JPH09236414A - 回転ディスクにおける複屈折を測定し補償する方法及び装置 - Google Patents

回転ディスクにおける複屈折を測定し補償する方法及び装置

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JPH09236414A
JPH09236414A JP9044152A JP4415297A JPH09236414A JP H09236414 A JPH09236414 A JP H09236414A JP 9044152 A JP9044152 A JP 9044152A JP 4415297 A JP4415297 A JP 4415297A JP H09236414 A JPH09236414 A JP H09236414A
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disc
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Groot Peter De
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転ディスクにおける複屈折を測定し補償す
る方法及び装置を提供する。 【解決手段】 偏光に基づく光学的浮上高テスターに用
いられるような回転する研磨ガラスディスク（２）にお
ける複屈折を測定し補償する装置及び方法である。偏光
された光（１，３）はディスク（２０）の上面（２４）
上に当たり、屈折してディスク（２０）を通過し、反対
面（２５）上の測定点（９０）に到達し、そこから反射
されてディスク（２０）を通過し屈折してディスク（２
０）を出てｓ及びｐ偏光の双方を含む光線（９）とな
り、次にｓ及びｐ偏光の間の位相の何らかの差を測定す
る位相検出器（１３）により検出される。測定点により
定められた位置に対する位相θGの何らかの変化が、デ
ィスク（２０）上の複屈折パラメータｂp，ｂoを提供す
る。位相検出器（１３）は、ディスク（２０）の半径線
（１０２）に直交する測定点（９０）を通って描かれた
入射光線（３）及び出射光線（９）によって定められる
入射平面（１０１）の間で定められる斜角ζで位相θG
を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一方が実質的に
透明素子上にある２つの表面の間の距離を高速・高精度
で測定することに関し、特に透明素子の複屈折の測定及
び補償のための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決すべき課題】生産検査及び品質管
理上よく遭遇する問題は、表面間の微小距離の精密測定
である。例えば、磁気データ記録システムでは、スライ
ダ組み立て体(assembly)の性能を検証するために高速で
回転する硬質ディスク上のスライダの浮上高を測定する
ことが必要である。ここで用いる浮上高とは、磁気ヘッ
ドポールと回転する硬質ディスクの表面との距離で、例
えば１９７４年１２月１７日公開のM. F. Garnierらに
よる米国特許第3,855,625号を見よ。浮上高はスライダ
の形状に依存し、通常２５０ナノメータ（１０マイクロ
インチ）より小さく、数１０ナノメータ程度に接近して
いる。浮上高は、磁気データ記録システムにおいて性能
を表わす重要なパラメータであるので、その浮上高の動
的測定がスライダの形状及び製品試験における中心的役
割を果たしている。
【０００３】浮上高測定のための光学的手段は光学的浮
上高試験機（OFHT'S）として知られている。高精度のOF
HT'Sは大部分が常に干渉計法（interferometry）に基づ
いている。干渉計は対象物までの距離、対象物の起伏
（topography）あるいは物理的長さを有する物理的パラ
メータを調べることができる（例えばダニエル マラカ
ラ〔Daniel Malacara〕（ワイレイ、ニューヨーク１９
９２）によって編集された文献、“Optical Shop Testi
ng”の第２版の第１章を見よ。）。光学的手法の根本的
な問題点の１つは、スライダＡＢＳと本物のハードディ
スクとの間の界面は直接的に検査することができないこ
とである。その結果、大部分のOFHT'Sは透明な代用ディ
スクを使用し、最も一般的には１枚の本物の磁気ハード
ディスクの代わりに１枚のガラスディスクが使用され
る。測定用光線は、スライダとガラスの界面と相互作用
する前及び後にガラスディスクを通過する。スライダと
ガラスの界面における光学的干渉効果は浮上高測定のた
めの必要な情報を提供する。例えば、ガラスディスクを
組み込んだOFHT'Sの先行技術は、ディー．エー．フリッ
ジ（D. A. Fridge）らによる米国特許第4,593,368号及
びシー．レーシー（C. Lacey）による米国特許第5,280,
340号に見られる。さらにスライダ装置の浮上高さを測
定する先行技術の例としてビー．ブーシャン（B. Bhush
an）の“Tribology and Mechanics of Magnetic Storag
e Denices、第765〜797頁（ニューヨーク、スプリンガ
ーベルラグ１９９０）”が開示されている。
【０００４】ガラスディスクと測定用光線の間の相互作
用は浮上高測定の精度にとって重要である。このこと
は、測定方法の一部として、偏光させた光を用いる一群
の先行技術OFHT'Sに特にあてはまる。偏光に基づくOFHT
は、スライダとディスクの界面から、斜めの角度で反射
した光線あるいは光線の組み合わせの偏光依存特性を探
査して解析することにより浮上高を測定する。偏光に基
づくOFHT'Sの有利な特徴は、高精度であり、競合するシ
ステムに対する信頼性が改善され、さらに実際の接触に
至るまで計測できることである。偏光に基づくOFHT'Sの
例としては、ジー．ソマーグレン（G. Sommargren）に
より共有する米国特許第4,606,638号及び5,218,424号、
１９９５年１月３１日出願で“干渉計及び回転ディスク
の表面に関する物体表面の距離の測定方法”（Interfer
ometer and Method for Measuring the Distance of an
Object Surface with Respect to the Surface of a R
otating Disk）と題し米国出願番号08/38/232を有する
同時係属出願の米国特許出願、１９９５年３月２２日に
出願された“光学的ギャップ測定装置及び方法”（Opti
calGap Measuring）と題し米国特許出願番号08/408907
を有する私の同時係属出願の米国特許出願が挙げられ
る。
【０００５】偏光に基づくOFHT'Sの問題点は、ガラスデ
ィスクにおける様々な偏光に依存する現象に敏感であ
り、ガラスディスクの屈折率における偏光依存性変動と
して定義される複屈折を含む。複屈折は、上述した先行
技術に教示された測定原理と相反する態様で測定光線の
偏光状態を変動させる。特に心配されることは、高速で
回転するガラスディスクにおける応力パターンにより生
じた複屈折の影響である。その結果生じる測定誤差は５
０ナノメータにものぼる。先行技術は、偏光に基づくOF
HT'Sにおいて複屈折の測定または補償の手段を何等挙げ
ていない。
【０００６】浮上高試験の先行技術による方法の他の欠
点は、反射の際のスライダ表面で生じる位相変化であ
る。この位相変化は、浮上高さの変化とよく誤って解釈
され、これにより２０ナノメータの大きさの誤差を生じ
る。この効果を補正するのに、材料の複素屈折率につい
