JPS63275936A - 屈折率分布測定方法 - Google Patents
屈折率分布測定方法Info
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- JPS63275936A JPS63275936A JP11221087A JP11221087A JPS63275936A JP S63275936 A JPS63275936 A JP S63275936A JP 11221087 A JP11221087 A JP 11221087A JP 11221087 A JP11221087 A JP 11221087A JP S63275936 A JPS63275936 A JP S63275936A
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、全反射を利用した屈折率分布測定方法に関し
、特に屈折率勾配をもつ光学素子の屈折率分布形状を簡
単な方法で精密に測定し得る方法に関する。
、特に屈折率勾配をもつ光学素子の屈折率分布形状を簡
単な方法で精密に測定し得る方法に関する。
光エレクトロニクス分野で多用される分布屈折率光学素
子の光学特性は屈折率分布形状に大きく左右され、その
測定が重要である。
子の光学特性は屈折率分布形状に大きく左右され、その
測定が重要である。
これまでに、分布屈折率平板マイクロレンズ、ロッドレ
ンズ、光７アイパ、光導波路などの微小光学素子の屈折
率分布測定法が多く報告されているが、それぞれ一長一
短なところを持つ。
ンズ、光７アイパ、光導波路などの微小光学素子の屈折
率分布測定法が多く報告されているが、それぞれ一長一
短なところを持つ。
一般的な方法では、試料を薄板に研磨し、干渉顕ｔｉ鏡
で観測した干渉縞から光路長差を求め、試料の厚さで割
ることにより屈折率分布を求める干渉法がある。
で観測した干渉縞から光路長差を求め、試料の厚さで割
ることにより屈折率分布を求める干渉法がある。
前述した従来の屈折率分布測定方法は一般Ｋｆｆｌ雑で
大がかりな測定装置を必要とし、また干渉法では特に、
屈折率差の大きいものや厚さ方向にも屈折率が変化する
ものを測定するとき、数十μｍ以下の非常に薄い測定用
試料を用意しなければならないという問題がある。
大がかりな測定装置を必要とし、また干渉法では特に、
屈折率差の大きいものや厚さ方向にも屈折率が変化する
ものを測定するとき、数十μｍ以下の非常に薄い測定用
試料を用意しなければならないという問題がある。
不発明の目的は、簡単で、高粘度、しかも任意形状の屈
折率分布が測定できる方法を提供することである。
折率分布が測定できる方法を提供することである。
本発明方法では、被測定試料を、これよりも大きい屈折
率（ｎｏ）を持つ媒−質に接触させ、収束光を被測定点
に入射１させて反射光の明暗境界より全反射臨界角φＣ
を読みとる。
率（ｎｏ）を持つ媒−質に接触させ、収束光を被測定点
に入射１させて反射光の明暗境界より全反射臨界角φＣ
を読みとる。
これにより、上記試料の被測定点における屈折率ｎはｎ
＝ｎｏＳｉｎφＣで与えられる。そして試料を移動させ
る等の方法で、上記収束光を試料の被測定面上で相対的
に走査しつつ、反射光の明暗境界から各被測定点におけ
る全反射臨界角φＣを読みとり、各点での屈折率ｎを求
める。
＝ｎｏＳｉｎφＣで与えられる。そして試料を移動させ
る等の方法で、上記収束光を試料の被測定面上で相対的
に走査しつつ、反射光の明暗境界から各被測定点におけ
る全反射臨界角φＣを読みとり、各点での屈折率ｎを求
める。
試料の屈折率差をカバーできるように、収束光を作るた
めのレンズの開口数を選び、微動台で試料を動かし、−
回のみの光学ｖ４整で二次元屈折率分布を測定できる。
めのレンズの開口数を選び、微動台で試料を動かし、−
回のみの光学ｖ４整で二次元屈折率分布を測定できる。
光学調整の後は光学系を固定する。
本発明方法で、反射光の明暗境界を検出する手段とじて
、ＣＯＤアレーなどの微小光検出素子列を用いれば測定
の自動化を行なうことができる。
、ＣＯＤアレーなどの微小光検出素子列を用いれば測定
の自動化を行なうことができる。
本発明方法の精度は垂直反射率を測定する反射法と同じ
ように、収束光のスポット径（約／μｍ）程度は得るこ
とができる。
ように、収束光のスポット径（約／μｍ）程度は得るこ
とができる。
本発明方法は、反射法に比べ、角度だけを測り、光パワ
ーメータが不要である利点がある。
ーメータが不要である利点がある。
また干渉法に比べて、本発明方法は試料の準備が簡単で
、レンズ表面の屈折率分布をシト破壌で測定できる。
、レンズ表面の屈折率分布をシト破壌で測定できる。
第１表に本発明方法と在来方法との比較を示す。
第 ｌ 表
〔実 施 例〕
以下に本発明の詳細を実施例にしたがって説明する。
第１図は本発明方法を実施するための測定系を示し、／
は屈折率分布を測定する被測定試料、λは測定台である
。
は屈折率分布を測定する被測定試料、λは測定台である
。
測定台２は一例として屈折率ｎ□−八り／７６ の透明
光学ガラスから成り、試料敏置面２Ａが平面で、他面２
Ｂが半球面の半径ｊ、ｊｍｍの半球状を成している。そ
して測定台２の載置面２Ａに、−例として屈折率ｎｍ−
／、７００のマツチング屈折液３を介して試料／の被測
定面を密着させる。
光学ガラスから成り、試料敏置面２Ａが平面で、他面２
Ｂが半球面の半径ｊ、ｊｍｍの半球状を成している。そ
して測定台２の載置面２Ａに、−例として屈折率ｎｍ−
／、７００のマツチング屈折液３を介して試料／の被測
定面を密着させる。
また測定台２の載置面２Ａに対し、斜め下方に顕微鏡対
物レンズ等の集光レンズグを配置し、光源（図外）から
のレーザ光ビームｊを集光レンズ≠をてより、測定台載
置面上の被測定点乙に収束させる。
物レンズ等の集光レンズグを配置し、光源（図外）から
のレーザ光ビームｊを集光レンズ≠をてより、測定台載
置面上の被測定点乙に収束させる。
ビーム６としては、例えばビーム・エクスパンダで太く
した波長０．６３３μｍのＨｅ−Ｎｅレーザビームを使
用する。
した波長０．６３３μｍのＨｅ−Ｎｅレーザビームを使
用する。
被測定点乙に照射された収束光は、訓点で反射拡散し、
この反射側では、全反射臨界角φＣよりも大きい角度範
囲は全反射光で明るく照射され、これよりも小さい角度
範囲では被測定点６から上方に透過出射してしまうため
暗く、明暗境界７が観測できる。この明暗境界７を視認
、ＣＯＤアレーによる検出等の方法で検出し、測定面法
線との成す角φＣを測定子れば、被測定点乙における試
料の屈折率ｎはｎ ＝ ｎ□ＳｉｎφＣから求められる
。
この反射側では、全反射臨界角φＣよりも大きい角度範
囲は全反射光で明るく照射され、これよりも小さい角度
範囲では被測定点６から上方に透過出射してしまうため
暗く、明暗境界７が観測できる。この明暗境界７を視認
、ＣＯＤアレーによる検出等の方法で検出し、測定面法
線との成す角φＣを測定子れば、被測定点乙における試
料の屈折率ｎはｎ ＝ ｎ□ＳｉｎφＣから求められる
。
次に試料／を測定台コ上でスライド移動させると、もし
被測定点乙における屈折率が先の測定点よりも小さい場
合は、明暗パターンは先のｒＡからｒＢのように変化し
、また屈折率が先の測定点よりも大きい場合はざＡから
ｇＣのように明暗パターンが変化する。
被測定点乙における屈折率が先の測定点よりも小さい場
合は、明暗パターンは先のｒＡからｒＢのように変化し
、また屈折率が先の測定点よりも大きい場合はざＡから
ｇＣのように明暗パターンが変化する。
このようにして、試料ｌを微小距離ずつ移動させて、各
測定点での屈折率を前述した方法で求めることにより、
試料／の被測定面上における屈折率分布形状を正＠に知
ることができる。
測定点での屈折率を前述した方法で求めることにより、
試料／の被測定面上における屈折率分布形状を正＠に知
ることができる。
以下に具体的数値例を示す。
実施例／９．２
．２≠時間のイオン交換処理で製作した平板マイクロレ
ンズを半分に切断、研磨して、屈折率分布 弘を上述し
た方法でレンズの軸上及び表面についてそれぞれ測定し
た。その結果を第２図（ａ） 、 （ｂ）に示す。
ンズを半分に切断、研磨して、屈折率分布 弘を上述し
た方法でレンズの軸上及び表面についてそれぞれ測定し
た。その結果を第２図（ａ） 、 （ｂ）に示す。
第２図で実線は、Ｘ線マイクロアナライザ（ＸＭＡ）で
測定したドーパントイオンの濃度依存拡散係数Ｄ−３，
りＸ／ ０−１５ ｅｘｐ （ｒ、 Ｉ Ｎ ）７７Ｌ
’／Ｓを使って、拡散方程式を解いたシュミレーション
結果であり、黒点が実測値である。
測定したドーパントイオンの濃度依存拡散係数Ｄ−３，
りＸ／ ０−１５ ｅｘｐ （ｒ、 Ｉ Ｎ ）７７Ｌ
’／Ｓを使って、拡散方程式を解いたシュミレーション
結果であり、黒点が実測値である。
第２図（ａ） 、 （ｂ）から、本発明方法による屈折
率実測値がシュミレーション結果と良く一致しているこ
とがわかる。また同様にして屈折率分布型ロッドレンズ
の断面内の屈折率分布をＩｌ！定した結果を第３図に示
す。
率実測値がシュミレーション結果と良く一致しているこ
とがわかる。また同様にして屈折率分布型ロッドレンズ
の断面内の屈折率分布をＩｌ！定した結果を第３図に示
す。
本発明方法によれは、試料の屈折率分布形状を、簡単な
装置で高精度に測定することができる。また薄片試料を
製作する必要なく、測定対象物の厚み、形状とは無関係
に非破壊で屈折率分布を測定できる利点がある。
装置で高精度に測定することができる。また薄片試料を
製作する必要なく、測定対象物の厚み、形状とは無関係
に非破壊で屈折率分布を測定できる利点がある。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）
、 （ｂｌは、平板マイクロレンズの軸上及び平径方
向の屈折率分布について、本発明方法で測定した実測値
とドーパントイオンの濃度測定から算出した計算値とを
示すグラフ、第３図は本発明方法で測定したロッドレン
ズの屈折率分布形状を示すグラフである。 ｌ・・・・・・被測定試料 −・・・・・・測定台３・
・・・・マツチング屈折液 ≠・・・・集光レンズｊ・
・・・・・レーザ光ビーム 乙・・・・・・被測定点７
・・・・・明暗境界 ♂Ａ、Ｊ’Ｂ、♂Ｃ・・・・明暗パターン特許出願人
日本板硝子株式会社 第１図 第２因 中径方向距離 （、ｕｍ）
、 （ｂｌは、平板マイクロレンズの軸上及び平径方
向の屈折率分布について、本発明方法で測定した実測値
とドーパントイオンの濃度測定から算出した計算値とを
示すグラフ、第３図は本発明方法で測定したロッドレン
ズの屈折率分布形状を示すグラフである。 ｌ・・・・・・被測定試料 −・・・・・・測定台３・
・・・・マツチング屈折液 ≠・・・・集光レンズｊ・
・・・・・レーザ光ビーム 乙・・・・・・被測定点７
・・・・・明暗境界 ♂Ａ、Ｊ’Ｂ、♂Ｃ・・・・明暗パターン特許出願人
日本板硝子株式会社 第１図 第２因 中径方向距離 （、ｕｍ）
Claims (1)
- 被測定試料の一面を、該試料よりも屈折率の大きい媒質
に接触させ、収束光を前記面の被測定点に入射させて反
射光の全反射による明暗境界を検出して、全反射角度か
ら前記試料の被測定点における屈折率を算出し、さらに
前記収束光を前記試料面上で相対的に走査しつつ前記処
理を繰り返すことにより、屈折率分布を求めることを特
徴とする屈折率分布測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11221087A JPS63275936A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 屈折率分布測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11221087A JPS63275936A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 屈折率分布測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63275936A true JPS63275936A (ja) | 1988-11-14 |
Family
ID=14581009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11221087A Pending JPS63275936A (ja) | 1987-05-08 | 1987-05-08 | 屈折率分布測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63275936A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03163326A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-15 | Olympus Optical Co Ltd | 屈折率分布測定方法及び屈折率分布測定装置 |
| US5309214A (en) * | 1991-09-17 | 1994-05-03 | Olympus Optical Co., Ltd. | Method for measuring distributed dispersion of gradient-index optical elements and optical system to be used for carrying out the method |
| US5617201A (en) * | 1993-09-01 | 1997-04-01 | Janesko Oy | Method for refractometer measuring using mathematical modelling |
| JP2009244003A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toppan Forms Co Ltd | 接着剤の硬化度検出方法 |
-
1987
- 1987-05-08 JP JP11221087A patent/JPS63275936A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03163326A (ja) * | 1989-11-22 | 1991-07-15 | Olympus Optical Co Ltd | 屈折率分布測定方法及び屈折率分布測定装置 |
| US5309214A (en) * | 1991-09-17 | 1994-05-03 | Olympus Optical Co., Ltd. | Method for measuring distributed dispersion of gradient-index optical elements and optical system to be used for carrying out the method |
| US5617201A (en) * | 1993-09-01 | 1997-04-01 | Janesko Oy | Method for refractometer measuring using mathematical modelling |
| JP2009244003A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toppan Forms Co Ltd | 接着剤の硬化度検出方法 |
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