JPH05323859A - Method and instrument for measuring actual time phase of electron beam holography - Google Patents

Method and instrument for measuring actual time phase of electron beam holography

Info

Publication number
JPH05323859A
JPH05323859A JP13387092A JP13387092A JPH05323859A JP H05323859 A JPH05323859 A JP H05323859A JP 13387092 A JP13387092 A JP 13387092A JP 13387092 A JP13387092 A JP 13387092A JP H05323859 A JPH05323859 A JP H05323859A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
phase
wave
hologram
liquid crystal
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.)
Granted
Application number
JP13387092A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2821059B2 (en
Inventor
Gun Chin
軍 陳
Kanmei Rai
関明 来
Kazuo Ishizuka
石塚和夫
Akira Tonomura
彰 外村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Research Development Corp of Japan
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Development Corp of Japan filed Critical Research Development Corp of Japan
Priority to JP13387092A priority Critical patent/JP2821059B2/en
Publication of JPH05323859A publication Critical patent/JPH05323859A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2821059B2 publication Critical patent/JP2821059B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the observation of the phase distribution or intensity distribution of an object to be observed in real time by reproducing an electron beam holorgram as an optical interference microscopic image in real time simultaneously with photographing. CONSTITUTION:The electron beam hologram consisting of the interference fringes of electron beam reference waves and the electron beam object waves modulated by a sample 2 is picked up by an image pickup means 10 and the hologram subjected to the image pickup is displayed on an electrooptical display element 12 having a spacial intensity modulation function or spacial phase modulation function. Plane waves or conjugate object waves are superposed on the object waves reproduced by making coherent light incident on this electrooptical display element 12, by which the interference microscopic image is formed in real time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子線ホログラフィを
利用した位相計測方法及び装置に関し、特に、コヒーレ
ントな電子線を用いて形成される2光束イメージホログ
ラムから、観察対象物の位相分布あるいは強度分布を実
時間で再生し、試料の動的な動きを実時間で観察可能に
した電子電子線ホログラフィ実時間位相計測方法及び装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase measuring method and apparatus using electron beam holography, and more particularly, to a phase distribution or intensity of an object to be observed from a two-beam image hologram formed by using a coherent electron beam. The present invention relates to an electron electron holography real-time phase measurement method and apparatus capable of reproducing a distribution in real time and observing a dynamic movement of a sample in real time.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子レンズの収差を補正し、電子顕微鏡
の分解能を向上させるため考案された電子線ホログラフ
ィーは、従来、電子線を用いた電子線ホログラムの撮影
とレーザ光による電子線ホログラムの再生の2つのプロ
セスからなっている。図7に電子線ホログラム撮像用の
電子光学系の模式図を示す。光軸の片側に試料2を配置
して、干渉性の高い平面電子波1を光軸に沿って入射さ
せる。この電子波1は、試料2を透過し、試料2で変調
された物体波と試料2を透過しない参照波とに分かれ、
電子対物レンズ3により一旦集光され、中間像面5に結
像するが、対物レンズ3と結像面5の間に電子バイプリ
ズム4を配置し、その中央のフィラメントの片側を通る
物体波と、他方を通る参照波とを光軸に交差するように
曲げて、結像面5で重ね合わせ、干渉縞を形成させる。
この干渉縞を電子レンズ6で拡大して写真フィルム7に
記録して、イメージホログラム7を作成する。
2. Description of the Related Art Electron holography, which has been devised to correct the aberration of an electron lens and improve the resolution of an electron microscope, is conventionally used for photographing an electron beam hologram using an electron beam and reproducing the electron beam hologram by a laser beam. It consists of two processes. FIG. 7 shows a schematic diagram of an electron optical system for imaging an electron beam hologram. The sample 2 is arranged on one side of the optical axis, and the plane electron wave 1 having high coherence is made incident along the optical axis. The electron wave 1 passes through the sample 2, and is divided into an object wave modulated by the sample 2 and a reference wave that does not pass through the sample 2,
An electron biprism 4 is arranged between the objective lens 3 and the image plane 5, and an object wave passing through one side of the filament at the center of the electron beam is focused by the electron objective lens 3 and forms an image on the intermediate image plane 5. , The reference wave passing through the other is bent so as to intersect the optical axis, and is superposed on the image plane 5 to form an interference fringe.
This interference fringe is magnified by the electronic lens 6 and recorded on the photographic film 7 to form the image hologram 7.

【0003】このような配置の電子線ホログラム作成系
8により作成されたホログラム7に記録されている物体
波の位相分布を等高縞として可視化するためには、上記
のように写真フイルムに記録されたホログラム7をレー
ザ光で照射し、再生された物体波に平面波を重ね合わせ
て干渉顕微鏡像を形成する方法が一般的にとられてい
る。
In order to visualize the phase distribution of the object wave recorded on the hologram 7 created by the electron beam hologram creating system 8 having such an arrangement as contour stripes, it is recorded on the photographic film as described above. Generally, a method of irradiating the hologram 7 with a laser beam and superposing a plane wave on the reproduced object wave to form an interference microscope image is adopted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに電子線ホログラムを一旦写真フィルムに記録し、そ
れを光学的に再生し、再生された物体波と平面波を干渉
させて位相分布を観察する方法によると、ホログラムの
写真フイルムへの記録とレーザ光によるその再生プロセ
スに多大な時間と労力がかかり、また、この方法では、
実時間の観察が不可能である。さらに、電子線ホログラ
ムには一般的にキャリア干渉縞が過多に存在するため、
ホログラム干渉縞の変調を直接見ることにより直接的に
試料の位相分布を観察することも困難であるため、電磁
場等の強度変化等を伴わない試料の場合、ホログラム撮
影のための視野選びでさえ容易でない問題もある。
However, a method of observing the phase distribution by once recording the electron beam hologram on the photographic film, optically reproducing it, and causing the reproduced object wave and the plane wave to interfere with each other is observed. According to the method, recording a hologram on a photographic film and reproducing it with a laser beam requires a great deal of time and labor.
Real-time observation is impossible. In addition, since electron interference holograms generally have too many carrier interference fringes,
Since it is difficult to directly observe the phase distribution of the sample by directly observing the modulation of the hologram interference fringes, in the case of a sample that is not accompanied by intensity changes such as electromagnetic fields, it is easy to select a field of view for hologram imaging. There is also a problem.

【0005】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、電子線ホログラムを撮影と同
時に実時間で光学的干渉顕微鏡像として再生し、観察対
象物の位相分布あるいは強度分布を実時間で観察可能に
した電子線ホログラフィ実時間位相計測方法及び装置を
提供することである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to reproduce an electron beam hologram as an optical interference microscope image in real time at the same time as photographing, and to obtain a phase distribution or intensity of an observation object. An object of the present invention is to provide an electron beam holography real-time phase measurement method and apparatus capable of observing a distribution in real time.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の電子線ホログラフィ実時間位相計測方法は、電子線
参照波と試料により変調された電子線物体波との干渉縞
からなる電子線ホログラムを撮像手段により撮像し、撮
像されたホログラムを空間的な強度変調機能又は空間的
な位相変調機能を持つ電気光学的表示素子に表示させ、
この電気光学的表示素子にコヒーレント光を入射するこ
とにより再生された物体波に平面波又は共役物体波を重
ねて、実時間で干渉顕微鏡像を形成することを特徴とす
る方法である。
An electron beam holography real-time phase measuring method of the present invention which achieves the above object, is an electron beam hologram composed of interference fringes of an electron beam reference wave and an electron beam object wave modulated by a sample. Is imaged by an imaging means, and the imaged hologram is displayed on an electro-optical display element having a spatial intensity modulation function or a spatial phase modulation function,
This is a method characterized in that an interference microscope image is formed in real time by superimposing a plane wave or a conjugate object wave on an object wave reproduced by making coherent light incident on the electro-optical display element.

