JPH06147853A - リフレクトメータ - Google Patents
リフレクトメータInfo
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- JPH06147853A JPH06147853A JP29524892A JP29524892A JPH06147853A JP H06147853 A JPH06147853 A JP H06147853A JP 29524892 A JP29524892 A JP 29524892A JP 29524892 A JP29524892 A JP 29524892A JP H06147853 A JPH06147853 A JP H06147853A
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- JP
- Japan
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- wavelength
- light
- reflectometer
- optical
- light source
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 機械的な可動部のない高精度なリフレクトメ
ータを実現し、高い再現性、広い測定範囲、短時間での
測定を実現すると共に、被測定物の反射位置のみならず
反射率を求めることも可能にし、また発光波長を容易な
手段により監視することにより、光源自体に要求される
波長の絶対確度の低減を可能にする。 【構成】 光シンセサイザ10から出射した光は、アイ
ソレータ2を通った後、ビームスプリッタ3により参照
用ミラー4と被測定物5に導かれる光路に分岐され反射
した光は、逆の径路をたどってビームスプリッタ3で合
波された後、光電変換器6に入射する。リフレクトメー
タ内部には、マイクロコンピュータ11が内蔵されてお
り、マイクロ波シンセサイザ12を制御して、光シンセ
サイザ10の出射波長を制御し、光電変換器6からの電
気出力をアンプ13、A/D変換器14を経由してメモ
リに取り込み演算処理した後、ディスプレイ15上に表
示する。
ータを実現し、高い再現性、広い測定範囲、短時間での
測定を実現すると共に、被測定物の反射位置のみならず
反射率を求めることも可能にし、また発光波長を容易な
手段により監視することにより、光源自体に要求される
波長の絶対確度の低減を可能にする。 【構成】 光シンセサイザ10から出射した光は、アイ
ソレータ2を通った後、ビームスプリッタ3により参照
用ミラー4と被測定物5に導かれる光路に分岐され反射
した光は、逆の径路をたどってビームスプリッタ3で合
波された後、光電変換器6に入射する。リフレクトメー
タ内部には、マイクロコンピュータ11が内蔵されてお
り、マイクロ波シンセサイザ12を制御して、光シンセ
サイザ10の出射波長を制御し、光電変換器6からの電
気出力をアンプ13、A/D変換器14を経由してメモ
リに取り込み演算処理した後、ディスプレイ15上に表
示する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子の精密寸法測
定器として用いられるリフレクトメータの測定精度の改
善と測定時間の短縮、並びに測定機能の拡大に関するも
のである。
定器として用いられるリフレクトメータの測定精度の改
善と測定時間の短縮、並びに測定機能の拡大に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図5はリフレクトメータの原理図であ
り、測定器内部の参照用ミラー4と被測定物5によりマ
イケルソン干渉計を構成している。図5において、光源
1から出射した光は、戻り光を防止するアイソレータ2
を通った後、ビームスプリッタ3で2つの光路に分岐さ
れる。一方は、参照用ミラー4で反射し、他方は被測定
物5で反射した後、ビームスプリッタ3で合成され、フ
ォトダイオードなどの光電変換器6上に照射される。こ
の時、光電変換器6上では、参照用ミラー4からの反射
光と被測定物5からの反射光が干渉し、光の強弱が観察
される。
り、測定器内部の参照用ミラー4と被測定物5によりマ
イケルソン干渉計を構成している。図5において、光源
1から出射した光は、戻り光を防止するアイソレータ2
を通った後、ビームスプリッタ3で2つの光路に分岐さ
れる。一方は、参照用ミラー4で反射し、他方は被測定
物5で反射した後、ビームスプリッタ3で合成され、フ
ォトダイオードなどの光電変換器6上に照射される。こ
の時、光電変換器6上では、参照用ミラー4からの反射
光と被測定物5からの反射光が干渉し、光の強弱が観察
される。
【0003】ここで、参照用ミラー4と被測定物5で反