ての事前の知識を用いることによりは位相変化を正確に
知らねばならない。例えば、シー．レーシー（C. Lace
y）、アール．シェラー（R. Shelor）、エー．コールマ
イヤー（A. Cormier）（磁気学についてのアイイーイー
イー会報）による“ディスク／スライダ間隔の干渉計測
定：反射における位相シフトの効果”（Interferometri
c measurement of disk/slider spacing）と題した論文
を参照せよ。多くの場合、偏光楕円偏光計（ellipsomet
er）として従来技術において知られている装置は、OFHT
から独立した別の計測段階によりスライダの複素屈折率
（complex index）を測定する。
【０００７】１９９５年３月２２日に出願された出願番
号08/408907を有する“光学的ギャップ測定装置及び方
法”（Optical Gap Measuring Apparatus and Method）
と題された私の同時係属出願の米国特許出願において、
私は偏光に基づくOFHT及びスライダの負荷または無負荷
時において得られたデータの解析からなる自然位におけ
る(in situ) スライダの複素屈折率の測定方法を提案し
ている。このアプローチは、複素屈折率の測定装置が浮
上高測定に用いられるのと本質的に同じ装置からなるの
で、別の計測基点（station）を設けなくてもよい。し
かしながら、米国特許出願08/408907の私の同時係属出
願で開示された方法及び手段においてもガラスディスク
を通過する偏光光線の分析からなるので、複屈折は複素
屈折率測定の精度に悪影響を及ぼす。
【０００８】スライダの複素屈折率を測定する別のアプ
ローチは、現存する浮上高テスターに公知の形態の楕円
偏光計を組み込むことである。公知の形態の楕円偏光計
は、“光学ハンドブック”（Handbook of Optics）第２
巻（マグローヒル社１９９５年）の第２７章、２７、１
頁から２７、２７頁に教示されている。しかしながら、
楕円偏光計はテストされる材料の表面から斜めに反射し
た光線の偏光についての変化を分析するので、回転ガラ
スディスクの複屈折もまた楕円偏光分析に悪影響を与え
る。したがって複屈折現象は楕円偏光計が複素屈折率の
自然位における測定を行う能力にきびしい制限をかけ
る。このように先行技術はガラスディスクの複屈折が存
在するときに複素屈折率の自然位における測定のための
方法及び手段を開示していない。
【０００９】このため、回転ディスクにおける複屈折を
測定し補償する方法及び装置、特にスライダの屈折率の
自然位における測定のための浮上高テスト及び関連技術
に関して重要かつ未解決の必要性が存在する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、偏光
された光がその上に当たる第１面及びその反対側の基準
面を有する回転するガラスディスクにおける複屈折を測
定し補償するための偏光に基づく光学的浮上高テスター
装置であって、この装置は前記ディスクとさらに、予め
定められた角度で前記第１ディスク面上に当たる入射光
を供給する偏光された光源からなり、前記ディスクが、
それに付随する複屈折特性を有し、前記入射光線が、偏
光基底ベクトルを定める入射面からなり、それに対して
直交基底ベクトルが付随し、前記の偏光された光が前記
双方の偏光からなり、前記ディスクが透過して前記基準
面上の測定点に到る前記光線の第１部分を屈折させてな
り、前記の屈折した光線の前記第１部分が、前記基準面
から反射されて前記ガラスディスクを透過し、さらに前
記ガラスディスクの第１面で屈折して外部空間に入り第
２の屈折光線を提供し、さらに前記装置が、前記第１面
の上方に配置され、前記第２屈折光線の前記した複数の
偏光の間で位相の差を測定するための、前記第２屈折光
線と光学的に整列した位相検出手段と、前記位相検出手
段が前記ディスク上の少なくとも１つの位置で前記ディ
スクにおける偏光分析を行い、次に、前記偏光分析に基
づいて得られたその前記の付随する複屈折特性に対する
前記ディスクの少なくとも１つの特性値を計算する手段
からなり、前記基準面に近接して配置されたスライダ手
段を有し、前記測定点で前記基準面に隣接するように前
記スライダ手段を持ち込むための前記測定点に対する前
記スライダ手段の位置決め手段を有し、この位置決め手
段が前記スライダ手段を少なくとも作動または解除する
手段からなり、前記の配置されたスライダ手段が前記デ
ィスクに対するスライダとディスクの界面からなり、前
記位相検出手段が、さらに、前記スライダとディスクの
界面に対して前記偏光分析を行い、次に前記ディスクの
前記偏光分析及び前記付随する複屈折の特性に基づいて
その浮上高を求める手段からなる、光学的浮上高テスタ
ー装置が提供される。
【００１１】この発明は、例えば偏光に基づく光学的浮
上高テスタ（OFHT'S）に使用されるような回転ガラスデ
ィスクにおける複屈折を測定し補償する。ガラスディス
クにおける複屈折は、ガラスディスクの屈折率の偏光依
存変動である。偏光に基づくOFHTはスライダとディスク
の界面から反射した光の偏光依存特性を分析することに
より回転ガラスディスクに対するスライダの浮上高を測
定する。この技術はここでは偏光分析と称され、反射光
の２つの偏光成分の強度とともにその２つの偏光成分の
間の相対位相を与えることが好ましい。
【００１２】この発明の現在好ましい第１の実施態様
は、第１段階としてディスク上の１つ以上の位置におい
て、スライダを取り除いた状態で偏光分析がディスクの
みについて行われることである。次の段階では、ディス
クのみについて行われた偏光分析の結果に基づいてその
複屈折特性に関するディスクの１つの特徴または複数の
特徴が算定される。さらに次の段階として、スライダは
浮上高測定のための通常の位置においてディスクの上に
負荷されることである。次の段階では偏光分析がディス
クとスライダの界面で行われる。最後の段階として浮上
高が、予め計測されたディスクの複屈折の特性とともに
ディスクとスライダの界面における偏光分析の結果を用
いて算出される。
【００１３】この発明の他の第２の実施態様として、測
定光線の入射面が、ディスクの中心から計測位置を結ぶ
半径線に対して垂直であることが好ましい。この測定形
状は零歪み位置(zero skew position)と称する。第１段
階では、偏光分析は、零歪み位置においてスライダを取
り除いた状態で偏光分析がディスク単独で行われる。次
の段階として位相ずれ値（phase offset value）が、偏
光分析の結果に基づいて算出される。さらに次の段階で
は、スライダは、浮上高測定のための通常の位置におい
てディスクの上に負荷される。次の段階では偏光分析は
ディスクとスライダの界面で行われる。最後の段階とし
て浮上高が、予め計測された位相ずれとともにディスク
とスライダの界面における偏光分析の結果を用いて算出
される。
【００１４】この発明の他の第３の実施態様として、そ
れぞれスライダ作動あるいは解除と一般によばれる過程
により徐々にディスクに近づくかあるいはディスクから
遠ざかるようスライダが移動される。第１段階におい
て、スライダの作動あるいは解除の際、コンピュータま
たは同様の電子データ記録装置が、偏光分析の結果を記
録する。次の段階において、作動または解除の際に行わ
れた偏光分析の結果は、ディスクの複屈折に起因する偏
光分析の特性を求めるためにさらに処理される。
【００１５】次の段階では、偏光分析がディスクとスラ
イダの界面について行われる。最終段階では、浮上高が
