JPH04161803A - Two-dimensional light phase information detector - Google Patents

Two-dimensional light phase information detector

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JPH04161803A
JPH04161803A JP28939790A JP28939790A JPH04161803A JP H04161803 A JPH04161803 A JP H04161803A JP 28939790 A JP28939790 A JP 28939790A JP 28939790 A JP28939790 A JP 28939790A JP H04161803 A JPH04161803 A JP H04161803A
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impinged
signal
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豊彦 谷田貝
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勉 原
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Abstract

PURPOSE:To achieve measurement of a wave front and a phase difference and the like at a high accuracy by performing a parallel processing of first and second two-dimensional signals from a photoheterodyne interference means to obtain a phase difference. CONSTITUTION:First reading light obtained as an input sample light IN1 from a photoheterodyne interferometer impinged into the side of a photoconductor of an LCLV26a to be collimated is impinged into the side of a liquid crystal of an element 26a through a half mirror 26b and the reflected light thereof is impinged into a half mirror 30. On the other hand, an IN2 from the interferometer having an optical plane arranged therein is impinged into the side of the photoconductor of an LCLV 28b while a second reading light is impinged into the liquid crystal side of an element 28a through a half mirror 28b and the reflected light thereof is impinged into the half mirror 30. Two pieces of binary coded light information are made incident on the liquid crystal side of an LCLV32a and a third reading light is impinged likewise. An output light reflected with the liquid crystal is turned to a logic OR signal as the sum of pieces of information sliced. The signal is integrated with a CCD array 34 and converted into an electric charge corresponding to a phase difference of intensity modulation light from the interferometer. The use of a coherent light source as the reading light enables the prevention of the formation of an interference fringe.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ヘテロダイン干渉法を用いた2次元光位相
検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a two-dimensional optical phase detection device using optical heterodyne interferometry.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

2次元的な光位相情報を高精度に検出する従来の装置と
して、例えば高精度干渉測定装置が存在する。第6図は
、その−例である光ヘテロダイン干渉計の構成を示した
図である。
As a conventional device for detecting two-dimensional optical phase information with high precision, there is, for example, a high-precision interference measurement device. FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an optical heterodyne interferometer as an example.

図に示すように、光ヘテロダイン干渉計はトワイマング
リーン干渉計を用いて構成される。ビームエキスパンダ
2は、周波数foのレーザー光の径を拡張してビームス
プリッタ4に入射させる。
As shown in the figure, the optical heterodyne interferometer is constructed using a Twyman Green interferometer. The beam expander 2 expands the diameter of the laser beam having the frequency fo and makes it incident on the beam splitter 4 .

ビームスプリッタ4に入射したレーザー光は、2つの光
路に分割されて互いに垂直方向に進行する。
The laser light incident on the beam splitter 4 is split into two optical paths that travel in directions perpendicular to each other.

図面上方に進んだレーザー光(参照光)は周波数シフタ
10を通過してリファレンスミラー6で反射される。こ
の場合、参照光の周波数は周波数シフタ10によってf
oからfo+2fに偏移する。
The laser beam (reference beam) that has traveled upward in the drawing passes through a frequency shifter 10 and is reflected by a reference mirror 6. In this case, the frequency of the reference light is changed to f by the frequency shifter 10.
It shifts from o to fo+2f.

一方、図面右側に進んだレーザー光(測定光)はサンプ
ルミラー8で反射される。リファレンスミラー6及びサ
ンプルミラー8で反射されたこれら2つのレーザー光(
参照光及び測定光)は、ビームスプリッタ4によって再
び結合されて、観察用レンズ12に入射しその前方に干
渉像を形成する。
On the other hand, the laser light (measuring light) that has traveled to the right side of the drawing is reflected by the sample mirror 8. These two laser beams reflected by the reference mirror 6 and sample mirror 8 (
The reference light and measurement light are combined again by the beam splitter 4, enter the observation lens 12, and form an interference image in front of it.

