JPH0552657A - 偏光測定器 - Google Patents
偏光測定器Info
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- JPH0552657A JPH0552657A JP21088391A JP21088391A JPH0552657A JP H0552657 A JPH0552657 A JP H0552657A JP 21088391 A JP21088391 A JP 21088391A JP 21088391 A JP21088391 A JP 21088391A JP H0552657 A JPH0552657 A JP H0552657A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】検光子を用いなくても複合偏光素子における偏
光子および位相子の方位角と位相差とを高精度に測定で
きるようにする。 【構成】コヒーレントなレーザ光源２２、偏光子２４、
可変位相板２６、回転試料台１４、検出器３２からな
り、検光子は省略されている。複合偏光素子２８をその
位相子２８ｂがレーザ光源２２に向かう姿勢としたとき
の偏光角ｐ1を求めるとともに、複合偏光素子２８をそ
の位相子２８ｂが検出器３２に向かう姿勢としたときの
偏光角ｐ2 と可変位相板２６の位相差ΔＣ2 を求め、偏
光子２８ａの方位角ＳＡ、位相子２８ｂの方位角ＳＣ、
その位相差ΔＳをＳＡ＝ｐ1、tan２ＳＣ＝（cos２ｐ2−
cos２ｐ1）／（sin２ｐ1− sin２ｐ2cosΔＣ2）、sinΔ
Ｓ＝sin２ｐ2sinΔＣ2／sin（２ｐ1−２ＳＣ）に基づい
て求める。
光子および位相子の方位角と位相差とを高精度に測定で
きるようにする。 【構成】コヒーレントなレーザ光源２２、偏光子２４、
可変位相板２６、回転試料台１４、検出器３２からな
り、検光子は省略されている。複合偏光素子２８をその
位相子２８ｂがレーザ光源２２に向かう姿勢としたとき
の偏光角ｐ1を求めるとともに、複合偏光素子２８をそ
の位相子２８ｂが検出器３２に向かう姿勢としたときの
偏光角ｐ2 と可変位相板２６の位相差ΔＣ2 を求め、偏
光子２８ａの方位角ＳＡ、位相子２８ｂの方位角ＳＣ、
その位相差ΔＳをＳＡ＝ｐ1、tan２ＳＣ＝（cos２ｐ2−
cos２ｐ1）／（sin２ｐ1− sin２ｐ2cosΔＣ2）、sinΔ
Ｓ＝sin２ｐ2sinΔＣ2／sin（２ｐ1−２ＳＣ）に基づい
て求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶ディスプレ
イなどに用いられている複合偏光素子を測定試料とする
偏光測定器に関する。
イなどに用いられている複合偏光素子を測定試料とする
偏光測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来のこの種の偏光測定器を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
【０００３】図において、２はレーザ光源、４は偏光
子、６は位相板、８は測定試料としての複合偏光素子、
１０は検光子、１２はフォトマルチプライヤ（光電子増
倍管）などの検出器である。複合偏光素子８は、偏光子
８ａと位相子８ｂとを一体化したものであり、液晶素子
の一種である。
子、６は位相板、８は測定試料としての複合偏光素子、
１０は検光子、１２はフォトマルチプライヤ（光電子増
倍管）などの検出器である。複合偏光素子８は、偏光子
８ａと位相子８ｂとを一体化したものであり、液晶素子
の一種である。
【０００４】レーザ光源２，偏光子４，位相板６，複合
偏光素子８，検光子１０，検出器１２の光軸は互いに一
致している。偏光子４および検光子１０は、ステッピン
グモータなどの手段により互いに独立して光軸まわりに
回転可能に構成されている。複合偏光素子８は、試料台
１４上に固定された状態で載置される。
偏光素子８，検光子１０，検出器１２の光軸は互いに一
致している。偏光子４および検光子１０は、ステッピン
グモータなどの手段により互いに独立して光軸まわりに
回転可能に構成されている。複合偏光素子８は、試料台
１４上に固定された状態で載置される。
【０００５】一般に、偏光測定器（例えば偏光顕微鏡）
においては、偏光子４がレーザ光源２側に配置され、検
光子１０が検出器１２側に配置され、偏光子４と検光子
１０との間に位相板６と測定試料（通常は複合偏光素子
ではない）が配置される。
においては、偏光子４がレーザ光源２側に配置され、検
光子１０が検出器１２側に配置され、偏光子４と検光子
１０との間に位相板６と測定試料（通常は複合偏光素子
ではない）が配置される。
【０００６】以下では、まず、測定試料が複合偏光素子
でない場合の一般的な動作を説明する。