予め測定されたディスクの複屈折特性とともにディスク
とスライダの界面の偏光分析の結果を用いて算出され
る。この発明の他の第４の実施態様として、浮上高の測
定を行うのと同じ偏光干渉計が、スライダ表面の複素屈
折率を測定するために使用される。第１段階では、ディ
スク上の１つ以上の位置において、スライダを取り除い
た状態で、偏光分析がディスクのみについて行われる。
次の段階では、偏光分析の結果に基づいてその複屈折特
性に関するディスクの１つの特徴または複数の特徴が算
定される。次の段階では、スライダの作動あるいは解除
の際、コンピュータまたは同様の電子データ記録装置が
偏光分析の結果を記録する。最終段階では、スライダの
作動あるいは解除の際に行われた偏光分析の結果が、予
め測定されたディスクの複屈折特性と組み合わされて複
素屈折率が求められる。
【００１６】
【発明の実施の形態】偏光に基づく光学的浮上高テスタ
ーに用いられるような回転する研磨ガラスディスク
（２）における複屈折を測定し補償する装置及び方法で
ある。偏光された光（１，３）はディスク（２０）の上
面（２４）上に当たり、屈折してディスク（２０）を通
過し、反対面（２５）上の測定点（９０）に到達し、そ
こから反射されてディスク（２０）を通過し屈折してデ
ィスク（２０）を出てｓ及びｐ偏光の双方を含む光線
（９）となり、次にｓ及びｐ偏光の間の位相の何らかの
差を測定する位相検出器（１３）により検出される。測
定点により定められた位置に対する位相θGの何らかの
変化が、ディスク（２０）上の複屈折パラメータｂp，
ｂ oを提供する。
【００１７】位相検出器（１３）は、ディスク（２０）
の半径線（１０２）に直交する測定点（９０）を通って
描かれた入射光線（３）及び出射光線（９）によって定
められる入射平面（１０１）の間で定められる斜角ζで
位相θGを測定する。回転ガラスディスクにおける複屈折 その背景と先行技術において述べたように、最も頻繁に
遭遇する光学的浮上高テスター（OFHT'S）には実際のデ
ータ記憶装置の磁気ハードディスクに変わって面平行な
ガラスディスクが使用されている。電子的な読み取り−
書き込みヘッドとして機能するスライダは、ガラスディ
スクの１面を基準面として用い、ディスクを透視して浮
上高を分析するスライダに担持される。このディスクは
軸に取り付けられて通常、高速回転する。一般的な回転
速度は3,000rpmから12,000rpmである。
【００１８】ガラスディスクの高速回転は、ガラスディ
スクの一体性を維持するために要する求心力に対する応
力パターンを発生させる。ガラスが、例えばガラスディ
スクが高速で回転するときに生じるような内部応力を受
けるとき、材料の全体にわたって屈折率が変化し、それ
は特にガラスを透過する光線の偏光状態の関数となるこ
とはこの技術分野ではよく知られている。屈折率の偏光
依存性は通常、この技術分野において複屈折と称してさ
れている。応力と複屈折の関係は、M. BornとE. Wolfに
よるPrinciple of Optics（１９８７年、オックスフォ
ード、PergamonPress第６版）という題名の書籍の703〜
705頁に述べられている。
【００１９】複屈折の重要な結果は、複屈折が複屈折材
料を透過する光線の偏光状態を変化させることである。
複屈折がわずかな場合には、この変化はJonesの計算式
（G.Fowies. Introduction to Modern Optics (Dover,
1975) 33〜36頁を見よ）によってこの分野の技術として
知られた行列の形で記述される。光線の偏光状態は、２
×１の行列によって示される。
【００２０】
【数７】
【００２１】ここで下付き文字ｓ及びｐは、ガラスディ
スクの表面に対する光線の入射面に平行及び垂直な偏光
を表わす。この開示の教えるところは、複屈折するガラ
スディスクを透過した後に光線に対して与えられた正味
の（net）変化は２×２の行列によって示されることで
ある。
【００２２】
【数８】
【００２３】ここでパラメータｂp，ｂoはディスクの複
屈折に関与する。一般的にｂp，ｂoの値はディスク上の
位置と入射光の方向により変化する。得られる電界Ｅ’
を算出するには、入射電界Ｅに複屈折の行列Ｂを掛け
る。 Ｅ’＝ＢＥ 数式（３） 行列の乗算の結果は、 Ｅs'＝ｂpＥs＋ｂoＥp 数式（４）
【００２４】
【数９】
【００２５】これらの計算は、複屈折現象がどのように
電界Ｅを変化させ、特に複屈折が２つの電界の偏光ｓ及
びｐの間における結合をどのように導くのかを示す。複
屈折が存在しないことは、この計算式においてｂp＝１
及びｂo＝０の場合に相当する。複屈折及び浮上高テスト 特別な種類のOFHTでは、浮上高を測定するために偏光光
線及び偏光依存干渉現象を使用することが背景及び先行
技術の記載において述べられた。偏光に基づくOFHT'Sの
一般特性は、斜めの角度で入射する単一光または光線の
組み合わせである。例えば、同時係属する私の米国特許
出願（第08/408907号）において単一偏光光線がスライ
ダに向かってガラスディスクを透過して導かれるOFHTを
記述している。スライダの表面とガラスディスクの表面
とからの結合された反射光は、光線の偏光状態を変化さ
せる。反射後の光線に与えられた正味の変化は２×２の
行列によって表わされる。
【００２６】
【数１０】
【００２７】ここでｚs,pはスライダガラス結合の有効
反射率（reflectivities）である。有効反射率ｚs,pの
数式は薄膜の方程式として、この技術分野で公知であ
り、私の同時係属米国出願（第08/408907号）に開示さ
れている。複屈折が存在しない場合には、反射した電界
Ｅ'''は、 Ｅ'''＝ＳＥ 数式（７） から算出される。Ｅ'''の成分について、計算すれば下
式が成立する。
【００２８】 Ｅs'''＝ｚsＥs 数式（８） Ｅp'''＝ｚpＥp 数式（９） 電界Ｅ'''は、また、以下のように位相θ及び２つの強
度Ｉs，Ｉpによっても表すことができる。 θ＝ａｒｇ（Ｅs'''）−ａｒｇ（Ｅp'''） 数式（10） Ｉs＝｜Ｅs'''｜2 数式（11） Ｉp＝｜Ｅp'''｜2 数式（12） 測定パラメータθ，Ｉs，Ｉpは浮上高を測定するために
必要な情報を与える。
【００２９】前段落における数式はディスクが実質的に
複屈折を持たない場合において充分な正確さを有する。
しかし、ディスクに複屈折がある場合にはその計算は、
光線の入射光路（Ｂ1）及び出射光路（Ｂ2）の複屈折の
行列を算入して修正せねばならない。この修正は、後述
するように浮上高の測定精度に重大な影響を与える。複
屈折が存在する場合には、数式（７）で示した電界
Ｅ'''は下式で置き代えねばならない。
【００３０】 Ｅb＝（Ｂ2ＳＢ1）Ｅ 数式（13） ここで
【００３１】
【数１１】
【００３２】
【数１２】
【００３３】これは以下のようにも書ける。 Ｅb＝ＳbＥ 数式（16） ここで
【００３４】
【数１３】
【００３５】さらに
【００３６】
【数１４】
【００３７】 ｚs’＝ｚsｂp 2＋ｚp｜ｂo｜2 数式（19）
【００３８】
【数１５】
【００３９】電界Ｅbの成分について示せば、 Ｅb s ＝ｚs’Ｅs＋ｚ' oＥp 数式（21） Ｅb p＝ｚp’Ｅp−ｚ' oＥs 数式（22） ガラスディスクにおいて複屈折が存在しないとき、ｂp
＝１、ｂo＝０、Ｓb＝Ｓ、ｚp’＝ｚp、ｚs’＝ｚs及び
ｚ' o＝０となることに注意せよ。したがって複屈折がな
い場合、Ｅb＝Ｅ'''となる。
【００４０】浮上高測定に対する複屈折の効果は、複屈
折が小さいが０ではない極限の場合で、ｓ及びｐ成分が
等しい入力電界Ｅの場合を考慮することでより明確にな
る。この場合、測定パラメータθ、Ｉs、Ｉpは、近似式
によって与えられる類似するパラメータθp、Ｉb s、Ｉb
pにそれぞれ置き代えられる。 θb＝θ＋Δθ 数式（23） Ｉb s ＝Ｉs−ΔＩ 数式（24） Ｉb p ＝Ｉp＋ΔＩ 数式（25） ここで
【００４１】
【数１６】
【００４２】
【数１７】
【００４３】さらに θ0＝４ａｒｇ（ｂp） 数式（28） ａ＝−ｉｂo 数式（29） これらの数式は複屈折のパラメータｂp、ｂoに関する加
法的なひずみΔθ、ΔＩを明らかに示す。もしこれらの
加法的なひずみが無視されると、計測はディスクの複屈
折の度合いに比例する誤差を生じる。
【００４４】前述の論証から、偏光に基づくOFHTのガラ
スディスクにおける複屈折現象は、もしこれらの現象が
データ分析手法に充分に包含されていなければ、計測を
潜在的に悪い方向に変えることは明らかである。前述の
論証は、偏光に基づく特別な形のOFHTにおけるものでは
あるが、同様の計算は偏光された光線を使用するどのよ
うなOFHTについても行う必要があることは、この技術分
野の当業者には明らかであろう。この論証の本質的な結
論から実質的に離れることなく、ここで定義したｂp、
ｂoパラメータ以外のパラメータを用いて複屈折に関係
するディスクの一つの特性または複数の特性を数学的に
モデル化することが可能であることが当業者に認識され
るであろう。
【００４５】前述の数学的な論証によれば、この発明の
基本的な目的は、偏光に基づくOFHTのデータ分析に算入
されるよう複屈折のパラメータｂo，ｂpまたは類似した
パラメータを計測することである。第１の好ましい実施例 様々な回転速度、ガラスタイプ及びディスク寸法に対す
るｂp，ｂoの正確な値を計算することは可能であるが、
この計算はこの開示の目的のためには、不必要に複雑で
ある。この発明の方法に組み込まれた数学的解析の重要
な結論は以下に示す通りである。ディスクの円対称性は
応力パターンに円対称性を与える。この円対称性は複屈
折においても見られ、位置と光線の方向の関数としての
ｂp，ｂoの変化として現れる。この円対称性は、ここで
教示した私の発明の方法及び手段を用いてｂp，ｂoを直
接測定することも可能にする。
【００４６】好ましい方法及び手段は、透視図、側面図
及び上面図のそれぞれによって好ましい実施例を示す図
１から３を参照することでより明らかになる。特に図２
において、好ましくはゼロではない角度φで、面平行な
ガラスディスク２０の表面２４に当たる入射光３を示
す。測定のための照明は偏光光源１が好ましく、レー
ザ、白熱灯、放電ランプ等で、入射光３を偏光するのに
要求される手段と共に用いられる。入射光３の入射面が
偏光基底ベクトルｐを形成することが好ましく、それに
直交基底ベクトルｓが付随する。
【００４７】光線５は、ｓ及びｐタイプの双方の偏光が
存在するように偏光するものが好ましい。光線３の屈折
した部分５は、ディスク２０の基準面２５の測定点９０
に向かってガラスを透過する。光線５の反射した部分７
はガラスを逆向きに透過しさらに屈折して光線９として
外部空間に出る。光線９は位相検知器１３に入り、ｓ及
びｐ偏光の間の位相差θが測定される。
【００４８】図３において、特に光線３及び９（図３に
図示せず）によって定められた入射面１０１を示す、装
置の別の図を示す。興味深いのは、半径線１０２と垂直
な測定位置９０を通る入射面１０１の間の斜角ζであ
る。この発明の教示するところによれば、複屈折パラメ
ータｂoは半径線１０２に対して非対称であり、言い換
えれば、ｂoが＋ζおよび−ζにおいて同じ大きさであ
るが反対の符号が付くことが示される。さらに、複屈折
パラメータｂpは半径線１０２に対して対称であり、言
い換えればｂoが＋ζ及び−ζにおいて同じ値を有する
ことが示される。これらの対称の特性は、ｂp，ｂoを計
算するいろいろな手順、及び公式を導くのに用いられ
る。
【００４９】この発明の現在の好ましい方法では、図２
に示す装置が、表面２５上の測定点９０によって定めら
れた位置の関数として反射光９の位相θGを測定する。
下付き文字のＧは、スライダが取り除かれた状態での、
ガラスディスクから直接的に得られた位相測定を表わ
す。位置に関する位相θGの変化は、ディスク上の１以
上の位置について複屈折パラメータｂp，ｂoを提供す
る。
【００５０】図３を参照しながら現在の好ましい方法の
ための手順の一例を以下に示す。第１段階では、位相θ
G＝θ(-)が−ζの斜角で測定される。次の段階では、図
で示した最終測定地点９０に相当する位相θG＝θ(+)が
斜角＋ζで測定される。さらに次の段階では、測定地点
９０のための複屈折パラメータｂp，ｂoが次式で計算さ
れる。
【００５１】
【数１８】
【００５２】
【数１９】
【００５３】ここで
【００５４】
【数２０】
【００５５】そしてＲS，ＲPは、それぞれｓ、ｐ偏光の
反射面２５の強度反射率である。これらの計算式は、前
述のｂp，ｂoの対称特性とともに上記した数式（２３）
（２６）（２８）（２９）から得られる。好ましい方法
の最終段階として複屈折パラメータｂp，ｂoは浮上高の
計算に算入される。このステップは測定を行うために用
いられるOFHTの形態に依存する。例えば私の同時継続出
願（第08/408907号）で開示されたOFHTはここで開示さ
れた内容、特に数式（２３）から（２９）による複屈折
パラメータｂp，ｂoを含む。
【００５６】図１から３に示された装置は、現存の先行
技術によるOFHTに追加して用いてもよく、あるいはまた
図１から３に示すような実質的に同じ要素からなるOFHT
の一部分として包含することもできることは注目に価す
る。したがってこの発明のこの実施例その他で示された
要素のいくらかまたはすべては、完全なシステムの装備
を容易にしその全体コストを低減するために実際の浮上
高試験測定に用いることができることは当業者に明らか
であろう。
【００５７】第２の他の実施例 この発明の第２の他の実施例は好ましい実施例の特別な
ケースとして考えられるが、その特別な有用性によりこ
こでは他の一実施例として含める。数式３０及び３１を
見れば、測定点９０がゼロ斜角位置に対応するとき、次
の式が成立つことがすぐわかるであろう。
【００５８】 ｂo＝０ （ζ＝０） 数式（33） ａｒｇ（ｂp）＝−（θ(+)＋π）／４（ζ＝０） 数式（34） この特別なケースでは、電界Ｅbに対する屈折の効果は
一定値の位相ずれθO＝（−θ(+)＋π）となる。これは
複屈折を補正するためｓ及びｐの偏光の間の位相の差を
測定したものから差し引かなければならない。
【００５９】したがってこの発明の他の実施例におい
て、図１から３において示されたものと実質的に同じ装
置を使用して、測定点９０はゼロ斜角ζが存在するもの
として仮定される。第１ステップにおいて、一定値の位
相ずれθOが、位相検出器１３によって測定される。次
のステップにおいて、一定値の位相ずれθOが複屈折を
補償するために浮上高テストに関するすべてのその後の
位相測定値から差し引かれる。
【００６０】第３の他の実施例 いくつかの場面では実際の浮上高データを用いてガラス
ディスクの複屈折の効果を補償することが、この発明の
第１及び第２の実施例で前述したようにスライダを取り
除いた状態で独立して位相を測定するよりも有利である
ことが見出される。したがって図４には、私の同時継続
特許出願（第08/408907号）の教示による浮上高テスト
を実施するために必要とされるべき最小限の要素からな
る偏光に基づくOFHTの他の実施例を表わす装置が示され
る。図１から３で示され同じ参照記号によって表示され
たものに類似する要素に加えて、ガラスディスク２０の
基準面２５に近接するスライダ３０が図４で示される。
また測定点９０に対してスライダ３０を位置付けるため
に使用される機械的アーム３１も図４に示される。機械
的アーム３１は市販の浮上高テストシステムではありふ
れた搬入機構３２によって作動されるのが好ましい。通
常の使用では、搬入機構３２は、基準面２５に対して実
質的に垂直な方向に沿って光源光の１波長よりも大きい
距離からスライダ３０を徐々に移動させることによって
基準面２５に略接触するようスライダ３０を運ぶ。
【００６１】図１から３に関して図４にさらに追加すべ
きものは、例えば、１９９５年９月５日に出願された
「ホモダイン干渉計による受信器と方法」と題する私の
同時継続米国特許出願、第０８／５２３，５５９号に教
示するように、独立した光学システムまたは位相検出手
段に組み込まれたビームスプリッター１１９及び強度検
出器１２である。強度検出器１２は下式で数学的に表現
される値を測定する。
【００６２】 Ｉb＝Ｉb s ＋Ｉb p 数式（35） 光線９の測定された強度Ｉbの総和すなわち数式３５で
表されたようにすべての偏光にわたって合計した強度は
複屈折の度合いにほとんど左右されないということが複
屈折の特徴である。これは数式２４及び２５の合計から
明白である。したがってスライダ３０が作動または解除
の間の強度変化と位相変化の比較は、複屈折によりひき
起こされるた位相のねじれに関する情報を提供すること
がわかるであろう。特に、この発明の実施例は、強度変
化により測定された浮上高と位相変化により測定された
浮上高との間の差を最小化することにより数式（２９）
で示された因数ａの値を提供することが好ましい。
【００６３】このため、この発明の第３の他の実施例で
は、第１ステップにおいてスライダ３０はガラスディス
ク２０から作動または解除のいずれかがなされる。スラ
イダが作動または解除されている間、コンピュータまた
は同等の電子データ記憶装置（図示せず）は偏光分析の
結果を記録する。次のステップでは、作動または解除の
際に行われた偏光分析の結果が、ディスクの複屈折に起
因する偏光分析の特性を求めることができるようさらに
処理される。次のステップでは、偏光分析がディスクと
スライダの界面について行われる。最終ステップでは、
予め測定されたディスクの複屈折特性とともにディスク
とスライダの界面の偏光分析の結果を用いて浮上高が計
算される。
【００６４】第４の実施例 バックグランドと先行技術で記述したように、浮上高の
計算において、反射の際にスライダ表面に生じる位相変
化(phase change)を考慮することが必要である。したが
って反射における位相変化を計算するように、複素屈折
率を測定することは有益である。さらにこの計測を自然
位(in situ)で行うことは有益である。したがってこの
発明の目的は、自然位でスライダの複素屈折率を正確に
測定できるように高速回転するガラスディスクの求心力
による複屈折を補償することにある。
【００６５】図５において、複素屈折率を測定するのに
必要な要素からなるこの発明の第４の実施例を示す。図
１から３で示され、同じ参照記号によって表示されたも
のに類似する要素に加えて、ガラスディスクの基準面２
５に近接するスライダ３０が図５で示される。また測定
点９０に対してスライダ３０を位置付けるために使用さ
れる機械的アーム３１も図５に示される。機械的アーム
３１は市販の浮上高テストシステムでありふれた搬入機
構３２によって作動されるのが好ましい。通常の使用で
は、搬入機構３２は基準面２５に対して実質に垂直な方
向に沿って光源光の１波長よりも大きい距離からスライ
ダ３０を徐々に移動させることによって基準面２５に略
接触するようスライダ３０を運ぶ。
【００６６】図１から３に関して図５にさらに追加すべ
きものは、ビームスプリッター１１８、ｓ強度検出器１
８、ビームスプリッター１１９及びｐ強度検出器１９で
ある。強度測定器１８及び１９は、例えば私の同時継続
米国特許出願第08/523,559号に教示するように、独立し
た光学システムまたは位相検出手段に組み込まれたもの
であってもよい。強度検出器１８及び１９は、強度
Ｉb s，Ｉb pをそれぞれ測定する。測定値θb，Ｉb s，Ｉb
pはスライダの材料特性に影響されるので、測定値θb，
Ｉb s，Ｉb pは複素屈折率を計算するために充分な情報を
提供する。データの処理は、測定値θb，Ｉb s，Ｉb pと
予め予測されたそれらの理論値との間の差を最小化する
ことからなるのが好ましい。このような最小化を達成す
るためのアルゴリズムには、最小二乗法によるサーチを
反復して行うことが挙げられる。
【００６７】ディスクの複屈折の存在下での複素屈折率
の測定には、複屈折パラメータｂp，ｂoまたはそれらに
相当するものが既知であることが必要である。これらの
パラメータの測定は、第１のこの発明の好ましい実施例
で述べたのと、実質的に同じ手法で行われる。すなわ
ち、スライダ３０が取り除かれた状態で、１以上の位相
測定がディスク２０から直接行われる。計算の例は数式
（３０）及び（３１）に示される。この結果は後で
θb，Ｉb s，Ｉb pの理論値の計算に組み入れられる。
【００６８】したがって、この発明の第４の他の実施例
では、第１ステップでディスク２０上の１以上の地点で
スライダ３０を取り除いた状態で、ディスク２０単独の
偏光分析が行われる。次のステップでは、複屈折特性に
関するディスク２０の１つの特徴または複数の特長が偏
光分析の結果に基づいて計算される。次のステップで
は、スライダが作動または解除されている間、コンピュ
ータまたは同等の電子データ記憶装置（図示せず）は偏
光分析の結果を記録する。最終ステップではスイラダ３
０の複素屈折率を求めるために作動または解除の際にな
された偏光分析の結果は、予め測定されたディスク２０
の複屈折特性値と合算される。
【００６９】結論 磁気データ記憶システムで、スライダ組み立て体の性能
を検証するために高速回転硬質ディスク上のスライダの
浮上高を測定することが要求される。いくつかの形態の
光学的浮上高テスターは測定の一部分として偏光を用い
る。偏光光線が、回転するガラスディスクの複屈折現象
によって影響を受けるので、これらの現象を測定し補償
することが必須である。先行技術はこのような補償を行
う方法または手段を提供していない。
【００７０】私の発明は高速回転ディスクの求心力によ
る応力により生じる複屈折を測定し補償するための方法
及び手段を提供する。この測定原理は複屈折現象の円対
称性に基づく。ここで開示された様々の実施例は、スラ
イダを作動または解除する間に得られるデータの解釈に
基づく補償の手法のみならず、スライダが除去されたガ
ラスディスクから複屈折の直接測定に及ぶ。この発明の
方法は浮上高の測定にのみ用いられるのではなく、自然
位の複素屈折率を求めるのにも用いられる。この発明の
手段は偏光に基づくOFHT'Sの既知の形式と互換性を有
し、最小のコストでこのようなシステムに組み入れるこ
とができる。
【００７１】私の発明の教示することが、これらの有効
な利用について偏光効果に部分的に依存する他の浮上高
システムに使用可能なことが当業者によって理解される
であろう。例えば、背景及び先行技術で述べたように、
いくつかの応用例で法線入射で作動する既知の形式の浮
上高センサと複素屈折率を自然位で測定する既知の形式
の楕円偏光計を結合することが有益であることがわかる
であろう。周知の楕円偏光計による分析はまた、複屈折
の補償を要するので、私の発明の教示はこのようなシス
テムに有益に使用できる。
