JPS6361936A - 複屈折測定装置 - Google Patents
複屈折測定装置Info
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- JPS6361936A JPS6361936A JP20598986A JP20598986A JPS6361936A JP S6361936 A JPS6361936 A JP S6361936A JP 20598986 A JP20598986 A JP 20598986A JP 20598986 A JP20598986 A JP 20598986A JP S6361936 A JPS6361936 A JP S6361936A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
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。
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〕
本発明は、屈折率が一様でない複屈折媒体において、そ
の複屈折量を簡便に測定する装置に関するものである。
の複屈折量を簡便に測定する装置に関するものである。
従来の複屈折測定方法は、固体物理Vol 12 、
NILlo(1977)第581頁から第587頁にお
いて論じられている。この測定方法によれば、ボラリメ
ータ(またはエリプソメータ)を用いて、平行光を被測
定物である複屈折媒体に照射し、セナルモン法により複
屈折を測定する。セナルモン法は、光源から導ひかれた
光を、グラントムソンプリズムのような偏光子によって
直線偏光とし、この偏光方向に対して媒体の結晶軸が4
5度となるように(すなわち方位角が45度であるよう
に)複屈折媒体を置き、これを透過または反射した光を
1/4波長板に照射することにより、複屈折媒体のもつ
位相差による楕円偏光をつくりだす。さらにこの楕円偏
光を、別の1/4波長板に照射し、さらに偏光子と同様
にグラントムリン・プリズムなどから成る検光子に通し
、検光子を光軸中心に回転させて消光位置に合わせ、こ
のときの回転角と、複屈折が無い場合の消光位置におけ
る検光子の回転角との角度差から、複屈折媒体の位相差
を測定する。
NILlo(1977)第581頁から第587頁にお
いて論じられている。この測定方法によれば、ボラリメ
ータ(またはエリプソメータ)を用いて、平行光を被測
定物である複屈折媒体に照射し、セナルモン法により複
屈折を測定する。セナルモン法は、光源から導ひかれた
光を、グラントムソンプリズムのような偏光子によって
直線偏光とし、この偏光方向に対して媒体の結晶軸が4
5度となるように(すなわち方位角が45度であるよう
に)複屈折媒体を置き、これを透過または反射した光を
1/4波長板に照射することにより、複屈折媒体のもつ
位相差による楕円偏光をつくりだす。さらにこの楕円偏
光を、別の1/4波長板に照射し、さらに偏光子と同様
にグラントムリン・プリズムなどから成る検光子に通し
、検光子を光軸中心に回転させて消光位置に合わせ、こ
のときの回転角と、複屈折が無い場合の消光位置におけ
る検光子の回転角との角度差から、複屈折媒体の位相差
を測定する。
上記したように従来の複屈折測定方法では、複屈折媒体
に方位角45度で光を照射しなければならず、測定の前
作業として媒体の結晶軸を見つけ、これに対して45度
傾けた光を照射することが必要であった。また測定に際
しても検光子の回転が必要である。このようなことから
従来技術では測定に時間を要するばかりでなく、被測定
物が静止状態になければ測定できず、例えば光ディスク
のカバーガラスのような、回転動作中の複屈折媒体の測
定は不可能であった。
に方位角45度で光を照射しなければならず、測定の前
作業として媒体の結晶軸を見つけ、これに対して45度
傾けた光を照射することが必要であった。また測定に際
しても検光子の回転が必要である。このようなことから
従来技術では測定に時間を要するばかりでなく、被測定
物が静止状態になければ測定できず、例えば光ディスク
のカバーガラスのような、回転動作中の複屈折媒体の測
定は不可能であった。
本発明の目的は、上記従来技術にあったような複屈折測
定における作業量を大幅に軽減し、測定時間を短縮する
とともに、被測定物が動作状態にあっても測定が可能な
複屈折測定装置を提供することにある。
定における作業量を大幅に軽減し、測定時間を短縮する
とともに、被測定物が動作状態にあっても測定が可能な
複屈折測定装置を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明では複屈折媒体を透
過または反射した光を、偏光ビームスプリッタにより二
分岐し、さらに二分岐した光を光電変換したのちその差
動出力を検出し、この差動出力値から前記複屈折媒体の
位相差、方位角などの複屈折量を測定する方法をとった
。
過または反射した光を、偏光ビームスプリッタにより二
分岐し、さらに二分岐した光を光電変換したのちその差
動出力を検出し、この差動出力値から前記複屈折媒体の
位相差、方位角などの複屈折量を測定する方法をとった
。
上記差動光学系において、被測定物に複屈折性が無い場
合、これを透過または反射してきた光を偏光ビームスプ
リッタで二分岐し、それぞれの光量を比較すると両者は
一致するのに対して、複屈折性がある場合には、二分岐
した光に光量差を生ずる。すなわちこの光量差は、媒体
の複屈折量である位相差と、媒体に入射する偏光方向と
媒体結晶軸との角度、すなわち方位角により生ずるもの
であり、本発明では、この光量差を光電変換後の差動ア
ンプ出力により検出し、被測定物の複屈折量を測定する
ものである。
合、これを透過または反射してきた光を偏光ビームスプ
リッタで二分岐し、それぞれの光量を比較すると両者は
一致するのに対して、複屈折性がある場合には、二分岐
した光に光量差を生ずる。すなわちこの光量差は、媒体
の複屈折量である位相差と、媒体に入射する偏光方向と
媒体結晶軸との角度、すなわち方位角により生ずるもの
であり、本発明では、この光量差を光電変換後の差動ア
ンプ出力により検出し、被測定物の複屈折量を測定する
ものである。
これによれば従来技術にあったような、結晶軸を見つけ
出しこれに対して方位角45度で光を入射させるような
作業は不要であり、また測定に際して消光位置を見つけ
出すために検光子を回転させる作業も不要である。した
がって本発明の複屈折測定方法を用いれば、測定作業量
および時間を大幅に軽減でき、さらに被測定物が動作状
態にあっても測定を可能にすることができる。
出しこれに対して方位角45度で光を入射させるような
作業は不要であり、また測定に際して消光位置を見つけ
出すために検光子を回転させる作業も不要である。した
がって本発明の複屈折測定方法を用いれば、測定作業量
および時間を大幅に軽減でき、さらに被測定物が動作状
態にあっても測定を可能にすることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。
第1図は、本発明の一実施例である光磁気再生装置を示
したものであり、また第2図は、第1図における光磁気
再生装置の一部分の側面図を示したものである。光磁気
再生装置は、光磁気信号の検出用に差動光学系を有して
おり、その構成自体が本発明の複屈折補正機能をもつ。
したものであり、また第2図は、第1図における光磁気
再生装置の一部分の側面図を示したものである。光磁気
再生装置は、光磁気信号の検出用に差動光学系を有して
おり、その構成自体が本発明の複屈折補正機能をもつ。
これらの図において、1は光反射性の磁気記録膜2、お
よびカバーガラス3を有する光磁気ディスクであり、モ
ータ4によって回転する。記録信号の再生は、直線偏光
光源である半導体レーザ5から出るレーザ光が、コリメ
ートレンズ6により平行光とされ、ビーム整形プリズム
7でほぼ円形の光強度分布に整形されたのち、ビームス
プリッタである第1の偏光子8で、一部を反射し、残り
を透過する。このうちの透過レーザ光は、さらに旋光板
または位相板である波長板9およびミラー1oを介して
、対物レンズ11により集光され、カバーガラス3を透
過して記録膜2上に照射される。このとき、記録膜2に
照射されたレーザ光は、カー効果によって記録膜2の記
録部および未記録部の磁気モーメントの配向状態により
偏光面が変化する。(すなわちカー回転を生じる。) さらにこの記録膜2からの反射光は、再たびカバーガラ
ス3を透過したのち、対物レンズ11で平行光に戻り、
ミラー10および波長板9を介して、第1の偏光子8で
、カー効果による信号成分を含む偏光方向のレーザ光(
例えばS偏光)がほぼ全て反射され、これと(社)°の
位相差のある偏光成分(例えばP偏光)は、一部反射し
残りを透過される。このS偏、光およびP偏光の反射レ
ーザ光は、さらにビームスプリッタである第2の偏光子
12により・偏光子8と同様にS偏光はほぼ全てを反射
、P偏光は一部を反射、残りを透過する。ここで透過し
たレーザ光は、凸レンズ13で集光され、円柱レンズ1
4を介してサーボ用光検出器15に入射する。
よびカバーガラス3を有する光磁気ディスクであり、モ
ータ4によって回転する。記録信号の再生は、直線偏光
光源である半導体レーザ5から出るレーザ光が、コリメ
ートレンズ6により平行光とされ、ビーム整形プリズム
7でほぼ円形の光強度分布に整形されたのち、ビームス
プリッタである第1の偏光子8で、一部を反射し、残り
を透過する。このうちの透過レーザ光は、さらに旋光板
または位相板である波長板9およびミラー1oを介して
、対物レンズ11により集光され、カバーガラス3を透
過して記録膜2上に照射される。このとき、記録膜2に
照射されたレーザ光は、カー効果によって記録膜2の記
録部および未記録部の磁気モーメントの配向状態により
偏光面が変化する。(すなわちカー回転を生じる。) さらにこの記録膜2からの反射光は、再たびカバーガラ
ス3を透過したのち、対物レンズ11で平行光に戻り、
ミラー10および波長板9を介して、第1の偏光子8で
、カー効果による信号成分を含む偏光方向のレーザ光(
例えばS偏光)がほぼ全て反射され、これと(社)°の
位相差のある偏光成分(例えばP偏光)は、一部反射し
残りを透過される。このS偏、光およびP偏光の反射レ
ーザ光は、さらにビームスプリッタである第2の偏光子
12により・偏光子8と同様にS偏光はほぼ全てを反射
、P偏光は一部を反射、残りを透過する。ここで透過し
たレーザ光は、凸レンズ13で集光され、円柱レンズ1
4を介してサーボ用光検出器15に入射する。
このサーボ用光検出器15は、その検出方法に応じて複
数に分割されており、それらの出力信号26を処理して
、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号(検出法
は省略)を得て、ディスク1上にレーザ光が正確に位置
決めされるように、対物レンズを制御する。一方、第2
の偏光子12で反射したカー効果による信号成分を含む
レーザ光は、凸レンズ16で集光され、偏光ビームスプ
リッタ17に入射して二分岐される。二分岐されたレー
ザ光のうち、一方は、第1の光検出器18αに入射し、
また他方は、第2の光検出器18 b Jこ入射し、そ
れぞれ電気信号へ変換される。本実施例では、このレー
ザ光を二分岐する手段として偏光ビームスプリッタを用
いたので、これらの二分岐されたレーザ光のそれぞれが
、検光子を通過したことになる。
数に分割されており、それらの出力信号26を処理して
、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号(検出法
は省略)を得て、ディスク1上にレーザ光が正確に位置
決めされるように、対物レンズを制御する。一方、第2
の偏光子12で反射したカー効果による信号成分を含む
レーザ光は、凸レンズ16で集光され、偏光ビームスプ
リッタ17に入射して二分岐される。二分岐されたレー
ザ光のうち、一方は、第1の光検出器18αに入射し、
また他方は、第2の光検出器18 b Jこ入射し、そ
れぞれ電気信号へ変換される。本実施例では、このレー
ザ光を二分岐する手段として偏光ビームスプリッタを用
いたので、これらの二分岐されたレーザ光のそれぞれが
、検光子を通過したことになる。
したがって、検光子17と第1の光検出器18αは、第
1の光電変換系19を構成し、また検光子17と第2の
光検出器18 hは、第2の光電変換系20を構成する
ことになる。さらにこれらの光検出器18α。
1の光電変換系19を構成し、また検光子17と第2の
光検出器18 hは、第2の光電変換系20を構成する
ことになる。さらにこれらの光検出器18α。
18 hで検出された信号は、プリアンプ21および2
2で増幅され、差動回路田に入力される。差動回路nで
は、プリアンプ21または22により入力された各信号
の同位相の成分が差し引かれ、同時に逆位相の成分が加
算されることから、再生信号の振幅は2倍となって出力
寓される。
2で増幅され、差動回路田に入力される。差動回路nで
は、プリアンプ21または22により入力された各信号
の同位相の成分が差し引かれ、同時に逆位相の成分が加
算されることから、再生信号の振幅は2倍となって出力
寓される。
次に、この差動出力信号夙についてさらに詳細に説明す
る。
る。
第3図は、第1図の光電変換19 、20に検出される
信号を示す説明図である。この図において、】01およ
び102は、レーザ光のP偏光およびS偏光方向、10
3および104は、第1図の検光子17における透過軸
を示している。図に示すように、レーザ光が記録膜2に
照射されると、その反射レーザ光は、記録部と未記録部
にて、角度θにおよび一部にの偏光面の回転を生ずる。
信号を示す説明図である。この図において、】01およ
び102は、レーザ光のP偏光およびS偏光方向、10
3および104は、第1図の検光子17における透過軸
を示している。図に示すように、レーザ光が記録膜2に
照射されると、その反射レーザ光は、記録部と未記録部
にて、角度θにおよび一部にの偏光面の回転を生ずる。
この現象がカー効果であり、この回転角θにはカー回転
角と呼ばれる。光電変換系19および20に入射する光
量Pは、高周波の光磁気信号であるAC光量成分PAC
と、サーボ信号および測定対象である複屈折成分を含む
DC光量成分PDCに分類でき、それぞれ+11 、
+21式にて表わされる。
角と呼ばれる。光電変換系19および20に入射する光
量Pは、高周波の光磁気信号であるAC光量成分PAC
と、サーボ信号および測定対象である複屈折成分を含む
DC光量成分PDCに分類でき、それぞれ+11 、
+21式にて表わされる。
P、tc=(1(−〇x) ’(+θK))°η”di
、k (11Pnc −2(I(−〇x )+1
(+θI))°η”disk f2)ここで、 η:ディスク上入射から光検出器18 a 、 18
bまでの光利用率(偏光子8,12の二色性を除く) Pdisk ’ディスク1への入射光量(F)また上式
におけるIは、第3図に示す振幅E1゜Byにより、(
31式にて表わされる。
、k (11Pnc −2(I(−〇x )+1
(+θI))°η”disk f2)ここで、 η:ディスク上入射から光検出器18 a 、 18
bまでの光利用率(偏光子8,12の二色性を除く) Pdisk ’ディスク1への入射光量(F)また上式
におけるIは、第3図に示す振幅E1゜Byにより、(
31式にて表わされる。
1 =: (E□)2+(Ey)”
+31ここで、 E工:検光子17で検出されるS偏光の振幅Ey二二元
光子7で検出されるP偏光の振幅さらにE工、E、は、
直線偏光であるレーザ光をストークスパラメータで表わ
し、各偏光要素をミューラ行列で組合わせると、(4)
式のように表わせる。
+31ここで、 E工:検光子17で検出されるS偏光の振幅Ey二二元
光子7で検出されるP偏光の振幅さらにE工、E、は、
直線偏光であるレーザ光をストークスパラメータで表わ
し、各偏光要素をミューラ行列で組合わせると、(4)
式のように表わせる。
ここで第3図のように、検光子17によりS偏光方向1
02より04回転した透過軸103での振幅E工を検出
するとすれば、 s 儂肋優咄 回転角 二色性 方位角 位相差
方位角 カー回転 方位角 位相差方位
角 直線偏光(P偏光) ここで、 θに:力−回転角(度) θ0:検光子17の回転角渡) δ:位相差(dす) α:方位角(dす) R5:偏光子8,12の二色性(S偏光反射率)Rp
: (P偏光反射率)この(4)
式を解くと、 (3j、(4)式より、カー回転により生ずるI(±θ
、)は次のように表わせる。
02より04回転した透過軸103での振幅E工を検出
するとすれば、 s 儂肋優咄 回転角 二色性 方位角 位相差
方位角 カー回転 方位角 位相差方位
角 直線偏光(P偏光) ここで、 θに:力−回転角(度) θ0:検光子17の回転角渡) δ:位相差(dす) α:方位角(dす) R5:偏光子8,12の二色性(S偏光反射率)Rp
: (P偏光反射率)この(4)
式を解くと、 (3j、(4)式より、カー回転により生ずるI(±θ
、)は次のように表わせる。
I(−θK)=IEよ(−θz)l” + l Ey(
−θK)12ニ一匁・血θヶ・房δ・k部鍮・焦θa−
L;)”+(ccs鍮・血δ(回θ。・比2α・is−
mfjecas2c1・1p)P (511(+θに
)” ”xc+θ、)I”+1%(−釦12=(asf
)x−出θ、・!δ・lRp −5tn茄crsθa−
A)”+(部外・血δ(囲θ。・蜘頒・4−六〇。・1
加・〜))” +s+したがって(51、+61式を
fi+ 、 +21式へ代入し、picPDCを求める
と、 PAC(θ、)=idn2f)x−ydn2θ。・(2
)δ・〜・八・η・Pd1ik f71Pr
x(θ=z) = (Ca5t)r噛θ。・(2)δ・
7%)” +(mfJx・■θ4・^)2+(■に一血
δ(Cxsθ。・5石2α・l←士θ。・−2α・^)
)2〕*η・Pd1sk
i81となる。さらlこ光電変換系
19および加に入射するDC光量は、検光子回転角θ4
(θ6は通常45度)とπ−06となるように配置され
ており、それぞれの入射光量は(8)式および(8t式
のようになる。
−θK)12ニ一匁・血θヶ・房δ・k部鍮・焦θa−
L;)”+(ccs鍮・血δ(回θ。・比2α・is−
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)” ”xc+θ、)I”+1%(−釦12=(asf
)x−出θ、・!δ・lRp −5tn茄crsθa−
A)”+(部外・血δ(囲θ。・蜘頒・4−六〇。・1
加・〜))” +s+したがって(51、+61式を
fi+ 、 +21式へ代入し、picPDCを求める
と、 PAC(θ、)=idn2f)x−ydn2θ。・(2
)δ・〜・八・η・Pd1ik f71Pr
x(θ=z) = (Ca5t)r噛θ。・(2)δ・
7%)” +(mfJx・■θ4・^)2+(■に一血
δ(Cxsθ。・5石2α・l←士θ。・−2α・^)
)2〕*η・Pd1sk
i81となる。さらlこ光電変換系
19および加に入射するDC光量は、検光子回転角θ4
(θ6は通常45度)とπ−06となるように配置され
ており、それぞれの入射光量は(8)式および(8t式
のようになる。
Pnc(π−θ。)=C(Ok−内θ4・■δ・尚)2
+(血0K・房θ。・西)2+(casax−出δ(−
回θ4・ldn頒・小咄θα・可瀉・爵))2〕*η
・Pd1sk
t8どし
たがって、雨検出系の光量差ΔPは(9)式にて表わさ
れる。
+(血0K・房θ。・西)2+(casax−出δ(−
回θ4・ldn頒・小咄θα・可瀉・爵))2〕*η
・Pd1sk
t8どし
たがって、雨検出系の光量差ΔPは(9)式にて表わさ
れる。
dゝPDc(π−Ca)−PDc(Ca)−k・血2θ
白6・西・dδ・5石4α・η・Pd1sk
(91さらに(9)式の光量差ΔPを光電変換すると、
al式に示す差動電圧出力として、DC光量成分が検出
される。
白6・西・dδ・5石4α・η・Pd1sk
(91さらに(9)式の光量差ΔPを光電変換すると、
al式に示す差動電圧出力として、DC光量成分が検出
される。
DC−DC(π−θ、) Ix:(θ7)−cxyn
x−51n2θ、−4−Q・7δ・*祇11 ・Pdt
J& ・K−Ralここで、 K:光検出器18c、18hの光電変換効率(綬R:ア
ンプ利得抵抗(Ω) α〔式において、 θz=Qの場合、邸13r = 1 θ。=45度の場合、自2θ。=1 である。また光検出器18a、18bの受光光量Pdt
tは、 〜・函・η・Pd1rk = Pdetであり、これら
から111式をα1′式のように書換えることができる
。
x−51n2θ、−4−Q・7δ・*祇11 ・Pdt
J& ・K−Ralここで、 K:光検出器18c、18hの光電変換効率(綬R:ア
ンプ利得抵抗(Ω) α〔式において、 θz=Qの場合、邸13r = 1 θ。=45度の場合、自2θ。=1 である。また光検出器18a、18bの受光光量Pdt
tは、 〜・函・η・Pd1rk = Pdetであり、これら
から111式をα1′式のように書換えることができる
。
ΔV(、c=m’δ・tkn411・Pd、1・K−R
−δ・血4α・’tht (1G’
CVdet = Pc1at 、に−R)すなわちH’
式より、差動出力信号iDcは・複屈折が無いときの受
光光量の光電変換値Vdttに対して、位相差δ、方位
角αがこれを減少させる方向に作用することを表わして
いる。また11〔′式に示されるように、本発明の測定
方法は光磁気信号の有無にかかわらず測定可能であるこ
とがわかる。したがってガラス基板のように複屈折が無
い材料を用いてVdgtを測定しておき、その後目的と
する複屈折媒体の測定を行なえば、たとえそのディスク
が回転していたとしても、差動出力IDCから位相差δ
、方位角αを求めることができる。
−δ・血4α・’tht (1G’
CVdet = Pc1at 、に−R)すなわちH’
式より、差動出力信号iDcは・複屈折が無いときの受
光光量の光電変換値Vdttに対して、位相差δ、方位
角αがこれを減少させる方向に作用することを表わして
いる。また11〔′式に示されるように、本発明の測定
方法は光磁気信号の有無にかかわらず測定可能であるこ
とがわかる。したがってガラス基板のように複屈折が無
い材料を用いてVdgtを測定しておき、その後目的と
する複屈折媒体の測定を行なえば、たとえそのディスク
が回転していたとしても、差動出力IDCから位相差δ
、方位角αを求めることができる。
また複屈折の変動周波数は低く、差動後の信号をローパ
スフィルタに通せば、光磁気信号およびサーボ信号等が
混在する中から、複屈折成分を抜きとることができる。
スフィルタに通せば、光磁気信号およびサーボ信号等が
混在する中から、複屈折成分を抜きとることができる。
さらにサーボ信号成分がより低周波である場合には、バ
ンドパスフィルタを用いればよい。
ンドパスフィルタを用いればよい。
次に、この位相差δと方位角αの測定方法を第4図〜第
9図を用いて説明する。これらの図では、第1図におけ
る波長板9を旋光板として用いた場合の測定方法を示し
たものである。
9図を用いて説明する。これらの図では、第1図におけ
る波長板9を旋光板として用いた場合の測定方法を示し
たものである。
第4図は、第1図におけるディスク主のカバーガラス3
に照射されるレーザ光の偏光方向を示したものであり、
110はカバーガラス3の結晶軸、111〜113は直
線偏光であるレーザ光の入射偏光方向である。この図の
ように、レーザ光の偏光方向111とカバーガラス3の
結晶軸110が一致せず、方位角αなる角度(反時計方
向に正)関係にあるとき、さらに波長板9をアクチュエ
ータ化により駆動し、旋光角−bおよび+bを与え、方
位角(α+6〕と(α−6)でレーザ光を入射させ、そ
の差動出力を再生すると、第5図(1)のスαおよび2
4bの出力波形を得る。そこで、このカバーガラス3の
ある点における位相差δ、方位角αに注目する場合、デ
ィスク1が回転中に、レーザ光が測定点を照したときの
時刻tにおける差動出力電圧υ1およびν、を測定する
。具体的には、ディスク1が回転中であってもレーザ光
が同一場所を照射するように、例えばスチル再生状態に
して、差動出力をストレージオシロスコープ等により波
形モニタすればよい。
に照射されるレーザ光の偏光方向を示したものであり、
110はカバーガラス3の結晶軸、111〜113は直
線偏光であるレーザ光の入射偏光方向である。この図の
ように、レーザ光の偏光方向111とカバーガラス3の
結晶軸110が一致せず、方位角αなる角度(反時計方
向に正)関係にあるとき、さらに波長板9をアクチュエ
ータ化により駆動し、旋光角−bおよび+bを与え、方
位角(α+6〕と(α−6)でレーザ光を入射させ、そ
の差動出力を再生すると、第5図(1)のスαおよび2
4bの出力波形を得る。そこで、このカバーガラス3の
ある点における位相差δ、方位角αに注目する場合、デ
ィスク1が回転中に、レーザ光が測定点を照したときの
時刻tにおける差動出力電圧υ1およびν、を測定する
。具体的には、ディスク1が回転中であってもレーザ光
が同一場所を照射するように、例えばスチル再生状態に
して、差動出力をストレージオシロスコープ等により波
形モニタすればよい。
このようにして同一場所にレーザ光を照射されることに
より、007式に示すように位相差δは一定で、方位角
(α+b)と(α−b)の2通りに変えて差動出力を測
定するので、第5図(I[)に示す2点の値ν1および
v2を測定することになる。これらの値は員′式より、 vl−=dlJ−自4(α−h ) ・Vctet
(Ll)υ、−δ・比4(α+b)・Vdt
t (6)として表わされ、さらに(ロ)
、(6)式より、;η「:D= sfn僅「マ5 =
Mδ、7dttしたがって、方位角αは(6)式により
表わされる。
より、007式に示すように位相差δは一定で、方位角
(α+b)と(α−b)の2通りに変えて差動出力を測
定するので、第5図(I[)に示す2点の値ν1および
v2を測定することになる。これらの値は員′式より、 vl−=dlJ−自4(α−h ) ・Vctet
(Ll)υ、−δ・比4(α+b)・Vdt
t (6)として表わされ、さらに(ロ)
、(6)式より、;η「:D= sfn僅「マ5 =
Mδ、7dttしたがって、方位角αは(6)式により
表わされる。
(L−” tm−’ (−工”’ ・tm4 h )
e334 Q−ν1 この(至)式において、与えた方位角すは既知量、I’
S sυ!は測定値であるから、これらから方位角αを
求めることができる。またαが得られたことにより、こ
の値をα環式または(6)式へ代入することにより位相
差δを求めることができる。
e334 Q−ν1 この(至)式において、与えた方位角すは既知量、I’
S sυ!は測定値であるから、これらから方位角αを
求めることができる。またαが得られたことにより、こ
の値をα環式または(6)式へ代入することにより位相
差δを求めることができる。
さらに、上記実施例では波長板9を旋光板として用い、
既知量の旋光角すを与えることlζより複屈折媒体の位
相差、方位角を測定する方法を述べたが、この波長板9
を位相板として使用し、既知量の位相差を与えても同様
に測定することができる。
既知量の旋光角すを与えることlζより複屈折媒体の位
相差、方位角を測定する方法を述べたが、この波長板9
を位相板として使用し、既知量の位相差を与えても同様
に測定することができる。
以上述べたように、本発明の測定方法によれば、測定点
毎に方位角を見つけ出し光学系を調整すること、検光子
を回転させて消光位置を見つけ出すことが不要となり、
測定作業量および時間を大幅に軽減することができる。
毎に方位角を見つけ出し光学系を調整すること、検光子
を回転させて消光位置を見つけ出すことが不要となり、
測定作業量および時間を大幅に軽減することができる。
また桧測定物である光ディスク1が回転動作中でも複屈
折を測定することができる。またさらに大きな特長は、
従来の測定方法は上記したボラリメータ等を使用し、通
常は平行光でカバーガラスを透過させ、このときの複屈
折量を測定していたが、本発明の測定方法によれば、光
磁気ディスクの再生に使用する光学ヘッドを用いて、カ
バーガラス3に対物レンズ11によって絞り込まれたレ
ーザ光を入射、反射させることから、実使用状態におけ
る複屈折測定が可能になるだけでなく、記録膜上で回折
限界まで絞込まれるピットオーダーの測定が可能となり
、測定精度を大幅に向上させることができる。
折を測定することができる。またさらに大きな特長は、
従来の測定方法は上記したボラリメータ等を使用し、通
常は平行光でカバーガラスを透過させ、このときの複屈
折量を測定していたが、本発明の測定方法によれば、光
磁気ディスクの再生に使用する光学ヘッドを用いて、カ
バーガラス3に対物レンズ11によって絞り込まれたレ
ーザ光を入射、反射させることから、実使用状態におけ
る複屈折測定が可能になるだけでなく、記録膜上で回折
限界まで絞込まれるピットオーダーの測定が可能となり
、測定精度を大幅に向上させることができる。
次に、波長板9およびアクチュエータ化について具体的
に説明する。
に説明する。
第6図〜第9図は、第1図〜第5図にて述べた旋光作用
を生ずる波長板9と、このアクチュエータの一例を示し
たものである。第6図に示すように、この波長板9は結
晶軸120が光軸41に直交する1/2波長板である。
を生ずる波長板9と、このアクチュエータの一例を示し
たものである。第6図に示すように、この波長板9は結
晶軸120が光軸41に直交する1/2波長板である。
この場合、1/2波長板9を光軸41に垂直な平面内で
、且つ光軸41まわりに角度θ回転させると、入射偏光
方向121と出射偏光方向124とのあいだには角度β
の旋光を生ずる。
、且つ光軸41まわりに角度θ回転させると、入射偏光
方向121と出射偏光方向124とのあいだには角度β
の旋光を生ずる。
第7図は、この回転角θと旋光角βの関係を示したもの
であり、1/2波長板9の回転に併ない、旋光角βは直
線yに従がい変化する。
であり、1/2波長板9の回転に併ない、旋光角βは直
線yに従がい変化する。
次に、本実施例の旋光板9のアクチュエータ29につい
て、第80図、第9図を用いて説明する。
て、第80図、第9図を用いて説明する。
第8図は、このアクチュエータ化の一具体例を示したも
のであり、また、第9図は第8図におけるA側からアク
チュエータ化を示した図であり、同一番号を付したもの
は同一なものである。
のであり、また、第9図は第8図におけるA側からアク
チュエータ化を示した図であり、同一番号を付したもの
は同一なものである。
51α、51bは内部に永久磁石5oα、 so bを
含み、共に鉄等の磁性材料からできている固定鉄心、5
2α、52bは固、定鉄心51a 、 51 bをそれ
ぞれ囲むように巻かれたコイルであり、旋光板9が取り
付けである回転部材犯に固定されている。54は回転部
材おを支持する支接部であり、たとえば、ベアリング等
が使用される。
含み、共に鉄等の磁性材料からできている固定鉄心、5
2α、52bは固、定鉄心51a 、 51 bをそれ
ぞれ囲むように巻かれたコイルであり、旋光板9が取り
付けである回転部材犯に固定されている。54は回転部
材おを支持する支接部であり、たとえば、ベアリング等
が使用される。
このように構成したことから、固定鉄心51a。
51 b中には、磁界が発生しており、さらに、コイル
52 a 、 52 bには旋光板駆動回路nにより、
各制御信号に応じた電流が流れるため、回転部材53は
矢印θ方向へ回転する。したがって、回転部材郭に取り
付けである旋光板9は、その信号電流によって、θ方向
に回転制御され、その結果、旋光板9を通過するレーザ
光に旋光角αを与える。また上記実施例のように、既知
量の方位角すを与えるためには、波長板9を用いずに、
光学ヘッド全体を動かして、第4図の偏光方向112
、113に合わせてもよい。
52 a 、 52 bには旋光板駆動回路nにより、
各制御信号に応じた電流が流れるため、回転部材53は
矢印θ方向へ回転する。したがって、回転部材郭に取り
付けである旋光板9は、その信号電流によって、θ方向
に回転制御され、その結果、旋光板9を通過するレーザ
光に旋光角αを与える。また上記実施例のように、既知
量の方位角すを与えるためには、波長板9を用いずに、
光学ヘッド全体を動かして、第4図の偏光方向112
、113に合わせてもよい。
次に位相差を発生させる波長板9と、これに使用するア
クチュエータ囮について説明する。
クチュエータ囮について説明する。
第10図〜第12図は、−例として、結晶軸120が光
軸41と平行な172波長板9を、また第13図〜第1
5図は、結晶軸120が光軸41に斜交する1/2波長
板9を、位相板として用いた場合の偏光特性を示したも
のである。これらの図において、第1図〜第9図と同一
番号を付したものは、同一部分である。
軸41と平行な172波長板9を、また第13図〜第1
5図は、結晶軸120が光軸41に斜交する1/2波長
板9を、位相板として用いた場合の偏光特性を示したも
のである。これらの図において、第1図〜第9図と同一
番号を付したものは、同一部分である。
第10図に示す172波長板9は、光軸41に垂直、す
なわち第11図においてθ=0°のとき、第12図にお
ける位相差δ=0°であるが、P偏光方向122または
S偏光方向123に角度θ傾けると、第12図の42ま
たは招のごとく、位相差δが変化する。また第13図に
示す1/2波長板9は、第14図のように、傾きθをθ
1〜θ、のように変えることにより、第15図の42ま
たは椙のごとく、位相差δが変化する。
なわち第11図においてθ=0°のとき、第12図にお
ける位相差δ=0°であるが、P偏光方向122または
S偏光方向123に角度θ傾けると、第12図の42ま
たは招のごとく、位相差δが変化する。また第13図に
示す1/2波長板9は、第14図のように、傾きθをθ
1〜θ、のように変えることにより、第15図の42ま
たは椙のごとく、位相差δが変化する。
またここでは位相板として1/2波長板を例に示したが
、これ以外の位相制御手段、例えばバビネ補正器および
ソレイユ補正器、または単に光弾性効果等を用いた音響
光学素子などの位相板を用いても、同様な効果を得るこ
とができる。
、これ以外の位相制御手段、例えばバビネ補正器および
ソレイユ補正器、または単に光弾性効果等を用いた音響
光学素子などの位相板を用いても、同様な効果を得るこ
とができる。
次に、位相板9を駆動させるアクチュエータ益について
説明、する。
説明、する。
第16図は、このアクチュエータ益の一実施例を示した
ものであり、また第17図は、第16図のAA閉断面あ
る。各図において同一番号を付したものは同一部分であ
り、55はプラスチック等の非磁性材料からできている
アクチュエータ化全体のハウジング、51および53は
、共に鉄等の磁性材料からできている鉄心であり、51
が内部に永久磁石(資)を含む固定鉄心、53は支持部
材54により、矢印116方向へ回転する可動鉄心であ
る。また52は、可動鉄心郭の周囲に巻かれたコイル、
56は、位相板9を可動鉄心団へ固定するための部材で
ある。
ものであり、また第17図は、第16図のAA閉断面あ
る。各図において同一番号を付したものは同一部分であ
り、55はプラスチック等の非磁性材料からできている
アクチュエータ化全体のハウジング、51および53は
、共に鉄等の磁性材料からできている鉄心であり、51
が内部に永久磁石(資)を含む固定鉄心、53は支持部
材54により、矢印116方向へ回転する可動鉄心であ
る。また52は、可動鉄心郭の周囲に巻かれたコイル、
56は、位相板9を可動鉄心団へ固定するための部材で
ある。
このように構成したことから、固定鉄心51および可動
鉄心53には、図中の破線矢印117に示すような磁界
が発生しており、さらにコイル52に電流が流されるた
め、可動鉄心53は矢印116方向へ回転する。したが
って位相板9は、その信号電流によって0方向に傾斜制
御され、その結果、位相板9を透過するレーザ光に位相
差を与える。
鉄心53には、図中の破線矢印117に示すような磁界
が発生しており、さらにコイル52に電流が流されるた
め、可動鉄心53は矢印116方向へ回転する。したが
って位相板9は、その信号電流によって0方向に傾斜制
御され、その結果、位相板9を透過するレーザ光に位相
差を与える。
次に、第18図および第19図は、本発明の他の実施例
を示したものである。これらの実施例は、本発明の複屈
折測定に必要な最少限度の構成を示しており、第18図
は片道光、第19図は往復光における測定方法である。
を示したものである。これらの実施例は、本発明の複屈
折測定に必要な最少限度の構成を示しており、第18図
は片道光、第19図は往復光における測定方法である。
これらの図において、30は被測定物である複屈折媒体
である。レーザ5より発散光で出射した光は、コリメー
トレンズ6により平行光とされ、波長板9を透過し、さ
らに複屈折媒体園を平行光のまま透過する。第18図で
はそのまま差動光学系に入射するが、第19図ではミラ
ー31で反射され、再たび元の光路をもどり、ビームス
プリッタ32で反射され、差動光学系に入射する。
である。レーザ5より発散光で出射した光は、コリメー
トレンズ6により平行光とされ、波長板9を透過し、さ
らに複屈折媒体園を平行光のまま透過する。第18図で
はそのまま差動光学系に入射するが、第19図ではミラ
ー31で反射され、再たび元の光路をもどり、ビームス
プリッタ32で反射され、差動光学系に入射する。
測定原理、方法は、上記した第1の実施例と同様である
。本実施例の測定系は、平行光を複屈折媒体に透過させ
るという点で、従来のボラリメータ等を使用した測定系
に最も近いが、上記したように本発明の測定方法では、
測定作業、時間の短縮、および被測定物の動的解析がで
きるだけでなく、装置自体も大幅に簡略、低価化するこ
とができる。
。本実施例の測定系は、平行光を複屈折媒体に透過させ
るという点で、従来のボラリメータ等を使用した測定系
に最も近いが、上記したように本発明の測定方法では、
測定作業、時間の短縮、および被測定物の動的解析がで
きるだけでなく、装置自体も大幅に簡略、低価化するこ
とができる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば複屈折媒
体を透過または反射した光の差動出力を測定し、これか
ら複屈折媒体の位相差、方位角を求めるよう番こしたた
め、これらの複屈折I11定番こ関し、作業量、測定時
間を大幅に短縮することができ、また被測定物である複
屈折媒体が動作状態にあっても測定が可能である。
体を透過または反射した光の差動出力を測定し、これか
ら複屈折媒体の位相差、方位角を求めるよう番こしたた
め、これらの複屈折I11定番こ関し、作業量、測定時
間を大幅に短縮することができ、また被測定物である複
屈折媒体が動作状態にあっても測定が可能である。
さらに本発明は、測定装置の簡略化、低価格化にも効果
があり、゛光ディスク等の複屈折測定に際しては、実際
に使用する光学ヘッドを用いて測定が行なえることから
、測定精度の大幅な向上をはかることができる。
があり、゛光ディスク等の複屈折測定に際しては、実際
に使用する光学ヘッドを用いて測定が行なえることから
、測定精度の大幅な向上をはかることができる。
第1図乃至第5図は本発明の一実施例を示す複屈折測定
方法および装置の説明図、第6図乃至第17図は波長板
とそのアクチュエータの作業説明図、また第18図およ
び第19図は本発明の他の実施例を示す説明図である。 1・・・光ディスク 3・・・カバーガラス5・
・・半導体レーザ 9・・・波長板15 、18
a 、 18 b ・・−光検出器■ 箔とえ 囁31 嘱4図 第S図 嘱8図 第97 猶1O(21第1I図 猶12図Σ 第13図 第14図 第1S図彩18図 n 猶19え ?n
方法および装置の説明図、第6図乃至第17図は波長板
とそのアクチュエータの作業説明図、また第18図およ
び第19図は本発明の他の実施例を示す説明図である。 1・・・光ディスク 3・・・カバーガラス5・
・・半導体レーザ 9・・・波長板15 、18
a 、 18 b ・・−光検出器■ 箔とえ 囁31 嘱4図 第S図 嘱8図 第97 猶1O(21第1I図 猶12図Σ 第13図 第14図 第1S図彩18図 n 猶19え ?n
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、光源と、この光源からの光を複屈折媒体に集光する
手段と、上記複屈折媒体からの透過光あるいは反射光を
二分岐する偏光ビームスプリッタと、この分岐された光
をそれぞれ受光する2個光電変換器と、この光電変換器
のそれぞれの出力の差により前記複屈折媒体の複屈折量
を測定することを特徴とする複屈折測定装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、光路中
に旋光板または位相板を設け、既知量の旋光角または位
相差を与えることにより2点以上の差動出力を判定し、
これらの差動出力値と、与えた該既知量である旋光角ま
たは位相差により、前記複屈折媒体の複屈折量を測定す
ることを特徴とする複屈折測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20598986A JPS6361936A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 複屈折測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20598986A JPS6361936A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 複屈折測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6361936A true JPS6361936A (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=16516057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20598986A Pending JPS6361936A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 複屈折測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6361936A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6338669B1 (en) | 1997-12-26 | 2002-01-15 | Ebara Corporation | Polishing device |
US7272091B2 (en) | 2002-11-12 | 2007-09-18 | Nec Corporation | Birefringence characteristic measuring method, optical recording medium and optical information recording/reproducing apparatus |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP20598986A patent/JPS6361936A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6338669B1 (en) | 1997-12-26 | 2002-01-15 | Ebara Corporation | Polishing device |
US7272091B2 (en) | 2002-11-12 | 2007-09-18 | Nec Corporation | Birefringence characteristic measuring method, optical recording medium and optical information recording/reproducing apparatus |
US7542401B2 (en) | 2002-11-12 | 2009-06-02 | Nec Corporation | Birefringence characteristic measuring method, optical recording medium and optical information recording/reproducing apparatus |
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