でない場合の一般的な動作を説明する。
【０００７】レーザ光源２から出射された光は偏光子４
を通過するが、偏光子４の回転角度が偏光角と一致する
とき、偏光子４を通過した光は直線偏光となっている。
その直線偏光が位相板６を通過すると楕円偏光となる。
その楕円偏光は、測定試料を通過するときに、その測定
試料に特有の方位角や位相差の影響を受ける。そして、
検光子１０を通過した後に検出器１２に入射するが、検
光子１０の回転角度を適当に調整することにより、平行
ニコルの状態（光強度が最も大きい状態）を作り出す。
そのときの偏光子４，検光子１０の回転角度に基づい
て、測定試料の特性を検査するのである。
を通過するが、偏光子４の回転角度が偏光角と一致する
とき、偏光子４を通過した光は直線偏光となっている。
その直線偏光が位相板６を通過すると楕円偏光となる。
その楕円偏光は、測定試料を通過するときに、その測定
試料に特有の方位角や位相差の影響を受ける。そして、
検光子１０を通過した後に検出器１２に入射するが、検
光子１０の回転角度を適当に調整することにより、平行
ニコルの状態（光強度が最も大きい状態）を作り出す。
そのときの偏光子４，検光子１０の回転角度に基づい
て、測定試料の特性を検査するのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】測定試料が複合偏光素
子でない場合には、上記のような動作に基づいて測定試
料の特性を検査することができる。
子でない場合には、上記のような動作に基づいて測定試
料の特性を検査することができる。
【０００９】しかしながら、測定試料として複合偏光素
子８を対象とするときには、その複合偏光素子８の一部
を構成している偏光子８ａが検光子１０の役割を兼ねる
ことになるため、検光子１０の取り扱いが問題となる。
子８を対象とするときには、その複合偏光素子８の一部
を構成している偏光子８ａが検光子１０の役割を兼ねる
ことになるため、検光子１０の取り扱いが問題となる。
【００１０】位相板６を通過した楕円偏光は、複合偏光
素子８の位相子８ｂを通過するときに、位相子８ｂの方
位角ＳＣによる影響を受ける。また、複合偏光素子８の
偏光子８ａを通過するときに、偏光子８ａの方位角ＳＡ
による影響を受ける。同時に、位相子８ｂと偏光子８ａ
との間の位相差ΔＳの影響を受ける。さらに、検光子１
０を通過することで再び直線偏光に戻り、検出器１２に
入射する。
素子８の位相子８ｂを通過するときに、位相子８ｂの方
位角ＳＣによる影響を受ける。また、複合偏光素子８の
偏光子８ａを通過するときに、偏光子８ａの方位角ＳＡ
による影響を受ける。同時に、位相子８ｂと偏光子８ａ
との間の位相差ΔＳの影響を受ける。さらに、検光子１
０を通過することで再び直線偏光に戻り、検出器１２に
入射する。
【００１１】検光子１０の回転角度の調整によって平行
ニコルの状態または直交ニコルの状態（光強度が最も小
さい状態）を現出することを通じて、そのときの偏光子
４，検光子１０の回転角度に基づいて、偏光子８ａの方
位角ＳＡと、位相子８ｂの方位角ＳＣと、位相差ΔＳと
を求めることにより、この複合偏光素子８の特性を検査
しようとしている。
ニコルの状態または直交ニコルの状態（光強度が最も小
さい状態）を現出することを通じて、そのときの偏光子
４，検光子１０の回転角度に基づいて、偏光子８ａの方
位角ＳＡと、位相子８ｂの方位角ＳＣと、位相差ΔＳと
を求めることにより、この複合偏光素子８の特性を検査
しようとしている。
【００１２】ところが、実際には、上記したように、複
合偏光素子８における偏光子８ａが検光子１０の役割を
兼ねてしまうことになるために、単純な取り扱いでは済
まなくなる。
合偏光素子８における偏光子８ａが検光子１０の役割を
兼ねてしまうことになるために、単純な取り扱いでは済
まなくなる。
【００１３】偏光子８ａによって最大消光状態が出現し
たときには、いかに検光子１０の回転角度を調整してみ
ても、その最大消光状態には何らの変化も見られない。
したがって、方位角ＳＡ，ＳＣおよび位相差ΔＳを正し
く測定することができなくなる。むしろ、検光子１０が
存在しない方が正しい測定ができる。
たときには、いかに検光子１０の回転角度を調整してみ
ても、その最大消光状態には何らの変化も見られない。
したがって、方位角ＳＡ，ＳＣおよび位相差ΔＳを正し
く測定することができなくなる。むしろ、検光子１０が
存在しない方が正しい測定ができる。
【００１４】この点に着目すると、検光子１０を省略す
ることが考えられる。この場合、複合偏光素子８を光軸
まわりに回転させて、偏光子８ａを検光子１０の代わり
として利用するのである。
ることが考えられる。この場合、複合偏光素子８を光軸
まわりに回転させて、偏光子８ａを検光子１０の代わり
として利用するのである。
