JPH0625656B2 - 縞走査シアリング干渉測定方法 - Google Patents
縞走査シアリング干渉測定方法Info
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- JPH0625656B2 JPH0625656B2 JP60149715A JP14971585A JPH0625656B2 JP H0625656 B2 JPH0625656 B2 JP H0625656B2 JP 60149715 A JP60149715 A JP 60149715A JP 14971585 A JP14971585 A JP 14971585A JP H0625656 B2 JPH0625656 B2 JP H0625656B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- fringe scanning
- shearing interferometry
- measurement
- polarizer
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
- G01J9/0215—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods by shearing interferometric methods
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、縞走査シアリング干渉測定方法に関する。
（従来技術） 物体表面から反射した光や、レンズを透過した光の波面
形状を測定して、物体の表面形状を特定したり、あるい
はレンズの性能を調べたりする方法として、縞走査シア
リング干渉測定方式が知られている。
形状を測定して、物体の表面形状を特定したり、あるい
はレンズの性能を調べたりする方法として、縞走査シア
リング干渉測定方式が知られている。
第２図は、従来知られている、縞走査シアリング干渉測
定装置を要部のみ説明図的に示している。
定装置を要部のみ説明図的に示している。
以下、この第２図に即して縞走査シアリング干渉測定方
式について簡単に説明し、あわせて、本発明により解決
しようとする問題点につき説明する。
式について簡単に説明し、あわせて、本発明により解決
しようとする問題点につき説明する。
第２図の測定装置は、測定対象物100 の表面形状を測定
するための装置である。
するための装置である。
光源10（具体的には、He−Neレーザー等のレーザー光源
である）から出た光はコリメーターレンズ12により、適
当な径の平行光束とされてビームスプリッター14へ入射
し、左方へ反射された光成分はコンバーターレンズ16に
より、集束性の球面波に変換されて測定対象物100 に入
射し、測定対象物100 の表面で反射されると測定光とな
ってコンバーターレンズ16を逆に透過し、ビームスプリ
ッター14、リレーレンズ18を介してビームスプリッター
20に入射する。
である）から出た光はコリメーターレンズ12により、適
当な径の平行光束とされてビームスプリッター14へ入射
し、左方へ反射された光成分はコンバーターレンズ16に
より、集束性の球面波に変換されて測定対象物100 に入
射し、測定対象物100 の表面で反射されると測定光とな
ってコンバーターレンズ16を逆に透過し、ビームスプリ
ッター14、リレーレンズ18を介してビームスプリッター
20に入射する。
ビームスプリッター20に入射した測定光は２光束に分離
され、一方はコーナーキューブプリズム24へ入射し、折
り返されて、ビームスプリッター20、結像レンズ26を介
してエリアセンサー28上へ入射する。他方はコーナーキ
ューブプリズム22に入射され、折り返されたのち、ビー
ムスプリッター20、結像レンズ26を介してエリアセンサ
ー28に入射する。このようにして、エリアセンサー28に
入射する２光束は、コーナーキューブプリズム24の作用
により、進行方向に直交する方向へ微小距離ずれてい
る。
され、一方はコーナーキューブプリズム24へ入射し、折
り返されて、ビームスプリッター20、結像レンズ26を介
してエリアセンサー28上へ入射する。他方はコーナーキ
ューブプリズム22に入射され、折り返されたのち、ビー
ムスプリッター20、結像レンズ26を介してエリアセンサ
ー28に入射する。このようにして、エリアセンサー28に
入射する２光束は、コーナーキューブプリズム24の作用
により、進行方向に直交する方向へ微小距離ずれてい
る。
このように、測定光を２光束に分離し、これら２光束を
進行方向に直交する方向へずらすことを、シアと称す
る。
進行方向に直交する方向へずらすことを、シアと称す
る。
さて、エリアセンサー28に入射する２光束は、いずれ
も、結像レンズ26の作用により、エリアセンサー28上
に、測定対象物100 の表面の位置における測定光の波面
形状を再生する。上記２光束は互いに可干渉であるの
