JPH10253527A - Optical apparatus for measuring reflection surface, method for measuring absolute reflection factor, and method for measuring absolute profile irregularity - Google Patents
Optical apparatus for measuring reflection surface, method for measuring absolute reflection factor, and method for measuring absolute profile irregularityInfo
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- JPH10253527A JPH10253527A JP6095597A JP6095597A JPH10253527A JP H10253527 A JPH10253527 A JP H10253527A JP 6095597 A JP6095597 A JP 6095597A JP 6095597 A JP6095597 A JP 6095597A JP H10253527 A JPH10253527 A JP H10253527A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、反射面測定方法お
よび反射面測定用光学装置に係り、特に、絶対反射率測
定方法および絶対面精度方法、ならびに、これらの測定
に好適な反射面測定用光学装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a reflection surface and an optical device for measuring a reflection surface, and more particularly to a method for measuring an absolute reflectance and a method for measuring an absolute surface, and a method for measuring a reflection surface suitable for these measurements. The present invention relates to an optical device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光学素子の反射率は、分光光度計の専用
治工具を用いて測定されている。このとき使われる方法
としては、次に説明する、２つの方法が一般的に用いら
れている。これらの方法は、それぞれＶ−Ｗ法、Ｖ−Ｎ
法と通称されている。2. Description of the Related Art The reflectance of an optical element is measured by using a special tool for a spectrophotometer. As a method used at this time, the following two methods are generally used. These methods are the VW method and the VN method, respectively.
It is commonly called the law.
【０００３】図１３の（ａ）および（ｂ）を参照して、
上記Ｖ−Ｗ法について説明する。Referring to FIGS. 13A and 13B,
The VW method will be described.
【０００４】先ず、図１３の（ａ）に示すように３枚の
ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３を配置し、Ｖ形の光路を構成し
基準光量を測定する。First, as shown in FIG. 13A, three mirrors M1, M2 and M3 are arranged to form a V-shaped optical path, and a reference light quantity is measured.
【０００５】次に、図１３の（ｂ）に示すように、被検
素子をこの光路中に挿入し、ミラーＭ２を移動してＷ形
の光路を作り被検面で２回反射した被検光量を測定す
る。Next, as shown in FIG. 13 (b), the device to be tested is inserted into this optical path, and the mirror M2 is moved to form a W-shaped optical path, which is reflected twice on the surface to be tested. Measure the light intensity.
【０００６】このとき被検素子の絶対反射率は次式で与
えられる。At this time, the absolute reflectance of the device under test is given by the following equation.
【０００７】 （絶対反射率）＝｛（被検光量）／（基準光量）｝1/2 次に、図１４の（ａ）から（ｃ）を参照して、上記Ｖ−
Ｎ法について説明する。(Absolute reflectance) = {(light quantity to be detected) / (reference light quantity)} 1/2 Next, referring to FIGS.
The N method will be described.
【０００８】先ず、図１４の（ａ）に示すように３枚の
ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３を配置し、Ｖ形の光路を構成し
基準光量を測定する。この状態は、上記図１３の（ａ）
と同様のミラー配置となる。First, as shown in FIG. 14A, three mirrors M1, M2 and M3 are arranged to form a V-shaped optical path, and a reference light quantity is measured. This state is shown in FIG.
Mirror arrangement.
【０００９】次に、被検光量測定時に被検素子を光路中
に挿入する。そして、図１４の（ｂ）に示すように、ミ
ラーＭ２を移動し、ミラーＭ３を回転して、Ｎ形の光路
とする。Next, the device under test is inserted into the optical path when measuring the light amount under test. Then, as shown in FIG. 14B, the mirror M2 is moved, and the mirror M3 is rotated to make an N-type optical path.
【００１０】なお、図１４の（ｃ）に示すようなミラー
配置として、Ｎ形の光路を形成してもよい。An N-shaped optical path may be formed as a mirror arrangement as shown in FIG.
【００１１】Ｎ形の光路によって被検光量を測定すると
き、被検面における反射は１回であるから、被検素子の
絶対反射率は次式で与えられる。When the amount of light to be measured is measured by an N-type optical path, the reflection on the surface to be measured is one time, and the absolute reflectance of the device to be measured is given by the following equation.
【００１２】 （絶対反射率）＝（被検光量）／（基準光量）(Absolute reflectance) = (light quantity to be detected) / (reference light quantity)
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上述したＶ−Ｗ法で
は、被検素子において、２回の反射が起きるため反射率
の２乗が検出される。このため、絶対反射率を求めるた
めには開根演算が必要になる。また、被検素子の反射率
が低い場合は、反射率の２乗が著しく小さくなる。この
ため、出射される光量が大幅に減少し測定が困難になる
という問題がある。In the above-described VW method, since the reflection occurs twice in the test element, the square of the reflectance is detected. Therefore, in order to obtain the absolute reflectance, an open root calculation is required. When the reflectance of the device under test is low, the square of the reflectance becomes extremely small. For this reason, there is a problem that the amount of emitted light is greatly reduced and measurement becomes difficult.
【００１４】また、２回の反射は、それぞれ、被検素子
の異なる２点において生じる。このため、被検素子は、
少なくともこれら２点を含むような形状であることが求
められる。このため、大型の被検素子でなければ測定が
困難となる問題がある。また、２点における反射率が異
なる場合、すなわち、面内の反射率むらがある場合に
は、正確な反射率が測定し難いと言う問題点がある。The two reflections occur at two different points on the device under test. Therefore, the test element is
The shape is required to include at least these two points. For this reason, there is a problem that the measurement becomes difficult unless the test element is large. Further, when the reflectances at the two points are different, that is, when there is unevenness in the in-plane reflectance, there is a problem that it is difficult to accurately measure the reflectance.
【００１５】また上述したＶ−Ｎ法では、基準光量測定
時と被検光量測定時とで、ミラーＭ２が光軸上を移動す
る。In the above-described VN method, the mirror M2 moves on the optical axis between when measuring the reference light quantity and when measuring the test light quantity.
【００１６】このため、測定に用いられる光束が、平行
光束でない場合（収束、発散光が用いられる場合）、基
準光量測定時と被検光量測定時とで、ミラーＭ２上の光
照射領域が相違する。従って、ミラーＭ２における反射
率の面内むらが測定誤差の要因となる。For this reason, when the light beam used for measurement is not a parallel light beam (when convergence and divergent light are used), the light irradiation area on the mirror M2 differs between when measuring the reference light amount and when measuring the test light amount. I do. Therefore, the in-plane unevenness of the reflectance of the mirror M2 causes a measurement error.
【００１７】また、ミラーＭ２を曲面ミラーとする場合
には、ミラーＭ２の光軸上の移動により光学系全体の焦
点距離が変化する。このため、基準光量測定時と被検光
量測定時とで、受光面上の光強度分布に変化が生じる。
従って、基準光量を正確に保存することは困難である。When the mirror M2 is a curved mirror, the focal length of the entire optical system changes due to the movement of the mirror M2 on the optical axis. For this reason, the light intensity distribution on the light receiving surface changes between when the reference light amount is measured and when the test light amount is measured.
Therefore, it is difficult to accurately store the reference light amount.
【００１８】また、ミラーＭ２を曲面ミラーとする場合
には、基準光量測定と被検光量測定で光軸上の位置が異
なるため焦点距離や収差が変動し誤差要因となる。When the mirror M2 is a curved mirror, the positions on the optical axis are different between the measurement of the reference light quantity and the measurement of the test light quantity, so that the focal length and the aberration fluctuate and cause an error.
【００１９】さらに、ミラーＭ１，Ｍ３を焦点距離・収
差の補正のために曲面とする場合には、これらのミラー
に対する入射角が大きいため、通常の球面鏡では著しく
大きい非点収差を生じる。これを避けるために縦横方向
で曲率半径の異なるトロイダルミラーを用いる必要があ
った。このようなミラーは、加工が難しく、コストを上
昇させる要因となっている。Further, when the mirrors M1 and M3 are curved surfaces for correcting focal lengths and aberrations, an incident angle with respect to these mirrors is large, so that an ordinary spherical mirror generates significantly large astigmatism. To avoid this, it was necessary to use toroidal mirrors having different radii of curvature in the vertical and horizontal directions. Such a mirror is difficult to process and causes a cost increase.
【００２０】また、被検素子の絶対面精度を測定しよう
とする際にも、上述したような光路変更に伴う光路誤差
が測定精度を向上させることを妨げている。Also, when trying to measure the absolute surface accuracy of the device under test, the optical path error caused by the change of the optical path as described above prevents improvement in the measurement accuracy.