【００１５】しかし、これでは、実は、方位角ＳＡ，Ｓ
Ｃおよび位相差ΔＳの正しい測定はできないのである。
Ｃおよび位相差ΔＳの正しい測定はできないのである。
【００１６】すなわち、複合偏光素子８における偏光子
８ａを位相子８ｂから切り離して偏光子８ａのみを回転
させることができれば問題はない。
８ａを位相子８ｂから切り離して偏光子８ａのみを回転
させることができれば問題はない。
【００１７】ところが、偏光子８ａと位相子８ｂとが一
体となっているのが複合偏光素子８であり、それらをた
とえ切り離して測定できたとしても、それでは複合偏光
素子８そのものとしての特性は決して明らかとはなら
ず、何の意味ももたないことになる。
体となっているのが複合偏光素子８であり、それらをた
とえ切り離して測定できたとしても、それでは複合偏光
素子８そのものとしての特性は決して明らかとはなら
ず、何の意味ももたないことになる。
【００１８】偏光子８ａを回転させることで、平行ニコ
ルの状態または直交ニコルの状態を現出しようとする
と、位相子８ｂの方も同一角度だけ回転してしまい、こ
のことが平行ニコルまたは直交ニコルの状態の判定を狂
わせる結果を招く。
ルの状態または直交ニコルの状態を現出しようとする
と、位相子８ｂの方も同一角度だけ回転してしまい、こ
のことが平行ニコルまたは直交ニコルの状態の判定を狂
わせる結果を招く。
【００１９】結局、偏光子８ａと位相子８ｂとが一体と
なった複合偏光素子８を測定試料とする場合の正しい測
定方法は現在のところ未だ確立されていないといえる。
なった複合偏光素子８を測定試料とする場合の正しい測
定方法は現在のところ未だ確立されていないといえる。
【００２０】検光子１０を従来通り残して、検光子１０
と複合偏光素子８との回転について連動関係をもたせる
ことも考えられないことはないが、その連動機構をどの
ようにすればよいのかについては全く判っていないし、
たとえできたとしても構造がきわめて複雑となることは
必至である。
と複合偏光素子８との回転について連動関係をもたせる
ことも考えられないことはないが、その連動機構をどの
ようにすればよいのかについては全く判っていないし、
たとえできたとしても構造がきわめて複雑となることは
必至である。
【００２１】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、検光子を省略する方向で検討を加
え、複合偏光素子の偏光子および位相子の各方位角Ｓ
Ａ，ＳＣと位相差ΔＳとを高精度に測定できるようにす
ることを目的とする。
れたものであって、検光子を省略する方向で検討を加
え、複合偏光素子の偏光子および位相子の各方位角Ｓ
Ａ，ＳＣと位相差ΔＳとを高精度に測定できるようにす
ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る偏光測定器
は、コヒーレントな光源と、光軸まわりに回転可能な偏
光子と、位相差を可変する可変位相板と、光軸に垂直な
軸心まわりに回転可能な試料台と、検出器とからなるこ
とを特徴とするものである。
は、コヒーレントな光源と、光軸まわりに回転可能な偏
光子と、位相差を可変する可変位相板と、光軸に垂直な
軸心まわりに回転可能な試料台と、検出器とからなるこ
とを特徴とするものである。
【００２３】
【作用】前記試料台に複合偏光素子をその位相子が前記
光源側に向かう姿勢にして載置し、かつ、可変位相板の
位相差をゼロにして前記偏光子を回転したときの平行ニ
コルの状態での前記偏光子の偏光角をｐ1を求める。次
に、前記試料台の回転によって複合偏光素子をその位相
子が前記検出器に向かう姿勢となし、かつ、可変位相板
の位相差を可変しながら前記偏光子を回転したときの平
行ニコルの状態での前記偏光子の偏光角をｐ2、可変位
相板の位相差をΔＣ2を求める。そして、前記複合偏光
素子における偏光子の方位角ＳＡ、位相子の方位角Ｓ
Ｃ、およびそれら偏光子と位相子との位相差ΔＳを、 ＳＡ＝ｐ1 tan２ＳＣ＝（cos２ｐ2−cos２ｐ1）／（sin２ｐ1− sin２ｐ2cosΔＣ2） sinΔＳ＝sin２ｐ2sinΔＣ2／sin（２ｐ1−２ＳＣ） に基づいて求める。このように、位相板として位相差を
可変する可変位相板を用い、試料台として光軸に垂直な
軸心まわりに回転するものを用いたので、測定試料が複
合偏光素子である場合に特性測定にとって不都合が事態
を発生する検光子を省略することができるとともに、複
合偏光素子における偏光子の方位角ＳＡ、位相子の方位
角ＳＣ、およびそれら偏光子と位相子との位相差ΔＣ2
を高精度に測定することができるようになった。
光源側に向かう姿勢にして載置し、かつ、可変位相板の
位相差をゼロにして前記偏光子を回転したときの平行ニ
コルの状態での前記偏光子の偏光角をｐ1を求める。次
