JPH10293065A - 偏光特性分布計測装置 - Google Patents
偏光特性分布計測装置Info
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- JPH10293065A JPH10293065A JP9101997A JP10199797A JPH10293065A JP H10293065 A JPH10293065 A JP H10293065A JP 9101997 A JP9101997 A JP 9101997A JP 10199797 A JP10199797 A JP 10199797A JP H10293065 A JPH10293065 A JP H10293065A
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Abstract
時間で正確に計測できるようにする偏光特性分布計測装
置を得る。 【解決手段】 偏光特性分布計測装置10を、計測すべ
き光線束Lを入射させ、その光線束Lに特定の位相差を
与える波長板3、該波長板3から出射した光の特定方向
の直線偏光を抽出する検光子4、検光子4から出射した
光を受光する2次元配列した受光素子7、及び受光素子
7からの出力信号に基づいて偏光特性分布を算出する演
算回路8から構成する。
Description
光状態の2次元的分布を計測する偏光特性分布計測装置
に関する。
し性能は、ディスクに入射させる光線束の偏光特性の分
布の影響を受ける。そのため、光ピックアップの評価法
の一つとして、ディスクに入射させる光線束の偏光特性
を測定することがなされている。
ては、図4に示したように、ピンホール2hを有する遮
蔽板2を用いて、光源1からの計測すべき光線束Lの一
部をピンホール2hから取り出し、これを4分の1波長
板3及びグラントムソンプリズム(Glan-Thompson pris
m)4に順次入射させ、グラントムソンプリズム4を出
射した光を受光部5で受光し、その光強度測定を光パワ
ーメータ6で行うことがなされている。
として、光源からの光線束を4分の1波長板及びグラン
トムソンプリズムに順次入射させ、これを試料及び光周
波数変調器に入射させ、これからの射出光の強度をフォ
トダイオードで検出し、偏光特性を計測する装置が提案
されている(特開平8−128946号公報)。
光線束の偏光特性分布を正確に得るには、計測したい光
線束全体について偏光特性の分布を測定する必要があ
る。
性の計測装置では、光源1からの測定すべき光線束Lの
うち実際に計測に使用されるのは、ピンホール2hを透
過ししたごく一部の光線束であり、この場合に光源1か
らの光線束Lの大部分は遮蔽板2で遮断されることとな
る。このため、この計測装置を用いて実際に光源1から
の光線束Lを計測する場合には、ピンホール2hを有す
る遮蔽板2の位置をずらして光源1からの光線束Lの中
心、周辺、そしてその間の幾つかのポイントを測定し、
この測定した各ポイントの間は滑らかに偏光状態が変化
すると仮定して簡易的に偏光特性分布を計測することが
なされている。
ントが少ない為に計測結果の正確を期することができな
い。これに対し、計測結果の正確さを向上させるために
は計測ポイントを増やすことが考えられるが、光線束全
体をくまなく計測することは、作業時間を考えると実際
上不可能である。
報に記載の装置によっても1ポイント又は光線束全体と
しての偏光特性を計測できるにすぎず、光線束の中でど
のように偏光特性が分布しているかを計測することはで
きない。
線束全体の偏光特性分布を、短時間で正確に計測できる
ようにする偏光特性分布計測装置を提供することを目的
としている。
達成するため、計測すべき光線束を入射させ、その光線
束に特定の位相差を与える波長板、該波長板から出射し
た光の特定方向の直線偏光を抽出する検光子、検光子か
ら出射した光を受光する2次元配列した受光素子、及び
受光素子からの出力信号に基づいて偏光特性分布を算出
する演算回路からなることを特徴とする偏光特性分布計
測装置を提供する。
分の1波長板を使用し、検光子として、グラントムソン
プリズムを使用し、受光素子として固体撮像素子を使用
する態様を提供する。
べき光線束は、4分の1波長板等の特定の位相差を与え
る波長板、および直線偏光を抽出する検光子を透過し、
受光素子に入射する。そして、この受光素子からの出力
信号に基づいて演算回路にて信号処理を行い、偏光特性
分布を計測する。ここで、受光素子は2次元配列してお
り、演算回路はこの2次元配列した受光素子からの出力
信号に基づいて偏光特性を算出するので、この装置によ
れば、光線束の一部の偏光特性や、光線束全体の平均的
な偏光特性ではなく、光線束全体における偏光特性の分
布を正確に計測することが可能となり、且つそのような
計測を短時間で行うことが可能となる。
図を参照しつつ、詳細に説明する。
計測装置10の全体構成を表わしており、光源1から射
出された光線束Lを計測する場合を表している。図示し
たように、この装置10では、4分の1波長板3、グラ
ントムソンプリズム4、及び2次元配列した固体撮像素
子(以降CCD)7が順次配されている。ここで、4分
の1波長板3は任意に着脱できるように取り付けられて
いる。また、この装置10においては、CCD7からの
出力信号が演算回路8に入力され、演算回路8での算出
結果がコンピュータ9に出力され、光線束Lの偏光特性
分布(即ち、光線束Lにおける偏光の方位角および楕円
率の分布)が数値化された強度分布情報として得られる
ようになっている。
計測することはできない。そこで、上記演算回路8で
は、2次元配列したCCD7からの出力信号に基づいて
ストークスパラメータを求め、偏光の方位角と楕円率と
を求める。
述べる。
1からの光線束Lの光軸上に、グラントムソンプリズム
4及びCCD7を設ける。このグラントムソンプリズム
4は、1軸性結晶により構成されているので光学軸を持
ち、直線偏光成分しか透過させない。そこで、グラント
ムソンプリズム4を透過する偏光の方向を方位角の基準
とする。
射する光線束Lの偏光状態が図2(1)に示したよう
に、方位角に対して45度の角度を有するとき、グラン
トムソンプリズム4の方位角0度での出射光をCCD7
で受光し、その光強度分布を数値化し、座標に対応させ
た値Ixとして計測する(図2(2))。また、グラン
トムソンプリズム4の方位角90度での出射光の光強度
分布を数値化し、座標に対応させた値Iyとして計測し
(図2(3))、さらにグラントムソンプリズム4の方
位角45度での出射光の光強度分布も数値化し、座標に
対応させた値I45として計測する(図2(4))。
を45度にしたままで、光源1とグラントムソンプリズ
