JPH02205755A - 複屈折測定装置及び方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複屈折測定装置及び方法に関する。

［従来の技術］ 従来、例えば光磁気ディスクの製造過程では、該ディス
クの評価項目である信号対雑音比（ＳＮ比）を劣化させ
る因子としての複屈折値を低減させる必要があり、該複
屈折値の測定方法を確立することが望まれている。

ここで、複屈折値としては、複屈折部材表面に垂直に入
射する光線についての面内複屈折値と、複屈折部材表面
に斜め入射する光線についての厚み方向複屈折値とがあ
る。

従来の面内複屈折値の測定方法は、セナルモン法といわ
れ、以下の如くであ、先ずコリメートされたレーザー光
を偏光板に透過させ、該偏光板の偏光方向と同方向の直
線偏光を作る０次にディスクの光軸に対して４５度で直
線偏光を透過させる。

この時、直線偏光はディスクの複屈折の影響を受けて楕
円偏光になるが、この時の楕円偏光の偏波面は回転しな
い。然し次にこの楕円偏光を１７４波長板に透過させる
と偏波面が回転し再び直線偏光になる。この回転角は複
屈折の大きさによって変化し、複屈折が大きいほど回転
角も大きくなる。

従って、光線を複屈折部材の表面に垂直に入射させ、検
光子で回転角を測定することにより、面内複屈折値が測
定できる。

又、従来の厚み方向複屈折値の測定方法は、複屈折部材
の表面の法線に対し一定の角度で傾けた光線を一周にわ
たり入射せしめ、それによって得られる複屈折値の最大
値と最小値をその入射角度とともに複雑なリタデーショ
ン計算式に代入することにて厚み方向複屈折値を測定で
きることとしている。

［発明が解決しようとする課１！ｌ！］然しなから、上
記従来のセナルモン法による面内複屈折値の測定方法に
ありては下記■〜■の問題点がある。

■複屈折部材の各測定点について検光子を回転する必要
があり、複雑な装置が必要であり、測定時間も長い。

■検光子にて測定する直線偏光の光量分布を増幅して明
瞭化するものであるため、測定誤差を生じ易い。

■複屈折部材の多数の測定点について、短時間に測定完
了するのに困難がある。

又、上記従来のリタデーション計算式を用いる厚み方向
複屈折値の測定方法にあっては下記■、■の問題点があ
る。

■斜め入射における複屈折値を多量に測定し、更に複雑
な計算作業が必要であり、測定時間が長い。

■複屈折部材の多数の測定点について、短時間に測定完
了するのに困難がある。

又、上記従来のセナルモン法による測定方法、及びリタ
デーション計算式を用いる測定方法の何れにあっても、
１回の測定動作により面内複屈折値と厚み方向複屈折値
の両者を同時に測定することはできない。

本発明は、単純な装置を用いて、短時間に、かつ高精度
に、複屈折部材の複屈折値を測定することを目的とする
。

又、本発明は、１回の測定動作により面内複屈折値と厚
み方向複屈折値の両者を同時に測定することを目的とす
る。

又、本発明は、複屈折部材の多点の複屈折値を短時間に
測定することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明の複屈折測定装置は、偏光方向
を直交状態に設定した第１偏光板と第２偏光板との間に
複屈折部材を装入でき、放射状で光量分布の等しい光線
束を、第１偏光板から第２偏光板に向けて入射させ、か
つ複屈折部材に沿う特定方向に相対移動させ、上記放射
状光線束を構成する光線の上記複屈折部材のある測定点
に対する入射角毎の、それら光線の第２偏光板を透過し
た後の光量を測定できる光学系を有して構成されるよう
にしたものである。