に、前記試料台の回転によって複合偏光素子をその位相
子が前記検出器に向かう姿勢となし、かつ、可変位相板
の位相差を可変しながら前記偏光子を回転したときの平
行ニコルの状態での前記偏光子の偏光角をｐ2、可変位
相板の位相差をΔＣ2を求める。そして、前記複合偏光
素子における偏光子の方位角ＳＡ、位相子の方位角Ｓ
Ｃ、およびそれら偏光子と位相子との位相差ΔＳを、 ＳＡ＝ｐ1 tan２ＳＣ＝（cos２ｐ2−cos２ｐ1）／（sin２ｐ1− sin２ｐ2cosΔＣ2） sinΔＳ＝sin２ｐ2sinΔＣ2／sin（２ｐ1−２ＳＣ） に基づいて求める。このように、位相板として位相差を
可変する可変位相板を用い、試料台として光軸に垂直な
軸心まわりに回転するものを用いたので、測定試料が複
合偏光素子である場合に特性測定にとって不都合が事態
を発生する検光子を省略することができるとともに、複
合偏光素子における偏光子の方位角ＳＡ、位相子の方位
角ＳＣ、およびそれら偏光子と位相子との位相差ΔＣ2
を高精度に測定することができるようになった。
【００２４】
【実施例】図１は、実施例に係る偏光測定器を示す概略
構成図である。
構成図である。
【００２５】図において、２２はレーザ光源、２４は偏
光子、２６は可変位相板、２８は測定試料としての複合
偏光素子、３０は回転試料台、３２はフォトマルチプラ
イヤ（光電子増倍管）などの検出器である。複合偏光素
子２８は、液晶素子の一種であり、偏光子２８ａと位相
子２８ｂとを一体化したものである。
光子、２６は可変位相板、２８は測定試料としての複合
偏光素子、３０は回転試料台、３２はフォトマルチプラ
イヤ（光電子増倍管）などの検出器である。複合偏光素
子２８は、液晶素子の一種であり、偏光子２８ａと位相
子２８ｂとを一体化したものである。
【００２６】レーザ光源２２，偏光子２４，可変位相板
２６，複合偏光素子２８，検出器３２の光軸は互いに一
致している。
２６，複合偏光素子２８，検出器３２の光軸は互いに一
致している。
【００２７】偏光子２４は、図示しないステッピングモ
ータなどの回転手段により光軸まわりに回転可能に構成
されている。
ータなどの回転手段により光軸まわりに回転可能に構成
されている。
【００２８】可変位相板２６は、印加電極２６ａ，２６
ｂをもち、両者間に電界を印加することにより、その位
相差ΔＣを可変することができるものである。ただし、
電界の印加の有無にかかわらず、可変位相板２６の方位
角はゼロとなっている。
ｂをもち、両者間に電界を印加することにより、その位
相差ΔＣを可変することができるものである。ただし、
電界の印加の有無にかかわらず、可変位相板２６の方位
角はゼロとなっている。
【００２９】回転試料台３０は、複合偏光素子２８を載
置支持するものであるが、その回転軸３０ａが光軸に対
して垂直な状態で鉛直方向となっている。すなわち、回
転軸３０ａまわりでの１８０°の回転により、複合偏光
素子２８の偏光子２８ａがレーザ光源２２側に位相子２
８ｂが検出器３２側に位置する第１の姿勢（図１参照）
と、位相子２８ｂがレーザ光源２２側に偏光子２８ａが
検出器３２側に位置する第２の姿勢（図２参照）とに切
り換えられるようになっている。回転軸３０ａもステッ
ピングモータなどによって駆動される。
置支持するものであるが、その回転軸３０ａが光軸に対
して垂直な状態で鉛直方向となっている。すなわち、回
転軸３０ａまわりでの１８０°の回転により、複合偏光
素子２８の偏光子２８ａがレーザ光源２２側に位相子２
８ｂが検出器３２側に位置する第１の姿勢（図１参照）
と、位相子２８ｂがレーザ光源２２側に偏光子２８ａが
検出器３２側に位置する第２の姿勢（図２参照）とに切
り換えられるようになっている。回転軸３０ａもステッ
ピングモータなどによって駆動される。
【００３０】なお、従来例（図６）における検光子１０
は省略されている。
は省略されている。
【００３１】次に、上記のように構成された偏光測定器
を用いて複合偏光素子２８の特性を測定する要領を説明
する。
を用いて複合偏光素子２８の特性を測定する要領を説明
する。
【００３２】 まず、図１に示すように、回転試料台
３０上に複合偏光素子２８を、その偏光子２８ａがレー
ザ光源２２側に位相子２８ｂが検出器３２側に位置する
第１の姿勢の状態で載置支持させる。
３０上に複合偏光素子２８を、その偏光子２８ａがレー
ザ光源２２側に位相子２８ｂが検出器３２側に位置する
第１の姿勢の状態で載置支持させる。
【００３３】可変位相板２６の方位角は常に一定でゼロ
であるが、第１の姿勢での測定時には、その位相差ΔＣ
もゼロとする。すなわち、印加電極２６ａ，２６ｂにお
いて電界をかけないでおく。
であるが、第１の姿勢での測定時には、その位相差ΔＣ
もゼロとする。すなわち、印加電極２６ａ，２６ｂにお
いて電界をかけないでおく。