【0007】この場合、空間的な強度変調機能を持つ電
気光学的表示素子として、偏光板と各画素がツイストネ
マチック液晶のサンドイッチセルからなる液晶パネルを
用いることができ、空間的な位相変調機能を持つ電気光
学的表示素子として、各画素がホモジニアス配向のネマ
チック液晶のサンドイッチセルからなる液晶パネルを用
いることができる。
In this case, a liquid crystal panel having a polarizing plate and a sandwich cell of twisted nematic liquid crystal in each pixel can be used as an electro-optical display element having a spatial intensity modulation function, and a spatial phase modulation function can be obtained. As the electro-optical display device, a liquid crystal panel in which each pixel is composed of a sandwich cell of homogeneously aligned nematic liquid crystal can be used.

【0008】また、本発明の電子線ホログラフィ実時間
位相計測装置は、電子線参照波と試料により変調された
電子線物体波との干渉縞からなる電子線ホログラムを作
成する手段と、作成された電子線ホログラムを撮像する
撮像手段と、撮像されたホログラムを強度像又は位相像
として表示する空間的な強度変調機能又は空間的な位相
変調機能を持つ電気光学的表示素子と、この電気光学的
表示素子にコヒーレント光を入射して再生された物体波
に平面波又は共役物体波を重ねて、実時間で干渉顕微鏡
像を形成する光学系とを備えることを特徴とするもので
ある。
Further, the electron beam holography real-time phase measuring apparatus of the present invention is provided with a means for producing an electron beam hologram composed of interference fringes of an electron beam reference wave and an electron beam object wave modulated by a sample. Image pickup means for picking up an electron beam hologram, an electro-optical display element having a spatial intensity modulation function or a spatial phase modulation function for displaying the picked-up hologram as an intensity image or a phase image, and this electro-optical display An optical system is provided which forms an interference microscope image in real time by superimposing a plane wave or a conjugate object wave on an object wave reproduced by making coherent light incident on the element.

【0009】この場合、前記光学系を、電気光学的表示
素子に所定角度をなす2つの平面波を入射し、表示され
たホログラムからの±1回折波を相互に重ね合わせて位
相分布を2倍に強調した干渉顕微鏡像を形成するように
構成することもでき、また、電気光学的表示素子として
各画素がホモジニアス配向のネマチック液晶のサンドイ
ッチセルからなる液晶パネルを用い、前記光学系を、こ
の液晶パネルに所定角度をなす2つの平面波を入射し、
表示されたホログラムからの±の高次回折波を相互に重
ね合わせて位相分布をその次数の2倍に強調した干渉顕
微鏡像を形成するように構成することもできる。特に後
者の場合、撮像手段により撮像されたホログラムに対し
て非線形処理を施した後に前記液晶パネルに表示するよ
うに構成すると、その高次項に回折光を集中させること
ができる。
In this case, in the optical system, two plane waves forming a predetermined angle are incident on the electro-optical display element, and ± 1 diffracted waves from the displayed hologram are superposed on each other to double the phase distribution. The liquid crystal panel may be configured to form an enhanced interference microscope image, and a liquid crystal panel in which each pixel is composed of a sandwich cell of homogeneously aligned nematic liquid crystal is used as an electro-optical display element, and the optical system is used as a liquid crystal panel. Inject two plane waves forming a predetermined angle to
It is also possible to superimpose ± higher-order diffracted waves from the displayed hologram on each other to form an interference microscope image in which the phase distribution is emphasized to twice the order. Especially in the latter case, when the hologram imaged by the image pickup means is subjected to the non-linear processing and then displayed on the liquid crystal panel, the diffracted light can be concentrated on the higher-order terms.

【0010】また、電気光学的表示素子からの再生波の
フーリエ変換面に空間的な位相変調機能を有する第2の
電気光学的表示素子を設け、電子線ホログラムを作成す
る手段における収差をこの第2の電気光学的表示素子に
より実時間で補正するように構成することもできる。
Further, a second electro-optical display element having a spatial phase modulation function is provided on the Fourier transform surface of the reproduced wave from the electro-optical display element, and the aberration in the means for producing the electron beam hologram is suppressed by this second The second electro-optical display element may be configured to perform correction in real time.

【0011】なお、何れの場合も、前記光学系を、再生
された物体波に平面波又は共役物体波を重ねて干渉顕微
鏡を形成する際、両波面間の位相差が0と2πの間の複
数段に変化させて物体波の結像面で干渉させるように構
成し、各々の位相差に対応した干渉縞の強度分布から、
物体波面の位相分布を求めることが可能である。
In any case, when a plane wave or a conjugate object wave is superposed on a reproduced object wave in the optical system to form an interference microscope, a phase difference between both wavefronts is 0 to 2π. It is configured so that it is changed in steps to cause interference in the image plane of the object wave, and from the intensity distribution of the interference fringes corresponding to each phase difference,
It is possible to obtain the phase distribution of the object wavefront.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、電子線ホログラムを撮像手
段により撮像し、そのホログラムを実時間で書き替え可
能で、定着や現像の処理を必要としない電気光学的表示
素子に表示させるので、撮像手段で撮像された電子線ホ
ログラムをビデオ信号として刻々とこの電気光学的表示
素子に表示させ、即座にホログラムの再生を行うことに
より、電磁場や熱等の作用を受けたときの試料の動的な
動きの観察が可能になる。また、試料の位相分布の等位
相干渉縞が即座に得られるので、真空中に分布する電磁
場等の強度分布を持たない試料の観察が簡単になる。
In the present invention, the electron beam hologram is picked up by the image pickup means, and the hologram can be rewritten in real time and is displayed on the electro-optical display element which does not require fixing or developing processing. The electro-optical hologram imaged at is displayed as a video signal on this electro-optical display element every second, and the hologram is reproduced immediately, so that the dynamic movement of the sample when subjected to the action of an electromagnetic field or heat. Can be observed. Further, since the equiphase interference fringes of the phase distribution of the sample can be obtained immediately, it becomes easy to observe the sample that does not have the intensity distribution of the electromagnetic field distributed in the vacuum.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を参照にして本発明の電子線ホロ
グラフィ実時間位相計測方法及び装置の原理と実施例に
ついて説明する。まず、本発明の基本原理は、電子線ホ
ログラムを写真フイルムに記録する代わりに、電子線ホ
ログラムを撮像手段で撮像し、そのホログラムを現像や
定着のプロセスを経ずに、液晶パネル等の電気光学表示
素子に表示させ、表示されたホログラムにレーザ光を照
射して記録されている物体波を光学的に再生し、その再
生波面に平面波等を重ね合わせて等位相干渉縞を形成し
て観察可能にすることである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The principle and embodiments of the electron beam holography real-time phase measuring method and apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the basic principle of the present invention is that instead of recording an electron beam hologram on a photographic film, the electron beam hologram is picked up by an image pickup means, and the hologram is subjected to electro-optics such as a liquid crystal panel without undergoing a process of development and fixing. Observe by displaying on a display element, irradiating the displayed hologram with laser light to optically reproduce the recorded object wave, and superimposing a plane wave etc. on the reproduced wavefront to form equiphase interference fringes. Is to

