JPS6333607A - 縞走査シアリング干渉測定方法 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は縞走査シアリング干渉測定方法に関する。

（従来技術） 縞走査シアリング干渉測定方法は、波面形状の測定を通
じて、物体の表面形状や、光学系の性能を測定しうる測
定方法として知られている。

第２図は、従来知られている、縞走査シアリング干渉測
定方式の光学系を要部のみ説明図的に示している。

波面Ｗを有する測定光は、ビームスプリッタ−３０に入
射して、２光束に分離され、一方はコーナーキューブ３
４へ、他方はコーナーキューブ３２へ入射する。

コーナーキューブ３２．３４による各折返し光束はビー
ムスプリッタ−３０に入射すると合流して、エリアセン
サー２８上に入射する。コーナーキューブ３４により折
返された光束の波面をＭＡ、コーナーキューブ３２で折
返された光束の波面をｖＢとすると、これら波面ＷＡ、
　Ｗｂは本来同一形状のものである。

コーナーキューブ３２を左右方向へ変位させて、波面Ｗ
Ａの光束に対し、波面−Ｂの光束を横ずらしすると、そ
の横ずれ量、すなりちシア量Ｓに応じて、エリアセンサ
ー２８上には干渉縞が生ずる。

一方、コーナーキューブ３４はピエゾ素子３６に固装さ
れており、ピエゾ素子３６によってコーナーキューブ３
４を、その入射光軸方向へ移動させると、波面ＶＢの光
束に対して、波面ＷＡの光束の光路長が変化し、それに
応じて、エリアセンサー２８上の干渉縞が変化する。こ
の干渉縞の変化を１周期にゎたって行ない、この間に変
化する干渉縞パターンを読取ることを縞走査という。

このようにして縞走査により読取った複数の干渉縞パタ
ーンにもとづき、所定の演算を行なって、波面形状Ｗを
算出する。波面形状Ｗの３次元的な形状を特定するには
、コーナーキューブ３２を、第２図で図面に直交する方
向へ変位させて、波面ＷＡの光束と波面ＶＢの光束との
横ずれを、第２図の図面に直交する方向とし、縞走査と
、それにもとづく演算を行なって、上記図面に直交する
方向における１ライン分（エリアセンサー２８の１ライ
ン分）の波面形状をもとめ、この１ライン分の波面形状
により、先にもとめた波面形状を底あげ補正する。

さて、第２図に示す如き光学系で、縞走査シアリング干
渉測定を行なう場合、以下の如き問題がある。

すなわち、前述のシア量Ｓは、測定精度に直接的に影響
する量であり、測定にあたっては、このシア量を正確に
定めねばならない。

シア量Ｓは、コーナーキューブ３２のシア原点からのず
れとして定義され、シア量の確定のためには、まず、シ
ア原点が正確に特定されねばならない。コーナーキュー
ブ３２は、２方向（第２図で左右方向と図面に直交する
方向）に変位可能であり、シア原点の特定はとかく誤差
を生じ易い。このため、縞走査シアリング干渉測定の測
定精度の向上に困難性があった。

（目　　的） 本発明は、上述した事情に鑑みて成されたものであって
、その目的とするところは、シア量の特定が容易かつ正
確であり、測定操作の容易な縞走査シアリング干渉測定
方法の提供にある。

（構　　成） 以下、本発明を説明する。

本発明の縞走査シアリング干渉測定方法は、以下の点を
特徴とする。

第１は、測定光を２分し、一方の光束を他方の光束に対
して横ずらしするシア操作をサバール板により行なうこ
とである。

第２は、上記一方の光束の光路長を他方の光束の光路長
に対して変化させ、干渉縞の１周期にわたる縞走査の操
作を、ピエゾ素子により行なうことである。

以下、図示の実施例に即して具体的に説明する。

第１図は本発明の縞走査シアリング干渉測定方法を実施
する光学配置の一例を説明に必要な部分のみ説明図的に
略伝している。

測定対象物、例えば、表面形状の測定の場合であれば、
表面形状を測定すべき物体の表面形状に関する情報を、
波面Ｗとして含む測定光は、第１図において左方から右
方へ向かって進行し、まず、偏光子１０を透過すると直
線偏向となり、つづいてサバール板１２に入射する。

そして、サバール板１２の作用により、測定光は２光束
に分離され、かつ横ずらしされる。このときのシア量は
サバール板１２の厚さに応じて一義的に定まる。

分離した２光束は偏光ビームスプリッタ−１４に入射す
る。これら２光束は互いに直交する方向に振動している
直線偏光であるため、偏光ビームスプリッタ−１４によ
り相互に分離し、一方は、ミラー２４へ、他方はミラー
１８へ入射し、それぞれ反射される。そして、これら２
光束は再度偏光ビームスプリッタ−１４に入射するので
あるが、ミラー１８゜２４の前方には、それぞれ１／４
波長板１６．２２が配備されているため、ミラー１８に
よる反射光束は偏光ビームスプリッタ−１４を透過し、
ミラー２４による反射光束は偏光ビームスプリッタ−１
４により反射される。かくして、これら２光束は互いに
横ずれした状態で合流し、検光子２６を透過すると互い
に可干渉となってエリアセンサー２８上に入射し、干渉
縞パターンを生ずる。第１図で、符号ＷＡ、　ＷＢはそ
れぞれミラー２４．１８で反射された光束の波面を示す
。

この状態で、ミラー１８をピエゾ素子２０により変位さ
せることにより、縞走査を実現できる。縞走査を行なう
のに、ピエゾ素子によりミラー２４を変位させるように
してもよい。

なお、サバール板１２は、板の法線方向と結晶軸とのな
す角を適当にとり（水晶ならば４５度、方解石ならば４
４．６度）、斜入射においても横ずらし量が、すなわち
シア量が変らない様にしておく。

このようにして、波面Ｗを知ることができる。

波面Ｗの３次元的な形状をもとめるには、サバール板１
２を入射光軸のまわりに９０度回転させるか、もしくは
、サバール板を、他の、９０度回転させであるサバール
板に置き換へ、上述の測定を行なって、波面Ｗの図面に
直交する方向の１ライン分の形状を求め、先の測定で得
られている形状を、この１ライン分の上にのせることに
より補正を行なえばよい。

（効　　果） 以上、本発明によれば、新規な縞走査シアリング干渉測
定方法を提供できる。

この発明の縞走査シアリング干渉測定方法では、シア操
作をサバール板で行なうので、測定のための操作が容易
である。また、シア量はサバール板の厚さにより一義的
に定まるから、これを極めて高精度に特定でき、測定精
度が向上する。また３次元的な波面形状を得るために、
横ずらしの方向を直交する２方向で切換える場合も、シ
ア原点を探す必要がなく、また、この切換はサバール板
の回転もしくは交換により容易に実現される。

また、縞走査の操作はピエゾ素子で行なうので。

高精度の縞走査が可能である。

さらに、高価なコーナーキューブを用いないので、測定
装置を低コストで実現できる。

なお、厚みの異なるサバール板を複数種用意し、必要に
応じて、サバール板の交換によりシア量を切換うろこと
はいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を、説明に必要な部分のみ軸
承する説明図、第２図は従来の技術とその問題点を説明
するための図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 測定光を２分し、一方を他方に対して横ずらしするシア
   操作をサバール板により行ない、 上記２分された測定光の一方に対し、他方の光路長を変
   化させ、干渉縞の１周期にわたる縞走査を、ピエゾ素子
   を用いて行なうことを特徴とする、縞走査シアリング干
   渉測定方法。