JPH11513481A

JPH11513481A - 脈理を検出する方法

Info

Publication number: JPH11513481A
Application number: JP9512046A
Authority: JP
Inventors: アールブラッド，デイヴィッド; ジェイリークス，ステファン
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1995-09-12
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1999-11-16
Also published as: EP0850397A4; WO1997010487A1; EP0850397B1; DE69620896D1; EP0850397A1; US5764345A; DE69620896T2

Abstract

(57)【要約】試料（１３）中の脈理を検出するプロセスが提供されている。このプロセスは、１）干渉計（１５，１９，２１，２３，２５，２７，２９）を用いて試料のデジタル化位相プロット（図３）を作製するステップ、２）高パスフィルターをこの位相プロットに適用して試料のバルク性質の影響を除去するステップ（図６）、３）高パス濾過したデーターに統計的フィルターを適用して範囲外のデータポイント除去するステップ（図８）、４）統計的濾過を適用したデータを列平均化するステップ（図１０）を含む。

Description

【発明の詳細な説明】脈理を検出する方法発明の分野この発明は、溶融シリカガラスの屈折率の非均一性を干渉計技術を用いて検出し定量する方法に関する。特にこの発明は、それらガラスの脈理を検出し定量する方法に関する。技術の説明高均一性の溶融シリカガラスは種々のプロセスで製造できるが、最も一般的なものの一つは、回転する母体の加熱表面にＳｉＯ₂のスート粒子を付着させるプロセスである（一般にボール（ｂｏｕｌｅ）と称す）。この技術分野では、このタイプのガラス製造工程は気相加水分解／酸化プロセスまたは単に火炎加水分解プロセスと言われている。工業的に実施されているボール（ｂｏｕｌｅ）は、直径が５フィート（１．５メーター）程度、厚さは５―８インチ（１３―２０ｃｍ）程度である。多系統のブランクがこれらボール（ｂｏｕｌｅ）から切断され、レンズ（ミクロリソグラフィ系のレンズを含む）、プリズム等の光学エレメントを含む種々の製品を製造するのに使用される。ブランクは一般には、ボールがその形成の間に回転する軸回りに平行な方向で切断される。このようなブランクから製造されたレンズエレメントの光学軸も、一般にはボールの回転軸に対して平行になる。説明を容易にするために、この方向に形成する不均一性の測定を、ここでは“ｚ‐軸”または“ｚ‐方向”の測定と呼称する。ｚ‐軸に垂直な方向で行う測定を、“オフ（ｏｆｆ）‐軸”測定と呼称することにする。本発明は、主としてオフ‐軸不均一性の測定に関する。火炎加水分解プロセスで製造したボールは、ガラスがｚ‐軸に沿って動くにつれ、ガラスの屈折率に僅かな変動をしばしば示す。この変動はｚ‐軸に直交する各平面で一定になる傾向がある。本発明が検出し定量することを意図するオフ‐ 軸脈理を発生するのはこれら平面である。説明を容易にするために、これら平面を以後“脈理平面”と呼称する。場合によっては、これら平面は規則的周期パターンで反復する。このような脈理をここでは“オフ‐軸周期的脈理”または単に “周期的脈理”と呼ぶことにする。ブランクの屈折率の変動の許容できる量は、このブランクから製造される製品により決まる。例えば、集積回路を作製するのに利用されるミクロリゾグラフィに使用される光学エレメントには、ｚ‐軸とオフ‐軸の均一性に極めて高いレベルが要求される。例えば、Ｐｆａｕ等の“回折限定化深紫外画像化における石英不均一性の影響”（ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．３１，６６５８―６６６１ページ、１９９２年１１月１日）、及び日本公開特許Ｎｏ．６―３０８７１７（１９９４年１１月４日刊行）を参照のこと。ブランクまたは光学エレメントが特定の応用の均一性要件に合致するか否かを決めるのに種々の手法が考案されてきた。例えば、オフ‐軸均一性は、点源からの発散光を試料に通し、生ずるパターンを観察スクリーン上で観察するシャドーグラムを使用して観察及び／または測定できる。