この場合、参照光のみ周波数偏移が与えられている。こ
のため、参照光及び測定光によって所定の観測面上に形
成された干渉像は時間的な搬送周波数にのった信号に変
換される。この信号の時間軸上の位相差は、所定の観測
面上で2次元的分布を有し、参照用光電検出器16の検
出する信号と測定用光電検出器14の検出する信号との
位相差として、位相計18で電気的に検出することがで
きる。位相計18で検出された信号の時間軸上の位相差
の2次元的分布は、リファレンスミラー6及びサンプル
ミラー8で反射された参照光及び測定光の光位相差(す
なわち光路差)の2次元的分布対応している。
In this case, only the reference light is given a frequency shift. Therefore, an interference image formed on a predetermined observation surface by the reference light and measurement light is converted into a signal on a temporal carrier frequency. The phase difference of this signal on the time axis has a two-dimensional distribution on a predetermined observation plane, and the phase difference between the signal detected by the reference photoelectric detector 16 and the signal detected by the measurement photoelectric detector 14. can be electrically detected by the phase meter 18. The two-dimensional distribution of the phase difference on the time axis of the signal detected by the phase meter 18 is the two-dimensional distribution of the optical phase difference (i.e. optical path difference) between the reference light and measurement light reflected by the reference mirror 6 and sample mirror 8. It corresponds to the distribution of

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、前述の光ヘテロダイン干渉計では、測定用光電
検出器14の機械的操作が不可欠で、高速計測ができな
い欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned optical heterodyne interferometer has the disadvantage that mechanical operation of the measurement photoelectric detector 14 is essential, and high-speed measurement cannot be performed.

そこで、本発明は、2次元的な光位相情報をヘテロダイ
ン干渉法を用いて並列的に検出する装置を提供すること
を目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a device that detects two-dimensional optical phase information in parallel using heterodyne interferometry.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述の目的を達成するため、本発明による2次元光位相
情報検出装置においては、(a)第1及び第2の2次元
的光位相情報を所定の時間的な搬送周波数にのった第1
及び第2の2次元的信号にそれぞれ変換する第1及び第
2の光ヘテロダイン干渉手段と、(b)第1及び第2の
光ヘテロダイン干渉手段からの第1及び第2の2次元的
信号を2次元的2値化光情報にそれぞれ変換する第1及
び第2の2値化手段と、(c)第1及び第2の2値化手
段からの2次元的2値化光情報の相互の間の2次元的論
理積光信号を与える演算手段と、(d)演算手段から出
力される2次元的論理積光信号を積分する積分手段とを
有する構成となっている。
In order to achieve the above object, in the two-dimensional optical phase information detection device according to the present invention, (a) first and second two-dimensional optical phase information are detected by a first
and (b) first and second optical heterodyne interference means for converting the first and second two-dimensional signals from the first and second optical heterodyne interference means into a second two-dimensional signal, respectively; (c) mutual conversion of the two-dimensional binary optical information from the first and second binary converting means; (d) an integrating means for integrating the two-dimensional AND optical signal outputted from the calculating means;

〔作用〕[Effect]

第1及び第2の光ヘテロゲイン干渉手段から出力される
第1及び第2の2次元的信号の各々は、所定の周波数の
強度変調を受けた光の2次元的分布となっている。なお
、この光を所定の観測面上に設けたスクリーン等に投影
すれば、スクリーン上で流れる縞模様を観測することが
できる。第1及び第2の2値化手段は、第1及び第2の
2次元的信号に所定の閾値処理を行う。つまり、第1及
び第2の2次元的信号はその2次元的な強度分布に応じ
て2値化される。得られた2次元的2値化光情報は、演
算手段によって2次元的論理積光信号に変換される。得
られた2次元的論理積光信号各点での信号は、前述の第
1及び第2の2次元的信号の対応する各点での位相差を
その時間幅とし、これら2次元的信号と同一の周期で繰
り返される周期的パルス信号となっている。したがって
、この周期的パルス信号(論理積光信号)を各点で積分
してやるならば、第1及び第2の2次元的信号の各点で
の位相差を強度として並列的に検出することができる。
Each of the first and second two-dimensional signals output from the first and second optical heterogain interference means is a two-dimensional distribution of light that has been intensity-modulated at a predetermined frequency. Note that by projecting this light onto a screen or the like provided on a predetermined observation surface, a striped pattern flowing on the screen can be observed. The first and second binarization means perform predetermined threshold processing on the first and second two-dimensional signals. That is, the first and second two-dimensional signals are binarized according to their two-dimensional intensity distribution. The obtained two-dimensional binary optical information is converted into a two-dimensional logical product optical signal by a calculation means. The obtained two-dimensional AND optical signal at each point has a time width equal to the phase difference at each corresponding point of the first and second two-dimensional signals, and is different from these two-dimensional signals. It is a periodic pulse signal that is repeated at the same period. Therefore, if this periodic pulse signal (logical product optical signal) is integrated at each point, the phase difference at each point of the first and second two-dimensional signals can be detected in parallel as the intensity. .