請求項２に記載の本発明は、偏光方向を直交状態に設定
した第１偏光板と第２偏光板との間に複屈折部材を装入
でき、放射状で光量分布の等しい光線束を、第１偏光板
から第２偏光板に向けて入射させ、かつ複屈折部材に沿
う特定方向に相対移動させ、上記放射状光線束を構成す
る光線の上記複屈折部材のある測定点に対する入射角毎
の、それら光線の第２偏光板を透過した後の光量を測定
できる光学系を構成し、上記光学系における上記入射角
毎の上記光量測定値と複屈折値との相関関係を予め定め
、今回測定対象としての複屈折部材を装入した上記光学
系にて測定された該複屈折部材のある測定点についての
上記入射角毎の上記光量測定値と上記相関関係とから該
複屈折部材の該測定点についての複屈折値を求めるよう
にしたものである。

請求項３に記載の本発明は、前記光学系において予め定
められる入射角毎の光量測定値と複屈折値との相関関係
を面内複屈折値及び厚み方向複屈折値をパラメータとし
て定め、今回測定対象としての複屈折部材を装入した上
記光学系にて測定された該複屈折部材のある測定点につ
いての上記入射角毎の上記光量測定値と上記相関関係と
から該複屈折部材の該測定点についての面内複屈折値及
び厚み方向複屈折値を求めるようにしたものである。

請求項４に記載の本発明は、前記放射状の光線束と前記
複屈折部材の両者をともに移動し、かつそれらの移動方
向を相互に直交する方向とするようにしたものである。

［作用］ 請求項１．２に記載の本発明によれば、下記■、■の作
用効果がある。

■光源と第１及び第２偏光板と受光装置を有して構成さ
れる光学系を用い、放射状の光線束を第１偏光板から入
射し、この光線束を構成する光線の複屈折部材のある測
定点に対する入射角毎に、それら光線の第２偏光板を透
過した後の光量を測定するのみの単純な操作にて複屈折
部材の複屈折値を測定できる。従って、単純な装置を用
いて、短時間に複屈折値を測定できる。

■光量の測定により複屈折値を求めるものであるから、
光量分布を測定するセナルモン法に比して、高精度に複
屈折値を測定できる。

請求項３に記載の本発明によれば、下記■の作用効果が
ある。

■入射角毎の光量測定値と複屈折値との相関関係を面内
複屈折値及び厚み方向複屈折値をパラメータとして定め
たから、今回測定結果である入射角毎の測定光量分布が
適合することとなるパラメータを検索することにより、
１回の測定動作により面内複屈折値と厚み方向複屈折値
の両者を同時に測定できる。

請求項４に記載の本発明によれば、下記■の作用効果が
ある。

■放射状の光線束を入射させた複屈折部材の各測定点に
ついての複屈折値或いは回内複屈折値及び厚み方向複屈
折値の測定を、相互に直交する、該光線束の移動経路及
び該複屈折部材の移動経路の双方に定まる複数の測定点
について順次進行せしめ、複屈折部材の面内の多点（例
えば光磁気ディスクの半径方向及び周方向の多点）の複
屈折値或いは面内複屈折値及び厚み方向複屈折値を短時
間に測定できる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図は本発
明の原理を示す模式図、第３図は本発明における測定光
量と複屈折値との関係を示す線図である。

先ず、本発明成立の原理について第２図（Ａ）、（Ｂ）
、（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。

第２図（Ａ）に示す如く、第１と第２の１組の偏光板１
．２の偏光方向ＩＡ、２Ａを互いに直交状態に設定し、
コリメートされた光線を第１偏光板１から第２偏光板２
に向けて垂直に入射させる。この時、上記第１偏光板１
への入射光は自然光のように多方向に振動しており、第
１偏光板１で偏光されて直線偏光３を生ずるが、この直
線偏光３は第２偏光板２を透過しない。

然るに、第２図（Ｂ）に示す如く、第１偏光板１と第２
偏光板２の間に複屈折部材４を挿入すると、第１偏光板
１で偏光された直線偏光３が複屈折部材４を透過し楕円
偏光５となり、更に楕円偏光５の一部は第２ｉｉ光板２
を透過して漏れ光６となる。この漏れ光６の光量は複屈
折部材４の複屈折値の大きさによって変化し、その複屈
折値が大きくなるほど大きくなる。

