JPH0612333B2 - 自動複屈折測定装置 - Google Patents
自動複屈折測定装置Info
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- JPH0612333B2 JPH0612333B2 JP23721288A JP23721288A JPH0612333B2 JP H0612333 B2 JPH0612333 B2 JP H0612333B2 JP 23721288 A JP23721288 A JP 23721288A JP 23721288 A JP23721288 A JP 23721288A JP H0612333 B2 JPH0612333 B2 JP H0612333B2
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- laser light
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/33—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face
- G01M11/331—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face by using interferometer
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Description
ス基板、光学結晶等に残留する光学的歪による複屈折量
とその進相軸方位を精度よく自動的に測定することがで
きる自動複屈折測定装置に関する。
る直線偏光からなる光(例えばゼーマンレーザ)を用い
て透明物体の光学的歪による複屈折量を、その光の周波
数差ビート信号の位相変化から測定する方法(例えば特
公昭59−50927号公報)が開発されている。
を参照して簡単に説明する。
紙面内のy方向に平行で、かつ、発振光周波数が互いに
数百KHzだけ異なる光を同時に発振している。
たい透光性の測定試料Sを通過し、方向がx方向から4
5゜傾いた直線偏光子LP1に入射させられる。
向、もしくはy方向に一致しているものとする。
折性をもつその測定試料の複屈折量によってその光の位
相遅れに違いが生じる。
せ、2つの成分の差周波ビートを光電検出器PH1で検
出すると、その交流信号の位相成分は測定試料S複屈折
量に比例する。
鏡HMで抜き出し、45゜直線偏光子LP2で2成分を
干渉させ光電検出器PH2によって得られたビート信号
を参照信号として、前述の測定信号と電気位相計で位相
差を測定することによって複屈折量が求められる。
Eyは、 Ex=axcosωxt Ey=aycosωyt ・・・(1) と書ける。
る。
の屈折率をny,波数をkとすると透光性物体を通過し
た光の電界成分Ex,Eyは次のように変化する。
せ、それを光電検出すると得られる光電流は次式のよう
になる。
(nx−ny)}〕/2 ・・・(3) ここで、ωb=ωx−ωyとなって2つの偏光成分の周
波数差である。
て干渉させて、光電流を検出する。
・・・(4) (3)、(4)式は、2つの成分の差周波ビートを表してお
り、ωbは、数百KHzであるから通常の電気位相計を
用いて2つの交流信号の位相差δを求めることができ
る。
ようになる。
nyに比例することがわかる。
象の複屈折量を交流信号の位相差から精度よく測定でき
ることがわかった。しかしこの従来の測定法に以下には
述べる問題点がある。
軸方位は既知であり、2周波直交偏光光源の直線偏光方
位の1つに平行であると仮定した。
晶ガラス基板の歪により生じる複屈折の主軸方向は不明
である。
一致しない場合、真の複屈折量より小さな値となって測
定誤差を生じる 本発明の目的は、測定対象の複屈折の進相軸方位が不明
であっても、その複屈折量と進相軸方位を精度よく自動
的に測定することができる自動複屈折測定装置を提供す
ることにある。
装置は、周波数差をもつ2つの直交した偏光成分から成
る2周波直交偏光レーザ光源と、前記レーザ光源の光軸
上に対向して配置されている光電検出器と、前記レーザ
光源と光電検出器を結ぶ光路中に光軸の周りに回転可能
に配置されている2分の1波長板と、前記光路中に前記
2分の1波長板に続いて配置され光軸の周りに回転可能
に配置される直線偏光子と、前記2分の1波長板と直線
偏光子との間に設けられている複屈折測定試料配置部
と、前記2分の1波長板の回転に対して前記直線偏光子
の回転が2倍になるように同期させて駆動する駆動手段
と、前記2分の1波長板が1回転した時光電検出器によ
って得られる検出出力より進相軸方位または複屈折量を
測定する演算装置から構成されている。
前記演算装置を前記2分の1波長板の回転周波数の4倍
の交流信号を参照信号とするロックインアンプにより得
られる信号から複屈折測定試料の進相軸方位または複屈
折量を測定するように構成してある。
る。
示すブロック図である。
線偏光を同時に発振している。それらの間に数百KHz
の周波数差がある2つの成分を同時に発振している。
段のステッピングモータSM1によって回転させられる
2分の1波長板HWPを透過して測定試料Sに投射され
る。
波長板HWPの2倍の速度で駆動手段のステッピングモ
ータSM2によって回転させられる直線偏光子LP1を
