JPH0611308A - Hologram interferometer - Google Patents

Hologram interferometer

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JPH0611308A
JPH0611308A JP17046492A JP17046492A JPH0611308A JP H0611308 A JPH0611308 A JP H0611308A JP 17046492 A JP17046492 A JP 17046492A JP 17046492 A JP17046492 A JP 17046492A JP H0611308 A JPH0611308 A JP H0611308A
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hologram
optical element
pattern
measurement
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Yoshitaka Minami
芳高 南
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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the need of a reference optical element, such as a reference surface, etc., by directly diffracting reference light by using a hologram optical element at the time of making the reference light to interfere with reflected light from the surface to be measured of an object 12 to be measured by emitting laser light so that the constitution of the title interferometer can be simplified and, at the same time, to eliminate the influence of the formation error of the optical element on interference fringes by making the routes of the two kinds of light interfering with each other the same. CONSTITUTION:A laser beam emitted from a light source 1 is transformed into parallel rays through an optical system and a hologram optical element 9 has a first pattern which diffracts the parallel rays to a direction which is different from that of the surface 12a to be measured of an object to be inspected 12 as reference light 10 and second pattern which diffracts the parallel rays as measuring light 11 irradiating the surface 12a. The element 9 is constituted so that reflected light from the surface 12a can interfere with the reference light 10 through the element 9.

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、被検体の測定面の理想
形状からのずれを測定するホログラム干渉計に関し、詳
しくはホログラム光学素子を用いたホログラム干渉計に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram interferometer for measuring a deviation of a measurement surface of a subject from an ideal shape, and more particularly to a hologram interferometer using a hologram optical element.

【0002】[0002]

【従来の技術】球面あるいは非球面の表面形状を精密に
測定するための手法として干渉法が知られている。この
干渉法による形状測定は、精度の高い参照面(干渉原
器)に対して被検面がどの程度変位しているかを、それ
ぞれの面から反射した光を干渉させ発生した干渉縞に基
づき求めようとするものである。
2. Description of the Related Art Interferometry is known as a method for accurately measuring the surface shape of a spherical surface or an aspherical surface. In the shape measurement by this interferometry, how much the surface to be inspected is displaced with respect to the highly accurate reference surface (interference standard) is determined based on the interference fringes generated by interfering the light reflected from each surface. It is something to try.

【0003】上記干渉法は非接触で全面の形状精度を瞬
時に確認できるという利点があり、この中でもコンピュ
ータ合成ホログラムを用いた干渉法は平面、球面以外の
特殊な形状についても測定できるため注目されている。
このコンピュータ合成ホログラムは、一般に、ガラス基
板上に塗布されたフォトレジストを電子ビームで走査し
て所定のパターン(干渉縞)を露光し、この後現像する
ことにより干渉縞を顕在化せしめたものである。
The interferometric method has an advantage that the shape accuracy of the entire surface can be instantly confirmed without contact. Among them, the interferometric method using the computer-synthesized hologram is noticeable because it can measure a special shape other than a flat surface and a spherical surface. ing.
In general, this computer-synthesized hologram is one in which a photoresist coated on a glass substrate is scanned with an electron beam to expose a predetermined pattern (interference fringes) and then developed to make the interference fringes visible. is there.

【0004】従来、このようなホログラムを用いた干渉
計としては図6に示す如く構成されたものが知られてい
る。
Conventionally, as an interferometer using such a hologram, one configured as shown in FIG. 6 is known.

【0005】すなわち、この干渉計ではレーザ光源21か
ら射出されたレーザビーム22はミラー23で反射されコン
デンサレンズ24でビーム径を絞り込まれて、ビーム発散
機能を有するピンホール25で発散光26とされる。この後
この発散光26はハーフミラー27を透過し、ミラー28によ
り反射されコリメータレンズ29により平行光30に変換さ
れて参照レンズ31に入射する。この参照レンズ31は凸レ
ンズの作用をするレンズであって、平行光30を光軸上の
一点0に収束せしめ、この後、発散光を測定面33上に照
射せしめる。
That is, in this interferometer, a laser beam 22 emitted from a laser light source 21 is reflected by a mirror 23, the beam diameter is narrowed down by a condenser lens 24, and divergent light 26 is formed by a pinhole 25 having a beam diverging function. It After this, this divergent light 26 passes through the half mirror 27, is reflected by the mirror 28, is converted into parallel light 30 by the collimator lens 29, and is incident on the reference lens 31. The reference lens 31 is a lens that acts as a convex lens, and converges the parallel light 30 to one point 0 on the optical axis, and then irradiates the measurement surface 33 with divergent light.

