JP2001512821A - マイクロ偏光計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い偏光率を有し、多色光用に用いられ、市販のレーザから発せられるビームが追加の拡幅なしに１つの測定段階で測定されることができる程に小型であり、かつ、簡単な方法で構成されて揃いのストークスメータとなることができる、可動部分のないマイクロ偏光計を提供する。 【解決手段】分析器は、偏光材料製の、半径方向対称な、平坦なディスク（５）からなり、偏光材料では、偏光は材料の内部の吸収効果に基づいており、分析器（１）の面は検出器（１０）のセグメントの面より大きいかセグメントの面に等しいこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、分析器と、この分析器の後方に設けられておりかつＮO 個のセグメ
ントを有する検出器と、を具備するマイクロ偏光計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

当該技術では、光は、試料の多数の性質を測定するための非接触及び非破壊で
作動するプローブとして、用いられる。この場合、試料との相互作用の、例えば
、反応又は透過の後の、ビームの特徴的諸性質の変化が利用される。しかるに、
偏光測定及び楕円偏光法では、偏光諸性質に含まれる情報、あるいは、試料の相
互作用に基づく情報の変化が利用される。

【０００３】 完全な偏光の場合、情報とは、楕円率、空間（方位）における偏りの楕円の主
軸の位置、及び、電界強度ベクトルの回転方向である。部分偏光に対しては、な
お、偏光率が加わる。これらの量は、ストークスベクトルの４つの要素、いわゆ
るストークスパラメータによって、完全に検知される（Ｒ．Ｍ．アザーム、バス
ハラ『Ellipsometry and Polarized Licht』北オランダ州のアムステルダム、１
９８８年 を参照せよ）。偏光のパラメータを測定するための装置は偏光計と呼
ばれる。多数の測定課題は完全な偏光によって処理されることができる。この場
合、電界強度ベクトルの回転方向は知られている必要はない。このとき、楕円率
及び方位の決定は十分である。

【０００４】 ストークスベクトルの成分を決定するためには、機械的に動かされる分析器又
は移相器（リターダ）を有する複数の装置がしばしば用いられる。可動部分を有
するシステムには、常に、これらのシステムが緩慢に作動し、故障し易く、高価
であり、かなり大型であるという欠点がある。このことは特にプロセス制御での
使用にとっては不都合である。すなわち、生産ラインにおける組立の際の、高い
測定精度、信頼性、コスト効率及び柔軟性は、益々大きな役割を果たす。

【０００５】 従って、EP 0 632 256 A1及びUS 5,502,567には、可動部分のない非常に小型 の、非常に速く作動する偏光計が提案された。この偏光計は、ガラス製錐体の外
面に析出される偏光形フィルムスタックに基づいている。そのとき、被覆された
錐体は、スタックの光軸に沿って円形の検出器アレイの上面に設けられているの
で、偏光形錐体の角形セクタと、検出器素子との明確な割当が生じる。この装置
は非常に小型であり、どんな動きをも防ぎ、その作動方法が平行であるので、非
常に速く読み取られることができる。

【０００６】 しかし乍ら、この錐体偏光計の厳格な波長区域の狭さ(Monochromasie)は欠点 である。何故ならば、偏光形フィルムスタックは非常に狭いスペクトル範囲内し
か偏光のための所望の選択性を有していない狭帯域フィルタだからである。スペ
クトルの利用、あるいは、設計波長(Designwellenlaenge)とは異なる波長への変
換は不可能である。

【０００７】 偏光形フィルムスタックの技術的に労力のかかる製造も欠点である。例えば、
非常に急な角度での被覆がなされなければならない。更に、外面におけるフィル
ムパラメータの非常に高い均等性が要求されている。これらの要求は、垂直方向
の被覆形状用に設計されている市販の被覆装置によっては、満たされることがで
きない。

