JPH10332355A - 干渉測定装置 - Google Patents
干渉測定装置Info
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- JPH10332355A JPH10332355A JP10142872A JP14287298A JPH10332355A JP H10332355 A JPH10332355 A JP H10332355A JP 10142872 A JP10142872 A JP 10142872A JP 14287298 A JP14287298 A JP 14287298A JP H10332355 A JPH10332355 A JP H10332355A
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定対象物の表面を干渉によって測定する際
に、干渉最大値を正確に検出可能な装置を提供するこ
と。 【解決手段】 第１の部分ビームのビーム路および／ま
たは第２の部分ビームのビーム路に装置が設けられ、該
装置は、２つの干渉する部分ビームの間の周波数シフト
を発生し、干渉したビームのビーム路上で、フォト検出
器の前にビーム分割装置が設けられており、該ビーム分
割装置によって、ビームは、少なくとも２つのスペクト
ル部分に分光され、直接または別のエレメントを介し
て、フォト検出装置の、前記スペクトル部分に設けられ
たフォト検出器に入射する装置を構成する。
に、干渉最大値を正確に検出可能な装置を提供するこ
と。 【解決手段】 第１の部分ビームのビーム路および／ま
たは第２の部分ビームのビーム路に装置が設けられ、該
装置は、２つの干渉する部分ビームの間の周波数シフト
を発生し、干渉したビームのビーム路上で、フォト検出
器の前にビーム分割装置が設けられており、該ビーム分
割装置によって、ビームは、少なくとも２つのスペクト
ル部分に分光され、直接または別のエレメントを介し
て、フォト検出装置の、前記スペクトル部分に設けられ
たフォト検出器に入射する装置を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物の粗い
表面における形状測定のための干渉測定装置に関する。
本発明による測定装置は、ビーム発生ユニットと、ビー
ムスプリッタと、重畳エレメントと、フォト検出装置と
を有し、前記ビーム発生装置は、短コヒーレントな、異
なるスペクトル部分を有するビームを発生し、前記ビー
ムスプリッタは、第１と第２の部分ビームを形成し、２
つの部分ビームのうちの１つは測定する表面に、もう１
つは周期的に光路を変化させるために、反射エレメント
を有する装置に向けられ、前記重畳エレメントにおいて
表面と装置とから入射したビームが干渉させられ、前記
フォト検出装置が干渉したビームを受け取り、電気的信
号を評価回路に導電する。
表面における形状測定のための干渉測定装置に関する。
本発明による測定装置は、ビーム発生ユニットと、ビー
ムスプリッタと、重畳エレメントと、フォト検出装置と
を有し、前記ビーム発生装置は、短コヒーレントな、異
なるスペクトル部分を有するビームを発生し、前記ビー
ムスプリッタは、第１と第２の部分ビームを形成し、２
つの部分ビームのうちの１つは測定する表面に、もう１
つは周期的に光路を変化させるために、反射エレメント
を有する装置に向けられ、前記重畳エレメントにおいて
表面と装置とから入射したビームが干渉させられ、前記
フォト検出装置が干渉したビームを受け取り、電気的信
号を評価回路に導電する。
【０００２】
【従来の技術】このような干渉測定装置は、１９９２年
３月１日のT.Dresel，G. Haesler，H.Venzkeによる公開
文献“Three-Dimensional sensing of rough surfaces
by coherence radar”，App. Opt.，Vol. 3，No.7から
公知である。この公開文献では、短コヒーレントなビー
ム源とピエゾ作動の鏡を有する、粗い表面において形状
測定するための干渉計が提案されている。この測定装置
では、測定対象物から反射した、ビーム波の形態の第１
の部分ビームが、基準波の形態の第２の部分ビームと重
畳される。２つのビーム波は光学的な経路差が０の場合
に、干渉コントラストが最大となるように、ひじょうに
短いコヒーレント長（数μｍ）を有している。基準波の
光路を変化させるために、ピエゾ作動の形態の反射エレ
メントが設けられている。ピエゾ作動の鏡の位置を干渉
最大値の発生時間と比較することによって、測定対象物
の距離が求められるが、干渉最大値の検出を正確に行う
ことは容易ではない。
３月１日のT.Dresel，G. Haesler，H.Venzkeによる公開
文献“Three-Dimensional sensing of rough surfaces
by coherence radar”，App. Opt.，Vol. 3，No.7から
公知である。この公開文献では、短コヒーレントなビー
ム源とピエゾ作動の鏡を有する、粗い表面において形状
測定するための干渉計が提案されている。この測定装置
では、測定対象物から反射した、ビーム波の形態の第１
の部分ビームが、基準波の形態の第２の部分ビームと重
畳される。２つのビーム波は光学的な経路差が０の場合
に、干渉コントラストが最大となるように、ひじょうに
短いコヒーレント長（数μｍ）を有している。基準波の
光路を変化させるために、ピエゾ作動の形態の反射エレ
メントが設けられている。ピエゾ作動の鏡の位置を干渉
最大値の発生時間と比較することによって、測定対象物
の距離が求められるが、干渉最大値の検出を正確に行う
