JPH08327453A - 偏光干渉計 - Google Patents
偏光干渉計Info
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- JPH08327453A JPH08327453A JP13082295A JP13082295A JPH08327453A JP H08327453 A JPH08327453 A JP H08327453A JP 13082295 A JP13082295 A JP 13082295A JP 13082295 A JP13082295 A JP 13082295A JP H08327453 A JPH08327453 A JP H08327453A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 全体の光量を損失することなく干渉縞のコン
トラストを上げる偏光干渉計の提供。 【構成】 直線偏光を出力するレーザ光源１１からの光
はその直後に挿入された１／２波長板ＨＷＰ及びレンズ
系１２を経て偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光方向が
互いに直交する二つの直線偏光に分けられ、一方は参照
光として参照面１５を照射し、他方は試料光として被測
定面（サンプル）１４に照射して、再び偏光ビームスプ
リッタＰＢＳで一つの光束に合成する。このとき、ｘ
軸、ｙ軸から４５°の方向に設定された１／４波長板Ｑ
ＷＰ3 を透過させて二つの直線偏光を夫々左右の円偏光
に変換する。
トラストを上げる偏光干渉計の提供。 【構成】 直線偏光を出力するレーザ光源１１からの光
はその直後に挿入された１／２波長板ＨＷＰ及びレンズ
系１２を経て偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光方向が
互いに直交する二つの直線偏光に分けられ、一方は参照
光として参照面１５を照射し、他方は試料光として被測
定面（サンプル）１４に照射して、再び偏光ビームスプ
リッタＰＢＳで一つの光束に合成する。このとき、ｘ
軸、ｙ軸から４５°の方向に設定された１／４波長板Ｑ
ＷＰ3 を透過させて二つの直線偏光を夫々左右の円偏光
に変換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は偏光干渉計を用いて光の
位相のズレを高精度かつ高速に検出、計算して、超精密
加工製品等の面形状、温度分布、屈折率分布、プラズマ
密度等を実時間で測定する二次元情報取得装置の特に入
射光学系部分に関する。
位相のズレを高精度かつ高速に検出、計算して、超精密
加工製品等の面形状、温度分布、屈折率分布、プラズマ
密度等を実時間で測定する二次元情報取得装置の特に入
射光学系部分に関する。
【０００２】
【従来の技術】屈折率分布や温度分布、プラズマ密度等
のように時間的に変化する物理量の二次元分布を実時間
で測定する装置として干渉計を利用した二次元情報取得
装置が提案されている（特開平2-287107号公報参照）。
これは、例えば、サンプル表面の様子を観察したいとき
には、第５図に示すようなマイケルソン干渉計の配置を
とり、サンプル内部の様子を観察したいときには、第６
図に示すようなマッハツェンダー干渉計の配置をとっ
て、レーザ光源１１からの光をレンズ系１２を経て偏光
ビームスプリッタＰＢＳで偏光方向が互いに直交する二
つの直線偏光に分け一方は参照光とし、他方は試料光と
して被測定面（物）１４（１９）に照射し、再び偏光ビ
ームスプリッタＰＢＳで一つの光束にする。しかし、こ
のままでは参照光と試料光の偏光面は互いに直交してい
るため、干渉は起こさない。そこで、ｘ軸、ｙ軸から４
５°の方向に設定された１／４波長板ＱＷＰ3 、ＷＰ4
を透過させて二つの直線偏光を夫々左右の円偏光に変換
し、更に偏光子Ｐ1 〜Ｐ3 を通すことによって干渉縞Ｉ
1 〜Ｉ3 を作る。偏光ビームスプリッタＰＢＳのＰ偏光
方向及びＳ偏光方向を夫々ｘ軸、ｙ軸にとり、試料光
（Ｐ偏光；ｘ方向）の振幅と位相を夫々ａ、φｘ、参照
光（Ｓ偏光ｙ方向）の振幅と位相を夫々ｂ、φｙとする
と、透過軸方向をθに設定した偏光子を透過した光の透
過光強度は Ｉ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）／２＋ａｂ sin（φｘ−φｙ＋２θ） （１） となる。偏光子Ｐ1 〜Ｐ3 の方向θを０°、４５°、９
０°に夫々設定すると、透過光強度は夫々 Ｉ1 ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）／２＋ａｂ sin（φｘ−φｙ） （２） Ｉ2 ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）／２＋ａｂ cos（φｘ−φｙ） （３） Ｉ3 ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）／２−ａｂ sin（φｘ−φｙ） （４） となるので、参照光と試料光の間の位相差は φｘ−φｙ＝ tan-1｛（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ2 −Ｉ3 ）｝＋π／４ （５） で与えられる。即ち、位相が９０°ずつ異なる三つの干
渉縞Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 を周波数の同期したテレビカメラ
ＴV1〜ＴV3で同時に撮影し、信号処理装置１７でそれら
のビデオ信号の差信号を求めた後に逆正接を求めること
によって、屈折率分布、温度分布やプラズマ密度等の被
測定面（物）の二次元的な位相分布を実時間で測定する
ことができる。
のように時間的に変化する物理量の二次元分布を実時間
で測定する装置として干渉計を利用した二次元情報取得
装置が提案されている（特開平2-287107号公報参照）。
これは、例えば、サンプル表面の様子を観察したいとき
には、第５図に示すようなマイケルソン干渉計の配置を
とり、サンプル内部の様子を観察したいときには、第６
図に示すようなマッハツェンダー干渉計の配置をとっ
て、レーザ光源１１からの光をレンズ系１２を経て偏光
ビームスプリッタＰＢＳで偏光方向が互いに直交する二
つの直線偏光に分け一方は参照光とし、他方は試料光と
して被測定面（物）１４（１９）に照射し、再び偏光ビ
ームスプリッタＰＢＳで一つの光束にする。しかし、こ
のままでは参照光と試料光の偏光面は互いに直交してい
るため、干渉は起こさない。そこで、ｘ軸、ｙ軸から４
５°の方向に設定された１／４波長板ＱＷＰ3 、ＷＰ4
を透過させて二つの直線偏光を夫々左右の円偏光に変換
し、更に偏光子Ｐ1 〜Ｐ3 を通すことによって干渉縞Ｉ
1 〜Ｉ3 を作る。偏光ビームスプリッタＰＢＳのＰ偏光
方向及びＳ偏光方向を夫々ｘ軸、ｙ軸にとり、試料光
（Ｐ偏光；ｘ方向）の振幅と位相を夫々ａ、φｘ、参照
光（Ｓ偏光ｙ方向）の振幅と位相を夫々ｂ、φｙとする
と、透過軸方向をθに設定した偏光子を透過した光の透
過光強度は Ｉ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）／２＋ａｂ sin（φｘ−φｙ＋２θ） （１） となる。偏光子Ｐ1 〜Ｐ3 の方向θを０°、４５°、９
０°に夫々設定すると、透過光強度は夫々 Ｉ1 ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）／２＋ａｂ sin（φｘ−φｙ） （２） Ｉ2 ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）／２＋ａｂ cos（φｘ−φｙ） （３） Ｉ3 ＝（ａ2 ＋ｂ2 ）／２−ａｂ sin（φｘ−φｙ） （４） となるので、参照光と試料光の間の位相差は φｘ−φｙ＝ tan-1｛（Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ2 −Ｉ3 ）｝＋π／４ （５） で与えられる。即ち、位相が９０°ずつ異なる三つの干
渉縞Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 を周波数の同期したテレビカメラ
ＴV1〜ＴV3で同時に撮影し、信号処理装置１７でそれら
のビデオ信号の差信号を求めた後に逆正接を求めること
によって、屈折率分布、温度分布やプラズマ密度等の被
測定面（物）の二次元的な位相分布を実時間で測定する
ことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】（５）式から明らかな
ように、φｘ−φｙは参照光と試料光の振幅ａ、ｂに依
存しないので、原理的には二光束の強度比がアンバラン
スでも位相分布を測定することができる。しかし、実際
には、例えば、参照光の強度が試料光の強度より著しく
強かったり（ａ＜＜ｂ）、或いはその逆の場合（ａ＞＞
ｂ）には、（１）式から明らかなように、正弦波状の干
渉縞が強いバックグラウンド（ａ2 ＋ｂ2／２の中に埋
設してしまい、コントラストが極端に低下する。強いバ
ックグラウンドが飽和しないように検出器感度のゲイン
を調整すると肝心の干渉縞を検出することが困難にな
り、（５）式のような演算をしてもノイズばかりで正確
な測定ができなくなる。
ように、φｘ−φｙは参照光と試料光の振幅ａ、ｂに依