ム4の間に4分の1波長板3を挿入する。すると、4分
の1波長板3からの出射光の偏光は、その4分の1波長
板3の進相軸が方位角0度のとき、図2(5)のように
円偏光となる。この4分の1波長板3からの出射光がさ
らにグラントムソンプリズム4の方位角45度を透過し
た後の光強度分布を数値化し、座標に対応させた値Iq4
5として計測する。
90度での偏光は図2(6)のようになり、これがさら
にグラントムソンプリズム4の方位角45度を透過した
後の光強度分布を数値化し、座標に対応させた値Iq'45
として計測する。
意座標において
表す)とすると、
×cosδ) であるから、ストークスパラメータは次式で求まる。
をΔ、4分の1波長板3の進相軸の方位をθとすると、
上記の方法で求まるストークスパラメータS3は、
も、S3の値に大きな変化はない。また、上述のように
計測する偏光の方位角を45度方向にすれば、すべての
計測する透過光強度が大きな値となるので、迷光の影響
を小さくすることができる。
(S0、S1、S2、S3)から、光源1の偏光特性分布で
ある偏光の方位角と楕円率とは、次のようにして求める
ことができる。
位相差δを求める。
式は、
ぞれl、mとしたとき、
す。
れたIx、Iy、I45、Iq45、Iq'45を上記式1から
式8に導入することでCCD7上の各座標における方位
角と楕円率を導くことができる。さらに計算により得ら
れた各座標における方位角と楕円率から、XY軸にCC
D7上の座標をとり、Z軸に方位角もしくは楕円率をと
った3次元グラフを表示させることにより、偏光特性分
布を非常にわかり易く確認することができる。図3は、
こうして表した3次元表示の例である。
は各座標ごとの計算を行なっているが、この偏光特性分
布の導出方法によると、計測による誤差(ムラ)がその
まま偏光特性分布の3次元表示に現れるため、得られる
3次元表示は荒れた分布グラフになる可能性がある。
囲(例えば、周囲5画素の範囲)で光強度を積算し、平
均を取った値をその座標における光強度とする。これに
より各座標における方位角と楕円率を求めると計測によ
る誤差(ムラ)が目立たなくなり、グラフが滑らかにな
る。なお、このように一つの画素における光強度の計測
値として、当該画素とその周囲の画素を含む範囲での平
均値を求めるにあたり、使用する周囲の画素の数は、計
測時の誤差の状況により適宜選択することができる。
態をとることができる。例えば、上述の例では、波長板
として4分の1波長板を用いているが、計測すべき光線
束に特定の位相差を与えることができる波長板であれば
よく、例えば、フレネルロム、バビネ・ソレイユ板等も
使用することができる。
直線偏光を得られるので、本発明で用いる検光子として
好ましいが、この他検光子としては、ニコルプリズム等
も使用することができる。
撮像素子等も使用することができる。
子を用いて、計測すべき光線束の偏光特性分布を計測す
るので、従前の偏光特性分布計測装置に比して偏光特性
分布の計測ポイントを非常に多くすることができる。し
たがって、計測すべき光線束の偏光特性分布をその光線
束全体に渡って検出できるようになる。よって、計測時
間を大幅に短縮し且つ計測結果の正確さを向上させるこ
とができる。
ある。
ムあるいは4分の1波長板を出射した光の偏光状態図で
ある。
次元表示の例である。
る。
ンプリズム、7…固体撮像素子(以降CCD)、 8…
演算回路、 9…コンピュータ、 10…偏光特性分布
計測装置
Claims (5)
- 【請求項1】 計測すべき光線束を入射させ、その光線
束に特定の位相差を与える波長板、該波長板から出射し
た光の特定方向の直線偏光を抽出する検光子、検光子か
ら出射した光を受光する2次元配列した受光素子、及び
受光素子からの出力信号に基づいて偏光特性分布を算出
する演算回路からなることを特徴とする偏光特性分布計
測装置。 - 【請求項2】 前記波長板として、4分の1波長板を用
いる請求項1記載の偏光特性分布計測装置。 - 【請求項3】 前記検光子として、グラントムソンプリ
ズムを用いる請求項1又は2記載の偏光特性分布計測装
置。 - 【請求項4】 前記受光素子として、固体撮像素子を用
いる請求項1〜3のいずれかに記載の偏光特性分布計測
装置。 - 【請求項5】 受光素子の2次元配列面内にYX軸をと
り、計測すべき光線束の偏光の方位角又は楕円率をZ軸
とすることにより偏光特性を3次元表示する請求項1〜
4のいずれかに記載の偏光特性分布計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9101997A JPH10293065A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 偏光特性分布計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9101997A JPH10293065A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 偏光特性分布計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10293065A true JPH10293065A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14315472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9101997A Pending JPH10293065A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 偏光特性分布計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10293065A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013167652A (ja) * | 2013-06-06 | 2013-08-29 | Nikon Corp | 評価装置 |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP9101997A patent/JPH10293065A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013167652A (ja) * | 2013-06-06 | 2013-08-29 | Nikon Corp | 評価装置 |
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