同様に、平行光を試料に通し、遠視野回折像を長焦点距離レンズのフーリエ変換平面に観察する回折に基ずく技法も応用できる。“溶融シリカの脈理ためのコーニング試験”（ＬａｓｅｒＦｏｃｕｓＷｏｒｌｄ、１１０ページ、１９９３年８月）を参照のこと。ブランクまたは光学エレメントを干渉計で試験する手法が、多分最も一般に使用されている。本発明は、この干渉計による試験に関係する。図１は、溶融シリカガラスである試料１３のオフ‐軸均一性を測定するに適合する装置を図示する概略図である。図１に示す系は、ただ引例を意図するものであり発明の範囲を限定するものではないことは、当然のこととして理解されるべきである。異なる構成要素を使用したレイアウトも異なる他タイプの干渉計も、必要に応じ発明を遂行するのに使用できる。図１の系において、干渉計正フレーム１５（例えば、ＺＹＧＯブランド正フレーム、ＺＹＧＯ社、コネチカット州ミドルフィールド）により、位相変調装置１９、オイル‐オン板２３、試料１３及びオイル‐オン板２５を貫通するレーザ光１７の平行ビームは発生する。続いて、このビームは基準平面部２７に衝突し、同じ構成要素を通り正フレーム１５に反射して戻る。図１の系は更にビームレジューサー２１を内蔵しており、この使用は本発明の内容の一側面を構成するものであり、以下に論ぜられる。位相変調装置１９は正フレーム１５により制御され、干渉パターンが発生した時に、正フレームと基準平面部の間の光学的経路長を変化させる役を果たす。オイル‐オン板２３と２５により、試料を広範囲に磨くことを必要とすることなく、試料１３のための実質的に平らな空気‐ガラス界面が提供される。試料１３は、参照番号２９で図示される旋回テーブルに載置されており、旋回テーブルによりビーム１７に相対的に試料は回転可能となり、オフ‐軸脈理により発生する干渉パターンの強度を最適化する。必要に応じて、旋回テーブルはモーター駆動化される。干渉パターンは脈理平面とビーム１７との間の角度に対して高度に鋭敏であることが実地で判明している。特に、空間周期、Δｚ_striaeを有すオフ‐軸周期的脈理では、脈理で発生する干渉パターンが観察される角度範囲は、次式により理論的に表すことができる。 θ＝±ａｒｃｔａｎ（Δｚ_striae／ＰＬ）（１）式中、ＰＬは試料内の経路距離である。角度θは、実際の典型的経路距離で遭遇する周期的脈理の角度よりは一般には小さい。その上、現実に実行する場合には、使用可能の角度範囲は、式（１）で予測されるよりも更に小さいことが判明している。従って、脈理の検出はビーム１７と試料１３の慎重なアラインメントで決ってくる。試料から生ずる干渉パターンは、例えば縞パターンまたは位相プロットとして表示できる。以下に十分に述べるように、本発明は、縞パターンとは対照的に、位相プロットを解析して脈理を検出する。正フレーム１５は、このプロットを記録し表示するデジタルカメラを内蔵（または連動）している。本発明を実施するのに有効であるために、干渉計／カメラ系は対象とする不均一性を検出するに十分な微細な空間解像度を有する必要がある。例えば、Δｚ_striae値が０．５から３．０ｍｍ範囲の周期的オフ‐軸脈理には、空間解像度は１８―２０ピクセル／ガラス（ｍｍ）の範囲にあることが好ましい。高解像度カメラを利用すればこの解像度は達成できる。または、以下に詳細に論ずるように、このレベルの解像度はビームレジューサー２１を使用すれば到達できる。必要により高度の解像度も応じて使用できる。同様に、より大きい空間的広がりを持つ脈理用に、またはこのようなより低度の解像度から生ずる情報の損失が許容できる場合には、より低度の解像度も使用できる。歴史的には、脈理は干渉縞の視野観測により特性化されてきた。この方法によれば、脈理は本来の連続縞の中のよじれまたは突発した小波として定義される。この縞は直線または僅かに曲線状を示し、この縞曲線の度合は脈理が起こす縞よじれの度合よりも遥かに大きい。オフ‐軸脈理に関する規格は、試料の干渉計の観測縞と限界試料のそれとの間の比較によって設定されてきた。図２はこの手法を図示したものであり、図２Ａと２Ｂはそれぞれターゲット及び低限界縞パターンを示し、図２Ｃと２Ｄはそれぞれ不合格試料と合格試料を示す。この限界試料手法の主観的性質は図２から明かである。本発明は、従来法の主観的限界をもたない、脈理を検出し定量する改良法を提供することに向けられている。発明の概要上述の内容からわかるように、本発明は、溶融シリカから構成される母体等の透明母体中の脈理を検出し定量する改良法を提供することを目的とする。更に特に透明母体の屈折率が特定の応用に充分な均一性レベルにあるか否かを確定するのに使用する品質管理工程において、その透明母体の製造に利用できる脈理検出／定量法を提供することも本発明の目的である。これらの目的及びその他の目的を達成するために、幾つか実施態様を有する本発明は、以下のステップから成る試料中の脈理を検出するプロセスを提供する。（１）干渉計を使用して、試料のデジタル化位相プロットを作成する。該デジタル化位相プロットは試料上の第一の位置の組の第一の値の組を有する。（２）この第一の値の組に高パスフィルターを適用し、試料のバルク屈折率性の影響を除去する。該高パス濾過により、試料上の第二の位置の組に第二の値の組を作る。（３）第二の値の組に統計的フィルターを適用し、範囲外のデータポイントを除去する。該統計的濾過は、試料上の第三の位置の組に第三の値の組を作製する。（４）第三の値の組を列平均化し、試料上の第二の位置の組に第四の値の組を作製する。（５）第二の位置の組の第四の値の組を検査（即ち、解析）して脈理を検出する。本発明のある好ましい実施態様においては、高パス濾過（ステップ２）は、第一の値の組に低パス濾過を適用して濾過した第一の値の組とし、次にこの濾過した第一の値の組を元の第一の値の組から差し引き、第二の値の組を作る方法で実行される。低パス濾過は、必要に応じて他の方法も応用できるが、好ましくは局部平均化により実施される。実施する高パス濾過のタイプによって、試料上の第二の位置の組は第一の位置の組に同一にもなるし、その部分集合体にもなる。高パス濾過に局部平均化が行われる、本発明の好ましい実施態様では、第二の位置の組は第一の位置の組の部分集合体である。即ち、部分集合体は、第一の位置の組の端部に沿ったデータポイントを差し引いた第一の位置の組から成る。統計的濾過ステップ（ステップ３）は任意であり、所望により省略できる。使用する統計的フィルターによって、第三の位置の組は第二の位置の組と同一にもできるし、その部分集合体にもできる。例えば、範囲外のデータポイントを簡単に除去する場合（好ましい手法）には、第三の位置の組は第二の位置の組の部分集合体になる。一方、範囲外の値を代替値に置き換える場合には、第三の位置の組は第二の位置の組と同一になる。列平均化ステップ（ステップ４）の方法により、図１０と図３、５、６または８のいずれかとを比較すれば分かるように、脈理は顕著に明確になってくる。図１１に図示したように、列平均化した値の組を利用して、透明媒体中の脈理の主観的品質管理基準とは対照的に、客観的品質管理基準を設定することができる。図面の簡単な説明図１は本発明の実施において使用するのに適した干渉計の概要図である。この図は、そこに示された各エレメントのスケールまたは相対割合を示すことを意図したものではない。図２は、脈理を検出し溶融シリカ製品の品質管理基準を提供する従来の技術を図示するものであり、試料の縞パターンと限界試料の縞パターンとが比較されている。図３は溶融シリカブランクの干渉計によるオフ‐軸位相プロットである。この図と図５―８及び１０で使用する“波”パラメーターは、干渉計のレーザーの波長で表現した波面の位相を描いている。波長の典型的な値は６３２．８ｎｍである。図３に示す値は、バルク材料の位相プロットが一般性を持つように、ピストン（ＰＳＴ）と傾動（ＴＬＴ）の寄与を除去してある。オイル‐オン板からの誤差を含む空洞誤差は、上述のように脈理が観測できるように試料を一般に回転する必要があるので、このプロットの値から除去されていない。とりわけこの回転によりビーム１７は異なる位置でオイル‐オン板に衝突するようになり、実際に脈理が観察されるように空洞を変化させる。しかし空洞誤差は一般には低周波数であるので、本発明の高パス濾過ステップの間に除去される。加えて、空洞誤差は、ビームレデューサーを使用するとビームサイズが低減する結果、最小化される傾向がある。図４は、干渉計による位相プロットに低パス濾過を実行する好ましい工程を図示した概要図である。図５は、図４に図示した好ましい低パス濾過工程を図３のプロットに適用した結果のプロットである。図６は図３と図５の各プロット間の差異のプロットである。従って、図６は図３のデータの高パス濾過バージョンである。図７は図６のデータ値の柱状図である。図８は、図７に示した高パス濾過データの統計的分布をベースとする図６のプロットの統計的濾過の結果を示す。図９は、本発明の列平均化ステップを図示する概要図である。図１０は、図８のプロットに列平均化ステップを適用した結果を示す。図１１は、図１０のプロットのプロフィル線であり、許容可能なレベルの脈理のための品質管理基準を設定するのに使用できる。この明細書に組み込まれその一部を構成する上記の図は、本発明の好ましい実施態様を図示するものであり、説明と共に発明の原理を明らかにするのに役立つ。図と説明の双方は本発明の解明のみを目的とし本発明を限定するものではないことは言うまでもない。好ましい実施態様の説明上述のように、本発明は溶融シリカガラスのブランク、光学エレメント（集合的に試料と呼ぶ）のような透明体の脈理を検出し定量する方法に関する。プロセスの第一のステップは、干渉計を用いて試料のデジタル化位相プロットを作成することから成る。即ち、第一のステップは、試料上の第一の位置の組に第一の測定値（位相値）の組を得ることから成る。画像細部を正確に解像するために、干渉計システムのデジタルカメラの空間解像度は画像細部のサイズより高くなければならない。例えば、サイズが１ｍｍの欠陥を正確に解像するには、カメラの解像度は少なくとも約１０ピクセル／ｍｍでなければならないが、この“ピクセル／ｍｍ”は、カメラのピクセル／テストピース上のミリメーターを意味する。従って、１ｍｍ欠陥を解像するには、欠陥のサイズにわたって少なくとも１０の測定ポイントが存在する必要がある。当然のことながら、高度な解像度（＞１０ピクセル／ｍｍ）であれば実際の欠陥はそれだけ良好に表現され、低度な解像度（＜１０ピクセル／ｍｍ）であればあまり良好な表現ではなくなる。解像度が１ピクセル／ｍｍ以下に低下すると、１ミリメーターより小さい欠陥は全く観察されなくなる。溶融シリカブランクに観察される脈理の寸法は０．５ｍｍ程度の小ささであるという特徴を持つ。従って、既に指摘したように干渉計／カメラ系の解像度が１８−２０ピクセル／ｍｍであることが好ましい。これは、高解像度カメラを使用すれば達成できる。またはこの目的のために、図１に示すように、ビームレジューサー２１を使用してもよい。ビームレジューサーによって、ビーム１７が正フレームから基準平面部を通る時にビームは試料の小部分に集光可能となり、ビームがこの系を通り戻る時にビームはその本来の直径まで拡大可能となる。このように、このカメラで高空間解像度が達成できる。例えば、代表的な干渉計カメラはｘ‐方向に２１０ピクセル、ｙ‐方向に２３０ピクセルを保有する。ビーム１７用の典型的直径Ｄ₁、は１００ｍｍである。従って、ビームを調整しなければ、カメラの空間解像度は約２ピクセル／ｍｍとなる。干渉計は一般に何らかのズーム（倍率）能を持ち、代表的最大値は６倍である。この最大倍率で作動すると、系の有効アパーチャ、Ｄ₂、を約１７ｍｍに低減でき、カメラの空間解像度は約１２ピクセル／ｍｍになる。２ピクセル／ｍｍよりは良好ではあるが、このレベルの解像度は一般にはオフ‐軸不均一性、特にオフ‐軸周期的脈理を解像するほど十分には高くない。ビームレジューサー２１は、Ｄ₁がＤ₃になるようにＤ₁上で操作して、ビームレジューサーは、干渉計のズーム系によって操作されると、有効アパーチャＤ₄ が得られるようにしてこの問題を解決する。３：１ビームレジューサーと１００ｍｍビームでは、３Ｘ範囲の倍率で干渉計のズーム系を作動すると、１８―２０ピクセル／ｍｍの所望の空間解像度が容易に達成される。ビームレジューサーは高レベルの解像度を比較的廉価に達成するという利点を有する。しかし、ビームのサイズが減少するため、一度に検査できるのは試料の僅かな部分のみである。だが、このサンプリングサイズの減少にも利点がある。上記のように、ビームレジューサーを使用すると空洞誤差は減少する傾向にある。また、位相プロットの低空間周波数構成要素は小サンプリングサイズでは比較的一定となる傾向にあり、これは場合によっては高パス濾過並びに統計的濾過を省略可能とする。このような改変が行われた場合でも、列平均化ステップは脈理を顕著に明確にし、脈理に関して試料を主観的ではなく、客観的に試験することを可能にする重要な利点を依然として提供する。適合する解像度の位相プロットが得られたなら、プロセスにおける次のステップは、脈理をバルク屈折率の変動から区別できるようにこのプロットを高パス濾過するステップである。位相プロットの低周波数変動を濾過除去するのに種々の手法が利用でき、その例はデジタル濾過に関する参考書に見ることができる。望ましい手法は、位相プロットデータに低パス平均フィルターを適用し、次に元のデータからこの得られた低周波数データを差し引いて所望の高周波数データにすることを含む。