【００３４】次いで、図示しないステッピングモータに
よって偏光子２４を回転させながら、検出器３２におい
て平行ニコルの状態が現出するようにする。そして、そ
のときの偏光子２４の回転角度である偏光角をｐ1とす
る。
よって偏光子２４を回転させながら、検出器３２におい
て平行ニコルの状態が現出するようにする。そして、そ
のときの偏光子２４の回転角度である偏光角をｐ1とす
る。
【００３５】このことによって、複合偏光素子２８にお
ける偏光子２８ａの方位角ＳＡが、 ＳＡ＝ｐ1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１） として求められる。
ける偏光子２８ａの方位角ＳＡが、 ＳＡ＝ｐ1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１） として求められる。
【００３６】 次に、回転試料台３０をその回転軸３
０ａまわりに１８０°回転させる。すると、図２に示す
ように、位相子２８ｂがレーザ光源２２側に偏光子２８
ａが検出器３２側に位置する第２の姿勢の状態となる。
０ａまわりに１８０°回転させる。すると、図２に示す
ように、位相子２８ｂがレーザ光源２２側に偏光子２８
ａが検出器３２側に位置する第２の姿勢の状態となる。
【００３７】そして、偏光子２４の回転角度を調整しな
がら、印加電極２６ａ，２６ｂにかける電界を制御して
可変位相板２６の位相差ΔＣを調整することにより、検
出器３２による検出状態が平行ニコルの状態となるよう
にする。この平行ニコルの状態となったときの偏光子２
４の偏光角をｐ2とし、可変位相板２６の位相差ΔＣを
ΔＣ2とする。
がら、印加電極２６ａ，２６ｂにかける電界を制御して
可変位相板２６の位相差ΔＣを調整することにより、検
出器３２による検出状態が平行ニコルの状態となるよう
にする。この平行ニコルの状態となったときの偏光子２
４の偏光角をｐ2とし、可変位相板２６の位相差ΔＣを
ΔＣ2とする。
【００３８】結論を先に書くと、以上のように検出した
偏光子２４の偏光角ｐ1，ｐ2と、可変位相板２６の位相
差ΔＣ2とに基づいて、位相子２８ｂの方位角ＳＣが、 tan２ＳＣ＝（cos２ｐ2−cos２ｐ1）／（sin２ｐ1−sin２ｐ2cosΔＣ2） ‥‥‥（２） として求められる。
偏光子２４の偏光角ｐ1，ｐ2と、可変位相板２６の位相
差ΔＣ2とに基づいて、位相子２８ｂの方位角ＳＣが、 tan２ＳＣ＝（cos２ｐ2−cos２ｐ1）／（sin２ｐ1−sin２ｐ2cosΔＣ2） ‥‥‥（２） として求められる。
【００３９】また、偏光子２４の偏光角ｐ1，ｐ2と、可
変位相板２６の位相差ΔＣ2と、（２）式で求めた位相
子２８ｂの方位角ＳＣとに基づいて、複合偏光素子２８
における位相差ΔＳが、 sinΔＳ＝sin２ｐ2sinΔＣ2／sin（２ｐ1−２ＳＣ） ‥‥（３） として求められる。
変位相板２６の位相差ΔＣ2と、（２）式で求めた位相
子２８ｂの方位角ＳＣとに基づいて、複合偏光素子２８
における位相差ΔＳが、 sinΔＳ＝sin２ｐ2sinΔＣ2／sin（２ｐ1−２ＳＣ） ‥‥（３） として求められる。
【００４０】以下、まず、（２）式の求め方を示す。
【００４１】図３は半径が１のポアンカレ球を示す。
ｌ，ｍ，ｎは直交座標系の座標軸である。図４はポアン
カレ球を北極から見た透視図である。
ｌ，ｍ，ｎは直交座標系の座標軸である。図４はポアン
カレ球を北極から見た透視図である。
【００４２】偏光子２４を偏光角ｐ2 だけ回転させたこ
とから、ポアンカレ球がｌｍ平面と交差する円周ｚ0上
に偏光角ｐ2の２倍の方位角２ｐ2の点ａをとる。方位角
は、ポアンカレ球の中心Ｏを中心としてｌ軸から開かれ
る角度である。
とから、ポアンカレ球がｌｍ平面と交差する円周ｚ0上
に偏光角ｐ2の２倍の方位角２ｐ2の点ａをとる。方位角
は、ポアンカレ球の中心Ｏを中心としてｌ軸から開かれ
る角度である。
【００４３】可変位相板２６の位相差がΔＣ2であるこ
とから、ｌ軸を回転軸として点ａをポアンカレ球の球面
に沿って角度ΔＣ2だけ回転させると、点ｂとなる。点
ｂのｌｍ平面への投影点をｂ′とする。
とから、ｌ軸を回転軸として点ａをポアンカレ球の球面
に沿って角度ΔＣ2だけ回転させると、点ｂとなる。点
ｂのｌｍ平面への投影点をｂ′とする。
【００４４】円周ｚ0上に（１）式のＳＡ＝ｐ1で表され
た偏光角ｐ1の２倍の方位角２ｐ1の点ｃをとる。ｌｍ平
面上において点ｂ′と点ｃを通る線分をｘ1とする。ポ
アンカレ球の中心Ｏを通り、線分ｘ1に垂直な線分をｘ2
とする。線分ｘ2の延長線と円周ｚ0との交点をｄとす
る。この点ｄの方位角αは、複合偏光素子２８における
位相子２８ｂの方位角ＳＣの２倍に相当する。すなわ
