JPH0829115A - 干渉顕微鏡 - Google Patents
干渉顕微鏡Info
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- JPH0829115A JPH0829115A JP18682294A JP18682294A JPH0829115A JP H0829115 A JPH0829115 A JP H0829115A JP 18682294 A JP18682294 A JP 18682294A JP 18682294 A JP18682294 A JP 18682294A JP H0829115 A JPH0829115 A JP H0829115A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動、衝撃等の悪環境下で高精度の干渉図形
の計測と、微細構造の観察を同時に行えるようにした干
渉顕微鏡を提供する。 【構成】 光源１と、光源１からの照明光を平行照明光
束にするレンズ２と、平行照明光束の進行方向に配置さ
れ、入射光軸に対して参照光と試料光とを平行に出射す
る、分岐ハーフミラー４と折り返しミラー５とを一体的
に形成した単一の光学部品からなる第１のプリズム３
と、参照光軸６と試料光軸７を通る２光束の出射方向に
沿って配置した、折り返しミラー11と合致ハーフミラー
10とを一体的に形成した単一の光学部品からなる第２の
プリズム９と、第２のプリズム９の合致ハーフミラー10
からの観測光路に配置したレンズ12とで干渉顕微鏡を構
成する。
の計測と、微細構造の観察を同時に行えるようにした干
渉顕微鏡を提供する。 【構成】 光源１と、光源１からの照明光を平行照明光
束にするレンズ２と、平行照明光束の進行方向に配置さ
れ、入射光軸に対して参照光と試料光とを平行に出射す
る、分岐ハーフミラー４と折り返しミラー５とを一体的
に形成した単一の光学部品からなる第１のプリズム３
と、参照光軸６と試料光軸７を通る２光束の出射方向に
沿って配置した、折り返しミラー11と合致ハーフミラー
10とを一体的に形成した単一の光学部品からなる第２の
プリズム９と、第２のプリズム９の合致ハーフミラー10
からの観測光路に配置したレンズ12とで干渉顕微鏡を構
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、干渉顕微鏡に関し、
特に振動、衝撃等の変動の大きい悪環境下で高精度計測
と観察を行うことの可能な干渉顕微鏡に関する。
特に振動、衝撃等の変動の大きい悪環境下で高精度計測
と観察を行うことの可能な干渉顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、試料の計測に用いられる干渉光学
系としては、反射型試料の計測に用いられるマイケルソ
ン型干渉光学系や、透過型試料の計測に用いられるマッ
ハーツェンダ型干渉光学系のように、試料光路と参照光
路を完全に分けて構成した分離光路干渉光学系と、常光
線と異常光線に対してそれぞれ異なった２つの焦点をも
つ二重焦点レンズを用いて試料光路と参照光路に分割
し、試料面の異なる場所を通過させた後再び両光路を合
致させる共通光路干渉光学系とがある。
系としては、反射型試料の計測に用いられるマイケルソ
ン型干渉光学系や、透過型試料の計測に用いられるマッ
ハーツェンダ型干渉光学系のように、試料光路と参照光
路を完全に分けて構成した分離光路干渉光学系と、常光
線と異常光線に対してそれぞれ異なった２つの焦点をも
つ二重焦点レンズを用いて試料光路と参照光路に分割
し、試料面の異なる場所を通過させた後再び両光路を合
致させる共通光路干渉光学系とがある。
【０００３】図７は、上記マイケルソン型干渉光学系を
示す図で、光源101 より発した光束はレンズ102 により
平行光となり、ビームスプリッタ103 により試料光路10
4 への試料光と参照光路105 への参照光とに分割され
る。そして試料光は試料面106で反射され、参照光は参
照面107 で反射されて、それぞれビームスプリッタ103
で再び合致して干渉図形を生成し、観測位置108 で観測
するようになっている。
示す図で、光源101 より発した光束はレンズ102 により
平行光となり、ビームスプリッタ103 により試料光路10
4 への試料光と参照光路105 への参照光とに分割され
る。そして試料光は試料面106で反射され、参照光は参
照面107 で反射されて、それぞれビームスプリッタ103
で再び合致して干渉図形を生成し、観測位置108 で観測
するようになっている。
【０００４】また、マッハーツェンダ型干渉光学系は、
図８に示すように構成されている。すなわち、光源111
から発した光はレンズ112 により平行光となり、その平
行光は半透明鏡113 により２方向に分けられ、試料光11
4 と参照光115 とになる。そして、試料光114 はミラー
116 で反射され試料118 を透過して半透明鏡119 に入射
する。また参照光115 はミラー117 で反射され半透明鏡
119 に入射し、試料光と再び合致し干渉図形を生成す
る。その干渉図形をレンズ120 により拡大し、観測位置
121 で観測するようになっている。
図８に示すように構成されている。すなわち、光源111
から発した光はレンズ112 により平行光となり、その平
行光は半透明鏡113 により２方向に分けられ、試料光11
4 と参照光115 とになる。そして、試料光114 はミラー
116 で反射され試料118 を透過して半透明鏡119 に入射
する。また参照光115 はミラー117 で反射され半透明鏡
119 に入射し、試料光と再び合致し干渉図形を生成す
る。その干渉図形をレンズ120 により拡大し、観測位置
121 で観測するようになっている。
【０００５】一方、共通光路干渉光学系は図９に示すよ
うに構成されている。まず、光源131 より発する照明光
をレンズ132 により平行照明光束にした後、干渉図形を
生成すべき試料光と参照光とに分割するために、第１偏
向ビームスプリッタ133 と第２偏向ビームスプリッタ13
4 を順次配列し、次に第２偏向ビームスプリッタ134の
反射面を始点及び終点とするループ光路を３枚のミラー
135 を用いて構成する。この際、第１偏向ビームスプリ
ッタ133 は、その反射面による反射光路が、前記ループ
光路のなす平面と45度傾くように配置されている。そし
て、光源131 からの平行照明光束を第２偏向ビームスプ
リッタ134 で透過成分光が透過する場合、ループ光路内
のレンズ136 の後側焦点位置に一旦収束し、発散光束と
してループ光路内を一周通過して射出し、また反射成分
光はループ光路内に入射することなく平行光束のまま反
射して、上記透過成分光と同じ光路に乗るようになって
いる。
うに構成されている。まず、光源131 より発する照明光
をレンズ132 により平行照明光束にした後、干渉図形を
生成すべき試料光と参照光とに分割するために、第１偏
向ビームスプリッタ133 と第２偏向ビームスプリッタ13
4 を順次配列し、次に第２偏向ビームスプリッタ134の
反射面を始点及び終点とするループ光路を３枚のミラー
135 を用いて構成する。この際、第１偏向ビームスプリ
ッタ133 は、その反射面による反射光路が、前記ループ
光路のなす平面と45度傾くように配置されている。そし
て、光源131 からの平行照明光束を第２偏向ビームスプ
リッタ134 で透過成分光が透過する場合、ループ光路内
のレンズ136 の後側焦点位置に一旦収束し、発散光束と
してループ光路内を一周通過して射出し、また反射成分
光はループ光路内に入射することなく平行光束のまま反
射して、上記透過成分光と同じ光路に乗るようになって
いる。
【０００６】更に、上記ループ光路から射光する２光束
のうち、例えば反射成分光は、１／４λ板137 に入射し
てπ／２の位相差の変換を受けて円偏光に転換され、レ
ンズ138 により試料面139 の一点に収束して参照光とな
る。また透過成分光も同様に１／４λ板137 に入射通過
して上記反射成分光と逆回りに回転する円偏光に転換さ
れ、レンズ138 により試料面139 の全域に拡がり試料光
となる。
のうち、例えば反射成分光は、１／４λ板137 に入射し
てπ／２の位相差の変換を受けて円偏光に転換され、レ
ンズ138 により試料面139 の一点に収束して参照光とな
る。また透過成分光も同様に１／４λ板137 に入射通過
して上記反射成分光と逆回りに回転する円偏光に転換さ
れ、レンズ138 により試料面139 の全域に拡がり試料光
となる。
【０００７】これらの２光束は試料面139 からそのまま
反射し、１／４λ板137 を再び通過して、それぞれ入射
時と振動方向を丁度90度変化した２つの光束になり、再
びループ光路に入射する。そして、新しい反射成分光
（入射時ループ光路を既に順回りに一周している）は、
第２偏向ビームスプリッタ134 で反射されてループ光路
に入射せず、直接第１偏向ビームスプリッタ133 に向か
い、一方新しい透過成分光（これは入射時における反射
成分光でループ光路に入射していない）はループ光路に
入射し、逆回りに一周して射出し、第１偏向ビームスプ
リッタ133 に向かう。第１偏向ビームスプリッタ133
は、上記新しい透過成分光及び反射成分光に対して検光
子として振る舞うから、第１偏向ビームスプリッタ133
で反射された前記両光束は、互いに干渉して干渉図形を
生成し、観測位置140 で観測するようになっている。
反射し、１／４λ板137 を再び通過して、それぞれ入射
時と振動方向を丁度90度変化した２つの光束になり、再
びループ光路に入射する。そして、新しい反射成分光
（入射時ループ光路を既に順回りに一周している）は、
第２偏向ビームスプリッタ134 で反射されてループ光路
に入射せず、直接第１偏向ビームスプリッタ133 に向か
い、一方新しい透過成分光（これは入射時における反射
成分光でループ光路に入射していない）はループ光路に
入射し、逆回りに一周して射出し、第１偏向ビームスプ
リッタ133 に向かう。第１偏向ビームスプリッタ133
は、上記新しい透過成分光及び反射成分光に対して検光
子として振る舞うから、第１偏向ビームスプリッタ133
で反射された前記両光束は、互いに干渉して干渉図形を
生成し、観測位置140 で観測するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図７及び図
８に示した分離光路干渉光学系においては、試料を平行
光束で照射するように構成されているので、干渉顕微鏡
としての必須機能である微細構造の観察は、そのままで
は行えない。そのため、干渉図形の計測作業と、微細構
造の観察作業は、それぞれ別個に行うようになってお
り、したがって、時間的な変化が速く再現性の困難な結
晶成長過程の観察などには適用できないという問題点が
あった。また、この干渉光学系では、光源からの平行光
束を半透明鏡で２方向に試料光と参照光とに分け、そし
て試料光と参照光を同じ光路位置に再び一致させなけれ
ばならず、したがって、平行光束を分離し再び一致させ
る光学系を構成するミラー等の光学部品のいずれかが、
振動や衝撃などにより僅かに変動することによって、干
渉図形に乱れを生じさせてしまうという問題点があっ
た。更に、また干渉図形の調整のための光学部品及び機
構を精細に工夫を凝らして製作しなければならず、操作
にも高度の熟練を要するという問題点があった。
８に示した分離光路干渉光学系においては、試料を平行
光束で照射するように構成されているので、干渉顕微鏡
としての必須機能である微細構造の観察は、そのままで
は行えない。そのため、干渉図形の計測作業と、微細構
造の観察作業は、それぞれ別個に行うようになってお
り、したがって、時間的な変化が速く再現性の困難な結
晶成長過程の観察などには適用できないという問題点が
あった。また、この干渉光学系では、光源からの平行光
束を半透明鏡で２方向に試料光と参照光とに分け、そし
て試料光と参照光を同じ光路位置に再び一致させなけれ
ばならず、したがって、平行光束を分離し再び一致させ
る光学系を構成するミラー等の光学部品のいずれかが、
振動や衝撃などにより僅かに変動することによって、干
渉図形に乱れを生じさせてしまうという問題点があっ
た。更に、また干渉図形の調整のための光学部品及び機
構を精細に工夫を凝らして製作しなければならず、操作
にも高度の熟練を要するという問題点があった。
【０００９】一方、図９に示した共通光路干渉光学系に
おいては、その構造上、試料光と参照光が常に同一光路
であり、試料面を共に通過するため、干渉図形の計測に
おいては参照光の影響があり、誤差の要因となってい
る。また、倍率を変えるため対物レンズ138 を取り換え
ようとする場合は、ループ光路内に配置したレンズ136
も同時に交換しなければならず、したがって倍率を変え
ることができないという欠点がある。
おいては、その構造上、試料光と参照光が常に同一光路
であり、試料面を共に通過するため、干渉図形の計測に
おいては参照光の影響があり、誤差の要因となってい
る。また、倍率を変えるため対物レンズ138 を取り換え
ようとする場合は、ループ光路内に配置したレンズ136
も同時に交換しなければならず、したがって倍率を変え
ることができないという欠点がある。
【００１０】本発明は、従来の干渉光学系における上記
問題点を解消するためになされたもので、振動や衝撃等
が印加された状態においても高精度の干渉図形の計測が
行え、また微細構造の観察を同時に行えるようにした干
渉顕微鏡を提供することを目的とする。
問題点を解消するためになされたもので、振動や衝撃等
が印加された状態においても高精度の干渉図形の計測が
行え、また微細構造の観察を同時に行えるようにした干
渉顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、試料光路と参照光路とを分離し
た分離光路干渉光学系を備えた透過試料の観測に用いる
干渉顕微鏡において、前記分離光路干渉光学系は、試料
光路と参照光路に分岐する第１の部分ミラーと、試料光
路を折り返す第１の折り返しミラーと、参照光路を折り
返す第２の折り返しミラーと、折り返された試料光路と
参照光路とを合致させる第２の部分ミラーとからなる干
渉ループを備え、前記第１の部分ミラーと第１の折り返
しミラー及び前記第２の折り返しミラーと第２の部分ミ
ラーを、それぞれ剛体状に一体化して配置するものであ
る。
決するため、本発明は、試料光路と参照光路とを分離し
た分離光路干渉光学系を備えた透過試料の観測に用いる
干渉顕微鏡において、前記分離光路干渉光学系は、試料
光路と参照光路に分岐する第１の部分ミラーと、試料光
路を折り返す第１の折り返しミラーと、参照光路を折り
返す第２の折り返しミラーと、折り返された試料光路と
参照光路とを合致させる第２の部分ミラーとからなる干
渉ループを備え、前記第１の部分ミラーと第１の折り返
しミラー及び前記第２の折り返しミラーと第２の部分ミ
ラーを、それぞれ剛体状に一体化して配置するものであ
る。
【００１２】このように構成することにより、第１の部
分ミラーと第１の折り返しミラー、及び前記第２の折り
返しミラーと第２の部分ミラーは、それぞれ剛体状に一
体化されているため、それらの一体化されている光学素
子間ではずれが生ぜず、したがって振動等をうけても、
干渉ループにおける試料光路と参照光路の平行関係は保
たれ、第２の部分ミラーで両光路を確実に合致させるこ
とができ、安定した干渉図形を得ることができる。
分ミラーと第１の折り返しミラー、及び前記第２の折り
返しミラーと第２の部分ミラーは、それぞれ剛体状に一
体化されているため、それらの一体化されている光学素
子間ではずれが生ぜず、したがって振動等をうけても、
干渉ループにおける試料光路と参照光路の平行関係は保
たれ、第２の部分ミラーで両光路を確実に合致させるこ
とができ、安定した干渉図形を得ることができる。
【００１３】また、干渉ループに試料微細構造観察用照
明光路を共存させ、干渉ループからの出射光路に変倍用
レンズを備えることにより、干渉図形と共に、鮮明な試
料の微細構造像を同時に観察することが可能となる。
明光路を共存させ、干渉ループからの出射光路に変倍用
レンズを備えることにより、干渉図形と共に、鮮明な試
料の微細構造像を同時に観察することが可能となる。
【００１４】
【実施例】次に、実施例について説明する。図１は、本
発明に係る干渉顕微鏡の基本的な構成を示す概念図であ
る。図１において、１は光源、２は該光源１より発する
照明光（例えば波長480 nm）を平行照明光束にするレン
ズ、３は平行照明光束の進行方向に配置された第１のプ
リズムで、平行照明光束を受け、干渉図形を生成すべき
試料光と参照光とに分割するためのものであり、分岐ハ
ーフミラー４と折り返しミラー５とを、入射光の光軸に
対して出射する試料光の試料光軸７と参照光の参照光軸
６が平行になるように、一体的な単一の光学部品として
形成し、第１のプリズム３を構成している。
発明に係る干渉顕微鏡の基本的な構成を示す概念図であ
る。図１において、１は光源、２は該光源１より発する
照明光（例えば波長480 nm）を平行照明光束にするレン
ズ、３は平行照明光束の進行方向に配置された第１のプ
リズムで、平行照明光束を受け、干渉図形を生成すべき
試料光と参照光とに分割するためのものであり、分岐ハ
ーフミラー４と折り返しミラー５とを、入射光の光軸に
対して出射する試料光の試料光軸７と参照光の参照光軸
６が平行になるように、一体的な単一の光学部品として
形成し、第１のプリズム３を構成している。
【００１５】そして、試料光軸７に試料８を配置すると
共に、参照光軸６及び試料光軸７を通る２光束の出射方
向に沿って第２のプリズム９を配置している。この第２
のプリズム９は、第１のプリズム３と同様な構成を有
し、合致ハーフミラー10と折り返しミラー11とを一体的
な単一の光学部品として形成したものであり、第１のプ
リズム３を180 °回転した態様で配置し、試料光と参照
光を合致ハーフミラー10で一致させるようにしている。
そして、第２のプリズム９の合致ハーフミラー10上で得
られる干渉図形は、レンズ（対物レンズと結像レンズを
合体したもの）12を介して、観測位置13で観測するよう
になっている。なお、図１において、14は参照光軸６上
に配置された干渉縞調整用の一対のクサビ形プリズムで
あり、15は該クサビ形プリズム14の挿入による光路長変
化に対応して設置された、光路長補正のためのコンペン
セータである。干渉縞の調整は、従来は折り返しミラー
の調整により行われているが、本発明においては折り返
しミラーは合致ハーフミラーと一体化されて単一のプリ
ズムを構成しているので、単独に調整できないため、上
記クサビ形プリズム14を参照光軸６上に配置しているも
ので、このクサビ形プリズム14は必須のものではなく、
省略することも可能である。
共に、参照光軸６及び試料光軸７を通る２光束の出射方
向に沿って第２のプリズム９を配置している。この第２
のプリズム９は、第１のプリズム３と同様な構成を有
し、合致ハーフミラー10と折り返しミラー11とを一体的
な単一の光学部品として形成したものであり、第１のプ
リズム３を180 °回転した態様で配置し、試料光と参照
光を合致ハーフミラー10で一致させるようにしている。
そして、第２のプリズム９の合致ハーフミラー10上で得
られる干渉図形は、レンズ（対物レンズと結像レンズを
合体したもの）12を介して、観測位置13で観測するよう
になっている。なお、図１において、14は参照光軸６上
に配置された干渉縞調整用の一対のクサビ形プリズムで
あり、15は該クサビ形プリズム14の挿入による光路長変
化に対応して設置された、光路長補正のためのコンペン
セータである。干渉縞の調整は、従来は折り返しミラー
の調整により行われているが、本発明においては折り返
しミラーは合致ハーフミラーと一体化されて単一のプリ
ズムを構成しているので、単独に調整できないため、上
記クサビ形プリズム14を参照光軸６上に配置しているも
ので、このクサビ形プリズム14は必須のものではなく、
省略することも可能である。
【００１６】このように構成した干渉顕微鏡において、
第１のプリズム３の分岐ハーフミラー４により試料光と
参照光に分離されて、第２のプリズム９の合致ハーフミ
ラー10で再び合致するまでの両光束の伝播すべき光路長
は全く同一になる。また、振動等によって第１及び第２
のプリズム３，９が変動しても、両プリズム３，９の平
行度が保たれている限り、光路長は変動せず、第２のプ
リズム９の合致ハーフミラー10で必ず両光束を一致させ
ることができる。したがって、装置の剛性の不足により
振動が生じても、極めて安定した干渉図形が得られ、容
易な操作の干渉顕微鏡を実現することができる。
第１のプリズム３の分岐ハーフミラー４により試料光と
参照光に分離されて、第２のプリズム９の合致ハーフミ
ラー10で再び合致するまでの両光束の伝播すべき光路長
は全く同一になる。また、振動等によって第１及び第２
のプリズム３，９が変動しても、両プリズム３，９の平
行度が保たれている限り、光路長は変動せず、第２のプ
リズム９の合致ハーフミラー10で必ず両光束を一致させ
ることができる。したがって、装置の剛性の不足により
振動が生じても、極めて安定した干渉図形が得られ、容
易な操作の干渉顕微鏡を実現することができる。
【００１７】なお、上記構成においては、分岐ハーフミ
ラーと折り返しミラーを、また合致ハーフミラーと折り
返しミラーを、それぞれ一体化して単一のプリズムとし
たものを示したが、これらの光学素子を一体化して単一
の光学部品として構成する代わりに、分岐ハーフミラー
と折り返しミラーを、また合致ハーフミラーと折り返し
ミラーを、それぞれ剛性の大なる基板上に一体的に固定
して構成するようにしても同等の作用効果が得られる。
ラーと折り返しミラーを、また合致ハーフミラーと折り
返しミラーを、それぞれ一体化して単一のプリズムとし
たものを示したが、これらの光学素子を一体化して単一
の光学部品として構成する代わりに、分岐ハーフミラー
と折り返しミラーを、また合致ハーフミラーと折り返し
ミラーを、それぞれ剛性の大なる基板上に一体的に固定
して構成するようにしても同等の作用効果が得られる。
【００１８】次に、図１に示した基本的な構成の変形例
を図２に基づいて説明する。この変形例は、光源の偏光
性を利用するようにしたもので、この場合は、分岐ハー
フミラー４を偏光ビームスプリッタに変え、合致ハーフ
ミラー10の後段に偏光板16を設置することにより、容易
に偏光の干渉顕微鏡として使用することができる。
を図２に基づいて説明する。この変形例は、光源の偏光
性を利用するようにしたもので、この場合は、分岐ハー
フミラー４を偏光ビームスプリッタに変え、合致ハーフ
ミラー10の後段に偏光板16を設置することにより、容易
に偏光の干渉顕微鏡として使用することができる。
【００１９】また、図１に示した基本構成では、透過照
明を用いるようにしたものを示したが、落射照明を用い
る場合には、図３に示すように、照明光源17を、その照
明光がコンデンサレンズ18を介して第２のプリズム９に
入射される位置に配置するか、もしくは、コンデンサレ
ンズ18，ハーフミラーなどの部分ミラー19及び対物レン
ズ12ａを介して第２のプリズム９に入射される位置に配
置すればよい。なお、図３において、12ｂは結像レンズ
である。
明を用いるようにしたものを示したが、落射照明を用い
る場合には、図３に示すように、照明光源17を、その照
明光がコンデンサレンズ18を介して第２のプリズム９に
入射される位置に配置するか、もしくは、コンデンサレ
ンズ18，ハーフミラーなどの部分ミラー19及び対物レン
ズ12ａを介して第２のプリズム９に入射される位置に配
置すればよい。なお、図３において、12ｂは結像レンズ
である。
【００２０】次に、具体的な実施例を図４に基づいて説
明する。図４において、図１に示した基本的な構成と同
一又は対応する部材には、同一符号を付して示してい
る。この実施例においては、干渉図形を得るための光源
１の他に、試料の微細構造の顕微鏡像を得るための、光
源１からの照明光とは異なる波長（例えば550 nm）の照
明光を発する光源21を設け、該光源21からの照明光を集
光するためのコンデンサレンズ22を備えている。また、
このコンデンサレンズ22からの照明光束の光路を干渉光
路に共存させるために、分岐ハーフミラー４と合致ハー
フミラー５ａとを一体的に形成した単一の光学部品であ
る第１のプリズム３ａを用い、前記光源21からの照明光
束を、第１のプリズム３ａの合致ハーフミラー５ａに入
射させ、試料光軸７上に干渉光路と顕微鏡用照明光路と
を共存させる。
明する。図４において、図１に示した基本的な構成と同
一又は対応する部材には、同一符号を付して示してい
る。この実施例においては、干渉図形を得るための光源
１の他に、試料の微細構造の顕微鏡像を得るための、光
源１からの照明光とは異なる波長（例えば550 nm）の照
明光を発する光源21を設け、該光源21からの照明光を集
光するためのコンデンサレンズ22を備えている。また、
このコンデンサレンズ22からの照明光束の光路を干渉光
路に共存させるために、分岐ハーフミラー４と合致ハー
フミラー５ａとを一体的に形成した単一の光学部品であ
る第１のプリズム３ａを用い、前記光源21からの照明光
束を、第１のプリズム３ａの合致ハーフミラー５ａに入
射させ、試料光軸７上に干渉光路と顕微鏡用照明光路と
を共存させる。
【００２１】更に、第２のプリズム９の合致ハーフミラ
ー10からの干渉図形の観測光路上に対物レンズ23と結像
レンズ24からなる変倍用レンズを設け、観測位置13で試
料８の微細構造の顕微鏡像が得られるように構成してい
る。
ー10からの干渉図形の観測光路上に対物レンズ23と結像
レンズ24からなる変倍用レンズを設け、観測位置13で試
料８の微細構造の顕微鏡像が得られるように構成してい
る。
【００２２】このように構成した実施例においては、図
１に示した基本的な構成のものと同様に、振動が生じた
場合でも、極めて安定した干渉図形の計測ができると共
に、顕微鏡用照明光路を干渉光路に共存させるようにし
ているので、同時に試料の微細構造の鮮明な顕微鏡像を
観察することができる。なお、第１のプリズム３ａの分
岐ハーフミラー４あるいは合致ハーフミラー５ａ、更に
は第２のプリズム９の合致ハーフミラー10に、観測した
い波長別に波長別分割コートを施すことにより、波長別
の任意の干渉図形あるいは顕微鏡像を得ることができ
る。図５に、波長別分割コートの特性の一例を示す。な
お、図５において、横軸は波長λ（nm）、縦軸は透過率
（％）を示す。
１に示した基本的な構成のものと同様に、振動が生じた
場合でも、極めて安定した干渉図形の計測ができると共
に、顕微鏡用照明光路を干渉光路に共存させるようにし
ているので、同時に試料の微細構造の鮮明な顕微鏡像を
観察することができる。なお、第１のプリズム３ａの分
岐ハーフミラー４あるいは合致ハーフミラー５ａ、更に
は第２のプリズム９の合致ハーフミラー10に、観測した
い波長別に波長別分割コートを施すことにより、波長別
の任意の干渉図形あるいは顕微鏡像を得ることができ
る。図５に、波長別分割コートの特性の一例を示す。な
お、図５において、横軸は波長λ（nm）、縦軸は透過率
（％）を示す。
【００２３】次に、具体的な他の実施例を、図６に基づ
いて説明する。図６において、図１に示した基本的な構
成及び図４に示した実施例と同一又は対応する部材には
同一符号を付して示している。この実施例は、図４に示
した実施例において、更に、異なる波長の２つの干渉用
照明光を用いて、２種類の干渉図形が得られるようにし
たものである。
いて説明する。図６において、図１に示した基本的な構
成及び図４に示した実施例と同一又は対応する部材には
同一符号を付して示している。この実施例は、図４に示
した実施例において、更に、異なる波長の２つの干渉用
照明光を用いて、２種類の干渉図形が得られるようにし
たものである。
【００２４】すなわち、干渉図形生成用の、例えば波長
480 nmの照明光を発する第１の光源１ａと、波長780 nm
の照明光を発する第２の光源１ｂとを設け、これらの光
源１ａ，１ｂが発する照明光をダイクロイックミラー31
を介して、第１のプリズム３ａの分岐ハーフミラー４に
入射させるように構成する。また、観測光路の結像レン
ズ24の後段に、波長別分割コートを施した分岐ハーフミ
ラー32を設けて、顕微鏡像を透過させ、干渉図形を反射
させて分離し、更に反射させた干渉図形の観測光路にダ
イクロイックミラー33を設けて、２つの干渉図形を分離
し、透過干渉図形は更に三角プリズム34を介して、それ
ぞれの観測位置35，36で観測できるように構成するもの
である。
480 nmの照明光を発する第１の光源１ａと、波長780 nm
の照明光を発する第２の光源１ｂとを設け、これらの光
源１ａ，１ｂが発する照明光をダイクロイックミラー31
を介して、第１のプリズム３ａの分岐ハーフミラー４に
入射させるように構成する。また、観測光路の結像レン
ズ24の後段に、波長別分割コートを施した分岐ハーフミ
ラー32を設けて、顕微鏡像を透過させ、干渉図形を反射
させて分離し、更に反射させた干渉図形の観測光路にダ
イクロイックミラー33を設けて、２つの干渉図形を分離
し、透過干渉図形は更に三角プリズム34を介して、それ
ぞれの観測位置35，36で観測できるように構成するもの
である。
【００２５】このように構成した実施例においては、試
料の微細構造の顕微鏡像を観察できると共に、２波長に
よる２種類の干渉図形を観測することが可能となる。
料の微細構造の顕微鏡像を観察できると共に、２波長に
よる２種類の干渉図形を観測することが可能となる。
【００２６】また、一般に、２つの異なる波長λ１，λ
２の光に対する試料の屈折率の濃度依存性αと、温度依
存性βを予め計測しておけば、２つの異なる波長の光に
対する干渉図形の観測から、屈折率の変化量ΔＮ１，Δ
Ｎ２を求めることにより、その変化量ΔＮ１，ΔＮ２か
ら試料の濃度変化ΔＣと温度変化ΔＴを、次に示すよう
な連立方程式を解くことによって求めることができる。 ΔＮ１＝α１・ΔＣ＋β１・ΔＴ ΔＮ２＝α２・ΔＣ＋β２・ΔＴ
２の光に対する試料の屈折率の濃度依存性αと、温度依
存性βを予め計測しておけば、２つの異なる波長の光に
対する干渉図形の観測から、屈折率の変化量ΔＮ１，Δ
Ｎ２を求めることにより、その変化量ΔＮ１，ΔＮ２か
ら試料の濃度変化ΔＣと温度変化ΔＴを、次に示すよう
な連立方程式を解くことによって求めることができる。 ΔＮ１＝α１・ΔＣ＋β１・ΔＴ ΔＮ２＝α２・ΔＣ＋β２・ΔＴ
【００２７】なお、上記実施例では、２つの光源１ａ，
１ｂから合致ハーフミラーを用いて、２つの異なる波長
の照明光を導入し、また干渉図形の観測光路において分
岐ハーフミラーを用いて、２種類の干渉図形を分離して
観測するようにしたものを示したが、２つの光源１ａ，
１ｂからの照明光を、シャッタを設けて切り換えて導入
するように構成することにより、分岐ハーフミラー32及
びダイクロイックミラー33を省くことが可能となる。
１ｂから合致ハーフミラーを用いて、２つの異なる波長
の照明光を導入し、また干渉図形の観測光路において分
岐ハーフミラーを用いて、２種類の干渉図形を分離して
観測するようにしたものを示したが、２つの光源１ａ，
１ｂからの照明光を、シャッタを設けて切り換えて導入
するように構成することにより、分岐ハーフミラー32及
びダイクロイックミラー33を省くことが可能となる。
【００２８】なお、上記基本構成及び各実施例におけ
る、分岐ハーフミラー及び合致ハーフミラーの分岐率又
は合致率は、通常１：１であるが、本発明は、このよう
な構成に限定されるものではなく、観察及び干渉に支障
のない範囲において、分岐率又は合致率は任意の値とし
た部分ミラーを用いることができるものである。
る、分岐ハーフミラー及び合致ハーフミラーの分岐率又
は合致率は、通常１：１であるが、本発明は、このよう
な構成に限定されるものではなく、観察及び干渉に支障
のない範囲において、分岐率又は合致率は任意の値とし
た部分ミラーを用いることができるものである。
【００２９】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、振動等の悪環境下においても極めて安
定した干渉図形を観測することができ、操作性を向上さ
せることができる。また顕微鏡用照明光路を干渉光路と
共存させることにより、干渉図形と同時に試料の微細構
造の鮮明な顕微鏡像を観察することができる。また、波
長の異なる干渉用光源を設けることにより、異なる波長
の干渉図形を観測することが可能となる。
本発明によれば、振動等の悪環境下においても極めて安
定した干渉図形を観測することができ、操作性を向上さ
せることができる。また顕微鏡用照明光路を干渉光路と
共存させることにより、干渉図形と同時に試料の微細構
造の鮮明な顕微鏡像を観察することができる。また、波
長の異なる干渉用光源を設けることにより、異なる波長
の干渉図形を観測することが可能となる。
【図１】本発明に係る干渉顕微鏡の基本的な構成を示す
概念図である。
概念図である。
【図２】図１に示した基本構成の変形例を示す図であ
る。
る。
【図３】図１に示した基本構成において、落射照明を用
いる場合の構成を示す図である。
いる場合の構成を示す図である。
【図４】本発明の具体的な実施例を示す概略構成図であ
る。
る。
【図５】波長別分割コートの特性の一例を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の具体的な他の実施例を示す概略構成図
である。
である。
【図７】従来のマイケルソン型干渉光学系を示す構成図
である。
である。
【図８】従来のマッハーツェンダ型干渉光学系を示す構
成図である。
成図である。
【図９】従来の共通光路干渉光学系を示す構成図であ
る。
る。
１ 光源 ２ レンズ ３ 第１のプリズム ４ 分岐ハーフミラー ５ 折り返しミラー ６ 参照光軸 ７ 試料光軸 ８ 試料 10 合致ハーフミラー 11 折り返しミラー 12 レンズ 13 観測位置 14 クサビ形プリズム 15 コンペンセータ 16 偏光板 17 照明光源 18 コンデンサレンズ 19 部分ミラー 21 光源 22 コンデンサレンズ 23 対物レンズ 24 結像レンズ 31 ダイクロイックミラー 32 分岐ハーフミラー 33 ダイクロイックミラー 34 三角プリズム 35，36 観測位置
Claims (4)
- 【請求項１】 試料光路と参照光路とを分離した分離光
路干渉光学系を備えた透過試料の観測に用いる干渉顕微
鏡において、前記分離光路干渉光学系は、試料光路と参
照光路に分岐する第１の部分ミラーと、試料光路を折り
返す第１の折り返しミラーと、参照光路を折り返す第２
の折り返しミラーと、折り返された試料光路と参照光路
とを合致させる第２の部分ミラーとからなる干渉ループ
を備え、前記第１の部分ミラーと第１の折り返しミラー
及び前記第２の折り返しミラーと第２の部分ミラーを、
それぞれ剛体状に一体化して配置したことを特徴とする
干渉顕微鏡。 - 【請求項２】 前記第１の部分ミラーと第１の折り返し
ミラー、及び前記第２の折り返しミラーと第２の部分ミ
ラーを、それぞれ単一の光学部品で構成したことを特徴
とする請求項１記載の干渉顕微鏡。 - 【請求項３】 前記干渉ループに試料微細構造観察用照
明光路を共存させ、該干渉ループからの出射光路に変倍
用レンズを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載
の干渉顕微鏡。 - 【請求項４】 前記干渉ループへの入射光路に異なる波
長の干渉用照明光を導入し、異なる波長の干渉図形を観
測できるように構成したことを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載の干渉顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18682294A JP3587562B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 干渉顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18682294A JP3587562B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 干渉顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829115A true JPH0829115A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3587562B2 JP3587562B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=16195219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18682294A Expired - Fee Related JP3587562B2 (ja) | 1994-07-18 | 1994-07-18 | 干渉顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3587562B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011197534A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Nikon Corp | 干渉対物レンズ及びこれを有する顕微鏡装置 |
| JP2013246325A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| JP2018189622A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 孝雄 真木 | 干渉顕微鏡 |
-
1994
- 1994-07-18 JP JP18682294A patent/JP3587562B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011197534A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Nikon Corp | 干渉対物レンズ及びこれを有する顕微鏡装置 |
| JP2013246325A (ja) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
| US9448457B2 (en) | 2012-05-25 | 2016-09-20 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical modulator |
| JP2018189622A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 孝雄 真木 | 干渉顕微鏡 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3587562B2 (ja) | 2004-11-10 |
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