通って、光電検出器PH1に入射させられる。
るステッピングモータ駆動回転SD1,SD2には、演
算処理装置のCPUから時計信号が供給されている。
レーザ光の2成分の差周波ビート信号を測定信号として
出力する。
波長板HWPに入射する前に一部が半透鏡HMで抜き出
され、45゜直線偏光子LP2を通して光電検出器PH
2で検出される。
して用いられる。
が接続されその位相差が測定され、その出力電圧はアナ
ログ−ディジタル変換器ADCによってディジタル量に
変換される。
処理され出力装置に出力される。
成分からなるレーザ光束は紙面内の成分をx成分、垂直
方向をy成分とする。
直線偏光子LP2を通して干渉され、2成分の周波数差
が光電検出器PH2光ビート信号として検出される。こ
の直交信号を測定系の参照信号とする。
によって回転させられる2分の1波長板HWPを通る。
相対方位角の2倍だけ入射直線偏光方位を回転させる機
構を持っている。
分の1波長板に入射すると、その出射光の直線偏光方位
は40゜となる。
光の偏光方位は、2分の1波長板HWPが360゜回転
すると、720゜だけ回転することになる。
に入射すると、入射光の2つの成分のうちより高い周波
数成分の偏光方位と進相軸方位が一致したとき、測定試
料を出射後の2成分の相対リターデーションは正に最大
になり、逆に低い周波数成分の偏光方位と進相軸方位が
一致したとき、負に最大となる。
しており、また、2分の1波長板HWPが360゜回転
するとその出射光の偏光方位は720゜回転するから、
上記の相対リターデーションは2分の1波長板HWP1
回転に対し、4周期の正弦的変化を繰り返すことにな
る。
成分間のビートの位相差から検出する。このとき、測定
試料Sの出射光の偏光方位は回転しているので、2成分
のビートを検出するため、初期方位角が2分の1波長板
HWPの進相軸方位に対し45゜である直線偏光子LP
1を2分の1波長板HWPの倍の角度で同期しながら回
転させる。
複屈折量、また、2分の1波長板HWPを0゜方位から
回転させて最初に位相差が最大になったときの2分の1
波長板HWPの方位の2倍の角度が複屈折の進相軸方位
である。
めに、演算処理装置のCPUからの時計信号により駆動
手段を動作させ、2分の1波長板HWPと直線偏光子L
P1の回転を制御する。
電圧をアナログ−ディジタル変換器ADCを通して演算
処理装置に取り込む。そして、フーリエ変換器FFTに
よって4周期成分の振幅と初期位相を計算することによ
り測定試料Sの複屈折量とその進相方位が自動的に求め
られ、出力装置に出力される。
を示すブロック図である。
偏光子LP1を通過して、光検出器PH1によって検出
され、演算処理装置の前述と同様に光検出器PH2が参
照信号として接続されている位相計PMに入力される。
と演算処理装置の構成が異なっている。
信号は、演算処理装置のロックインアンプLAで同期検
出法によって検出される。
は発振器OSCにより駆動される。
1波長板HWPに対して直線偏光子LP1がステッピン
グモータSM2により同期回転させられる点は前述のと
おりである。
クインアンプLAの参照信号として、2分の1波長板H
WPに取り付けられ一体に回転する4分割形の光チョッ
パOCの出力が用いられる。光チョッパOCのLEDお
よび光検出器によって得られる2分の1波長板HWPの
回転周波数の4倍の参照信号がロックインアンプLAに
接続される。そして、2分の1波長板HWPの回転周波
数の4倍の周波数成分を同期検出して、その振幅と基準
点からの位相差より測定試料の複屈折量と進相軸方位が
得られる。
出力装置であるレコーダCRに記録する。この装置の特
徴は測定時間を前述した装置に比べ短くできることであ
る。
定装置では、測定試料の光学的歪による複屈折量を、2
周波直交偏光光波を干渉して得られる光ビート交流信号
の位相ずれとして測定できる。
容易に得られる。
折測定が可能となり高精度かつ簡単な測定システムを構
成することが可能である。
では簡便迅速な測定が可能となる。
示すブロック図である。 第2図は、本発明による他の自動複屈折測定装置の実施
例を示すブロック図である。 第3図は、従来の2周波直交偏光光源による複屈折測定
装置の基本構成をブロック図である。 L……2周波数直交偏光レーザ光源 HM……半透鏡 HWP……2分の1波長板 S……測定試料 LP1,LP2……直線偏光子 PH1,PH2……光電検出器 SM1,SM2……ステッピングモータ SD1,SD2……ステッピングモータ駆動回路 ADC……アナログ−ディジタル変換器 CPU……中央処理装置 FFT……フーリエ変換器 PI……フォトインタラプタ LA……ロックインアンプ OSC……発振器 CR……記録計 PM……位相計 OC……光チョッパー
Claims (2)
- 【請求項1】周波数差をもつ2つの直交した偏光成分か
ら成る2周波直交偏光レーザ光源と、前記レーザ光源の
光軸上に対向して配置されている光電検出器と、前記レ
ーザ光源と光電検出器を結ぶ光路中に光軸の周りに回転
可能に配置されている2分の1波長板と、前記光路中に
前記2分の1波長板に続いて配置され光軸の周りに回転
可能に配置される直線偏光子と、前記2分の1波長板と
直線偏光子との間に設けられている複屈折測定試料配置
部と、前記2分の1波長板の回転に対して前記直線偏光
子の回転が2倍になるように同期させて駆動する駆動手
段と、前記2分の1波長板が1回転した時光電検出器に
よって得られる検出出力を処理して進相軸方位または複
屈折量を測定する演算処理装置から構成した自動複屈折
測定装置。 - 【請求項2】周波数差をもつ2つの直交した偏光成分か
ら成る2周波直交偏光レーザ光源と、前記レーザ光源の
光軸上に対向して配置されている光電検出器と、前記レ
ーザ光源と光電検出器を結ぶ光路中に光軸の周りに回転
可能に配置されている2分の1波長板と、前記光路中に
前記2分の1波長板に続いて配置され光軸の周りに回転
可能に配置される直線偏光子と、前記2分の1波長板と
直線偏光子との間に設けられている複屈折測定試料配置
部と、前記2分の1波長板の回転に対して前記直線偏光
子の回転が2倍になるように同期させて駆動する駆動手
段と、前記2分の1波長板の回転周波数の4倍の交流信
号を参照信号とするロックインアンプにより得られる信
号から複屈折測定試料の進相軸方位または複屈折量を測
定する演算処理装置から構成した自動複屈折測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23721288A JPH0612333B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 自動複屈折測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23721288A JPH0612333B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 自動複屈折測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0283428A JPH0283428A (ja) | 1990-03-23 |
JPH0612333B2 true JPH0612333B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=17012046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23721288A Expired - Lifetime JPH0612333B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 自動複屈折測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0612333B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH046444A (ja) * | 1990-04-25 | 1992-01-10 | Hoya Corp | 光弾性定数測定方法及び装置 |
JP2713190B2 (ja) * | 1994-10-31 | 1998-02-16 | 日本電気株式会社 | 光学特性測定装置 |
FR2756919B1 (fr) * | 1996-12-06 | 1999-02-12 | Armines | Ellipsometre a lame birefringente tournante |
TW561254B (en) * | 2001-09-26 | 2003-11-11 | Nikon Corp | Aberration measuring device, aberration measuring method, regulation method for optical system, and exposure system provided with optical system regulated by the regulation method |
US20090040522A1 (en) * | 2006-02-28 | 2009-02-12 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | Measuring Apparatus and Measuring Method |
JP5375213B2 (ja) * | 2009-03-06 | 2013-12-25 | 旭硝子株式会社 | ディスプレイ用のガラス基板の製造方法およびフラットパネルディスプレイの製造方法 |
JP5434977B2 (ja) * | 2011-07-11 | 2014-03-05 | 旭硝子株式会社 | ディスプレイ用のガラス基板の製造方法およびフラットパネルディスプレイの製造方法 |
CN106813901B (zh) * | 2017-01-16 | 2018-12-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光学器件相位延迟量的测量装置及其测量方法 |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP23721288A patent/JPH0612333B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0283428A (ja) | 1990-03-23 |
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