射した光の光路長差を d=2×L0 −2×L1 ─(1) とすると、dが半波長の偶数倍つまり下記(2) 式を満足
する時、光が強め合い、光電変換器6からは大きな出力
が得られ、半波長の奇数倍になった時、光は打ち消し合
い、出力は小さくなる。 d=2・n・λ/2 ─(2)
射した光の光路長差を d=2×L0 −2×L1 ─(1) とすると、dが半波長の偶数倍つまり下記(2) 式を満足
する時、光が強め合い、光電変換器6からは大きな出力
が得られ、半波長の奇数倍になった時、光は打ち消し合
い、出力は小さくなる。 d=2・n・λ/2 ─(2)
【0004】従来のリフレクトメータでは、参照用ミラ
ー4の距離L0 を変化させた時の光電変換器6の出力を
観測している。光源1に可干渉距離の短い(波長スペク
トラムの広がった)光源を用いることにより、光路長差
dが非常に小さい場合のみ干渉が得られるようにでき
る。この場合、干渉強度が強くなった参照用ミラー4の
位置が被測定物5の反射点の位置に等しくなる。
ー4の距離L0 を変化させた時の光電変換器6の出力を
観測している。光源1に可干渉距離の短い(波長スペク
トラムの広がった)光源を用いることにより、光路長差
dが非常に小さい場合のみ干渉が得られるようにでき
る。この場合、干渉強度が強くなった参照用ミラー4の
位置が被測定物5の反射点の位置に等しくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなリフレクトメータの構成では、 ・測定精度と再現性は参照用ミラー4の移動機構などの
機械精度に依存しており、機械精度を高めるためには、
精密加工が必要であり、コストが高くなる。 ・測定可能な範囲は、参照用ミラー4の可動距離で決定
されるが、高精度に参照用ミラーを動かせる距離には限
界があり、それがリフレクトメータの測定スパンを制限
している。 ・機械的な移動では、高速動作に限界があり、測定時間
は数100msecが限界である。 などの課題があった。
うなリフレクトメータの構成では、 ・測定精度と再現性は参照用ミラー4の移動機構などの
機械精度に依存しており、機械精度を高めるためには、
精密加工が必要であり、コストが高くなる。 ・測定可能な範囲は、参照用ミラー4の可動距離で決定
されるが、高精度に参照用ミラーを動かせる距離には限
界があり、それがリフレクトメータの測定スパンを制限
している。 ・機械的な移動では、高速動作に限界があり、測定時間
は数100msecが限界である。 などの課題があった。
【0006】本発明は、上記従来技術の課題を踏まえて
なされたものであり、機械的な可動部のない高精度なリ
フレクトメータを実現し、高い再現性、広い測定範囲、
短時間での測定を実現すると共に、被測定物の反射位置
のみならず反射率を求めることも可能にし、また発光波
長を容易な手段により監視することにより、光源自体に
要求される波長の絶対確度の低減を可能にすることを目
的とするものである。
なされたものであり、機械的な可動部のない高精度なリ
フレクトメータを実現し、高い再現性、広い測定範囲、
短時間での測定を実現すると共に、被測定物の反射位置
のみならず反射率を求めることも可能にし、また発光波
長を容易な手段により監視することにより、光源自体に
要求される波長の絶対確度の低減を可能にすることを目
的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、マイケルソン干渉計からの干渉光を
光電変換器で受け、この光電変換器上の光干渉による光
強度の変化を検出することにより、前記マイケルソン干
渉計の一方の光路を構成する被測定物の反射点の位置を
特定するリフレクトメータにおいて、光源と、この光源
の出射光を基準の反射鏡と前記被測定物とからなる前記
マイケルソン干渉計に導く2つの光路に分割するビーム
スプリッタと、前記基準の反射鏡と前記被測定物からの
反射光を干渉させ、光強度の検出が可能な前記光電変換
器に導く手段と、前記光源の波長を変化させる手段と、
波長に対する前記光電変換器上の光強度から前記被測定
物の反射位置を算出すると共に、前記光干渉による強度
変化の絶対値を測定しその強度変化より反射率の絶対値
を特定する演算手段とを備えた構成としたことを特徴と
する。また、前記光源として光シンセサイザを、また前
記光源の波長を変化させる手段として、波長を設定する
マイクロ波シンセサイザおよびマイクロ波シンセサイザ
を制御するマイクロコンピュータを用いたことを特徴と
する。また、前記光源と前記ビームスプリッタとの間に
第2の干渉計を備え、この第2の干渉計出力を波長の基
準として用いることを特徴とする。
の本発明の構成は、マイケルソン干渉計からの干渉光を
光電変換器で受け、この光電変換器上の光干渉による光