〔実施例〕〔Example〕

具体的実施例の説明の前に、第1図及び第2図を参照し
つつ、本発明の2次元光位相情報検出装置の構成と動作
について具体的に説明する。
Before describing specific embodiments, the configuration and operation of the two-dimensional optical phase information detection apparatus of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2.

第1の光ヘテロダイン干渉手段22としては、第6図に
示した従来の光ヘテロダイン干渉計を流用することがで
きる。この場合、2次元的光位相情報はサンプルミラー
8の凹凸分布に対応する。
As the first optical heterodyne interference means 22, the conventional optical heterodyne interferometer shown in FIG. 6 can be used. In this case, the two-dimensional optical phase information corresponds to the unevenness distribution of the sample mirror 8.

したがって、サンプルミラー8の凹凸分布は、所定の時
間的な搬送周波数にのった第1の2次元的信号に変換さ
れ閾値素子26に投影される。閾値素子26は第1の2
値化手段であり、例えば非線形エタロンゲートアレイ等
を使用する。
Therefore, the unevenness distribution of the sample mirror 8 is converted into a first two-dimensional signal on a predetermined temporal carrier frequency and projected onto the threshold element 26. The threshold element 26 is the first two
This is a value conversion means, and uses, for example, a nonlinear etalon gate array.

なお、第2図に示した信号光INIは、閾値素子26上
の一点に注目した場合の第1の2次元的信号の強度変化
を示したもので、正弦波状に変化していることが分かる
The signal light INI shown in FIG. 2 shows the intensity change of the first two-dimensional signal when focusing on one point on the threshold element 26, and it can be seen that the signal light INI changes sinusoidally. .

二こで、2次元的光位相情報を2次元的信号に変換する
ためのヘテロダイン干渉法の原理について簡単に説明す
る。
Here, the principle of heterodyne interferometry for converting two-dimensional optical phase information into a two-dimensional signal will be briefly explained.

観測面(すなわち閾値素子26表面)上の任意の点Xに
おける時刻tでのサンプルミラー8からの測定光とリフ
ァレンスミラー6からの参照光とは、それぞれ次のよう
に表される。
The measurement light from the sample mirror 8 and the reference light from the reference mirror 6 at an arbitrary point X on the observation surface (that is, the surface of the threshold element 26) at time t are expressed as follows.

U   (xS t)=uo (x)  ・exp  
fi  [2πf  t+φo(x)])U  (XS
 t)”u  (x)  ・r           
         「exp   fi   [2π 
(f  o +2f)   t  + φ 、 コ )
ここで、U 及びφ。(X)は、それぞれ測定光の振幅
及び位相を表す。またU 及びφ (x)「     
    r は、それぞれ参照光の振幅及び位相を表す。したかって
、点Xで検出される光の強度は次の式で与えられる。
U (xS t)=uo (x) ・exp
fi [2πf t+φo(x)])U (XS
t)"u (x) ・r
“exp fi [2π
(f o +2f) t + φ, co)
Here, U and φ. (X) represents the amplitude and phase of the measurement light, respectively. Also, U and φ (x)
r represents the amplitude and phase of the reference light, respectively. Therefore, the intensity of light detected at point X is given by the following equation.

1  (x 1t ) −” o+Ur  1−u  
(x)  ヰu  (x)”十r 2uo (x)  ・ur (x)cos  [4πf
t+φ −φo(x)コ この式から分かるように、検出光の強度は、測定光と参
照光との差の周波数2fで正弦波状に変化し・その位相
φ −φ。(X)は両レーザ光の間の光位相差(光波と
しての位相差、又は波長単位の光路長差)になっている
。つまり、両レーザ光の光位相差を、強度変調された時
間的搬送波の位相差に変換することができる。
1 (x 1t) −” o+Ur 1−u
(x) ヰu (x)”tenr 2uo (x) ・ur (x)cos [4πf
t+φ −φo(x) As can be seen from this equation, the intensity of the detection light changes sinusoidally at the frequency 2f of the difference between the measurement light and the reference light, and its phase φ −φ. (X) is the optical phase difference (phase difference as a light wave or optical path length difference in units of wavelength) between both laser beams. In other words, the optical phase difference between both laser beams can be converted into a phase difference between intensity-modulated temporal carrier waves.