【００２１】本発明の第１の目的は、被検素子における
一回の反射による反射光を測定し、かつ、基準光測定と
被検光測定とで、光路の変更に起因する光量変動、焦点
距離変化、収差変動が抑制された反射面測定光学装置を
提供することにある。A first object of the present invention is to measure reflected light due to one-time reflection at a device under test, and to measure light intensity fluctuations and focuses caused by a change in an optical path between a reference light measurement and a test light measurement. An object of the present invention is to provide a reflection surface measuring optical device in which a change in distance and a change in aberration are suppressed.
【００２２】本発明の第２の目的は、絶対反射率が直読
可能で、かつ、基準光量測定の光路と被検光量測定の光
路とで、光量変動、焦点距離変化、収差変動が抑制され
ている状態で測定することができる絶対反射率測定方法
を提供することにある。A second object of the present invention is to enable the absolute reflectance to be directly read, and to suppress variations in light quantity, focal length, and aberration in the optical path for measuring the reference light quantity and the optical path for measuring the test light quantity. It is an object of the present invention to provide an absolute reflectance measuring method capable of performing measurement in a state of being in a state of being.
【００２３】本発明の第３の目的は、絶対面精度を、光
路の変更に起因する光量変動、焦点距離変化、収差変動
が抑制された状態で測定することができる絶対面精度測
定方法を提供することにある。A third object of the present invention is to provide an absolute surface accuracy measuring method capable of measuring the absolute surface accuracy in a state in which a change in light amount, a change in focal length, and a change in aberration due to a change in an optical path are suppressed. Is to do.
【００２４】[0024]
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明の第１の態様によれば、４枚のミラーを
有し、上記４枚のミラーで反射されて構成される光路が
Ｎ形となる第１の状態と、上記４のミラーおよび被検面
からなる５つの反射面で反射されて構成される光路が、
Ｍ形およびＷ形のいずれかとなる第２の状態とを排他的
に選択可能であることを特徴とする反射面測定用光学装
置が提供される。In order to achieve the first object, according to a first aspect of the present invention, there are provided four mirrors, which are configured to be reflected by the four mirrors. The first state in which the optical path is N-shaped, and the optical path configured by being reflected by the five reflecting surfaces including the four mirrors and the test surface,
There is provided an optical device for measuring a reflection surface, wherein the second state that is either the M type or the W type can be exclusively selected.
【００２５】本発明の第２の態様によれば、入射光路お
よび出射光路が、共通の主軸に一致する反射面測定用光
学装置において、主軸上の共通の点を挟んで配設される
第１の光学系および第２の光学系を有し、上記第１の光
学系は、上記主軸に関して互いに対称となる関係にある
２つの姿勢を排他的に選択可能に支持されることを特徴
とする反射面測定用光学装置が提供される。According to the second aspect of the present invention, in an optical apparatus for measuring a reflection surface, wherein an incident optical path and an output optical path coincide with a common principal axis, a second arrangement is provided so as to sandwich a common point on the principal axis. A first optical system and a second optical system, wherein the first optical system is supported in such a manner that two postures having a symmetrical relationship with respect to the main axis can be exclusively selected. An optical device for measuring a reflection surface is provided.
【００２６】上記第２の目的を達成するため、本発明の
第３の態様によれば、４枚のミラーを有し、上記４枚の
ミラーで反射されて構成される光路がＮ形となる第１の
状態と、上記４のミラーおよび被検面からなる５つの反
射面で反射されて構成される光路が、Ｍ形およびＷ形の
いずれかとなる第２の状態とを排他的に選択可能である
ことを特徴とする反射面測定用光学装置を用い、上記第
１の状態で上記反射面測定用光学装置を通過する、第１
の光量を測定するステップと、上記第２の状態上記反射
面測定用光学装置を通過する、第２の光量を測定するス
テップと、上記第２の光量を、上記第１の出射光量で除
して、上記被検面における絶対反射率を求めるステップ
とを有することを特徴とする絶対反射率測定方法が提供
される。In order to achieve the second object, according to a third aspect of the present invention, an optical path having four mirrors and configured by being reflected by the four mirrors is N-shaped. It is possible to exclusively select the first state and the second state in which the optical path formed by reflection by the five reflecting surfaces consisting of the four mirrors and the test surface is either the M type or the W type. Using the optical device for measuring a reflective surface, passing through the optical device for measuring a reflective surface in the first state,
Measuring the second light quantity, measuring the second light quantity passing through the reflecting surface measuring optical device in the second state, and dividing the second light quantity by the first emission light quantity. Obtaining the absolute reflectance on the surface to be measured.
【００２７】上記第３の目的を達成するために、本発明
の第４の態様によれば、４枚のミラーを有し、上記４枚
のミラーで反射されて構成される光路がＮ形となる第１
の状態と、上記４のミラーおよび被検面からなる５つの
反射面で反射されて構成される光路が、Ｍ形およびＷ形
のいずれかとなる第２の状態とを排他的に選択可能であ
ることを特徴とする反射面測定用光学装置を用い、可干
渉光光源から出射される光束を２つに分岐し、上記分岐
した光束の一方を上記反射面測定用光学装置に入射し、
上記分岐した光束の他方と、上記反射面測定用光学装置
から出射される光束とを合成して干渉縞を観測し、上記
第２の状態における第２の干渉縞の、上記第１の状態に
おける第１の干渉縞を基準とする縞変位に基づいて、上
記被検面の絶対面精度を求めることを特徴とする絶対面
精度測定方法が提供される。In order to achieve the third object, according to a fourth aspect of the present invention, there are provided four mirrors, and an optical path formed by reflection by the four mirrors is N-shaped. The first
And the second state in which the optical path formed by reflection by the five reflecting surfaces consisting of the four mirrors and the test surface is either the M shape or the W shape can be exclusively selected. Using a reflecting surface measuring optical device, the light beam emitted from the coherent light source is split into two, and one of the split light beams is incident on the reflecting surface measuring optical device,
The other of the branched light beams and the light beam emitted from the reflection surface measuring optical device are combined to observe an interference fringe, and the second interference fringe in the second state in the first state An absolute surface accuracy measuring method is provided, wherein the absolute surface accuracy of the test surface is obtained based on a fringe displacement based on a first interference fringe.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２９】先ず、図１を参照して、本発明の第１の実
施の形態について説明する。First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
【００３０】図１において、本実施の形態における反射
面測定用光学装置１００は、入射光路と出射光路とが共
通の主軸１０１に一致するように構成されている。そし
て、上記主軸１０１が、光源１から光測定器２に至る光
路に一致するように挿入されて用いられる。In FIG. 1, an optical device 100 for measuring a reflection surface according to the present embodiment is configured such that an incident optical path and an output optical path coincide with a common principal axis 101. The spindle 101 is inserted and used so as to coincide with the optical path from the light source 1 to the optical measuring device 2.
【００３１】反射面測定用光学装置１００は、被検素子
３を支持するためのサンプルホルダー部１３０と、主軸
１０１上に入射される光束を被検素子３の被検面３ａに
照射するための入射部１１０と、被検素子で反射された
光束を主軸１０１上に出射するための出射部１２０とを
有して構成される。The optical device 100 for measuring a reflection surface has a sample holder 130 for supporting the device 3 to be measured and a device for irradiating a light beam incident on the main shaft 101 to the surface 3a of the device 3 to be measured. It is configured to have an incident part 110 and an emission part 120 for emitting the light beam reflected by the device to be detected onto the main axis 101.
【００３２】上記サンプルホルダー部１３０は、被検素
子３の被検面３ａが、主軸１０１を含み、かつ、図１の
紙面に直交するように支持するためのものである。ま
た、この被検素子３が、入射部１１０から照射される光
束を遮らない状態に変位させることができることも要求
される。この目的のために、被検素子３を支持するため
の支持部材１３５は、例えば、被検素子３を取り外し可
能に支持する構造に構成され、かつ、被検素子３が取り
外された状態で、光路に対応する部位が中空となる形状
に形成される。なお、被検素子３を取り付けた状態で、
光路を遮らない位置に変位する構成としてもよい。The sample holder section 130 is for supporting the test surface 3a of the test element 3 so as to include the main shaft 101 and to be perpendicular to the plane of FIG. It is also required that the test element 3 can be displaced so as not to block the light beam emitted from the incident section 110. For this purpose, the support member 135 for supporting the device under test 3 is, for example, configured to removably support the device under test 3 and in a state where the device under test 3 is removed. The part corresponding to the optical path is formed in a hollow shape. In addition, with the test element 3 attached,
It may be configured to be displaced to a position that does not block the optical path.
