JPH01167603A - 干渉計測装置 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明はトワイマングリーン干渉計を用いた干渉計測ｉ
置に係り、特に反射率の異なる測定資料に対し干渉縞の
フンシラストを最適にできるようにした干渉計測！Ｉｉ
：ｒｆ１に関する。

【従来の技術１ この種の干渉計測装置として、例えば！＠２図に示すも
のがある。

第２図において、可干渉光源１０はヘリウムネオンレー
ザ等を用いて構成され、そのレーザビームはビーム拡大
器１２に入光される。ビーム拡大器１２の後段にはビー
ム拡大器１２より供給されるビームを二分するビームス
プリッタ１４があり、ここで二分された一方のビームは
基準平面鏡１８に、他方は測定試料１６に進み、ここで
反射してビームスプリッタ１４に戻る。そのビームのい
くらかはビームスプリッタによって反射され、いくらか
は透過されるのでビームスプリッタはそれらの光を再合
成する役目を果し、再び単一ビームを形成する。このビ
ームはレンズ２０によってｉｔされカメラ２２上で像が
結ぶ様な構成になっている。以上の構成において、可干
渉光源１０で発生したレーザビーム拡大器１２によって
拡大されたのち、ビームスプリッタ１４によって二分さ
れる。

一方のビーム２５は基準平面鏡１８によって反射され、
参照波として再びビームスプリ・ツタ１４に帰還する。

他方のビーム２８は測定試料１６の被検面によって反射
され、被測定波として再びビームスプリッタ１４に帰還
する。

ビームスプリッタ１４においては、前記参照波と被測定
波とが合成し、これによって生じる干渉縞がエリアカメ
ラ２２上に結像させるべくレンズ２０が配５！されてい
る。この干渉縞の明暗はレーザ光の波長をλとすれば、
参照波と被測定波との位相差が入／２毎に現われる。

なお、干渉縞のコントラストは測定試料の反射率に応じ
て調整する必要がある場合、従来においては、ビーム２
５又はビーム２８の光路に光量滅貨板を挿入し、所定の
光量に調整し、コントラストを最適にしていた。

［発明が解決しようとする問題点１ しかし、従来の干渉計測装置にあっては、参照波または
被測定波のいずれかの光路中に光減衰板を挿入する必要
があるため、その光減衰板の厚さむら等による透過波面
精炭分が干渉計の精度に加算され測定精度が劣化すると
いう問題がある。

本発明の目的は、光減衰板の使用に起因する測定精度の
劣化を改善できるようにした干渉計測装置を提供するこ
とにある。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は可干渉光源と、この
可干渉光源からの光ビームの偏光面に対し光軸を傾ける
１／２λ板と、この１／２人板よりの光ビームを透過す
る方向及びこれに直交する方向の各々に所定の光量比を
もって分割する偏光ビームスプリッタと、その分割によ
り形成された各々の光路上に配設されるｔ５１、第２の
１／４λ板と、これら１／４λ板を介して基準平面鏡及
び測定試料の各々より反射する光ビームが前記偏光ビー
ムスプリッタを経由する過程で干渉し、偏光ビームスプ
リッタと撮像装置との間に配設された偏光板により生ず
る干渉縞を取り込む撮像装置を具備したものである。

［作用］ 偏光ビームスプリッタの入党側に設けられた１／２λ板
によって可干渉光源よりの光ビームの偏光面に傾きを持
たせ、偏向ビームスプリッタとの組合せにより、基準平
面鏡及び測定試料に対する光量比率を光減衰板を用いる
ことな（変えることがでべろ。

【実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実施例を示す構成図である。ｆ５１図
においては、第２図の従来例と同一部分については同一
符号を付してその説明を省略し、異なる構成について説
明する。

ＰｊＩＪ１図に示すように、可干渉光源１０とビーム拡
大器１２開の光路中に光量調整（偏光板）３０及び１／
２λ板３２が配設され、１／２＾板３２はモータ３４に
よって回転できるように構成されている。光を調整板３
０はトータル光量が多い場合に光量を減らすために用い
られるもので、例乏ば偏光板が使用される。その光を調
整は、光１１調整板３０を回転させ、入射光の偏光面と
光ｆｆ！、ｉ！！！！板３０の偏光面とに角度をつける
ことにより光量を調整する。また、第２図のビームスプ
リッタ１４に代えて、偏光ビームスプリッタ３６が用い
られる。偏光ビームスプリッタ３６は、たとえば分割面
に垂直な偏光面の光を通過させ、平行な偏光面の光を反
射させる。偏光ビームスプリッタ３６と測定試料１６の
間には１／４λ板４２が配設され、基準面鏡１８及び結
像レンズ２０の各々との間に１／４λ板４４及び４６が
配設されている。

、次に、以上の構成による実施例の作用について説明す
る。可干渉光源１０から発した直線偏光のレーザビーム
は、光１に調！！坂３０によって必要な光量に調整され
たのち、１／２λ板３２へ供給される。１／２λ板３２
はモータ３４によりて所望の角度へ回転させることがで
きる。１７２λ板３２に対する入射直線偏光は、１／２
λ板３２の光軸方向とその垂直方向成分の直線偏光との
合成である考えると、その光軸方向成分を垂直方向成分
に対して、１／２人板３２に上って位相を相対的に１／
２λだけ遅らせるようになる。すなわち、１／２λ板３
２は入射光の偏光面に対し、その光軸をθ傾けた場合、
その出射光の偏光面は２θ傾くことになる。１／２λ板
３２を出射したレーザビームは、ビーム拡大器１２によ
って、その拡大率に応じたビーム径にされ、偏光ビーム
スプリッタ３６に送られる。例えば、ビーム拡大器１２
上りの光ビームの偏光面が１５度傾いているとすると、
測定試料１６に対する光量は入射光に対し約９７％（ｃ
ｏｓｌ　５°）となり、基準平面鏡１８に対しては、約
２６％（５ｉｎ１５°）となり、その光量比は約１対３
．７となる。この状態では、測定試料１６の反射率を基
準平面Ｉ！１８の１／３．７になるようにした場合と同
一になる。

偏光ビームスプリッタ３６の分割による光路４０ａ、４
０ｂに配設された１／４λ板４２及び４４は、供給され
る光ビームの光軸方向の偏光成分をその垂直方向の偏光
成分に対し、位相を１７４波艮遅らせるように機能する
。この結果、例えば、入射光の偏光面に対し光軸を仮に
４５度とした場合、１／４λ板を透過し、測定試料１６
及び基準平面鏡１８で反射して再び１７４λ板を透過す
る際に、λ／４＋λ／４＝λ／２すなわち１／４λ板の
光軸方向に１／２λ板を用いて光軸を合せた場合と同じ
になる。したがって前記の４５度の場合、１／４λ板を
２回透過した光は、偏光面が９０度変えられたものにな
る。

１／４λ板４４がら偏光ビームスプリッタ３６に入射す
る光ビームは分割面に対し垂直に変えられた結果、偏光
ビームスプリッタ３６を通過して光路４０ｃへ抜け、１
／４λ板４２がら偏光ビームスプリッタ３６に入射する
光ビームは、分割面に対し平行に変えられているため、
偏光ビームスプリッタ３６で光路４０ｃへ反射する。光
路４０Ｃに送り出された各々の光ビーム（参照光及び被
測定光）は偏光方向が直交しているため、干渉縞を生じ
ない。このため、偏光板４６によって基準光と測定光の
偏光面の同一成分を取り出し、干渉縞を形成させる。こ
の干渉縞は結像レンズ２ｏによってワークカメう２２の
受像面に結像される。

［発明の効果Ｊ 以上説明した通り、本発明によれば、光路中に１／２λ
板と１／４λ板を適宜配設して偏光処理により光ｊｌ調
整を行なうようにして、減衰板を不要にしたため、反射
率の異なる測定試料に対する干渉縞のコントラストを最
適にすることができる。

また、光量減衰板を用いていないため、この挿入に起因
する測定精度の劣化を無くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は従来
の干渉計測装置を示す構成図である。 １０・・・可干渉光源　　１２・・・ビーム拡大器１６
・・・測定試料　　１８・・・基準平面鏡２０・・・結
像レンズ　　２２・・・エリアカメラ３２・・・１／２
λ板　　４２，４４・・・１／４λ板４６・・・偏光板 特許出願人　株式会社　東京￥？Ｉ密 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可干渉光源と、この可干渉光源からの光ビーム偏光面に
   対し光軸を傾ける１／２λ板と、この１／２λ板よりの
   光ビームを二分する偏光ビームスプリッタと、その分割
   により形成された各々の光路上に配設される第１、第２
   の１／４λ板と、これら１／４λ板を介して基準平面鏡
   及び測定試料の各々より反射する光ビームが前記偏光ビ
   ームスプリッタを経由する過程で干渉して生ずる干渉縞
   を取り込む撮像装置と、この撮像装置と前記偏光ビーム
   スプリッタとの間に配設される偏光板を具備することを
   特徴とする干渉計測装置。