ち、 α＝２ＳＣ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（４） 線分ｘ1と線分ｘ2との交点をｅとする。線分ｘ1とｍ軸
との交点をｆとすると、点ｆの頂角もαである。点ｂ′
を通りｍ軸に垂直な線分と点ｃを通りｌ軸に垂直な線分
との交点をｇとする。
た偏光角ｐ1の２倍の方位角２ｐ1の点ｃをとる。ｌｍ平
面上において点ｂ′と点ｃを通る線分をｘ1とする。ポ
アンカレ球の中心Ｏを通り、線分ｘ1に垂直な線分をｘ2
とする。線分ｘ2の延長線と円周ｚ0との交点をｄとす
る。この点ｄの方位角αは、複合偏光素子２８における
位相子２８ｂの方位角ＳＣの２倍に相当する。すなわ
ち、 α＝２ＳＣ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（４） 線分ｘ1と線分ｘ2との交点をｅとする。線分ｘ1とｍ軸
との交点をｆとすると、点ｆの頂角もαである。点ｂ′
を通りｍ軸に垂直な線分と点ｃを通りｌ軸に垂直な線分
との交点をｇとする。
【００４５】ここで、三角形ｂ´ｃｇに着目する。角ｂ
´ｃｇはαである。（２）式のtan２ＳＣを求めること
は、tanαを求めることと同義である。三角形ｂ´ｃｇ
は直角三角形であるので、 tanα＝Δｙ／Δｘ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（５） である。
´ｃｇはαである。（２）式のtan２ＳＣを求めること
は、tanαを求めることと同義である。三角形ｂ´ｃｇ
は直角三角形であるので、 tanα＝Δｙ／Δｘ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（５） である。
【００４６】Δｙは、線分ｂ´ｉから線分ｇｉを減算し
たものである。線分ｂ´ｉは線分Ｏｊと等しく、線分ｇ
ｉは線分Ｏｋと等しい。
たものである。線分ｂ´ｉは線分Ｏｊと等しく、線分ｇ
ｉは線分Ｏｋと等しい。
【００４７】 Δｙ＝線分ｂ´ｉ−線分ｇｉ＝線分Ｏｊ−線分Ｏｋ ‥‥‥‥‥‥（６） 三角形Ｏａｊに着目すると、ポアンカレ球の半径は１で
あるから、 線分Ｏｊ＝ cos２ｐ2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（７） また、三角形Ｏｃｋに着目すると、 線分Ｏｋ＝ cos２ｐ1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（８） （７）式，（８）式を（６）式に代入すると、 Δｙ＝ cos２ｐ2−cos２ｐ1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（９） 次に、線分Δｘであるが、これは、線分ｃｋから線分ｇ
ｋを減算したものである。線分ｇｋは線分ｂ´ｊに等し
い。
あるから、 線分Ｏｊ＝ cos２ｐ2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（７） また、三角形Ｏｃｋに着目すると、 線分Ｏｋ＝ cos２ｐ1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（８） （７）式，（８）式を（６）式に代入すると、 Δｙ＝ cos２ｐ2−cos２ｐ1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（９） 次に、線分Δｘであるが、これは、線分ｃｋから線分ｇ
ｋを減算したものである。線分ｇｋは線分ｂ´ｊに等し
い。
【００４８】 Δｘ＝線分ｃｋ−線分ｇｋ＝線分ｃｋ−線分ｂ´ｊ ‥‥‥‥‥（１０） 三角形Ｏｃｋに着目すると、 線分ｃｋ＝sin２ｐ1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１１） また、三角形Ｏａｊに着目すると、 線分ａｊ＝sin２ｐ2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１２） 図３から明らかなように、線分ｂｊは線分ａｊをｌ軸ま
わりに回転させたものであり、互いに等しい。
わりに回転させたものであり、互いに等しい。
【００４９】 線分ｂｊ＝線分ａｊ＝sin２ｐ2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１３） 図３の縦方向の三角形ｂｂ´ｊに着目すると、 線分ｂ´ｊ＝線分ｂｊ×cosΔＣ2 ＝sin２ｐ2cosΔＣ2 ‥‥（１４） （１１）式，（１４）式を（１０）式に代入すると、 Δｘ＝sin２ｐ1−sin２ｐ2cosΔＣ2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１５） （９）式，（１５）式を（５）式に代入すると、 tanα＝tan２ＳＣ ＝（cos２ｐ2−cos２ｐ1）／（sin２ｐ1−sin２ｐ2cosΔＣ2 ） ‥‥‥（１６） この（１６）式は（２）式と同じであり、この式に基づ