【0006】この測定面33は非球面の凹面鏡の作用をな
すミラーであって、反射光が入射光の経路を戻るように
位置調節されている。したがって測定面33によって反射
された反射光は参照レンズ31、コリメータレンズ29およ
びミラー28を介してハーフミラー27に入射する。
The measuring surface 33 is a mirror that acts as an aspherical concave mirror, and its position is adjusted so that the reflected light returns to the path of the incident light. Therefore, the reflected light reflected by the measurement surface 33 enters the half mirror 27 via the reference lens 31, the collimator lens 29 and the mirror 28.

【0007】また、参照レンズ31の、測定面33に対向す
る参照面31a には特殊なコーティングが施されており、
半分程度の光量が透過され、残りが反射されるようにな
っており、この参照面31a で反射された参照光である反
射光も、この参照レンズ31に入射された入射光の経路を
戻るように形成されている。これら2つの反射光は、一
定の割合でハーフミラー27により反射されホログラム3
4、視野レンズ35、結像レンズ36、ミラー37および空間
フィルタ38を介してTVカメラ39に入射する。
Further, the reference surface 31a of the reference lens 31 facing the measurement surface 33 is provided with a special coating,
About half the amount of light is transmitted and the rest is reflected, so that the reflected light that is the reference light reflected by this reference surface 31a also returns to the path of the incident light that has entered this reference lens 31. Is formed in. These two reflected lights are reflected by the half mirror 27 at a constant ratio and the hologram 3
4, incident on the TV camera 39 through the field lens 35, the imaging lens 36, the mirror 37 and the spatial filter 38.

【0008】ところで、ホログラム34は所定の非球面反
射光を球面反射光に変換する作用を有している。すなわ
ち、参照面31a により反射された参照光は球面反射光で
あるが、非球面である測定面33から反射された物体光は
非球面反射光であり、これらの光をそのまま干渉させた
ときに得られる干渉縞はこれら2つの反射面の差に応じ
た極めて細かいものとなり、その測定が困難となる。参
照面31a を非球面形状として参照光を物体光に応じた非
球面反射光とすれば粗い干渉縞を得ることが可能ではあ
るが、参照面31a の製作が難しいという問題が生じる。
そこで非球面反射光である物体光をこのホログラムに通
すことで球面反射光に変換し、この球面反射光と、参照
面31a から反射してきた球面反射光である参照光とを干
渉させることにより球面反射光同志の粗い干渉縞を形成
し、これによりTVカメラ39での観察が容易となるよう
にしている。
The hologram 34 has the function of converting a predetermined aspherical reflected light into a spherical reflected light. That is, the reference light reflected by the reference surface 31a is spherical reflected light, but the object light reflected from the measurement surface 33, which is an aspherical surface, is aspherical reflected light, and when these lights are directly interfered with each other. The obtained interference fringe becomes extremely fine according to the difference between these two reflecting surfaces, and its measurement becomes difficult. If the reference surface 31a is aspherical and the reference light is aspherical reflected light corresponding to the object light, rough interference fringes can be obtained, but there is a problem that the reference surface 31a is difficult to manufacture.
Therefore, the object light, which is aspherical reflected light, is passed through this hologram to be converted into spherical reflected light, and the spherical reflected light and the reference light, which is the spherical reflected light reflected from the reference surface 31a, are caused to interfere with each other to form a spherical surface. Coarse interference fringes of the reflected light are formed to facilitate observation with the TV camera 39.

【0009】なお、測定面33が凸面の場合には、前記実
線で示した位置のホログラム34に代え、このホログラム
34の配設位置と共役な破線で示す位置にホログラム34a
を配設する。
When the measurement surface 33 is a convex surface, the hologram 34 at the position shown by the solid line is replaced with this hologram.
The hologram 34a is located at a position indicated by a broken line which is conjugate with the position where 34 is arranged.
To arrange.