【００３３】上記入射部１１０は、光源１によって主軸
１０１上に入射される光束を、予め定められた入射角θ
ｉで被検面３ａに入射させるためのものである。図１に
おいて、入射部１１０は、２枚のミラーＭ１，Ｍ２と、
これらのミラーを支持するための支持部材１１２，１１
４とを有して構成される。The incident section 110 converts the light beam incident on the main axis 101 by the light source 1 into a predetermined incident angle θ.
This is to allow the light to enter the test surface 3a at i. In FIG. 1, the incidence unit 110 includes two mirrors M1 and M2,
Support members 112 and 11 for supporting these mirrors
4.
【００３４】上記出射部１２０は、被検面３ａで反射さ
れた光束を、主軸１０１上に導くためのものである。図
１において、出射部１２０は、２枚のミラーＭ３，Ｍ４
と、これらのミラーを支持するための支持部材１２２，
１２４とを有して構成される。支持部材１２２，１２４
は、図１に実線で示す配置では、被検面３ａから出射角
θｏで反射される光束を受け付けるように、ミラーＭ
３，Ｍ４を支持している。The light emitting section 120 is for guiding the light beam reflected by the surface 3a to be measured onto the main shaft 101. In FIG. 1, the emission unit 120 includes two mirrors M3 and M4.
And support members 122 for supporting these mirrors.
124. Support members 122, 124
In the arrangement shown by the solid line in FIG. 1, the mirror M is so arranged as to receive a light beam reflected from the test surface 3a at an emission angle θo.
3, M4.
【００３５】また、上記支持部材１２２，１２４は、図
１に破線で示す配置において、ミラーＭ３，Ｍ４が、主
軸１０１に関して上記の状態と対称な位置に支持可能に
構成される。この状態では、被検素子３が取り外された
状態での、入射部１１０からの光束を受け付ける位置に
配置される。すなわち、被検面３ａが配置されるべき面
の法線に対して、θｔ＝（π−θｏ）で出射される光束
に対応する。従って、これらミラーＭ３、Ｍ４が配設さ
れる２つの状態は、主軸の廻りのπ回転の対称性を有す
る。すなわち、支持部材１２２，１２４は、上記２つの
状態に、ミラーＭ３，Ｍ４を支持可能に構成される。The support members 122 and 124 are arranged so that the mirrors M3 and M4 can be supported at positions symmetrical to the above-mentioned state with respect to the main shaft 101 in the arrangement shown by the broken line in FIG. In this state, it is arranged at a position for receiving a light beam from the incident section 110 in a state where the device under test 3 is removed. That is, it corresponds to the light beam emitted at θt = (π−θo) with respect to the normal to the surface on which the surface 3a is to be arranged. Accordingly, the two states in which the mirrors M3 and M4 are disposed have a symmetry of π rotation about the main axis. That is, the support members 122 and 124 are configured to be able to support the mirrors M3 and M4 in the above two states.
【００３６】図１に示した例では、支持部材１２２は、
２つの位置に差し替え可能に構成されている。すなわ
ち、図１において、符号１２２により示す位置と、符号
１２２’により示す位置とで、ミラーＭ３を支持するこ
とができる。また、支持部材１２４は、その表裏の両側
にミラーＭ４を支持可能に構成される。ミラーＭ４をい
ずれの側で支持するかにより、ミラーＭ４を支持する位
置を選択することができる。In the example shown in FIG. 1, the support member 122 is
It is configured to be replaceable between two positions. That is, in FIG. 1, the mirror M3 can be supported at the position indicated by reference numeral 122 and the position indicated by reference numeral 122 '. Further, the support member 124 is configured to be able to support the mirror M4 on both the front and back sides. The position where the mirror M4 is supported can be selected depending on which side the mirror M4 is supported.
【００３７】図１、ならびに、図２の（ａ）および
（ｂ）を参照して、本実施の形態における反射面測定用
光学装置１００を用いた反射面測定方法について、絶対
反射率測定に適用した例について説明する。図２は、図
１における反射面測定用光学装置における、ミラーＭ１
からＭ４の配置を示す光路図である。図２の（ａ）の光
路は、図１に破線で示した状態に対応し、図２の（ｂ）
の光路は、図１に実線で示した状態に対応する。Referring to FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B, the reflection surface measuring method using the reflection surface measuring optical device 100 according to the present embodiment is applied to absolute reflectance measurement. An example will be described. FIG. 2 shows a mirror M1 in the reflection surface measuring optical device in FIG.
FIG. 4 is an optical path diagram showing an arrangement of the first to M4. The optical path in FIG. 2A corresponds to the state shown by the broken line in FIG. 1, and the optical path in FIG.
1 corresponds to the state shown by the solid line in FIG.
【００３８】先ず、図２の（ａ）に示すように、ミラー
Ｍ１からＭ４を配置して、Ｎ形の光路を構成する。すな
わち、図１における入射部１１０から出射される光束を
出射部１２０に直接導入する。この状態で、光測定器２
によって光量を測定し、得られた光量を基準光量とす
る。First, as shown in FIG. 2A, mirrors M1 to M4 are arranged to form an N-type optical path. That is, the luminous flux emitted from the entrance 110 in FIG. 1 is directly introduced into the exit 120. In this state, the optical measurement device 2
And the obtained light amount is set as a reference light amount.
【００３９】このようなＮ形の光路を構成するには、例
えば、図１において、サンプルホルダー部１３０におい
て、被検素子３が光束を遮らない状態に支持部材１３５
によって支持する。また、出射部１２０において、ミラ
ーＭ３，Ｍ４を破線で示した位置に配置する。In order to form such an N-shaped optical path, for example, in FIG. 1, in the sample holder section 130, the support member 135 is set so that the element 3 to be inspected does not block the light beam.
Backed by. Further, in the emission unit 120, the mirrors M3 and M4 are arranged at the positions indicated by broken lines.
【００４０】図２の（ａ）の状態において、反射面測定
用光学装置１００から出射される光量、すなわち、基準
光量ＩＳは、光源１から入射される入射光量をＩ０と
し、ミラーＭ１からＭ４の反射率を各々Ｒ１からＲ４と
すると次式で与えられる。In the state shown in FIG. 2A, the amount of light emitted from the reflecting surface measuring optical device 100, that is, the reference amount of light IS, is such that the amount of light incident from the light source 1 is I0 and the amount of light from the mirrors M1 to M4 is Assuming that the reflectances are R1 to R4, respectively, they are given by the following equations.
【００４１】ＩＳ＝Ｉ０×Ｒ１×Ｒ２×Ｒ３×Ｒ４ 次に、図２（ｂ）に示すように、ミラーＭ１からＭ４を
配置して、Ｍ形の光路を構成する。すなわち、入射部１
１０から出射され、被検面３ａで反射された光束を、出
射部１２０に導入する。光測定器２によって測定される
光量を、被検光量とする。IS = I0.times.R1.times.R2.times.R3.times.R4 Next, as shown in FIG. 2B, mirrors M1 to M4 are arranged to form an M-shaped optical path. That is, the incident part 1
The light beam emitted from the light source 10 and reflected by the test surface 3 a is introduced into the light emitting unit 120. The amount of light measured by the light measuring device 2 is defined as the amount of light to be measured.
【００４２】被検光量ＩＤは、被検素子の反射率をＲＳ
とすると、 ＩＤ＝Ｉ０×Ｒ１×Ｒ２×ＲＳ×Ｒ３×Ｒ４ となる。The light quantity ID to be detected is obtained by setting the reflectance of the element to be measured to RS
Then, ID = I0 × R1 × R2 × RS × R3 × R4.
【００４３】従って、絶対反射率ＲＳは、次式によって
求められる。Accordingly, the absolute reflectance RS is obtained by the following equation.
【００４４】ＲＳ＝ＩＤ／ＩＳ ここで、 ＲＳ＝Ｉ０×Ｒ１×Ｒ２×ＲＳ×Ｒ３×Ｒ４／（Ｉ０×
Ｒ１×Ｒ２×Ｒ３×Ｒ４） である。このことから、基準光量測定と被検光量測定と
において、Ｉ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、および、Ｒ４が不
変であることが、得られる絶対反射率ＲＳの高精度を向
上させるために要求される。RS = ID / IS where RS = I0 × R1 × R2 × RS × R3 × R4 / (I0 ×
R1 × R2 × R3 × R4). From this, it is required that I0, R1, R2, R3, and R4 remain unchanged in the reference light amount measurement and the test light amount measurement in order to improve the accuracy of the obtained absolute reflectance RS. .