【００７２】さらにこの発明の精神を逸脱することなく
この開示の方法及び装置の形式または細部における様々
な省略、置換え、及び変更をなすことが可能であること
は当業者であれば理解できるであろう。例えば、様々な
実施例において、複屈折を計算するため位相測定を用い
ることが好ましい。図５に示した装置は、ここで供した
開示によれば、類似の仕方で複屈折を計算するために使
用できる強度の情報を提供する。また、様々なレンズ、
鏡または同等の光学機器は、この発明の方法から大きく
外れることなく、様々な実施例の実施を容易にするため
図面に加えたり、図面から除いたりすることができるこ
ともわかるであろう。
【００７３】
【発明の効果】スライダと実物のハードディスクとの間
の界面を直接的に検査することができる。したがって、
透明な代用を用いることが不要となる。スライダとディ
スクの界面から斜めの角度で反射した光線の偏光依存特
性を探査して解析し浮上高を測定するので、偏光成分と
ともにその２つの偏光成分の間の相対位相を得ることが
でき、実際の接触に至るまで測定できる。
【００７４】高速回転するガラスディスクにおいて求心
力に起因する応力パターンにより生じる複屈折の影響が
補償されるため、自然位でスライダの複素屈折率が正確
に測定できる。この発明により、回転ディスクにおける
複屈折を測定し補償する方法及び装置、特にスライダの
屈折率の自然位における測定のための浮上高テストを高
精度で行える方法及び装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
これらの図面においていくつかにあらわれる同じ参照記
号は類似する要素を表わす。
【図１】この発明の好ましい実施態様を示す透視図であ
る。
【図２】この発明の好ましい実施態様の側面図である。
【図３】この発明の好ましい実施態様の上面図である。
【図４】この発明の他の第３の実施態様を示す図であ
る。
【図５】この発明の他の第４の実施態様を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ 偏光光源 ３ 入射光 ５ 第１部分 ７ 第２部分 ９ 屈折光線 １３ 位相検知器 ２０ ガラスディスク ２３ 法線 ２４ 第１面 ２５ 基準面 ３０ スライダ ３１ アーム ３２ 搬入機構

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 偏光された光がその上に当たる第１面及
    びその反対側の基準面を有する回転するガラスディスク
    における複屈折を測定し補償するための偏光に基づく光
    学的浮上高テスター装置であって、この装置は前記ディ
    スクとさらに、予め定められた角度で前記第１ディスク
    面上に当たる入射光を供給する偏光された光源からな
    り、 前記ディスクが、それに付随する複屈折特性を有し、前
    記入射光線が、偏光基底ベクトルを定める入射面からな
    り、それに対して直交基底ベクトルが付随し、前記の偏
    光された光が前記双方の偏光からなり、前記ディスクが
    透過して前記基準面上の測定点に到る前記光線の第１部
    分を屈折させてなり、前記の屈折した光線の前記第１部
    分が、前記基準面から反射されて前記ガラスディスクを
    透過し、さらに前記ガラスディスクの第１面で屈折して
    外部空間に入り第２の屈折光線を提供し、 さらに前記装置が、前記第１面の上方に配置され、前記
    第２屈折光線の前記した複数の偏光の間で位相の差を測
    定するための、前記第２屈折光線と光学的に整列した位
    相検出手段と、前記位相検出手段が前記ディスク上の少
    なくとも１つの位置で前記ディスクにおける偏光分析を
    行い、次に、前記偏光分析に基づいて得られたその前記
    の付随する複屈折特性に対する前記ディスクの少なくと
    も１つの特性値を計算する手段からなり、 前記基準面に近接して配置されたスライダ手段を有し、 前記測定点で前記基準面に隣接するように前記スライダ
    手段を持ち込むための前記測定点に対する前記スライダ
    手段の位置決め手段を有し、この位置決め手段が前記ス
    ライダ手段を少なくとも作動または解除する手段からな
    り、前記の配置されたスライダ手段が前記ディスクに対
    するスライダとディスクの界面からなり、前記位相検出
    手段が、さらに、前記スライダとディスクの界面に対し
    て前記偏光分析を行い、次に前記ディスクの前記偏光分
    析及び前記付随する複屈折の特性に基づいてその浮上高
    を求める手段からなる、光学的浮上高テスター装置。
  2. 【請求項２】 前記測定点で前記基準面に隣接するよう
    に前記スライダ手段を持ち込む前記測定点に対して前記
    スライダ手段を位置決めする前記手段が、前記測定点で
    前記基準面に略接触するよう前記スライダ手段を持ち込
    む手段からなる請求項１による装置。
  3. 【請求項３】 前記の偏光された光源がレーザである請
    求項２による装置。
  4. 【請求項４】 前記の偏光された光源が白熱ランプであ
    る請求項２による装置。
  5. 【請求項５】 前記の偏光された光源が放電ランプであ
    る請求項２による装置。
  6. 【請求項６】 前記位相検出手段が、さらに、前記強度
    変化によって求められた浮上高と前記位相変化によって
    求められた浮上高の差を最小限にするため前記スライダ
    手段が作動及び解除されている間、強度値を測定し、次
    に前記した強度測定値の変化量を位相の変化量と比較す
    る手段からなる請求項１による装置。
  7. 【請求項７】 前記測定点で前記基準面に隣接するよう
    に前記スライダ手段を持ち込むために前記測定点に対す
    る前記スライダ手段を位置決めする前記手段が、前記測
    定点で前記基準面と略接触するよう前記スライダ手段を
    持ち込む手段からなる請求項６による装置。
  8. 【請求項８】 前記測定点がゼロ斜角位置に対応し、前
    記偏光分析を行う前記手段が、位相ずれを求め、次に、
    前記スライダとディスクの界面の前記偏光分析と前記位
    相ずれに基づいて浮上高を求める手段からなる請求項１
    による装置。
  9. 【請求項９】 前記偏光分析を行う前記手段が、前記ゼ
    ロ斜角位置で前記ディスクのみについて前記偏光分析を
    行い、次に前記スライダとディスクの界面に対して前記
    偏光分析を行う手段からなり、前記位相ずれ測定手段
    が、前記ディスクのみについて行われた前記偏光分析に
    基づいて前記位相ずれを求める請求項８による装置。
  10. 【請求項１０】 さらに、前記スライダ手段の前記の少
    なくとも作動または解除されている間に前記偏光分析を
    記録し、次に前記ディスクの複屈折に起因する前記偏光
    分析の特性値を求めるために前記の記録された偏光分析
    を処理する手段を備えてなり、前記浮上高を求めるため
    の前記位相検出手段が、前記スライダとディスクの界面
    の前記偏光分析と、前記ディスクの複屈折に起因する前
    記の求められた特性値とに基づいて前記浮上高を求める
    ための手段からなる請求項１による装置。
  11. 【請求項１１】 さらに、前記偏光分析に基づいてスラ
    イダ表面の複素屈折率を求める手段を備えてなる請求項
    １による装置。
  12. 【請求項１２】 さらに、前記スライダ手段の少なくと
    も作動または解除の間に前記偏光分析を記録する手段を
    備えてなり、前記偏光分析を行う前記手段が前記ディス
    クのみに対して前記偏光分析を行い、次に前記ディスク
    のみに対する前記偏光分析に基づいてその複屈折の特性
    値に関する前記ディスクの特性を求める手段からなり、
    前記複素屈折率を求める前記手段が、前記スライダ手段
    の前記の少なくとも作動または解除の間の前記記録され
    た偏光分析と、前記ディスクの前記求められた複屈折率
    特性値とから前記複素屈折率を提供する手段からなる請
    求項１１による装置。
  13. 【請求項１３】 偏光された光がその上に当たる第１面
    及びその反対側の基準面を有する回転するガラスディス
    クにおける複屈折を測定し補償するための装置であっ
    て、 この装置が、角度φで前記第１ディスク表面上に当たる
    入射光線を提供する１つの偏光された光源からなり、前
    記入射光線が、偏光基底ベクトルｐを定める入射面から
    なり、それに対して直交基底ベクトルｓが付随し、前記
    の偏光された光が前記ｓ及びｐタイプの偏光の双方から
    なり、 前記ディスクが、透過して前記基準面ｐ上の測定点に到
    る前記光線の第１部分を屈折させ、前記屈折光線の前記
    第１部分が、前記基準面から反射されて前記ガラスディ
    スクを透過し、さらに前記ガラスディスクの第１面で屈
    折して外部空間に入り第２の屈折光線を提供し、 さらに前記装置が、前記第１面の上方に配置され、前記
    第２の屈折された光線の前記ｓ及びｐの偏光の間で位相
    の何らかの差θを測定するための、前記第２の屈折光線
    と光学的に整列した位相検出手段からなり、前記第２の
    屈折光線が前記ガラスディスクから直接的に得られた前
    記ガラスディスクの前記基準面上の前記測定点によって
    規定された位置の関数を含む付随する位相θGを有し、
    前記位置に関する前記位相θGの何らかの変化が前記デ
    ィスク上の前記位置に対する複屈折パラメータｂp，ｂo
    を提供し、前記入射光線及び前記第２の屈折光線が入射
    面を定め、斜角ζが前記ディスクの半径線に直交する前
    記測定点を通って描かれた前記入射平面の間で定めら
    れ、ｂpが前記半径線に対して対称で、ｂoが前記半径線
    に対して非対称であり、 前記位相検出手段が、前記斜角＋ζ及び−ζにおける前
    記位相θGを測定し、前記測定点に対する前記複屈折パ
    ラメータｂp，ｂoが下式により定められる手段、 【数１】 【数２】 【数３】 からなり、ここでＲS、ＲPがそれぞれ前記ｓ及びｐ偏光
    のための前記ディスク表面の反射強度である、前記の複
    屈折を測定し補償するための装置。
  14. 【請求項１４】 前記装置が、浮上高テスターからな
    り、前記測定点がｂo＝０及びａｒｇ（ｂp）＝−（θ
    (+) ＋π）／４であるゼロ斜角位置に対応してなり、何
    らかの電界Ｅbに対する複屈折の何らかの効果が、一定
    値の位相ずれθ0＝−（θ(+) ＋π）となり、前記位相
    ずれが、前記複屈折を補正するために前記ｓ及びｐ偏光
    の間における前記の測定されたの位相差から差し引かれ
    てなり、前記位相検出手段が前記の一定位相ずれθOを
    測定し、さらに前記複屈折を補償するために前記浮上高
    テストに関するその後の位相測定値を差し引く手段を備
    えてなる請求項１３による装置。
  15. 【請求項１５】 前記の偏光された光源がレーザからな
    る請求項１３による装置。
  16. 【請求項１６】 前記の偏光された光源が白熱ランプか
    らなる請求項１３による装置。
  17. 【請求項１７】 前記の偏光された光源が放電ランプか
    らなる請求項１３による装置。
  18. 【請求項１８】 前記装置が、さらに光学的浮上高テス
    ターを備えてなり、前記光学的浮上高テスターが前記デ
    ィスクからなる請求項１３による装置。
  19. 【請求項１９】 前記の偏光された光源がレーザからな
    る請求項１による装置。
  20. 【請求項２０】 前記の偏光された光源が白熱ランプか
    らなる請求項１による装置。
  21. 【請求項２１】 前記の偏光された光源が放電ランプか
    らなる請求項１による装置。
  22. 【請求項２２】 前記装置が偏光に基づく光学的浮上高
    テスターからなり、前記光学的浮上高テスターが前記デ
    ィスクからなり、前記装置がさらに前記基準面に近接し
    て配置されたスライダ手段からなり、前記測定点で前記
    基準面に略接触するよう前記スライダ手段を持ち込む前
    記測定点に対する前記スライダ手段の位置決め手段を備
    え、前記位置決め手段が前記スライダ手段を作動及び解
    除するための手段からなり、前記位相検出手段がさら
    に、分光手段及び数式Ｉb＝Ｉb s＋Ｉb pにより強度値を
    測定するための強度測定手段からなり、前記強度変化量
    Ｉ bにより求められた浮上高と前記位相変化θbにより求
    められた浮上高との間の差を最小化するため前記スライ
    ダ手段が作動及び解除された間に位相変化量θbと前記
    測定された強度値の変化量とを比較する手段を有する請
    求項１３による装置。
  23. 【請求項２３】 前記分光手段及び前記強度検出手段
    が、独立したビームスプリッター及び前記ｓ及びｐの偏
    光についての強度検出器からなり、前記ｓ及びｐ強度検
    出器がそれぞれ独立にＩb s及びＩb pを測定し、 前記θb，Ｉb s，Ｉb pの測定値が、前記スライダ手段の
    複素屈折率を求めることを可能にするのに充分な情報を
    提供し、前記強度値Ｉb s、Ｉb p及び前記位相値θbがそ
    れに付随する予想可能な理論値を有し、前記比較手段
    が、前記θb，Ｉb s，Ｉb pの測定値と前記の予測可能な
    理論値との間の差を最小化するための手段からなる請求
    項２２による装置。
  24. 【請求項２４】 前記位相検出器が、さらに前記ディス
    ク上の複数の位置で前記ディスクについての前記偏光分
    析を行うための手段からなる請求項１による装置。
  25. 【請求項２５】 偏光された光線がその上に当たる第１
    表面及びその反対側の基準面を有し、スライダとディス
    クの界面を提供する前記基準面に近接して配置可能なス
    ライダ手段を備え、偏光に基づく光学的浮上高テスター
    において回転ガラスデスクの複屈折を測定し補償するた
    めの方法であって、前記方法が、 予め設定された角度で前記第１ディスク表面に偏光され
    た入射光線を供給することを備え前記ディスクがそれに
    付随する複屈折特性を有し、前記入射光線が偏光基底ベ
    クトルを定める入射面を含み、それに対して直交基底ベ
    クトルが付随し、前記偏光入射光線が前記偏光の双方か
    らなり、 前記基準面上の測定点へ前記ガラスディスク
    を透過して前記入射光線の第１部分を屈折させ、 前記入射光線の前記屈折した第１の部分を前記基準面か
    ら反射し、前記ガラスディスクの第１面を透過させて外
    部空間へ導いて、第２の屈折光線を提供し、 前記第２の屈折光線における複数の偏光の間の位相の何
    らかの差を測定するため前記第２の屈折光線の位相を検
    出し、前記位相検出ステップがさらに、前記ディスク上