【0010】そして、上記技術においては、ホログラム
を用いることで測定面が非球面であっても、参照面を非
球面ではなく球面とすることを可能としており、これに
よりその製作をある程度容易なものとしている。
In the above technique, even if the measurement surface is an aspherical surface, it is possible to make the reference surface a spherical surface instead of an aspherical surface by using a hologram, which facilitates manufacturing to some extent. I am trying.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかして、前記のよう
なホログラム干渉計では、球形参照面、基準平面鏡等の
参照光を得るための基準面を有する基準光学素子を必要
とし、この精度の高い面形状を有する基準面を製作する
ことは必ずしも簡単とはいえない。また、上記基準面を
干渉計に組み込む際にも高い位置精度が要求され、精度
管理が困難となる問題を有している。
However, the hologram interferometer as described above requires a reference optical element having a reference surface for obtaining reference light, such as a spherical reference surface or a reference plane mirror, which is highly accurate. It is not always easy to manufacture a reference surface having a surface shape. Further, there is a problem that high positional accuracy is required even when the reference plane is incorporated in an interferometer, and accuracy control becomes difficult.

【0012】一方、前記のような干渉計で、測定面から
反射した物体光と参照光との互いに干渉する部分が、ホ
ログラム光学素子などの光学素子の異なる部分を透過し
たり透過回数が異なると、その光学素子の材料の屈折率
の均一分布性、もしくは表面精度など光学素子の形成誤
差の影響を受けて干渉状態が変化するものであり、干渉
縞の観察に基づく測定精度が上記光学素子の形成誤差に
よって低下する恐れがある。
On the other hand, in the interferometer as described above, if the part where the object light reflected from the measurement surface and the reference light interfere with each other passes through different parts of the optical element such as the hologram optical element or the number of times of transmission is different. , The uniform distribution of the refractive index of the material of the optical element, or the interference state is changed by the influence of the formation error of the optical element such as surface accuracy, the measurement accuracy based on the observation of interference fringes It may decrease due to formation error.

【0013】そこで、本発明は上記事情に鑑み、参照面
などの基準光学素子を不要として構成の簡略化を図ると
ともに光学素子の形成誤差による干渉縞への影響を排除
するようにしたホログラム干渉計を提供することを目的
とするものである。
In view of the above circumstances, the present invention aims at simplifying the structure by eliminating the need for a reference optical element such as a reference surface and eliminating the influence of an optical element forming error on the interference fringes. It is intended to provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のホログラム干渉計は、レーザー光源からの光
学系を介したレーザー光の射出により、参照光と被検体
の測定面からの反射光とをホログラム光学素子を介して
干渉させて測定面の面精度等を測定するものであって、
前記ホログラム光学素子は、レーザー光を測定面とは異
なる方向に参照光として回折する第1のパターンと、レ
ーザー光を測定面に照射する測定光に回折する第2のパ
ターンとを形成してなり、前記被検体から反射された反
射光が前記ホログラム光学素子を経て前記参照光と干渉
するように構成してなるものである。
The hologram interferometer of the present invention for achieving the above object is provided by emitting laser light from a laser light source through an optical system to reflect a reference light and a measurement surface of an object. A method for measuring surface accuracy and the like of a measurement surface by causing light to interfere with each other through a hologram optical element,
The hologram optical element has a first pattern that diffracts laser light as reference light in a direction different from the measurement surface, and a second pattern that diffracts laser light to measurement light with which the measurement surface is irradiated. The reflected light reflected from the subject interferes with the reference light via the hologram optical element.

【0015】[0015]