ことは容易ではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冒頭に述べ
た干渉測定装置において、測定精度の高い装置を提供す
ることを課題とする。
た干渉測定装置において、測定精度の高い装置を提供す
ることを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１の
特徴によって解決される。本発明では装置はつぎのよう
に構成されている。第１の部分ビームのビーム路および
／または第２の部分ビームのビーム路上に、２つの干渉
する部分ビームの間に周波数シフトを生じさせる装置が
設けられており、干渉光のビーム路上のフォト検出装置
の前にビーム分割装置が設けられている。この分割装置
によってビームは、少なくとも２つのスペクトル部分に
分光され、直接または別の部品を介して、フォト検出装
置の前記部分に設けられたフォト検出器に導かれる。
特徴によって解決される。本発明では装置はつぎのよう
に構成されている。第１の部分ビームのビーム路および
／または第２の部分ビームのビーム路上に、２つの干渉
する部分ビームの間に周波数シフトを生じさせる装置が
設けられており、干渉光のビーム路上のフォト検出装置
の前にビーム分割装置が設けられている。この分割装置
によってビームは、少なくとも２つのスペクトル部分に
分光され、直接または別の部品を介して、フォト検出装
置の前記部分に設けられたフォト検出器に導かれる。
【０００５】２つの干渉する部分ビームの周波数シフト
を使用すると、ヘテロダイン干渉法による評価と、ひい
ては簡単で改善された干渉最大値の検出が可能となる。
（ヘテロダイン干渉の方法に関しては相応する関連文献
を参照されたい。）ビーム分割装置で干渉光を分光する
ことによって各々のスペクトル部分に対して、最小位相
差が、ヘテロダイン干渉法により評価回路で測定可能と
なる。ヘテロダイン干渉法によれば位相差はゼロ通過に
もとづいてひじょうに正確に検出することが可能なた
め、評価回路を使えば干渉最大値の正確な検出を行うこ
とも可能である。この干渉最大値は、評価にもとづく高
周波数の信号部分の包絡線を形成している。これによっ
て最小位相差と、比較的平らな干渉最大値との間の正確
な変換が達成できる。
を使用すると、ヘテロダイン干渉法による評価と、ひい
ては簡単で改善された干渉最大値の検出が可能となる。
（ヘテロダイン干渉の方法に関しては相応する関連文献
を参照されたい。）ビーム分割装置で干渉光を分光する
ことによって各々のスペクトル部分に対して、最小位相
差が、ヘテロダイン干渉法により評価回路で測定可能と
なる。ヘテロダイン干渉法によれば位相差はゼロ通過に
もとづいてひじょうに正確に検出することが可能なた
め、評価回路を使えば干渉最大値の正確な検出を行うこ
とも可能である。この干渉最大値は、評価にもとづく高
周波数の信号部分の包絡線を形成している。これによっ
て最小位相差と、比較的平らな干渉最大値との間の正確
な変換が達成できる。
【０００６】スペクトル部分の光または種々異なる波長
の光からヘテロダイン信号を得るためには、ビーム分割
装置はスペクトルプリズムとする。
の光からヘテロダイン信号を得るためには、ビーム分割
装置はスペクトルプリズムとする。
【０００７】種々異なるスペクトル部分を得るための別
の有利な形態では、ビーム発生ユニットの種々異なるビ
ーム源から入射する種々異なるスペクトル部分を、それ
ぞれ偏光し、ビーム分割装置を偏光ビームスプリッタと
する。少なくとも２つのビーム源によって、フォト検出
器に対する高い輝度が得られ、ひいてはよりよい評価が
得られる。
の有利な形態では、ビーム発生ユニットの種々異なるビ
ーム源から入射する種々異なるスペクトル部分を、それ
ぞれ偏光し、ビーム分割装置を偏光ビームスプリッタと
する。少なくとも２つのビーム源によって、フォト検出
器に対する高い輝度が得られ、ひいてはよりよい評価が
得られる。
【０００８】評価回路を使用して干渉したビームの最小
位相差を種々異なるスペクトル部分に対してヘテロダイ
ン干渉法で評価することが可能であり、干渉最大値に変
換することが可能となる。これにより干渉最大値測定の
精度が向上する。測定装置の構成は、周波数シフト装置
を、変調器駆動装置によって偏向される音響光学変調器
で構成することによって単純化される。この変調器は、
第１の部分ビームのビーム路上に、第１のビームスプリ
ッタと測定対象物との間に設けられる。
位相差を種々異なるスペクトル部分に対してヘテロダイ
ン干渉法で評価することが可能であり、干渉最大値に変
換することが可能となる。これにより干渉最大値測定の
精度が向上する。測定装置の構成は、周波数シフト装置
を、変調器駆動装置によって偏向される音響光学変調器
で構成することによって単純化される。この変調器は、
第１の部分ビームのビーム路上に、第１のビームスプリ
ッタと測定対象物との間に設けられる。
【０００９】光路変更装置は、第２の部分ビームのビー
ム路上にこの光路を変更するために設けられた、少なく
とも２つの音響光学偏向器を備えた音響光学偏向装置
と、その後段に固定して設けられた反射エレメントとを
有するように設けられており、またこの偏向器が周波数
変調で制御され、補正格子を介して入射した第２の部分
ビームならびに反射エレメントに関して、補正格子を介
して再び重畳エレメントへと導かれた第２の部分ビーム
が、偏向器における偏向によって光路が変わるように設
けられているために、機械的に移動する反射エレメント
を省略することが可能となり、簡単な評価がより高い評
価精度で可能となる。光路はひじょうに正確に測定する
ことができ、干渉最大値に変換することができる。
ム路上にこの光路を変更するために設けられた、少なく