いて、複合偏光素子２８における位相子２８ｂの方位角
ＳＣを求めることができる。
いて、複合偏光素子２８における位相子２８ｂの方位角
ＳＣを求めることができる。
【００５０】次に、（３）式の求め方を示す。
【００５１】位相差ΔＳは、位相子２８ｂと偏光子２８
ａとの位相差である。このことは、図５に示すように、
ポアンカレ球において、位相子２８ｂの方位角ＳＣの２
倍の方位角α＝２ＳＣを通る線分ｘ2を回転軸として、
ポアンカレ球上の点ｂをポアンカレ球の球面に沿って、
偏光子２８ａの方位角ＳＡの２倍の方位角２ｐ1＝２Ｓ
Ａの点ｃ上（線分ｘ1上）に倒したときの傾倒角度が位
相差ΔＳであることを示している。
ａとの位相差である。このことは、図５に示すように、
ポアンカレ球において、位相子２８ｂの方位角ＳＣの２
倍の方位角α＝２ＳＣを通る線分ｘ2を回転軸として、
ポアンカレ球上の点ｂをポアンカレ球の球面に沿って、
偏光子２８ａの方位角ＳＡの２倍の方位角２ｐ1＝２Ｓ
Ａの点ｃ上（線分ｘ1上）に倒したときの傾倒角度が位
相差ΔＳであることを示している。
【００５２】図５から判るように、 sinΔＳ＝線分ｂｂ´／線分ｂｅ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１７） 図３において三角形ｂｂ´ｊに着目し、（１３）式を利
用して、 線分ｂｂ´＝sin２ｐ2sinΔＣ2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１８） また、図５についての上記の説明のように、 線分ｂｅ＝線分ｃｅ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１９） 三角形Ｏｃｅに着目し、ポアンカレ球の半径が１である
ことから、 線分ｃｅ＝sin（２ｐ1−２ＳＣ） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（２０） （１８）〜（２０）式を（１７）式に代入して、 sinΔＳ＝sin２ｐ2sinΔＣ2／sin（２ｐ1−２ＳＣ） ‥‥（２１） この（２１）式は結局（３）式と同じであり、この式に
基づいて、複合偏光素子２８における偏光子２８ａと位
相子２８ｂとの位相差ΔＳを求めることができる。
用して、 線分ｂｂ´＝sin２ｐ2sinΔＣ2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１８） また、図５についての上記の説明のように、 線分ｂｅ＝線分ｃｅ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１９） 三角形Ｏｃｅに着目し、ポアンカレ球の半径が１である
ことから、 線分ｃｅ＝sin（２ｐ1−２ＳＣ） ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（２０） （１８）〜（２０）式を（１７）式に代入して、 sinΔＳ＝sin２ｐ2sinΔＣ2／sin（２ｐ1−２ＳＣ） ‥‥（２１） この（２１）式は結局（３）式と同じであり、この式に
基づいて、複合偏光素子２８における偏光子２８ａと位
相子２８ｂとの位相差ΔＳを求めることができる。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、可変位相板と回転試料
台とを用いることで検光子を省略することができ、その
ことによって、複合偏光素子における偏光子の方位角Ｓ
Ａ、位相子の方位角ＳＣ、およびそれら偏光子と位相子
との位相差ΔＣ2 を高精度に測定することができるよう
になった。
台とを用いることで検光子を省略することができ、その
ことによって、複合偏光素子における偏光子の方位角Ｓ
Ａ、位相子の方位角ＳＣ、およびそれら偏光子と位相子
との位相差ΔＣ2 を高精度に測定することができるよう
になった。
【図１】本発明の一実施例に係る偏光測定器の概略構成
とともに複合偏光素子が第１の姿勢にあるときの状態を
示す図である。
とともに複合偏光素子が第１の姿勢にあるときの状態を
示す図である。
【図２】実施例の偏光測定器の概略構成とともに複合偏
光素子が第２の姿勢にあるときの状態を示す図である。
光素子が第２の姿勢にあるときの状態を示す図である。
【図３】実施例の測定原理を説明するためのポアンカレ
球を示す斜視図である。
球を示す斜視図である。
【図４】実施例の測定原理を説明するためのポアンカレ
球の平面図である。
球の平面図である。
【図５】実施例の測定原理を説明するためのポアンカレ
球を示す斜視図である。
球を示す斜視図である。
【図６】従来の偏光測定器を示す概略構成図である。