更に、複屈折部材４の表面に対する入射光が、垂直方向
から入射するより斜めから入射する方が漏れ光６の光量
及び複屈折部材４の複屈折値は大きくなり、又その入射
角度が大きくなるほど漏れ光６の光量及び複屈折部材４
の複屈折値は大きくなる（第２図（Ｃ）参照）、この入
射角度の違いによる複屈折値の変化は面内複屈折値と厚
み方向複屈折値により決定される。

即ち、本発明にあっては、第２図（Ｃ）に示す如くの凹
レンズ７を光源として用いて、放射状で光量分布の等し
い光線束を、複屈折部材４に沿う特定方向に相対移動さ
せ、該放射状光線束な構成する各光線の上記複屈折部材
４に対する入射角度を相互に異ならせ、それら入射角の
異なる各光線に対応する漏れ光６の光量変化を複屈折部
材４の各測定点についてメモリする。この結果として、
第２図（Ｄ）に示す如く該複屈折部材４のある測定点に
おいて、上記各光線に対応する漏れ光６の光量変化を読
み取ることができ、ひいては入射角毎の複屈折値、並び
に面内複屈折値及び厚み方向複屈折値を測定できること
となる。

即ち、請求項２に記載の本発明における如く、（１）上
記偏光板１．２からなる光学系における上記入射角毎の
上記漏れ光６の光量測定値と複屈折値との相関関係を予
め定めておけば、今回測定対象としての複屈折部材４を
装入した上記光学系にて測定された該複屈折部材４のあ
る測定点についての上記入射角毎の光量測定値と上記相
関関係とから該複屈折部材４の該測定点についての入射
角毎の複屈折値を求めることができる。

又、請求項３に記載の本発明における如く、（２）上記
光学系において予め定められる入射角毎の光量測定値と
複屈折値との相関関係を面内複屈折値及び厚み方向複屈
折値をパラメータとして定め、今回複屈折部材４を装入
した上記光学系にて測定された該複屈折部材４のある測
定点についての上記入射角毎の光量測定値と上記相関関
係とから該複屈折部材４の該測定点についての面内複屈
折値及び厚み方向複屈折値を求めることができる。

次に、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図において、１０は複屈折測定装置、１は第１の偏
光板、２は第２の偏光板、４は光ディスク等の複屈折部
材、７は光源としての凹レンズ、１２は受光装置を構成
するラインＣＣＤ等の光電変換素子列、１３は回転軸、
１４はチャック、１５はモータ、１６は入射光線束、１
７は回転ミラー　１８は補正プリズムである。

複屈折測定装置１０は、偏光方向を直交状態に設定した
第１偏光板１と第２偏光板２との間に複屈折部材４を装
入でき、凹レンズ７にて生成せしめられる放射状で光量
分布の等しい光線束を、第１偏光板１から第２偏光板２
に向けて入射させ、かつ複屈折部材４に沿う特定方向に
相対移動させ、上記放射状光線束を構成する光線の上記
複屈折部材４のある測定点に対する入射角毎の、それら
光線の第２偏光板２を透過した後の光量を光電変換素子
列１２にて測定できる。

更に、複屈折測定装置１０は、複屈折部材４に沿う特定
方向（例えば光磁気ディスクの同一半径方向）に複数の
凹レンズ７を連続配置するとともに、回転ミラー１７の
回転によって入射光路を隣接する凹レンズ７の側に切換
えられた入射光線束１６を更に補正プリズム１８にて該
凹レンズ７に垂直入射せしめることにて、該凹レンズ７
にて生成される放射状の光線束を複屈折部材４に沿う上
記特定方向に相対移動せしめ、該光線束を複屈折部材４
の隣接する測定点毎に順次移動せしめる。

この時、光電変換素子列１２を構成する各光電変換素子
を連続配置された全凹レンズ７のそれぞれに対応するよ
うに一列に配置しており、上記放射状の光線束を構成す
る光線の前記入射角毎に、それら光線の第２偏光板２を
透過した後の光量を該光電変換素子列１２により該複屈
折部材４の各測定点毎に測定してメモリする。この結果
として、複屈折測定装置１０は、前述の第２図（Ｄ）に
示す如く、該複屈折部材４のある測定点において、前述
の放射状光線束な構成した各光線に対応する漏れ光６の
光量変化を読み取ることができ、ひいては入射角毎の複
屈折値、並びに面内複屈折値及び厚み方向複屈折値を測
定できる。

この時、複屈折測定装置１０にあっては、上記偏光板１
．２、凹レンズ７、光電変換素子列１２から構成される
上記光学系における上記入射角毎の上記光量測定値と複
屈折値との相関関係を予め例えば第３図に示す如く定め
である。更に、この相関関係を面内複屈折値及び厚み方
向複屈折値のパラメータとして定める。第３図に示され
る相関関係は、面内複屈折値Δｎ　、ｙ＝　２３ｎｍ、
厚み方向複屈折値Δｎ　、　＝　３５４ｎｓをパラメー
タとするものである。

尚、この相関関係は、従来の例えばセナルモン法の如き
複屈折測定方法を用いてその入射角毎の複屈折値、並び
に面内複屈折値及び厚み方向複屈折値が既知となってい
る複屈折部材を第１偏光板１と第２偏光板２の間に装入
し、その時に各入射角毎に第２偏光板２を透過した漏れ
光６（第２図参照）の光量な光電変換素子列１２により
測定することにて定められる。この時、光電変換素子列
１２は受光した光量な光電変換し、これを電圧表示する
。光電変換素子列１２の出力電圧が大きいほど、複屈折
値が大きいことを示す。

従って、上記複屈折測定装置ｌｏの光学系に今回測定対
象としての複屈折部材４を装入し、今回第２偏光板２を
透過したある測定点についての各入射角毎の漏れ光６の
光量を測定すれば、この光量測定値と上記第３図の相関
関係から、上記複屈折部材４の該測定点についての各入
射角毎の複屈折値、並びに面内複屈折値及び厚み方向複
屈折値を求めることができる。

又、複屈折測定装置１０は、上記複屈折部材４（例えば
光磁気ディスクの中心部）をチャック１４にて回転軸１
３に固定し、この回転軸１３をモータ１５にて回転させ
ることにより、該複屈折部材４を上記凹レンズ７の連続
配置方向に対する直角方向（例えば光磁気ディスクの周
方向）にも移動しながら、その移動方向の各点で上記光
電変換素子列１２による光量測定を繰り返す、この時、
入射光線束１６を回転ミラー１７の回転によって上記凹
レンズ７の連続配置方向に移動させる切換速度を回転軸
１３の回転速度に比し相当に高速となるように設定する
。これにより、例えば光磁気ディスクの周方向各点につ
いての複屈折値、並びに面内複屈折値及び厚み方向複屈
折値を連続的に測定できる。

尚、複屈折測定袋Ｗ１０は、上記複屈折部材４の各測定
点について得られる光量測定値のデータを該測定点の位
置（例えば光磁気ディスクの半径方向及び周方向位置）
とともにメモリし、マイコンによるデータ処理にて上述
の複屈折値、並びに面内複屈折値及び厚み方向複屈折値
を求めることができる。これにより、例えば光磁気ディ
スク全面の複屈折値、並びに面内複屈折値及び厚み方向
複屈折値を短時間に測定でき、容易に異常点を探し出す
ことができる。

次に、上記実施例の作用について説明する。

■光源としての凹レンズ７と第１及び第２偏光板１．２
と光電変換素子列１２゛を有して構成される光学系を用
い、放射状の光線束を第１偏光板１から入射し、この光
線束な構成する光線の複屈折部材４のある測定点に対す
る入射角毎に、それら光線の第２偏光板２を透過した後
の光量を測定するのみの単純な操作にて複屈折部材４の
複屈折値を測定できる。従って、単純な装置を用いて、
短時間に複屈折値を測定できる。

■光量の測定により複屈折値を求めるものであるから、
光量分布を測定するセナルモン法に比して、高精度に複
屈折値を測定できる。

■入射角毎の光量測定値と複屈折値との相関関係を面内
複屈折値及び厚み方向複屈折値をパラメータとして定め
たから、今回測定結果である入射角毎の測定光量分布が
適合することとなるバラメータを検索することにより、
１回の測定動作により面内複屈折値と厚み方向複屈折値
の両者を同時に測定できる。