【0014】次に、図1の光路図を参照にしてこの原理
を実施する装置を説明すると、図7において説明したよ
うな電子線ホログラム作成系8により、試料2の電子線
ホログラムを蛍光板9上に形成する。蛍光板9上に形成
されたホログラムは撮像装置10により撮像され、それ
からのビデオ信号は液晶ドライバ11を介して液晶パネ
ル12に出力表示される。したがって、蛍光板9上に形
成されたホログラムは実時間で液晶パネル12に表示さ
れる。この点が本発明においては、最も重要な点であ
る。
Next, an apparatus for implementing this principle will be described with reference to the optical path diagram of FIG. 1. An electron beam hologram preparation system 8 as described in FIG. To form. The hologram formed on the fluorescent screen 9 is imaged by the imaging device 10, and the video signal from the hologram is output and displayed on the liquid crystal panel 12 via the liquid crystal driver 11. Therefore, the hologram formed on the fluorescent screen 9 is displayed on the liquid crystal panel 12 in real time. This is the most important point in the present invention.

【0015】液晶パネル12は多数の表示画素からなる
もので、ホログラムを強度像として表示するもの、位相
像として表示するもの、何れを用いてもよい。強度像を
表示するには、各画素として、例えばツイストネマチッ
ク液晶に90°近くねじれた配向を施し、両側に偏光板
を取り付けて構成した光強度変調素子が用いられ、ま
た、位相像を表示するには、各画素が例えばホロジニア
ス配向(液晶分子の長軸がガラス基板に平行になるよう
に配向)のネマチック液晶のサンドイッチセルからなる
光位相変調素子が用いられる。
The liquid crystal panel 12 is composed of a large number of display pixels, and any of a hologram displaying an intensity image and a hologram displaying a phase image may be used. To display an intensity image, for example, a light intensity modulation element configured by twisting nematic liquid crystal in a twisted orientation of about 90 ° and polarizing plates attached to both sides is used as each pixel, and a phase image is displayed. For this, an optical phase modulation element is used in which each pixel is, for example, a sandwich cell of a nematic liquid crystal having a holodious orientation (orientation such that the long axes of liquid crystal molecules are parallel to the glass substrate).

【0016】図2はツイストネマチック液晶サンドイッ
チセルの構造を示すものであり、これはツイストネマチ
ック液晶の旋光性を利用している。図2(a)に示すよ
うに、液晶は透明電極53をコートした2枚のガラス基
板52の間に封入されており、液晶分子51は、印加電
圧が0Vの状態で、配向膜54により液晶分子51の長
軸方向がガラス基板52に平行で、かつ、2枚のガラス
基板52の間で90°近くねじれた配向が施されてい
る。このような状態で、両側に配置した偏光子56、検
光子57の通過軸が互いに平行に置かれている場合、印
加電圧55が0Vのとき、直線偏光の入射光58は、こ
の液晶セルによってその偏光面が90°回転するので、
検光子57を通過できなくなり、出射光は0となる。一
方、同図(b)に示すように、印加電圧55がしきい値
より大きいとき、2枚のガラス基板52間の液晶分子5
1はねじれた配向が解け、偏光面が回転しなくなるの
で、入射光は検光子57を通過することができ、出射光
は明の状態になる。印加電圧55を中間的な値にするこ
とにより、出射光の強度を調節することがきるので、強
度像を表示することができる。
FIG. 2 shows the structure of a twisted nematic liquid crystal sandwich cell, which utilizes the optical rotatory power of twisted nematic liquid crystals. As shown in FIG. 2A, the liquid crystal is enclosed between two glass substrates 52 coated with transparent electrodes 53, and the liquid crystal molecules 51 are aligned by the alignment film 54 when the applied voltage is 0V. The major axis direction of the molecule 51 is parallel to the glass substrate 52, and the two glass substrates 52 are twisted at an angle of about 90 °. In this state, when the pass axes of the polarizer 56 and the analyzer 57 arranged on both sides are placed parallel to each other, when the applied voltage 55 is 0 V, the linearly polarized incident light 58 is generated by this liquid crystal cell. Since the plane of polarization rotates 90 degrees,
It cannot pass through the analyzer 57, and the emitted light becomes 0. On the other hand, when the applied voltage 55 is larger than the threshold value, the liquid crystal molecules 5 between the two glass substrates 52 are, as shown in FIG.
In No. 1, the twisted orientation is released, and the plane of polarization does not rotate, so that the incident light can pass through the analyzer 57 and the emitted light is in the bright state. Since the intensity of the emitted light can be adjusted by setting the applied voltage 55 to an intermediate value, it is possible to display an intensity image.

【0017】また、図3はホモジニアス配向のネマチッ
ク液晶サンドイッチセルの構造を示す図であり、液晶は
透明電極63をコートした2枚のガラス基板62の間に
封入されており、液晶分子61は、配向膜64によりガ
ラス基板62に平行にねじれなしに配向されている。ネ
マチック液晶は、液晶分子の長軸方向に光軸を持つ一軸
性の光学結晶と同じような屈折率異方性(複屈折性)を
持っている。すなわち、液晶分子の長軸方向と平行に振
動する光(異常光線)の屈折率ne と、液晶分子の長軸
方向と垂直に振動する光(常光線)の屈折率no とは異
なる値を持っている。そのため、印加電圧65により液
晶分子61の長軸方向を入射光の振動面内で変えれば、
液晶の実効的な屈折率を変えることができ、入射光66
の光路長すなわち位相を変化させることができる。図3
において、入射光66を偏波方向が液晶分子61の長軸
方向に平行になるように入射させる。同図(a)は電圧
65を印加していない場合の様子を示しており、このと
きの液晶の屈折率は異常光に対する値ne となる。一
方、同図(b)に示すように、しきい値以上の電圧65
を印加すると、液晶層の中心部の液晶分子61から、そ
の長軸方向が電界に沿うように向きを変える。このとき
の屈折率は常光に対する値no となる。印加電圧65の
値を変えれば、分子軸が回転する液晶分子61の量が変
わり、実効的な屈折率の値を連続的に変えることがで
き、位相像を表示することができる。
FIG. 3 is a view showing the structure of a homogeneously aligned nematic liquid crystal sandwich cell, in which liquid crystal is sealed between two glass substrates 62 coated with transparent electrodes 63, and liquid crystal molecules 61 are The alignment film 64 is aligned in parallel with the glass substrate 62 without twisting. The nematic liquid crystal has a refractive index anisotropy (birefringence) similar to that of a uniaxial optical crystal having an optical axis in the long axis direction of liquid crystal molecules. That is, the refractive index n e of light (extraordinary ray) vibrating parallel to the long axis direction of the liquid crystal molecule and the refractive index n o of light (ordinary ray) vibrating perpendicular to the long axis direction of the liquid crystal molecule are different values. have. Therefore, if the major axis direction of the liquid crystal molecules 61 is changed within the vibration plane of the incident light by the applied voltage 65,
The effective refractive index of the liquid crystal can be changed, and the incident light 66
The optical path length, that is, the phase can be changed. Figure 3
At, the incident light 66 is incident such that the polarization direction is parallel to the long axis direction of the liquid crystal molecules 61. The figure (a) has shown the mode when the voltage 65 is not applied, and the refractive index of the liquid crystal at this time becomes the value ne with respect to extraordinary light. On the other hand, as shown in FIG.
When the voltage is applied, the liquid crystal molecules 61 at the center of the liquid crystal layer are turned so that their major axis directions are along the electric field. Refractive index at this time becomes a value n o for ordinary light. When the value of the applied voltage 65 is changed, the amount of the liquid crystal molecules 61 whose molecular axis rotates is changed, the effective refractive index value can be continuously changed, and a phase image can be displayed.

