JPS5866913A - レ−ザ干渉計等のための光路差増倍装置 - Google Patents

レ−ザ干渉計等のための光路差増倍装置

Info

Publication number
JPS5866913A
JPS5866913A JP56166003A JP16600381A JPS5866913A JP S5866913 A JPS5866913 A JP S5866913A JP 56166003 A JP56166003 A JP 56166003A JP 16600381 A JP16600381 A JP 16600381A JP S5866913 A JPS5866913 A JP S5866913A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prism
corner
point
corner cube
optical path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP56166003A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0213765B2 (ja
Inventor
Yoshihisa Tanimura
吉久 谷村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP56166003A priority Critical patent/JPS5866913A/ja
Publication of JPS5866913A publication Critical patent/JPS5866913A/ja
Publication of JPH0213765B2 publication Critical patent/JPH0213765B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02015Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02017Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations
    • G01B9/02018Multipass interferometers, e.g. double-pass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ干渉計等に使用して光路差をにレーザ
干渉針が盛んに用いられている。そのため、レーザ干渉
計として高感度にして且つ高精度Ωものが望まれている
光路差を増倍して感闇を高める手段として、従来、マイ
ケルノン形干渉計の移動反射体に工夫を加えることが考
えられている。即ち、第1図に示すように一対の直角プ
リズムα、bを対向させ、あるいは第2図に示すように
一対のコーナキューブプリズムc、dを対向させ、一方
のプリズムに入射させた入射光線Cを対向する他方のプ
リズムとの間で■〜0の番号順に複数回反射させた後射
出光@fとして取出し、対向する一対のプリズムの間隔
を広けることにより、光路差の増倍を可能にするもので
ある。この場合、一対のプリズムの間で、複数回反射す
る光線の光路は、全て一平面上に一列に並ぶことになり
、そのため往復反射回数の増加によって、それだけ感度
が上ることにはなるが、各プリズムにおいて上記平面を
含む部分化に伴って製作精度も低下するという難点があ
ったO 11 、・!’−j1本発明け・上目e難点に鑑み・°−す“
−22リズムの入射面における光の入射、射出の位置が
コーナポイントに対し互いに点対称な位置にあるという
性質を利用して、コーナプリズムの入射面積をできるだ
け有効に入射・反射に関与させることにより光の往復反
射回数を増加させ、従来のものと同じ感度倍率を得るの
に必要なプリズムの直径または辺の長さを著しく小さく
できるようにしたものである。
而して、本発明の光路差増倍装置は、一対のコ ・−ナ
キューブプリズムを互いの稜線が一致する位置から捩る
と共にコーナポイント同士を僅かにずらして対向させ、
あるいはコーナキューブプリズムと直角プリズムを互い
の稜線が一致する位置から捩ると共にコーナポイントと
直角プリズムの稜―を僅かにずらして対向させ、それに
より光線が各プリズム上における一平面上だけでなく、
多数点を効率よく利用するようにして、各プリズムを少
なくとも一方向に大きな幅を有するものとして構成する
必要をなくシ、各プリズム及びそれらによシ構成される
光路差増倍装置の小形化を可能にすると共に、光路差を
著しく増倍できるようにしたことを特徴とするものであ
る。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳絹に鰭明する
。第3図は一対のシーナキーーププリズムを用いた実施
例を示し、大径の入射出面12を有する大きいコーナキ
ューブプリズム11と、小径の入射出面14を有する小
さいコーナキューブプリズム13を備え、それらの入射
出面12 、14を適当な距離を隔てて平行に対向させ
、さらに互いの稜線15゜16が一致した位置から中心
軸のまわりに捩ると共−す6゜ −: 12 、14と平行なry座標面を図示のように設定し
、而して一搬にコーナキューブプリズムにおいては入射
光線がコーナポイントと点対称の位置から射出する性質
があることから、aey座標面にお叶るA点(−472
,24)から入射光@19をコーナキューブプリズムI
IK垂直に入射すると、その光線ハコーナキエーププリ
ズム11の内部で反射して、コーナポイント1フ即ち原
点(0,0)IC対して点対称OB点(”/ 2− 2
4)から垂直に射出する。
次いで、この光線は上記B点(’I/ 2 、 24 
)からコーナキューブプリズム13の入射出面14に垂
直に入射し、内部で反射してコーナポイン)18(0゜
112)と点対称の0点(4/ 2.12)から射出し
、さらにコーナキューブプリズム11に垂直に入射して
同様な反射を繰返し、コーナキー−ブプリなシ、隣接す
る各点の2方向幅は11、ν方向幅はjlとなる。而し
て、上記2方向幅!、は入射光線が入射するA点(js
/2.21z )の2成分の絶対値11/2の2倍であ
ることから、その2方向幅を変えるKは入射光1119
の座標2成分を変えればよく、また上記y方向幅6は一
対のコーナポイン) 17 、18のずれlx/2の2
倍であることから、そのy方向幅を変えるには一対のコ
ーナポイン) 17 、18のずれを変えればよい。な
お、上記ずれを著しく小さくすれば、コーナキューブプ
リズム11における最初の入射点大がコーナキューブプ
リズム13の裏側に隠れてしまい、入射光)i119を
入射させることができなくなる場合もあるが、この場合
には、コーナキューブプリズム13を部分的に削り落す
か、後述するように、一方のコーナキューブプリズムに
代えて直角プリズムあるいは直角千面鋺等を用いれはよ
い。
上記装置において、光路差を増倍するには、一対のコー
ナキューブプリズム11 、13にお叶る入射出面12
 、14間の間隔を広げればよく、大きいコーナキュー
ブプリズム11を変位させれば光路差は5倍に増倍され
、小さいコーナキューブプリズム13を変位させれば光
路差は4倍に増倍され、感度4第4図は、コーナキュー
ブプリズムと直角プリズムを用いた実施例を示し、第3
図の実施例において小さいコーナキューブプリズムに代
えて直角プリズムを用いたものである。即ち、この光路
差増倍装置では、コーナキューブプリズム21と直角プ
リズムるを備え、コーナキューブプリズム21の入射出
面ηと直角プリズム乙の底面詞を適当な距峻だけ隔てて
平行に対向させ、さらに互いの411!線δ、26が一
致した位置から中心軸の鷹わりに捩ると共に、直角プリ
ズムるをずらして配置したものである。
上記構成の反射装置において、第6図の場合と同様に、
コーナポイン)27’l原点とするxy座標面を設定し
、そのxy座標面におけるA A、 (−Al1゜2/
りから入射光線画をコーナキューブプリズム21の入射
出面乙に垂直に入射すると、その光線は一対のプリズム
2] 、 23の間で第3 E@Iの場合とけ異寿る順
序で反射を繰返し、■〜[F]の番号順に通過L−cl
!eAItffl#22foR,a (!r/3.2z
t ) d、d′垂直に射出する。而して、光線の入射
出点の座柳け、第3回の場合と同様に、隣接する各点の
X方向幅Fit+ 、 y方向幅Fiz、となる。また
、第6図の場合と同様に、上記X方向幅は入射光線画の
入射点、の座標のX成分を変えることによシ調節でき、
上記y方向幅はコーナポイントnと直角プリズムnの稜
1s26とのずれを変えることにより調節できる0 第5図は、第4図の実施例をさらに高感度となるように
改良した実施例を示し、餉4図においてコーナキューブ
プリズム210入射出面ηのR点から射出する射出光線
Iをコーナキューブプリズム21と対向させた小口径の
コーナキューブプリズム31の中心で反射して、上記往
光路を再び帰戻させ、上記入射点大から射出させるよう
に構成したものである。この場合、光路が第4図のもの
の2倍に増倍されるため、コーナキューブプリズム21
を移動すれば、光路差#′i10倍に増倍され、感度も
10倍となる。
第6図は、第4図の実施例を高感度になるように改良し
た他の実施例を示し、第5図では射出光1g43oがそ
のまま往光路を戻るように[7ているのに対し、第6図
では異なる光路で戻らせている。即ち、第5図では射出
光線画をコーナキューブプリズム31の中心に入射させ
ているのに対し、第6図では射出光線Iをコーナキュー
ブプリズム32の中心から偏寄した8点に入射させ、コ
ーナポイント幻と点対称なT点から射出させて、これを
コーナキューブプリズム21の7点に入射させ、これに
より上記と同様に、一対のプリズム21.23の間で複
数回反射させて7点から射出するように構成している。
この場合、第5図の実施例と同様に、感度は10倍あが
る。
第7図は、第6図の実施例をさらに改良した実  ゛施
例を示し、コーナキューブプリズム21のV点から射出
する光線Uを小口径のコーナキューブプリズムあの中心
で反射させ、光線がそれまでの光路をそのまま帰戻する
ように構成している。この場合、光路差は加倍に増倍さ
れ、感度もm倍となる。
上記各実施例において以下のような問題点が考えられる
が、それはいずれも技術的に解決可畦である。即ち、 (1)  プリズムの内部における反射回数が多くなる
と光の強度が低下する。
仁の問題を解決するには、直角プリズムに代えて直角ミ
ラーを用い、その直角ミラーを誘電体多層膜コーティン
グによる多層膜蒸着により構成し、極めて全反射に近い
反射を行うものとすればよく、これにより、光強度の低
下はコーナキューブプリズムの入射面における表面反射
によるものが大部分で、その他では低下しない°ものと
することができる。
(2)偏光特性については、コーナキューブプリズムを
任意の位置に回転して、信号が鵠・も強く得られるよう
にセットすることにより解決できる。
1゛1 精度(loIIJlmの移動−c 1nyr K4fl
当) 14!1)q−p、コーナキューブプリズムの相
互の直角精度を±75″′とする必要がある。この精度
でコーナキューブプリズムを製作することは十分可能で
あり、これに+1 倍装置を用いて構成したLSIのマイクロパターン測定
用差動式レーザ干渉計を示し、左右に微小距離移動でき
る微動台41の上に一対のコーナキューブプリズム42
.43を背向状愈に配設すると共に、それらと対向して
大小の直角プリズムを組合わせて作った一対の直角平面
ミラー44 、45を設け、互いに差動関係にある一対
の光路差増倍装置46 、47を構成している。従って
、上記微動台41を例えば左方に微小距離Δlだけ移動
すれば、右方の光路差増倍装ff46においてはコーナ
キューブプリズム42と直角平面ミラー440間隔が微
小距離Δtph広がるように構成している。而して、上
記各反射装置e46’、4rは、それぞれ光路を5往復
させているので、5倍の感度になり、さらに上記差動式
の移1動量検出を行うため、感度は10倍となる。
通過するビーム50と反射するビーム51とに等しい強
度のものとして分けられ、通過ビーム50は直角プリズ
ムの底面に多層膜蒸着して構した平面ミラー52,53
.54で順次反射してコーナキューブプリズム42へ入
射する。仁のビームはコーナキューブプリズム42の内
部で反射した後点対称の位置から射出し、上記平面ミラ
ー54の上位に位置する直角平面ミラー44に入射し、
これによりビームは相対−向するコーナキューブプリズ
ム42と直角平面ミラー44との間で5往復の入反射を
繰返した捗、平面ミラー54,53.52で順次反射し
て、ビーム56としてレーザヘッドへ戻る。これと並行
して、上記反射ビーム51も、上記通過ビーム5oと同
様に、平面]5ラ−57、58で順次反射してコーナキ
ューブプリしつつレーザヘッドへ戻ル。
図中、ωは固定状態とした基礎板でビームスプリッタ−
49等を収納した複数のハウジング61を固定してあり
、略中央部分における凹部ωαの内部には、上記微動台
41を微動用アクチュエ=−夕62によ少数百ミクロン
メートルの範囲で駆動可卵に配設している。また、上r
微動台41上に取付台63を固定すると共に、その取付
台によりLSIなどのマイクロパターン試料64を保持
する試料台65を固定し、さらにその試料64の測定箇
所と機動台41上のコーナキューブプリズム42.43
のコーナポイント42α、43aを結ぶ線の中心及び高
さを一致させて、測定におけるアツベの原理を満足する
ように構成している。
このように本発明の光路差増倍装置によれば、入射させ
た光線を一対の対向させたプリズム間における多数の部
分で反射するようにしたので、各プリズムを小形に構成
してもそれらのプリズムの間で所要回数だけ入反射を繰
返えさせることができ、それにより光路差及び感度を十
分増倍することができ、また各プリズムを小形化するこ
とにより製作精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
11図及び第2図は従来例の斜視図、第3図及至第7図
は本発明のそれぞれ異なる実施例の正面し]1.第8図
及至第11図は本発明の光路差増倍装置を用いて構成し
た差動式レーザ干渉計の平面ジ1、正面図、断面図及び
側面図である。 指定代理人 第1IQ 第3図 第2図 第4WA 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1一対のコーナキューブプリズムの入射出面同士を平行
    に対向させ、それらを互いの稜線が一致する位置から捩
    ると共に、両コーナキューブプリズムのコーナポイント
    同士を相互にずらして配管し、両コーナキエーブプリズ
    ム間における往復反射回数を増大させたことを特徴とす
    るレーザ干渉計等のための光路差増倍装置。 2、 コーナキューブプリズムの入射出面と直角プリズ
    ムあるいは直角ミラーとを対向させ、それらを互いの稜
    線が一致する位置から捩ると共に、コーナキューブプリ
    ズムのコーナポイントと直角プリズムあるいは直角ミラ
    ーの稜線を相互にずらして配置し、両者間における往復
    反射回数を増大させたことを特徴とするレーザ干渉計等
    のための光路差増倍装置。
JP56166003A 1981-10-16 1981-10-16 レ−ザ干渉計等のための光路差増倍装置 Granted JPS5866913A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56166003A JPS5866913A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 レ−ザ干渉計等のための光路差増倍装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56166003A JPS5866913A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 レ−ザ干渉計等のための光路差増倍装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5866913A true JPS5866913A (ja) 1983-04-21
JPH0213765B2 JPH0213765B2 (ja) 1990-04-05

Family

ID=15823072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56166003A Granted JPS5866913A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 レ−ザ干渉計等のための光路差増倍装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5866913A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63172116A (ja) * 1987-01-09 1988-07-15 Hamamatsu Photonics Kk 光遅延装置
JPH01107905U (ja) * 1988-01-13 1989-07-20
JP2007285872A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Mitsutoyo Corp 光路差増倍装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51134141A (en) * 1975-05-16 1976-11-20 Agency Of Ind Science & Technol Optical system for multiplication of two beam interference path difference
JPS541468A (en) * 1977-06-06 1979-01-08 Nippon Petrochemicals Co Ltd Continuous suction filter press

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51134141A (en) * 1975-05-16 1976-11-20 Agency Of Ind Science & Technol Optical system for multiplication of two beam interference path difference
JPS541468A (en) * 1977-06-06 1979-01-08 Nippon Petrochemicals Co Ltd Continuous suction filter press

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63172116A (ja) * 1987-01-09 1988-07-15 Hamamatsu Photonics Kk 光遅延装置
JPH01107905U (ja) * 1988-01-13 1989-07-20
JP2007285872A (ja) * 2006-04-17 2007-11-01 Mitsutoyo Corp 光路差増倍装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0213765B2 (ja) 1990-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112009005524B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Messen von sechs Freiheitsgraden
US9036154B2 (en) Four-axis four-subdividing interferometer
US3930732A (en) Device and process for testing a lens system
CN108775878B (zh) 光栅外差干涉系统及其滚转角测量方法
CN100570276C (zh) 二维横向塞曼双频激光直线度/同轴度测量装置
US9036155B2 (en) Six-axis four-subdividing interferometer
CN110174054A (zh) 一种高稳定性四光程激光干涉测量系统
CN104142123B (zh) 应用于机械设备几何误差测量的三自由度激光测量系统
CN106500602A (zh) 氦氖激光器纳米测尺系统
CN106017864A (zh) 摆镜特性参数测试装置及测试方法
EP1031868A1 (de) Kompensierter Parallel-Strahlteiler mit zwei Platten sowie Interferometer
JPS5866913A (ja) レ−ザ干渉計等のための光路差増倍装置
US3926523A (en) Optical system for angle measurement by interferometry
CN110530297B (zh) 一种激光光束准直的判断方法及采用该方法的剪切干涉仪
US4836678A (en) Double-path interferometer
CN107121071B (zh) 二维位移测量装置及测量方法
CN116086310A (zh) 基于kb镜纳米实验系统的高精度定位测量方法及装置
CN209513047U (zh) 一种用于静态傅里叶变换光谱仪的微阶梯反射镜和光谱仪
CN106017441B (zh) 一种便携式高精度激光大工作距自准直装置与方法
DE3737426A1 (de) Interferometer
US5923426A (en) Bi-lateral shearing interferometer
US6717678B2 (en) Monolithic corrector plate
CN109738066A (zh) 一种用于静态傅里叶变换光谱仪的微阶梯反射镜及其制作方法
JP3551266B2 (ja) 鋭角後方反射装置
DE102018112204A1 (de) Verlagerungsdetektionsvorrichtung