強度の変化を検出することにより、前記マイケルソン干
渉計の一方の光路を構成する被測定物の反射点の位置を
特定するリフレクトメータにおいて、光源と、この光源
の出射光を基準の反射鏡と前記被測定物とからなる前記
マイケルソン干渉計に導く2つの光路に分割するビーム
スプリッタと、前記基準の反射鏡と前記被測定物からの
反射光を干渉させ、光強度の検出が可能な前記光電変換
器に導く手段と、前記光源の波長を変化させる手段と、
波長に対する前記光電変換器上の光強度から前記被測定
物の反射位置を算出すると共に、前記光干渉による強度
変化の絶対値を測定しその強度変化より反射率の絶対値
を特定する演算手段とを備えた構成としたことを特徴と
する。また、前記光源として光シンセサイザを、また前
記光源の波長を変化させる手段として、波長を設定する
マイクロ波シンセサイザおよびマイクロ波シンセサイザ
を制御するマイクロコンピュータを用いたことを特徴と
する。また、前記光源と前記ビームスプリッタとの間に
第2の干渉計を備え、この第2の干渉計出力を波長の基
準として用いることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、光源の波長を変化させる方式
を用いたため、可動部がなく、電気的な処理により測定
が可能である。
を用いたため、可動部がなく、電気的な処理により測定
が可能である。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明のリフレクトメータの一実施例を示す構成ブ
ロック図である。なお、図1において図5と同一要素に
は同一符号を付して重複する説明は省略する。図1にお
いて、光源としては、マイクロ波シンセサイザ12から
の信号周波数により出射光の波長が変化できる光シンセ
サイザ10を用いている。光シンセサイザ10から出射
した光は、戻り光を防止するアイソレータ2を通った
後、ビームスプリッタ3により参照用ミラー4と被測定
物5に導かれる光路に分岐される。なお、本発明では、
参照用ミラー4は固定されている。リフレクトメータ内
部にある参照用ミラー4と、光コネクタなどでリフレク
トメータ外部に接続された被測定物5で反射した光は、
逆の径路をたどり戻ってくる。これらの反射光は、ビー
ムスプリッタ3で合波された後、光電変換器6に入射す
る。リフレクトメータ内部には、マイクロコンピュータ
11が内蔵されており、マイクロ波シンセサイザ12を
制御して、光シンセサイザ10の出射波長を制御してい
る。また、この時、光電変換器6からの電気出力をアン
プ13,A/D変換器14を経由してメモリに取り込
む。また、メモリ上のデータを演算処理した後、ディス
プレイ15上に表示する。
1は本発明のリフレクトメータの一実施例を示す構成ブ
ロック図である。なお、図1において図5と同一要素に
は同一符号を付して重複する説明は省略する。図1にお
いて、光源としては、マイクロ波シンセサイザ12から
の信号周波数により出射光の波長が変化できる光シンセ
サイザ10を用いている。光シンセサイザ10から出射
した光は、戻り光を防止するアイソレータ2を通った
後、ビームスプリッタ3により参照用ミラー4と被測定
物5に導かれる光路に分岐される。なお、本発明では、
参照用ミラー4は固定されている。リフレクトメータ内
部にある参照用ミラー4と、光コネクタなどでリフレク
トメータ外部に接続された被測定物5で反射した光は、
逆の径路をたどり戻ってくる。これらの反射光は、ビー
ムスプリッタ3で合波された後、光電変換器6に入射す
る。リフレクトメータ内部には、マイクロコンピュータ
11が内蔵されており、マイクロ波シンセサイザ12を
制御して、光シンセサイザ10の出射波長を制御してい
る。また、この時、光電変換器6からの電気出力をアン
プ13,A/D変換器14を経由してメモリに取り込
む。また、メモリ上のデータを演算処理した後、ディス
プレイ15上に表示する。
【0010】ここで、光電変換器6上では2つの径路を
辿ってきた光が干渉する。前記(2)式に示した条件で、
大きな光電変換器出力が得られるが、(2) 式において、
光路長差dを固定したまま光の波長Λを変化させても同
様の干渉を観察できることが分かる。本発明では、光路
長差dを固定したまま、光源の波長を変化させることに
よって、被測定物の反射位置を求めるようにしている。
以下、その動作について説明する。図2は波長を可変し
た時の干渉強度を示す図である。なお、Λは波長の絶対
値を、λは波長の差を示すものとする。
辿ってきた光が干渉する。前記(2)式に示した条件で、
大きな光電変換器出力が得られるが、(2) 式において、
光路長差dを固定したまま光の波長Λを変化させても同
様の干渉を観察できることが分かる。本発明では、光路
長差dを固定したまま、光源の波長を変化させることに