【0018】ところで、このような液晶パネル12に表
示された振幅又は位相ホログラムから実時間で物体波を
再生し、干渉像として観察するには、図1に示すような
光学系を用いる。すなわち、周波数及び強度が安定化し
たレーザ13からの光は、対物レンズ、空間フィルタ、
コリメータレンズからなるコリメータ14で波面の揃っ
た平面波とした後、ハーフミラー15に入射する。ハー
フミラー15に入射した平面波の一部は反射され、位相
計測のための参照波となり、この参照平面波は、PZT
(電歪素子)24により位置制御されるミラー16によ
り反射される。入射平面波の残りの部分はハーフミラー
15を通過し、ホログラムが表示された液晶パネル12
を照射する。この液晶パネル12は、レンズ17の前側
焦点面に配置されているので、液晶パネル12を透過し
た光及びホログラムにより回折された光は、レンズ17
によりその後側焦点面に一旦集光する。その位置に空間
フィルタ18を配置して、再生波面のみをそのまま通過
させる。空間フィルタ18により選択された物体波は、
ミラー19を介して空間フィルタ18より焦点距離だけ
離れた位置に配置されたレンズ20により、ハーフミラ
ー21を経て撮像装置22に結像される。このとき、ミ
ラー16で反射された平面波もハーフミラー21で物体
波と重ねられ、等位相干渉縞を形成する。撮像装置22
で検出された干渉縞は画像表示装置23に表示され、干
渉顕微鏡像として観察される。また、図示していない画
像メモリに記憶し、計算機により干渉縞解析をし、波面
の位相分布、振幅分布を求めることもできる。この際、
波面の位相分布を正確的に求めるため、位相変調干渉法
を利用する(例えば、谷田貝豊彦著「応用光学 光計測
入門」第131〜135頁(昭和63年8月30日、丸
善(株)発行)参照)。そのためには、PZT24を制
御して、ミラー16を干渉しあう2つの波面間の位相変
化が0、π/2、π、3π/2になるようにわずかに前
後移動させ、各々の位相変化と対応した干渉縞の強度分
布から、再生波面の位相分布が正確に求められる。求め
られた位相分布は、画像表示装置23に出力表示され
る。
By the way, in order to reproduce an object wave in real time from the amplitude or phase hologram displayed on the liquid crystal panel 12 and observe it as an interference image, an optical system as shown in FIG. 1 is used. That is, the light from the laser 13 whose frequency and intensity are stabilized is generated by the objective lens, the spatial filter,
A collimator 14 formed of a collimator lens forms a plane wave having a uniform wavefront, and then enters a half mirror 15. A part of the plane wave incident on the half mirror 15 is reflected and becomes a reference wave for phase measurement. This reference plane wave is a PZT.
It is reflected by the mirror 16 whose position is controlled by the (electrostrictive element) 24. The rest of the incident plane wave passes through the half mirror 15 and the liquid crystal panel 12 on which the hologram is displayed.
Irradiate. Since the liquid crystal panel 12 is arranged on the front focal plane of the lens 17, the light transmitted through the liquid crystal panel 12 and the light diffracted by the hologram are not reflected by the lens 17.
Thus, the light is once focused on the rear focal plane. The spatial filter 18 is arranged at that position to allow only the reproduced wavefront to pass therethrough. The object wave selected by the spatial filter 18 is
An image is formed on an image pickup device 22 via a half mirror 21 by a lens 20 arranged at a position separated by a focal length from the spatial filter 18 via a mirror 19. At this time, the plane wave reflected by the mirror 16 is also superimposed on the object wave by the half mirror 21 to form equiphase interference fringes. Imaging device 22
The interference fringes detected in step 3 are displayed on the image display device 23 and observed as an interference microscope image. Alternatively, the phase distribution and the amplitude distribution of the wavefront can be obtained by storing in an image memory (not shown) and performing interference fringe analysis by a computer. On this occasion,
In order to accurately obtain the phase distribution of the wavefront, phase modulation interferometry is used (for example, Toyohiko Yatagai, "Introduction to Applied Optical Optical Measurement", pages 131-135 (August 30, 1988, published by Maruzen Co., Ltd.). )reference). For that purpose, the PZT 24 is controlled so that the mirror 16 is slightly moved back and forth so that the phase change between the two wavefronts that interfere with each other becomes 0, π / 2, π, 3π / 2, and each phase change The phase distribution of the reproduced wavefront can be accurately obtained from the intensity distribution of the corresponding interference fringes. The obtained phase distribution is output and displayed on the image display device 23.