存しないので、原理的には二光束の強度比がアンバラン
スでも位相分布を測定することができる。しかし、実際
には、例えば、参照光の強度が試料光の強度より著しく
強かったり（ａ＜＜ｂ）、或いはその逆の場合（ａ＞＞
ｂ）には、（１）式から明らかなように、正弦波状の干
渉縞が強いバックグラウンド（ａ2 ＋ｂ2／２の中に埋
設してしまい、コントラストが極端に低下する。強いバ
ックグラウンドが飽和しないように検出器感度のゲイン
を調整すると肝心の干渉縞を検出することが困難にな
り、（５）式のような演算をしてもノイズばかりで正確
な測定ができなくなる。
【０００４】普通、入射光を偏光分割する際に、参照鏡
に進む光と試料側へ進む光の強度比が一対一になるよう
に光学部品の設定を行うが、試料光からの出力光強度が
低い場合にこのようなトラブルが発生しやすく、マイケ
ルソン干渉計では反射率の低いサンプルの表面形状を測
定する場合やマッハツェンダー干渉計では透過率の低い
サンプルの位相分布を測定する場合に特に顕著である。
に進む光と試料側へ進む光の強度比が一対一になるよう
に光学部品の設定を行うが、試料光からの出力光強度が
低い場合にこのようなトラブルが発生しやすく、マイケ
ルソン干渉計では反射率の低いサンプルの表面形状を測
定する場合やマッハツェンダー干渉計では透過率の低い
サンプルの位相分布を測定する場合に特に顕著である。
【０００５】このような障害を克服するために、強度の
強い方の光路（通常、参照光側）に強度差の程度に見合
った減光フィルタＮＤ（第６図参照）を挿入し、二光束
の強度バランスをとり、コントラストの低下を防止する
ことも可能である。しかし、この方法では全体の光量を
損失することになり、光源の強度を上げられない場合に
は検出器の感度を上げても暗くて、演算処理ができない
という事態も招いていた。
強い方の光路（通常、参照光側）に強度差の程度に見合
った減光フィルタＮＤ（第６図参照）を挿入し、二光束
の強度バランスをとり、コントラストの低下を防止する
ことも可能である。しかし、この方法では全体の光量を
損失することになり、光源の強度を上げられない場合に
は検出器の感度を上げても暗くて、演算処理ができない
という事態も招いていた。
【０００６】本発明は、上記のような問題点に鑑み、全
体の光量を損失することなく干渉縞のコントラストを上
げることができる偏光干渉計を得ることを目的としてい
る。
体の光量を損失することなく干渉縞のコントラストを上
げることができる偏光干渉計を得ることを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の偏光干渉計においては、入射光を振動方向
が互いに直交する二つの直線偏光に分割して一方を参照
光とし、他方をサンプルを経た試料光とした後、再び合
成し１／４波長板、偏光子の順に透過させることによっ
て干渉縞を形成し、サンプルの二次元的な位相情報を取
り出す偏光干渉計であって、干渉計に入る前の入射光を
直線偏光とし、この直線偏光の偏光面を光軸の回りに任
意の方向に回転させる手段を具備したものである。
に、本発明の偏光干渉計においては、入射光を振動方向
が互いに直交する二つの直線偏光に分割して一方を参照
光とし、他方をサンプルを経た試料光とした後、再び合
成し１／４波長板、偏光子の順に透過させることによっ
て干渉縞を形成し、サンプルの二次元的な位相情報を取
り出す偏光干渉計であって、干渉計に入る前の入射光を
直線偏光とし、この直線偏光の偏光面を光軸の回りに任
意の方向に回転させる手段を具備したものである。
【０００８】干渉計に入る前の入射光を直線偏光とする
ためには、偏光状態がもともと直線偏光であるような光
源を用いてもよく、また、ランダム偏光の光源を用いて
その直後に偏光子を設置するようにしてもよいし、円偏
光の光を１／４波長板を用いて直線偏光に変換すること
も可能である。また、直線偏光の偏光面を光軸の回りに
任意の方向に回転させる手段としては光軸の回りに回転
可能な１／２波長板を設置してもよく、直線偏光を発生
する光源そのものを光軸の回りに回転させてもよい。
ためには、偏光状態がもともと直線偏光であるような光
源を用いてもよく、また、ランダム偏光の光源を用いて
その直後に偏光子を設置するようにしてもよいし、円偏
光の光を１／４波長板を用いて直線偏光に変換すること
も可能である。また、直線偏光の偏光面を光軸の回りに
任意の方向に回転させる手段としては光軸の回りに回転
可能な１／２波長板を設置してもよく、直線偏光を発生
する光源そのものを光軸の回りに回転させてもよい。
【０００９】更に、干渉計としては、マイケルソン干渉
計、マッハツェンダー干渉計の他、入射光を参照光と試
料光に二光束に偏光分割して試料の位相分布を測定する
ことができるものであれば各種の干渉計が適用できるこ
とはいうまでもなく、光源としてもレーザに限定され
ず、Ｎａランプや水銀灯、ハロゲンランプを用いること
も可能である。また、位相子も１８０°の位相差を与え
ることができるものであれば、１／２波長板の他にバビ
ネソレイユ補償板、キングプリズム、フレネルロム等を
用いることもできる。
計、マッハツェンダー干渉計の他、入射光を参照光と試
料光に二光束に偏光分割して試料の位相分布を測定する
ことができるものであれば各種の干渉計が適用できるこ
とはいうまでもなく、光源としてもレーザに限定され
ず、Ｎａランプや水銀灯、ハロゲンランプを用いること
も可能である。また、位相子も１８０°の位相差を与え
ることができるものであれば、１／２波長板の他にバビ
ネソレイユ補償板、キングプリズム、フレネルロム等を
用いることもできる。
【００１０】
【作用】上記のように構成された偏光干渉計における入
射光の偏光状態を第４図により説明する。例えば、試料
光側と参照光側に一対一の振幅比で光を分配して入力し
ても出力光が反射率や透過率の違いからａ：ｂの振幅比
で出てくるのであれば、予め入力する光の振幅比をｂ：
ａに調整しておくことにより出力光の振幅比を一対一と
することができる。
射光の偏光状態を第４図により説明する。例えば、試料
光側と参照光側に一対一の振幅比で光を分配して入力し
ても出力光が反射率や透過率の違いからａ：ｂの振幅比
で出てくるのであれば、予め入力する光の振幅比をｂ：
ａに調整しておくことにより出力光の振幅比を一対一と
することができる。
【００１１】直線偏光を発生する光源を直接光軸の回り
に回転させる場合には、入射直線偏光Ｅ0 の振動方向は α＝ tan-1（ａ／ｂ） （６） を満足する角度に設定すればよい。他方、１／２波長板
を用いる場合では、入射直線偏光の振動方向（角α）は
固定したままで１／２波長板の進相軸ｆの方向（角β）
を回転させることによって振動方向を回転調整する。直
線偏光の振動方向は１／２波長板の進相軸ｆに関して対
称な方向に変換されるので、１／２波長板透過後の振動
方向Ｅ0'はｘ軸から角（２β−α）だけ傾いた方向にな
る。これが tan（２β−α）＝ａ／ｂ 即ち β＝｛α＋ tan-1（ａ／ｂ）｝／２ （７） を満足する方位に１／２波長板を回転調整すると干渉縞
のコントラストは最大になる。
に回転させる場合には、入射直線偏光Ｅ0 の振動方向は α＝ tan-1（ａ／ｂ） （６） を満足する角度に設定すればよい。他方、１／２波長板
を用いる場合では、入射直線偏光の振動方向（角α）は
固定したままで１／２波長板の進相軸ｆの方向（角β）
を回転させることによって振動方向を回転調整する。直
線偏光の振動方向は１／２波長板の進相軸ｆに関して対
称な方向に変換されるので、１／２波長板透過後の振動
方向Ｅ0'はｘ軸から角（２β−α）だけ傾いた方向にな
る。これが tan（２β−α）＝ａ／ｂ 即ち β＝｛α＋ tan-1（ａ／ｂ）｝／２ （７） を満足する方位に１／２波長板を回転調整すると干渉縞
のコントラストは最大になる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の偏光干渉計について図面を参
照して説明するに、第１図において、この実施例は反射
光でサンプルの表面形状を測定するときに用いられるマ
イケルソン干渉計に本発明を適用した例である。光源に
は直線偏光を出力するレーザ１１を用い、同レーザ光源
１１からの光はその直後に挿入され、（７）式を満足す
る方位に回転調整された１／２波長板ＨＷＰ及びレンズ
系１２を経て偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光方向が
互いに直交する二つの直線偏光に分けられ、一方は参照
光として参照面１５を照射し、他方は試料光として被測
定面（サンプル）１４に照射して、再び偏光ビームスプ
リッタＰＢＳで一つの光束に合成する。このままでは参
照光と試料光の偏光面は互いに直交しているため、干渉
は起こさないので、ｘ軸、ｙ軸から４５°の方向に設定
された１／４波長板ＱＷＰ3 を透過させて二つの直線偏
光を夫々左右の円偏光に変換する。しかる後、第５図に
示されるように、偏光波面分割光学系１６で偏光波面を
三つに分割し、更に偏光子Ｐ1 〜Ｐ3 を通すことによっ
て干渉縞Ｉ1〜Ｉ3 を作る。これら位相が９０°ずつ異
なる三つの干渉縞Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 を周波数の同期した
テレビカメラＴV1〜ＴV3で同時に撮影し、信号処理装置
１７でそれらのビデオ信号の差信号を求めた後に逆正接
を求めることによって、被測定面１４の二次元的な位相
分布を実時間で測定し、その測定結果を表示装置１８に
表示する。
照して説明するに、第１図において、この実施例は反射
光でサンプルの表面形状を測定するときに用いられるマ
イケルソン干渉計に本発明を適用した例である。光源に
は直線偏光を出力するレーザ１１を用い、同レーザ光源
１１からの光はその直後に挿入され、（７）式を満足す
る方位に回転調整された１／２波長板ＨＷＰ及びレンズ
系１２を経て偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光方向が
互いに直交する二つの直線偏光に分けられ、一方は参照
光として参照面１５を照射し、他方は試料光として被測
定面（サンプル）１４に照射して、再び偏光ビームスプ
リッタＰＢＳで一つの光束に合成する。このままでは参
照光と試料光の偏光面は互いに直交しているため、干渉
は起こさないので、ｘ軸、ｙ軸から４５°の方向に設定
された１／４波長板ＱＷＰ3 を透過させて二つの直線偏
光を夫々左右の円偏光に変換する。しかる後、第５図に
示されるように、偏光波面分割光学系１６で偏光波面を
三つに分割し、更に偏光子Ｐ1 〜Ｐ3 を通すことによっ
て干渉縞Ｉ1〜Ｉ3 を作る。これら位相が９０°ずつ異
なる三つの干渉縞Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 を周波数の同期した
テレビカメラＴV1〜ＴV3で同時に撮影し、信号処理装置
１７でそれらのビデオ信号の差信号を求めた後に逆正接
を求めることによって、被測定面１４の二次元的な位相
分布を実時間で測定し、その測定結果を表示装置１８に
表示する。
【００１３】他の実施例を第２図により説明するに、こ
の実施例は透過光でサンプルの内部の位相分布を測定す
る際に用いられるマッハツェンダー干渉計に本発明を適
用した例である。光源にはランダム偏光を出力するレー
ザ１３を用い、その直後に偏光子Ｐ4 を挿入して直線偏
光とし、続いて１／２波長板ＨＷＰを挿入し、（７）式
を満足する方位に回転調整する。レーザ光源１３からの
光は、これら偏光子Ｐ4 、１／２波長板ＨＷＰ及びレン
ズ系１２を経て偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光方向
が互いに直交する二つの直線偏光に分けられ、一方は参
照光とし、他方は試料光として透明物体（サンプル）１
９に照射して、再び偏光ビームスプリッタＰＢＳで一つ
の光束に合成し、１／４波長板ＱＷＰ4 を透過させ、し
かる後、第６図に示されるように、偏光波面分割光学系
１６で偏光波面を三つに分割し、更に偏光子Ｐ1 〜Ｐ3
を通すことによって干渉縞Ｉ1 〜Ｉ3 を作る。これら位
相が９０°ずつ異なる三つの干渉縞Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 を
周波数の同期したテレビカメラＴV1〜ＴV3で同時に撮影
し、信号処理装置１７でそれらのビデオ信号の差信号を
求めた後に逆正接を求めることによって、透明物体（サ
ンプル）１９の内部の二次元的な位相分布を実時間で測
定し、その測定結果を表示装置１８に表示する。
の実施例は透過光でサンプルの内部の位相分布を測定す
る際に用いられるマッハツェンダー干渉計に本発明を適
用した例である。光源にはランダム偏光を出力するレー
ザ１３を用い、その直後に偏光子Ｐ4 を挿入して直線偏
光とし、続いて１／２波長板ＨＷＰを挿入し、（７）式
を満足する方位に回転調整する。レーザ光源１３からの
光は、これら偏光子Ｐ4 、１／２波長板ＨＷＰ及びレン
ズ系１２を経て偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光方向
が互いに直交する二つの直線偏光に分けられ、一方は参
照光とし、他方は試料光として透明物体（サンプル）１
９に照射して、再び偏光ビームスプリッタＰＢＳで一つ
の光束に合成し、１／４波長板ＱＷＰ4 を透過させ、し
かる後、第６図に示されるように、偏光波面分割光学系
１６で偏光波面を三つに分割し、更に偏光子Ｐ1 〜Ｐ3
を通すことによって干渉縞Ｉ1 〜Ｉ3 を作る。これら位
相が９０°ずつ異なる三つの干渉縞Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 を
周波数の同期したテレビカメラＴV1〜ＴV3で同時に撮影
し、信号処理装置１７でそれらのビデオ信号の差信号を
求めた後に逆正接を求めることによって、透明物体（サ
ンプル）１９の内部の二次元的な位相分布を実時間で測
定し、その測定結果を表示装置１８に表示する。
【００１４】さらに他の実施例を第３図により説明する
に、この実施例は第１図実施例において、光源として直
線偏光を出力するレーザ１１を用い、そのレーザ１１を
光軸の回りに回転させる機構２０を具備し、レーザ１１
本体を（６）式を満足する方位に回転調整したもので、
その他の構成は第１図実施例と同様である。
に、この実施例は第１図実施例において、光源として直
線偏光を出力するレーザ１１を用い、そのレーザ１１を
光軸の回りに回転させる機構２０を具備し、レーザ１１
本体を（６）式を満足する方位に回転調整したもので、
その他の構成は第１図実施例と同様である。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、入射直線偏光の偏光面を光軸の回りに任意の
方向に回転させることによって参照側と試料側に分けら
れる光の割合を連続的に変えて最適の光量比に設定で
き、干渉縞のコントラストを向上させることができる。
従来でも透過率が連続的に変化する減光フィルタを用い
て最適の透過率に設定する方法があったが、これではサ
ンプルの二次元的な観察領域の全面にわたり均一な光量
に設定することができず、広い領域を観察する場合には
干渉縞のムラが生じ、特定の場所にコントラストを合わ
せると他の場所のコントラストが低下するといったジレ
ンマに陥っていた。しかるに、本発明では観察領域全面
にわたり均一に光量の調整ができ、コントラストの不均
一は全くおこらない。勿論、本発明では減光フィルタを
用いないので光量を損失することがなく、光源からの光
は全て用いることができる。従って、小さな出力の光源
を用いても画像は明るく、測定精度は向上し、測定光学
系の小型化も可能になる。更に、本発明では、参照光
側、試料光側の一方だけに光を供給することが自由にで
きるので、光路の状態を点検する際にも都合がよく、干
渉計の光学調整のときにも便利であるという副次的効果
もある。
いるので、入射直線偏光の偏光面を光軸の回りに任意の
方向に回転させることによって参照側と試料側に分けら
れる光の割合を連続的に変えて最適の光量比に設定で
き、干渉縞のコントラストを向上させることができる。
従来でも透過率が連続的に変化する減光フィルタを用い
て最適の透過率に設定する方法があったが、これではサ
ンプルの二次元的な観察領域の全面にわたり均一な光量
に設定することができず、広い領域を観察する場合には
干渉縞のムラが生じ、特定の場所にコントラストを合わ
せると他の場所のコントラストが低下するといったジレ
ンマに陥っていた。しかるに、本発明では観察領域全面
にわたり均一に光量の調整ができ、コントラストの不均
一は全くおこらない。勿論、本発明では減光フィルタを
用いないので光量を損失することがなく、光源からの光
は全て用いることができる。従って、小さな出力の光源
を用いても画像は明るく、測定精度は向上し、測定光学
系の小型化も可能になる。更に、本発明では、参照光
側、試料光側の一方だけに光を供給することが自由にで
きるので、光路の状態を点検する際にも都合がよく、干
渉計の光学調整のときにも便利であるという副次的効果
もある。
【図１】本発明の一実施例装置で、１／２波長板を用い
た光学系要部を示す図である。
た光学系要部を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例装置で、偏光子と１／２波
長板を用いた光学系要部を示す図である。
長板を用いた光学系要部を示す図である。
【図３】本発明の更に他の実施例装置で、直線偏光を発
生するレーザ光源を直接回転させる機構を具備した光学
系要部を示す図である。
生するレーザ光源を直接回転させる機構を具備した光学
系要部を示す図である。
【図４】本発明における偏光方位の状態を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の二次元情報取得装置で、偏光マイケルソ
ン干渉計を用いた面形状測定システムを示す構成図であ
る。
ン干渉計を用いた面形状測定システムを示す構成図であ
る。
【図６】従来の二次元情報取得装置で、偏光マッハツェ
ンダー干渉計を用いた透明物体測定システムを示す構成
図である。
ンダー干渉計を用いた透明物体測定システムを示す構成
図である。
１１…レーザ光源（直線偏光） １２…レンズ系 １３…レーザ光源（ランダム偏光） １４…被測定面 １５…参照面 １６…偏光波面分
割光学系 １７…信号処理装置 １８…表示装置 １９…透明物体 ２０…レーザ回転
機構 PBS…偏光ビームスプリッタ QWP1〜QWP4…１／
４波長板 HWP…１／２波長板 P1〜P4…偏光子 TV1〜 TV3…テレビカメラ I1〜I3…干渉縞
割光学系 １７…信号処理装置 １８…表示装置 １９…透明物体 ２０…レーザ回転
機構 PBS…偏光ビームスプリッタ QWP1〜QWP4…１／