よって、被測定物の反射位置を求めるようにしている。
以下、その動作について説明する。図2は波長を可変し
た時の干渉強度を示す図である。なお、Λは波長の絶対
値を、λは波長の差を示すものとする。
【0011】光源の波長を掃引した時、図2に示すよう
に、波長Λ1 ,Λ2 (波長間隔λ)の点で干渉強度が強
くなる部分が観測されたとすると、光源の中心波長を
Λ、参照用ミラー4と被測定物5の光路長差をdとし
て、 d=n×Λ2 d=(n+1)×Λ1 ただし、nは整数が成り立つ。上記2式より、 λ=Λ2 −Λ1 =d/n−d/(n+1)=Λ1 2/(d
+Λ1 ) ここで、d≫Λ,Λ1 〜Λを考慮すると、 d=Λ2 /λ ─(3) となる。したがって、λを測定することにより、光路長
差dを求めることができ、参照用ミラー4の光路長L0
は既知であるから、被測定物5の反射位置を知ることが
できる。
に、波長Λ1 ,Λ2 (波長間隔λ)の点で干渉強度が強
くなる部分が観測されたとすると、光源の中心波長を
Λ、参照用ミラー4と被測定物5の光路長差をdとし
て、 d=n×Λ2 d=(n+1)×Λ1 ただし、nは整数が成り立つ。上記2式より、 λ=Λ2 −Λ1 =d/n−d/(n+1)=Λ1 2/(d
+Λ1 ) ここで、d≫Λ,Λ1 〜Λを考慮すると、 d=Λ2 /λ ─(3) となる。したがって、λを測定することにより、光路長
差dを求めることができ、参照用ミラー4の光路長L0
は既知であるから、被測定物5の反射位置を知ることが
できる。
【0012】次に、最長測定範囲は、λの分解能とコヒ
ーレント長で決まる。ここで、スペクトル線幅を実現可
能な100KHzとすると、測定範囲はλの分解能で決
まる。光速をc、光の周波数をfとして、 Λ=c/f であるから、 λ=(∂Λ/∂f)・Δf=−c/f2 ・Δf ─(4) ここで、光シンセサイザの中心波長を1.55μm(周
波数193THz)、周波数安定度1MHzとして、上
記(3) ,(4) 式に代入すると、最大光路長差(往復)は dmax =299m となり、測定範囲としては、約150mである。なお、
参照用ミラー移動型の従来のリフレクトメータでは、測
定範囲はせいぜい数100mmである。
ーレント長で決まる。ここで、スペクトル線幅を実現可
能な100KHzとすると、測定範囲はλの分解能で決
まる。光速をc、光の周波数をfとして、 Λ=c/f であるから、 λ=(∂Λ/∂f)・Δf=−c/f2 ・Δf ─(4) ここで、光シンセサイザの中心波長を1.55μm(周
波数193THz)、周波数安定度1MHzとして、上
記(3) ,(4) 式に代入すると、最大光路長差(往復)は dmax =299m となり、測定範囲としては、約150mである。なお、
参照用ミラー移動型の従来のリフレクトメータでは、測
定範囲はせいぜい数100mmである。
【0013】また、測定分解能Δdは上記(3) 式により Δd=(∂d/∂λ)・Δλ=−d・Δλ/λ となり、これに光シンセサイザの可変周波数幅±20G
Hzと周波数安定度1MHzを上記(4) 式を用いて波長
に換算して代入すると、 Δd=0.74μm となる。これは最小レンジの場合であり、測定スパンに
よって異なる。
Hzと周波数安定度1MHzを上記(4) 式を用いて波長
に換算して代入すると、 Δd=0.74μm となる。これは最小レンジの場合であり、測定スパンに
よって異なる。
【0014】次に、光通信などに用いられる光素子の評
価で特に重要な反射損失を求める動作について図1の実
施例を用いて説明する。ただし、上記図1の構成素子に
は、下記の要求がある。 ・光源は発振波長によって光出力の変動しないこと ・アイソレータ、ビームスプリッタは使用波長域で透過
/反射特性の変化が少ないもの ・光電変換器は使用波長域での分光感度特性の変化の少
ないこと及びリニアリティの良いことが必要である。
価で特に重要な反射損失を求める動作について図1の実
施例を用いて説明する。ただし、上記図1の構成素子に
は、下記の要求がある。 ・光源は発振波長によって光出力の変動しないこと ・アイソレータ、ビームスプリッタは使用波長域で透過
/反射特性の変化が少ないもの ・光電変換器は使用波長域での分光感度特性の変化の少
ないこと及びリニアリティの良いことが必要である。
【0015】ここで、光波長を変化させた時に、光電変
換器6上で図2に示すような出力が観測されたとする。
また、参照用ミラー4からの反射強度をPR 、被測定物
5からの反射強度をPU とすると、干渉強度が最大にな
るのは、参照用ミラー4からの反射と被測定物5からの
反射が同相になり合成される場合であり、最小になるの
は、逆相になり打ち消し合う場合であるから、図2の干
