JPH10227624A - 平行複屈折板の平行度測定方法 - Google Patents

平行複屈折板の平行度測定方法

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JPH10227624A
JPH10227624A JP4477697A JP4477697A JPH10227624A JP H10227624 A JPH10227624 A JP H10227624A JP 4477697 A JP4477697 A JP 4477697A JP 4477697 A JP4477697 A JP 4477697A JP H10227624 A JPH10227624 A JP H10227624A
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light
optical surface
parallelism
measured
birefringent plate
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JP4477697A
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English (en)
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Toshimitsu Inagaki
利光 稲垣
Akio Takahashi
明夫 高橋
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FDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 平行複屈折板を傷つけることなく、その平行
度を高精度で測定できるようにする。 【解決手段】 レーザ光源32からのレーザ光を、偏光
板34を通して測定用の偏光(常光)とし、被測定物で
ある平行複屈折板30に入射させる。平行複屈折板は、
その偏光方向の軸が偏光板の偏光方向の軸と一致するよ
うな向きとし、且つ入射光に対して傾けて測定台上に配
置する。入射光は、入射側の領域に面する第1の光学面
30aでの常光反射光と、透過側の領域に面する第2の
光学面30bでの常光反射光が第1の光学面30aを透
過する光を、複屈折板から一定距離Lだけ離れた測定位
置で測定用テレビカメラ36で受光し、それらの分離距
離Sをテレビモニタ38上で測定する。この分離距離S
から平行複屈折板の両光学面の平行度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の光学デバイ
スに用いられる平行複屈折板の平行度を光学的に高精度
で測定する方法に関し、更に詳しく述べると、平行複屈
折板に対して斜め方向から測定用の偏光を入射し、両方
の光学面からの反射光の分離距離を測定して平行度を求
める方法に関するものである。この技術は、例えば偏波
無依存型光アイソレータで用いる偏波分散補償板や偏光
子板・検光子板などに用いる平板複屈折板の平行度測定
に有用である。
【0002】
【従来の技術】平行複屈折板は平行平板型の複屈折板で
あり、偏波無依存型光アイソレータで用いる偏波分散補
償板や偏光子板・検光子板などに用いられている。偏波
無依存型光アイソレータの例を図4のA,Bに示す。
【0003】例えば図4のAに示す例では、45度ファ
ラデー回転子10の前後に楔型複屈折板12,14を配
置し、偏波分散補償板16を介してレンズ18で集光す
る構成である。ここで用いる偏波分散補償板16は、図
5のAに示すように、その光学面16a(光軸に対して
垂直な面)に対して光学軸16xが平行になっている平
行複屈折板である。図示されている順方向の入射光は、
第1の楔型複屈折板12で屈折して常光と異常光に分離
し、それぞれファラデー回転子10を通って偏光面が4
5度回転し、第2の楔型複屈折板14を通ることで平行
光となり、レンズ18で集光する。両楔型複屈折板1
2,14において、常光と異常光とで分散(速度差)が
生じるため、それを補償するのが偏波分散補償板16で
ある。常光が偏波分散補償板16に入ると異常光とな
り、異常光が偏波分散補償板16に入ると常光になるた
め、両楔型複屈折板12,14での分散を相殺すること
ができる。
【0004】また図4のBに示す例では、45度ファラ
デー回転子20の前後に偏光子板22及び検光子板24
を配置し、レンズ28で集光する構成である。ここで用
いる偏光子板22は、図5のBに示すように、その光学
面22a(光軸に対して垂直な面)に対して光学軸22
xがある角度をなすような平行複屈折板である。検光子
板24の構造も同様である。順方向の入射光は、偏光子
板22で屈折して常光と異常光に分離し、それぞれファ
ラデー回転子20を通って偏光面が45度回転し、検光