以上の説明は、X軸に沿った位相差の変換に関するもの
であるか、観測面内においてX軸に垂直なる方向を有す
るy軸方向に関しても同様の原理で光位相差から強度変
調の位相差への変換か61能である。この結果、2次元
的光位相情報を所定の時間的な搬送周波数にのった2次
元的信号に変換することができる。
The above explanation relates to the conversion of the phase difference along the X-axis, or the phase difference of intensity modulation is converted from the optical phase difference using the same principle regarding the y-axis direction, which is perpendicular to the X-axis in the observation plane. The conversion to 61 is possible. As a result, two-dimensional optical phase information can be converted into a two-dimensional signal on a predetermined temporal carrier frequency.

第1の光ヘテロダイン干渉手段22から出力された第1
の2次元的信号は、閾値素子26によって所定の光強度
値を境に2値化され2次元的2値化光情報に変換される
。第2図に示した信号光TH1は、閾値素子6上の一点
に関する上記2次元的2値化先情報の強度変化を示した
ものである。
The first light output from the first optical heterodyne interference means 22
The two-dimensional signal is binarized at a predetermined light intensity value by the threshold element 26 and converted into two-dimensional binarized optical information. The signal light TH1 shown in FIG. 2 shows the intensity change of the two-dimensional binarized destination information regarding one point on the threshold value element 6.

一方、第2の光ヘテロダイン干渉手段24も第6図同様
の光ヘテロダイン干渉計を流用する。たたし、2次元的
光位相情報として、サンプルミラー8の位置に、基準面
となるオプチカルフラットを配置する。この場合、オプ
チカルフラットの凹凸分布に対応する第2の2次元的2
a化光情報は、所定の時間的な搬送周波数にのった第2
の2次元的信号に変換され、第2の2値化手段である閾
値素子28に投影される。この場合、オプチカルフラッ
トの傾きがないものすれば、閾値素子28上の一点に注
目した場合の第2の2次元的信号の強度変化を示す信号
光IN2の位相は、閾値素子28上の他の各点の位相と
一致する。したがって、閾値素子28上の一点に関する
上記2次元的2値化光情報の強度変化を示す信号光TH
2の位相も閾値素子28上の各点でほぼ一致する。
On the other hand, the second optical heterodyne interference means 24 also utilizes an optical heterodyne interferometer similar to that shown in FIG. However, as two-dimensional optical phase information, an optical flat serving as a reference plane is placed at the position of the sample mirror 8. In this case, the second two-dimensional 2D corresponding to the unevenness distribution of the optical flat
The a-coded optical information is a second wave on a predetermined temporal carrier frequency.
The signal is converted into a two-dimensional signal and projected onto the threshold element 28, which is the second binarization means. In this case, assuming that there is no inclination of the optical flat, the phase of the signal light IN2 indicating the intensity change of the second two-dimensional signal when focusing on one point on the threshold element 28 will be different from that of other points on the threshold element 28. Match the phase of each point. Therefore, the signal light TH indicating the intensity change of the two-dimensional binary optical information regarding one point on the threshold element 28
2 also substantially match at each point on the threshold element 28.

各閾値素子26.28から出射した2次元的2値化光情
報は、ハーフミラ−30で結合されて論理素子32に入
射する。この論理素子32は演算手段であり、例えば非
線形エタロンゲートアレイから構成される。この論理素
子32は、各閾値素子26.28からの2次元的2値化
光情報の各点における論理積をとり(信号光AND) 
、2次元的論理積光信号を与える。
The two-dimensional binary optical information emitted from each threshold element 26 and 28 is combined by a half mirror 30 and enters a logic element 32. This logic element 32 is an arithmetic means, and is composed of, for example, a nonlinear etalon gate array. This logic element 32 calculates the logical product at each point of the two-dimensional binary optical information from each threshold value element 26.28 (signal light AND).
, gives a two-dimensional conjunctive optical signal.

論理素子32から出射された2次元的論理積光信号は、
CCDアレイ等で構成される積分素子34に入射しここ
て積分される。つまり、論理素子32から出射する2次
元的論理積光信号が各点ごとに平坦化されて、第1及び
第2の2次元的光位相情報の位相差が、第1及び第2の
2次元的信号の位相差に対応した電荷分布等として検出
される。すなわち、この電荷分布等はサンプルミラー8
の凹凸分布に対応している。
The two-dimensional AND optical signal emitted from the logic element 32 is
The light enters an integrating element 34, which is composed of a CCD array or the like, and is integrated there. In other words, the two-dimensional logical product optical signal emitted from the logic element 32 is flattened for each point, and the phase difference between the first and second two-dimensional optical phase information is changed between the first and second two-dimensional optical phase information. It is detected as a charge distribution corresponding to the phase difference of the target signal. In other words, this charge distribution etc.
It corresponds to the unevenness distribution.

第1図の説明では、オプチカルフラットを基準としたサ
ンプルミラーの凹凸分布を検出したが、各光ヘテロダイ
ン干渉手段22.24のサンプルミラー及びオプチカル
フラットの位置に2次元光位相情報を発生する装置その
他のものを配置すれば、これらの2次元光位相情報の間
の位相差分布を得ることができる。
In the explanation of FIG. 1, the unevenness distribution of the sample mirror with respect to the optical flat was detected. By arranging these two-dimensional optical phase information, it is possible to obtain a phase difference distribution between these two-dimensional optical phase information.

また、第1及び第2の光ヘテロダイン干渉手段22.2
4を一つの光ヘテロダイン干渉計で構成してもよい。こ
の場合、サンプルミラー8の位置にサンプルミラーとオ
プチカルフラットと分割して配置することとなる。光ヘ
テロダイン干渉計の観測面に各閾値素子26.28を併
置すれば、各閾値素子によって2次元的2値化光情報が
得られる。その後は第1図に示した構成と同様の構成に
よって、サンプルミラー8の凹凸分布を位相差として検
出できる。
Further, first and second optical heterodyne interference means 22.2
4 may be constituted by one optical heterodyne interferometer. In this case, a sample mirror and an optical flat are placed separately at the position of the sample mirror 8. If the threshold elements 26 and 28 are placed side by side on the observation surface of the optical heterodyne interferometer, two-dimensional binarized optical information can be obtained by each threshold element. Thereafter, the unevenness distribution of the sample mirror 8 can be detected as a phase difference using a configuration similar to that shown in FIG.

更に、第1図のサンプルミラー8を平面状のものとする
必要はない。例えば、サンプルミラー8が曲率を有する
場合、サンプルミラー8とビームスプリッタ4の間にレ
ンズ等を配置すれば良い。
Furthermore, it is not necessary that the sample mirror 8 of FIG. 1 be planar. For example, if the sample mirror 8 has a curvature, a lens or the like may be placed between the sample mirror 8 and the beam splitter 4.

これと同様に、閾値素子26.28、論理素子32等を
必ずしも平面状に形成する必要はない。
Similarly, the threshold elements 26, 28, logic element 32, etc. do not necessarily need to be formed in a planar shape.

上記の2値化手段及び演算手段として、非線形エタロン
ゲートアレイの他、例えば空間光変調管(MSLM)、
液晶空間光変調管(LCLV)等を用いた2次元光双安
定素子を使用することができる。また、積分手段として
、CCDアレイの他様々な2次元光検出装置の使用が可
能であることはいうまでもない。
As the above-mentioned binarization means and calculation means, in addition to the nonlinear etalon gate array, for example, a spatial light modulation tube (MSLM),
A two-dimensional optical bistable device using a liquid crystal spatial light modulation tube (LCLV) or the like can be used. Furthermore, it goes without saying that various two-dimensional photodetecting devices other than a CCD array can be used as the integrating means.

以下本発明の好適な実施例について具体的に説明する。Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below.

第3図は、第1実施例の2次元光位相情報検出装置を示
した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a two-dimensional optical phase information detection device of the first embodiment.

図示の実施例の場合、2値化手段としてLCLV25a
、28a及びハーフミラ−26b128bを使用し、演
算手段としてLCLV32a及びハーフミラ−32bを
使用し、積分手段としてCCDアレイ34を使用した。
In the case of the illustrated embodiment, the LCLV25a is used as the binarization means.
, 28a and a half mirror 26b128b, an LCLV 32a and a half mirror 32b were used as calculation means, and a CCD array 34 was used as an integration means.

サンプルミラーを配置した光ヘテロダイン干渉計からの
光は、LCLV26aの光導電体側の側面に入射する。
Light from an optical heterodyne interferometer in which a sample mirror is arranged is incident on the side surface of the LCLV 26a on the photoconductor side.