４波長板 HWP…１／２波長板 P1〜P4…偏光子 TV1〜 TV3…テレビカメラ I1〜I3…干渉縞
Claims (3)
- 【請求項１】 入射光を振動方向が互いに直交する二つ
の直線偏光に分割して一方を参照光とし、他方をサンプ
ルを経た試料光とした後、再び合成し１／４波長板、偏
光子の順に透過させることによって干渉縞を形成し、サ
ンプルの二次元的な位相情報を取り出す偏光干渉計にお
いて、 干渉計に入る前の入射光を直線偏光とし、この直線偏光
の偏光面を光軸の回りに任意の方向に回転させる手段を
具備したことを特徴とする偏光干渉計。 - 【請求項２】干渉計に入る前の入射光を直線偏光とし、
更に光軸の回りに回転可能な１／２波長板を通すことに
より、入射光の直線偏光の偏光面を光軸の回りに任意の
方向に回転させるようにしたことを特徴とする請求項１
記載の偏光干渉計。 - 【請求項３】直線偏光を発生する光源を備え、その光源
を光軸の回りに回転させることにより、入射光を直線偏
光とし、この直線偏光の偏光面を光軸の回りに任意の方
向に回転させるようにしたことを特徴とする請求項１記
載の偏光干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13082295A JPH08327453A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 偏光干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13082295A JPH08327453A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 偏光干渉計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327453A true JPH08327453A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15043531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13082295A Pending JPH08327453A (ja) | 1995-05-29 | 1995-05-29 | 偏光干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327453A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007024827A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Mitsutoyo Corp | 位相シフト干渉計 |
| JP2007046938A (ja) * | 2005-08-08 | 2007-02-22 | Mitsutoyo Corp | 干渉計 |
| JP2007225341A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Lasertec Corp | 干渉計、及び形状の測定方法 |
| US7289222B1 (en) | 2003-10-31 | 2007-10-30 | Carl Zeiss Smt Ag | Interferometer apparatus and method of processing a substrate having an optical surface |
| JP2016045189A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | キヤノン株式会社 | 計測装置、計測方法、および物品の製造方法 |
| JPWO2014088089A1 (ja) * | 2012-12-06 | 2017-01-05 | 合同会社３Ｄｒａｇｏｎｓ | 三次元形状計測装置、ホログラム画像取得方法及び三次元形状計測方法 |
| WO2019240227A1 (ja) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 国立大学法人香川大学 | 分光測定装置及び分光測定方法 |
| CN112747667A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 差分干涉仪装置 |
-
1995
- 1995-05-29 JP JP13082295A patent/JPH08327453A/ja active Pending
Cited By (9)
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