JPH10160577A - 偏光解析装置の光学系 - Google Patents
偏光解析装置の光学系Info
- Publication number
- JPH10160577A JPH10160577A JP35427896A JP35427896A JPH10160577A JP H10160577 A JPH10160577 A JP H10160577A JP 35427896 A JP35427896 A JP 35427896A JP 35427896 A JP35427896 A JP 35427896A JP H10160577 A JPH10160577 A JP H10160577A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- lens
- light
- parallel light
- converted
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- Pending
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】偏光解析装置においてサンプルを２次元的に測
定する場合、サンプルの面内分解能と視野とを両立さ
せ、またはサンプルの全面に焦点を正確に合わせること
ができるようにすることを目的とする。 【構成】光源（１）からの単色光をコリメーターレンズ
（２）で平行光にし、偏光子（３）によって直線偏光と
する。それをビームエキスパンダー（４）で適当なビー
ム径の広がった平行光にし、それを試料（５）に照射し
て、その反射光をアフォーカル系（６）、波長板
（７）、検光子（８）、結像レンズ系（９）を経て、Ｃ
ＣＤエリアセンサー（１０）上に結像させる。結像レン
ズ系（９）は絞り（１４）、複数個の微小球面レンズ
（１３）からなるレンズ（１１）、ズームレンズ（１
２）からなる。
定する場合、サンプルの面内分解能と視野とを両立さ
せ、またはサンプルの全面に焦点を正確に合わせること
ができるようにすることを目的とする。 【構成】光源（１）からの単色光をコリメーターレンズ
（２）で平行光にし、偏光子（３）によって直線偏光と
する。それをビームエキスパンダー（４）で適当なビー
ム径の広がった平行光にし、それを試料（５）に照射し
て、その反射光をアフォーカル系（６）、波長板
（７）、検光子（８）、結像レンズ系（９）を経て、Ｃ
ＣＤエリアセンサー（１０）上に結像させる。結像レン
ズ系（９）は絞り（１４）、複数個の微小球面レンズ
（１３）からなるレンズ（１１）、ズームレンズ（１
２）からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は偏光状態を測定する装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の偏光解析装置は細い光束をサンプ
ルにあてその反射光を光センサーで受光しており、光束
があたるサンプルの１点のみを測定していた。入射光線
をある広がりを持った平行光束として、反射光線を二次
元的撮像素子上に結像させれば、サンプルの光学定数の
二次元的分布を測定することができるが、その場合撮像
素子の画素数に制限があるために面内分解能と視野とを
両立させることができなかった。またサンプルの面積が
非常に大きいとその全面に焦点を正確に合わせることが
難しかった。
ルにあてその反射光を光センサーで受光しており、光束
があたるサンプルの１点のみを測定していた。入射光線
をある広がりを持った平行光束として、反射光線を二次
元的撮像素子上に結像させれば、サンプルの光学定数の
二次元的分布を測定することができるが、その場合撮像
素子の画素数に制限があるために面内分解能と視野とを
両立させることができなかった。またサンプルの面積が
非常に大きいとその全面に焦点を正確に合わせることが
難しかった。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】サンプルを２次元
的に測定して偏光解析する場合、サンプルの面内分解能
と視野とを両立させ、またはサンプルの面積が非常に大
きいときもその全面に焦点を合わせることができるよう
にする。
的に測定して偏光解析する場合、サンプルの面内分解能
と視野とを両立させ、またはサンプルの面積が非常に大
きいときもその全面に焦点を合わせることができるよう
にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】偏光解析装置の結像系の
レンズとして、その一部に多数の微小レンズから構成さ
れるレンズを使用する。
レンズとして、その一部に多数の微小レンズから構成さ
れるレンズを使用する。
【０００５】
【作用】偏光解析装置では直線偏光を平行光束にして誘
電体薄膜に適当な入射角で照射して反射光の偏光状態を
測定し、偏光状態の変化から薄膜の光学定数を計算す
る。入射光線をある広がりを持った平行光束とする。そ
のとき反射光線をエリアセンサー（１０）上に結像させ
れば薄膜（５）の光学定数の二次元的分布を測定するこ
とができる。また光束をラインセンサー上に結像させれ
ば薄膜（５）の光学定数の一次元的分布を測定すること
ができる。その場合撮像素子の画素数に制限があるため
に面内分解能と視野との関係は相反する関係となるが、
この両者を同時に必要とされる場合も多い。しかしその
場合も一般的にはサンプル全面を詳細に調べることが必