【０００８】 他の欠点は、この装置では２つの偏光パラメータ（楕円率及び方位）しか測定
されることができないことである。ストークスパラメータの完全なセットの算出
は、例えば、Ｐ．Ｓ．ヘイゲ『Recent Developments in Instrumentation in El
lipsometry』（『Surface Science』９６（１９８９）１０８乃至１４０頁に所 収）の中で議論されるように、リターダを取り入れつつ行なう更なる測定を必要
とする。

【０００９】 更に、EP 0 632 256 A1及びUS 5,502,567には、円形に設けられた金属製格子 をベースにした小型偏光計の変更の実施の形態が提案された。実際には、３とい
う偏光率のみが達成された。これらの僅かな数値は量的な偏光測定での使用では
不十分であり、このような場合、高い測定精度の達成のために、通常は、偏光率
を有する１０，０００以上の画素が用いられる。

【００１０】 格子偏光子におけるかなり僅かな偏光率の原因は、電界の、格子ラインに対し
平行に振動する成分の、その選択反射である。これは表面効果であるので、単位
面積につき、最終的な偏光率のみが達成されることができる。例えば、波長が６
７０ｎｍである場合、１００ｎｍの格子定数を有する格子に対しては、約１００
の理論的な達成可能な偏光率が算出された。電子リトグラフィで製造されたこう
した格子は実際には２乃至３の数値のみを供する（Ｂ．ステンカンプ他『Grid P
olarizer for the Visible Spectral Region』SPIE紀要第2213巻所収を参照）。

【００１１】 格子偏光子の理論的に可能な偏光率は格子定数と波長との比に著しく依存して
いる。最適な作用のためには、波長は格子定数よりも大きいほうがよい。このこ
とは、可視のスペクトル範囲では、１００ｎｍ以下の格子定数を意味する。この
ことは製造し難い。例えば、この装置を実施するためには、コストのかかる薄層
技術的なプロセスを伴った電子ビームリトグラフィの使用が必要である。両者は
非常に高いコストと結び付いている。従って、このような格子偏光子は、これま
で、主に赤外線による使用のために製造された。この場合、波長が数１０μｍ乃
至数１００μｍであるとき、約１μｍの解像度を有する従来のフォトリトグラフ
ィが用いられることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】

更に、EP 0 632 256 A1及びUS 5,502,567には、検出器面に垂直方向に通じる 複数の偏光形導波路をベースにした変更の実施の形態が提案された。この変更の
実施の形態は理論的には非常に高い偏光率を供給する。しかし乍ら、僅かな表面
充填度、及び導波路への波の結合に伴う高い結合損失の故に、この装置による予
期される透過が非常に僅かであることは欠点である。

【００１３】 US 4,158,506からは、偏光方向が事前設定されている、６つの、矩形の、並設
された分析器素子を有する装置が公知である。これらの素子のうち、２つの素子
は２度生じ、追加的に１／４波長板を有する。分析器素子がどの原理に基づいて
いるの、素子が例えば格子等であるか否かは記述されない。

【００１４】 しかし、この装置の非対称は実用における重大な複数の欠点を有する。楕円偏
光法での使用のために、良好に平行調整されたビームが用いられる。しかし、強
度分布は常に不均一である。強度分布は通常外側へと減少し、しばしばガウス曲
線状に延びている。このようなビームが、US 4,158,506に提案された、６個のセ
グメントからある非対称装置に当たると、検出器内では、偏光状態に依存するの
みならず、入射面におけるビームの軸線の位置にも依存する信号分布が生じる。
このことは、ビーム軸線の付近に位置している検出器素子が、更に離隔した他の
検出器素子よりも大きな強度を受信すること、を意味する。このために、US 4,1
58,506に提案された評価法は大きな系統的誤差をもたらす。唯一の実際の可能性
は、ビームを、追加の光学装置を用いて、光軸の先端の、非常に小型の著しく均
一な部分のみが装置に投射される程に、広げることにある。しかし、このことは
、追加のコストと、かなりの強度損失とに結び付いている。後者は強いパルスレ
ーザの場合にのみ正当化されるので、この装置の使用はこれまで知られなかった
。

【００１５】 DE 44 42 400 A1 からは、ガイドビームを屈折する錐体と、検出器アレイ上に
設けられたシリンダ状の遷移素子(Uebergangselement)とを有する、空間で位置 を決定するためのセンサが公知である。錐体は、ガイドビームを寄生的ビームか
ら分離するために、干渉用フィルムスタックを有することができる。ガイドビー
ムの偏光はこの装置によっては測定されることができない。

【００１６】 本発明の課題は、高い偏光率を有し、多色光用に用いられ、市販のレーザから
発せられるビームが追加の拡幅なしに１つの測定段階で測定されることができる
程に小型であり、かつ、簡単な方法で構成されて揃いのストークスメータとなる
ことができる、可動部分のないマイクロ偏光計を製造することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

この課題は、分析器が、偏光材料で形成され、半径方向対称な、平坦なディス
クを有し、偏光材料の偏光は材料の内部の吸収効果に基づいており、分析器（１
）の面は検出器のセグメントの面より大きいかセグメントの面に等しい、マイク
ロ偏光計によって解決される。

【００１８】 このような偏光材料は知られている（トーマス・Ｐ．スィーワド３世『Glass
Polarizers Containing Silver』SPIE紀要第464 巻、1984を参照せよ）。

【００１９】 しかし、分析器のセグメント用の偏光材料を、可動部分を有しないマイクロ偏
光計に用いることは、これまで、考慮に入れられなかった。このような偏光材料
の機械加工、特に、正確なブランクの本発明に基づいて必要となる製造が、高い
作業コストを意味することが加わる。

【００２０】 マイクロ偏光計用のセグメントを製造するため、顕微技術的方法が、使用され
る分析器の光学的質を得るように、適用されることは好ましい。用いられる大き
さに関して、切断縁の質は、巨視的なブランクと比較して、大きな役割を果たし
ている。縁部の質が悪ければ、散乱従ってまた偏光解消、すなわち、偏光率の低
下を引き起こすであろう。従って、切断縁は１０μｍよりも小さな不均等のみを
有するほうがよい。

【００２１】 しかし、このことの反面、マイクロ偏光計を非常に精密な汎用可能な装置にす
る一連の利点がある。特に、照射される波長への非依存性と、これらの材料に特
有である高い偏光率とはその一部である。これらの偏光材料の場合に、ナノメー
タ大の粒子は、巨視的には、所望の光軸に沿って整列されており、有機マトリッ
クス又は無機マトリックスに付着されている。これが、光伝導性の強い異方性を
有するナノメータ大の粒子を含む偏光材料であることは好ましい。偏光材料が沈
積された銀粒子を有するガラスでああることは好都合である。

【００２２】 分析器ディスクは、或る実施の形態では、一体的であることができ、偏光方向
は半径方向又は接線方向に向けられている。他の実施の形態では、分析器ディス
クがＮA 個のセグメントを有し、但し、ＮA ＝ＮD であることが規定されている
。セグメントはセクタあるいは他の形状の平坦は形成物、例えば矩形又は楕円形
のセグメントであることができる。これらのセグメントは互いに間隔をあけて設
けられていることができる。

【００２３】 分析器の各セグメントが偏光材料の三角形又は台形のブランクにより形成され
ている。偏光材料では、偏光は前記材料の内部の吸収効果に基づいている。

【００２４】 分析器ディスクのセグメントは必ずしも半径方向又は接線方向の偏光方向を有
する必要はない。各セグメントの偏光方向は、セグメントの各二等分線と、角度
αを形成することができる。但し、Ｏ度≦α≦１８０度である。夫々向かい合っ
ている複数のセグメントが同一の偏光方向を有していることは好ましい。

【００２５】 出来る限り高い偏光率を達成するために、偏光材料の厚みは５０μｍ乃至２ｍ
ｍの範囲にある。

【００２６】 公知の格子偏光子とは逆に、これらの偏光子内では、光波の一方の電界成分の
消光は表面反射に基づかず、ナノ粒子中の選択吸収に基づいている。マトリック
スの容量内での分布は著しく高い偏光値をも可能にする。何故ならば、吸収され
るエネルギは吸収中央(Absorptonszentren) の数に又は光が通過する材料の厚み
に依存するからである。

【００２７】 マイクロ偏光計は、原理的には、円対称の装置が入力側で用いられ、この装置
が、複数のレーザ又は平行調整された白光源の所にあるビーム形状及び強度分布
に対応しているように、設計されているのが好ましい。従って、分析器のＮA 個
のセグメントは円形に設けられている。

【００２８】 偏光の測定は、ビーム軸が偏光計の対称軸と一致するとき、意味のある結果を
提供する。このことは、好ましくは、同一のセグメントの偶数ＮA,D を具備する
ことによって、達成される。向かい合うセグメント同士は、対称軸へのビーム軸
の正確な調節の際に、同一の信号を、しかも偏光に係わりなく、発生する。かく
して、US-4,158,506とは反対に、ガウスビームの場合でも、偏光情報からの形状
情報の分離が可能である。本発明に係わる装置は偏光計だけでなく、光路におけ
る装置の正確な調節を決定するセンサでもある。分析器は、２つの偏光性質ー楕
円率及び方位ー並びに強度を決定することができるためには、異なった偏光を有
する少なくとも３つのセグメントを含んでいなければならない。幾つかの素子の
中にリターダ（１／４又は１／２波長板）を追加的に用いるとき、電界強度ベク
トルの回転方向及び偏光率のような他のストークスパラメータも決定されること
ができる。偏光の決定のために必要なよりも多くの素子が用いられるとき、この
ことによって、測定の信号／ノイズ比率が改善されることができる。

【００２９】 Ｎ個の情報は、分析器の素子を通過した後に、明確にかつクロストークないし
に、検出器アレイのＮD 個のセグメントに供給されなければならない。第１の実
施の形態では、ブランクは、透明な接着剤によって、検出器のセグメントに取着
されている。

【００３０】 セグメントの大きさ又は形状が分析器又は検出器のとは異なるとき、ビームコ
ンバータを据えることは好ましい。

【００３１】 ビームコンバータはビーム横断面を分析器アレイと検出器アレイとの間に適合
させるので、検出に最適で、クロストークがない、明確な割当がなされる。

【００３２】 或る特別な実施の形態では、検出器の複数のセグメントは矩形であり、これら
のセグメントはリニアにあるいはライン及びコラム毎に並設されている。分析器
のＮA 個のセグメントと検出器のＮD 個のセグメントとの間に複数の光ガイドが
設けられていることができる。１つのセグメントにつき、分析器のセグメント及
びう検出器のセグメントに適合された圧縮された光ガイド束がビームコンバータ
として設けられていることは好ましい。

【００３３】 分析器と検出器との間に屈折率分布形レンズを設けれることも可能である。

【００３４】 通常のＰＳＡ楕円偏光計(Polarizer-Sample-Analyzer)は、電界でなく電界の 強度が検知されることのために、左旋偏光された状態と右旋偏光された状態とを
区別することができない。結果のこのような曖昧性は光路に他の光学成分を取り
入れることによって除かれることができる。この目的でしばしば１／２波長板が
用いられ、この１／２波長板は入力用偏光子と試料との間で、右旋偏光か左旋偏
光が生じるように、取り付けられている。２つの測定結果を、あるときは、リニ
アに（ｐーｓ座標系に対し４５度）偏った光と、あるときは、円形に偏った光と
を比較することによって、左旋と右旋とを区別することができる。

【００３５】 この方法は本発明のマイクロ偏光計のためには使用できない。何故ならば、こ
の方法は、測定時間及び測定精度を損なうからである。更に、検出器上に、位置
を検知することができる冗長性のセグメントを得るために、分析器に加えて、他
のアレイが前置されている。このアレイは、最も簡単な実例では、知られた位相
ずれδを有する、複屈折材料製の２つの板を有する。ｐーｓ座標系に対し４５度
以下の主軸を有する１／４波長板が用いられるのは好ましい。そのとき、複屈折
材料で覆われていない分析器のセグメントは、冗長性の偏光情報を、従ってまた
、調節不良の場合には、位置信号を引き続き提供し、他方、複屈折材料で覆われ
た対は、調節された状態では、偏光状態の旋光性(Haendigkeit)に関する情報を 提供する。更に、個々のセグメントからのすべての信号の合計は、部分偏光の場
合でも、全強度に比例する強度信号として解釈されることができ、このことから
、揃いのストークスベクトルが唯一の測定段階で決定されることができる。

【００３６】 円形の分析器と検出器では、ビームのガウスの強度分布の際に問題が生じるこ
とがある。何故ならば、ガウスビームの強度が分析器アレイ又は検出器アレイの
中心に当たり、そこでは、セグメント状の素子が正しく非常に鈍感になっている
か、あるいは、検出器が不感な中央領域を有するからである。これに対し、最適
な分析器面及び検出器面である縁部領域には、ガウス束の末端部によってのみ照
射される。分析器の手前で適切なビームコンバータを前置することによって、分
析器面及び検出器面上での強度分布は好影響を受けることができる。

【００３７】 前置されたビームコンバータの使用により、調節も改善される。何故ならば、
そうでなければ、角度に関する誤調節が単なる側方の移動と区別されることがで
きないからである。このような前置されたビームコンバータは、実質的に２つの
機能を果たすことが意図される。 ｏ分析器及び検出器の十分な照射に関するビームの強度の再分布 ｏセンサの対称軸へのビーム軸の整列のための敏感な調節信号の形成。

【００３８】 このことは、ビームコンバータが「絞り付き検出器(Blenden-Detektor)装置で
あるときはいつでも、達成される。ビーム軸が傾斜されると、像は検査器上で移
動する。このことは、向かい合う分析器面又は検出器面上での強度の比較によっ
て、容易に検出されることができる。

【００３９】 前置されたビームコンバータとしては、凸レンズ、平凸レンズ、凹レンズ、平
凹レンズ、透明な錐体、レンズアレイ、フルネルレンズ又は屈折率分布形レンズ
が用いられることができるのは好ましい。

【００４０】 ビームコンバータの直径は分析器の直径より大きいかそれと同じであることは
好ましい。

【００４１】 複数の検出器のセグメントは信号調整チップ上に設けられているか、このよう
なチップ内に統合されていることができる。

【００４２】 光が分析器のＮA 個のセグメントを通過した後に、検出器平面にはｎ個の偏光
情報がある。これらの偏光情報すべては、平行にすなわち同時的に読み取られね
ばならず、マイクロ偏光計の最大速度が活用されることができる。このことによ
り偏光諸機能は個々のセグメントの間のクロズトークを有しない。所定の時点に
おける全セグメントの平行な読取りのみが、速く変化する信号を追跡することを
可能にする。当方の装置では、この問題は、特殊なダイオードアレイによって、
すなわち、ダイオード内で吸収された光子がこのダイオード内でのみ電流発生に
貢献することができ、散乱プロセスの故に、隣り合ったダイオードのうちの１つ
では電流発生に貢献しないように、作られているダイオードアレイによって、解
決される。オプトエレクトロニクスの変換の際に生じる電流が、検出器の直ぐ付
近で即座に前置増幅されインピーダンス変換されたなければならない程に、僅か
であるので、信号は、検出器ダイオードの電子性質の故に、約１０ｃｍより大き
なラインの長さに亘って送られることができない。これらの要求は、例えばチッ
プ・オン・ワイヤ技術で極めてコンパクトにかつ複数のダイオードの最も近くに
集積回路上に統合されているｎ個の前置増幅器のアレイによって、満たされる。
このことから、オプトエレクトロニクスの検出器が生まれる。この検出器は、偏
光計のすべての要件を満たし、十分に小型なので、マイクロ偏光計のコンパクト
な構造の利点を損なわない。

【００４３】 検出器のためには、セグメントへの所定の分割を有しないＣＣＤチップが用い
られることができる。後の信号処理においてはじめて、ピクセルによって読み取
られた情報の、対応のセグメントへの割当が電子式になされることができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】

以下、図面を参照して複数の具体的な実施の形態を詳述する。

【００４５】 図１には、共に１枚のディスク５を形成する複数のセグメントを円形に配置し
た分析器１が示されている。各セグメントは偏光材料のブランク４からなり、偏
光材料の偏光作用は偏光材料の内部の吸収効果に基づいている。偏光方向は半径
方向にあって、それには参照符号３が付されている。分析器１の下方には検出器
１０があって、この検出器は、検出器用チップ１２に設けられ、前記と同数のセ
グメント１１を有する。これらのセグメントを配置したものは同様に円形である
。複数のセグメント１１は同一であり、互いに独立的に読出し可能である。正確
な調節の場合、検出器の互いに向かい合っているセグメント１１の各々は同一の
信号を供給する。図１では、分析器１はまだ検出器１０に結合されていない。

【００４６】 図２では、分析器１は透明な接着層によって検出器１０に結合されている。

【００４７】 図３では、分析器用チップ１２は、複数のＩＣ増幅器モジュール９１を取着し
たハイブリッド式の信号調整用チップ９０として、図４では、統合された増幅回
路９２を有するモノリシックチップとして、夫々示されている。

【００４８】 図５では、偏光方向３が複数のセグメント２の各二等分線６と角度αを有する
、複数のブランク４から構成されたディスク５が、示されている。

【００４９】 図６にはこのようなマイクロ偏光計の断面が示されている。マイクロ偏光計は
同様に断面で示された分析器１及び検出器１０から構成されている。ビームコン
バータ３０は平凹レンズ３０の形で前置されている。凹状面３１は分析されるべ
きビーム２１に向いていており、他方、平坦面３２は分析器１の上面に載ってい
る。ビームコンバータ３０と、中心に設けられた絞り３３とが凹状に湾曲してい
るので、ビーム２２は外側へ屈折され、かくて、分析器と検出器との鈍感な中心
領域から遠ざかっている。入射ビーム２１が円形の横断面を有するビームである
ときは、分析器の表面には、中心に暗色の領域を有する環状に照射された面２３
が得られる。

【００５０】 誤調整があると、すなわち、ビーム２１の軸線が検出器面の法線に平行でない
とき、検出器のセグメントの測定された強度によって検出される、変形された、
照射された面２３が得られる。強度の数値に基づき、正確な調節がなされること
ができる。

【００５１】 図７には、平凸レンズ４０を有する対応の配置が示されている。平坦面４２は
分析器上に載っており、他方、凸状面４１は分析されるべきビーム２１の方に向
いている。ここでも、中央に絞り４３が設けられている。レンズ４０の湾曲及び
厚さは、凸状面４１と平坦面４２との間の中心に焦点面４４が延びているように
、選択されている。このことによって達成されるのは、入射ビームが分析器の各
向かい側へ向けられるように、入射ビームがそれ程に強く屈折されることである
。この装置の場合でも、分析器の表面に、円形に照射される面２３が得られる。
分析器の中心従ってまた検出器の中心は暗色のままである。

【００５２】 図８には、錐体５０を有する他の実施の形態が示されている。錐面５１が分析
されるべきビーム２１に向けられており、他方、平坦面５２は分析器の上面に載
っている。ビーム同士が交差している面５４は錐体５０の下方に延びているので
、入射ビームは夫々向かい側で屈折される。この実施の形態でも、分析器の上面
の表面に、環状に照射された面２３が得られる。

【００５３】 図９には、レンズアレイ６０による他の実施の形態が示されている。レンズの
配列６１は分析されるべきビーム２１に向けられており、他方、平坦面５２は分
析器１の上面に載っている。

【００５４】 図１０にはフラネルレンズ７０による他の実施の形態が示されている。レンズ
面７１は分析されるべきビーム２１に向けられており、他方、平坦面７２は分析
器１の上面に載っている。

【００５５】 図１１には、分析器１と検出器１０との間のコンバータを有する実施の形態が
示されている。分析器アレイは円形に配列された三角形のセグメント２を有し、
他方、検出器アレイは並設された矩形のセグメント１１を有する。三角形の分析
器のセグメントを矩形の検出器のセグメント１１に変換するために、多数の光導
波路８０からなるビームコンバータ８１が設けられている。入射面８２は分析器
のセグメントの形状及び大きさに対応しており、他方、放射面８３の構成及び寸
法は検出器のセグメントの面１１のそれに対応している。この装置は商業的に得
られる検出器ライン又は検出器アレイを用いることができるという利点を有する
。 図１２には、分析器１の手前では、図１の構造に追加して、４つの交互に設け
られた１／４波長板１００を有しており、この１／４波長板の主軸方向１０１は
すべての１／４波長板１００に対して同一である、完全なストークスメータが示
されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 分析器と検出器の斜視図である。

【図２】 図１ａに示した分析器と検出器の縦断面図である。

【図３】 検出器チップの斜視図である。

【図４】 異なる＋検出器チップの斜視図である。

【図５】 他の実施の実施の形態に基づく分析器の図である。

【図６】 前置された平凹レンズを有するマイクロ偏光計の断面図である。

【図７】 前置された平凸レンズを有するマイクロ偏光計の縦断面図である。

【図８】 前置された透明な錐体を有するマイクロ偏光計の縦断面図である。

【図９】 前置されたレンズアレイを有するマイクロ偏光計の縦断面図である。

【図１０】 前置されたフレネルレンズを有するマイクロ偏光計の縦断面図である。

【図１１】 分析器と検出器の間にある、光導波路の形のビームコンバータの斜視図である
。

【図１２】 ストークスメータの図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年２月７日（２０００．２．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ， ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分析器と、この分析器の、放射方向後方に設けられており、
   かつＮD ≧３個のセグメントを有する検出器と、を具備するマイクロ偏光計にお
   いて、 前記分析器（１）は、偏光材料で形成され、半径方向対称な、平坦なディスク
   （５）を有しており、前記偏光材料の偏光は前記材料の内部の吸収効果に基づい
   ており、前記分析器（１）の面は前記検出器（１０）のセグメントの面より大き
   いかセグメントの面に等しいこと、を特徴とするマイクロ偏光計。
2. 【請求項２】 前記分析器のディスク（５）は一体的であること、及び、偏
   光方向は半径方向又は接線方向に向けられていること、を特徴とする請求項１に
   記載のマイクロ偏光計。
3. 【請求項３】 前記分析器のディスク（５）はＮA 個のセグメント（２）を
   有し、但し、ＮA ＝ＮD であること、を特徴とする請求項１に記載のマイクロ偏
   光計。
4. 【請求項４】 各セグメントは偏光材料の三角形又は台形のブランク（４）
   により形成されていること、を特徴とする請求項３に記載のマイクロ偏光計。
5. 【請求項５】 前記分析器のディスク（５）の各セグメント（２）の偏光方
   向は、前記セグメント（２）の各二等分線（６）と、角度αを形成しており、但
   し、Ｏ度≦α≦１８０度であること、を特徴とする請求項３又は４に記載のマイ
   クロ偏光計。
6. 【請求項６】 夫々向かい合っている複数のセグメント（２）は同一の偏光
   方向を有していること、を特徴とする請求項５に記載のマイクロ偏光計。
7. 【請求項７】 前記偏光材料は光伝導性の強い異方性を有するナノメータ大
   の粒子を含んでいること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載のマ
   イクロ偏光計。
8. 【請求項８】 前記偏光材料は、偏光フォイル、あるいは沈積された銀粒子
   を有するガラスであること、を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の
   マイクロ偏光計。
9. 【請求項９】 前記偏光材料の厚みは５０μｍ乃至２ｍｍの範囲にあること
   、を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載のマイクロ偏光計。
10. 【請求項１０】 前記分析器（１）は偶数ＮA 個のセグメント（２）を有す
    ること、を特徴とする請求項３乃至９のいずれか１に記載のマイクロ偏光計。
11. 【請求項１１】 前記ブランク（４）は透明な接着剤（２０）によって前記
    検出器（１０）の前記セグメント（１１）に取着されていること、及び、これら
    のブランクは前記検出器（１０）の前記セグメント（１１）と同一の形状を有す
    ること、を特徴とする請求項４乃至１０のいずれか１に記載のマイクロ偏光計。
12. 【請求項１２】 前記検出器（１０）の前記セグメント（１１）は矩形であ
    ること、これらのセグメント（１１）はリニアに又はライン及びコラム毎に並設
    されていること、及び、前記分析器（１）のＮA 個のセグメント（２）と、前記
    検出器（１０）のＮD 個のセグメント（１１）との間に、複数の光ガイド（８０
    ）が設けられていること、を特徴とする請求項４乃至１１のいずれか１に記載の
    マイクロ偏光計。
13. 【請求項１３】 １つのセグメント（２，１１）につき、前記分析器のセグ
    メント（２）及び検出器のセグメント（１１）に適合される圧縮された光ガイド
    束（８１）が設けられていること、を特徴とする請求項１２に記載のマイクロ偏
    光計。
14. 【請求項１４】 知られた位相ずれδを有する、複屈折材料で形成された 板、好ましくは１／４波長板（１００）が、少なくとも２つの分析器のセグメン
    ト（２）の手前に設けられていること、を特徴とする請求項３乃至１３のいずれ
    か１に記載のマイクロ偏光計。
15. 【請求項１５】 前記分析器（１）の手前にビームコンバータが設けられて
    いること、を特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１に記載のマイクロ偏光計
    。
16. 【請求項１６】 前記ビームコンバータは少なくとも１つの凸レンズ（４０
    ） を含むこと、を特徴とする請求項１５に記載のマイクロ偏光計。
17. 【請求項１７】 前記凸レンズ（４０）は、前記分析器（１）に向けられて
    いる平坦面（４２）を有する平凸レンズであること、を特徴とする請求項１６に
    記載のマイクロ偏光計。
18. 【請求項１８】 前記平坦面（４２）は、焦点面（４４）の、放射方向後方
    にあること、を特徴とする請求項１６又は１７に記載のマイクロ偏光計。
19. 【請求項１９】 前記ビームコンバータは少なくとも１つの凹レンズ（３０
    ） を含むこと、を特徴とする請求項１５に記載のマイクロ偏光計。
20. 【請求項２０】 前記凹レンズ（３０）は、前記分析器（１）に向けられて
    いる平坦面（３２）を有する平凹レンズであること、を特徴とする請求項１９に
    記載のマイクロ偏光計。
21. 【請求項２１】 前記ビームコンバータは透明な錐体（５０）を有すること
    、を特徴とする請求項１５に記載のマイクロ偏光計。
22. 【請求項２２】 錐面（５１）の傾斜は、前記錐体の底面（５２）が、ビー
    ム同士が交差している焦点面（４５）の、放射方向後方にある程に、大きいこと
    、を特徴とする請求項２１に記載のマイクロ偏光計。
23. 【請求項２３】 前記ビームコンバータはレンズアレイ（６０）、フラネル
    レンズ（７０）又は屈折率分布形レンズ（７３）を有すること、を特徴とする請
    求項１５に記載のマイクロ偏光計。
24. 【請求項２４】 前記ビームコンバータの直径は前記分析器（１）よりも大
    きいか、この分析器と等しいこと、を特徴とする請求項１５乃至２３のいずれか
    １に記載のマイクロ偏光計。
25. 【請求項２５】 前記検出器のセグメント（１１）は信号調整用チップに設
    けられているか、この信号調整用チップ（９０）に統合されていること、を特徴
    とする請求項１乃至２４のいずれか１に記載のマイクロ偏光計。
26. 【請求項２６】 前記検出器（１０）は、電子的に接続されてＮD 個のセグ
    メントに形成されている画素を有するＣＣＤチップであること、を特徴とする請
    求項１乃至２５のいずれか１に記載のマイクロ偏光計。