子板24を通ることで平行光となり、レンズ28で集光
する。
【0005】光アイソレータでは、出射側での常光、異
常光が平行なほど、光ファイバに集光し易く、そのため
この平行度がアイソレータ特性に大きく関与する。スネ
ルの法則から分かるように、特に屈折率の高い複屈折板
に関しては、その平行度が出射光(常光)角度に大きく
関与してくる。そのため、アイソレータ特性を向上する
上では、平行複屈折板の平行度をできるだけ正確に(平
行からのずれ角度をできるだけ0度に)作製することが
重要である。しかし、現状の加工技術では、作製した全
ての平行複屈折板について、平行からのずれ角度を完全
に0度にすることは困難である。そのため、アイソレー
タ特性を満足しうる平行複屈折板の平行度規格値を予め
設定し、研磨加工した平行複屈折板の平行度を測定する
ことにより、平行度の合否判定を行い、良品のみを使用
するようにしている。
【0006】最も簡便な測定方法は、接触式厚み計で直
接寸法を読み取る方法である。これは、定盤上に被測定
物である平行複屈折板を載置し、光学面の上から接触子
を備えたマイクロメータを当てて異なる数点で高さを実
測し、水平距離と高さによりtanθから平行度を求める
方法である。しかし、この方法は、光学面に接触子が触
れるために傷を付ける恐れがあり好ましくない。
【0007】そこで、偏光を被測定物である平行複屈折
板に垂直に入射させ、この出射光の屈折角を読み取り、
スネルの法則から平行度を算出する光学式の測定方法が
採用されている。図3に示すように、被測定物である平
行複屈折板30の両光学面30a,30bの平行からの
ずれ角度をθ、透過光の屈折角をδ、常光の屈折率をn
とした時、それらの関係は、 δ= sin-1n・ sinθ−θ で表される。従って、この式に透過光の屈折角δと常光
の屈折率nを代入することで、平行からのずれ角度をθ
を求めることができる。実際には測定の便宜上、屈折角
δを直接測定するのではなく、出射側の測定位置におい
て、平行複屈折板が無い時の入射光の位置と平行複屈折
板を挿入した時の透過光の位置との分離距離を測定して
平行度を求めている。即ち、測定位置までの距離をL、
分離距離をsとすると、 s=L tanδ から透過光の屈折角δを求めている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の透過光
による平行度の測定では、十分満足できる測定精度が得
られない。その理由は、平行複屈折板が無い時の入射光
の位置と平行複屈折板を挿入した時の透過光の位置との
分離距離sは、平行複屈折板に要求されている平行度で
は非常に小さく、肉眼で測定できる限界値に近づいてい
ることによる。そのため、より高精度が要求される製品
については、精度を保証できなかった。そのため許容マ
ージンを大きくせねばならず、検査の歩留りが低下する
問題が生じていた。
【0009】本発明の目的は、平行複屈折板を傷つける
ことなく、その平行度を高精度で測定でき、検査時の許
容マージンを小さくできるために、製造の歩留りを向上
させることのできる方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、被測定物であ
る平行複屈折板に対して斜め方向から測定用の偏光を入
射し、入射側の領域に面する第1の光学面での反射光
と、透過側の領域に面する第2の光学面での反射光が前
記第1の光学面を透過する光との、前記複屈折板から一
定距離離れた位置での分離距離を測定し、その分離距離
を用いて両光学面の平行度を求めるようにした平行複屈
折板の平行度測定方法である。
【0011】ここで被測定物となる平行複屈折板は、光
アイソレータで用いる高い平行度が要求される偏波補償
板や偏光子板、検光子板などである。例えばルチル単結
晶などからなり、所定方向に光学軸をもち所定の厚さに
研磨された平行平板型構造である。
【0012】平行複屈折板に斜め方向から測定用の偏光
を入射させると、一部は第1の光学面で反射し、残りは
第1の光学面で屈折する。屈折した光のうち一部は第2
の光学面を透過するが、残りは反射して平行複屈折板中
を逆に戻る。その第2の光学面での反射光は前記第1の
光学面に達し、一部は反射するが残りは屈折透過して入
射側の領域に出射することになる。本発明では、入射側
の領域に戻る2光、即ち第1の光学面での反射光と、第
2の光学面での反射光が第1の光学面を透過した光を観
測する。これら2光のなす角度は、従来の透過光の屈折
角に比べて、原理的に大きくなる。そのため、計算は複
雑になるが、平行度を測定する上で、反射光角度による
測定精度は高くなる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明方法は、例えば図1に示す
ような測定装置で実施する。He−Neレーザ光源32
からのレーザ光を、グリッド状の偏光板34を通して測