とも２つの音響光学偏向器を備えた音響光学偏向装置
と、その後段に固定して設けられた反射エレメントとを
有するように設けられており、またこの偏向器が周波数
変調で制御され、補正格子を介して入射した第２の部分
ビームならびに反射エレメントに関して、補正格子を介
して再び重畳エレメントへと導かれた第２の部分ビーム
が、偏向器における偏向によって光路が変わるように設
けられているために、機械的に移動する反射エレメント
を省略することが可能となり、簡単な評価がより高い評
価精度で可能となる。光路はひじょうに正確に測定する
ことができ、干渉最大値に変換することができる。
【００１０】第２の部分ビームが周波数シフトするため
に、２つの偏向器をわずかに相異する搬送周波数で、２
つの偏向器駆動器によって制御する手段によって、ヘテ
ロダイン周波数の発生のための付加的な音響光学変調器
を省略することができる。ヘテロダイン周波数の形成の
ためにはむしろ既に設けられた、光路変更にも使用され
る音響光学偏向器が効果的に使用されている。例えば数
１０ＭＨｚの搬送周波数の、変調周波数においては、搬
送周波数間のこのわずかな周波数シフトは０．５ＭＨｚ
とすることもできる。偏向器駆動器は、単一の偏向器駆
動ユニットの２つの駆動段階によって構成されてもよ
い。
に、２つの偏向器をわずかに相異する搬送周波数で、２
つの偏向器駆動器によって制御する手段によって、ヘテ
ロダイン周波数の発生のための付加的な音響光学変調器
を省略することができる。ヘテロダイン周波数の形成の
ためにはむしろ既に設けられた、光路変更にも使用され
る音響光学偏向器が効果的に使用されている。例えば数
１０ＭＨｚの搬送周波数の、変調周波数においては、搬
送周波数間のこのわずかな周波数シフトは０．５ＭＨｚ
とすることもできる。偏向器駆動器は、単一の偏向器駆
動ユニットの２つの駆動段階によって構成されてもよ
い。
【００１１】搬送周波数の変調周波数を発生するために
は、簡単な構成に対しては共通の制御ユニットを設け、
この制御ユニットに２つの偏向器駆動器を接続してもよ
い。精度の高い評価に対する簡単な構成では、第１の偏
向器が、入射する部分ビームを周波数に依存して時間変
化する角度だけ偏向し、第２の偏向器が、この偏向を元
にもどし、第２の部分ビームが第１の偏向器に関する入
射方向で再び平行に走行するようになっている。また反
射エレメントは回折格子で形成され、この回折格子は、
第２の偏向器から出射した第２の部分ビームに関して斜
めに配向され、第２の部分ビームを入射方向に導くよう
になっている。
は、簡単な構成に対しては共通の制御ユニットを設け、
この制御ユニットに２つの偏向器駆動器を接続してもよ
い。精度の高い評価に対する簡単な構成では、第１の偏
向器が、入射する部分ビームを周波数に依存して時間変
化する角度だけ偏向し、第２の偏向器が、この偏向を元
にもどし、第２の部分ビームが第１の偏向器に関する入
射方向で再び平行に走行するようになっている。また反
射エレメントは回折格子で形成され、この回折格子は、
第２の偏向器から出射した第２の部分ビームに関して斜
めに配向され、第２の部分ビームを入射方向に導くよう
になっている。
【００１２】信号処理と評価に対する有利な構成では、
配向ユニットを備えた制御ユニットは評価回路に統合さ
れる。また搬送周波数の変調周波数についての情報は、
評価回路に供給され、評価回路ではこの情報と、フォト
検出器の信号にもとづき、測定対象物の測定点までの距
離が測定されるようになっている。
配向ユニットを備えた制御ユニットは評価回路に統合さ
れる。また搬送周波数の変調周波数についての情報は、
評価回路に供給され、評価回路ではこの情報と、フォト
検出器の信号にもとづき、測定対象物の測定点までの距
離が測定されるようになっている。
【００１３】有利な実施例では、ビーム発生ユニットと
第１のビームスプリッタとの間にコリメータが設けら
れ、このビームスプリッタと測定対象物との間にフォー
カシングレンズが設けられ、第１のビームスプリッタと
補正格子との間に反射鏡が設けられる。
第１のビームスプリッタとの間にコリメータが設けら
れ、このビームスプリッタと測定対象物との間にフォー
カシングレンズが設けられ、第１のビームスプリッタと
補正格子との間に反射鏡が設けられる。
【００１４】
【実施例】本発明を以下、図を参照し実施例にもとづき
詳しく説明する。
詳しく説明する。
【００１５】図１は、測定対象物７における形状測定の
ための干渉測定装置を示す。ビーム発生ユニット１は短
コヒーレントなビーム源を有しており、このビーム源の
後段にはコリメータ２が接続されている。コリメートさ
れたビームは、第１のビームスプリッタＳＴ１において
それぞれ第１または第２の部分ビーム３または部分ビー
ム４に分割される。第１の部分ビーム３はフォーカシン
グレンズ６を介して測定対象物７の表面に配向される。
反射後第１のビームは、第１のビームスプリッタＳＴ１
に再び到達する。
ための干渉測定装置を示す。ビーム発生ユニット１は短
コヒーレントなビーム源を有しており、このビーム源の
後段にはコリメータ２が接続されている。コリメートさ
れたビームは、第１のビームスプリッタＳＴ１において
それぞれ第１または第２の部分ビーム３または部分ビー
ム４に分割される。第１の部分ビーム３はフォーカシン
グレンズ６を介して測定対象物７の表面に配向される。
反射後第１のビームは、第１のビームスプリッタＳＴ１
に再び到達する。
【００１６】第１のビームスプリッタＳＴ１で分割され
た第２の部分ビーム４は、反射鏡ＳＰで補正格子５に配
向され、そこから並んで設けられた音響光学偏向器８，
９に導かれる。偏向器８，９は、偏向器８，９に配属さ
れた偏向器駆動器１２．１，１２．２を有する駆動ユニ
ット１２により制御される。他方この偏向器駆動器１
２．１，１２．２は共通の、制御および評価回路１３に
よって作動させられる。周波数変調によって第２の部分
ビーム４の偏向角は、第１の音響光学偏向器８内で角度
αだけ変化させられる。引き続き第２の音響光学偏向器
９内で、第２の部分ビームは、第１の音響光学偏向器８
への入射方向に再び偏向される。このようにして第２の
音響光学偏向器９から出た第２の部分ビーム４の平行移
動が行われる。この部分ビーム４は引き続き反射型回折
格子の形態の反射エレメントに照射される。回折格子１
０はつぎのように所定の角度で傾けられており、例えば
ブレーズ処理でつぎのように構成されている。反射回折
された第２の部分ビーム４は、平行移動とは無関係に、
第１のビームスプリッタＳＴ１を有する干渉装置へと、
光学的に回折格子１０に平行に配向された補正格子５と
反射鏡ＳＰを介して再び導かれる。そして同時に重畳エ
レメントとしても使用されるビームスプリッタＳＴ１に
おいて、測定対象物７から入射した第１の部分ビーム３
と重畳され、干渉する。２つの部分ビーム３と４が同じ
光学的な距離を走行する場合に、干渉コントラストは最
大に達する。
た第２の部分ビーム４は、反射鏡ＳＰで補正格子５に配
向され、そこから並んで設けられた音響光学偏向器８，
９に導かれる。偏向器８，９は、偏向器８，９に配属さ
れた偏向器駆動器１２．１，１２．２を有する駆動ユニ
ット１２により制御される。他方この偏向器駆動器１
２．１，１２．２は共通の、制御および評価回路１３に
よって作動させられる。周波数変調によって第２の部分
ビーム４の偏向角は、第１の音響光学偏向器８内で角度
αだけ変化させられる。引き続き第２の音響光学偏向器
９内で、第２の部分ビームは、第１の音響光学偏向器８
への入射方向に再び偏向される。このようにして第２の
音響光学偏向器９から出た第２の部分ビーム４の平行移
動が行われる。この部分ビーム４は引き続き反射型回折
格子の形態の反射エレメントに照射される。回折格子１
０はつぎのように所定の角度で傾けられており、例えば
ブレーズ処理でつぎのように構成されている。反射回折
された第２の部分ビーム４は、平行移動とは無関係に、
第１のビームスプリッタＳＴ１を有する干渉装置へと、
光学的に回折格子１０に平行に配向された補正格子５と
反射鏡ＳＰを介して再び導かれる。そして同時に重畳エ
レメントとしても使用されるビームスプリッタＳＴ１に
おいて、測定対象物７から入射した第１の部分ビーム３
と重畳され、干渉する。２つの部分ビーム３と４が同じ
光学的な距離を走行する場合に、干渉コントラストは最
大に達する。
【００１７】干渉したビームは、第１の部分ビームスプ
リッタＳＴ１からスペクトルプリズム１４を通過して、
このスペクトルプリズムによりスペクトル部分ａ，ｂ，
ｃ，ｄに分光され、それぞれのスペクトル部分に設けら
れたフォト検出器１１．１，１１．２，１１．３，１
１．４に配向される。フォト検出器の電気信号は、干渉
最大値を求めるために、制御および評価回路に導電され
る。
リッタＳＴ１からスペクトルプリズム１４を通過して、
このスペクトルプリズムによりスペクトル部分ａ，ｂ，
ｃ，ｄに分光され、それぞれのスペクトル部分に設けら
れたフォト検出器１１．１，１１．２，１１．３，１
１．４に配向される。フォト検出器の電気信号は、干渉
最大値を求めるために、制御および評価回路に導電され
る。
【００１８】２つの音響光学偏向器８，９は、第１の偏
向器８の偏向角が、第２の偏向器９で元に戻され、また
第２の部分ビーム４は平行にシフトし、斜めに設けられ
た反射回折格子１０へと配向するように設けられてい
る。このため第２の部分ビーム４の光路または光学的な
距離（所要時間）は変調される。２つの部分ビーム３，
４の光学的な経路の差がゼロの場合には、スペクトル部
分ａ，ｂ，ｃ，ｄに設けられたフォト検出器１１．１，
１１．２，１１．３，１１．４にも干渉最大値が現れ
る。フォト検出器１１．１，１１．２，１１．３，１
１．４の干渉最大値または信号最大値の時点と、駆動ユ
ニット１２の瞬時の周波数とを制御および評価回路１３
で比較することによって測定対象物への距離が求められ
る。
向器８の偏向角が、第２の偏向器９で元に戻され、また
第２の部分ビーム４は平行にシフトし、斜めに設けられ
た反射回折格子１０へと配向するように設けられてい
る。このため第２の部分ビーム４の光路または光学的な
距離（所要時間）は変調される。２つの部分ビーム３，
４の光学的な経路の差がゼロの場合には、スペクトル部
分ａ，ｂ，ｃ，ｄに設けられたフォト検出器１１．１，
１１．２，１１．３，１１．４にも干渉最大値が現れ
る。フォト検出器１１．１，１１．２，１１．３，１
１．４の干渉最大値または信号最大値の時点と、駆動ユ
ニット１２の瞬時の周波数とを制御および評価回路１３
で比較することによって測定対象物への距離が求められ
る。
【００１９】ヘテロダイン干渉法による評価を行うため
に、２つの音響光学偏向器８，９は、２つの偏向器駆動
器１２．１と１２．２のわずかに異なる搬送周波数によ
り制御される。ここで周波数差は、例えば数１０ＭＨｚ
の搬送周波数の場合には、０．５ＭＨｚとなる。これに
より第２の部分ビームは、搬送波周波数差の２倍に相応
する周波数シフト、例えば１ＭＨｚを有する。搬送周波
数は、制御および評価回路１３の形態の共通の制御ユニ
ットで変調される。これによって、第２の部分ビーム４
の光路の変調が行われる。ヘテロダイン干渉信号の最大
値の時間と、例えば制御ユニットの瞬時周波数を比較す
ることによって、測定対象物７までの距離が求められ
る。
に、２つの音響光学偏向器８，９は、２つの偏向器駆動
器１２．１と１２．２のわずかに異なる搬送周波数によ
り制御される。ここで周波数差は、例えば数１０ＭＨｚ
の搬送周波数の場合には、０．５ＭＨｚとなる。これに
より第２の部分ビームは、搬送波周波数差の２倍に相応
する周波数シフト、例えば１ＭＨｚを有する。搬送周波
数は、制御および評価回路１３の形態の共通の制御ユニ
ットで変調される。これによって、第２の部分ビーム４
の光路の変調が行われる。ヘテロダイン干渉信号の最大
値の時間と、例えば制御ユニットの瞬時周波数を比較す
ることによって、測定対象物７までの距離が求められ
る。
【００２０】制御および評価回路１３でのヘテロダイン
干渉法による評価は、それ自体公知のように、最小位相
差の検出にもとづいている。最小位相差の検出は、種々
異なるスペクトル部分ａ，ｂ，ｃ，ｄに対して行われ、
ヘテロダイン信号の最小位相差が、２つの部分ビーム３
と４との間の光学的な経路の距離の差ゼロを求めるため
に使用される。ヘテロダイン信号の最小位相差は概略的
な干渉最大値に変換され、これにより干渉最大値が、直
接求めるよりも実質的に正確に求めることができる。干
渉最大値は通常は比較的平らに推移するからである。
干渉法による評価は、それ自体公知のように、最小位相
差の検出にもとづいている。最小位相差の検出は、種々
異なるスペクトル部分ａ，ｂ，ｃ，ｄに対して行われ、
ヘテロダイン信号の最小位相差が、２つの部分ビーム３
と４との間の光学的な経路の距離の差ゼロを求めるため
に使用される。ヘテロダイン信号の最小位相差は概略的
な干渉最大値に変換され、これにより干渉最大値が、直
接求めるよりも実質的に正確に求めることができる。干
渉最大値は通常は比較的平らに推移するからである。
【００２１】フォト検出器１１．１，１１．２，１１．
３，１１．４は、フォトダイオードアレイで形成され、
帯域幅の広い、短コヒーレントのビーム源１によりスペ
クトルプリズム１４を介して波長選択的にビームが照射
される。
３，１１．４は、フォトダイオードアレイで形成され、
帯域幅の広い、短コヒーレントのビーム源１によりスペ
クトルプリズム１４を介して波長選択的にビームが照射
される。
【００２２】図２に示した実施例では、ビーム発生ユニ
ット１とビーム分割装置が相異している。
ット１とビーム分割装置が相異している。
【００２３】ビーム発生ユニット１には例えば２つのビ
ーム源１．１，１．２がある。ビーム源１．１は、必要
な短コヒーレント長を有する。ビーム源１．２は長いコ
ヒーレント長であってもよく、ビーム源１．１の中間波
長とは異なる中間波長を有している。ビーム源１．１と
１．２のビームは、干渉による測定システムへの入り口
の前で、共軸なビームに合成される。ここでビーム源
１．２のビームは付加的な反射鏡ＳＰ３を介して、スペ
クトル部分ｂとして付加的なビームスプリッタＳＴ３に
導かれる。ビーム源１．１から到達したスペクトル部分
ａもまたビームスプリッタＳＴ３に導かれる。スペクト
ル部分ａ，ｂを有する共軸なビームは、第１の実施例と
同様にビームスプリッタＳＴ１に導かれる。このビーム
スプリッタＳＴ１は、第１の実施例に相応して２つの部
分ビーム３，４を形成する。２つの部分ビーム３，４の
光路上のエレメントの構成は図１の構成に相応する。
ーム源１．１，１．２がある。ビーム源１．１は、必要
な短コヒーレント長を有する。ビーム源１．２は長いコ
ヒーレント長であってもよく、ビーム源１．１の中間波
長とは異なる中間波長を有している。ビーム源１．１と
１．２のビームは、干渉による測定システムへの入り口
の前で、共軸なビームに合成される。ここでビーム源
１．２のビームは付加的な反射鏡ＳＰ３を介して、スペ
クトル部分ｂとして付加的なビームスプリッタＳＴ３に
導かれる。ビーム源１．１から到達したスペクトル部分
ａもまたビームスプリッタＳＴ３に導かれる。スペクト
ル部分ａ，ｂを有する共軸なビームは、第１の実施例と
同様にビームスプリッタＳＴ１に導かれる。このビーム
スプリッタＳＴ１は、第１の実施例に相応して２つの部
分ビーム３，４を形成する。２つの部分ビーム３，４の
光路上のエレメントの構成は図１の構成に相応する。
【００２４】重畳エレメントとしても使用されるビーム
スプリッタＳＴ１で干渉したビームは分割され、２つの
フォト検出器１１．１と１１．２に導かれる。これは、
付加的なビームスプリッタＳＴ３と、干渉したビームの
ビーム路上に設けられたビームスプリッタＳＴ２とを偏
光ビームスプリッタで構成し、２つのビーム源１．１と
１．２からのビームを互いに垂直に偏光することによっ
て行われる。ビームをフォト検出器１１．２に配向する
ためには、別の反射鏡２を設けてもよい。
スプリッタＳＴ１で干渉したビームは分割され、２つの
フォト検出器１１．１と１１．２に導かれる。これは、
付加的なビームスプリッタＳＴ３と、干渉したビームの
ビーム路上に設けられたビームスプリッタＳＴ２とを偏
光ビームスプリッタで構成し、２つのビーム源１．１と
１．２からのビームを互いに垂直に偏光することによっ
て行われる。ビームをフォト検出器１１．２に配向する
ためには、別の反射鏡２を設けてもよい。
【００２５】光学的な経路差ゼロは、平行移動とこれに
よって形成された第２の部分ビーム４の光路の変位ｄに
よって起こる。またこの光学的な経路差ゼロは、この測
定装置で制御および評価回路１３を使用し、第１の実施
例と同様にビーム源１に対して得られた信号の干渉最大
値の位置によって概略的に、また２つのビーム源１．１
と１．２との間のヘテロダイン信号の最小位相差によっ
て細かく求められる。したがって比較的広い干渉最大置
においても、最大値の位置を正確に求め、ひいては対象
物の正確な測定が達成される。
よって形成された第２の部分ビーム４の光路の変位ｄに
よって起こる。またこの光学的な経路差ゼロは、この測
定装置で制御および評価回路１３を使用し、第１の実施
例と同様にビーム源１に対して得られた信号の干渉最大
値の位置によって概略的に、また２つのビーム源１．１
と１．２との間のヘテロダイン信号の最小位相差によっ
て細かく求められる。したがって比較的広い干渉最大置
においても、最大値の位置を正確に求め、ひいては対象
物の正確な測定が達成される。
【図１】本発明による測定装置の第１の実施例の概略図
である。
である。
【図２】本発明による測定装置の別の実施例の概略図で
ある。
ある。
１ 光源 ２ コリメータ ５ 補正格子 ６ フォーカシングレンズ ７ 測定対象物 ８，９ 偏向器 １０ 回折格子 １２ 偏向器駆動装置 １２．１，１２．２ 偏向器駆動器 ＳＴ１，ＳＴ２ ビームスプリッタ ＳＰ 反射鏡
Claims (11)
- 【請求項１】 測定対象物の粗い表面における形状測定
をするための干渉測定装置であって、ビーム発生ユニッ
トと、ビームスプリッタと、重畳エレメントと、フォト
検出器とを有し、 前記ビーム発生ユニットは、短コヒーレントな、種々異
なるスペクトル部分を有するビームを発生し、 前記ビームスプリッタは、第１と第２の部分ビームを形
成し、 前記ビームのうちの１つを測定すべき表面へ配向し、他
の１つを反射エレメントを有する、光路を周期的に変更
するための装置へと配向し、 前記重畳エレメントで前記表面と前記光路変更装置から
入射したビームを干渉させ、 前記フォト検出器は、干渉されたビームを受光し、電気
信号を評価回路に導電する測定装置において、 第１の部分ビームのビーム路（３）上および／または第
２の部分ビームのビーム路（４）上に周波数シフト装置
が設けられ、 該周波数シフト装置は、２つの干渉する部分ビーム
（３，４）の間の周波数シフトを形成し、 干渉したビームのビーム路上でフォト検出器の前にビー
ム分割装置（１４；ＳＴ２）が設けられており、 該ビーム分割装置によって、ビームは、少なくとも２つ
のスペクトル部分に分光され、直接または別のエレメン
ト（ＳＰ２）を介して、フォト検出装置の、前記スペク
トル部分に設けられたフォト検出器（１１．１，１１．
２，１１．３，１１．４）に導かれることを特徴とする
測定装置。 - 【請求項２】 前記ビーム分割装置は、スペクトルプリ
ズム（１４）である請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項３】 前記ビーム発生ユニット（１）の種々異
なるビーム源（１．１，１．２）から入射する種々異な
るスペクトル部分（ａ，ｂ）は、それぞれ偏光され、 前記ビーム分割装置を偏光ビームスプリッタ（ＳＴ２）
とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項４】 前記評価回路（１３）によって、干渉し
たビームの最小位相差は、ヘテロダイン干渉によって種
々異なるスペクトル部分（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）に対して評
価することができ、干渉最大値に変換することができる
請求項１から３までのいずれか１項に記載の測定装置。 - 【請求項５】 前記周波数シフト装置は、変調器駆動器
によって偏向される音響光学変調器として構成され、 該音響光学変調器は、第１の部分ビーム路上で、第１の
ビームスプリッタ（ＳＴ１）と前記測定対象物（７）と
の間に設けられる請求項１から４までのいずれか１項に
記載の測定装置。 - 【請求項６】 前記光路変更装置は、偏向装置と、反射
エレメント（１０）とを有し、 前記偏向装置は、前記光路を変更するために第２の部分
ビーム（４）のビーム路上に設けられた音響光学偏向装
置であり、少なくとも２つの音響光学偏向器（８，９）
を有し、 前記反射エレメント（１０）は、前記偏向装置の後段に
固定して設けられ、 前記偏向器（８，９）は、周波数変調によって偏向さ
れ、 補正格子（５）を介して入射した第２の部分ビーム
（４）ならびに前記反射エレメント（１０）に関して、
前記補正格子（５）を介して重畳エレメント（ＳＴ１）
に再び導かれる第２の部分ビーム（４）が、偏向器
（８，９）内で偏向角（α）によって前記光路を変更す
るように前記偏向器（８，９）が設けられている請求項
１から５までのいずれか１項に記載の測定装置。 - 【請求項７】 前記２つの偏向器（８，９）は、２つの
偏向器駆動器（１２．１，１２．２）により、第２の部
分ビーム（４）が周波数シフトを生じるように、わずか
に異なる搬送周波数で制御される請求項６に記載の測定
装置。 - 【請求項８】 前記２の偏向器（８，９）の前記搬送周
波数は、共通の制御ユニット（１３）によって変調され
る請求項７に記載の測定装置。 - 【請求項９】 第１の偏向器（８）は、入射する部分ビ
ームを周波数に依存して時間変化する角度だけ偏向し、 第２の偏向器（９）は前記偏向角を戻し、 第２の部分ビーム（４）は、第１の偏向器（８）に関す
る入射方向で平行に移動して走行し続け、 前記反射エレメントは、回折格子（１０）として形成さ
れ、 該回折格子（１０）は、第２の偏向器（９）から出射す
る第２の部分ビーム（４）に関して、第２の部分ビーム
（４）が入射方向を戻すように斜めに配向されている請
求項６から８までのいずれか１項に記載の測定装置。 - 【請求項１０】 偏向ユニットを有する前記制御ユニッ
トは、評価回路（１４）に統合され、 搬送周波数の変調周波数についての情報が評価回路に与
えられ、 前記評価回路（１４）は前記情報とフォト検出器（１
１．１，１１．２，１１．３，１１．４）の信号とにも
とづいて、測定対象物（７）の測定点までの距離を求め
る請求項９に記載の測定装置。 - 【請求項１１】 前記ビーム発生ユニット（１）と前記
第１のビームスプリッタ（ＳＴ１）との間にコリメータ
（２）が設けられており、 前記ビームスプリッタ（ＳＴ１）と前記測定対象物
（７）との間に、フォーカシングレンズが設けられてお
り、 前記ビームスプリッタ（ＳＴ１）と前記補正格子（５）
との間に反射鏡（ＳＰ１）が設けられている請求項６か
ら１０までのいずれか１項に記載の測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19721882.2 | 1997-05-26 | ||
| DE19721882A DE19721882C2 (de) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | Interferometrische Meßvorrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332355A true JPH10332355A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=7830466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10142872A Pending JPH10332355A (ja) | 1997-05-26 | 1998-05-25 | 干渉測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6297884B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10332355A (ja) |
| DE (1) | DE19721882C2 (ja) |
| GB (1) | GB2325740B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19721882C2 (de) | 1997-05-26 | 1999-04-29 | Bosch Gmbh Robert | Interferometrische Meßvorrichtung |
| DE19801469C2 (de) * | 1998-01-16 | 2001-05-17 | Campus Technologies Ag Zug | Vorrichtung zur Erfassung oder Erzeugung optischer Signale |
| KR100415477B1 (ko) * | 2001-05-22 | 2004-01-24 | 한국과학기술원 | 광위상간섭법을 적용한 3차원 공간상에서의 좌표결정 방법및 시스템 |
| KR100462071B1 (ko) * | 2002-01-29 | 2004-12-16 | 한국과학기술원 | 멀티레터레이션에 근거한 점회절 광원을 이용한 대영역형상 측정법 및 시스템 |
| DE102006021557B3 (de) * | 2006-05-08 | 2007-07-12 | Carl Mahr Holding Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten interferometrischen und abbildungsbasierten Geometrieerfassung, insbesondere in der Mikrosystemtechnik |
| JP6338597B2 (ja) * | 2013-01-09 | 2018-06-06 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニアＴｈｅ Ｒｅｇｅｎｔｓ Ｏｆ Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ | 無線周波数多重励起を用いた蛍光イメージングのための装置及び方法 |
| ES2959506T3 (es) | 2014-03-18 | 2024-02-26 | Univ California | Citómetro de flujo paralelo que usa multiplexación por radiofrecuencia, y método |
| JP6856635B2 (ja) | 2015-10-13 | 2021-04-07 | オメガ バイオシステムズ インコーポレイテッド | マルチモードの蛍光撮像フローサイトメトリシステム |
| AU2017234815B2 (en) | 2016-03-17 | 2022-11-03 | Becton, Dickinson And Company | Cell sorting using a high throughput fluorescence flow cytometer |
| JP7023244B2 (ja) | 2016-05-12 | 2022-02-21 | ビーディー バイオサイエンス | 画像解像度が改良された蛍光イメージングフローサイトメトリー |
| US10006852B2 (en) | 2016-09-13 | 2018-06-26 | Becton, Dickinson And Company | Flow cytometer with optical equalization |
| AU2021275676A1 (en) | 2020-05-19 | 2022-12-08 | Becton, Dickinson And Company | Methods for modulating an intensity profile of a laser beam and systems for same |