■放射状の光線束を入射させた複屈折部材４の各測定点
についての複屈折値或いは面内複屈折値及び厚み方向複
屈折値の測定を、相互に直交する、該光線束の移動経路
及び該複屈折部材４の移動経路の双方に定まる複数の測
定点について順次進行せしめ、複屈折部材４の面内の多
点（例えば光磁気ディスクの半径方向及び周方向の多点
）の複屈折値或いは面内複屈折値及び厚み方向複屈折値
を短時間に測定できる。

尚、本発明の実施において、光源としては、単一波長で
出力分布が等しくかつコリメートされたものを用いる。

又、凹レンズ等で生成せしめられる放射状の光線束の放
射範囲角度は３０度とするのが望ましい、範囲を３０度
とするのは複屈折の違いが顕著であるとともに、これ以
上の範囲になると複屈折が大きくなり過ぎて測定困難と
なったり、複屈折部材的反射により求める光が正しい光
量で透過してこない等の不都合を招くためである。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、単純な装置を用いて、短
時間に、かつ高精度に、複屈折部材の複屈折値を測定す
ることができる。

又本発明によれば、１回の測定動作により面内複屈折値
と厚み方向複屈折値の両者を同時に測定することができ
る。

又本発明によれば、複屈折部材の多点の複屈折値を短時
間に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す模式図、第２図は本発
明の原理を示す模式図、第３図は本発明における測定光
量と複屈折値との関係を示す線図である。 １・・・第１偏光板、 ２・・・第２偏光板、 ４・・・複屈折部材、 ７・・・凹レンズ（光源）、 １２・・・光電変換素子列、 １３・・・回転軸、 １７・・・回転ミラー １８・・・補正プリズム・ 特許出願人　積水化学工業株式会社 代表者　　廣１）馨 第２図（Ａ） 哨２図（Ｂ） 第２図（Ｃ） 簗２図（Ｄ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏光方向を直交状態に設定した第１偏光板と第２
   偏光板との間に複屈折部材を装入でき、放射状で光量分
   布の等しい光線束を、第１偏光板から第２偏光板に向け
   て入射させ、かつ複屈折部材に沿う特定方向に相対移動
   させ、上記放射状光線束を構成する光線の上記複屈折部
   材のある測定点に対する入射角毎の、それら光線の第２
   偏光板を透過した後の光量を測定できる光学系を有して
   構成される複屈折測定装置。
2. （２）偏光方向を直交状態に設定した第１偏光板と第２
   偏光板との間に複屈折部材を装入でき、放射状で光量分
   布の等しい光線束を、第１偏光板から第２偏光板に向け
   て入射させ、かつ複屈折部材に沿う特定方向に相対移動
   させ、上記放射状光線束を構成する光線の上記複屈折部
   材のある測定点に対する入射角毎の、それら光線の第２
   偏光板を透過した後の光量を測定できる光学系を構成し
   、上記光学系における上記入射角毎の上記光量測定値と
   複屈折値との相関関係を予め定め、今回測定対象として
   の複屈折部材を装入した上記光学系にて測定された該複
   屈折部材のある測定点についての上記入射角毎の上記光
   量測定値と上記相関関係とから該複屈折部材の該測定点
   についての複屈折値を求める複屈折測定方法。
3. （３）前記光学系において予め定められる入射角毎の光
   量測定値と複屈折値との相関関係を面内複屈折値及び厚
   み方向複屈折値をパラメータとして定め、今回測定対象
   としての複屈折部材を装入した上記光学系にて測定され
   た該複屈折部材のある測定点についての上記入射角毎の
   上記光量測定値と上記相関関係とから該複屈折部材の該
   測定点についての面内複屈折値及び厚み方向複屈折値を
   求める請求項２記載の複屈折測定方法。
4. （４）前記放射状の光線束と前記複屈折部材の両者をと
   もに移動し、かつそれらの移動方向を相互に直交する方
   向とする請求項２又は３記載の複屈折測定方法。