要なのではなく、サンプルのある設定する領域だけを細
かい分解能で測定すればよい場合がほとんどである。本
発明においては、偏光解析装置の結像系の一部に多数の
微小レンズから構成されるレンズを使用する。これらの
微小レンズは高い倍率を持ちかつそれによる像が撮像面
内で互いに重ならないようにする。このようにして各微
小レンズによって拡大された高い倍率で、したがってサ
ンプルのその部分のみ細かい面内分解能によって偏光測
定ができる。またサンプルの面積が非常に大きく、装置
を小型に構成しなければならないときは、光軸から遠い
物体を結像させなければならず球面収差の問題が生ず
る。また偏光解析においては斜めからの反射光の像をと
らなければならない。これらによって１枚の単レンズで
はサンプルの全面に焦点を正確に合わせるのはむずかし
い。そのとき結像系の１部のレンズとして多数の微小レ
ンズから構成されるレンズを使用する。その各レンズの
主軸は光軸にたいして垂直ではなく異なった傾きを持た
せる。そうすることによって軸から遠い光路の結像性能
を上げる光学系を構成することができる。
電体薄膜に適当な入射角で照射して反射光の偏光状態を
測定し、偏光状態の変化から薄膜の光学定数を計算す
る。入射光線をある広がりを持った平行光束とする。そ
のとき反射光線をエリアセンサー（１０）上に結像させ
れば薄膜（５）の光学定数の二次元的分布を測定するこ
とができる。また光束をラインセンサー上に結像させれ
ば薄膜（５）の光学定数の一次元的分布を測定すること
ができる。その場合撮像素子の画素数に制限があるため
に面内分解能と視野との関係は相反する関係となるが、
この両者を同時に必要とされる場合も多い。しかしその
場合も一般的にはサンプル全面を詳細に調べることが必
要なのではなく、サンプルのある設定する領域だけを細
かい分解能で測定すればよい場合がほとんどである。本
発明においては、偏光解析装置の結像系の一部に多数の
微小レンズから構成されるレンズを使用する。これらの
微小レンズは高い倍率を持ちかつそれによる像が撮像面
内で互いに重ならないようにする。このようにして各微
小レンズによって拡大された高い倍率で、したがってサ
ンプルのその部分のみ細かい面内分解能によって偏光測
定ができる。またサンプルの面積が非常に大きく、装置
を小型に構成しなければならないときは、光軸から遠い
物体を結像させなければならず球面収差の問題が生ず
る。また偏光解析においては斜めからの反射光の像をと
らなければならない。これらによって１枚の単レンズで
はサンプルの全面に焦点を正確に合わせるのはむずかし
い。そのとき結像系の１部のレンズとして多数の微小レ
ンズから構成されるレンズを使用する。その各レンズの
主軸は光軸にたいして垂直ではなく異なった傾きを持た
せる。そうすることによって軸から遠い光路の結像性能
を上げる光学系を構成することができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】図１、図２を参照しながら実施例１につい
て説明する。光源（１）からの単色光をコリメーターレ
ンズ（２）で平行光にし、偏光子（３）によって直線偏
光とする。それをビームエキスパンダー（４）で適当な
ビーム径に広げる。このようにして作られた広がった平
行光を適当な入射角で試料（５）に照射して、その反射
光をアフォーカル系（６）、波長板（７）、検光子
（８）、結像レンズ系（９）を経て、ＣＣＤエリアセン
サー（１０）上に結像させる。結像レンズ系（９）は２
つのレンズ（１１）（１２）によって構成されている。
レンズ（１１）は複数個の微小球面レンズ（１３）から
なる。またレンズ（１３）間のクロストーク光を遮断す
るための絞り（１４）をもうける。レンズ（１２）はズ
ームレンズである。この実施例では微小レンズ（１３）
は高い倍率を持ってサンプル（５）全面を部分的に拡大
する。ズームレンズ（１２）によって測定エリアおよび
倍率を調整する。
て説明する。光源（１）からの単色光をコリメーターレ
ンズ（２）で平行光にし、偏光子（３）によって直線偏
光とする。それをビームエキスパンダー（４）で適当な
ビーム径に広げる。このようにして作られた広がった平
行光を適当な入射角で試料（５）に照射して、その反射
光をアフォーカル系（６）、波長板（７）、検光子
（８）、結像レンズ系（９）を経て、ＣＣＤエリアセン
サー（１０）上に結像させる。結像レンズ系（９）は２
つのレンズ（１１）（１２）によって構成されている。
レンズ（１１）は複数個の微小球面レンズ（１３）から
なる。またレンズ（１３）間のクロストーク光を遮断す
るための絞り（１４）をもうける。レンズ（１２）はズ
ームレンズである。この実施例では微小レンズ（１３）
は高い倍率を持ってサンプル（５）全面を部分的に拡大
する。ズームレンズ（１２）によって測定エリアおよび
倍率を調整する。
【実施例２】図３を参照しながら実施例２について説明
する。光源（１）からの単色光をコリメーターレンズ
（２）で平行光にし、偏光子（３）によって直線偏光と
する。それをビームエキスパンダー（４）で適当なビー
ム径に広げる。このようにして作られた広がった平行光
を適当な入射角で試料（５）に照射して、その反射光を
アフォーカル系（６）、波長板（７）、検光子（８）、
結像レンズ系（９）を経て、ＣＣＤエリアセンサー（１
０）上に結像させる。結像レンズ系（９）は２つのレン
ズ（１５）（１２）によって構成されている。レンズ
（１５）は複数個のシリンドリカルレンズ（１６）から