【0019】ところで、干渉顕微鏡像を得るのに、物体
波と平面波を干渉させる代わりに、液晶パネル12に表
示されたホログラムからの±1次の回折波相互又は±2
次等高次の+と−の物体波相互を干渉させ、位相分布を
強調して干渉させることもできる。±n次の回折波相互
を干渉させると、等位相干渉縞が表す位相分布は2n倍
になる。図4はそのための配置の1例であり、周波数及
び強度が安定化したレーザ13からの光は、コリメータ
14で波面の揃った平面波とした後、ハーフミラー25
に入射する。ハーフミラー25で分割された光の中、反
射された光はミラー26を経て、また、透過した光はミ
ラー27を経てそれぞれハーフミラー28に達し、そこ
で再度合成されるが、両光は、完全に平行になるのでは
なく、それらの光によるホログラムからの所定の+又は
−の高次回折光が同一の光軸方向に進むような角度を相
互になして合成される。このように角度をなす2つの平
面波は液晶パネル12に入射し、そこに表示されたホロ
グラムにより一方の平面波から+n次の再生波面が、他
方の平面波から−n次の再生波面(共役波面)が光軸に
沿って進むように再生される。この際生じる+n次又は
−n次以外の回折波及び0次光は光軸に対して角度をな
しているため、液晶パネル12の後の焦点距離の位置に
配置されたレンズ29によりその後側焦点面にこれらの
光を一旦集光し、その位置に光軸に沿って進む光以外を
カットする空間フィルタ30を配置して、再生波面(+
n次)とその共役波面(−n次)のみを通過させ、フィ
ルタ30を通過した両波面をレンズ31により再びコリ
メートし、液晶パネル12と共役な位置に配置した撮像
装置22上で両波面を干渉させる。このようにして、位
相分布を強調した干渉顕微鏡像を得ることができ、その
強調の分だけ位相計測精度が向上する。
By the way, in order to obtain an interference microscope image, instead of causing the object wave and the plane wave to interfere with each other, ± 1st order diffracted waves from the hologram displayed on the liquid crystal panel 12 or ± 2th order.
It is also possible to cause the + and − object waves of the second and higher order to interfere with each other and emphasize the phase distribution. When the ± n-order diffracted waves are interfered with each other, the phase distribution represented by the equiphase interference fringe becomes 2n times. FIG. 4 is an example of an arrangement for that purpose. The light from the laser 13 whose frequency and intensity are stabilized is converted into a plane wave having a uniform wavefront by the collimator 14 and then the half mirror 25.
Incident on. Of the light split by the half mirror 25, the reflected light passes through the mirror 26, and the transmitted light passes through the mirror 27 and reaches the half mirror 28, respectively, where they are combined again. Are not parallel to each other, but are combined at an angle such that predetermined + or-higher-order diffracted lights from the hologram by those lights travel in the same optical axis direction. Two plane waves forming an angle as described above are incident on the liquid crystal panel 12, and a hologram displayed on the plane wave causes a reproduction wavefront of + nth order from one plane wave and a reproduction wavefront of −nth order from another plane wave (conjugate wavefront). Reproduced so as to follow the optical axis. Since the diffracted waves other than the + n-th order or the −n-th order and the 0th-order light that are generated at this time form an angle with respect to the optical axis, the rear-side focus is generated by the lens 29 disposed at the position of the focal length after the liquid crystal panel 12. These lights are once collected on the surface, and a spatial filter 30 that cuts off the light other than the light traveling along the optical axis is arranged at that position, and the reproduction wavefront (+
(nth order) and its conjugate wavefront (-nth order) are passed through, and both wavefronts that have passed through the filter 30 are collimated again by the lens 31, and both wavefronts are displayed on the image pickup device 22 arranged at a position conjugate with the liquid crystal panel 12. Interfere. In this way, an interference microscope image in which the phase distribution is emphasized can be obtained, and the phase measurement accuracy is improved by the amount of the emphasis.

【0020】なお、図4のように+n次の再生波面とそ
れに共役な−n次の共役波面を干渉させて位相分布を強
調する場合、液晶パネル12として図2に示したような
強度(振幅)ホログラムを表示するものを用いると、得
られる次数は、ほぼ±1次に限定されるが、図3に示し
たような位相ホログラムを表示するものを用いると、得
られる次数は、±1次に限定されず、より高次のものが
得られる。この場合、±1次以外のより高次の特定次数
に強く回折させるようにするには、液晶パネル12に表
示される位相像に非線型処理を施せばよい。そのために
は、例えばビデオ信号を液晶ドライバ11に入力する前
に非線型フィルタを通すようにすればよい。
When the + nth-order reproduced wavefront and the conjugate -nth-order conjugated wavefront thereof are interfered with each other to emphasize the phase distribution as shown in FIG. 4, the liquid crystal panel 12 has an intensity (amplitude) as shown in FIG. ) If the hologram display is used, the obtained order is limited to approximately ± 1st order, but if the phase hologram display as shown in FIG. 3 is used, the obtained order is ± 1st order. It is not limited to, but higher-order ones can be obtained. In this case, in order to strongly diffract to a higher specific order other than ± 1st order, the phase image displayed on the liquid crystal panel 12 may be subjected to nonlinear processing. For that purpose, for example, a non-linear filter may be passed through before the video signal is input to the liquid crystal driver 11.

【0021】ところで、電子線ホログラム作成系8の電
子レンズ3、6には、光学レンズと違って凸レンズしか
ないため、凸レンズと凹レンズを組み合わせることによ
り収差を打ち消すことができず、電子レンズ3、6で拡
大された像は、電子レンズ3、6の収差の影響を受けた
像となり、像の強度分布が試料の分布を正しく反映して
おらず、また分解能も大きく制限されてしまう。この収
差を補正するために、電子線ホログラムからの再生波に
フーリエ変換を施し、そのフーリエ変換面でホログラム
の再生波に含まれる収差波面と共役な位相分布を加える
ことが、本発明者によって提案されている(特願平3−
340782号)。本発明の電子線ホログラフィ実時間
位相計測装置にこの方法を適用することができる。
By the way, unlike the optical lens, the electron lenses 3 and 6 of the electron beam hologram forming system 8 have only convex lenses. Therefore, the aberration cannot be canceled by combining the convex lens and the concave lens, and the electron lenses 3 and 6 cannot be canceled. The image magnified in (2) becomes an image affected by the aberration of the electron lenses 3 and 6, and the intensity distribution of the image does not correctly reflect the distribution of the sample, and the resolution is greatly limited. In order to correct this aberration, it is proposed by the present inventor that the reproduction wave from the electron beam hologram is subjected to Fourier transform and a phase distribution conjugate with the aberration wavefront included in the reproduction wave of the hologram is added on the Fourier transform plane. Has been done (Japanese Patent Application No. 3-
340782). This method can be applied to the electron beam holography real-time phase measuring apparatus of the present invention.

【0022】図5に図1と同様な配置を示してあるが、
この図の場合は、電子ホログラム作成系8の収差を補正
する構成を加えてある。すなわち、空間フィルタ18に
より選択された液晶パネル12からの回折物体波を、空
間フィルタ18の直後に配置した図3に各画素を示した
ような位相表示型の液晶パネルII32を通過させる。
補正しようとする収差と反対の符号を持つ補正関数が計
算機33で作成され、液晶ドライバ34を介して液晶パ
ネルII32に出力することにより、液晶パネルII3
2の各画素の位相が各々の制御信号に応じて変えられ、
所望の収差補正用の位相フィルタの機能をする。このよ
うにして、液晶パネルII32を透過した物体波は収差
が実時間で補正され、そのため、撮像装置22で得られ
る干渉顕微鏡像の位相分布も正確なものになる。また、
弱い位相分布を持つ試料を観察する場合、この液晶セル
II32で再生波のフーリエスペクトルの中心点におい
て、π/2あるいは−π/2の位相差を発生させ、物体
の位相分布を位相差顕微鏡像として観察することができ
る。
FIG. 5 shows an arrangement similar to that of FIG.
In the case of this figure, a configuration for correcting the aberration of the electronic hologram forming system 8 is added. That is, the diffracted object wave from the liquid crystal panel 12 selected by the spatial filter 18 is passed through the phase display type liquid crystal panel II 32 arranged immediately after the spatial filter 18 as shown in each pixel in FIG.
A correction function having a sign opposite to that of the aberration to be corrected is created by the computer 33 and is output to the liquid crystal panel II 32 via the liquid crystal driver 34, whereby the liquid crystal panel II 3
The phase of each pixel of 2 is changed according to each control signal,
It functions as a desired phase filter for aberration correction. In this way, the aberration of the object wave transmitted through the liquid crystal panel II32 is corrected in real time, so that the phase distribution of the interference microscope image obtained by the imaging device 22 is also accurate. Also,
When observing a sample having a weak phase distribution, a phase difference of π / 2 or −π / 2 is generated at the center point of the Fourier spectrum of the reproduced wave in the liquid crystal cell II32, and the phase distribution of the object is obtained by a phase difference microscope image. Can be observed as

