JP2015124997A - 屈折率分布計測方法、屈折率分布計測装置、及び光学素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光源10から射出した光を参照光と被検光に分割し、参照光と被検物60を透過した被検光とを干渉させて参照光と被検光の位相差を第1及び第2の波長において測定し、被検物60の波面収差を第1及び第2の波長において測定する。第1及び第2の波長における位相差の差分である位相差差分量と、第1及び第2の波長における波面収差の差分である波面収差差分量とを算出し、位相差差分量と波面収差差分量とから被検物60の屈折率分布を算出する。
【選択図】 図1
Description
なお、光学性能が低い場合は、光学面を補正した光学素子を設計し直す。
60 被検物
70 媒質
80 検出器
81 波面センサ
90 コンピュータ
Claims (16)
- 光源からの光を参照光と被検光に分割し、前記参照光と、被検物に入射して前記被検物を透過した前記被検光とを干渉させることによって、前記参照光と前記被検光との位相差を測定する位相差測定ステップと、前記被検光の波面収差を測定する波面収差測定ステップと、前記位相差と前記波面収差に基づいて前記被検物の屈折率分布を算出する算出ステップとを有する屈折率分布計測方法であって、
前記位相差測定ステップにおいて、第1の波長における第1の位相差と、前記第1の波長とは異なる第2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定ステップにおいて、前記第1の波長における第1の波面収差と、前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出ステップにおいて、前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である位相差差分量を算出し、前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である波面収差差分量を算出し、前記位相差差分量と前記波面収差差分量に基づいて前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする屈折率分布計測方法。 - 前記波面収差測定ステップにおいて、前記第1の波長における前記被検物の透過波面と、特定の屈折率分布を有する基準被検物の前記第1の波長における透過波面との差分である第1の波面収差を算出し、前記第2の波長における前記被検物の透過波面と、前記基準被検物の前記第2の波長における透過波面との差分である第2の波面収差を算出することを特徴とする請求項1に記載の屈折率分布計測方法。
- 前記位相差測定ステップにおいて、第1の屈折率を有する第1の媒質中に前記被検物を配置して、前記第1の波長における第1の位相差と前記第2の波長における第2の位相差とを測定し、前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の媒質中に前記被検物を配置して、前記第1の波長における第1の位相差と前記2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定ステップにおいて、前記第1の媒質中に前記被検物を配置して、前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、前記第2の媒質中に前記被検物を配置して、前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出ステップにおいて、前記第1の媒質中に前記被検物を配置して測定された前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である第1の位相差差分量を算出し、前記第2の媒質中に前記被検物を配置して測定された前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である第2の位相差差分量を算出し、前記第1の媒質中に前記被検物を配置して測定された前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である第1の波面収差差分量を算出し、前記第2の媒質中に前記被検物を配置して測定された前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である第2の波面収差差分量を算出し、前記第1の位相差差分量と前記第2の位相差差分量と前記第1の波面収差差分量と前記第2の波面収差差分量とに基づいて、前記被検物の形状成分を除去して前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の屈折率分布計測方法。 - 前記算出ステップにおいて、前記被検物の既知の形状と前記位相差差分量と前記波面収差差分量とに基づいて、前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の屈折率分布計測方法。
- 特定の波長において前記被検物の群屈折率と等しい群屈折率を有する媒質を前記参照光と前記被検光の光路上に配置して、前記参照光と前記被検光の位相差の波長依存性を測定し、前記参照光と前記被検光の位相差の波長依存性に基づいて、前記第1の位相差と前記第2の位相差が等しくなるような前記第1の波長と前記第2の波長とを算出することを特徴とする請求項1または2に記載の屈折率分布計測方法。
- 形状及び屈折率が既知の第1基準レンズと、形状及び屈折率が既知の第2基準レンズとを、前記被検物を挟むように配置することによって被検ユニットを構成し、
前記位相差測定ステップにおいて、前記参照光と、前記被検ユニットを透過した被検光とを干渉させることによって、前記第1の波長における第1の位相差と前記第2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定ステップにおいて、前記被検ユニットを透過した被検光の前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出ステップにおいて、前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である位相差差分量を算出し、前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である波面収差差分量を算出し、前記第1基準レンズの形状及び屈折率と前記第2基準レンズの形状及び屈折率と前記位相差差分量と前記波面収差差分量とに基づいて、前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の屈折率分布計測方法。 - 前記位相差測定ステップにおいて、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に第1の屈折率を有する第1の媒質を配置して、前記第1の波長における第1の位相差と前記第2の波長における第2の位相差とを測定し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の媒質を配置して、前記第1の波長における第1の位相差と前記2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定ステップにおいて、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第1の媒質を配置して、前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第2の媒質を配置して、前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出ステップにおいて、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第1の媒質を配置して測定された前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である第1の位相差差分量を算出し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第2の媒質を配置して測定された前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である第2の位相差差分量を算出し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第1の媒質を配置して測定された前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である第1の波面収差差分量を算出し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第2の媒質を配置して測定された前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である第2の波面収差差分量を算出し、前記第1の位相差差分量と前記第2の位相差差分量と前記第1の波面収差差分量と前記第2の波面収差差分量とに基づいて、前記被検物の形状成分を除去して前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする請求項6に記載の屈折率分布計測方法。 - 光学素子をモールドするステップと、
請求項1から7のいずれか1項に記載の屈折率分布計測方法を用いて前記光学素子の屈折率分布を計測することによって、モールドされた光学素子の光学性能を評価するステップと、を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。 - 光源と、前記光源から射出した光を参照光と被検光に分割し、前記参照光と、被検物に入射して前記被検物を透過した前記被検光とを干渉させることによって、前記参照光と前記被検光との位相差を測定する位相差測定手段と、前記被検光の波面収差を測定する波面収差測定手段と、前記位相差と前記波面収差に基づいて前記被検物の屈折率分布を算出する算出手段と、を有する屈折率分布計測装置において、
前記位相差測定手段は、第1の波長における第1の位相差と、前記第1の波長とは異なる第2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定手段は、前記第1の波長における第1の波面収差と、前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出手段は、前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である位相差差分量を算出し、前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である波面収差差分量を算出し、前記位相差差分量と前記波面収差差分量とに基づいて前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする屈折率分布計測装置。 - 前記波面収差測定手段は、前記第1の波長における前記被検物の透過波面と、特定の屈折率分布を有する基準被検物の前記第1の波長における透過波面を測定することによって、前記第1の波長における前記被検物の透過波面と、前記第1の波長における前記基準被検物の透過波面との差分である第1の波面収差を算出し、前記第2の波長における前記被検物の透過波面と、前記第2の波長における前記基準被検物の透過波面を測定することによって、前記第2の波長における前記被検物の透過波面と、前記第2の波長における前記基準被検物の透過波面との差分である第2の波面収差を算出することを特徴とする請求項9に記載の屈折率分布計測装置。
- 前記位相差測定手段は、第1の屈折率を有する第1の媒質中に前記被検物を配置して、前記第1の波長における第1の位相差と前記第2の波長における第2の位相差とを測定し、前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の媒質中に前記被検物を配置して、前記第1の波長における第1の位相差と前記2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定手段は、前記第1の媒質中に前記被検物を配置して、前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、前記第2の媒質中に前記被検物を配置して、前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出手段は、前記第1の媒質中に前記被検物を配置して測定された前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である第1の位相差差分量を算出し、前記第2の媒質中に前記被検物を配置して測定された前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である第2の位相差差分量を算出し、前記第1の媒質中に前記被検物を配置して測定された前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である第1の波面収差差分量を算出し、前記第2の媒質中に前記被検物を配置して測定された前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である第2の波面収差差分量を算出し、前記第1の位相差差分量と前記第2の位相差差分量と前記第1の波面収差差分量と前記第2の波面収差差分量とに基づいて、前記被検物の形状成分を除去して前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする請求項9または10に記載の屈折率分布計測装置。 - 前記算出手段は、前記被検物の既知の形状と前記位相差差分量と前記波面収差差分量とに基づいて、前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする請求項9または10に記載の屈折率分布計測装置。
- 特定の波長において前記被検物の群屈折率と等しい群屈折率を有する媒質を前記参照光と前記被検光の光路上に配置して、前記参照光と前記被検光の位相差の波長依存性を測定し、前記参照光と前記被検光の位相差の波長依存性に基づいて、前記第1の位相差と前記第2の位相差が等しくなるような前記第1の波長と前記第2の波長とを算出することを特徴とする請求項9または10に記載の屈折率分布計測装置。
- 形状及び屈折率が既知の第1基準レンズと、形状及び屈折率が既知の第2基準レンズとを、前記被検物を挟むように配置することによって被検ユニットを構成し、
前記位相差測定手段は、前記参照光と、前記被検ユニットを透過した被検光とを干渉させることによって、前記第1の波長における第1の位相差と前記第2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定手段は、前記被検ユニットを透過した被検光の前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出手段は、前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である位相差差分量を算出し、前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である波面収差差分量を算出し、前記第1基準レンズの形状及び屈折率と前記第2基準レンズの形状及び屈折率と前記位相差差分量と前記波面収差差分量とに基づいて、前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする請求項9または10に記載の屈折率分布計測装置。 - 前記位相差測定手段は、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に第1の屈折率を有する第1の媒質を配置して、前記第1の波長における第1の位相差と前記第2の波長における第2の位相差とを測定し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第1の屈折率とは異なる第2の屈折率を有する第2の媒質を配置して、前記第1の波長における第1の位相差と前記2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定手段は、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第1の媒質を配置して、前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第2の媒質を配置して、前記第1の波長における第1の波面収差と前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出手段は、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第1の媒質を配置して測定された前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である第1の位相差差分量を算出し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第2の媒質を配置して測定された前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である第2の位相差差分量を算出し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第1の媒質を配置して測定された前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である第1の波面収差差分量を算出し、前記第1、第2基準レンズと前記被検物の間に前記第2の媒質を配置して測定された前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である第2の波面収差差分量を算出し、前記第1の位相差差分量と前記第2の位相差差分量と前記第1の波面収差差分量と前記第2の波面収差差分量とに基づいて、前記被検物の形状成分を除去して前記被検物の屈折率分布を算出することを特徴とする請求項14に記載の屈折率分布計測装置。 - 光源と、前記光源から射出した光を参照光と被検光に分割し、前記参照光と、被検物に入射して前記被検物を透過した前記被検光とを干渉させることによって、前記参照光と前記被検光との位相差を測定する位相差測定手段と、前記被検光の波面収差を測定する波面収差測定手段と、前記位相差と前記波面収差に基づいて前記被検物の屈折率分布を算出する算出手段と、を有する屈折率分布計測装置において、
前記位相差測定手段は、第1の波長における第1の位相差と、前記第1の波長とは異なる第2の波長における第2の位相差とを測定し、
前記波面収差測定手段は、前記第1の波長における第1の波面収差と、前記第2の波長における第2の波面収差とを測定し、
前記算出手段は、前記第1の位相差と前記第2の位相差との差分である位相差差分量を算出し、前記第1の波面収差と前記第2の波面収差との差分である波面収差差分量を算出し、前記位相差差分量と前記波面収差差分量に基づいて前記被検物の屈折率分布を算出し、前記被検物の屈折率分布と前記第1の波面収差とに基づいて、第1の波長における前記被検物の位相屈折率を算出することを特徴とする屈折率計測装置。
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