【作用】上記構成によれば、レーザー光源から光学系を
介して射出されたレーザー光は、2つのパターンを有す
るホログラム光学素子で2方向に回折される。第1のパ
ターンで回折された光は、被検体の測定面が理想形状だ
った場合に、第2のパターンで回折された光が被検体の
測定面で反射された後、第2のパターンで再び回折され
たのと同様の特性を有する参照光となり、また、第2の
パターンで回折された光は被検体の測定面に照射される
測定光となり、この測定光は被検体の測定面で反射さ
れ、反射光すなわち物体光が入射光路を戻って再び上記
ホログラム光学素子に入射され、第2のパターンで上記
参照光と同方向に回折されて両者は重なり合って干渉す
るものであり、この光を収束してTVカメラあるいはス
クリーンに入射させれば被検体の表面形状に応じた干渉
縞を観察することができる。
According to the above construction, the laser light emitted from the laser light source through the optical system is diffracted in two directions by the hologram optical element having two patterns. The light diffracted by the first pattern has a second pattern after the light diffracted by the second pattern is reflected by the measurement surface of the subject when the measurement surface of the subject has an ideal shape. The reference light has the same characteristics as that of the light diffracted again, and the light diffracted by the second pattern becomes the measurement light with which the measurement surface of the subject is irradiated. The measurement light is reflected by the measurement surface of the subject. The reflected light, that is, the object light returns to the incident optical path and is incident on the hologram optical element again, is diffracted in the same direction as the reference light in the second pattern, and the two overlap and interfere with each other. When the beam is converged and made incident on a TV camera or a screen, interference fringes according to the surface shape of the subject can be observed.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】<実施例1>図1に本実施例に係る透過型
のホログラム干渉計の概略構成を示す。このホログラム
干渉計はレーザ光源1と、この光源1から射出されたレ
ーザ光2を絞り込むコンデンサレンズ3と、レーザビー
ム2のノイズ成分を取り除いた発散光5に変換するピン
ホール4と、この発散光5を90°回転した方向に反射せ
しめるビームスプリッタ6と、この反射された発散光5
を平行光8に変換するコリメータレンズ7と、この平行
光8を入射方向に反射回折した平行光による参照光10を
形成するとともに、上記平行光8を透過回折した収束光
による測定光11を形成するパターン9aを有するホログラ
ム光学素子9(HOE)とを備え、上記測定光11が被検
体12の測定面12a に照射される。
<Embodiment 1> FIG. 1 shows a schematic structure of a transmission type hologram interferometer according to this embodiment. This hologram interferometer includes a laser light source 1, a condenser lens 3 for narrowing down a laser beam 2 emitted from the light source 1, a pinhole 4 for converting the laser beam 2 into divergent light 5 from which a noise component is removed, and the divergent light. Beam splitter 6 for reflecting 5 in the direction rotated 90 °, and this reflected divergent light 5
A collimator lens 7 for converting the parallel light 8 into parallel light 8 and a reference light 10 formed by the parallel light obtained by reflecting and diffracting the parallel light 8 in the incident direction, and a measurement light 11 formed by the convergent light obtained by transmitting and diffracting the parallel light 8 And a hologram optical element 9 (HOE) having a pattern 9a, which is irradiated with the measurement light 11 on the measurement surface 12a of the subject 12.

【0018】上記被検体12の測定面12a から反射された
物体光は、入射光路を逆行してホログラム光学素子9を
透過して平行光に変換され、前記参照光とともにコリメ
ータレンズ7を透過してビームスプリッタ6に達し、こ
の後このビームスプリッタ6を透過する。
The object light reflected from the measurement surface 12a of the subject 12 travels backward through the incident optical path, passes through the hologram optical element 9, is converted into parallel light, and passes through the collimator lens 7 together with the reference light. It reaches the beam splitter 6 and then passes through this beam splitter 6.

【0019】そして、上記ビームスプリッタ6の透過側
には、参照光と物体光の両者を結像するための結像レン
ズ14と、この結像レンズ14の焦点面上に受光面を有し、
参照光と物体光により形成される干渉縞を観察するため
のTVカメラ15とが設置されている。
On the transmission side of the beam splitter 6, there is an image forming lens 14 for forming an image of both the reference light and the object light, and a light receiving surface on the focal plane of the image forming lens 14.
A TV camera 15 for observing interference fringes formed by the reference light and the object light is installed.

【0020】上記ホログラム光学素子9は、ガラス基板
9b上に反射用のアルミニウム、クロム等をコーティング
した上にフォトレジストをコーティングし、電子ビーム
により2つのホログラムパターンを露光して現像した
後、エッチングを行い、参照光を得るための第1のパタ
ーンおよび測定光を得るための第2のパターンを同時に
形成してなる平板状の光学素子である。
The hologram optical element 9 is a glass substrate.
The first pattern for obtaining the reference light by coating the 9b with aluminum for reflection, chromium, etc., and then coating the photoresist, exposing the two hologram patterns with an electron beam and developing, and then etching. And a flat optical element formed by simultaneously forming a second pattern for obtaining the measurement light.

