JPS60185921A - 光学機器用反射防止装置 - Google Patents

光学機器用反射防止装置

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JPS60185921A
JPS60185921A JP4259384A JP4259384A JPS60185921A JP S60185921 A JPS60185921 A JP S60185921A JP 4259384 A JP4259384 A JP 4259384A JP 4259384 A JP4259384 A JP 4259384A JP S60185921 A JPS60185921 A JP S60185921A
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JP
Japan
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refractive index
optical
lens
light
oil
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JP4259384A
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English (en)
Inventor
Sadao Mori
貞雄 森
Toshio Akatsu
赤津 利雄
Shunichi Akiba
俊一 秋葉
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は光学機器用反射防止装置に係υ、特に光の干渉
を利用して微小間隙や表面あらさ等を測定する測定装置
その他の光学機器に適用するに好適な反射防止装置に関
する。
〔発明の背景〕
一般に、光学機器での光路中において機器構成部材での
反射光は通常不要成分であシ、例えば光の干渉を利用し
た光学測定装置では、測定光に反射光が混入することに
よシ測定精度が悪化してしまう。
従来、上述の如き光学部品の表面での反射を防止する方
法として、光学部品の表面に誘電体膜を蒸着し、空気と
誘電体との境界での反射光と、誘電体と光学部品との境
界での反射光とが干渉して打ち消し合うように、誘電体
膜の厚さと誘電体の屈折率を入射光の波長に合わせて調
整する方法がある0 しかし、斯かる方法では、誘電体の膜厚を一定に保てず
、所望する屈折率の誘電体が得られない等の問題がある
。また、誘電体膜を蒸着して反射防止を施しても、反射
率は0.2チ程度以下にはできず、特にこのような部品
を干渉計等の精密光学測定器に組み込んで使用する場合
、この残留反射率0.2%が問題となる。
この残留反射率の与える影響を表面あらさ測定装置を例
にとって説明する。第1図は光干渉による表面あらさ測
定装置の構成図であり、直線偏光を発するレーザ発振器
1を備えている。この発振器1の出射口側にはビームス
プリッタ2を配置し、入射光と透過光に2分割させてい
る。ビームスプリッタ2からの透過光はレンズ6を介し
て偏波面保存型光ファイバ4に集光され、測定位置まで
搬送され、その出射口側にてレンズ5によシ再び平行光
にされる。レンズ5にはy波長板6が隣接され、これを
直線偏光が一往復すると偏波面が90度回転するように
している。%波長板6は入射面に反射膜7を貼着し、反
射膜7は入射光の一部を反射し、残シを透過させる。K
波長板6の出射口面には被測定面8が対面し、反射膜7
と被測定面8との両反射光による干渉を利用して表面あ
らさの測定をなすようにしている。なお、図中9は干渉
装置で、反射膜7、被測定面80反射光を偏光面で区別
し、2つの光の光路長の差を一定に保つように制御し、
その制御量から被測定面8の変位をめるようにしている
(特開昭56−10313号公報参照)。
上記装置での光路軌跡は次のようになる。まず、発振器
1からの出射光Boは紙面と垂直な偏光面を有しく記号
「・」で表示)、ビームスプリッタ2、レンズ3、光フ
ァイバ4、レンズ5を経て%波長板6に入射される軌跡
をたどる。%波長板6への入射光は入射面側の反射膜7
での反射光B2と、透過して被測定面8で反射される反
射光B1とされ、両反射光B3、B2を測定光として逆
光路を経てビームスプリッタ2によシ干渉装置9に至る
のである。前記被測定面8での反射光B1は号波長板6
を1往復しているので偏光面が紙面に対し平行とされ(
記号「←→」で表示)、他方の反射光B2と偏光面が9
0度累々って、表面わらさ測定に供される。
ところが、上記測定時に、光ファイバ4の入射面と出射
面の両端面で反射光BHN ”22 (紙面に垂直な偏
光面を有する)、および%波長板6の裏面での反射面B
11 (紙面に平行な偏光面を有する)が存在し、これ
が干渉装置9に入力し、測定誤差が発生してしまうっこ
のため、従来は光ファイバ4の両端面と%波長板乙の裏
面に前述した如き反射防止コーティングを施し、反射率
を0.2%程度に押えていた。
しかし、反射光B11 、B21、”22 は同じ偏光
面の測定光B8、B2に対する混入率が小さいことが望
ましいものの、充分小さいものといえなかった。
例えば、光ファイバ4の総合効率η(入射後の光強度/
