ピツチ、l1は入射側回折格子と
射出側回折格子との距離、l2は試料と射出側回折
格子との距離、Ｐは結像点である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定の間隔をもつて対向して配置された入射
側回折格子及び射出側回折格子の格子ピツチをそ
れぞれd1及びd2（但しd1＞d2）とし、格子同志を
光軸を中心に相対的に角度α傾けた場合に、
cosα＝d2／d1なる関係を有するようにしたことを
特徴とするタルボ干渉計。 ２ 入射側回折格子の格子方向を鉛直方向とし、
射出側回折格子の格子方向を鉛直線から角度α傾
け基準干渉縞が水平方向に現出するようにした特
許請求の範囲第１項に記載のタルボ干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11468181A JPS5816216A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | タルボ干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11468181A JPS5816216A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | タルボ干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5816216A JPS5816216A (ja) | 1983-01-29 |
| JPH0153408B2 true JPH0153408B2 (ja) | 1989-11-14 |
Family
ID=14643966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11468181A Granted JPS5816216A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | タルボ干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5816216A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60247133A (ja) * | 1984-05-22 | 1985-12-06 | Yoshiaki Nakano | モアレ縞によるレンズの焦点距離測定法 |
| TW550377B (en) * | 2000-02-23 | 2003-09-01 | Zeiss Stiftung | Apparatus for wave-front detection |
| EP1333260A3 (en) | 2002-01-31 | 2004-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Phase measuring method and apparatus |
| US6867846B2 (en) | 2003-01-15 | 2005-03-15 | Asml Holding Nv | Tailored reflecting diffractor for EUV lithographic system aberration measurement |
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-
1981
- 1981-07-22 JP JP11468181A patent/JPS5816216A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5816216A (ja) | 1983-01-29 |
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