【００４５】本実施の形態における反射面測定法を適用
した絶対反射率測定では、基準光量測定と被検光量測定
とでミラーＭ１からＭ４の配置は対称になっており、こ
のため焦点位置の移動・収差変動が全く発生せず基準光
量が正確に保存される。また、本実施の形態では、被検
面３ａにおける１回の反射について測定される。このた
め、被検面３ａで複数回の反射が生じる測定と異なり、
被検素子３の形状は、例えば、大きな寸法であること、
短冊形状であることなどの特別の制約を受けない。In the absolute reflectance measurement to which the reflection surface measurement method according to the present embodiment is applied, the arrangement of the mirrors M1 to M4 is symmetrical between the reference light amount measurement and the test light amount measurement, so that the focal position shifts. -The reference light quantity is accurately stored without any aberration fluctuation. In the present embodiment, measurement is performed for one reflection on the surface 3a to be measured. For this reason, unlike measurement in which reflection is performed a plurality of times on the test surface 3a,
The shape of the test element 3 is, for example, a large dimension,
There is no special restriction such as a strip shape.
【００４６】従って、本反射面測定方法によれば、被検
素子の絶対反射率を、簡便かつ高精度に直読することが
できる。Therefore, according to the present reflection surface measuring method, the absolute reflectance of the device to be measured can be directly and simply and accurately read.
【００４７】なお、本実施の形態では、被検素子を光路
中に挿入し、これによって生じる光路変化を出射部１２
０のミラーＭ３，Ｍ４の移動によってＭ形とする例につ
いて説明した。このとき出射部１２０のミラーＭ３，Ｍ
４を動かす代わりに、入射部１１０のミラーＭ１，Ｍ２
を動かして、Ｗ形の光路を構成しても全く同様の機能が
果たせることは勿論である。以下に説明する他の実施の
形態においても、出射部１２０のミラーを移動してＭ形
の光路を構成する代わりに、入射部１１０のミラーを移
動してＷ形の光路を構成してもよいことは同様である。In this embodiment, the device under test is inserted into the optical path, and the change in the optical path caused by this is inserted into the light emitting section 12.
The example in which the mirrors M3 and M4 are moved to the M-shape by moving the mirrors 0 has been described. At this time, mirrors M3 and M
4 instead of moving the mirrors M1 and M2 of the entrance 110
It is needless to say that the same function can be achieved by configuring the optical path of the W-shape by moving. In other embodiments described below, instead of moving the mirror of the emission unit 120 to configure the M-shaped optical path, the mirror of the incidence unit 110 may be configured to configure the W-shaped optical path. The same is true.
【００４８】次に、図１１を参照して、本発明の第２の
実施の形態について説明する。本実施の形態は、反射面
測定用光学装置を、被検素子の絶対面精度を測定するた
めに適用する絶対反射率測定方法の例である。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is an example of an absolute reflectance measuring method in which an optical device for measuring a reflecting surface is applied to measure the absolute surface accuracy of an element to be measured.
【００４９】図１１において、光源１は、可干渉光を出
射するためのものである。このような光源１としては、
例えば、レーザ光源を用いることができる。光測定器２
は、干渉縞を観測するためのものであり、光強度の空間
分布が測定できればよい。このような光測定器２として
は、例えば、ＣＣＤアレイ、ＣＣＤカメラ等を用いるこ
とができる。また、ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２
は、光束を分岐し、また、合成するためのものである。
反射面測定用光学装置１００は、例えば、上記第１の実
施の形態における反射面測定用光学装置（図１参照）と
同様に構成することができる。In FIG. 11, a light source 1 is for emitting coherent light. As such a light source 1,
For example, a laser light source can be used. Optical measuring instrument 2
Is for observing interference fringes, as long as the spatial distribution of light intensity can be measured. As such a light measuring device 2, for example, a CCD array, a CCD camera, or the like can be used. Further, the beam splitters BS1, BS2
Is for splitting and synthesizing a light beam.
The reflecting surface measuring optical device 100 can be configured, for example, in the same manner as the reflecting surface measuring optical device (see FIG. 1) in the first embodiment.
【００５０】可干渉光光源１から出射された光束は、ビ
ームスプリッタＢＳ１で、参照光路ＰＲと、測定光路Ｐ
Ｍとに分岐される。The light beam emitted from the coherent light source 1 is split by a beam splitter BS1 into a reference light path PR and a measurement light path P.
Branched to M.
【００５１】測定光路ＰＭに分岐された光束は、ミラー
Ｍ５により反射面測定用光学装置１００に導入される。
反射面測定用光学装置１００から出射される光束は、ミ
ラーＭ６によりビームスプリッタＢＳ２に導かれる。The light beam branched to the measuring optical path PM is introduced into the reflecting surface measuring optical device 100 by the mirror M5.
The light beam emitted from the reflection surface measuring optical device 100 is guided to the beam splitter BS2 by the mirror M6.
【００５２】ビームスプリッタＢＳ２において、参照光
路ＰＲに分岐された光束と、ミラーＭ６により導かれた
光束とが合成される。２光束が合成されて生じる干渉縞
は光測定器２によって測定される。In the beam splitter BS2, the light beam branched to the reference light path PR and the light beam guided by the mirror M6 are combined. An interference fringe generated by combining the two light beams is measured by the optical measurement device 2.
【００５３】この状態で、上記反射面測定用光学装置１
００において、先ず、Ｎ形の光路を構成する。Ｎ形の光
路における干渉縞を測定することによって、反射面測定
用光学装置１００全体での光路誤差が測定される。In this state, the reflecting surface measuring optical device 1 is used.
At 00, first, an N-type optical path is formed. By measuring the interference fringes in the N-type optical path, the optical path error in the entire reflecting surface measuring optical device 100 is measured.
【００５４】次に、上記サンプルホルダー部１３０に被
検素子（図示せず）を取り付け、出射部１２０の光学系
を、主軸１０１に関して軸対称にπだけ回転した状態に
配置し、Ｍ形の光路を構成する。Ｍ形の光路における干
渉縞を測定することによって、被検素子の形状誤差が反
映された干渉縞が測定される。Next, a device to be tested (not shown) is mounted on the sample holder section 130, and the optical system of the emission section 120 is disposed in a state of being rotated π axially symmetrically with respect to the main axis 101, so that an M-shaped optical path is formed. Is configured. By measuring the interference fringes in the M-shaped optical path, the interference fringes reflecting the shape error of the device under test are measured.
【００５５】そして、上記Ｎ形の光路において観測され
た干渉縞に対する、上記Ｍ形の光路において観測された
干渉縞の縞の変化を測定し、この変化に基づいて上記被
検素子の絶対面精度を測定する。Then, the change of the fringe of the interference fringe observed in the M-shaped optical path with respect to the interference fringe observed in the N-shaped optical path is measured, and based on the change, the absolute surface accuracy of the device under test is measured. Is measured.
【００５６】本実施の形態における反射面測定法では、
Ｎ形の光路とＭ形の光路とでミラーＭ１からＭ４の配置
は対称になっており、このため焦点位置の移動・収差変
動が全く発生せず、測定光路全体での光路誤差が正確に
保存される。また、本実施の形態では、被検面３ａにお
ける１回の反射について測定されるため、被検素子３に
形状は、特別の制約を受けない。In the reflection surface measuring method according to the present embodiment,
The arrangement of the mirrors M1 to M4 is symmetrical between the N-type optical path and the M-type optical path, so that there is no movement of the focal position and no fluctuation of aberration, and the optical path error in the entire measurement optical path is accurately preserved. Is done. In the present embodiment, since the measurement is performed for one reflection on the test surface 3a, the shape of the test element 3 is not particularly limited.
【００５７】従って、本反射面測定方法を絶対面精度測
定に適用することにより、被検素子の絶対面精度が簡便
かつ高精度に測定される。Therefore, by applying the present reflection surface measuring method to the absolute surface accuracy measurement, the absolute surface accuracy of the device under test can be measured simply and with high accuracy.
【００５８】また、レーザ光等の細いビーム光束を走査
し、上記２つの状態のそれぞれにおいて測定される出射
光束の位置、方向等を、状態相互に比較してもよい。Alternatively, the position, direction, and the like of the emitted light beam measured in each of the two states may be compared with each other by scanning a thin beam light beam such as a laser beam.
【００５９】図３および図１２を参照して、本発明の第
３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、平
行度のよい光束を用いて、小入射角（例えば、５〜１２
°）での反射率を測定するために好適に構成される反射
面測定用光学装置の例である。本実施の形態の反射面測
定用光学装置は、上述した第１の実施の形態における反
射面測定用光学装置（図１および図２参照）と同様に構
成することができるので、ここでは、相違点を中心に説
明する。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a small incident angle (for example, 5 to 12
It is an example of an optical device for measuring a reflection surface suitably configured to measure the reflectance in (°). The optical device for measuring a reflection surface according to the present embodiment can be configured in the same manner as the optical device for measuring a reflection surface according to the first embodiment described above (see FIGS. 1 and 2). The explanation will focus on the points.
【００６０】先ず、図１２を参照して、反射面測定用光
学装置１００が、分光光度計２００に用いられる様子に
ついて説明する。First, with reference to FIG. 12, the manner in which the reflecting surface measuring optical device 100 is used in the spectrophotometer 200 will be described.
【００６１】分光光度計２００は、選択された波長の光
束を射出する分光光源２０１と、光束の光強度を測定す
るための光測定器２０２と、試料をこれらの間に挿入す
るための試料室２０３と、上記分光光源２０１を制御
し、光測定器２０２から取得した測定値を処理するため
のデータ処理装置２０５と、データ処理装置２０５によ
って処理された結果を出力するための出力装置２０６と
を有して構成される。The spectrophotometer 200 includes a spectral light source 201 for emitting a light beam of a selected wavelength, a light measuring device 202 for measuring the light intensity of the light beam, and a sample chamber for inserting a sample therebetween. 203, a data processing device 205 for controlling the spectral light source 201 and processing the measured values obtained from the optical measuring device 202, and an output device 206 for outputting the result processed by the data processing device 205. It is configured to have.
【００６２】反射面測定用光学装置１００は、上記分光
光源２０１から光測定器２０２に至る光路に、その主軸
１０１（図１参照）が一致する状態で挿入される。The reflecting surface measuring optical device 100 is inserted into the optical path from the spectral light source 201 to the optical measuring device 202 with its main axis 101 (see FIG. 1) coincident.
【００６３】図３の（ａ）および（ｂ）を参照して、本
実施の形態における反射面測定用光学装置１００の光学
系について説明する。With reference to FIGS. 3A and 3B, the optical system of the reflection surface measuring optical device 100 according to the present embodiment will be described.
【００６４】本実施の形態では、光線の平行度のよい分
光光度計２００を用いて測定が行われる。このため、４
枚のミラーＭ１〜Ｍ４は、それぞれ平面ミラーを用いる
ことができる。In the present embodiment, the measurement is performed using a spectrophotometer 200 having good parallelism of light rays. Therefore, 4
As each of the mirrors M1 to M4, a plane mirror can be used.
【００６５】また、ミラーＭ１とＭ２との位置関係、お
よび、ミラーＭ３とＭ４との位置関係が、それぞれ被検
面に対する小入射角での反射に対応する位置関係となる
ように、ミラーＭ１〜Ｍ４が配設される。The mirrors M1 to M4 are arranged such that the positional relationship between the mirrors M1 and M2 and the positional relationship between the mirrors M3 and M4 correspond to the reflection at a small incident angle with respect to the surface to be measured. M4 is provided.
【００６６】次に、上述のようにセッティングされた、
反射面測定用光学装置１００、および、分光光度計２０
０を用いて絶対反射率を測定する反射面測定方法につい
て説明する。Next, the setting as described above is performed.
Reflective surface measuring optical device 100 and spectrophotometer 20
A reflecting surface measuring method for measuring the absolute reflectance using 0 will be described.
【００６７】まず、反射面測定用光学装置１００を分光
光度計２００の試料室２０３中に設置する。そして、反
射面測定用光学装置１００の光学系を、図３の（ａ）の
ように配設した状態で、基準光量測定を行う。基準光量
測定は、予め定められた波長域について、分光光源２０
１から射出される光束の波長λを走査しつつ、各波長に
おける基準光量ＩＳを光測定器２０２で測定して行う。
この測定は、データ処理装置２０５において処理され、
基準光量ＩＳの波長依存性ＩＳ（λ）として格納され
る。First, the reflection surface measuring optical device 100 is installed in the sample chamber 203 of the spectrophotometer 200. Then, the reference light quantity is measured in a state where the optical system of the reflection surface measuring optical device 100 is arranged as shown in FIG. The reference light quantity measurement is performed for a predetermined light source in a predetermined wavelength range.
The measurement is performed by measuring the reference light amount IS at each wavelength with the optical measuring device 202 while scanning the wavelength λ of the light flux emitted from the light source 1.
This measurement is processed in the data processing device 205,
This is stored as the wavelength dependence IS (λ) of the reference light amount IS.
【００６８】次いで、反射面測定用光学装置１００にお
いて、サンプルホルダー部１３０（図１参照）に被検素
子を、その被検面が予め定められたサンプル位置となる
ように取り付ける。そして、ミラーＭ３を主軸の反対側
に移動し、ミラーＭ４を主軸廻りに１８０°回転した状
態で被検光量ＩＤを測定する。Next, in the optical device 100 for measuring a reflection surface, a device to be measured is mounted on the sample holder 130 (see FIG. 1) so that the surface to be measured is at a predetermined sample position. Then, the mirror M3 is moved to the opposite side of the main axis, and the test light amount ID is measured in a state where the mirror M4 is rotated by 180 ° around the main axis.
【００６９】被検光量ＩＤの測定も、上述した基準光量
の測定と同様に、データ処理装置２０５の制御によっ
て、分光光源２０１の射出波長λを走査しながら行い、
被検光量ＩＤの波長依存性ＩＤ（λ）を取得する。The measurement of the test light amount ID is also performed while scanning the emission wavelength λ of the spectral light source 201 under the control of the data processing device 205, similarly to the measurement of the reference light amount described above.
The wavelength dependence ID (λ) of the test light amount ID is acquired.
【００７０】被検素子の分光反射率は、上述した被検光
量／基準光量の演算を、各波長について行うことで得ら
れる。従って、絶対反射率ＲＳの波長依存性ＲＳ（λ）
すなわち分光反射率は、データ処理装置２０５におい
て、ＩＤ（λ）／ＩＳ（λ）が各λについて演算処理さ
れて求められる。求められた分光反射率ＲＳ（λ）は、
出力装置２０６によって出力される。分光反射率の出力
は、例えば、リアルタイムで、チャート上に記入される
こと、ディスプレー装置に分光反射率を示すグラフがプ
ロットされること等によって行われる。The spectral reflectance of the test element can be obtained by performing the above-described calculation of the test light quantity / reference light quantity for each wavelength. Therefore, the wavelength dependence RS (λ) of the absolute reflectance RS
That is, the spectral reflectance is determined by the data processing device 205 by performing an arithmetic operation on ID (λ) / IS (λ) for each λ. The obtained spectral reflectance RS (λ) is
It is output by the output device 206. The output of the spectral reflectance is performed, for example, by writing on a chart in real time, plotting a graph showing the spectral reflectance on a display device, or the like.
【００７１】なお、上述の説明では、基準光量の波長依
存性ＩＳ（λ）、および、被検光量の波長依存性ＩＤ
（λ）をそれぞれ測定して、これらに基づいて分光反射
率を求める演算を行ったが、各波長ごとに、被検光量、
基準光量を交互に測定し、逐次反射率を演算して分光反
射率を求めてもよいことは勿論である。In the above description, the wavelength dependence IS (λ) of the reference light amount and the wavelength dependence ID of the test light amount
(Λ) was measured and the spectral reflectance was calculated based on the measured values.
It is a matter of course that the spectral reflectance may be obtained by measuring the reference light amount alternately and calculating the reflectance sequentially.
【００７２】次に、図４を参照して、本発明の第４の実
施の形態について説明する。本実施の形態は、斜入射に
対する反射率の偏光特性を測定するために好適な反射面
測定用光学装置の例である。斜入射させる角度は、例え
ば、入射角４５°とすることができる。本実施の形態の
反射面測定用光学装置は、上述した第１の実施の形態に
おける反射面測定用光学装置（図１および図２参照）と
同様に構成することができるので、ここでは、相違点を
中心に説明する。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is an example of a reflection surface measuring optical device suitable for measuring the polarization characteristics of the reflectance with respect to oblique incidence. The angle of oblique incidence can be, for example, 45 °. The optical device for measuring a reflection surface according to the present embodiment can be configured in the same manner as the optical device for measuring a reflection surface according to the first embodiment described above (see FIGS. 1 and 2). The explanation will focus on the points.
【００７３】図４において、本実施の形態では、第３の
実施の形態と同様に平行度のよい分光光度計に適用され
る。このためミラーＭ１からＭ４は、平面ミラーを用い
ることができる。ミラーＭ１とＭ２と、および、ミラー
Ｍ３とＭ４とは、斜入射の角度に対応して、位置関係が
設定される。図４では、入射角４５°に対応する位置関
係が示されている。In FIG. 4, this embodiment is applied to a spectrophotometer having good parallelism as in the third embodiment. For this reason, plane mirrors can be used for the mirrors M1 to M4. The positional relationship between the mirrors M1 and M2 and the mirrors M3 and M4 is set according to the angle of oblique incidence. FIG. 4 shows a positional relationship corresponding to an incident angle of 45 °.
【００７４】偏光子１４０は、斜入射の反射率の偏光特
性を測定するためのものである。偏光子１４０を光軸を
中心に回転することで被検素子上にＰ偏光、Ｓ偏光を与
えることができる。The polarizer 140 is for measuring the polarization characteristics of the oblique incidence reflectance. By rotating the polarizer 140 about the optical axis, P-polarized light and S-polarized light can be given on the test element.
【００７５】上記偏光子１４０としては、例えば、複屈
折結晶を用いたプリズム、高分子膜偏光子、多層膜子等
を用いることができる。複屈折結晶としては、例えば、
方解石（ＣａＣＯ3）、硝酸ソーダ（ＮａＮＯ3）等が挙
げられる。方解石を用いたプリズムとしては、例えば、
グランテーラー型プリズム、グラントムソンニコル型等
のプリズムなどを用いることができる。As the polarizer 140, for example, a prism using a birefringent crystal, a polymer film polarizer, a multilayer film, or the like can be used. As a birefringent crystal, for example,
Calcite (CaCO 3 ), sodium nitrate (NaNO 3 ), and the like. As a prism using calcite, for example,
A prism such as a Glan-Taylor prism or a Glan-Thompson Nicol prism can be used.
【００７６】次に、図５を参照して、本発明の第５の実
施の形態について説明する。本実施例は、平板状以外の
形態を有する被検素子に対応する反射面測定用光学装置
の例である。本実施の形態の反射面測定用光学装置は、
上述した第１の実施の形態における反射面測定用光学装
置（図１および図２参照）と同様に構成することができ
るので、ここでは、相違点を中心に説明する。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is an example of a reflection surface measuring optical device corresponding to a test element having a form other than a flat plate. The reflecting surface measuring optical device of the present embodiment,
Since the configuration can be the same as that of the reflection surface measuring optical device (see FIG. 1 and FIG. 2) in the first embodiment described above, differences will be mainly described here.
【００７７】図５を参照して、６０°入射の変形プリズ
ムの測定に適用した構成を示す。図５の（ａ）におい
て、ミラーＭ１とＭ２との位置関係、および、ミラーＭ
３とＭ４との位置関係が、それぞれプリズムの入射角６
０°に対応する位置関係となるように、ミラーＭ１〜Ｍ
４が配設される。Referring to FIG. 5, a configuration applied to the measurement of a deformed prism at 60 ° incidence is shown. In FIG. 5A, the positional relationship between the mirrors M1 and M2 and the mirror M
The positional relationship between M3 and M4 is the incident angle 6 of the prism, respectively.
The mirrors M1 to M1 are arranged so as to have a positional relationship corresponding to 0 °.
4 are provided.
【００７８】図５の（ｂ）では、ミラーＭ３とＭ４と
が、上記の状態に対して主軸１０１に関して対称な位置
に配置される。In FIG. 5B, the mirrors M3 and M4 are arranged at positions symmetrical with respect to the main axis 101 with respect to the above state.
【００７９】次に、図６および図７を参照して、本発明
の第６の実施の形態について説明する。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【００８０】本実施の形態は、収束・発散光路に用いら
れる反射面測定用光学装置の例である。The present embodiment is an example of a reflection surface measuring optical device used for a convergent / divergent optical path.
【００８１】本実施の形態における反射面測定用光学装
置１００は、図６に示すように、光源１のＦ値が小さ
く、光路が収束・発散している光路に挿入される点にお
いて、上述した実施の形態における光路と異なる。この
ような光路の分光光度計等で用いる場合は、反射面測定
用光学装置１００を通過する際に光路長が延びることに
より、光測定器２で光束が広がり過ぎて、構成部材や受
光面からはみ出すこと等が起こり得る。The optical device 100 for measuring a reflection surface according to the present embodiment is described above in that, as shown in FIG. 6, the F-number of the light source 1 is small, and the light source 1 is inserted into a converging / diverging optical path. This is different from the optical path in the embodiment. When used in a spectrophotometer or the like having such an optical path, the light path length is increased when the light passes through the reflection surface measuring optical device 100, so that the light flux is spread too much by the optical measuring device 2, and the light is spread from the constituent members and the light receiving surface. Protrusion may occur.
【００８２】このため、図７に示すように、ミラーＭ
２，Ｍ３に適当な曲率を与えて曲面鏡とし、焦点距離の
補正を行う。本実施の形態では、ミラーＭ２，Ｍ３への
入射角を小さくしている。このため、斜入射に伴い発生
する非点収差は、小さく抑えられる。従って、曲面鏡と
して、球面鏡等の軸対称な面形状のミラーを用いること
ができる。For this reason, as shown in FIG.
2, M3 is given a suitable curvature to form a curved mirror, and the focal length is corrected. In the present embodiment, the angles of incidence on the mirrors M2 and M3 are reduced. Therefore, astigmatism generated due to oblique incidence can be suppressed to a small value. Therefore, an axially symmetric mirror such as a spherical mirror can be used as the curved mirror.
【００８３】図８および図９を参照して、本発明の第７
の実施例について説明する。本実施の形態は、出射部１
２０の光学系が、主軸廻りに回動可動な支持部材により
支持される反射面測定用光学装置の例である。Referring to FIGS. 8 and 9, the seventh embodiment of the present invention will be described.
An example will be described. In the present embodiment, the emission unit 1
An optical system 20 is an example of a reflection surface measuring optical device supported by a support member that is rotatable about a main axis.
【００８４】図８において、本実施の形態における反射
面測定用光学装置１００は、４枚のミラーＭ１〜Ｍ４
と、被検素子を支持するための支持部材１３５と、ミラ
ーＭ３，Ｍ４を支持するためのステージ１２６と、ステ
ージ１２６を回動させるためのステージ回転つまみ１２
７と、ステージ１２６を主軸１０１の廻りに回動可能に
支持するためのベアリング１２８と、ステージ１２６を
主軸１０１廻りのπ回転対称な位置に係止するためのス
テージ係止機構１２９とを有して構成される。In FIG. 8, the optical device 100 for measuring a reflection surface according to the present embodiment includes four mirrors M1 to M4.
A support member 135 for supporting the device under test, a stage 126 for supporting the mirrors M3 and M4, and a stage rotation knob 12 for rotating the stage 126.
7, a bearing 128 for rotatably supporting the stage 126 around the main shaft 101, and a stage locking mechanism 129 for locking the stage 126 at a position π rotationally symmetric about the main shaft 101. It is composed.
【００８５】本実施の形態では、出射側のミラーＭ３，
Ｍ４について、回動可能なステージを設けているが、こ
れに加えて、若しくは、これに代えて、入射側のミラー
Ｍ１，Ｍ２について回動可能なステージを設けてもよい
ことは勿論である。In the present embodiment, the output side mirror M3
Although a rotatable stage is provided for M4, it is a matter of course that a stage rotatable for the mirrors M1 and M2 on the incident side may be provided in addition to or instead of this.
【００８６】上記ステージ１２６は、主軸１０１を回動
軸とするベアリング１２８に回動可能に支持されてい
る。そして、ステージ回転つまみ１２７が操作されるこ
とにより主軸１０１を中心に回動することができる。ス
テージ１２６には、ミラーＭ３，Ｍ４が支持されてお
り、ステージ１２６の回動に伴って、ミラーＭ３，Ｍ４
は、主軸１０１の廻りに、軸対称に変位する。The stage 126 is rotatably supported by a bearing 128 having the main shaft 101 as a rotation axis. When the stage rotation knob 127 is operated, the stage can be rotated around the main shaft 101. Mirrors M3 and M4 are supported on the stage 126, and the mirrors M3 and M4
Are axially symmetrically displaced around the main shaft 101.
【００８７】上記ベアリング１２８は、その軸に中空部
を有する形状に構成される。そして、主軸１０１とその
軸とを一致させて配設される。従って、この中空部を主
軸が貫き、ミラーＭ４から射出される光束は、ステージ
１２６およびベアリング１２８に遮られずに光測定器２
に導かれる。The bearing 128 is formed in a shape having a hollow portion on its shaft. Then, the main shaft 101 and the shaft are aligned so as to be arranged. Therefore, the light beam emitted from the mirror M4 with the main shaft penetrating this hollow portion is not blocked by the stage 126 and the bearing 128, but is not blocked by the light measuring device 2.
It is led to.
【００８８】被検素子を支持するための支持部材１３５
は、ミラーＭ２から射出される光束が通過し得る切り欠
き部を有する形状に形成される。これによって、被検素
子が取り付けられていない状態では、光束が支持部材１
３５によって遮られることなく、ミラーＭ３に到達する
ことができる。Supporting member 135 for supporting the device under test
Is formed in a shape having a cutout portion through which a light beam emitted from the mirror M2 can pass. Thus, when the device under test is not attached, the light beam is
The mirror M3 can be reached without being interrupted by 35.
【００８９】このように、４枚のミラーＭ１からＭ４に
よりＮ形の光路が構成されることにより、基準光測定状
態を実現することができる。例えば、本装置が分光光度
計に用いられる場合には、この状態で測定を行うことに
より、測定される光度のバックグラウンドを測定するこ
とができ、これに基づいて、分光光度のベースライン補
正を行うことができる。As described above, the reference light measurement state can be realized by forming the N-type optical path by the four mirrors M1 to M4. For example, when the present apparatus is used for a spectrophotometer, by performing measurement in this state, the background of the measured luminous intensity can be measured, and based on this, the baseline correction of the spectral luminous intensity can be performed. It can be carried out.
【００９０】次に、図９を参照して、本反射面測定用光
学装置１００の被検光測定状態について説明する。Next, the state of measuring the test light of the optical device 100 for measuring a reflection surface will be described with reference to FIG.
【００９１】図９において、被検素子３が支持部材１３
５に取り付けられる。そして、ステージ１２６がベアリ
ング１２８によって、主軸１０１を中心に１８０度回転
させる。このようにして、４枚のミラーＭ１からＭ４に
よりＭ形の光路が構成される。この状態で、被検光測定
状態を実現することができる。In FIG. 9, the device under test 3 is a support member 13.
5 is attached. Then, the stage 126 is rotated 180 degrees about the main shaft 101 by the bearing 128. Thus, an M-shaped optical path is formed by the four mirrors M1 to M4. In this state, a test light measurement state can be realized.
【００９２】ステージ１２６を、ベアリング１２８によ
って支持することにより、上記基準光測定状態と被検光
測定状態との切替において、移動する光学系における主
軸に保存することが、精密かつ簡便に行うことができ
る。By supporting the stage 126 with the bearing 128, when switching between the reference light measurement state and the test light measurement state, it is possible to accurately and simply store the information on the main axis of the moving optical system. it can.
【００９３】図１０を参照して、ステージ係止機構１２
９について説明する。図１０は、図８のベアリング１２
８付近の部分におけるＡ方向矢視を示す。Referring to FIG. 10, stage locking mechanism 12
9 will be described. FIG. 10 shows the bearing 12 of FIG.
8 shows an arrow A direction in a portion near 8.
【００９４】ステージ係止機構１２９は、ステージ１２
６の回動方向についての位置決めを行うためのものであ
る。すなわち、ステージ１２６を、主軸廻りに１８０度
回転した状態に係止する。The stage locking mechanism 129 is provided for the stage 12
6 for positioning in the rotation direction. That is, the stage 126 is locked in a state of being rotated by 180 degrees around the main shaft.
【００９５】上記ステージ係止機構１２９は、回動角を
設定するための位置決め板１２９ａと、設定された回動
角にあるときステージ１２６を係止するためのプランジ
ャ１２９ｂとを有して構成される。The stage locking mechanism 129 has a positioning plate 129a for setting a rotation angle, and a plunger 129b for locking the stage 126 at the set rotation angle. You.
【００９６】上記位置決め板１２９ａは、回転軸に取り
付けられ、その周縁部の係止位置に対応する位置に、切
欠部１２９ｃが形成される。該切欠部１２９ｃにプラン
ジャ１２９ｂが対応する相対位置関係となるとき、プラ
ンジャ１２９ｂの先端が、切欠部１２９ｃを係合して、
上記ステージ１２６を係止する。The positioning plate 129a is attached to a rotating shaft, and a notch 129c is formed at a position corresponding to a locking position of a peripheral edge thereof. When the plunger 129b has a relative positional relationship corresponding to the notch 129c, the tip of the plunger 129b engages the notch 129c,
The stage 126 is locked.
【００９７】このようなステージ係止機構１２９を備え
ることにより、ステージ１２６の回動角方向の姿勢を、
簡便かつ正確に位置決めすることができる。By providing such a stage locking mechanism 129, the posture of the stage 126 in the rotation angle direction can be changed.
Positioning can be performed simply and accurately.
【００９８】[0098]
【発明の効果】本発明によれば、反射面測定用光学装置
において、被検素子が取り付けられた状態の光路と、被
検面が取り外された状態の光路とで、光路同士が対称と
なり、被検素子以外の変動要素を避けることができる。
従って、基準光測定状態と被検光測定状態とで発生する
光量変動、焦点距離変化、収差変動を抑制することがで
きる。According to the present invention, in the optical apparatus for measuring a reflection surface, the optical paths are symmetrical between the optical path in a state where the element to be inspected is mounted and the optical path in a state where the surface to be inspected is removed. Variable elements other than the test element can be avoided.
Therefore, it is possible to suppress a change in light amount, a change in focal length, and a change in aberration between the reference light measurement state and the test light measurement state.
【００９９】また、上記のような反射面測定用光学装置
を用いた絶対反射率測定方法を適用することにより、被
検面における反射を１回とすることができ、絶対反射率
を直読することが可能となる。また、この１回反射の測
定において、基準光量測定状態と、被検光量測定状態と
で、基準光量に対応する光量を厳密に保存することが可
能になる。従って、絶対反射率の測定精度を向上させる
ことができる。Also, by applying the absolute reflectance measuring method using the optical device for measuring a reflective surface as described above, it is possible to make one reflection on the surface to be measured, and to read the absolute reflectance directly. Becomes possible. Further, in the single reflection measurement, the light amount corresponding to the reference light amount can be exactly stored in the reference light amount measurement state and the test light amount measurement state. Therefore, the measurement accuracy of the absolute reflectance can be improved.
【０１００】さらに、面精度の測定に適用することによ
って、被検面以外に光学誤差、すなわち、装置誤差を補
正して、絶対面精度を測定することができる。そして、
装置誤差を、装置誤差測定状態と、被検面測定状態との
間の変動を抑制することができる。従って、絶対面精度
の測定精度を向上させることができる。Further, by applying the present invention to the measurement of the surface accuracy, it is possible to measure the absolute surface accuracy by correcting optical errors other than the surface to be inspected, ie, device errors. And
The device error can be suppressed from changing between the device error measurement state and the test surface measurement state. Therefore, the measurement accuracy of the absolute surface accuracy can be improved.
【図１】 第１の実施の形態の反射面測定用光学装置を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a reflection surface measuring optical device according to a first embodiment.
【図２】 本発明の反射率測定法を示す説明図であっ
て、（ａ）基準光量を測定する状態の光学系配置、
（ｂ）被検光量を測定する状態の光学系配置である。FIG. 2 is an explanatory view showing a reflectance measuring method of the present invention, in which (a) an optical system arrangement in a state of measuring a reference light amount,
(B) The arrangement of the optical system in a state of measuring the amount of light to be measured.
【図３】 ４５度入射の反射率測定法を示す説明図であ
って、（ａ）基準光量を測定する状態の光学系配置、
（ｂ）被検光量を測定する状態の光学系配置である。FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams showing a reflectance measurement method at a 45-degree incident angle, in which (a) an optical system arrangement for measuring a reference light amount;
(B) The arrangement of the optical system in a state of measuring the amount of light to be measured.
【図４】 偏光に対する反射率測定法を示す説明図であ
って、（ａ）基準光量を測定する状態の光学系配置、
（ｂ）被検光量を測定する状態の光学系配置である。本
発明の第１の実施例における光学系を示す光路図であ
る。FIG. 4 is an explanatory view showing a reflectance measurement method for polarized light, in which (a) an optical system arrangement in a state of measuring a reference light amount,
(B) The arrangement of the optical system in a state of measuring the amount of light to be measured. FIG. 2 is an optical path diagram showing an optical system according to the first embodiment of the present invention.
【図５】 本発明のプリズムの反射率測定法を示す説明
図であって、（ａ）基準光量を測定する状態の光学系配
置、（ｂ）被検光量を測定する状態の光学系配置であ
る。第２の実施例における光学系を示す光路図である。FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams illustrating a method for measuring the reflectance of a prism according to the present invention, in which FIG. 5A illustrates an optical system arrangement for measuring a reference light amount, and FIG. is there. FIG. 9 is an optical path diagram illustrating an optical system according to a second embodiment.
【図６】 収束光学系に適用される反射面測定用光学装
置を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an optical device for measuring a reflection surface applied to a converging optical system.
【図７】 収束光学系に適用される、反射率測定法を示
す説明図であって、（ａ）基準光量を測定する状態の光
学系配置、（ｂ）被検光量を測定する状態の光学系配置
である。FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing a reflectance measuring method applied to the converging optical system, wherein FIG. 7A shows an optical system arrangement for measuring a reference light amount, and FIG. 7B shows an optical system for measuring a test light amount. This is the system configuration.
【図８】 本発明のステージの回転部を示す断面図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a rotating part of the stage of the present invention.
【図９】 本発明のステージの別な状態を示す断面図で
ある。FIG. 9 is a sectional view showing another state of the stage of the present invention.
【図１０】 図８のステージ回転部のＡ方向矢視図であ
るFIG. 10 is a view of the stage rotating unit in FIG.
【図１１】 反射面測定用光学装置を用いた絶対面精度
測定方法を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an absolute surface accuracy measuring method using the reflection surface measuring optical device.
【図１２】 反射面測定用光学装置が分光光度計で用い
られる様子を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing how the optical device for measuring a reflection surface is used in a spectrophotometer.
【図１３】 Ｖ−Ｗ形反射率測定法を示す説明図であ
る。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a VW type reflectivity measuring method.
【図１４】 Ｖ−Ｎ形反射率測定法を示す説明図であ
る。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a VN type reflectivity measuring method.
１…光源、２…光測定器、３…被検素子、３ａ…被検
面、１００…反射面測定用光学装置１０１…主軸、１１
０…入射部、１１２，１１４…ミラーホルダー、１２０
…出射部、１２２，１２４…ミラーホルダー、１２６…
ステージ、１２７…ステージ回転つまみ、１２８…ベア
リング、１２９…ステージ係止機構、１２９ａ…位置決
め板、１２９ｂ…プランジャ、１３０…サンプルホルダ
ー部、１３５…サンプルホルダー、１４０…偏光子、Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６…ミラー、ＢＳ１，
ＢＳ２…ビームスプリッタ、２００…分光光度計、２０
１…分光光源、２０２…光測定器、２０５…データ処理
装置、２０６…出力装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Optical measuring device, 3 ... Test element, 3a ... Test surface, 100 ... Reflection surface measuring optical device 101 ... Main axis, 11
0: incidence part, 112, 114: mirror holder, 120
... Emission part, 122,124 ... Mirror holder, 126 ...
Stage, 127: stage rotary knob, 128: bearing, 129: stage locking mechanism, 129a: positioning plate, 129b: plunger, 130: sample holder, 135: sample holder, 140: polarizer, M
1, M2, M3, M4, M5, M6 ... mirror, BS1,
BS2: Beam splitter, 200: Spectrophotometer, 20
1 ... Spectral light source, 202 ... Optical measuring instrument, 205 ... Data processing device, 206 ... Output device.
Claims (10)
なる第１の状態と、 上記４枚のミラーおよび被検面からなる５つの反射面で
反射されて構成される光路が、Ｍ形およびＷ形のいずれ
かとなる第２の状態とを排他的に選択可能であることを
特徴とする反射面測定用光学装置。1. A first state having four mirrors, wherein an optical path formed by reflection by the four mirrors is N-shaped, and five states each comprising the four mirrors and a surface to be measured. An optical device for measuring a reflection surface, wherein an optical path configured by being reflected by the reflection surface can be exclusively selected from a second state of one of an M-shape and a W-shape.
おいて、 上記４枚のミラーのうち少なくとも１枚は、曲面ミラー
であることを特徴とする反射面測定用光学装置。2. The reflecting surface measuring optical device according to claim 1, wherein at least one of the four mirrors is a curved mirror.
おいて、 上記曲面ミラーは、球面ミラーであることを特徴とする
反射面測定用光学装置。3. An optical device for measuring a reflection surface according to claim 2, wherein said curved mirror is a spherical mirror.
射面測定用光学装置を用いた絶対反射率測定方法におい
て、 上記第１の状態で上記反射面測定用光学装置を通過す
る、第１の光量を測定するステップと、 上記第２の状態で上記反射面測定用光学装置を通過す
る、第２の光量を測定するステップと、 上記第２の光量を、上記第１の出射光量で除して、上記
被検面における絶対反射率を求めるステップとを有する
ことを特徴とする絶対反射率測定方法。4. The method of measuring an absolute reflectance using the optical device for measuring a reflective surface according to claim 1, wherein the optical device passes through the optical device for measuring a reflective surface in the first state. Measuring a first light quantity; measuring a second light quantity passing through the reflecting surface measuring optical device in the second state; and converting the second light quantity to the first emission light quantity. Calculating the absolute reflectance on the surface to be detected by dividing the absolute reflectance by the following formula:
射面測定用光学装置を用いた絶対面精度測定方法におい
て、 可干渉光光源から出射される光束を２つに分岐し、 上記分岐した光束の一方を上記反射面測定用光学装置に
入射し、 上記分岐した光束の他方と、上記反射面測定用光学装置
から出射される光束とを合成して干渉縞を観測し、 上記第２の状態における第２の干渉縞の、上記第１の状
態における第１の干渉縞を基準とする縞変位に基づい
て、上記被検面の絶対面精度を求めることを特徴とする
絶対面精度測定方法。5. An absolute surface accuracy measuring method using the reflecting surface measuring optical device according to claim 1, wherein the light beam emitted from the coherent light source is split into two. One of the branched light beams is incident on the reflection surface measuring optical device, and the other of the branched light beams and the light beam emitted from the reflection surface measuring optical device are combined to observe interference fringes. An absolute surface accuracy of the test surface based on a fringe displacement of the second interference fringe in the second condition based on the first interference fringe in the first condition. Measuring method.
一致する反射面測定用光学装置において、 主軸上の共通の点を挟んで配設される第１の光学系およ
び第２の光学系を有し、 上記第１の光学系は、上記主軸に関して互いに対称とな
る関係にある２つの姿勢を排他的に選択可能に支持され
ることを特徴とする反射面測定用光学装置。6. A first optical system and a second optical system disposed on both sides of a common point on a principal axis in an optical device for measuring a reflection surface in which an incident optical path and an exit optical path coincide with a common principal axis. An optical device for measuring a reflection surface, wherein the first optical system is supported so as to exclusively select two postures having a symmetrical relationship with each other with respect to the main axis.
おいて、 上記第１の光学系の２つの姿勢は、上記主軸廻りにπ回
転の対称性を有することを特徴とする反射面測定用光学
装置。7. The reflecting surface measuring optical device according to claim 6, wherein the two postures of the first optical system have a symmetry of π rotation about the main axis. Optical device.
反射面測定用光学系において、 上記第１の光学系は、上記主軸の廻りに回動可能に支持
されることを特徴とする反射面測定用光学装置。8. The reflecting surface measuring optical system according to claim 6, wherein the first optical system is rotatably supported around the main shaft. Optical device for measuring reflective surfaces.
反射面測定用光学系において、 上記第１の光学系を上記２つの姿勢にそれぞれ支持する
ための２つの支持部を有することを特徴とする反射面測
定用光学装置。9. The reflecting surface measuring optical system according to claim 6, further comprising: two supporting portions for supporting the first optical system in the two postures, respectively. Characteristic optical device for measuring a reflection surface.
反射面測定用光学系において、 上記第１の光学系、および、第２の光学系は、軸対称な
形状を有する光学素子で構成されることを特徴とする反
射面測定用光学装置。10. The reflecting surface measuring optical system according to claim 6, wherein the first optical system and the second optical system are optical elements having an axially symmetric shape. An optical device for measuring a reflection surface, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6095597A JPH10253527A (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Optical apparatus for measuring reflection surface, method for measuring absolute reflection factor, and method for measuring absolute profile irregularity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6095597A JPH10253527A (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Optical apparatus for measuring reflection surface, method for measuring absolute reflection factor, and method for measuring absolute profile irregularity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10253527A true JPH10253527A (en) | 1998-09-25 |
Family
ID=13157336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6095597A Pending JPH10253527A (en) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | Optical apparatus for measuring reflection surface, method for measuring absolute reflection factor, and method for measuring absolute profile irregularity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10253527A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051662A (en) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | Measuring method and measuring instrument for absolute reflection factor |
| EP3537134A1 (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-11 | The Boeing Company | Specular variable angle absolute reflectance method and reflectometer |
| US11327013B2 (en) | 2020-05-15 | 2022-05-10 | The Boeing Company | Specular variable angle absolute reflectance method and reflectometer |
-
1997
- 1997-03-14 JP JP6095597A patent/JPH10253527A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051662A (en) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | Measuring method and measuring instrument for absolute reflection factor |
| EP3537134A1 (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-11 | The Boeing Company | Specular variable angle absolute reflectance method and reflectometer |
| CN110243787A (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-17 | 波音公司 | Mirror surface variable-angle absolute reflectance method and reflectometer |
| US11327013B2 (en) | 2020-05-15 | 2022-05-10 | The Boeing Company | Specular variable angle absolute reflectance method and reflectometer |
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