渉強度の最大値P1 と最小値P0 は次のように表せる。 P1 =PR +PU P0 =PR −PU これより、 PR =(P1 +P0 )/2 PU =(P1 −P0 )/2 となる。PR が全反射に設定されていたとすると、被測
定物5の反射率RU は RU =PU /PR で求められる。
換器6上で図2に示すような出力が観測されたとする。
また、参照用ミラー4からの反射強度をPR 、被測定物
5からの反射強度をPU とすると、干渉強度が最大にな
るのは、参照用ミラー4からの反射と被測定物5からの
反射が同相になり合成される場合であり、最小になるの
は、逆相になり打ち消し合う場合であるから、図2の干
渉強度の最大値P1 と最小値P0 は次のように表せる。 P1 =PR +PU P0 =PR −PU これより、 PR =(P1 +P0 )/2 PU =(P1 −P0 )/2 となる。PR が全反射に設定されていたとすると、被測
定物5の反射率RU は RU =PU /PR で求められる。
【0016】なお、上記実施例では、説明を簡単にする
ために、被測定物からの反射点が1点だけの場合を示し
たが、反射点が多数ある場合には、各反射点において、
周期が異なる図2で示すような光路長差と干渉強度の波
形が得られ、これが重なりあったものが観測される。し
たがって、この波形をフーリエ変換することにより反射
点が多数ある場合についても反射位置と反射率を同様に
求めることができる。また、複数の反射点をFFTで分
離するためには、1周期の波が必要であるというFFT
の条件から、測定分解能は、可変周波数幅±20GHz
の場合、3.75mmとなる。
ために、被測定物からの反射点が1点だけの場合を示し
たが、反射点が多数ある場合には、各反射点において、
周期が異なる図2で示すような光路長差と干渉強度の波
形が得られ、これが重なりあったものが観測される。し
たがって、この波形をフーリエ変換することにより反射
点が多数ある場合についても反射位置と反射率を同様に
求めることができる。また、複数の反射点をFFTで分
離するためには、1周期の波が必要であるというFFT
の条件から、測定分解能は、可変周波数幅±20GHz
の場合、3.75mmとなる。
【0017】図3は本発明のリフレクトメータの第2の
実施例を示すブロック構成図である。なお、図3におい
て図1と同一要素には同一符号を付して重複する説明は
省略する。ここで、上記実施例で示した(光波長可変型
の)リフレクトメータでは、波長の測定精度が重要とな
る。したがって、波長設定のためのマイクロ波シンセサ
イザには高い絶対確度・安定性が要求されてくることに
なり、装置の複雑化をもたらし、低価格化の妨げとなる
恐れがあった。第2の実施例ではこの点を解決するもの
である。
実施例を示すブロック構成図である。なお、図3におい
て図1と同一要素には同一符号を付して重複する説明は
省略する。ここで、上記実施例で示した(光波長可変型
の)リフレクトメータでは、波長の測定精度が重要とな
る。したがって、波長設定のためのマイクロ波シンセサ
イザには高い絶対確度・安定性が要求されてくることに
なり、装置の複雑化をもたらし、低価格化の妨げとなる
恐れがあった。第2の実施例ではこの点を解決するもの
である。
【0018】図3に示すリフレクトメータは、測定器内
部の参照用ミラー4と被測定者5によって、マイケルソ
ンの干渉計(第1の干渉計)を構成しており、さらに測
定器内部にフィゾー干渉計(第2の干渉計)を備えてお
り、その干渉強度は光電変換器6aにより検出され、ア
ンプ13a,A/D変換器14aを介して演算用のマイ
クロコンピュータ11に取り込まれる。なお、この実施
例で用いる光シンセサイザ10は、波長の中心値が判っ
ていれば、波長変化分の絶対確度は必要なく、中心波長
が決まっていて或る程度の線形性を持って波長が可変で
きる光源であれば良い。また、フィゾー干渉計(第2の
干渉計)は参照用ミラー4a,4bからの反射光が干渉
するが、光ファイバなどを用いて参照用ミラー4a,4
bの距離を十分離して設置し、この時の光路長差がリフ
レクトメータの最大測定スパンになるようにする。
部の参照用ミラー4と被測定者5によって、マイケルソ
ンの干渉計(第1の干渉計)を構成しており、さらに測
定器内部にフィゾー干渉計(第2の干渉計)を備えてお
り、その干渉強度は光電変換器6aにより検出され、ア
ンプ13a,A/D変換器14aを介して演算用のマイ
クロコンピュータ11に取り込まれる。なお、この実施
例で用いる光シンセサイザ10は、波長の中心値が判っ
ていれば、波長変化分の絶対確度は必要なく、中心波長
が決まっていて或る程度の線形性を持って波長が可変で
きる光源であれば良い。また、フィゾー干渉計(第2の
干渉計)は参照用ミラー4a,4bからの反射光が干渉
するが、光ファイバなどを用いて参照用ミラー4a,4