定用の偏光(常光)とし、被測定物である平行複屈折板
30に入射させる。平行複屈折板30は、その偏光方向
の軸が偏光板34の偏光方向の軸と一致するような向き
とし、且つ入射光に対して傾けて測定台(図示せず)上
に配置する。設置する際の傾き角度は任意であるが、1
0度程度とする。入射光は、入射側の領域に面する第1
の光学面30aでの常光反射光と、透過側の領域に面す
る第2の光学面30bでの常光反射光が第1の光学面3
0aを透過する光を、前記複屈折板30から一定距離L
(例えば2m程度)離れた測定位置で測定用テレビカメ
ラ36で受光し、それらの分離距離Sを、テレビモニタ
38上で測定する。この分離距離Sから平行複屈折板3
0の両光学面30a,30bの平行度を求める。なお測
定用テレビカメラとテレビモニタに代えて、スクリーン
などに投射して分離距離を測定することも可能である。
【0014】被測定物である平行複屈折板30近傍での
光線を図2に示す。 α:第1の光学面への入射角 β:第1の光学面での常光屈折角 γ:第2の光学面での常光反射光の第1の光学面からの
出射角 θ:両光学面の平行からのずれ角度 L:被測定物と測定位置との距離 S:第1の光学面での反射光と、第2の光学面での反射
光が第1の光学面を透過する光との、測定位置での分離
距離 t:被測定物の厚さ n:常光屈折率 としたとき、 s=L( tanγ− tanα)+t〔 tanβ+ tan(β+2
θ)〕 但し、β= sin-1( sinα/n) γ= sin-1〔n sin( sin-1( sinα/n)+2θ)〕 なる関係式により、両光学面の平行からのずれ角度θを
計算する。
【0015】平行度(両光学面の平行からのずれ角度)
の測定に、入射角はあまり依存しない。通常、10度程
度で良好な結果が得られている。角度が小さすぎると反
射光が偏光子の近くに戻ってしまい、測定の妨げとなる
し、逆に、角度が大きすぎると測定用テレビカメラなど
を遠く離れた位置に設けねばならず、装置が大型化する
からである。被測定物(平行複屈折板)と測定位置との
距離Lを大きくとれば分離距離Sも大きくできるが、レ
ーザ光はコリメータレンズを用いても出射光は拡がりを
もち、前記距離Lを大きくとればスポットが拡がるた
め、分解能は上がらない。また装置も大型化する。この
ような観点から、前記距離Lは2m程度が好ましいので
ある。
【0016】
【実施例】既に平行度が正確に測定されている標準試料
(平行複屈折板)5枚を、本発明方法(反射法)と従来
方法(透過法)で測定した。本発明方法としては、図1
に示す構成の装置を用い、入射角αは10度、平行複屈
折板と測定位置との距離Lは2mに設定した(詳細は図
2に示す通りである)。従来方法も、標準試料と測定位
置との距離は2mに設定した。測定結果を表1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1から分かるように、本発明方法(反射
光測定方法)で測定した方が、従来方法(透過光測定方
法)に比べて測定精度が向上する。実際に、本発明の方
が3倍近くも高い分解能を持っていることが分かった。
具体的に数値をもって説明すると、光アイソレータで使
用する平行複屈折板では、現在のある規格では平行度
(平行からのずれ角度)が1′30″以内と規定されて
いる。従来方法では、その規格では分離距離が約1.5
mmであり、分解能が低いことを考慮すると、精密測定を
行う上では測定限界に近づいている。因に、良品に属す
る標準試料1について、本発明方法では良品と判定され
るが、従来方法では不良品と判定されてしまう。つま
り、従来方法は分解能が低いために、微妙な判定が困難
であり、検査の許容マージンを広くしなければならず、
良品も不良品と判定する場合が生じ、歩留りが低下す
る。
【0019】将来、より高性能の光アイソレータの開発
のためには、更に高精度での平行度測定が要求されつつ
あるが、従来方法ではもはや対応が困難である。それに
対して本発明方法では分解能が高く、分離距離を1.5
mmとすると0′30″程度となる。従って、そのレベル
までの平行度を精度よく測定できることになる。
【0020】
【発明の効果】本発明は上記のように、被測定物である
平行複屈折板での反射光を用いて測定する方法であるか
ら、平行複屈折板の平行度を測定の分解能が向上し、高
精度で且つ迅速簡便に測定できるようになり、平行複屈
折板製品の信頼性が向上する。また検査工程での許容マ
ージンも従来に比べて小さくでき、救済される製品量も
増え、歩留りが約5%程度向上する。その結果、本発明
方法で検査した平行複屈折板を使用することにより、光
アイソレータとしての信頼性も向上し、より高性能の光
アイソレータの製作にも貢献しうることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一実施例を示す概略図。