| JP2023532895A (ja) | 2020-06-26 | 2023-08-01 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー | フローストリーム中の試料を照射するためのデュアル励起ビーム、及びそれを使用するための方法 |
| CN114941984B (zh) * | 2022-05-07 | 2023-04-14 | 山西大学 | 一种全光器件的光声信号探测装置及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0108497B1 (en) * | 1982-10-08 | 1987-05-13 | National Research Development Corporation | Irradiative probe system |
| DE3318678A1 (de) * | 1983-05-21 | 1984-11-22 | Adolf Friedrich Prof. Dr.-Phys. Fercher | Verfahren und vorrichtung zur interferometrie rauher oberflaechen |
| JPH0287005A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-27 | Brother Ind Ltd | 光ヘテロダイン干渉表面形状測定装置 |
| DE3906118A1 (de) * | 1989-02-28 | 1990-08-30 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur interferometrischen erfassung von oberflaechenstrukturen |
| JPH0378609A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-03 | Brother Ind Ltd | 光スキッド式表面粗さ計測装置 |
| GB9018215D0 (en) * | 1990-08-20 | 1990-10-03 | Nat Res Dev | Optical apparatus |
| IL100655A (en) * | 1991-02-08 | 1994-11-28 | Hughes Aircraft Co | Profile gauge for interferometric laser |
| DE4108944A1 (de) * | 1991-03-19 | 1992-09-24 | Haeusler Gerd | Verfahren und einrichtung zur beruehrungslosen erfassung der oberflaechengestalt von diffus streuenden objekten |
| EP0581871B2 (en) * | 1991-04-29 | 2009-08-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Apparatus for optical imaging and measurement |
| DE4336318A1 (de) | 1993-10-25 | 1995-04-27 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Anordnung zur Frequenzverschiebung von Licht, insbesondere in einem interferometrischen Meßsystem |
| DE19522262C2 (de) * | 1995-06-20 | 1997-05-22 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Heterodyn-Interferometer-Anordnung |
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-
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- 1997-05-26 DE DE19721882A patent/DE19721882C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-22 US US09/083,312 patent/US6297884B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-05-25 JP JP10142872A patent/JPH10332355A/ja active Pending
- 1998-05-26 GB GB9811291A patent/GB2325740B/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| DE19721882C2 (de) | 1999-04-29 |
| DE19721882A1 (de) | 1998-12-03 |
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| GB2325740B (en) | 2000-02-09 |
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