    の少なくとも１点で前記ディスクに対する偏光分析を行
    ない、次に、前記偏光分析に基づいて前記付随する複屈
    折特性に関連する前記ディスクの少なくとも１つの特性
    値を計算するステップからなり、 前記測定点で前記基準面に近接するように前記スライダ
    手段を持ち込むために前記測定点に対して前記スライダ
    を位置決めし、さらに、 前記ディスクの前記偏光分析及び前記の付随する複屈折
    特性に基づいて浮上高を求めるために前記スライダとデ
    ィスクの界面に対して前記偏光分析を適用するステップ
    からなる、前記の複屈折を測定し補償するための方法。
  26. 【請求項２６】 前記偏光分析ステップが、前記ディス
    ク上の複数の位置で前記ディスク上における前記偏光分
    析を行うステップからなる請求項２５による方法。
  27. 【請求項２７】 前記偏光分析を行うステップが、ゼロ
    斜角位置で前記偏光分析を行い前記偏光分析に基づいて
    位相ずれを計算するステップからなり、前記浮上高を求
    めるステップが前記スライダとディスクの界面の前記偏
    光分析及び前記位相ずれに基づいて前記浮上高を求める
    ことからなる請求項２５による方法。
  28. 【請求項２８】 さらに少なくとも前記スライダ手段を
    作動または解除させ、前記偏光分析の記録値を処理する
    ため前記の少なくとも作動また解除の間に前記偏光分析
    の結果を記録し、前記ディスクの複屈折に起因する前記
    の記録された偏光分析の特性値を求め、次に、前記スラ
    イダとディスクの界面の前記偏光分析及び前記ディスク
    の前記複屈折特性値から前記浮上高を求めるステップか
    らなる請求項２５による方法。
  29. 【請求項２９】 さらにスライダ表面の複素屈折率を求
    めるステップを備えてなる請求項２５による方法。
  30. 【請求項３０】 前記複素屈折率を求める前記ステップ
    が、前記スライダが取り除かれた状態で前記ディスクの
    みの上で前記偏光分析を行ない、前記偏光分析に基づい
    てその複屈折の特性値に関連する前記ディスクの特性値
    を求め、前記の少なくとも前記スライダを作動または解
    除している間に前記偏光分析の結果を記録し、前記ディ
    スクの前記少なくとも作動または解除の間の前記偏光分
    析と、前記ディスクの前記求められた複屈折特性とに基
    づいて前記複素屈折率を求めるステップからなる請求項
    ２９による方法。
  31. 【請求項３１】 偏光された光がその上に当たる第１表
    面及びその反対側の基準面を有する回転研磨(ground)ガ
    ラスディスクにおける複屈折を測定し補償する方法であ
    って、前記方法が、 偏光された入射光線を角度φで前記第１ディスク面に供
    給し、前記入射光線が偏光基底ベクトルｐを定める入射
    面を含み、それに対して直交基底ベクトルｓが付随し、
    前記の偏光された入射光線が前記ｓ及びｐタイプの双方
    の偏光からなり、 前記基準面上の１つの測定点へ前記ガラスディスクを透
    過して前記入射光線の第１部分を屈折させ、 前記入射光線の前記屈折した第１の部分を前記基準面か
    ら反射し前記ガラスディスクの第１面を透過させて外部
    空間へ導いて、第２の屈折光線を提供し、 前記第２の屈折光線の位相検出を行い、前記第２の屈折
    光線の前記ｓ及びｐ偏光の間の位相における何らかの差
    θを測定し、前記第２の屈折された光線が、前記ガラス
    ディスクから直接得られた前記ガラスディスクの前記基
    準面上の前記測定点によって規定された位置の関数を含
    む付随する位相θGを有し前記位置に関する前記位相θG
    の何らかの変化が前記ディスク上の前記位置に対する複
    屈折パラメータｂp，ｂoを提供し、前記入射光線及び前
    記第２の屈折光線が入射面を定め、斜角ζが前記ディス
    クの半径線に直交する前記測定点を通って描かれた前記
    入射平面の間で定められ、ｂpが前記半径線に対して対
    称であり、ｂoが前記半径線に対して非対称であり、前
    記測定ステップが前記斜角＋ζ及び−ζにおける前記位
    相θGの測定からなり、前記測定点に対する前記複屈折
    パラメータｂp，ｂ oが下式により定められ、 【数４】 【数５】 【数６】 ここでＲs，Ｒpはそれぞれ前記ｓ及びｐ偏光のための前
    記ディスク表面の反射強度であるステップからなる、前
    記の複屈折を測定し補償する方法。
  32. 【請求項３２】 前記の偏光された入射光線を供給する
    ステップが、浮上高テスタの回転ガラスディスクの第１
    ディスク表面に前記の偏光された入射光線を提供するス
    テップからなり、前記測定点が、 ｂo＝ｏ及びarg(ｂp)=-(θ(+)+π)/4 であるゼロ斜角位置に対応し、何らかの電界Ｅbに対す
    る複屈折の何らかの効果が一定値の位相ずれθO＝−
    （θ(+)＋π）となり、前記位相ずれが前記複屈折を補
    正するために前記ｓ及びｐ偏光の間における前記の測定
    された位相差から差し引かれ、前記測定ステップがさら
    に、前記一定位相ずれθOを測定し、さらに前記複屈折
    を補償するために浮上高テストに関するその後の位相測
    定値を差し引くステップからなる請求項３１による方
    法。
  33. 【請求項３３】 前記の偏光された入射光線を供給する
    ステップが、浮上高テスタにおける回転ガラスディスク
    の第１ディスク表面に前記の偏光された入射光線を供給
    するステップからなる請求項３１による方法。
  34. 【請求項３４】 さらに前記基準面に略接触するよう前
    記測定点に対しスライダを位置決めし前記スライダを作
    動及び解除させるステップを備え、前記測定ステップが
    さらに数式Ｉb＝Ｉb s＋Ｉb pによる強度値を測定し、前
    記強度変化Ｉbにより求められた浮上高と前記位相変化
    θbにより求められた浮上高との間の差を最小化するた
    め前記スライダを前記作動及び解除している間に前記の
    測定された強度値の変化と位相変化θbとを比較するス
    テップを備える請求項３１による方法。
  35. 【請求項３５】 前記の強度値測定ステップが、Ｉb sと
    Ｉb pとを別々に測定するステップからなる請求項３４に
    よる方法。
  36. 【請求項３６】 さらに、前記の測定値θb、Ｉb s及び
    Ｉb pから前記スライダの複素屈折率を求めるステップを
    備える請求項３５による方法。
  37. 【請求項３７】 前記測定ステップがさらに、数式Ｉb
    ＝Ｉb s＋Ｉb pによる強度値を測定し、前記強度変化Ｉb
    により求められた浮上高と前記位相変化θbにより求め
    られた浮上高との間の差を最小化するステップを備える
    請求項３１による方法。
  38. 【請求項３８】 前記強度値測定ステップが、Ｉb sとＩ
    b pとを別々に測定するステップからなる請求項３７によ
    る方法。
  39. 【請求項３９】 前記測定ステップがさらに、浮上高テ
    ストに関するその後の位相測定値を差し引くことよって
    前記複屈折を補償するステップを備える請求項３１によ
    る方法。
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