【図2】その反射光測定法の説明図。
【図3】従来の透過光測定法の説明図。
【図4】偏波無依存型光アイソレータの説明図。
【図5】それに用いる平行複屈折板の説明図。
【符号の説明】
30 平行複屈折板 30a 第1の光学面 30b 第2の光学面 32 レーザ光源 34 偏光子 36 測定用テレビカメラ 38 テレビモニタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定物である平行複屈折板に対して斜
    め方向から測定用の偏光を入射し、入射側の領域に面す
    る第1の光学面での反射光と、透過側の領域に面する第
    2光学面での反射光が前記第1の光学面を透過する光と
    の、前記複屈折板から一定距離離れた位置での分離距離
    を測定し、その分離距離を用いて両光学面の平行度を求
    めることを特徴とする平行複屈折板の平行度測定方法。
  2. 【請求項2】 レーザ光源からのレーザ光を偏光板を通
    して測定用の常光とし、該偏光板の偏光方向の軸と偏光
    方向の軸が一致するように被測定物である平行複屈折板
    を傾けて設置して前記常光を入射させ、入射側の領域に
    面する第1の光学面での常光反射光と、透過側の領域に
    面する第2の光学面での常光反射光が前記第1の光学面
    を透過する光との、前記複屈折板から一定距離離れた測
    定位置での分離距離を、測定位置に設置した測定用カメ
    ラを用いて測定し、その分離距離から両光学面の平行度
    を求めることを特徴とする平行複屈折板の平行度測定方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の方法において、 α:第1の光学面への入射角 β:第1の光学面での常光屈折角 γ:第2の光学面での常光反射光の第1の光学面からの
    出射角 θ:両光学面の平行からのずれ角度 L:被測定物と測定位置との距離 S:第1の光学面での反射光と、第2の光学面での反射
    光が第1の光学面を透過する光との、測定位置での分離
    距離 t:被測定物の厚さ n:常光屈折率 としたとき、 S=L( tanγ− tanα)+t〔 tanβ+ tan(β+2
    θ)〕 但し、β= sin-1( sinα/n) γ= sin-1〔n sin( sin-1( sinα/n)+2θ)〕 なる関係式により、両光学面の平行からのずれ角度θを
    計算する平行複屈折板の平行度測定方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000121340A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Miyota Kk 面傾斜角度測定機
WO2009091160A2 (ko) * 2008-01-17 2009-07-23 Umedical Co., Ltd. 측정시스템이 내장된 후두내시경
CN106895798A (zh) * 2016-12-27 2017-06-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光栅平行性检测装置
CN112710255A (zh) * 2019-10-25 2021-04-27 欧菲影像技术(广州)有限公司 平行度检测治具及平行度的调整方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000121340A (ja) * 1998-10-20 2000-04-28 Miyota Kk 面傾斜角度測定機
WO2009091160A2 (ko) * 2008-01-17 2009-07-23 Umedical Co., Ltd. 측정시스템이 내장된 후두내시경
WO2009091160A3 (ko) * 2008-01-17 2009-10-22 유메디칼 주식회사 측정시스템이 내장된 후두내시경
KR200447267Y1 (ko) 2008-01-17 2010-01-13 유메디칼 주식회사 측정시스템이 내장된 후두내시경
CN106895798A (zh) * 2016-12-27 2017-06-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光栅平行性检测装置
CN106895798B (zh) * 2016-12-27 2019-03-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种光栅平行性检测装置
CN112710255A (zh) * 2019-10-25 2021-04-27 欧菲影像技术(广州)有限公司 平行度检测治具及平行度的调整方法

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