【0021】すなわち、上記ホログラムパターン9aの第
1のパターンは、図2(A) に示すように、入射角αの平
行光8をそのまま入射方向に反射して参照光10を回折す
るための縞模様形状となっており、上記入射角α等に対
応した等間隔に直線を平行に配列した縞模様のパターン
となっている。また、第2のパターンは被検体12の測定
面12a の形状に応じた縞模様形状となっており、例え
ば、被検体12の測定面12a がシリンドリカル面(凸面ま
たは鎖線で示すような凹面)である場合には、図2(B)
に示すように、入射角αの平行光8を焦点距離fに収束
するために、上記入射角αと焦点距離fすなわち屈折角
等に応じた間隔(図の場合では右側になるほど屈折が大
きく間隔が小さくなる)を有する直線を平行に配列した
縞模様のパターンとなっている。
That is, as shown in FIG. 2A, the first pattern of the hologram pattern 9a is a fringe for reflecting the parallel light 8 having the incident angle α in the incident direction as it is and diffracting the reference light 10. It has a pattern shape and has a striped pattern in which straight lines are arranged in parallel at equal intervals corresponding to the incident angle α and the like. The second pattern has a striped shape corresponding to the shape of the measurement surface 12a of the subject 12, and, for example, the measurement surface 12a of the subject 12 is a cylindrical surface (a convex surface or a concave surface shown by a chain line). In some cases, Figure 2 (B)
As shown in, in order to converge the parallel light 8 having the incident angle α to the focal length f, an interval according to the incident angle α and the focal length f, that is, a refraction angle, etc. Is smaller) is a striped pattern in which straight lines are arranged in parallel.

【0022】また、上記ビームスプリッタ6は入射光を
透過光と反射光に分ける光学素子であって、ピンホール
4の方向から入射された発散光の約半分をコリメータレ
ンズ7方向に反射させ、一方コリメータレンズ7方向か
ら入射された収束光の約半分をTVカメラ15方向に透過
せしめるように機能する。
The beam splitter 6 is an optical element that splits incident light into transmitted light and reflected light, and reflects about half of the divergent light incident from the direction of the pinhole 4 toward the collimator lens 7, while It functions so that about half of the convergent light incident from the collimator lens 7 direction is transmitted to the TV camera 15 direction.

【0023】次に、このホログラム干渉計の作用につい
て説明する。なお、被検体12がシリンドリカル凸面12a
を有する反射鏡である場合について説明する。
Next, the operation of this hologram interferometer will be described. The subject 12 is a cylindrical convex surface 12a.
The case of a reflecting mirror having is described.

【0024】光源1から射出されたレーザー光2は、コ
ンデンサレンズ3からコリメータレンズ7による光学系
を経て平行光8に変換されてホログラム光学素子9に入
射され、このホログラム光学素子9によって入射方向に
反射する参照光10と、透過して収束する測定光11とに回
折される。
The laser light 2 emitted from the light source 1 is converted from the condenser lens 3 into the parallel light 8 through the optical system of the collimator lens 7 and is incident on the hologram optical element 9, which is directed in the incident direction by the hologram optical element 9. It is diffracted into the reference light 10 that is reflected and the measurement light 11 that is transmitted and converged.

【0025】前述したようにこの被検体12がの測定面12
a がシリンドリカル面をなす反射鏡の場合には、上記パ
ターン9aは測定面12a の中心軸線方向(図1では紙面に
垂直な方向)に平行となる直線を配列した縞模様をな
す。このように直線の縞模様をなすホログラムパターン
9aに平行光8が照射されると、縞の延びる方向には収束
せず、このホログラム面内であって縞と直交する方向に
収束する測定光11が射出されることとなる。この場合、
測定光11は中心軸線上で収束する前に被検体12の凸面状
の測定面12a に照射される。
As described above, the measurement surface 12 of the subject 12 is
In the case where a is a reflecting mirror having a cylindrical surface, the pattern 9a has a striped pattern in which straight lines parallel to the central axis direction of the measurement surface 12a (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) are arranged. Hologram pattern with straight stripes like this
When the parallel light 8 is applied to the beam 9a, the measurement light 11 that does not converge in the extending direction of the stripe and converges in the direction orthogonal to the stripe on the hologram surface is emitted. in this case,
The measuring light 11 is applied to the convex measuring surface 12a of the subject 12 before being converged on the central axis.

【0026】上記被検体12の測定面12a から反射された
物体光は、上記測定光11の光路を戻るようにしてホログ
ラム光学素子9に入射する。物体光はこのホログラム光
学素子9の第2のパターンによって平行光となり、この
ホログラム光学素子9上で平行光として反射された参照
光10と重なり合って互いに干渉し、TVカメラ15の受光
面上に干渉縞を形成する。すなわち、上記実施例ではホ
ログラム光学素子9によって、平行光とシリンドリカル
面に対応する非球面光との変換を行なわせることにな
る。
The object light reflected from the measurement surface 12a of the subject 12 enters the hologram optical element 9 so as to return to the optical path of the measurement light 11. The object light becomes parallel light by the second pattern of the hologram optical element 9, overlaps with the reference light 10 reflected as parallel light on the hologram optical element 9 and interferes with each other, and interferes with the light receiving surface of the TV camera 15. Forming stripes. That is, in the above embodiment, the hologram optical element 9 is used to convert the parallel light and the aspherical light corresponding to the cylindrical surface.