２２ レーザ光源 ２４ 偏光子 ２６ 可変位相板 ２８ 複合偏光素子 ２８ａ 複合偏光素子における偏光子 ２８ｂ 複合偏光素子における位相子 ３０ 回転試料台 ３０ａ 回転試料台の回転軸 ３２ 検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 コヒーレントな光源と、光軸まわりに回
転可能な偏光子と、位相差を可変する可変位相板と、光
軸に垂直な軸心まわりに回転可能な試料台と、検出器と
からなることを特徴とする偏光測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21088391A JPH0552657A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 偏光測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21088391A JPH0552657A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 偏光測定器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552657A true JPH0552657A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16596673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21088391A Pending JPH0552657A (ja) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | 偏光測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552657A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212455A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Carl Zeiss Smt Ag | 光学的放射の偏光の状態に対する光学系の影響を近似する方法 |
| CN102279052A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-12-14 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种实时测量偏振光特性的方法 |
| KR20160008867A (ko) * | 2014-07-15 | 2016-01-25 | 한국기초과학지원연구원 | 편광기의 투과축 측정장치를 이용한 편광기의 투과축 측정방법 |
| KR20160008999A (ko) * | 2015-07-29 | 2016-01-25 | 한국기초과학지원연구원 | 편광기의 투과축 측정장치 |
| KR101855797B1 (ko) * | 2016-12-08 | 2018-06-20 | 한국기초과학지원연구원 | 편광기의 비직교 배열을 이용한 투과축 측정 시스템 |
-
1991
- 1991-08-22 JP JP21088391A patent/JPH0552657A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212455A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Carl Zeiss Smt Ag | 光学的放射の偏光の状態に対する光学系の影響を近似する方法 |
| CN102279052A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-12-14 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种实时测量偏振光特性的方法 |
| KR20160008867A (ko) * | 2014-07-15 | 2016-01-25 | 한국기초과학지원연구원 | 편광기의 투과축 측정장치를 이용한 편광기의 투과축 측정방법 |
| KR20160008999A (ko) * | 2015-07-29 | 2016-01-25 | 한국기초과학지원연구원 | 편광기의 투과축 측정장치 |
| KR101855797B1 (ko) * | 2016-12-08 | 2018-06-20 | 한국기초과학지원연구원 | 편광기의 비직교 배열을 이용한 투과축 측정 시스템 |
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