コリメートされた第1の読み出し光は、ノ1−フミラー
26bを介してLCLV26aの液晶側に入射する。こ
の液晶で反射された出力光は、2次元的2値化光情報と
してハーフミラ−30に入射する。
The collimated first readout light enters the liquid crystal side of the LCLV 26a via the nozzle mirror 26b. The output light reflected by the liquid crystal enters the half mirror 30 as two-dimensional binary optical information.

一方、オプチカルフラットを配した光ヘテロゲイン干渉
計からの光は、LCLV28aの光導電体側の面に入射
する。コリメートされた第2の読み出し光は、ハーフミ
ラ−28bを介してLCLV28aの液晶側に入射する
。この液晶で反射された出力光は、2次元的2値化光情
報としてノ1−フミラー30に入射する。LCLV26
a、28aからの2次元的2値化光情報は、LCLV3
2aの光導電体側の面に入射する。コリメートされた第
3の読み出し光は、ハーフミラ−32bを介してLCL
V32aの液晶側に入射する。この液晶で反射された出
力光は、各2次元的2値化光情報の和を所定の閾値でス
ライスした2次元的論理積光信号となっている。LCL
V28aからの2次元的論理積光信号は、CCDアレイ
34で積分されて、光ヘテロダイン干渉計からの強度変
調光の位相差、したがってサンプルミラー及びオプチカ
ルフラットの凹凸差(波長単位の位相差)に対応する電
荷に変換される。この場合、第1及び第2の読み出し光
とし、てインコヒーレントな光源を使用すれば(例えば
、各読み出し光の偏光面を直交させる) 、LCLV3
2aの光導電体側に入射する2次元的2値化光情報の各
々が互いに干渉して干渉模様が形成されることを簡単に
防止できる。
On the other hand, light from an optical heterogain interferometer equipped with an optical flat is incident on the surface of the LCLV 28a on the photoconductor side. The collimated second readout light enters the liquid crystal side of the LCLV 28a via the half mirror 28b. The output light reflected by the liquid crystal enters the nof mirror 30 as two-dimensional binary optical information. LCLV26
The two-dimensional binary optical information from a and 28a is LCLV3
The light is incident on the photoconductor side surface of 2a. The collimated third readout light is transmitted to the LCL via the half mirror 32b.
It enters the liquid crystal side of V32a. The output light reflected by the liquid crystal becomes a two-dimensional AND optical signal obtained by slicing the sum of each two-dimensional binary optical information by a predetermined threshold value. LCL
The two-dimensional logical product optical signal from V28a is integrated by the CCD array 34, and is converted into a phase difference of the intensity modulated light from the optical heterodyne interferometer, and therefore a difference in unevenness between the sample mirror and the optical flat (phase difference in wavelength units). converted into the corresponding charge. In this case, if incoherent light sources are used as the first and second readout lights (for example, the polarization planes of each readout light are orthogonal), LCLV3
It is possible to easily prevent the two-dimensional binary optical information incident on the photoconductor side of 2a from interfering with each other and forming an interference pattern.

第4図は、第2実施例の2次元光位相情報検出装置の斜
視図である。
FIG. 4 is a perspective view of the two-dimensional optical phase information detection device of the second embodiment.

第2実施例の場合、2値化手段として非線形エタロンゲ
ートアレイ26.28を使用し、演算手段としてもまた
非線形エタロンゲートアレイ32を使用し、積分手段と
してCCDアレイ34を使用した。サンプルミラーを配
した光ヘテロダイン干渉計からの光は、非線形エタロン
ゲートアレイ26に入射する。オプチカルフラットを配
した光ヘテロダイン干渉計からの光は、非線形エタロン
ゲートアレイ28に入射する。その後の論理積の演算及
び積分は第1図又は第3図の場合と同様なので、詳細は
省略する。
In the case of the second embodiment, nonlinear etalon gate arrays 26 and 28 were used as the binarization means, a nonlinear etalon gate array 32 was also used as the calculation means, and a CCD array 34 was used as the integration means. Light from an optical heterodyne interferometer with a sample mirror is incident on a nonlinear etalon gate array 26. Light from an optical heterodyne interferometer with an optical flat is incident on a nonlinear etalon gate array 28. The subsequent logical product operation and integration are the same as in the case of FIG. 1 or FIG. 3, so the details will be omitted.