【0027】前記干渉縞は、平行光同志の干渉の結果生
成されたものであるから粗い縞模様となっており、検出
が可能となる。その検出された縞模様は、被検体12の測
定面12a の理想的なシリンドリカル面からの歪みを表わ
したものとなっており、この縞模様を測定することによ
って被検体12の測定面12a の形状を検出することが可能
となる。
Since the interference fringes are generated as a result of the interference of parallel lights, they have a rough fringe pattern and can be detected. The detected striped pattern represents the distortion of the measurement surface 12a of the subject 12 from the ideal cylindrical surface.By measuring this striped pattern, the shape of the measurement surface 12a of the subject 12 is measured. Can be detected.

【0028】また、参照光と物体光の光量が同程度の場
合に効率よく干渉縞を得ることができることから、被検
体12の反射率に応じた回折率を有するホログラムパター
ンを形成することが望ましい。
Further, since interference fringes can be efficiently obtained when the light quantities of the reference light and the object light are about the same, it is desirable to form a hologram pattern having a diffractive index corresponding to the reflectance of the subject 12. .

【0029】上記実施例では、測定光11はホログラム光
学素子9を透過して形成され、測定面12a が凸面であっ
ても光路が確保される点で、特に凸面に対して有効であ
るが、鎖線で示すように被検体13の測定面13a が凹面の
場合についても、測定光11がシリンドリカル面の中心軸
線上で一旦収束した後発散して被検体13の凹面状の測定
面13a に照射されることで、同様に反射した物体光が入
射光路を戻るものであって同様に測定できる。
In the above embodiment, the measuring light 11 is formed so as to pass through the hologram optical element 9 and the optical path is secured even if the measuring surface 12a is a convex surface, which is particularly effective for a convex surface. Even when the measurement surface 13a of the subject 13 is a concave surface as shown by the chain line, the measurement light 11 once converges on the central axis of the cylindrical surface and then diverges and is irradiated on the concave measurement surface 13a of the subject 13. By doing so, similarly reflected object light returns along the incident optical path, and the same measurement can be performed.

【0030】<実施例2>図3に本実施例に係る反射型
のホログラム干渉計の概略構成を示す。このホログラム
干渉計は前例と同様のレーザ光源1と、コンデンサレン
ズ3、ピンホール4、ビームスプリッタ6、コリメータ
レンズ7による光学系を有し、平行光8をホログラム光
学素子19に入射する。
<Embodiment 2> FIG. 3 shows a schematic configuration of a reflection type hologram interferometer according to this embodiment. This hologram interferometer has an optical system including a laser light source 1 similar to the previous example, a condenser lens 3, a pinhole 4, a beam splitter 6, and a collimator lens 7, and makes parallel light 8 incident on a hologram optical element 19.

【0031】このホログラム光学素子19のホログラムパ
ターン19a は、第1のパターンによって平行光8を入射
方向に反射回折した平行光による参照光10を形成すると
ともに、第2のパターンによって平行光8を反射回折し
た収束光による測定光11を形成するものであって、反射
した測定光11が被検体13の測定面13a (凹面)に照射さ
れる。
The hologram pattern 19a of the hologram optical element 19 forms the reference light 10 by the parallel light obtained by reflecting and diffracting the parallel light 8 in the incident direction by the first pattern, and reflects the parallel light 8 by the second pattern. The measuring light 11 is formed by the diffracted convergent light, and the reflected measuring light 11 is applied to the measuring surface 13a (concave surface) of the subject 13.

【0032】上記被検体13の測定面13a から反射された
物体光は、入射光路を逆行してホログラム光学素子19で
反射して平行光に変換され、前記参照光10とともにコリ
メータレンズ7を透過してビームスプリッタ6を透過
し、参照光と物体光との干渉が行われ、結像レンズ14を
経てTVカメラ15で観察される。そして、上記ホログラ
ム光学素子19の基本的なホログラムパターン19a は前例
と同様であり、測定光11を得るための第2のパターンも
反射膜で形成されている。
The object light reflected from the measurement surface 13a of the subject 13 travels backward in the incident optical path, is reflected by the hologram optical element 19, is converted into parallel light, and is transmitted through the collimator lens 7 together with the reference light 10. Then, the reference light and the object light interfere with each other through the beam splitter 6 and are observed by the TV camera 15 via the imaging lens 14. The basic hologram pattern 19a of the hologram optical element 19 is the same as in the previous example, and the second pattern for obtaining the measurement light 11 is also formed of a reflective film.

【0033】本例の反射型のものでは、前例のような凸
面状の測定面12a を有する被検体12を測定光の収束点f
より前側に位置させると、この被検体12が入射もしくは
反射の平行光の光路を遮る可能性があり、測定可能な凸
面形状が限られ、凸面の測定では前例の透過型のものが
適している。
In the case of the reflection type of this example, the object 12 having the convex measuring surface 12a as in the previous example is measured at the convergence point f of the measuring light.
If it is located further to the front side, this subject 12 may block the optical path of incident or reflected parallel light, and the measurable convex surface shape is limited.For the measurement of convex surfaces, the transmissive type of the previous example is suitable. .

【0034】<実施例3>図4は応用例を示すものであ
り、アライメント機構17a を備えた水平試料台17上に被
検体12が載置されている。また、光源と、平行光を得る
ための光学系、および、干渉縞の観測部が内蔵された干
渉計本体部16が設置され、垂直方向に配設された本体部
16からの平行光8を水平に置かれたホログラム光学素子
20に対して斜め方向から入射角αで入射するために、2
枚の反射ミラー18a,18b が設置されている。
<Third Embodiment> FIG. 4 shows an application example, in which a subject 12 is placed on a horizontal sample table 17 having an alignment mechanism 17a. Further, a light source, an optical system for obtaining parallel light, and an interferometer main body 16 having a built-in interference fringe observation unit are installed, and the main body is arranged vertically.
Hologram optical element in which parallel light 8 from 16 is placed horizontally
In order to enter at an incident angle α from 20 in an oblique direction, 2
Reflective mirrors 18a and 18b are installed.

【0035】さらに、本例では、被検体12の測定面12a
(シリンドリカル面)の軸方向が平行光8の入射方向に
対して実施例1と90°異なり、これに応じてホログラム
光学素子20による測定光11の収束方向が異なり、そのた
めのホログラムパターンが図5のように形成されてい
る。
Furthermore, in this example, the measurement surface 12a of the subject 12 is measured.
The axial direction of the (cylindrical surface) differs from that of the incident direction of the parallel light 8 by 90 ° from that of the first embodiment, and accordingly, the converging direction of the measurement light 11 by the hologram optical element 20 differs, and the hologram pattern for that is shown in FIG. It is formed like.

【0036】すなわち、平行光による参照光10を入射方
向に反射する第1のパターン20a は、図5(A) に示すよ
うに、実施例1と同様に等間隔の直線状の縞模様に形成
されているが、収束する測定光11を透過する第2のパタ
ーン20b は、図5(B) に示すように、曲線が等間隔に配
設されてなり、このような測定によって長い被検体12に
ついても測定が可能となる。
That is, as shown in FIG. 5 (A), the first pattern 20a for reflecting the reference light 10 of the parallel light in the incident direction is formed in a linear striped pattern at equal intervals as in the first embodiment. However, the second pattern 20b that transmits the converging measurement light 11 has curved lines arranged at equal intervals, as shown in FIG. Can also be measured.

【0037】なお、上記実施例のほか、被検体の測定面
が球面あるいはその他の非球面形状を有する反射板であ
っても、前記ホログラム光学素子のパターンを所定の曲
線形状の縞模様とすれば上述した如きホログラム干渉計
によってその形状を測定することが可能である。
In addition to the above embodiments, even if the measurement surface of the subject is a spherical or other aspherical surface, if the hologram optical element pattern is a predetermined curved stripe pattern. The shape can be measured by the hologram interferometer as described above.

【0038】また、本発明のホログラム干渉計としては
上述した実施例のものに限られず、その他、種々の態様
の変更が可能である。
Further, the hologram interferometer of the present invention is not limited to that of the above-mentioned embodiment, and various other modifications can be made.

【0039】例えば上記ビームスプリッタとしてはハー
フミラーを用いてもよいし、このビームスプリッタをコ
リメータレンズとホログラム光学素子の中間に配設する
ことも可能である。
For example, a half mirror may be used as the beam splitter, or the beam splitter may be arranged between the collimator lens and the hologram optical element.