なる。またレンズ（１６）間のクロストーク光を遮断す
るための絞り（１４）をもうける。レンズ（１２）はズ
ームレンズである。この実施例のシリンドリカルレンズ
アレイ（１６）によってサンプル（５）面内を一方向の
みライン上に拡大する。
する。光源（１）からの単色光をコリメーターレンズ
（２）で平行光にし、偏光子（３）によって直線偏光と
する。それをビームエキスパンダー（４）で適当なビー
ム径に広げる。このようにして作られた広がった平行光
を適当な入射角で試料（５）に照射して、その反射光を
アフォーカル系（６）、波長板（７）、検光子（８）、
結像レンズ系（９）を経て、ＣＣＤエリアセンサー（１
０）上に結像させる。結像レンズ系（９）は２つのレン
ズ（１５）（１２）によって構成されている。レンズ
（１５）は複数個のシリンドリカルレンズ（１６）から
なる。またレンズ（１６）間のクロストーク光を遮断す
るための絞り（１４）をもうける。レンズ（１２）はズ
ームレンズである。この実施例のシリンドリカルレンズ
アレイ（１６）によってサンプル（５）面内を一方向の
みライン上に拡大する。
【０００７】
【発明の効果】サンプルのある限られた領域だけを細か
い分解能で偏光測定ができる。また軸から遠い光路の結
像性能を上げる光学系を構成することもできる。
い分解能で偏光測定ができる。また軸から遠い光路の結
像性能を上げる光学系を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における光学系の構成を示す
模式図。
模式図。
【図２】本発明の実施例１における結像系の構成を示す
模式図。
模式図。
【図３】本発明の実施例２で使用されるレンズアレイを
示す模式図。
示す模式図。
１ 光源 ２ コリメーターレンズ ３ 偏光子 ４ ビームエキスパンダー ５ 試料 ６ アフォーカル系 ７ 波長板 ８ 検光子 ９ 結像レンズ系 １０ ＣＣＤエリアセンサー １１ レンズ １２ レンズ １３ 微小球面レンズ １４ 絞り １５ レンズ １６ シリンドリカルレンズ
Claims (1)
- 【請求項１】 偏光解析装置の結像系のレンズとして微
小レンズから構成されるレンズを使用する。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35427896A JPH10160577A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 偏光解析装置の光学系 |
| US08/978,268 US5963326A (en) | 1996-11-25 | 1997-11-25 | Ellipsometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35427896A JPH10160577A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 偏光解析装置の光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160577A true JPH10160577A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18436470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35427896A Pending JPH10160577A (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-29 | 偏光解析装置の光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160577A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010530971A (ja) * | 2007-11-14 | 2010-09-16 | コリア リサーチ インスティチュート オブ スタンダーズ アンド サイエンス | 高速大面積の精密測定装置及び方法 |
| CN111707448A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-25 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 空间激光通信终端光学部件效率检测装置及效率检测方法 |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP35427896A patent/JPH10160577A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010530971A (ja) * | 2007-11-14 | 2010-09-16 | コリア リサーチ インスティチュート オブ スタンダーズ アンド サイエンス | 高速大面積の精密測定装置及び方法 |
| CN111707448A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-09-25 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 空间激光通信终端光学部件效率检测装置及效率检测方法 |
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