入射前の光強度)を0.5 % 、反射膜7の反射率を
0.1′%、被測定面8の反射率を0.05%とし、フ
ァイバ入射強度1とした場合、Bo と”+1の比、B
、とB21、”22の比は各々1 : 1/25.1:
 1/12.5.1 二1/25となシ、B1、B2に
比べて反射光B18、B2□、B、2 が充分小さいと
はいえない。
また・誘電膜蒸着法では使用する光の波長が広範囲に亘
る場合には反射率を″低く押えることはできない欠点が
ある。例えば可視光全域では(45゜nm〜750 n
m )に亘る範囲では、数種の誘電体を多層に蒸着して
も、反射率は0.5%以下にはできなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来の問題点に着目し、光学機器に用い
られる光学部品表面での反射を広範囲に亘って極めて小
さく押えることができる装置を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明に係る光学機器用反
射防止装置は、光学機器の光路中に介在されるレンズお
よび該レンズに隣接する光学部品との間に、前記光学部
品の屈折率と同等または極めて近い屈折率を有する媒質
を密着して設けたものである。望ましくは、媒質として
は屈折率マツチングオイル、光学部品としては光ファイ
バまたは波長板を用いる。
上記構成によれば、光学部品の表面を当該光学部品と等
しい屈折率を有する媒質で被うことになる。反射は屈折
率の異なる媒質の境界面で起こるので、上記媒質すなわ
ち屈折率マツチング手段で被われた面での反射が防止さ
れる。
〔発明の実施例〕
以下に本発明に係る光学機器用反射防止装置の実施例を
図面を参照して詳細に説明する。
第2図は上述した表面あらさ測定器の光ファイバの端面
での反射を防止するようにした第1実施例の断面図であ
る。図示の如く、光ファイバ10は光を伝えるコア11
とその外層のクラッド12を中心部に有してなるもので
、その端面を隣接されたレンズ15と光軸が一致するよ
うに対面配置さじている。そして、ファイバ10とレン
ズ15との間には、円筒状に形成され九ケーシング14
が設けられ、該ケーシング14の両端部をファイバ10
とレンズ15とによシ閉塞して密閉空間15を形成して
いる。なお、ケーシング10には一端をレンズホルダ部
として拡径部16を設け、レンズ13を止めリング17
にて固定するものとし、他端にファイバ嵌着部となす拡
径部18を同様に形成して、止めねじ19にて固定する
ようにしている。
次に、上記ファイバ1[1,レンズ13、およびケーシ
ング14によシ囲まれた密閉空間15内には、光学物品
たる光ファイバ10の特に光路部材となるコア11の屈
折率と略等しい屈折率を有する媒質としてのオイル20
を充填している。このオイル20は屈折率マツチングオ
イルと称されるもので、例えばシリコンオイルから構成
される。
ここで、光ファイバ10のコア11が石英から形成され
ている場合には、その屈折率は波長652.8nmの光
に対してnc = 1.458である。したがって、石
英用の屈折率マツチングオイルとしては屈折率n。−t
458±0.0005程度のものが知られているので、
当該オイルを密閉空間15内に充填するのである。この
場合、コア11の端面がオイル20で被われるように、
完全に充満させる。
このような構成に係る反射防止装置の作用は次のように
なる0まずレンズ15への入射光をB3゜とすると、こ
の入射光”30がレンズ16を透過する際に、表面およ
び裏面で反射光”34 、B32を生じるが、これは発
散し弱まるので問題とならない。
レンズ1′5を通過した光は、マツチングオイル20内
を通ってコーア11に集光される。ここで、コア11の
屈折率をnc1マツチングオイル2oの屈折率nmとす
ると、コア11の表面での反射率Rは、フレネルの公式
によシ、次式で表わされる。
上記(1)式に、前述のコア11とマツチングオイル2
0の屈折率ncX nmの値を代入してめると、その値
は0.0000031以下となる。したがって、この実
施例によれば、ファイバ10の端面での反射率を実質上
塔にすることができる。
まだ、上記屈折率nm = 1.4’5 B (652
,8nm )の屈折率マツチングオイルを選んだとき、
可視光全域に亘る反射率は次のようになる。石英からな
るコア11の波長450nm 〜700nmの光に対す
る屈折率nCは、nc= 1.45〜1.47 (7)
範、囲にある。一方、屈折率マツチングオイルのル(折
率nmの波長依存性もこれと同程度でおるとすれば、最
悪の場合でもlnc”ml≦0.022’t’あシ、n
c十”m#5であるo したがって(1)式を用いてフ
ァイバ10の端面の反射率Rをめると、R≦0.006
チとなシ、可視光全域に亘って反射率が極めて低い1匿
となる。
次に、第3図は前記表面あらさ測定器の%波長板の端面
での反射を防止するだめの第2実施例に係る、反射防止
装置の断面図である。この装置は、測定器先端に配置さ
れ、入射面側に反射膜21を貼着した号波長板22に対
し、その外周を囲繞する謳1状ケーシング26を装着し
ている。ケーシング2ろは光出射面側に向けて延設され
、延長部内に前記波長板22に対面する第2レンズ24
B1これト平行に第2レンズ24Bをこれらの光軸が一
致するように取付けている。すなわち、ケーシング25
は一端部側に拡径部25を形成し、波長板22を装着し
て止めリング26で固定している。
他端部側にはレンズ24A、24Bのホルダとして機能
させるために、拡径部27を設け、第ルンズ24Aと波
長板22の間に密閉空間2日を形成しつつスペーサ29
を介して第2レンズ24Bを取付け、外端を止めリング
30で固定している。
そして、前記密閉空間28内に波長板22と屈折率の略
等しい屈折率を有する屈折率マツチングオイル31を充
填するのである。
ここで、前記人波長板22は光学的異方性を有する結晶
でできておシ、第4図に示したように、直交するF軸と
S軸とからなる結晶軸を持ち、F−S平面に直交する方
向を光の入射方向とするものである。このとき、F軸方
向の偏光面を有する光に対する屈折率をnF、s軸方向
のそれをnIl]とすると、nF<n[1である。今、
水晶製の波長板では波長632.8 nmの光に対して
、nF=1.552、”s = 1.545である。し
たがって、屈折率マツチングオイル51には、波長板の
屈折率nF、y)s に極めて近い屈折率を有するもの
として、屈折率n。−1,535のオイル(例えば東し
シリコン製sa 710〔商品名〕)を使用するのであ
る。
斯かる第2実施例によれば、%波長板22に光を入射し
た場合、第2レンズ24Bを出るまでの間に・第ルンズ
24Aの表裏面で反射光B41、B42を生じ、同じく
第2レンズ24Bの表裏面で反射光B43 、B44を
生じるが、これらは発散し、弱まるので問題とならない
。今、前記入射光B40が波長板22のF軸方向の偏光
面を有するものであるとき、前記(11式を用いると、
nc−nF−1,552、nm ”” 1,555 を
代入すると反射率は、nF=0.004%となる。また
、入射光B4゜がS軸方向の偏光面のとき、nc−nθ
=1.5,45、nm=1.553 を代入すると、同
じく、R8= 0.001%となる。したがって、マツ
チングオイル510作用によシ、光学部品たる波長板端
面での反射率を極めて小さくすることができるのであシ
、もって測定精度を著しく向上させることができる。
上述した両実施例は、表面あらさ測定装置に適用した例
であるが、他の精密光学測定器に用いることができ、そ
の他、反射防止が必要とされる光学機器について適用で
きる。また、屈折率マツチング手段としてはシリコンオ
イルに限らず、反射防止対象面を有する光学部品に密着
できる液状媒質であればよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、屈折率等価媒質
を光学部品に密着配置させたので、光学部品表面での反
射率を広い範囲に亘って非常に低く抑えることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の表面あらさ測定装置の構成図、第2図は
第1実施例に係る反射防止装置断面図、第3図は第2実
施例の同断面図、第4図は波長板の説明図である。 10・・・光ファイバ、 15.24A、24B・・・レンズ、 14.23・・・ケーシング、 15.28・・・密閉空間、 20.51・・・屈折率マツチングオイル。 代理人 鵜 沼 辰 之 @ 4 図 S軸 第2図 @ 3 図 21 22 28

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光学機器の光路中に介在されるレンズおよび該し
    /ズに隣接する光学部品との間に、前記光学部品の屈折
    率と同等または極めて近い屈折率を有する媒質を密着し
    て設けたことを特徴とする光学機器用反射防止装置。
  2. (2)前記媒質は前記レンズと光学部品によシ閉塞され
    九ケーシングに充填されたオイルであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の光学機器用反射防止装置
  3. (3) 前記光学部品は光ファイバであることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の光学機器用反射防止装
    置。
  4. (4) 前記光学部品は波長板であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の光学機器用反射防止装置。
JP4259384A 1984-03-05 1984-03-05 光学機器用反射防止装置 Pending JPS60185921A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100416992B1 (ko) * 2001-05-03 2004-02-05 삼성전자주식회사 광소자에 구비된 광섬유 어레이의 피치를 측정하는 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100416992B1 (ko) * 2001-05-03 2004-02-05 삼성전자주식회사 광소자에 구비된 광섬유 어레이의 피치를 측정하는 장치

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