で、互いに干渉し、エリアセンサー28上に、上記波面形
状に応じた干渉縞を生ずる。コーナーキューブプリズム
22を第２図で左右方向へずらすことにより、一方の光束
の光路長を微小距離変化させ、その際の干渉縞の変化を
エリアセンサー28で読みとり、この読取データに所定の
演算を施すことにより、上記波面形状を知ることができ
る。
も、結像レンズ26の作用により、エリアセンサー28上
に、測定対象物100 の表面の位置における測定光の波面
形状を再生する。上記２光束は互いに可干渉であるの
で、互いに干渉し、エリアセンサー28上に、上記波面形
状に応じた干渉縞を生ずる。コーナーキューブプリズム
22を第２図で左右方向へずらすことにより、一方の光束
の光路長を微小距離変化させ、その際の干渉縞の変化を
エリアセンサー28で読みとり、この読取データに所定の
演算を施すことにより、上記波面形状を知ることができ
る。
上記一方の光束の光路長を変化させる操作を、縞走査と
称する。この縞走査は１周期すなわち、測定光の１波長
分にわたって行なわれる。
称する。この縞走査は１周期すなわち、測定光の１波長
分にわたって行なわれる。
このようにして知られる波面形状は、測定対象物100 の
表面形状の、球面からのずれと解釈されるものであり、
従って、この波面形状を球面で補正することにより、測
定対象物100 の表面形状を特定できる。以上が縞走査シ
アリング干渉測定方式のあらましである。
表面形状の、球面からのずれと解釈されるものであり、
従って、この波面形状を球面で補正することにより、測
定対象物100 の表面形状を特定できる。以上が縞走査シ
アリング干渉測定方式のあらましである。
ところで、縞走査シアリング干渉測定方式では、測定光
を分離して得られる２光束の間のシア量すなわち横ずれ
量や、これら２光束に与えられる光路長差は、測定精度
に大きく影響する。
を分離して得られる２光束の間のシア量すなわち横ずれ
量や、これら２光束に与えられる光路長差は、測定精度
に大きく影響する。
ところが、第２図のシアリング干渉光学系ではビームス
プリッター20で２分割された各光束が、一方はコーナー
キューブプリズム24へ、他方はコーナーキューブプリズ
ム22へと入射することにより、その光路が別個のものと
なる。そのため、この種のシアリング干渉光学系では、
シア量や光路長差に振動や空気の乱れによる変動誤差が
生じやすく、測定精度向上の妨げになっていた。
プリッター20で２分割された各光束が、一方はコーナー
キューブプリズム24へ、他方はコーナーキューブプリズ
ム22へと入射することにより、その光路が別個のものと
なる。そのため、この種のシアリング干渉光学系では、
シア量や光路長差に振動や空気の乱れによる変動誤差が
生じやすく、測定精度向上の妨げになっていた。
（目 的） 本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、
振動や空気の乱れによる、シア量や光路長差の変動誤差
の生じにくい、新規な、縞走査シアリング干渉測定方法
の提供を目的とする。
振動や空気の乱れによる、シア量や光路長差の変動誤差
の生じにくい、新規な、縞走査シアリング干渉測定方法
の提供を目的とする。
（構 成） 以下、本発明を説明する。
本発明の縞走査シアリング干渉測定方法の特徴は、以下
にのべる点にある。
にのべる点にある。
すなわち、測定光の光路上に、バビネ−ソレイユの補償
板と複屈折性偏光子とが配され、測定光は、これらバビ
ネ−ソレイユの補償板と複屈折性偏光子とを透過する。
板と複屈折性偏光子とが配され、測定光は、これらバビ
ネ−ソレイユの補償板と複屈折性偏光子とを透過する。
複屈折性偏光子は、測定光をシアする。すなわち、測定
光は複屈折性偏光子により２光束に分離され、互いに横
ずらしされる。
光は複屈折性偏光子により２光束に分離され、互いに横
ずらしされる。
また、バビネ−ソレイユの補償板により、干渉縞の、１
周期にわたる縞走査が行なわれる。
周期にわたる縞走査が行なわれる。
なお、測定光とは、すでにのべたところから明らかなよ
うに、測定対象物に関する情報を、波面形状として含ん
でいる光束をいう。
うに、測定対象物に関する情報を、波面形状として含ん
でいる光束をいう。
また、複屈折性偏光子としては、ウォラストンプリズム
やロションプリズム、あるいはADP や、KDP 等、電気光
学的効果によって複屈折を示す素子を利用することがで
きる。
やロションプリズム、あるいはADP や、KDP 等、電気光
学的効果によって複屈折を示す素子を利用することがで
きる。
測定光は、バビネ−ソレイユの補償板、複屈折性偏光子
とを透過し、複屈折性偏光子によりシアされ、上記補償
板で縞走査を行なわれるため、測定光路を、所謂コモン
パスで構成できる。
とを透過し、複屈折性偏光子によりシアされ、上記補償
板で縞走査を行なわれるため、測定光路を、所謂コモン
パスで構成できる。
以下、具体的な実施例に即して説明する。
実施例を示す第１図において、符号１はバビネ−ソレイ