【0023】ところで、図1、図4、図5において、位
相変調干渉法を実施するためのPZT24により移動す
るミラー16、27が単一の平面鏡であるため、位相変
化を得るためにPZT24によって何れかの方向に微動
させると、位相のみならず反射光の光路がずれてしま
い、同一条件で異なる位相差の干渉縞を得ることができ
ず、正確な位相計測をするには不十分なものである。そ
こで、このような点を改良するために、例えば図6に示
したようなコーナーキューブプリズム35を用いる。図
6は図4のように位相強調を行う配置に適用した場合で
あるが、図1のように平面波と干渉させる場合にも適用
できる。図6において、レーザ13からの光は、コリメ
ータ14で平面波とされた後、ハーフミラー36で分割
される。分割された光の中、透過光は固定ミラー37で
反射され、その反射光はハーフミラー36に戻り、そこ
で反射されて液晶パネル12に入射する一方の平面波に
なる。分割された光の中の反射光はコーナーキューブプ
リズム35に入射し、反対方向に反射され、ハーフミラ
ー36を通過して液晶パネル12に入射する他方の平面
波になる。これら2つの平面波が、図4の場合と同様、
相互に角度をなす2つの平面波を構成し、一方の平面波
から+n次の再生波面が、他方の平面波から−n次の再
生波面(共役波面)が光軸に沿って進むように再生され
る。ところで、干渉する2つの波面間に異なる位相差を
導入するために、コーナーキューブプリズム35の裏面
に取り付けられたPZT24を駆動するが、PZT24
によりコーナーキューブプリズム35が移動されても、
コーナーキューブプリズム35の特性上、それからの反
射光の光路は何らずれないため、同一条件で異なる位相
差の干渉縞を得ることができるようになる。
By the way, in FIGS. 1, 4 and 5, since the mirrors 16 and 27 moved by the PZT 24 for implementing the phase modulation interferometry are single plane mirrors, the PZT 24 is used to obtain the phase change. If you move it slightly in that direction, not only the phase but also the optical path of the reflected light will shift, and you will not be able to obtain interference fringes with different phase differences under the same conditions, which is insufficient for accurate phase measurement. is there. Therefore, in order to improve such a point, for example, a corner cube prism 35 as shown in FIG. 6 is used. 6 is applied to the arrangement for performing the phase enhancement as shown in FIG. 4, but can be applied to the case where the plane wave is interfered as shown in FIG. In FIG. 6, the light from the laser 13 is converted into a plane wave by the collimator 14 and then split by the half mirror 36. Of the split light, the transmitted light is reflected by the fixed mirror 37, and the reflected light returns to the half mirror 36 where it is reflected and becomes one plane wave incident on the liquid crystal panel 12. The reflected light in the split light enters the corner cube prism 35, is reflected in the opposite direction, passes through the half mirror 36, and becomes the other plane wave incident on the liquid crystal panel 12. These two plane waves are the same as in the case of FIG.
Two plane waves forming an angle with each other are formed, and one plane wave reproduces a + nth-order reproduction wavefront, and the other plane wave reproduces a −nth-order reproduction wavefront (conjugate wavefront) along the optical axis. By the way, in order to introduce a different phase difference between two interfering wavefronts, the PZT 24 attached to the back surface of the corner cube prism 35 is driven.
Even if the corner cube prism 35 is moved by
Due to the characteristics of the corner cube prism 35, the optical path of reflected light from the corner cube prism 35 is the same, so that interference fringes having different phase differences can be obtained under the same conditions.

【0024】以上、本発明の電子線ホログラフィ実時間
位相計測方法及び装置をいくつかの実施例に基づいて説
明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々
の変形が可能である。また、電子的に制御可能な位相像
表示素子、空間的位相フィルタとして、図3を参照にし
て説明したホモジニアス配向のネマチック液晶に限ら
ず、他の液晶素子によっても実現可能であるし、また、
電気光学結晶を真空蒸着して両側から所望パターンの電
極で挟むことによっても実現できる。また、電子的制御
可能な強度像表示素子として、図2を参照にして説明し
た90°配向のツイストネマチック液晶素子に限らず、
他の液晶素子、電気光学素子等によっても実現できる。
The electron beam holography real-time phase measuring method and apparatus of the present invention have been described above based on some embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and various modifications can be made. Further, the electronically controllable phase image display element and the spatial phase filter are not limited to the homogeneously aligned nematic liquid crystal described with reference to FIG. 3, and can be realized by other liquid crystal elements.
It can also be realized by vacuum-depositing an electro-optic crystal and sandwiching it from both sides with electrodes having a desired pattern. Further, the electronically controllable intensity image display element is not limited to the twisted nematic liquid crystal element of 90 ° orientation described with reference to FIG.
It can be realized by other liquid crystal element, electro-optical element, or the like.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電子線ホログラフィ実時間位相計測方法及び装置によ
ると、電子線ホログラムを撮像手段により撮像し、この
ホログラムを実時間で書き替え可能で、定着や現像の処
理を必要としない電気光学的表示素子に表示させるの
で、撮像手段で撮像された電子線ホログラムをビデオ信
号として刻々とこの電気光学的表示素子に表示させ、即
座にホログラムの再生を行うことにより、電磁場や熱等
の作用を受けたときの試料の動的な動きの観察が可能に
なる。また、試料の位相分布の等位相干渉縞が即座に得
られるので、真空中に分布する電磁場等の強度分布を持
たない試料の観察が簡単になる。
As is apparent from the above description, according to the electron beam holography real-time phase measuring method and apparatus of the present invention, the electron beam hologram can be imaged by the image pickup means and the hologram can be rewritten in real time. Since it is displayed on the electro-optical display element that does not require fixing or development processing, the electron beam hologram imaged by the image pickup means is displayed on this electro-optical display element as a video signal every moment, and the hologram is immediately reproduced. By carrying out, it becomes possible to observe the dynamic movement of the sample when subjected to the action of an electromagnetic field or heat. Further, since the equiphase interference fringes of the phase distribution of the sample can be obtained immediately, it becomes easy to observe the sample that does not have the intensity distribution of the electromagnetic field distributed in the vacuum.

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

【図1】本発明の電子線ホログラフィ実時間位相計測方
法の原理を実施する装置の光路図である。
FIG. 1 is an optical path diagram of an apparatus that implements the principle of an electron beam holography real-time phase measurement method of the present invention.

【図2】ツイストネマチック液晶サンドイッチセルの構
造と作用を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure and action of a twisted nematic liquid crystal sandwich cell.

【図3】ホモジニアス配向のネマチック液晶サンドイッ
チセルの構造と作用を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the structure and action of a homogeneously aligned nematic liquid crystal sandwich cell.

【図4】他の実施例の装置の光路図である。FIG. 4 is an optical path diagram of an apparatus according to another embodiment.

【図5】もう1つの実施例の装置の光路図である。FIG. 5 is an optical path diagram of another embodiment of the device.

【図6】さらに別の実施例の装置の光路図である。FIG. 6 is an optical path diagram of an apparatus according to still another embodiment.