第5図は、2次元光双安定素子である非線形エタロンゲ
ートアレイ26.28.32の一部を示した断面図であ
る。簡単に説明すると、Zn5e層を誘電体多層膜でサ
ンドイッチした構造がガラス基板上に一様に形成されて
いる。
FIG. 5 is a sectional view showing a part of the nonlinear etalon gate array 26, 28, 32, which is a two-dimensional optical bistable device. Briefly, a structure in which a Zn5e layer is sandwiched between dielectric multilayer films is uniformly formed on a glass substrate.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の2次元光位相情報検出装
置によれば、光ヘテロダイン干渉手段からの第1及び第
2の2次元的信号を並列的に処理し、第1及び第2の2
次元的信号の位相差を得ている。したがって、高精度の
波面測定、位相差測定等を高速に実現することができる
As explained above, according to the two-dimensional optical phase information detection device of the present invention, the first and second two-dimensional signals from the optical heterodyne interference means are processed in parallel, and the first and second two-dimensional signals are processed in parallel.
The phase difference of dimensional signals is obtained. Therefore, highly accurate wavefront measurement, phase difference measurement, etc. can be realized at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の2次元光位相情報検出装置の構成を説
明するための図、第2図は第1図の2次元光位相情報検
出装置の動作を説明した図、第3図は第1実施例の2次
元光位相情報検出装置の構成を示した図、第4図は第2
実施例の2次元光位相情報検出装置の構成を示した図、
第5図は第4図の2次元光位相情報検出装置に用いた非
線形エタロンゲートアレイの構造を示した図、第6図は
従来の光ヘテロダイン干渉計を示した図である。 22・・・第1の光ヘテロダイン干渉手段、24・・・
第2の先ヘテロダイン干渉手段、26・・・第1の2値
化手段、28・・・第2の2値化手段、32・・・演算
手段、34・・・積分手段。 代理人弁理士   長谷用  芳  樹2次元光位相情
報検出装置の構成 第1図 第4図 W/4      λ/2    人/4非線形エタロ
ンゲートアレイ 第5図 光へテロタイン子渉計 第6図
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the two-dimensional optical phase information detection device of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the two-dimensional optical phase information detection device of FIG. 1, and FIG. A diagram showing the configuration of a two-dimensional optical phase information detection device according to the first embodiment, FIG.
A diagram showing the configuration of a two-dimensional optical phase information detection device according to an embodiment,
FIG. 5 is a diagram showing the structure of a nonlinear etalon gate array used in the two-dimensional optical phase information detection device of FIG. 4, and FIG. 6 is a diagram showing a conventional optical heterodyne interferometer. 22... first optical heterodyne interference means, 24...
Second pre-heterodyne interference means, 26...first binarization means, 28...second binarization means, 32...calculation means, 34...integration means. Representative Patent Attorney Yoshiki Hase Configuration of two-dimensional optical phase information detection device Fig. 1 Fig. 4 W/4 λ/2 person/4 nonlinear etalon gate array Fig. 5 Optical heterotine wafer meter Fig. 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 第1及び第2の2次元的光位相情報を所定の時間的な搬
送周波数にのった第1及び第2の2次元的信号にそれぞ
れ変換する第1及び第2の光ヘテロダイン干渉手段と、 前記第1及び第2の光ヘテロダイン干渉手段からの前記
第1及び第2の2次元的信号を2次元的2値化光情報に
それぞれ変換する第1及び第2の2値化手段と、 前記第1及び第2の2値化手段からの前記2次元的2値
化光情報の相互の間の2次元的論理積光信号を与える演
算手段と、 前記演算手段から出力される前記2次元的論理積光信号
を積分する積分手段と、 を有することを特徴とする2次元光位相情報検出装置。
[Claims] First and second two-dimensional optical phase information that converts the first and second two-dimensional optical phase information into first and second two-dimensional signals on predetermined temporal carrier frequencies, respectively. an optical heterodyne interference means; first and second two-dimensional signals for converting the first and second two-dimensional signals from the first and second optical heterodyne interference means into two-dimensional binary optical information, respectively; digitization means; arithmetic means for providing a two-dimensional AND optical signal between the two-dimensional binary optical information from the first and second binarization means; and an output from the arithmetic means. A two-dimensional optical phase information detection device comprising: an integrating means for integrating the two-dimensional logical product optical signal.
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