ユの補償板（以下、単に補償板という）、符号２は複屈
折性偏光素子としてのウォラストンプリズム、符号３は
偏光子、符号４は検光子、符号５はエリアセンサーの受
光面を、それぞれ示している。図の如く、図面上下方向
にｘ軸をとり、図面に直交する方向にｙ軸をとる。
ユの補償板（以下、単に補償板という）、符号２は複屈
折性偏光素子としてのウォラストンプリズム、符号３は
偏光子、符号４は検光子、符号５はエリアセンサーの受
光面を、それぞれ示している。図の如く、図面上下方向
にｘ軸をとり、図面に直交する方向にｙ軸をとる。
測定光Ｌを、図の如く左方から偏光子３に入射させる
と、測定光Ｌは偏光子３を透過したのち直線偏光とな
り、補償板１に入射する。偏光子３は、上記直線偏光の
偏光方向が補償板１の結晶軸方向と45度の角度をなすよ
うに、態位を調整する。
と、測定光Ｌは偏光子３を透過したのち直線偏光とな
り、補償板１に入射する。偏光子３は、上記直線偏光の
偏光方向が補償板１の結晶軸方向と45度の角度をなすよ
うに、態位を調整する。
補償板１を透過した測定光の常光線と異常光線との間に
は、補償板１の厚さに応じた位相差が与えられる。
は、補償板１の厚さに応じた位相差が与えられる。
測定光は、つづいて、ウォラストンプリズム２に入射
し、複屈折により、常光線LAと異常光線LBとに分離され
る。常光線LAと異常光線LBとは互いにθだけ傾いてい
る。
し、複屈折により、常光線LAと異常光線LBとに分離され
る。常光線LAと異常光線LBとは互いにθだけ傾いてい
る。
常光線と異常光線とは、そのままでは干渉しないので、
検光子を用いて、これらの偏光方向を揃え、互いに可干
渉にする。かくして、エリアセンサーの受光面５上に干
渉縞が生ずる。
検光子を用いて、これらの偏光方向を揃え、互いに可干
渉にする。かくして、エリアセンサーの受光面５上に干
渉縞が生ずる。
常光線LAの、上記受光面上の波面をWA、異常光線LBの波
面をWBとする。
面をWBとする。
波面WA，WBは、互いにθだけ傾き、相互にＳだけ横ずれ
している。常光線LAと異常光線LBとが分離する分離点
と、受光面５との間の光学的距離（ウォラストンプリズ
ム２、検光子４の屈折率を考慮した距離）を、図の如く
LCとすると、上記のシア量Ｓは、 で与えられる。
している。常光線LAと異常光線LBとが分離する分離点
と、受光面５との間の光学的距離（ウォラストンプリズ
ム２、検光子４の屈折率を考慮した距離）を、図の如く
LCとすると、上記のシア量Ｓは、 で与えられる。
この状態で、補償板１のくさび型プリズム1Aを、ｘ方向
へ変位させると、それに応じて同補償板１の厚みが変化
し、常光線と異常光線の間の位相差が変化するので、こ
れを利用して縞走査を行ない、周知の縞走査シアリング
干渉測定方式の手法に従って、波面WAを演算々出する。
波面の傾きθ（複屈折性偏光子の定数として定まる）
は、演算道程で補正される。エリアセンサー上の、受光
素子の配列が、ｙ方向にＮ個で、その配列間隔がｄであ
るとすると、上記プロセスによって、Ｎ個の１次元波面
関数WA（ｘ，ｏ），WA（ｘ，ｄ），WA（ｘ，２ｄ），…
…，WA（ｘ，（Ｎ−１）ｄ）が得られる。
へ変位させると、それに応じて同補償板１の厚みが変化
し、常光線と異常光線の間の位相差が変化するので、こ
れを利用して縞走査を行ない、周知の縞走査シアリング
干渉測定方式の手法に従って、波面WAを演算々出する。
波面の傾きθ（複屈折性偏光子の定数として定まる）
は、演算道程で補正される。エリアセンサー上の、受光
素子の配列が、ｙ方向にＮ個で、その配列間隔がｄであ
るとすると、上記プロセスによって、Ｎ個の１次元波面
関数WA（ｘ，ｏ），WA（ｘ，ｄ），WA（ｘ，２ｄ），…
…，WA（ｘ，（Ｎ−１）ｄ）が得られる。
次に、複屈折性偏光子たるウォラストンプリズム２を、
入射光軸を軸として90度回転させる。すると、波面WAと
WBとは、ｙ方向においてシア量Ｓだけずれるので、この
状態において、適当なｘ座標ｘ１について、ｙ方向へ１
列分だけ、縞走査しながら干渉縞を読みとり、WA
（ｘ１，ｙ）を算出し、このWA（ｘ１，ｙ）に、上記WA
（ｘ，ｏ），WA（ｘ，ｄ）……，WA（ｘ，（Ｎ−１）
ｄ）をのせることによって、２次元の波面形状WA（ｘ，
ｙ）を知ることができる。
入射光軸を軸として90度回転させる。すると、波面WAと
WBとは、ｙ方向においてシア量Ｓだけずれるので、この
状態において、適当なｘ座標ｘ１について、ｙ方向へ１
列分だけ、縞走査しながら干渉縞を読みとり、WA
（ｘ１，ｙ）を算出し、このWA（ｘ１，ｙ）に、上記WA
（ｘ，ｏ），WA（ｘ，ｄ）……，WA（ｘ，（Ｎ−１）
ｄ）をのせることによって、２次元の波面形状WA（ｘ，
ｙ）を知ることができる。
なお、入射してくる測定光が直線偏光であるときは、偏
光子は不要である。この場合、偏光子３のかわりに１／
４波長板を用いて円偏光を実現し、円偏光状態の測定光
を補償板１に入射させるようにしてもよい。
光子は不要である。この場合、偏光子３のかわりに１／