bの距離を十分離して設置し、この時の光路長差がリフ
レクトメータの最大測定スパンになるようにする。
【0019】ここで、測定時の2つの干渉計の出力を図
4に示す。第2の干渉計の光路長差をd2 とすると、干
渉出力が大きくなる波長間隔λ2 は上記(3) 式を用い
て、 λ2 =Λ2 /d2 ─(5) となり、Λ,d2 は固定であるから、λ2 も固定値とな
る。λ2 を予め測定しておき、機器固有の定数として測
定器内部のROMなどに設定しておく。d2 は最大測定
スパンに設定されているので、第1の干渉計の干渉出力
が大きくなる間隔をλ1 とすると、 λ1 ≧λ2 となる。したがって、λ1 は既知のλ2 から内挿法によ
り高精度で決定することができる。
4に示す。第2の干渉計の光路長差をd2 とすると、干
渉出力が大きくなる波長間隔λ2 は上記(3) 式を用い
て、 λ2 =Λ2 /d2 ─(5) となり、Λ,d2 は固定であるから、λ2 も固定値とな
る。λ2 を予め測定しておき、機器固有の定数として測
定器内部のROMなどに設定しておく。d2 は最大測定
スパンに設定されているので、第1の干渉計の干渉出力
が大きくなる間隔をλ1 とすると、 λ1 ≧λ2 となる。したがって、λ1 は既知のλ2 から内挿法によ
り高精度で決定することができる。
【0020】なお、上記実施例では、空間光によるリフ
レクトメータを示してあるが、同様の機能は光ファイバ
による光学系でも実現できる。この場合には、測定器内
部での接続点の反射の影響を防止するため、適宜アイソ
レータを挿入する。また、測定の対象物は光学素子に限
る物ではなく、例えば、マイクロマシニングに用いられ
るシリコンは、1.5μm程度の光は透過するため、本
装置をシリコンの加工形状の計測用に構成することも可
能である。また、1.5μm付近の波長に限るものでは
なく、0.78μm,0.83μm,1.3μmなど他
の波長にも適用可能である。さらに、光源やビームスプ
リッタや光電変換器などに波長依存性がないものとして
説明を行ったが、実際に得られる光学素子では波長依存
性がある。このような光学素子を用いても波長による変
化分を予め求めておくことにより補正することができ
る。
レクトメータを示してあるが、同様の機能は光ファイバ
による光学系でも実現できる。この場合には、測定器内
部での接続点の反射の影響を防止するため、適宜アイソ
レータを挿入する。また、測定の対象物は光学素子に限
る物ではなく、例えば、マイクロマシニングに用いられ
るシリコンは、1.5μm程度の光は透過するため、本
装置をシリコンの加工形状の計測用に構成することも可
能である。また、1.5μm付近の波長に限るものでは
なく、0.78μm,0.83μm,1.3μmなど他
の波長にも適用可能である。さらに、光源やビームスプ
リッタや光電変換器などに波長依存性がないものとして
説明を行ったが、実際に得られる光学素子では波長依存
性がある。このような光学素子を用いても波長による変
化分を予め求めておくことにより補正することができ
る。
【0021】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、光シンセサイザを光源に用いた
ため、可動部が無く、電気的な処理により測定が可能で
ある。これにより、 ・測定精度と再現性を容易に確保できる。 ・測定範囲は従来方式の数100mm程度に対して、最
大150mである。 ・高速測定が可能である。 ・小型軽量化が容易である。 また、被測定物の反射点の位置つまり光学素子の微小寸
法の測定だけでなく、コヒーレント光通信に用いる光学
素子では特に重要な反射率の測定も可能になる。さら
に、光路長差の固定された第2の干渉計を用いることに
より、光シンセサイザの波長変化分を高精度に測定で
き、これにより、光シンセサイザの波長設定の確度に対
する要求が著しく低減され、低価格化を容易に実現でき
る。などの効果を有するリフレクトメータを実現でき
る。
うに、本発明によれば、光シンセサイザを光源に用いた
ため、可動部が無く、電気的な処理により測定が可能で
ある。これにより、 ・測定精度と再現性を容易に確保できる。 ・測定範囲は従来方式の数100mm程度に対して、最
大150mである。 ・高速測定が可能である。 ・小型軽量化が容易である。 また、被測定物の反射点の位置つまり光学素子の微小寸
法の測定だけでなく、コヒーレント光通信に用いる光学
素子では特に重要な反射率の測定も可能になる。さら
に、光路長差の固定された第2の干渉計を用いることに
より、光シンセサイザの波長変化分を高精度に測定で
き、これにより、光シンセサイザの波長設定の確度に対
する要求が著しく低減され、低価格化を容易に実現でき
る。などの効果を有するリフレクトメータを実現でき
る。
【図1】本発明のリフレクトメータの一実施例を示すブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
【図2】波長を可変したときの干渉強度を示す図であ
る。
る。
【図3】本発明のリフレクトメータの第2の実施例を示
すブロック構成図である。
すブロック構成図である。
【図4】波長を可変したときの干渉強度を示す図であ
る。
る。
【図5】リフレクトメータの原理図である。
2 アイソレータ 3、3a ビームスプリッタ 4、4a、4b 参照用ミラー 5 被測定物 6、6a 光電変換器 10 光シンセサイザ 11 マイクロコンピュータ 12 マイクロ波シンセサイザ 13、13a アンプ 14、14a A/D変換器
Claims (3)
- 【請求項1】 マイケルソン干渉計からの干渉光を光電
変換器で受け、この光電変換器上の光干渉による光強度
の変化を検出することにより、前記マイケルソン干渉計
の一方の光路を構成する被測定物の反射点の位置を特定
するリフレクトメータにおいて、 光源と、 この光源の出射光を基準の反射鏡と前記被測定物とから
なる前記マイケルソン干渉計に導く2つの光路に分割す
るビームスプリッタと、 前記基準の反射鏡と前記被測定物からの反射光を干渉さ
せ、光強度の検出が可能な前記光電変換器に導く手段
と、 前記光源の波長を変化させる手段と、 波長に対する前記光電変換器上の光強度から前記被測定
物の反射位置を算出すると共に、前記光干渉による強度
変化の絶対値を測定しその強度変化より反射率の絶対値
を特定する演算手段とを備えた構成としたことを特徴と
するリフレクトメータ。 - 【請求項2】 前記光源として光シンセサイザを、また
前記光源の波長を変化させる手段として、波長を設定す
るマイクロ波シンセサイザおよびマイクロ波シンセサイ
ザを制御するマイクロコンピュータを用いたことを特徴
とする請求項1記載のリフレクトメータ。 - 【請求項3】 請求項1または2記載のリフレクトメー
タにおいて、 前記光源と前記ビームスプリッタとの間に第2の干渉計
を備え、この第2の干渉計出力を波長の基準として用い
ることを特徴とするリフレクトメータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29524892A JP3149421B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | リフレクトメータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29524892A JP3149421B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | リフレクトメータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06147853A true JPH06147853A (ja) | 1994-05-27 |
JP3149421B2 JP3149421B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=17818135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29524892A Expired - Fee Related JP3149421B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | リフレクトメータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3149421B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006275910A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Canon Inc | 位置センシング装置及び位置センシング方法 |
-
1992
- 1992-11-04 JP JP29524892A patent/JP3149421B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006275910A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Canon Inc | 位置センシング装置及び位置センシング方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3149421B2 (ja) | 2001-03-26 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |