JPH08278202A - 偏光解析用光学系装置及びこれを用いた偏光解析装置 - Google Patents
偏光解析用光学系装置及びこれを用いた偏光解析装置Info
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- JPH08278202A JPH08278202A JP10295895A JP10295895A JPH08278202A JP H08278202 A JPH08278202 A JP H08278202A JP 10295895 A JP10295895 A JP 10295895A JP 10295895 A JP10295895 A JP 10295895A JP H08278202 A JPH08278202 A JP H08278202A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速に高精度に楕円偏光の方位角及び楕円率
を測定する偏光解析用光学系装置及びこれを用いた偏光
解析装置を提供する。 【構成】 この発明は光源１１から射出されるコヒーレ
ント光ビームをビームスプリッタ３１1 で２分岐し、一
の光ビームを光周波数シフタ３０で光周波数をシフトし
て参照光ビーム７とする。他の光ビームを円偏光変換器
１２で円偏光ビーム８としてＤＵＴ４又は５に照射し、
その透過光ビーム９1 あるいは反射光ビーム９2 と参照
光ビーム７とをビームスプリッタ３１2 で重ね合わせ
る。重ね合わせた合成光ビーム１０を複屈折型偏光プリ
ズム２０3 で直交する偏波面成分を分離しそれぞれを光
検出器２３5 及び２３6 で電気信号に変換し、この電気
信号を処理して偏光解析する構成とした。
を測定する偏光解析用光学系装置及びこれを用いた偏光
解析装置を提供する。 【構成】 この発明は光源１１から射出されるコヒーレ
ント光ビームをビームスプリッタ３１1 で２分岐し、一
の光ビームを光周波数シフタ３０で光周波数をシフトし
て参照光ビーム７とする。他の光ビームを円偏光変換器
１２で円偏光ビーム８としてＤＵＴ４又は５に照射し、
その透過光ビーム９1 あるいは反射光ビーム９2 と参照
光ビーム７とをビームスプリッタ３１2 で重ね合わせ
る。重ね合わせた合成光ビーム１０を複屈折型偏光プリ
ズム２０3 で直交する偏波面成分を分離しそれぞれを光
検出器２３5 及び２３6 で電気信号に変換し、この電気
信号を処理して偏光解析する構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は複屈折を生じる物質、
例えば光通信に使用する光学部品や素材、光相転移を利
用した磁気記憶器等の透過光ビームや反射光ビームの楕
円偏光ビームを解析する偏光解析用光学系装置及びこれ
を用いた偏光解析装置に関する。
例えば光通信に使用する光学部品や素材、光相転移を利
用した磁気記憶器等の透過光ビームや反射光ビームの楕
円偏光ビームを解析する偏光解析用光学系装置及びこれ
を用いた偏光解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】物質、例えば光ファイバや光学部品は光
路が光学軸からずれていると僅かとはいえ殆どの物質が
複屈折を生じる。光ビームが複屈折を生じる物質を透過
あるいは反射すると光ビームは偏光する。つまり円偏光
の光ビームを複屈折を生じる物質に照射すると楕円偏光
か直線偏光となって透過あるいは反射する。この楕円偏
光の方位角や楕円率を測定するために従来は図３の構成
とした測定が主流であった。
路が光学軸からずれていると僅かとはいえ殆どの物質が
複屈折を生じる。光ビームが複屈折を生じる物質を透過
あるいは反射すると光ビームは偏光する。つまり円偏光
の光ビームを複屈折を生じる物質に照射すると楕円偏光
か直線偏光となって透過あるいは反射する。この楕円偏
光の方位角や楕円率を測定するために従来は図３の構成
とした測定が主流であった。
【０００３】図３（Ａ）にバビネ・ソレイユ補償子を用
いた構成図を、図３（Ｂ）に回転検光子を用いた構成図
を、図３（Ｃ）に振幅分割法による光学系の構成図を示
す。先ず図３（Ａ）について説明する。例えば、Ｈｅ−
Ｎｅ（ヘリウムーネオン）レーザ等の光源１１から出射
したコヒーレント光ビーム６は偏光子１３、バビネ・ソ
レイユ補償子１４、ＤＵＴ（透過型被解析対象物）４及
び検光子１６を透過して光検出器１８に到達して観察さ
れたり、あるいは電流に変換されて測定されたりする。
いた構成図を、図３（Ｂ）に回転検光子を用いた構成図
を、図３（Ｃ）に振幅分割法による光学系の構成図を示
す。先ず図３（Ａ）について説明する。例えば、Ｈｅ−
Ｎｅ（ヘリウムーネオン）レーザ等の光源１１から出射
したコヒーレント光ビーム６は偏光子１３、バビネ・ソ
レイユ補償子１４、ＤＵＴ（透過型被解析対象物）４及
び検光子１６を透過して光検出器１８に到達して観察さ
れたり、あるいは電流に変換されて測定されたりする。
【０００４】例えば、初めにバビネ・ソレイユ補償子１
４とＤＵＴ４を除き、偏光子１３と検光子１６との光学
軸を直交させるように配置してコヒーレント光ビーム６
を照射すると、光源１１からの光ビームは遮断され、光
検出器１８では消光もしくは出力電流が最小になる。こ
の状態でＤＵＴ４を挿入すると、光ビームは楕円偏光と
なるために若干の光ビームが検光子１６を通過して光検
出器１８に到達する。
４とＤＵＴ４を除き、偏光子１３と検光子１６との光学
軸を直交させるように配置してコヒーレント光ビーム６
を照射すると、光源１１からの光ビームは遮断され、光
検出器１８では消光もしくは出力電流が最小になる。こ
の状態でＤＵＴ４を挿入すると、光ビームは楕円偏光と
なるために若干の光ビームが検光子１６を通過して光検
出器１８に到達する。
【０００５】次にバビネ・ソレイユ補償子１４を挿入し
て、バビネ・ソレイユ補償子１４のくさびをマイクロメ
ータヘッドで可変すると、再び光ビームを遮断すること
ができる。このときのバビネ・ソレイユ補償子１４のマ
イクロメータの値を読むことによって、ＤＵＴ４での偏
波の方位角と楕円率を求めることができる。この例では
光検出器１８での検出値が最小になる条件、つまり消光
法で測定したが、勿論最大になる条件で測定してもよ
い。
て、バビネ・ソレイユ補償子１４のくさびをマイクロメ
ータヘッドで可変すると、再び光ビームを遮断すること
ができる。このときのバビネ・ソレイユ補償子１４のマ
イクロメータの値を読むことによって、ＤＵＴ４での偏
波の方位角と楕円率を求めることができる。この例では
光検出器１８での検出値が最小になる条件、つまり消光
法で測定したが、勿論最大になる条件で測定してもよ
い。
【０００６】次に図３（Ｂ）について説明する。図中１
２は偏光子１３と１／４波長板１５により構成した円偏
光変換器１２である。光源１１から射出されたコヒーレ
ント光ビーム６は円偏光変換器１２で円偏光ビーム８と
なる。この円偏光ビーム８をＤＵＴ４に照射し、その透
過光ビーム９1 が楕円偏光ビームに偏波されたとする。
この透過光ビーム９1 が回転検光子１７を通して光検出
器１８に到達する。
２は偏光子１３と１／４波長板１５により構成した円偏
光変換器１２である。光源１１から射出されたコヒーレ
ント光ビーム６は円偏光変換器１２で円偏光ビーム８と
なる。この円偏光ビーム８をＤＵＴ４に照射し、その透
過光ビーム９1 が楕円偏光ビームに偏波されたとする。
この透過光ビーム９1 が回転検光子１７を通して光検出
器１８に到達する。
【０００７】回転検光子１７を連続的に回転させておく
と、光検出器１２で検出する光ビームは強い光ビームと
なったり、弱い光ビームとなったり交互に変換される。
つまりＤＵＴ４と回転検光子１７の光学軸が揃うと強い
光ビームが観測され、光学軸が９０度の角度で直交する
と弱い光ビームとなる。従って、回転検光子１７の回転
角で楕円偏光ビームの方位角と楕円率とを求めることが
できる。
と、光検出器１２で検出する光ビームは強い光ビームと
なったり、弱い光ビームとなったり交互に変換される。
つまりＤＵＴ４と回転検光子１７の光学軸が揃うと強い
光ビームが観測され、光学軸が９０度の角度で直交する
と弱い光ビームとなる。従って、回転検光子１７の回転
角で楕円偏光ビームの方位角と楕円率とを求めることが
できる。
【０００８】図３（Ｃ）について説明する。光源１１か
ら射出されたコヒーレント光ビーム６は円偏光変換器１
２で円偏光ビーム８となる。この円偏光ビーム８をＤＵ
Ｔ４に照射して楕円偏光ビームに偏波されたとする。Ｄ
ＵＴ４を通過した透過光ビーム９1 は、ビームスプリッ
タ１９で２分割される。２分割された光ビームはそれぞ
れのウォラストンプリズム２０1 及び２０2 に照射され
てそれぞれで直交する偏波面成分に分離される。
ら射出されたコヒーレント光ビーム６は円偏光変換器１
２で円偏光ビーム８となる。この円偏光ビーム８をＤＵ
Ｔ４に照射して楕円偏光ビームに偏波されたとする。Ｄ
ＵＴ４を通過した透過光ビーム９1 は、ビームスプリッ
タ１９で２分割される。２分割された光ビームはそれぞ
れのウォラストンプリズム２０1 及び２０2 に照射され
てそれぞれで直交する偏波面成分に分離される。
【０００９】ウォラストンプリズム２０とは、複屈折型
偏光プリズムの一つであって、直交する常光線と異常光
線が分離されて透過するものである。従って２つのウォ
ラストンプリズム２０1 及び２０2 の光学軸を適当に配
置することにより、あるいは分離された光ビームを更に
１／４波長板１５や偏光板２２1 、２２2 や２２3 を配
置して４方向の偏波面成分を光検出器２３1 、２３2 、
２３3 及び２３4 で検出し、それぞれの偏波面成分の強
度比からＤＵＴ５の偏波状態を求め、方位角と大きさを
計算して求めている。
偏光プリズムの一つであって、直交する常光線と異常光
線が分離されて透過するものである。従って２つのウォ
ラストンプリズム２０1 及び２０2 の光学軸を適当に配
置することにより、あるいは分離された光ビームを更に
１／４波長板１５や偏光板２２1 、２２2 や２２3 を配
置して４方向の偏波面成分を光検出器２３1 、２３2 、
２３3 及び２３4 で検出し、それぞれの偏波面成分の強
度比からＤＵＴ５の偏波状態を求め、方位角と大きさを
計算して求めている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来の偏光解
析法、図３（Ａ）のバビネ・ソレイユ補償子１４を持つ
場合や図３（Ｂ）の回転検光子１７を持つ場合では、機
械的可動部を有しているので応答速度が遅いという欠点
があった。また、図３（Ｃ）の光ビーム４分割法では光
パワーを分割した分だけ検出感度が低下するという欠点
があった。
析法、図３（Ａ）のバビネ・ソレイユ補償子１４を持つ
場合や図３（Ｂ）の回転検光子１７を持つ場合では、機
械的可動部を有しているので応答速度が遅いという欠点
があった。また、図３（Ｃ）の光ビーム４分割法では光
パワーを分割した分だけ検出感度が低下するという欠点
があった。
【００１１】この発明は上記欠点を除き、つまり機械的
可動部を持たず、検出感度を高めた偏光解析装置を提供
せんとするものである。
可動部を持たず、検出感度を高めた偏光解析装置を提供
せんとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明はヘテロダイン方式とし、ＤＵＴを透過し
楕円偏光された光ビームと周波数シフトした参照光とを
重ね合わせ、複屈折型偏光プリズムを通して直交する偏
波面成分を取り出し、それぞれビートダウンされ数ＭＨ
ｚから１００ＭＨｚ前後の電気信号に変換し、この電気
信号を必要に応じて増幅したり、更にビートダウンした
りして検出し、測定感度を向上させた。そして検出され
た偏波面成分の振幅及び位相情報から偏光解析に必要な
情報を求めるようにした。以下詳細に説明する。
に、この発明はヘテロダイン方式とし、ＤＵＴを透過し
楕円偏光された光ビームと周波数シフトした参照光とを
重ね合わせ、複屈折型偏光プリズムを通して直交する偏
波面成分を取り出し、それぞれビートダウンされ数ＭＨ
ｚから１００ＭＨｚ前後の電気信号に変換し、この電気
信号を必要に応じて増幅したり、更にビートダウンした
りして検出し、測定感度を向上させた。そして検出され
た偏波面成分の振幅及び位相情報から偏光解析に必要な
情報を求めるようにした。以下詳細に説明する。
【００１３】位相の揃ったコヒーレントな光ビーム、例
えばＨｅ−Ｎｅレーザ光ビームをビームスプリッタで２
波に分光する。一方の光ビームは参照光として用いヘテ
ロダインするために周波数シフタによりわずかに光ビー
ムの光周波数を偏移させる。偏移量は数ＭＨｚから１０
０ＭＨｚ前後が適当である。光周波数シフタは、例えば
音響光学効果素子を用い、超音波弾性振動による光周波
数シフト効果でシフトするとよい。
えばＨｅ−Ｎｅレーザ光ビームをビームスプリッタで２
波に分光する。一方の光ビームは参照光として用いヘテ
ロダインするために周波数シフタによりわずかに光ビー
ムの光周波数を偏移させる。偏移量は数ＭＨｚから１０
０ＭＨｚ前後が適当である。光周波数シフタは、例えば
音響光学効果素子を用い、超音波弾性振動による光周波
数シフト効果でシフトするとよい。
【００１４】他方の光ビームはプロービング光として用
い、偏光子と１／４波長板から成る円偏光変換器を通し
て円偏光ビームにしＤＵＴに照射する。ＤＵＴを透過あ
るいは反射した光ビームが楕円偏光ビームに偏光された
とする。この楕円偏光ビームと先の光周波数シフトされ
た参照光とをビームスプリッタで重ね合わせる。この重
ね合わされた合成光ビームは２つの周波数がわずかに異
なるために干渉してビートを生じている。
い、偏光子と１／４波長板から成る円偏光変換器を通し
て円偏光ビームにしＤＵＴに照射する。ＤＵＴを透過あ
るいは反射した光ビームが楕円偏光ビームに偏光された
とする。この楕円偏光ビームと先の光周波数シフトされ
た参照光とをビームスプリッタで重ね合わせる。この重
ね合わされた合成光ビームは２つの周波数がわずかに異
なるために干渉してビートを生じている。
【００１５】この合成光ビームを、例えばウォラストン
プリズムのような複屈折型偏光プリズムに通して２つの
直交する偏波面の成分Ｅｘ、Ｅｙに分解し、それぞれの
光ビームを例えばフォトダイオードのような光検出器で
電流に変換する。変換された電流は、それぞれ数ＭＨｚ
から１００ＭＨｚ前後のビート周波数を有する電気信号
である。従って容易に増幅し、検出することができる。
例えば、この電気信号を電流／電圧変換器で電圧に変換
し、Ａ／Ｄ変換して偏波面成分ＥｘとＥｙとのデジタル
データを求める。データは一時メモリしておく。
プリズムのような複屈折型偏光プリズムに通して２つの
直交する偏波面の成分Ｅｘ、Ｅｙに分解し、それぞれの
光ビームを例えばフォトダイオードのような光検出器で
電流に変換する。変換された電流は、それぞれ数ＭＨｚ
から１００ＭＨｚ前後のビート周波数を有する電気信号
である。従って容易に増幅し、検出することができる。
例えば、この電気信号を電流／電圧変換器で電圧に変換
し、Ａ／Ｄ変換して偏波面成分ＥｘとＥｙとのデジタル
データを求める。データは一時メモリしておく。
【００１６】複屈折型偏光プリズムにはウォラストンプ
リズム以外にローションプリズムがあり、またニコルプ
リズムやグラントムソンプリズムを用いてもよい。要は
直交する偏波面成分が正しく取り出せればよい。特に偏
波面成分での振幅成分と位相成分とが必要である。しか
しながら、複屈折型偏光プリズム内では直交する偏波面
成分の伝搬速度が異なる。従って、２つの光検出器にお
いて受光する時点で位相成分が異なることがある。
リズム以外にローションプリズムがあり、またニコルプ
リズムやグラントムソンプリズムを用いてもよい。要は
直交する偏波面成分が正しく取り出せればよい。特に偏
波面成分での振幅成分と位相成分とが必要である。しか
しながら、複屈折型偏光プリズム内では直交する偏波面
成分の伝搬速度が異なる。従って、２つの光検出器にお
いて受光する時点で位相成分が異なることがある。
【００１７】そのために、複屈折型偏光プリズム内で直
交する２波の光路長を異ならせて位相を合わすことがで
きるが、プリズムの作成が困難である。そこで準備段階
として初めにＤＵＴの無い正常の円偏光ビームと参照光
ビームとの合成光ビームで測定し、そのときの位相差を
オフセット値として記憶しておき、ＤＵＴの測定時にオ
フセット値を加減算して求めるとよい。
交する２波の光路長を異ならせて位相を合わすことがで
きるが、プリズムの作成が困難である。そこで準備段階
として初めにＤＵＴの無い正常の円偏光ビームと参照光
ビームとの合成光ビームで測定し、そのときの位相差を
オフセット値として記憶しておき、ＤＵＴの測定時にオ
フセット値を加減算して求めるとよい。
【００１８】取り出された直交する偏波面成分ＥｘとＥ
ｙとのデータを用いて楕円偏光の方位角と楕円率を演算
部で求める。演算は従来の計算式に基づいて行うとよ
い。以下、実施例について説明する。
ｙとのデータを用いて楕円偏光の方位角と楕円率を演算
部で求める。演算は従来の計算式に基づいて行うとよ
い。以下、実施例について説明する。
【００１９】
【実施例】図１に本発明の一実施例の構成図を、図２に
他の実施例の構成図を示す。図３と対応する部分には同
一符号を付す。初めに図１の透過型ＤＵＴ４の測定につ
いて説明する。光源１１は従来と同様のコヒーレント光
ビーム６を射出する光源１１である。光源１１からのコ
ヒーレント光ビーム６はビームスプリッタ３１1 で２分
岐される。
他の実施例の構成図を示す。図３と対応する部分には同
一符号を付す。初めに図１の透過型ＤＵＴ４の測定につ
いて説明する。光源１１は従来と同様のコヒーレント光
ビーム６を射出する光源１１である。光源１１からのコ
ヒーレント光ビーム６はビームスプリッタ３１1 で２分
岐される。
【００２０】２分岐された一の光ビームは、例えば音響
光学効果素子のような光周波数シフタ３０で周波数シフ
トする。シフト周波数は数ＭＨｚから１００ＭＨｚ前後
までの一定周波数がよい。このシフト周波数値は、後の
信号処理の方式によって定めるとよい。シフトされた一
の光ビームを参照光ビーム７とする。この参照光ビーム
７は光源１１で射出されたときの直線偏光ビームのまま
でもよいが、後の信号処理を容易にするために、図示し
ていないが、円偏光変換器を挿入して円偏光ビームとし
た方がよい。この参照光ビーム７は反射板３２1 で反射
されてビームスプリッタ３１2 に射出される。
光学効果素子のような光周波数シフタ３０で周波数シフ
トする。シフト周波数は数ＭＨｚから１００ＭＨｚ前後
までの一定周波数がよい。このシフト周波数値は、後の
信号処理の方式によって定めるとよい。シフトされた一
の光ビームを参照光ビーム７とする。この参照光ビーム
７は光源１１で射出されたときの直線偏光ビームのまま
でもよいが、後の信号処理を容易にするために、図示し
ていないが、円偏光変換器を挿入して円偏光ビームとし
た方がよい。この参照光ビーム７は反射板３２1 で反射
されてビームスプリッタ３１2 に射出される。
【００２１】２分岐された他の光ビームは、プロービン
グ光ビームとして反射板３２2 を通して、円偏光変換器
１２で円偏光ビーム８に変換される。ＤＵＴ（透過型被
解析対象物）４に照射するプロービング光ビームは、円
偏光ビーム８がよいからである。この円偏光変換器１２
は、例えば偏光子１３と１／４波長板１５で構成できる
が、他の構成でもよい。
グ光ビームとして反射板３２2 を通して、円偏光変換器
１２で円偏光ビーム８に変換される。ＤＵＴ（透過型被
解析対象物）４に照射するプロービング光ビームは、円
偏光ビーム８がよいからである。この円偏光変換器１２
は、例えば偏光子１３と１／４波長板１５で構成できる
が、他の構成でもよい。
【００２２】ＤＵＴ４は例えば光ファイバや各種光学部
品や、光増幅器などである。円偏光ビームを入射してそ
の透過光ビームの偏光の度合いを測定し、最終的には、
例えば偏波依存性損失や偏波依存性利得などを測定する
ものであるが、しかしこの発明は楕円偏光ビームの方位
角と楕円率とを求めるものである。物質は一般的に何ら
かの偏光を生じさせている。
品や、光増幅器などである。円偏光ビームを入射してそ
の透過光ビームの偏光の度合いを測定し、最終的には、
例えば偏波依存性損失や偏波依存性利得などを測定する
ものであるが、しかしこの発明は楕円偏光ビームの方位
角と楕円率とを求めるものである。物質は一般的に何ら
かの偏光を生じさせている。
【００２３】ＤＵＴ４を透過した透過光ビーム９1 は、
ビームスプリッタ３１2 で参照光ビーム７と重ね合わさ
れる。参照光ビーム７は直線偏光ビームでもよいが、円
偏光ビームに変換した方が測定が容易となる。例えば周
波数シフトされた参照光ビーム７の円偏光ビームと、透
過光ビーム９1 の楕円偏光ビームとが丁度重ね合わされ
ると、その合成光ビーム１０の直交する成分の強度が楕
円偏光ビームの方位角と楕円率に応じて異なっている。
そこで、この合成光ビーム１０を複屈折型偏光プリズム
２０3 を通過させることにより直交する偏波面成分を分
離させてそれぞれを取り出す。
ビームスプリッタ３１2 で参照光ビーム７と重ね合わさ
れる。参照光ビーム７は直線偏光ビームでもよいが、円
偏光ビームに変換した方が測定が容易となる。例えば周
波数シフトされた参照光ビーム７の円偏光ビームと、透
過光ビーム９1 の楕円偏光ビームとが丁度重ね合わされ
ると、その合成光ビーム１０の直交する成分の強度が楕
円偏光ビームの方位角と楕円率に応じて異なっている。
そこで、この合成光ビーム１０を複屈折型偏光プリズム
２０3 を通過させることにより直交する偏波面成分を分
離させてそれぞれを取り出す。
【００２４】ビームスプリッタ３１2 から射出する合成
光ビーム１０はある面積を有している。そこでレンズ２
１を用いて１点に絞り込み、複屈折型偏光プリズム２０
3 を照射した方がよい。この複屈折型偏光プリズム２０
3 から取り出した直交する偏波面成分を、それぞれの光
検出器２３5 及び２３6 で電流に変換する。光検出器２
３5 及び２３6 は、例えば使用する光周波数に適応する
フォトダイオードでよい。光検出器２３5 及び２３6 で
光電変換された電流は数ＭＨｚ以上の電気信号でありビ
ート信号である。これまでが偏光解析用光学系装置とな
る。
光ビーム１０はある面積を有している。そこでレンズ２
１を用いて１点に絞り込み、複屈折型偏光プリズム２０
3 を照射した方がよい。この複屈折型偏光プリズム２０
3 から取り出した直交する偏波面成分を、それぞれの光
検出器２３5 及び２３6 で電流に変換する。光検出器２
３5 及び２３6 は、例えば使用する光周波数に適応する
フォトダイオードでよい。光検出器２３5 及び２３6 で
光電変換された電流は数ＭＨｚ以上の電気信号でありビ
ート信号である。これまでが偏光解析用光学系装置とな
る。
【００２５】次に信号処理について説明する。光検出器
２３5 及び２３6 で得れれた直交する偏波面成分の電流
を、電流電圧変換器３５1 及び３５2 でそれぞれ電圧に
変換する。この変換されたビート信号は数ＭＨｚから１
００ＭＨｚ前後の周波数を有する電気信号で、それぞれ
振幅情報と位相情報を有している。そこで、必要に応じ
て増幅したり、更にビートダウンしたりしてより適切な
信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器３６1 及び３６2 で振幅情
報と位相情報を有するデジタルデータに変換する。得ら
れたデジタルデータは一時記憶される。
２３5 及び２３6 で得れれた直交する偏波面成分の電流
を、電流電圧変換器３５1 及び３５2 でそれぞれ電圧に
変換する。この変換されたビート信号は数ＭＨｚから１
００ＭＨｚ前後の周波数を有する電気信号で、それぞれ
振幅情報と位相情報を有している。そこで、必要に応じ
て増幅したり、更にビートダウンしたりしてより適切な
信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器３６1 及び３６2 で振幅情
報と位相情報を有するデジタルデータに変換する。得ら
れたデジタルデータは一時記憶される。
【００２６】演算部３７ではこのデジタルデータとして
記憶されたＥｘ、Ｅｙの振幅Ａｘ、Ａｙ及び相対位相差
δを用いてＤＵＴ４の透過光ビーム９1 の楕円偏光ビー
ムの方位角及び楕円率を求める。演算方法は、ここでは
省略するが、従来の一般的方法でよい。求められた演算
結果は、例えば表示器３８で表示されたり、記憶された
り伝送されたりして利用する。必ずしも表示器３８で表
示するとは限らない。
記憶されたＥｘ、Ｅｙの振幅Ａｘ、Ａｙ及び相対位相差
δを用いてＤＵＴ４の透過光ビーム９1 の楕円偏光ビー
ムの方位角及び楕円率を求める。演算方法は、ここでは
省略するが、従来の一般的方法でよい。求められた演算
結果は、例えば表示器３８で表示されたり、記憶された
り伝送されたりして利用する。必ずしも表示器３８で表
示するとは限らない。
【００２７】（他の実施例）図２に他の実施例を示す。
被解析対象物には光ファイバのような透過型と相転移型
光磁気メモリのような反射型とがある。図２は後者の反
射型ＤＵＴ５の測定例である。図１の実施例と異なると
ころはＤＵＴ５へのプロービング光の授受の仕方であ
り、他は図１の実施例と同じである。
被解析対象物には光ファイバのような透過型と相転移型
光磁気メモリのような反射型とがある。図２は後者の反
射型ＤＵＴ５の測定例である。図１の実施例と異なると
ころはＤＵＴ５へのプロービング光の授受の仕方であ
り、他は図１の実施例と同じである。
【００２８】つまり、プロービング光の円偏光ビーム８
を反射板３３1 で光の進行方向を変えてＤＵＴ５に照射
し、その反射光ビーム９2 を反射板３３2 で受けて進行
方向を変え、ビームスプリッタ３１2 で参照光ビーム７
と重ね合わせる。参照光ビーム７は図１の実施例と同じ
ように光周波数がシフトされているので、合成光ビーム
１０は前述のようにビート光信号になっている。以降は
図１の実施例と同じである。
を反射板３３1 で光の進行方向を変えてＤＵＴ５に照射
し、その反射光ビーム９2 を反射板３３2 で受けて進行
方向を変え、ビームスプリッタ３１2 で参照光ビーム７
と重ね合わせる。参照光ビーム７は図１の実施例と同じ
ように光周波数がシフトされているので、合成光ビーム
１０は前述のようにビート光信号になっている。以降は
図１の実施例と同じである。
【００２９】図１において反射板は３２1 と３２2 とを
用いて参照光ビーム７と透過光ビーム９1 とを重ね合わ
せるようにし、図２においては更に反射板３３1 と３３
2 とを用いて参照光ビーム７と反射光ビーム９2 とを重
ね合わせるようにした。この構成は一例であり、更に反
射板を用いて精密に重ね合わせるようにしてもよい。
用いて参照光ビーム７と透過光ビーム９1 とを重ね合わ
せるようにし、図２においては更に反射板３３1 と３３
2 とを用いて参照光ビーム７と反射光ビーム９2 とを重
ね合わせるようにした。この構成は一例であり、更に反
射板を用いて精密に重ね合わせるようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明は
次のような効果を生じる。 従来のようなバビネ・ソレイユ補償子１４や回転検光
子１７のような機械的な駆動部分が無いので、測定が高
速にできる。 従来のようにＤＵＴ４の透過光ビーム９1 を４分割す
る方式でないので、検出感度がよい。 しかもヘテロダイン検出としたので、光検出器２３5
及び２３6 で得られる測定信号は数ＭＨｚから１００Ｍ
Ｈｚ前後の電気信号に変換されている。従ってその後の
信号処理において、正確に増幅やビートダウンが可能で
あり、高精度に偏光解析ができる。 よってこの発明の技術的効果は大である。
次のような効果を生じる。 従来のようなバビネ・ソレイユ補償子１４や回転検光
子１７のような機械的な駆動部分が無いので、測定が高
速にできる。 従来のようにＤＵＴ４の透過光ビーム９1 を４分割す
る方式でないので、検出感度がよい。 しかもヘテロダイン検出としたので、光検出器２３5
及び２３6 で得られる測定信号は数ＭＨｚから１００Ｍ
Ｈｚ前後の電気信号に変換されている。従ってその後の
信号処理において、正確に増幅やビートダウンが可能で
あり、高精度に偏光解析ができる。 よってこの発明の技術的効果は大である。
【００３１】
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】本発明の他の実施例の構成図である。
【図３】従来例の構成図である。（Ａ）はバビネ・ソレ
イユ補償子を用いた構成図、（Ｂ）は回転検光子を用い
た構成図、（Ｃ）は振幅分割法による光学系の構成図で
ある。
イユ補償子を用いた構成図、（Ｂ）は回転検光子を用い
た構成図、（Ｃ）は振幅分割法による光学系の構成図で
ある。
４ ＤＵＴ（透過型被解析対象物） ５ ＤＵＴ（反射型被解析対象物） ６ コヒーレント光ビーム ７ 参照光ビーム ８ 円偏光ビーム ９1 透過光ビーム ９2 反射光ビーム １０ 合成光ビーム １１ 光源 １２ 円偏光変換器 １３ 偏光子 １４ バビネ・ソレイユ補償子 １５ １／４波長板 １６ 検光子 １７ 回転検光子 １８ 光検出器 １９ ビームスプリッタ ２０1 、２０2 、２０3 複屈折型偏光プリズム ２１ レンズ ２２1 、２２2 、２２3 偏光板 ２３1 、２３2 、２３3 、２３4 、２３5 、２３6
光検出器 ３０ 光周波数シフタ ３１1 、３１2 ビームスプリッタ ３２1 、３２2 、３３1 、３３2 反射板 ３５1 、３５2 電流電圧変換器 ３６1 、３６2 Ａ／Ｄ変換器 ３７ 演算部 ３８ 表示器
光検出器 ３０ 光周波数シフタ ３１1 、３１2 ビームスプリッタ ３２1 、３２2 、３３1 、３３2 反射板 ３５1 、３５2 電流電圧変換器 ３６1 、３６2 Ａ／Ｄ変換器 ３７ 演算部 ３８ 表示器
Claims (4)
- 【請求項１】 コヒーレント光ビーム（６）を発生する
光源（１１）と、 上記光源（１１）からのコヒーレント光ビーム（６）を
２分岐するビームスプリッタ（３１1 ）と、 上記２分岐された一の光ビームの光周波数をシフトして
参照光ビーム（７）を生成する光周波数シフタ（３０）
と、 上記２分岐された他の光ビームを円偏光ビーム（８）に
変換する円偏光変換器（１２）と、 上記円偏光ビーム（８）をＤＵＴ（４）に照射して得る
上記ＤＵＴ（４）の透過光ビーム（９1 ）と上記光周波
数をシフトした参照光ビーム（７）とを重ね合わせて合
成光ビーム（１０）を生成するビームスプリッタ（３１
2 ）と、 上記ビームスプリッタ（３１2 ）で生成された合成光ビ
ーム（１０）の直交する偏波面成分をそれぞれ取り出す
複屈折型偏光プリズム（２０3 ）と、 上記合成光ビーム（１０）から複屈折型偏光プリズム
（２０3 ）で取り出した直交する偏波面成分をそれぞれ
光電変換する光検出器（２３5 、２３6 ）と、 を具備することを特徴とする偏光解析用光学系装置。 - 【請求項２】 コヒーレント光ビーム（６）を発生する
光源（１１）と、 上記光源（１１）からのコヒーレント光ビーム（６）を
２分岐するビームスプリッタ（３１1 ）と、 上記２分岐された一の光ビームの光周波数をシフトして
参照光ビーム（７）を生成する光周波数シフタ（３０）
と、 上記２分岐された他の光ビームを円偏光ビーム（８）に
変換する円偏光変換器（１２）と、 上記円偏光ビーム（８）をＤＵＴ（５）に照射して得る
上記ＤＵＴ（５）の反射光ビーム（９2 ）と上記光周波
数をシフトした参照光ビーム（７）とを重ね合わせて合
成光ビーム（１０）を生成するビームスプリッタ（３１
2 ）と、 上記ビームスプリッタ（３１2 ）で生成された合成光ビ
ーム（１０）の直交する偏波面成分をそれぞれ取り出す
複屈折型偏光プリズム（２０3 ）と、 上記合成光ビーム（１０）から複屈折型偏光プリズム
（２０3 ）で取り出した直交する偏波面成分をそれぞれ
光電変換する光検出器（２３5 、２３6 ）と、 を具備することを特徴とする偏光解析用光学系装置。 - 【請求項３】 光源（１１）から射出されたコヒーレン
ト光ビーム（６）の光周波数をシフトした参照光ビーム
（７）は円偏光変換器で変換された円偏光ビームである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の偏光解析用光学
系装置。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の偏光解析用光
学系装置に加えて、 光電変換するそれぞれの光検出器（２３5 、２３6 ）の
出力電流を電圧に変換する電流電圧変換器（３５1 、３
５2 ）と、 上記電流電圧変換器（３５1 、３５2 ）の出力電圧をそ
れぞれアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換器（３６
1 、３６2 ）と、 上記Ａ／Ｄ変換器（３６1 、３６2 ）の出力データを用
いてＤＵＴ（４）を透過した透過光ビーム（９1 ）ある
いはＤＵＴ（５）で反射した反射光ビーム（９2 ）の偏
光の方位角と楕円率を求める演算部（３７）と、 を具備することを特徴とする偏光解析装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295895A JPH08278202A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 偏光解析用光学系装置及びこれを用いた偏光解析装置 |
| US08/628,964 US5619325A (en) | 1995-04-04 | 1996-04-04 | Optical system for ellipsometry utilizing a circularly polarized probe beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295895A JPH08278202A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 偏光解析用光学系装置及びこれを用いた偏光解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278202A true JPH08278202A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=14341314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10295895A Withdrawn JPH08278202A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | 偏光解析用光学系装置及びこれを用いた偏光解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08278202A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380255B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2003-04-18 | 도남시스템주식회사 | 반복적인 고속 편광 스크램블링을 이용한 편광의존성 손실측정장치 및 방법 |
| JP2005221500A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Agilent Technol Inc | 信号変調を利用したヘテロダイン光ネットワーク解析 |
| CN102183466A (zh) * | 2011-02-22 | 2011-09-14 | 复旦大学 | 一种时间分辨椭圆偏振光谱测量系统 |
| CN103776537A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-05-07 | 华南师范大学 | 一种偏振光斯托克斯参量的测量装置及其优化方法 |
| JP2015535611A (ja) * | 2012-12-04 | 2015-12-14 | オリバ ジョビン イボン エス． アー． エス． | 光ビームのスペクトルを分析するための分光計 |
-
1995
- 1995-04-04 JP JP10295895A patent/JPH08278202A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380255B1 (ko) * | 2001-03-16 | 2003-04-18 | 도남시스템주식회사 | 반복적인 고속 편광 스크램블링을 이용한 편광의존성 손실측정장치 및 방법 |
| JP2005221500A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Agilent Technol Inc | 信号変調を利用したヘテロダイン光ネットワーク解析 |
| CN102183466A (zh) * | 2011-02-22 | 2011-09-14 | 复旦大学 | 一种时间分辨椭圆偏振光谱测量系统 |
| JP2015535611A (ja) * | 2012-12-04 | 2015-12-14 | オリバ ジョビン イボン エス． アー． エス． | 光ビームのスペクトルを分析するための分光計 |
| CN103776537A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-05-07 | 华南师范大学 | 一种偏振光斯托克斯参量的测量装置及其优化方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |