JPS6195230A - 反射率測定装置 - Google Patents
反射率測定装置Info
- Publication number
- JPS6195230A JPS6195230A JP59216215A JP21621584A JPS6195230A JP S6195230 A JPS6195230 A JP S6195230A JP 59216215 A JP59216215 A JP 59216215A JP 21621584 A JP21621584 A JP 21621584A JP S6195230 A JPS6195230 A JP S6195230A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarization
- plane
- light
- polarizer
- reflectance
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は物革の表面又は裏面での反射率を測定する反射
率測定用装置に係わシ、特に偏光特性を正確に測定しつ
つ、光量を有効に利用して精度の良い測定結果を得るに
好適な光学系の構成に関する。
率測定用装置に係わシ、特に偏光特性を正確に測定しつ
つ、光量を有効に利用して精度の良い測定結果を得るに
好適な光学系の構成に関する。
いま、空気中（厳密には真空中）に置かれた等方性の物
質の面に平面偏光が入射した場合、この物質の複素屈折
率をｎ−１ｋ、光の入射角をφとすると、偏光面が入射
面（物質の面にたてた法線と入射光を含む面）に垂直な
場合の反射率ＲＦと平行な場合の反射率ａｍは次式で求
まる。
質の面に平面偏光が入射した場合、この物質の複素屈折
率をｎ−１ｋ、光の入射角をφとすると、偏光面が入射
面（物質の面にたてた法線と入射光を含む面）に垂直な
場合の反射率ＲＦと平行な場合の反射率ａｍは次式で求
まる。
−１１（ト）と１′ ・・・・・・・・・（１）
”” （ａ＋ｃｏａφ） ＋１ ＋ ｂ２（ａ−ｓｉ
＋ｉφ−φ）ｚ＋ｂｚ ＆・＝８・（ａ＋ｓｉ。φア。φ）・＋ｂ！−−−−−
−−−−（２）ここにａ、ｂは、ａ”−ｂ”＝ｎ”−ｋ
”−５ｉｎ”φａｂ＝ｎｋの２式よ請求められる値であ
る。
”” （ａ＋ｃｏａφ） ＋１ ＋ ｂ２（ａ−ｓｉ
＋ｉφ−φ）ｚ＋ｂｚ ＆・＝８・（ａ＋ｓｉ。φア。φ）・＋ｂ！−−−−−
−−−−（２）ここにａ、ｂは、ａ”−ｂ”＝ｎ”−ｋ
”−５ｉｎ”φａｂ＝ｎｋの２式よ請求められる値であ
る。
一般にｎは屈折轡、ｋは吸収係数として扱われる。（１
）、（２）式かられかるように、固定の入射些φに対す
るＲｇ 、 Ｅ４＝ｐを測定すれば屈折率ｎと吸収係数
ｋがわかる。逆にｎとｋがわかっていても入射角φ−Ａ
Ｘ変わればＲｓ、ＦＬｙは変ってくる。第１図はｎ＝２
．に＝１の場合の３ａ 、Ｒｒを算出したもので、特ρ
しは特定の角度で極小値を持つ。
）、（２）式かられかるように、固定の入射些φに対す
るＲｇ 、 Ｅ４＝ｐを測定すれば屈折率ｎと吸収係数
ｋがわかる。逆にｎとｋがわかっていても入射角φ−Ａ
Ｘ変わればＲｓ、ＦＬｙは変ってくる。第１図はｎ＝２
．に＝１の場合の３ａ 、Ｒｒを算出したもので、特ρ
しは特定の角度で極小値を持つ。
このように、反射面に対して角度を持って入射する光に
偏光特性がある場合、偏光面と入射面の関係が変わると
反射率が変わるため、入射面に対し偏光面がどのような
角度にあるかを確認しておかなければならない。第２図
は石英板の反射率を測定した例で、横軸は波長をとって
いる。入射角は４５゛と３０’の場合を示し、Ｒｓ、Ｒ
ｐの波長特性を示したものである。波長によってＲｓ。
偏光特性がある場合、偏光面と入射面の関係が変わると
反射率が変わるため、入射面に対し偏光面がどのような
角度にあるかを確認しておかなければならない。第２図
は石英板の反射率を測定した例で、横軸は波長をとって
いる。入射角は４５゛と３０’の場合を示し、Ｒｓ、Ｒ
ｐの波長特性を示したものである。波長によってＲｓ。
ＦＬｐが変わる理由は屈折率ｎと吸収係数ｋが波長特性
を持つからである。第２図かられかるとお９偏光面が９
０゛異なることによシ反射率は大幅に異なってくる。す
なわち、物質（第２図では石英）の反射率を求める場合
、偏光面の９０′とＯｏの２株の測定を行なわなければ
真値は得られない。
を持つからである。第２図かられかるとお９偏光面が９
０゛異なることによシ反射率は大幅に異なってくる。す
なわち、物質（第２図では石英）の反射率を求める場合
、偏光面の９０′とＯｏの２株の測定を行なわなければ
真値は得られない。
このため、入射面に対し偏光面をＯｏと９０゜に変える
偏光面回転部が不可欠になってくる。もし、光源が偏光
特性金持たない均質な光か、又は完全な円偏光である場
合には、第３図に示すように直線偏光子を回転させるこ
とにより透過光は任意の角度を持った偏光となυ得る。
偏光面回転部が不可欠になってくる。もし、光源が偏光
特性金持たない均質な光か、又は完全な円偏光である場
合には、第３図に示すように直線偏光子を回転させるこ
とにより透過光は任意の角度を持った偏光となυ得る。
しかし、一般には光源はある程度の偏光特性を持つし、
また反射鏡などで反射されたあとの光は当然偏光特性が
強くなる。また第２図に示すように反射率の波長特性を
測定する場合には、光源として分光器から出射した単色
光を用いるが、分光器の分散子には強い偏光特性を持つ
素子が多く、かつその偏光特性も波長によって変ってく
る。第４図はグレーティングを用いた分光器の偏光特性
を波長を変えて測定したもので、特異な波長できわめて
複雑に偏光特性が変動する（アノ−マリと呼ぶ）。
また反射鏡などで反射されたあとの光は当然偏光特性が
強くなる。また第２図に示すように反射率の波長特性を
測定する場合には、光源として分光器から出射した単色
光を用いるが、分光器の分散子には強い偏光特性を持つ
素子が多く、かつその偏光特性も波長によって変ってく
る。第４図はグレーティングを用いた分光器の偏光特性
を波長を変えて測定したもので、特異な波長できわめて
複雑に偏光特性が変動する（アノ−マリと呼ぶ）。
このように、光源の偏光方向が測定のたびに変動したの
では反射率測定の精度は安定しない。
では反射率測定の精度は安定しない。
従って、光源に偏光特性がある、なしにかかわらず反射
率測定のためには一度偏光子を透過させて偏光面を確認
してから測定する必要がある。
率測定のためには一度偏光子を透過させて偏光面を確認
してから測定する必要がある。
ところで、第４図に示したように分光器から得られる単
色光は偏光性が強い。またレーザ光源のような場合には
偏光面が決まっているものもある。
色光は偏光性が強い。またレーザ光源のような場合には
偏光面が決まっているものもある。
このような光源において偏光子を回転させると光量が大
幅に減少しｆＣシ場合によっては透過光がゼロとなるこ
ともあり得る。
幅に減少しｆＣシ場合によっては透過光がゼロとなるこ
ともあり得る。
従って偏光子を光源の最も強い振幅を持つ偏光方向に固
定し、偏光子を透過したあとの直線偏光を任意の角度に
偏光面を回転させて反射率を測定することが望まれる。
定し、偏光子を透過したあとの直線偏光を任意の角度に
偏光面を回転させて反射率を測定することが望まれる。
本発明は偏光子を透過したあとの直線偏光を反射面に対
しＯｏと９０°の角度に偏光面を回転せしめることを目
的とし、偏光面の方向を考慮に入れた反射率の測定を正
確に行なう構成全提供するにある。
しＯｏと９０°の角度に偏光面を回転せしめることを目
的とし、偏光面の方向を考慮に入れた反射率の測定を正
確に行なう構成全提供するにある。
偏光面を回転させるには１／２波長板が最も一般的であ
るが、このものは特定の波長範囲においてのみ偏光性が
保たれる。従って第２図のように波長を変化させながら
測定する場合には不適切である。一方第５図に示すフレ
ネルロムは入射した直線偏光面を７レネルロムの回転角
の２倍の角度で回転させることができ、しかもフレネル
ロムは高屈折率物質の内面による全反射を用いているの
で偏光性は波長に依存せず一定の高い効率を保つことが
できる。
るが、このものは特定の波長範囲においてのみ偏光性が
保たれる。従って第２図のように波長を変化させながら
測定する場合には不適切である。一方第５図に示すフレ
ネルロムは入射した直線偏光面を７レネルロムの回転角
の２倍の角度で回転させることができ、しかもフレネル
ロムは高屈折率物質の内面による全反射を用いているの
で偏光性は波長に依存せず一定の高い効率を保つことが
できる。
光源が分光器を出射した単色光やマルチモードで発振し
ているレーザ光のような場合には、光源から得られる光
の偏光性は均質ではない。そのため偏光子は光源の偏光
性が最も強い角度に合わせることが望まれる。従って偏
光子と７レネルロムのいずれも光軸方向に対して回転で
きる構造にする必要がある。
ているレーザ光のような場合には、光源から得られる光
の偏光性は均質ではない。そのため偏光子は光源の偏光
性が最も強い角度に合わせることが望まれる。従って偏
光子と７レネルロムのいずれも光軸方向に対して回転で
きる構造にする必要がある。
第６図に本発明の実施例を示す。光源ランプ１から出射
した光は分光器２にょシ単色光となる。
した光は分光器２にょシ単色光となる。
単色光は偏光子３によシ直線偏光となシ、フレネルロム
４によって偏光面を回転式せたうぇ、試料５の反射光を
測定する反射率測定装置６内の受光素子によって検知さ
れる。直線偏光子３と７レネルロム４はともに光軸に平
行な軸のまわシに回転できるよう回転機構７および８に
とシっけられており、回転機構７および８に刻印されて
いる回転角度の指標９および１ｏにょシ現在の回転角度
を読みとることができる。
４によって偏光面を回転式せたうぇ、試料５の反射光を
測定する反射率測定装置６内の受光素子によって検知さ
れる。直線偏光子３と７レネルロム４はともに光軸に平
行な軸のまわシに回転できるよう回転機構７および８に
とシっけられており、回転機構７および８に刻印されて
いる回転角度の指標９および１ｏにょシ現在の回転角度
を読みとることができる。
偏光子３は分光器２から出射する単色光のｌｌｉｉｉ元
強度の強い角度に一致する角度０゛に止められていると
すると、試料５に入射する偏光面を０１と９０°にする
ためにはフレネルロム４の回転角は０．０ ｉおよび４５ ＋医の角度だけ回転するようにすれば良
い。
強度の強い角度に一致する角度０゛に止められていると
すると、試料５に入射する偏光面を０１と９０°にする
ためにはフレネルロム４の回転角は０．０ ｉおよび４５ ＋医の角度だけ回転するようにすれば良
い。
第７図は本発明６他の実施例を示す。偏光子３０回転機
構７に固定堰れた平歯車１１は中間平歯車機構１２を介
してフレネルロム４の回転機構８に伝達されるが、この
とき偏光子側回転機構７の回転角度０に対しフレネルロ
ム側回転機構８はσ／２だけ回転する。従って光源の偏
光特性に合わせて偏光子３０角度を最適な角度に回転さ
せても、フレネルロム４を出た光の偏光面は常に０＠方
向を向いている。一方フレ、ネルロム側回転機構８は４
５＠の角度だけ回転させてロックできるよう押しバネ機
構１４含有し、反射率測定装置６に入射する元の偏光面
を００と９０°に回転できる構成となっている。
構７に固定堰れた平歯車１１は中間平歯車機構１２を介
してフレネルロム４の回転機構８に伝達されるが、この
とき偏光子側回転機構７の回転角度０に対しフレネルロ
ム側回転機構８はσ／２だけ回転する。従って光源の偏
光特性に合わせて偏光子３０角度を最適な角度に回転さ
せても、フレネルロム４を出た光の偏光面は常に０＠方
向を向いている。一方フレ、ネルロム側回転機構８は４
５＠の角度だけ回転させてロックできるよう押しバネ機
構１４含有し、反射率測定装置６に入射する元の偏光面
を００と９０°に回転できる構成となっている。
第６図、第７図の実施例では回転機構７．８の回転手段
については述べなかったが、手動又はモータによる制御
のいずれでも可能であることは明白である。
については述べなかったが、手動又はモータによる制御
のいずれでも可能であることは明白である。
本発明を用いれば光源の種類のいかんにかかわらず偏光
面ｔ−０°と９０゛に回転させて試料面に入射させる反
射率測定装置を製作することができる。
面ｔ−０°と９０゛に回転させて試料面に入射させる反
射率測定装置を製作することができる。
第１図は反射率の反射角度依存性を示す図、第２図は石
英板の反射率ｔ−３０°反射と４５°反射について求め
たスペクトル図、第３図は直線偏光子の偏光特性を説明
する図、第４図はグレーティング分光器を出射した光の
偏光特性を求めた図、第５図はフレネルロムの偏光特性
を説明する図、第°図１４発″ｏｗ′ｌ″１４１す図・
第“図１本発 ７・明の他の実施例を示す図
である。 １・・・光源ランプ、２・・・分光器、３・・・直線偏
光子、４・・・フレネルロム、５・・・反射率を測定す
る試料、６・・・反射率測定装置、７川回転機構、８・
・・回転機構、９・・・指標、１０・・・指標、１１・
・・平歯車、１２・・・中ｉ４平平歯後構、１３・・・
平歯車、１４・・・バネ機構。
英板の反射率ｔ−３０°反射と４５°反射について求め
たスペクトル図、第３図は直線偏光子の偏光特性を説明
する図、第４図はグレーティング分光器を出射した光の
偏光特性を求めた図、第５図はフレネルロムの偏光特性
を説明する図、第°図１４発″ｏｗ′ｌ″１４１す図・
第“図１本発 ７・明の他の実施例を示す図
である。 １・・・光源ランプ、２・・・分光器、３・・・直線偏
光子、４・・・フレネルロム、５・・・反射率を測定す
る試料、６・・・反射率測定装置、７川回転機構、８・
・・回転機構、９・・・指標、１０・・・指標、１１・
・・平歯車、１２・・・中ｉ４平平歯後構、１３・・・
平歯車、１４・・・バネ機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、試料による光の反射を測定するものにおいて、測定
光路中にフレネルロムと偏光子を有することを特徴とす
る反射率測定装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、フレネルロムが２
分の１波長遅れの位相関係を有することを特徴とする反
射率測定装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、フレネルロムおよ
び偏光子が光軸に平行な回転軸のまわりに回転する回転
機構にとりつけられていることを特徴とする反射率測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59216215A JPS6195230A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 反射率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59216215A JPS6195230A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 反射率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6195230A true JPS6195230A (ja) | 1986-05-14 |
Family
ID=16685075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59216215A Pending JPS6195230A (ja) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | 反射率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6195230A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006153587A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Nikon Corp | 分光器、及びこれを備えている顕微分光装置 |
| JP2009520959A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | エコール ポリテクニク | 広帯域偏光解析器／偏光計システム |
| CN104316463A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-01-28 | 苏州精创光学仪器有限公司 | 玻璃在线颜色及反射率的测量装置 |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP59216215A patent/JPS6195230A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006153587A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Nikon Corp | 分光器、及びこれを備えている顕微分光装置 |
| JP4645173B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2011-03-09 | 株式会社ニコン | 分光器、及びこれを備えている顕微分光装置 |
| JP2009520959A (ja) * | 2005-12-23 | 2009-05-28 | エコール ポリテクニク | 広帯域偏光解析器／偏光計システム |
| CN104316463A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-01-28 | 苏州精创光学仪器有限公司 | 玻璃在线颜色及反射率的测量装置 |
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