【図7】電子線ホログラム撮像装置の概略の構成図であ
る。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an electron beam hologram imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…平面電子波 2…試料 3…電子対物レンズ 4…電子バイプリズム 5…中間像面 6…電子レンズ 8…電子線ホログラム作成系 9…蛍光板 10…撮像装置 11…液晶ドライバ 12…液晶パネル 13…レーザ 14…コリメータ 15…ハーフミラー 16…ミラー 17…レンズ 18…空間フィルタ 19…ミラー 20…レンズ 21…ハーフミラー 22…撮像装置 23…画像表示装置 24…PZT 25…ハーフミラー 26、27…ミラー 28…ハーフミラー 29…レンズ 30…空間フィルター 31…レンズ 32…液晶パネルII 33…計算機 34…液晶ドライバ 35…コーナーキューブプリズム 36…ハーフミラー 37…固定ミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Planar electron wave 2 ... Sample 3 ... Electron objective lens 4 ... Electron biprism 5 ... Intermediate image plane 6 ... Electron lens 8 ... Electron beam hologram creation system 9 ... Fluorescent plate 10 ... Imaging device 11 ... Liquid crystal driver 12 ... Liquid crystal panel 13 ... laser 14 ... collimator 15 ... half mirror 16 ... mirror 17 ... lens 18 ... spatial filter 19 ... mirror 20 ... lens 21 ... half mirror 22 ... imaging device 23 ... image display device 24 ... PZT 25 ... half mirror 26, 27 ... mirror 28 ... Half mirror 29 ... Lens 30 ... Spatial filter 31 ... Lens 32 ... Liquid crystal panel II 33 ... Calculator 34 ... Liquid crystal driver 35 ... Corner cube prism 36 ... Half mirror 37 ... Fixed mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石塚和夫 埼玉県東松山市松風台14−48 (72)発明者 外村 彰 埼玉県比企郡鳩山町楓ケ丘2−19−5 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuo Ishizuka 14-48 Matsufudai, Higashimatsuyama City, Saitama Prefecture (72) Inventor Akira Tonomura 2-19-5 Kaedeoka, Hatoyama Town, Hiki-gun, Saitama Prefecture

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子線参照波と試料により変調された電
子線物体波との干渉縞からなる電子線ホログラムを撮像
手段により撮像し、撮像されたホログラムを空間的な強
度変調機能又は空間的な位相変調機能を持つ電気光学的
表示素子に表示させ、この電気光学的表示素子にコヒー
レント光を入射することにより再生された物体波に平面
波又は共役物体波を重ねて、実時間で干渉顕微鏡像を形
成することを特徴とする電子線ホログラフィ実時間位相
計測法。
1. An electron beam hologram composed of interference fringes of an electron beam reference wave and an electron beam object wave modulated by a sample is imaged by an imaging means, and the imaged hologram is spatially intensity-modulated or spatially modulated. A plane wave or conjugate object wave is superposed on the object wave reproduced by displaying it on an electro-optical display element having a phase modulation function and injecting coherent light into this electro-optical display element, and an interference microscope image is obtained in real time. Electron holography real-time phase measurement method characterized by forming.
【請求項2】 前記空間的な強度変調機能を持つ電気光
学的表示素子として、偏光板と各画素がツイストネマチ
ック液晶のサンドイッチセルからなる液晶パネルを用い
ることを特徴とする請求項1記載の電子線ホログラフィ
実時間位相計測法。
2. The electronic device according to claim 1, wherein a liquid crystal panel comprising a polarizing plate and a sandwich cell of twisted nematic liquid crystal is used for each pixel as the electro-optical display device having the spatial intensity modulation function. Line holography Real-time phase measurement method.
【請求項3】 前記空間的な位相変調機能を持つ電気光
学的表示素子として、各画素がホモジニアス配向のネマ
チック液晶のサンドイッチセルからなる液晶パネルを用
いることを特徴とする請求項1記載の電子線ホログラフ
ィ実時間位相計測法。
3. The electron beam according to claim 1, wherein each electro-optical display element having a spatial phase modulation function is a liquid crystal panel in which each pixel is composed of a sandwich cell of homogeneously aligned nematic liquid crystal. Holographic real-time phase measurement method.
【請求項4】 電子線参照波と試料により変調された電
子線物体波との干渉縞からなる電子線ホログラムを作成
する手段と、作成された電子線ホログラムを撮像する撮
像手段と、撮像されたホログラムを強度像又は位相像と
して表示する空間的な強度変調機能又は空間的な位相変
調機能を持つ電気光学的表示素子と、この電気光学的表
示素子にコヒーレント光を入射して再生された物体波に
平面波又は共役物体波を重ねて、実時間で干渉顕微鏡像
を形成する光学系とを備えることを特徴とする電子線ホ
ログラフィ実時間位相計測装置。
4. A means for creating an electron beam hologram composed of interference fringes of an electron beam reference wave and an electron beam object wave modulated by a sample, an imaging means for imaging the created electron beam hologram, and an imaged image. An electro-optical display element having a spatial intensity modulation function or a spatial phase modulation function for displaying a hologram as an intensity image or a phase image, and an object wave reproduced by making coherent light incident on the electro-optical display element. An electron beam holography real-time phase measuring apparatus, comprising: an optical system that superimposes a plane wave or a conjugated object wave on the optical axis to form an interference microscope image in real time.
【請求項5】 請求項4記載の電子線ホログラフィ実時
間位相計測装置において、前記光学系が、前記電気光学
的表示素子に所定角度をなす2つの平面波を入射し、表
示されたホログラムからの±1回折波を相互に重ね合わ
せて位相分布を2倍に強調した干渉顕微鏡像を形成する
ように構成されていることを特徴とする電子線ホログラ
フィ実時間位相計測装置。
5. The electron beam holography real-time phase measuring apparatus according to claim 4, wherein the optical system makes two plane waves forming a predetermined angle incident on the electro-optical display element, and ± from the displayed hologram. An electron beam holography real-time phase measuring device, characterized in that it is configured to superimpose one diffracted wave on each other to form an interference microscope image in which the phase distribution is doubled.
【請求項6】 請求項4記載の電子線ホログラフィ実時
間位相計測装置において、前記電気光学的表示素子とし
て各画素がホモジニアス配向のネマチック液晶のサンド
イッチセルからなる液晶パネルを用い、前記光学系が、
この液晶パネルに所定角度をなす2つの平面波を入射
し、表示されたホログラムからの±の高次回折波を相互
に重ね合わせて位相分布をその次数の2倍に強調した干
渉顕微鏡像を形成するように構成されていることを特徴
とする電子線ホログラフィ実時間位相計測装置。
6. The electron beam holography real-time phase measuring apparatus according to claim 4, wherein each electro-optical display element uses a liquid crystal panel formed of a sandwich cell of homogeneous alignment nematic liquid crystal, and the optical system comprises:
Two plane waves forming a predetermined angle are incident on this liquid crystal panel, and ± high-order diffracted waves from the displayed hologram are superposed on each other to form an interference microscope image in which the phase distribution is emphasized to twice the order. An electron beam holography real-time phase measuring device, which is configured as described above.
【請求項7】 請求項6記載の電子線ホログラフィ実時
間位相計測装置において、前記撮像手段により撮像され
たホログラムに対して非線形処理を施した後に前記液晶
パネルに表示するように構成されていることを特徴とす
る電子線ホログラフィ実時間位相計測装置。
7. An electron beam holography real-time phase measuring apparatus according to claim 6, wherein the hologram imaged by said image pickup means is subjected to nonlinear processing and then displayed on said liquid crystal panel. Electron holography real-time phase measurement device characterized by:
【請求項8】 前記請求項4から7の何れか1項記載の
電子線ホログラフィ実時間位相計測装置において、前記
電気光学的表示素子からの再生波のフーリエ変換面に空
間的な位相変調機能を有する第2の電気光学的表示素子
を設け、前記の電子線ホログラムを作成する手段におけ
る収差をこの第2の電気光学的表示素子により実時間で
補正するように構成したことを特徴とする電子線ホログ
ラフィ実時間位相計測装置。
8. The electron beam holography real-time phase measuring device according to claim 4, wherein a spatial phase modulation function is provided on a Fourier transform surface of a reproduced wave from the electro-optical display element. An electron beam having a second electro-optical display element which is provided, and is configured to correct the aberration in the means for producing the electron beam hologram in real time by the second electro-optical display element. Holographic real-time phase measurement device.
【請求項9】 前記請求項4から7の何れか1項記載の
電子線ホログラフィ実時間位相計測装置において、前記
電気光学的表示素子からの再生波のフーリエ変換面に空
間的な位相変調機能を有する第2の電気光学的表示素子
を設け、再生波のフーリエスペクトルの中心において、
π/2あるいは−π/2の位相差を与えて、弱位相物体
の位相分布を強度分布に変換して位相顕微鏡像として可
視化するように構成したことを特徴とする電子線ホログ
ラフィ実時間位相計測装置。
9. The electron beam holography real-time phase measuring apparatus according to claim 4, wherein a spatial phase modulation function is provided on a Fourier transform surface of a reproduced wave from the electro-optical display element. The second electro-optical display element having is provided, and at the center of the Fourier spectrum of the reproduced wave,
Electron holography real-time phase measurement characterized by giving a phase difference of π / 2 or −π / 2 to convert the phase distribution of a weak phase object into an intensity distribution and visualize it as a phase microscope image. apparatus.
【請求項10】 前記請求項4から8の何れか1項記載
の電子線ホログラフィ実時間位相計測装置において、前
記光学系が、再生された物体波に平面波又は共役物体波
を重ねて干渉顕微鏡を形成する際、両波面間の位相差が
0と2πの間の複数段に変化させて物体波の結像面で干
渉させるように構成され、各々の位相差に対応した干渉
縞の強度分布から、物体波面の位相分布を求めるように
したことを特徴とする電子線ホログラフィ実時間位相計
測装置。
10. The electron beam holography real-time phase measuring apparatus according to claim 4, wherein the optical system superimposes a plane wave or a conjugate object wave on the reproduced object wave to form an interference microscope. At the time of formation, the phase difference between both wavefronts is changed in multiple steps between 0 and 2π so as to cause interference in the image plane of the object wave. From the intensity distribution of the interference fringes corresponding to each phase difference, An electron beam holography real-time phase measuring apparatus characterized in that a phase distribution of an object wavefront is obtained.
JP13387092A 1992-05-26 1992-05-26 Electron holography real-time phase measurement method and apparatus Expired - Fee Related JP2821059B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13387092A JP2821059B2 (en) 1992-05-26 1992-05-26 Electron holography real-time phase measurement method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13387092A JP2821059B2 (en) 1992-05-26 1992-05-26 Electron holography real-time phase measurement method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05323859A true JPH05323859A (en) 1993-12-07
JP2821059B2 JP2821059B2 (en) 1998-11-05

Family

ID=15114990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13387092A Expired - Fee Related JP2821059B2 (en) 1992-05-26 1992-05-26 Electron holography real-time phase measurement method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2821059B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5838468A (en) * 1996-04-12 1998-11-17 Nec Corporation Method and system for forming fine patterns using hologram
WO2006121108A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-16 Riken Charged particle beam equipment
JP2007263594A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Japan Fine Ceramics Center Observation technique due to coherent vibration
US7755046B2 (en) 2007-03-01 2010-07-13 Hitachi, Ltd. Transmission electron microscope
CN112534358A (en) * 2018-08-13 2021-03-19 柏林工业大学 Device and method for detecting measured values on the basis of electroholography

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5838468A (en) * 1996-04-12 1998-11-17 Nec Corporation Method and system for forming fine patterns using hologram
WO2006121108A1 (en) * 2005-05-12 2006-11-16 Riken Charged particle beam equipment
JP2006318734A (en) * 2005-05-12 2006-11-24 Institute Of Physical & Chemical Research Charged particle beam device
US7655905B2 (en) 2005-05-12 2010-02-02 Riken Charged particle beam equipment
JP4691391B2 (en) * 2005-05-12 2011-06-01 独立行政法人理化学研究所 electronic microscope
JP2007263594A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Japan Fine Ceramics Center Observation technique due to coherent vibration
US7755046B2 (en) 2007-03-01 2010-07-13 Hitachi, Ltd. Transmission electron microscope
CN112534358A (en) * 2018-08-13 2021-03-19 柏林工业大学 Device and method for detecting measured values on the basis of electroholography

Also Published As

Publication number Publication date
JP2821059B2 (en) 1998-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2857273B2 (en) Aberration correction method and aberration correction device
US5497254A (en) Optical apparatus including a liquid crystal modulator
US5132811A (en) Holographic operating optical apparatus
KR101505927B1 (en) Device for amplitude and phase modulation of light
JP3141440B2 (en) Optical device
JP3257556B2 (en) Optical device
JPH07301834A (en) Optical self-correlation device
US5889599A (en) Holography imaging apparatus holography display apparatus holography imaging method and holography display method
JP2913323B2 (en) Optical processing apparatus and driving method thereof
JP2821059B2 (en) Electron holography real-time phase measurement method and apparatus
JPH079560B2 (en) Matched filtering method
Gopinathan et al. A projection system for real world three-dimensional objects using spatial light modulators
Barbosa et al. Mapping of vibration amplitudes by time average holography in Bi12SiO20 crystals
JP3388268B2 (en) Defocus correction device
JP2000259068A (en) Spatial optical modulator and holography device
Mias et al. Phase-modulating bistable optically addressed spatial light modulators using wide-switching-angle ferroelectric liquid crystal layer
JP2871083B2 (en) Liquid crystal spatial light modulator and optical image processing device
JP3401793B2 (en) Optical device
JPH0619255B2 (en) Interferometer and interferometer for aspherical surface measurement by optical spatial light modulator using liquid crystal
JPH04363617A (en) Optical pattern recognition device with coordinate transformation function
Cheng et al. Complex modulation characterization of liquid crystal spatial light modulators by digital holographic microscopy
Kato et al. Generation of high-quality holograms with liquid-crystal SLM
Tanone Study of phase modulation properties of twisted-nematic liquid crystal television, as applied to computer-generated holograms and signal processing
JP3066457B2 (en) Optical pattern recognition device
Chen et al. Video-rate electron-holographic interference microscopy using a liquid-crystal panel

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees