TWI729615B - 反射式聚光干涉儀 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種用於聚焦於預設焦點的反射式聚光干涉儀。反射式聚光干涉儀包含：凹面鏡組、凸面鏡、分光元件、以及反射元件。凹面鏡組具有第一凹面部分及第二凹面部分相對地位於通過預設焦點之一中心軸線的兩側，且朝向中心軸線及預設焦點的一面凹入。應用時預設為光線基於中心軸線平行地入射。凸面鏡於中心軸線上設置於凹面鏡組與預設焦點之間，且背向預設焦點凸出。分光元件與中心軸線垂直交叉地設置於凸面鏡與預設焦點之間。反射元件係設置於分光元件與凸面鏡之間。

Description

反射式聚光干涉儀
本發明係關於一種反射式聚光干涉儀。具體而言，本發明係關於一種具有凹面鏡組、凸面鏡、及分光元件的反射式聚光干涉儀。
在進行各種光學處理或者光學分析時，可運用或人為產生各種光學現象來實現預期的製程效果或資訊擷取效果。例如，可運用或人為產生聚焦、干涉等光學現象來實現預期的製程效果或資訊擷取效果。承上述，在例如運用透鏡聚焦時，由於折射率的差異，時常會發生不同色光之色散，且因此無法實現精準的聚焦。另外，亦難以藉由簡單結構而同時實現聚焦及干涉等光學現象。
解決問題之技術手段
為解決上述問題，根據本發明之一實施例提出一種用於聚焦於預設焦點的反射式聚光干涉儀。所述反射式聚光干涉儀包含：凹面鏡組，具有至少一第一凹面部分及至少一第二凹面部分相對地位於中心軸線的兩側，且朝向中心軸線及預設焦點的一面凹入，其中，該中心軸線通過該預設焦點，且使用該反射式聚光干涉儀時，預設為光線基於該中心軸線平行地入射入該反射式聚光干涉儀；凸面鏡，於中心軸線上設置於凹面鏡組與預設焦點之間，且背向預設焦點凸出；分光元件，與中心軸線垂直交叉地設置於凸面鏡與預設焦點之間；以及反射元件，設置於分光元件與凸面鏡之間。
本發明之另一實施例提供一種用於聚焦於預設焦點的反射式聚光干涉儀。所述反射式聚光干涉儀包含：凹面鏡組，具有至少一第一凹面部分及至少一第二凹面部分相對地位於一中心軸線的兩側，且朝向中心軸線的一面凹入；凸面鏡，設置於中心軸線上，且朝向凹面鏡組凸出；分光元件，與中心軸線垂直交叉地設置於凸面鏡背向凹面鏡組之一側；以及反射元件，設置於分光元件與凸面鏡之間。其中，當一入射光平行於該中心軸線自凸面鏡背向分光元件的一側射向凸面鏡時，入射光會依序藉由凸面鏡、以及第一凹面部分或第二凹面部分所反射而朝向預設焦點，並在經過分光元件時藉由分光元件分為透射朝向預設焦點的檢測光及反射朝向反射元件之參考光。若檢測光及參考光係於分光元件之第一位點上分光，則後續射向並於預設焦點反射之檢測光、以及射向並於反射元件反射之參考光，會於與第一位點基於中心軸線對稱之分光元件之第二位點上會合為出射光背向預設焦點出射，並再依序經由第二凹面部分或第一凹面部分、以及凸面鏡反射。
本發明之再一實施例提供一種用於聚焦於預設焦點的反射式聚光干涉儀。所述反射式聚光干涉儀包含：凹面鏡組，具有至少一第一凹面部分及至少一第二凹面部分相對地位於中心軸線的兩側，且朝向中心軸線及預設焦點的一面凹入，其中，該中心軸線通過該預設焦點，且使用該反射式聚光干涉儀時，預設為光線基於該中心軸線平行地入射入該反射式聚光干涉儀；凸面鏡，於中心軸線上設置於凹面鏡組與預設焦點之間，且背向預設焦點凸出；以及分光元件，與中心軸線垂直交叉地設置於凸面鏡背向預設焦點之一側。
對照先前技術之功效
依據本發明之各實施例所提供之反射式聚光干涉儀，可進行聚焦並可產生干涉訊號，且同時減少或避免了色散問題。因此，根據本發明之各實施例所提供之反射式聚光干涉儀可應用於任何需要同時進行聚焦及產生干涉訊號的光學處理或分析過程，亦可與任何相關裝置搭配以實現更進一步的光學處理或分析能力。
下文中將描述各種實施例，且所屬技術領域中具有通常知識者在參照說明搭配圖式下，應可輕易理解本發明之精神與原則。然而，雖然在文中會具體說明一些特定實施例，這些實施例僅作為例示性，且於各方面而言皆非視為限制性或窮盡性意義。因此，對於所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不脫離本發明之精神與原則下，對於本發明之各種變化及修改應為顯而易見且可輕易達成的。
參照圖1， 根據本發明之一實施例，反射式聚光干涉儀10可具有包含凹面鏡組100、凸面鏡200、分光元件300及反射元件400之光學架構。承上，基於此光學架構，反射式聚光干涉儀10可用於將入射的光聚焦於預設焦點F上，從而實現反射式聚光干涉儀10的聚焦功能。另外，為了產生入射光，在本實施例中，反射式聚光干涉儀10亦可進一步包含一光源25。例如，反射式聚光干涉儀10可包含光處理模組50，且光處理模組50至少包含光源25以產生入射光射至包含凹面鏡組100、凸面鏡200、分光元件300及反射元件400之光學架構中。然而，上述僅為示例，且根據本發明之一些實施例，反射式聚光干涉儀10亦可不包含光源25，且反射式聚光干涉儀10可另外搭配具有光源25的其他裝置、或產生入射光的手段，從而實現將光聚焦於預設焦點F上的功能。另外，光處理模組50可僅包含光源25，或亦可能包含其他組件或裝置，例如光分析儀器等，且本發明不限於此。
承上所述，根據本實施例，光源25或其他發光手段或儀器可發射光線，使光線預設基於一中心軸線C平行地入射入反射式聚光干涉儀10，且該中心軸線C通過該預設焦點F。藉此，平行於中心軸線C入射的光可被反射式聚光干涉儀10正確地導引，從而實現聚焦於中心軸線C上之預設焦點F的功能。進一步，自光源25發射的光亦可一開始並未平行於中心軸線C，而是被導引經過其他路徑甚至經過其他組件如光學元件後，於入射至包含凹面鏡組100、凸面鏡200、分光元件300及反射元件400之光學架構前才平行於中心軸線C。另外，根據本發明之一些實施例，光線亦可能不平行於中心軸線C入射，而是有些許偏差而大致沿著中心軸線C入射。本發明所屬技術領域中具有通常技術者，應可在審視整篇說明書下，理解光線入射之原則及可能的變化及誤差。
接下來，將繼續參照圖1來詳細說明根據本實施例的反射式聚光干涉儀10。承上，於本實施例中，凹面鏡組100可具有至少一第一凹面部分110及至少一第二凹面部分120相對地位於中心軸線C的兩側，且朝向中心軸線C及預設焦點F的一面凹入。例如，第一凹面部分110可具有朝向中心軸線C及預設焦點F的第一凹面115，且第二凹面部份120可具有朝向中心軸線C及預設焦點F的第二凹面125。根據一些實施例，上述之凹面鏡組100可為整體一體成形環型的凹面鏡，使得如圖1所示之剖面示意圖中所截取之凹面鏡組100分為第一凹面部分110及第二凹面部分120相對地位於中心軸線C的兩側。在此情況下，第一凹面115與第二凹面125實質上可為同一表面。然而，根據另一些實施例，上述之凹面鏡組100可包含成對而分隔的第一凹面部分110及第二凹面部分120，且第一凹面部分110及第二凹面部分120相對地位於中心軸線C的兩側。在此情況下，第一凹面115與第二凹面125實質上可為分隔的不同表面。另外，當凹面鏡組100可包含成對而分隔的第一凹面部分110及第二凹面部分120時，可設置有一或多對的第一凹面部分110及第二凹面部分120。
根據一些實施例，第一凹面部分110及第二凹面部分120可相對於中心軸線C對稱地設置於中心軸線C的兩側。然而，若可達到如下文中詳述的光徑導引，其他實施例亦可相對於中心軸線C不對稱地設置第一凹面部分110及第二凹面部分120，且本發明不限於此。
承上，繼續參照圖1，在凹面鏡組100與預設焦點F之間，可於中心軸線C上設置一凸面鏡200。所述凸面鏡200可背向預設焦點F凸出。例如，凸面鏡200可具有凸面205沿著中心軸線C背向預設焦點F而朝向凹面鏡組100凸出。
根據一些實施例，凸面鏡200可相對於中心軸線C對稱地設置於中心軸線C上。然而，若可達到如下文中詳述的光徑導引，於其他實施例中亦可相對於中心軸線C不對稱地設置凸面鏡200，且本發明不限於此。
另外，分光元件300可與中心軸線C垂直交叉地設置於凸面鏡200與預設焦點F之間。亦即，分光元件300可與中心軸線C垂直交叉地設置於凸面鏡200背向凹面鏡組100之一側。在此，分光元件300可為將光線一部分反射一部分透射，或藉由任何方式將通過的光線分為不同方向射出的光學組件，且可應用任何技術或組件來實現分光。例如，可使用習知的分光元件，且在一些實施例中，亦可使用雙狹縫等光學原理來實現分光，且本發明不限於此。
根據本實施例，反射式聚光干涉儀10進一步具有一反射元件400設置於分光元件300與凸面鏡200之間。舉例而言，反射元件400可直接設置連接於凸面鏡200背向凹面鏡組100之側面上，或者是反射元件400可與凸面鏡200背向凹面鏡組100之側面相隔而設置於分光元件300與凸面鏡200之間。承上，圖1所具體繪示之態樣僅為示例，且本發明不限於此。
進一步，根據一些實施例，為了調整所需之光學路徑，分光元件300相對於凸面鏡200之距離係為可調整的。
在一些實施例中，反射元件400可為金屬鏡。然而，在可實現反射效果下，本發明用於反射元件400之材料及結構不限於此。
下文中，參照圖2A至圖3，將進一步說明根據本實施例的反射式聚光干涉儀10進行聚焦及干涉的運作。
承上，參照圖2A，一入射光B1可平行於中心軸線C自凸面鏡200背向分光元件300的一側射向凸面鏡200。例如，入射光B1可藉由光源25發出而射向凸面鏡200之凸面205。承上，入射光B1可被凸面鏡200反射，並射向第一凹面部分110或第二凹面部分120再被反射。例如，在此實施例中，入射光B1係依序藉由凸面鏡200、以及第一凹面部分110所反射。藉此，入射光B1可被導引而朝向預設焦點F前進。
接著，請參照圖2B，向預設焦點F前進之入射光B1會先射向位於凸面鏡200與預設焦點F之間的分光元件300。承上，在經過分光元件300時，入射光B1可藉由分光元件300分為透射朝向預設焦點F的檢測光BD、及反射朝向反射元件400之參考光BR。詳細而言，入射光B1可於分光元件300之第一位點P1分開。承上所述，分光後，檢測光BD會繼續前進而抵達預設焦點F，從而實現反射式聚光干涉儀10聚焦之功能。在應用上，可於預設焦點F上設置需要光線聚焦來作動的對象，或需要光線聚焦來探測的對象。具體言之，根據本發明，可將反射式聚光干涉儀10應用於作動或探測放置於預設焦點F上的特定對象(如待探測樣本)。如上所述，若預設焦點F上設置有特定對象(如待探測樣本)，則檢測光BD則可進一步被特定對象(如待探測樣本)反射。
另外，與此同時，分光後，參考光BR會射向反射元件400，且被反射元件400所反射。因此，於預設焦點F反射之檢測光BD 、以及射向並於反射元件400反射之參考光BR可再次射回分光元件300。承上，可設計配置，例如對稱地設計配置光學架構中的各組件，使得檢測光BD與參考光BR射回分光元件300的點可交匯。例如，若檢測光BD及參考光BR係於分光元件300之第一位點P1上分光，則後續射向並於預設焦點F反射之檢測光BD、以及射向並於反射元件400反射之參考光BR，可於與第一位點P1基於中心軸線C對稱之分光元件300之第二位點P2上會合。亦即，根據本實施例，入射光B1可分光為檢測光BD及參考光BR，且可分別經特定對象及反射元件400反射後再度會合。此時，連同圖2B參照圖2C，自預設焦點F反射並透射過分光元件300之檢測光BD、以及自反射元件400反射並再被分光元件300反射之參考光BR可會合為一出射光B2，並背向預設焦點F出射。
上述檢測光BD與參考光BR會合之過程，可產生光學干涉。例如，分光後尚未會合的檢測光BD經過的檢測光徑可為如圖2B及圖2C所示之距離L1及距離L2的總和，且分光後尚未會合的參考光BR經過的參考光徑可為如圖2B及圖2C所示之距離L1’及距離L2’的總和。承上，基於檢測光徑與參考光徑之光程差異，檢測光BD與參考光BR會合時，可產生對應的光學干涉效果。因此，可基於預期達成的光學干涉效果來設計檢測光徑與參考光徑之光程差異。
舉例而言，為了達成建設性干涉，可設計使得檢測光徑(距離L1+距離L2)等於參考光徑(距離L1’+距離L2’)。例如，可使距離L1等於距離L1’， 距離L2等於距離L2’。亦即，檢測光徑與參考光徑實質上可相對分光元件300相互對稱。另外，在一些實施例中，距離L1、距離L1’、 距離L2及距離L2’可實質上相等，但本發明不限於此。
進一步，為了達成建設性干涉，亦可設計使得檢測光徑(距離L1+距離L2)與參考光徑(距離L1’+距離L2’)之光程差異為入射光B1之各波長光的一半波長的公倍數。具體而言，假設入射光B1具有第一波長光及第二波長光，且第一波長光之波長為λ 1，第二波長光之波長為λ 2，而檢測光徑與該參考光徑具有一光程差異d，則可使得下列方程式1被滿足。 方程式1 |(L1+L2) - (L1’+L2’)| = d = m×1/2λ 1=n×1/2λ 2其中，m及n為獨立的一整數。
承上所述，可根據需求設計光程差異(d)等於第一波長光之一半波長(1/2λ 1)及第二波長光之一半波長(1/2λ 2)的公倍數(m倍、n倍)，以使得分光後再會合的檢測光BD及參考光BR中第一波長光與第二波長光不會產生色散，並可產生預期的建設性干涉。然而，上述僅為示例，且本發明不限於此。例如，亦可設計使得根據本發明產生破壞性干涉，或者是入射光B1可具有更多種不同的波長光。承上，所屬技術領域中具有通常知識者，應可自上述說明中理解本發明之原則，且從而進行相對應的調整和變化。
繼續參照圖2C，會合並產生相對應光學干涉的出射光B2可背向預設焦點F出射，並再依序經由第二凹面部分120、以及凸面鏡200反射。承上，最終經由凸面鏡200反射，而逆向於入射光B1出射的出射光B2可視需求進行處理或分析。例如，可搭配光處理模組50中進一步設置的其他光學分析儀器，來進一步分析帶有特定對象(如待探測樣本)資訊的出射光B2，以解讀設置於預設焦點F上之特定對象(如待探測樣本)之性質。另外，為了使入射光B1及出射光B2可分開，亦可於反射式聚光干涉儀10的光線出入口處加裝循環器 (circulator)，來分開入射光B1和出射光B2。藉此，可例如使出射光B2更精確地傳遞至光學分析儀器或光學處理儀器，以便進行檢測分析或處理。承上，光處理模組50可為搭配反射式聚光干涉儀10，可應用於處理或分析入射光B1及/或出射光B2之任何組件或儀器，且本發明不限於上述所具體陳述的示例。
上述參照圖2A至圖2C所詳述的光學路徑可類似地套用於其他入射光B1平行於中心軸線C射向凸面鏡200之光學路徑。例如，參照圖2D，入射光B1亦可相對於圖2A基於中心軸線C對稱地經由類似的光學路徑被聚焦且產生干涉效果。亦即，在此實施例中，入射光B1可被凸面鏡200反射、再被第二凹面鏡120(而非第一凹面鏡110)反射，經過中間聚焦及干涉的路徑後，最後再由第一凹面鏡110(而非第二凹面鏡120)反射，再被凸面鏡200反射回來。
進一步，參照圖3，若同時依據圖2A所示及圖2D所示，相對於中心軸線C對稱且平行地入射多道或整合而具較大截面積的入射光B1，則可使得所產生的出射光B2之訊號更強。承上，所屬技術領域中具有通常知識者，應可自上述說明中理解本發明之原則，並可從而調整需要的入射光B1之數量或截面積，且在此將不再贅述。
另外，參照圖4，其中示出圖3之分光元件300之區塊R的放大示意圖。根據一實施例，分光元件300朝向凸面鏡200可具有一第一側面S1，而背向凸面鏡200可具有一第二側面S2，且第一側面S1之內表面S11、第二側面S2之內表面S21、第二側面S2之外表面S22或其組合上可進一步覆蓋有抗反射膜500或抗反射塗層500’。因此，可減少或避免光線在分光元件300內部無意義的反射，或檢測光BD於預設焦點F反射後無法透射穿過分光元件300的訊號損失。然而，本發明不限於此，且依據需求例如分光元件300之分光能力之調整，亦可於第一側面S1之外表面S12上覆蓋有抗反射膜500或抗反射塗層500’。
在應用本實施例之反射式聚光干涉儀10時，可將其設置於空氣中。然而，除了設置於空氣中，依據所需的透射率等之需求，亦可將反射式聚光干涉儀10設置於空氣以外的介質中。例如，液體，如油中。承上，所屬技術領域中具有通常知識者，應可輕易地依據需求應用本發明之反射式聚光干涉儀10於不同介質中以便進行操作，且本發明之實施例不限於此所具體陳述的態樣。
承上所述，根據本實施例，反射式聚光干涉儀10可實現聚焦及產生干涉訊號的功能，並可減少或避免色散的產生。進一步，由於可輕易地調整使得檢測光徑(距離L1+距離L2)等於參考光徑(距離L1’+距離L2’)，故可較為輕易地實現所需的光學干涉。因此，可應用於包含許多不同波長光的寬頻光來實現聚焦及產生干涉訊號的功能，並可減少或避免色散的產生。
接下來，下文中將另外參照圖5來說明根據本發明之另一實施例的反射式聚光干涉儀20。其中，將主要闡述與上述反射式聚光干涉儀10不同的差異點，且與上述反射式聚光干涉儀10類似或相同的細節將予以省略或簡單帶過。
承上，參照圖5，根據本實施例之用於聚焦於預設焦點F之反射式聚光干涉儀20，包含：用於發射光線預設基於中心軸線C平行地入射入反射式聚光干涉儀20之光源25(選擇性設置)；具有至少一第一凹面部分110及至少一第二凹面部分120相對地位於中心軸線C的兩側，且朝向中心軸線C及預設焦點F的一面凹入之凹面鏡組100；於中心軸線C上設置於凹面鏡組100與預設焦點F之間，且背向預設焦點F凸出之凸面鏡200；以及分光元件300。其中，根據本實施例之分光元件300係與中心軸線C垂直交叉地設置於凸面鏡200背向預設焦點F之一側。亦即，根據本實施例之分光元件300並非設置於凸面鏡200與預設焦點F之間，而是設置於凸面鏡200之凸面205之一側。因此，任何入射之光在射向凸面鏡200之前即發生分光。
具體而言，參照圖6A，當光源25發射入射光M1，且使入射光M1平行於中心軸線C自凸面鏡200朝向分光元件300的一側射向凸面鏡200時，入射光M1會在經過分光元件300時藉由分光元件300分為透射的檢測光MD、及反射的參考光MR。承上，檢測光MD可依序經由凸面鏡200、以及第一凹面部分110所反射而射向預設焦點F。因此，可實現聚焦的功能。接著，若於預設焦點F上設置有特定對象(如待探測樣本)，檢測光MD可於預設焦點F反射，且於預設焦點F反射之檢測光MD會再依序經由第二凹面部分120、以及凸面鏡200所反射，並透射穿過分光元件300。
另外，上述參照圖6A所詳述的光學路徑可類似地套用於其他入射光M1平行於中心軸線C射向凸面鏡200之光學路徑。例如，參照圖6B，入射光M1亦可相對於圖6A基於中心軸線C對稱地經由類似的光學路徑被聚焦。亦即，在此實施例中，入射光M1可被凸面鏡200反射、再被第二凹面鏡120 (而非第一凹面鏡110)反射，經過中間聚焦的路徑後，最後再由第一凹面鏡110 (而非第二凹面鏡120)反射，再被凸面鏡200反射回來。
進一步，參照圖7，若同時依據圖6A所示及圖6B所示，相對於中心軸線C對稱且平行地入射多道或整合而具較大截面積的入射光M1，則可使得所產生的出射光M2之訊號更強。承上，所屬技術領域中具有通常知識者，應可自上述說明中理解本發明之原則，並可從而調整需要的入射光M1之數量或截面積，且在此將不再贅述。
在此，類似於上述如圖1至圖4所述的實施例，出射光M2可為檢測光MD與參考光MR會合且產生光學干涉的光。在此實施例中，檢測光MD自離開分光元件300至回到分光元件300為止所經過的檢測光徑為距離L3、距離L4、距離L5、距離L6、距離L7、距離L8之總和。此總和即為透射的檢測光MD、及反射的參考光MR之光程差異。因此，類似於上述參照圖1至圖4所述的實施例，為了達成預期的光學干涉效果，可基於預期達成的光學干涉效果來設計光程差異。
例如，為了達成建設性干涉，可設計使得檢測光徑(距離L3+距離L4+距離L5+距離L6+距離L7+距離L8)為入射光M1之各波長光的一半波長的公倍數。具體而言，假設入射光M1具有第一波長光及第二波長光，且第一波長光之波長為λ 1’，第二波長光之波長為λ 2’，則可使得下列方程式2被滿足。 方程式2 L3+ L4+ L5+ L6+ L7+ L8= a×1/2λ 1’ =b×1/2λ 2’ 其中，a及b為獨立的一整數。
承上所述，可根據需求設計檢測光徑等於第一波長光之一半波長(1/2λ 1’)及第二波長光之一半波長(1/2λ 2’)的公倍數(a倍、b倍)，從而產生預期的建設性干涉。然而，上述僅為示例，且本發明不限於此。例如，亦可設計使得根據本發明產生破壞性干涉，或者是入射光M1可具有更多種不同的波長光。承上，所屬技術領域中具有通常知識者，應可自上述說明中理解本發明之原則，且從而進行相對應的調整和變化。
類似於上述如圖1至圖4所述的實施例，在本實施例中，為了達成預期的光學路徑，反射式聚光干涉儀20之分光元件300相對於凸面鏡200之距離係為可調整的。或者是，反射式聚光干涉儀20可設置於空氣或液體等各種介質中。如上所述，此與上述如圖1至圖4所述的實施例之概念相同，且在此將不再重複贅述。
另外，參照圖8，其中示出圖7之分光元件300之區塊R’的放大示意圖。根據一實施例，分光元件300背向凸面鏡200可具有一第一側面S1，而朝向凸面鏡200可具有一第二側面S2，且第一側面S1之內表面S11、第二側面S2之內表面S21、第二側面S2之外表面S22或其組合上可進一步覆蓋有抗反射膜500或抗反射塗層500’。因此，可減少或避免光線在分光元件300內部無意義的反射，或檢測光MD走完聚焦光學途徑後被凸面鏡200反射卻無法透射穿過分光元件300的訊號損失。然而，本發明不限於此，且依據需求如分光元件300之分光能力之調整，亦可於第一側面S1之外表面S12上覆蓋有抗反射膜500或抗反射塗層500’。
承上所述，根據本實施例，反射式聚光干涉儀20可在無須設置反射元件400下實現聚焦及產生干涉訊號的功能，並可減少或避免色散的產生。
綜上所述，根據本發明之各實施例之反射式聚光干涉儀，可在實現聚焦及產生干涉訊號下，減少或避免可能的色散缺陷。因此，根據本發明之各實施例之反射式聚光干涉儀可運用於需要聚焦及/或產生干涉訊號的光學過程或光學系統中。例如，可運用於測量表面形貌、表面平整度量測(roughness measurement)、光學同調斷層掃描(optical coherent tomography)、薄膜厚度測量(thin film thickness measurement)等用途，且本發明不限於此。
上文中所述僅為本發明之一些較佳實施例。應注意的是，在不脫離本發明之精神與原則下，本發明可進行各種變化及修改。所屬技術領域中具有通常知識者應明瞭的是，本發明由所附申請專利範圍所界定，且在符合本發明之意旨下，各種可能置換、組合、修飾及轉用等變化皆不超出本發明由所附申請專利範圍所界定之範疇。
10、20:反射式聚光干涉儀
25:光源
50:光處理模組
100:凹面鏡組
110:第一凹面部分
115:第一凹面
120:第二凹面部分
125:第二凹面
200:凸面鏡
205:凸面
300:分光元件
400:反射元件
500:抗反射膜
500’:抗反射塗層
C:中心軸線
F:預設焦點
B1:入射光
B2:出射光
BD:檢測光
BR:參考光
P1:第一位點
P2:第二位點
M1:入射光
M2:出射光
MD:檢測光
MR:參考光
L1、L1’、L2、L2’:距離
L3、L4、L5、L6、L7、L8:距離
R、R’:區塊
S1:第一側面
S2:第二側面
S11、S21:內表面
S12、S22:外表面
圖1係為根據本發明之一實施例之反射式聚光干涉儀之示意圖。
圖2A至圖3係為根據本發明之一實施例之反射式聚光干涉儀進行聚焦及/或干涉之示意圖。
圖4係為根據本發明之一實施例之反射式聚光干涉儀之分光元件上所覆蓋之抗反射膜或抗反射塗層之放大示意圖。
圖5係為根據本發明之又一實施例之反射式聚光干涉儀之示意圖。
圖6A至圖7係為根據本發明之又一實施例之反射式聚光干涉儀進行聚焦及/或干涉之示意圖。
圖8係為根據本發明之又一實施例之反射式聚光干涉儀之分光元件上所覆蓋之抗反射膜或抗反射塗層之放大示意圖。
無
10:反射式聚光干涉儀
25:光源
50:光處理模組
100:凹面鏡組
110:第一凹面部分
115:第一凹面
120:第二凹面部分
125:第二凹面
200:凸面鏡
205:凸面
300:分光元件
400:反射元件
C:中心軸線
F:預設焦點

Claims (14)

  1. 一種用於聚焦於預設焦點的反射式聚光干涉儀，包含：一凹面鏡組，具有至少一第一凹面部分及至少一第二凹面部分相對地位於一中心軸線的兩側，且朝向該中心軸線及該預設焦點的一面凹入，其中，該中心軸線通過該預設焦點，且使用該反射式聚光干涉儀時，預設為光線基於該中心軸線平行地入射入該反射式聚光干涉儀；一凸面鏡，於該中心軸線上設置於該凹面鏡組與該預設焦點之間，且背向該預設焦點凸出；一分光元件，與該中心軸線垂直交叉地設置於該凸面鏡與該預設焦點之間；以及一反射元件，設置於該分光元件與該凸面鏡之間。
  2. 如請求項1所述之反射式聚光干涉儀，其中，該凸面鏡係相對於該中心軸線對稱地設置於該中心軸線上，且該第一凹面部分及該第二凹面部分係相對於該中心軸線對稱地設置於該中心軸線的兩側。
  3. 如請求項1所述之反射式聚光干涉儀，其中，該分光元件相對於該凸面鏡之距離係為可調整的。
  4. 如請求項1所述之反射式聚光干涉儀，其中，該分光元件朝向該凸面鏡具有一第一側面，背向該凸面鏡具有一第二側面，且該第一側面之內表面、該第二側面之內表面、該第二側面之外表面或其組合上進一步覆蓋有抗反射膜或抗反射塗層。
  5. 如請求項1所述之反射式聚光干涉儀，其中該反射式聚光干涉儀設置於空氣以外的介質中。
  6. 一種用於聚焦於預設焦點的反射式聚光干涉儀，包含： 一凹面鏡組，具有至少一第一凹面部分及至少一第二凹面部分相對地位於一中心軸線的兩側，且朝向該中心軸線的一面凹入；一凸面鏡，設置於該中心軸線上，且朝向該凹面鏡組凸出；一分光元件，與該中心軸線垂直交叉地設置於該凸面鏡背向該凹面鏡組之一側；以及一反射元件，設置於該分光元件與該凸面鏡之間，其中，當一入射光平行於該中心軸線自該凸面鏡背向該分光元件的一側射向該凸面鏡時，該入射光會依序藉由該凸面鏡、以及該第一凹面部分或該第二凹面部分所反射而朝向該預設焦點，並在經過該分光元件時藉由該分光元件分為透射朝向該預設焦點的一檢測光及反射朝向該反射元件之一參考光，且其中，若該檢測光及該參考光係於該分光元件之一第一位點上分光，則後續射向並於該預設焦點反射之該檢測光、以及射向並於該反射元件反射之該參考光，會於與該第一位點基於該中心軸線對稱之該分光元件之一第二位點上會合為一出射光背向該預設焦點出射，並再依序經由該第二凹面部分或該第一凹面部分、以及該凸面鏡反射。
  7. 如請求項6所述之反射式聚光干涉儀，其中，分光後尚未會合的該檢測光及該參考光分別經過的光徑為一檢測光徑及一參考光徑，則該檢測光徑之光程距離等於該參考光徑之光程距離。
  8. 如請求項6所述之反射式聚光干涉儀，其中，該入射光具有一第一波長光及一第二波長光，且分光後尚未會合的該檢測光及該參考光分別經過的光徑為一檢測光徑及一參考光徑，則該檢測光徑與該參考光徑之光程差等於該第一波長光之一半波長及該第二波長光之一半波長的公倍數。
  9. 一種用於聚焦於預設焦點的反射式聚光干涉儀，包含： 一凹面鏡組，具有至少一第一凹面部分及至少一第二凹面部分相對地位於該中心軸線的兩側，且朝向該中心軸線及該預設焦點的一面凹入，其中，該中心軸線通過該預設焦點，且使用該反射式聚光干涉儀時，預設為光線基於該中心軸線平行地入射入該反射式聚光干涉儀；一凸面鏡，於該中心軸線上設置於該凹面鏡組與該預設焦點之間，且背向該預設焦點凸出；以及一分光元件，與該中心軸線垂直交叉地設置於該凸面鏡背向該預設焦點之一側。
  10. 如請求項9所述之反射式聚光干涉儀，其中，該凸面鏡係相對於該中心軸線對稱地設置於該中心軸線上，且該第一凹面部分及該第二凹面部分係相對於該中心軸線對稱地設置於該中心軸線的兩側。
  11. 如請求項9所述之反射式聚光干涉儀，其中，該分光元件相對於該凸面鏡之距離係為可調整的。
  12. 如請求項9所述之反射式聚光干涉儀，其中，該分光元件背向該凸面鏡具有一第一側面，朝向該凸面鏡具有一第二側面，且該第一側面之內表面、該第二側面之內表面、該第二側面之外表面或其組合上進一步覆蓋有抗反射膜或抗反射塗層。
  13. 如請求項9所述之反射式聚光干涉儀，其中該反射式聚光干涉儀設置於空氣以外的介質中。
  14. 如請求項9所述之反射式聚光干涉儀，其中，當一入射光平行於該中心軸線自該凸面鏡朝向該分光元件的一側射向該凸面鏡時，該入射光會在經過該分光元件時藉由該分光元件分為透射的一檢測光及反射的一參考光，該檢測光依序經由該凸面鏡、以及該第一凹面部分或該第二凹面部分所反射而射向該預設焦點，再於該預設焦點反射，且 於該預設焦點反射之該檢測光再依序經由該第二凹面部分或該第一凹面部分、以及該凸面鏡所反射，並透射穿過該分光元件而為一出射光，其中，該入射光具有一第一波長光及一第二波長光，且該檢測光自離開該分光元件至回到該分光元件為止具有一檢測光徑，該檢測光徑等於該第一波長光之一半波長及該第二波長光之一半波長的公倍數。
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