【0040】また上記TVカメラの代わりに、その位置
に記録媒体を置いて干渉縞を記録するようにしてもよい
し、その位置において目で直接干渉縞を観察するように
してもよい。
Instead of the TV camera, a recording medium may be placed at that position to record the interference fringes, or the interference fringes may be directly observed with the eyes at that position.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明のホログラム干渉計によれば、2
つのパターンを有するホログラム光学素子の一方のパタ
ーンで回折した光をそのまま参照光として使用し、他方
のパターンで回折した光を被検体の測定面に照射する測
定光として使用することから、参照光を生成するための
基準平面鏡、球状参照面等の基準光学素子が不要とな
り、部品点数の低減による構造の簡素化、組み立て精度
の確保が容易になる。
According to the hologram interferometer of the present invention, 2
Since the light diffracted by one pattern of the hologram optical element having two patterns is used as the reference light as it is, and the light diffracted by the other pattern is used as the measurement light for irradiating the measurement surface of the subject, the reference light is used. Reference optical elements such as a reference plane mirror and a spherical reference surface for generation are not required, and it is easy to simplify the structure and secure assembly accuracy by reducing the number of parts.

【0042】また、ホログラム光学素子のパターンは同
一面に形成されていることから、参照光とこれと干渉す
る物体光とはホログラム光学素子の同一部分を同一回数
だけ透過することになり、この光学素子の材質の均一
性、平面精度等の影響を同様に受けて干渉結果への影響
が排除され、測定精度が高まるものである。
Since the pattern of the hologram optical element is formed on the same surface, the reference light and the object light which interferes with the reference light pass through the same portion of the hologram optical element the same number of times. Similarly, the influence of the uniformity of the material of the element, the plane accuracy, and the like is similarly exerted, and the influence on the interference result is eliminated, and the measurement accuracy is improved.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係るホログラム干渉計
を示す概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a hologram interferometer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の例におけるホログラム光学素子の回折状
態を示す説明図
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a diffraction state of a hologram optical element in the example of FIG.

【図3】本発明の第2の実施例に係るホログラム干渉計
を示す概略構成図
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a hologram interferometer according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例に係るホログラム干渉計
を示す概略構成図
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a hologram interferometer according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4の例におけるホログラムパターンの形成例
を示す説明図
5 is an explanatory diagram showing an example of forming a hologram pattern in the example of FIG.

【図6】従来技術に係るホログラム干渉計を示す概略図FIG. 6 is a schematic diagram showing a hologram interferometer according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 レーザビーム 3 コンデンサレンズ 4 ピンホール 5 発散光 6 ビームスプリッタ 7 コリメータレンズ 8 平行光 9,19,20 ホログラム光学素子 9a,19a,20a,20b ホログラムパターン 10 参照光 11 測定光 12,13 被検体 12a,13a 測定面 15 TVカメラ 1 laser light source 2 laser beam 3 condenser lens 4 pinhole 5 divergent light 6 beam splitter 7 collimator lens 8 parallel light 9,19,20 hologram optical element 9a, 19a, 20a, 20b hologram pattern 10 reference light 11 measurement light 12,13 Subject 12a, 13a Measurement surface 15 TV camera

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザー光源からの光学系を介したレー
ザー光の射出により、参照光と被検体の測定面からの反
射光とをホログラム光学素子を介して干渉させて測定面
の面精度等を測定するホログラム干渉計であって、 前記ホログラム光学素子は、レーザー光を測定面とは異
なる方向に参照光として回折する第1のパターンと、レ
ーザー光を測定面に照射する測定光に回折する第2のパ
ターンとが形成されてなり、 前記被検体から反射された反射光が前記ホログラム光学
素子を経て前記参照光と干渉するように構成されたこと
を特徴とするホログラム干渉計。
1. A laser beam emitted from a laser light source through an optical system causes reference light and reflected light from a measurement surface of a subject to interfere with each other through a hologram optical element to improve surface accuracy of the measurement surface. A hologram interferometer for measurement, wherein the hologram optical element includes a first pattern for diffracting laser light as a reference light in a direction different from a measurement surface, and a first pattern for diffracting the laser light on a measurement light for irradiating the measurement surface. 2 pattern is formed, and the reflected light reflected from the subject is configured to interfere with the reference light via the hologram optical element.
【請求項2】 前記ホログラム光学素子は、パターンが
透過型に形成されていることを特徴とする請求項1記載
のホログラム干渉計。
2. The hologram interferometer according to claim 1, wherein the hologram optical element has a transmissive pattern.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020535440A (en) * 2017-09-29 2020-12-03 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー Adaptive optics for interference measurement systems

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019517679A (en) * 2016-06-06 2019-06-24 ベルツ,マルティン How to determine the phase of the input beam
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