４波長板を用いて円偏光を実現し、円偏光状態の測定光
を補償板１に入射させるようにしてもよい。
このようにして、補償板に円偏光を入射させることによ
り補償板の結晶方向と偏光方向の回転調整を行なう必要
がなくなる。補償板に円偏光を入射させる場合には、1/
2波長分の位相差が初めから存在するが、本測定方法で
は、１周期にわたる位相変化が重要であり、測定には影
響ない。
り補償板の結晶方向と偏光方向の回転調整を行なう必要
がなくなる。補償板に円偏光を入射させる場合には、1/
2波長分の位相差が初めから存在するが、本測定方法で
は、１周期にわたる位相変化が重要であり、測定には影
響ない。
（効 果） 以上、本発明によれば、新規な縞走査シアリング干渉測
定方法を提供できる。この方法は上記の如く構成されて
いるため、測定光路をコモンパスにでき、振動や空気の
乱れによるシア量や光路長差の変動が生じにくい。
定方法を提供できる。この方法は上記の如く構成されて
いるため、測定光路をコモンパスにでき、振動や空気の
乱れによるシア量や光路長差の変動が生じにくい。
また、コンパクトな光学系で実現でき、シア方向の回転
を、複屈折性偏光子の回転のみで実現できる。また、高
価なピエゾ素子を用いることなく縞走査を行ないうるの
で、低コストの光学系で実施できる。
を、複屈折性偏光子の回転のみで実現できる。また、高
価なピエゾ素子を用いることなく縞走査を行ないうるの
で、低コストの光学系で実施できる。
第１図は、本発明の１実施例を示す説明図、第２図は、
従来技術とその問題点を説明するための図である。 １……バビネ−ソレイユの補償板、２……ウォラストン
プリズム（複屈折性偏光子）、３……偏光子、４……検
光子、５……エリアセンサーの受光面
従来技術とその問題点を説明するための図である。 １……バビネ−ソレイユの補償板、２……ウォラストン
プリズム（複屈折性偏光子）、３……偏光子、４……検
光子、５……エリアセンサーの受光面
Claims (1)
- 【請求項１】縞走査シアリング干渉測定方式において 測定光の光路上に、バビネ−ソレイユの補償板と、複屈
折性偏光子とを配し、 上記複屈折性偏光子により、測定光を２光束に分離し
て、互いに横ずらしし、 干渉縞の、１周期にわたる縞走査を、上記バビネ−ソレ
イユの補償板により行うことを特徴とする、縞走査シア
リング干渉測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60149715A JPH0625656B2 (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 縞走査シアリング干渉測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60149715A JPH0625656B2 (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 縞走査シアリング干渉測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS629249A JPS629249A (ja) | 1987-01-17 |
| JPH0625656B2 true JPH0625656B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=15481237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60149715A Expired - Lifetime JPH0625656B2 (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 縞走査シアリング干渉測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625656B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016194018A1 (ja) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | オリンパス株式会社 | 照明装置及び計測装置 |
| CN112781727A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-11 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种基于棱镜的横向剪切干涉光谱成像仪及成像方法 |
-
1985
- 1985-07-08 JP JP60149715A patent/JPH0625656B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS629249A (ja) | 1987-01-17 |
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