この低パスフィルターは、元のデータに交差して変形するピクセルの方形アレイ（サブアレイ）の形態を採ることができ、各ポイントの中心ピクセルはサブアレイ内のピクセルの平均によって置き替えられる。この手法に準拠した、画像中の各ピクセルのための別の方法は以下のように説明される。ピクセルを囲む所定のサイズの核を用いてピクセルを囲む全ての平均を計算し、この計算した値を対象とするピクセルの位置に置く。このプロセスをそれぞれのピクセルに繰り返す。図４はこの手法の概略図である。核（サブアレイ）のサイズは、脈理上の平坦性を保持しながら位相プロットの全般的等高線との適合性が良好になるように選択せねばならない。実行例から、ガラス試料上の７ｍｍ×７ｍｍの面積に相当するサブアレイが溶融シリカガラスには旨く機能することが判明した。当然ながら、必要に応じて他のサブアレイサイズも使用可能である。図４の７×７サブアレイは、例証のみを目的とするものであることを念頭に入れる必要がある。７ｍｍ×７ｍｍの面積を可能とするこのサブアレイの実際のサイズは、干渉計／カメラ系の解像度に依存する。この解像度が１ピクセル／ｍｍであれば、７×７サブアレイはガラス試料上の７ｍｍ×７ｍｍの面積に相当する。局部平均化手法の欠点は、データが画像の端部で消失する点にあり、その場合核は完全ではなくなる。これは図４に図示されており、２９×２３ピクセルが２３×１７ピクセルに減少することで元のデータアレイの４つの端部のそれぞれに沿って３つのピクセルが損失している。しかし、これら損失したピクセルの情報も残った最外部のピクセルの計算に使用される。上記手法の代替法は、生データに２次元フイット法を適用する方法である。位相プロットデータを当てはめるのに使用する共通多項式はゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）多項式であり、ＺＹＧＯブランドの干渉計を含む市販の干渉計は一般にはこの多項式を用いた高パス濾過を実行するソフトウエアを内蔵している。ゼルニケ多項式は普通３６項から成り、これは焦点（ｆｏｃｕｓ）、収差（ｃｏｍａ）、非点収差（ｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）等の古典的サイデル収差に極めて類似している。ゼルニケ項のサブセット、例えばＺＹＧＯの命名法でＰＳＴ（ピストン）、ＴＬＴ（傾斜）、ＰＷＲ（出力）、ＡＳＴ（非点収差）及びＣＭＡ（収差）は、一般には生データの低周波数構成要素に良く適合する。次に生データからこの適合値を差し引けば、所望の高周波数データが得られる。局部平均化手法による濾過と比較すると、ゼルニケ多項式手法は端部でデータが損失しない利点がある。その手法の欠点は、円形データセットを必要とし、円対称誤差のために適合性を最適化する点にある。ほとんど脈理ファイルは長方形であるので、局部平均化手法が一般には好ましい。また局部平均化手法は、一度以上適用して、まず比較的大きい脈理を検出し次により小さい空間広がりの脈理を検出できる点でも好ましい。即ち、試料上の比較的大きい範囲に相当する比較的大きい核につき生データを処理し、一方で高パスデータ内の大小いずれの脈理を残存させつつバルクの影響を除き、次に大きい脈理を除去するが小さい脈理を残存させるより小さい核につき高パスデータを再処理し、小さい脈理に特定的に指向する高パスデータの新しいセットを発生する。核のサイズは、脈理の予想寸法、及び上記に論じたように、ピクセルが対応する試料上の範囲を決める干渉計／カメラ系の解像度に基ずき選定する。いかなる濾過技術が使用されようとも、元の位相プロット中の高周波数情報のみ含むデータ値の組が結果として得られる。図３、５及び６は、低パス平均化フィルターの手段による生データから高周波数データへの変形を図示したものである。詳しく言えば、図３は生データを、図５は低パス濾過後の生データを、図６は生データと低パス濾過された生データの差を示す。図６の各軸は、図３と５の軸に対して９０度だけ逆時計回りに回転し、等角プロット上の脈理をより明確にしていることに注目されたい。この回転があっても、図６では脈理を観察するのは難ずかしい。この高周波数データには、脈理の影響、並びに普通はスパイクから成る他のランダムなノイズ情報が含まれる。スパイクには、レンズの塵、逆反射または未知原因によるものがある。上述のように、火炎加水分解プロセスでは溶融シリカ中のオフ‐軸脈理は本質的には平面状を採ることができ、位相プロット中には本質的に平行配向として生ずる脈理のピークと谷部が含まれる。画像化によって、脈理のピークと谷部を、試料の配向に依存して画像の列または行に沿って生ずるようにすることが可能である。脈理平面をランダムノイズから分離するために、更に二つの処理ステップ、即ち統計的濾過と列平均化、を実施する。統計的濾過は、脈理を増強しながら、データから偽高周波数の影響を除去する役割を果たす。高周波数データからピクセル値の柱状図をプロットすると、グラフは、曲線の中心がデータの平均ピクセル値である正規曲線にこく似する。図７参照のこと。完全な正規曲線では、平均プラスまたはマイナス３標準偏差（平均±３σ）が全データポイントの９９．７％を表す。偽データが、データ内の高または低ポイントのいずれかであるスパイクから一般的に成ると考えれば、最高または最低データの０．３％を除去することで脈理を増強するはずである。統計的フィルター“シグマ（ｓｉｇｍａ）フィルター”はこのように機能し、 ±３σの範囲外のこれらデータポイントを除くのに使用される。詳しく言えば、本発明のこの側面により、高周波数データの平均と標準偏差が決定され、±３σ の範囲外にあるこれらのポイントは“非データ”ポイントとして符号を付けられる。上述の試料上の第三の位置の組を作るのは、この“非データ”ポイントの符号化である。あるいは、これらのポイントの範囲外の値を、全データセットの部分平均または全体平均のような置換値で置き変えることもできる。この場合には、第三の位置の組は第二の位置の組と同一である。図８は、この工程（すなわち“非データ”ポイント工程）を、図６の高周波数データに適用した結果を表す。これら二つのプロットを比較すると、統計的濾過により脈理構成要素の増強が達成されることが分かる。列平均化ステップは、脈理が平面内に生じ、その平面は画像のピクセルマトリックスに沿って配向するという事実に基づいて、ランダムノイズも除去する。脈理平面に平行に存在するピクセルの各列（または各行）は、算出されたピクセル値の平均値を有す。図９に概略図で示すようにその結果は一連のデータを示し、各値が全列に沿ったピクセル値の平均を表す。次に、高周波数データの代わりに列平均化プロフィル線から成る新規画像が構成される。即ち、図９に図示するように、列平均値が列の各ピクセルに替わり置換される。これらピクセルの一部が統計的濾過ステップにおける“非データ”ポイントとして選定された場合でもそれに関係なく、高パスデータの組の各ピクセルにこの置換が実行されることに注目すべきである。従って、列平均化ステツプが終了した後は、第二位置の全組のデータが存在するようになる。図１０は列平均化ステップの結果を示す。この図が立証するように、脈理は確かに明確になっている。図１１は、列平均化データ使用すれば客観的様式で脈理を定量できることを図示している。この図は列平均化データの線プロットである。この線プロットに各種判定規準を適用して、許容可能の脈理レベルの品質管理規準を確立できる。例えば、局部最大及び最小は同定され、波で表したそれらの振幅（ｙ‐軸）及びそれらのｍｍ単位の位置（ｘ‐軸）で描写できる。脈理の振幅も、隣接する局部最大と最小（脈理毎の波）の間の光路差、または局部最大と最小（ｍｍ）間の横方向距離により定義が可能となる。またはこれら変数の双方を用いて、脈理毎の波面傾斜（波／脈理／ｍｍ）を明らかにすることができる。詳しく言えば、特に周期的オフ‐軸脈理を含むオフ‐軸脈理は、Δｎ_striae／ Δｚ_striaeの値で特性化できる。ここで、Δｎ_striaeは脈理の屈折率変動のピーク〜谷部の大きさの平均値を、Δｚ_striaeは図１１のようなプロフィル線から決定されるこの変動のピーク〜谷部の平均周期を表す。当然のことながら、波で表記した変動を、干渉計の波長（例えば６３２．８ｎｍ）を乗じ試料の厚さで割れば屈折率の形で表記した変動に容易に変形できる。もちろん、必要に応じて他の判定規準も使用できる。判定規準または規準の集合の選択に関係なく、定量化ステツプは容易に自動化でき、その結果を品質管理値と比較して個々の試料を不合格または合格と決定することができる。発明の特定の実施態様を説明し図示したが、発明の精神と範囲を逸脱することがなければ改変が可能であることは言うまでもない。例えば、本発明は主として火炎加水分解プロセスで製造した溶融シリカガラスについて論じてきたが、他のプロセスで製造した溶融シリカガラスにも使用できる。同様に、本発明は溶融シリカガラス以外の透明な材料の脈理を検出するのにも利用できる。本発明の範囲と精神を逸脱しない各種の他の改変も、通常の技能を持つ同業の各位にはこの開示内容から明かであろう。以下の請求の範囲は、ここに記述した特定の実施態様、並びに改変、変化およびその同等の事項を包括するものである。

Claims

【特許請求の範囲】１．脈理があるかどうか透明体を試験する方法であって、（ａ）干渉計を用いて、透明体上の第一の位置の組の第一の値の組から成る、透明体のデジタル化位相プロットを作製するステップ、（ｂ）第一の値の組に高パスフィルターを適用して、透明体上の第二の位置の組に第二の値の組を作製するステップ、（ｃ）第二の値の組に統計的フィルターを適用して範囲外の値を除去し、透明体上の第三の位置の組に第三の値の組を作製するステップ、（ｄ）第三の値の組を列平均化し、透明体上の第二位置の組に第四の値の組を作製するステップ、及び（ｅ）第二位置の組の第四の値の組を脈理のために検査するステップ、を有することを特徴とする方法。２．ステップ（ｂ）が、（ｉ）第一の値の組を低パス濾過して第二の位置の組に低パス濾過された値の組を作製する、（ｉｉ）第一の値の組から低パス濾過された値の組を差し引き、第二の位置の組に第二の値の組を作製する、ことにより実行されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。３．低パス濾過が第一の値の組の局部平均濾過であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。４．第二の位置の組が、第一の位置の組の外端部に沿った位置を差し引いた第一の位置の組からなることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。５．低パス濾過が、ゼルニケ（Ｚｅｒｎｉｋｅ）多項式を第一の値に適合させることから成ることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。６．第一の位置の組と第二の位置の組が同一であること特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。７．第三の位置の組が第二の位置の組の部分集合体であること特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。８．第三の位置の組が第二の位置の組と同一であること特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。９．ステップ（ｅ）が品質管理判定規準を第四の値に適用することから成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。１０．品質管理判定規準を適用する前に、第四の値の組を線プロフィルに変形することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の方法。１１．前記干渉計がビームレデューサーを内蔵することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。１２．前記透明体が溶融シリカから構成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。１３．請求の範囲第１項に記載の方法で試験された透明体。１４．請求の範囲第１２項に記載の方法で試験された溶融シリカ体。１５．脈理があるかどうか透明体を試験する方法であって、（ａ）干渉計を用いて透明体のデジタル化位相プロットを作製するステップ、（ｂ）デジタル化位相プロットを列平均化するステップ、及び（ｃ）脈理のために列平均化位相プロットを検査するステップ、から成ることを特徴とする方法。１６．ステップ（ａ）と（ｂ）の間に、位相プロットに高パスフィルターを適用する更なるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。１７．ステップ（ａ）と（ｂ）の間に付加ステップとして、（ｉ）位相プロットに高パスフィルターを適用するステップ、及び（ｉｉ）高パスフィルターの結果に統計的フィルターを適用して統計的な範囲外成分を除去するステップ、を含むことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。１８．前記干渉計がビームレデューサーを内蔵することを特徴とする請求の範囲第１５項の方法。１９．前記透明体が溶融シリカから構成されることを特徴とする請求項１５の方法。２０．請求の範囲第１５項に記載の方法で試験された透明体。２１．請求の範囲第１９項に記載の方法で試験された溶融シリカ体。