JPH0684910B2 - 複屈折測定装置 - Google Patents

複屈折測定装置

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JPH0684910B2
JPH0684910B2 JP61250332A JP25033286A JPH0684910B2 JP H0684910 B2 JPH0684910 B2 JP H0684910B2 JP 61250332 A JP61250332 A JP 61250332A JP 25033286 A JP25033286 A JP 25033286A JP H0684910 B2 JPH0684910 B2 JP H0684910B2
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light
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optical disk
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light quantity
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直道 千田
昭義 渡辺
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Nakamichi Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光学素子の複屈折を測定する装置に関し、特
に光ディスク用のサブストレートの光学特性を測定する
装置に関する。
(従来の技術とその問題点) 従来、光ディスクの基板(サブストレート)等の光学特
性を測定するためには、エリプソメータ(楕円偏光計)
もしくはそれに準ずる装置が用いられていた。
また、トラッキングやフォーカシングを掛けた光ディス
クの実際の使用状態での光学特性の測定においては、種
々の光学特性のうちの一部の特性みを計測する装置が提
案されている。
然し乍ら、この様な実使用状態における測定において
も、被測定ディスクを装着した後の装置の調製が必要だ
ったり、その測定手順は必ずしも簡単で容易というわけ
ではなかった。
(問題点を解決するための手段) 直線位相子の光ディスクの複屈折を測定する装置であっ
て、この光ディスクに所定偏光の収束されたレーザー照
射光を照射する手段と、前記光ディスクからの反射光に
基づいて、前記レーザー照射光の照射ポイントのトラッ
キングを制御するトラッキング制御手段と、前記反射光
に基づいて前記照射ポイントのフォーカスを制御するフ
ォーカス制御手段と、前記反射光を3の偏光成分に分け
る偏光成分分割手段と、前記偏光成分の光量をそれぞれ
検出する3の光量検出手段と、該3の光量検出手段で検
出された光量データに基づいて所定の演算を行なう演算
手段とからなり、前記照射光のストークスパラメータを
▲▼、前記3の偏光成分を形成する光路に配置され
た光学素子の各ミューラー行列▲▼,▲▼,▲
▼の第1成分をそれぞれ〔Ma1 Ma2 Ma3 Ma4〕、〔M
b1 Mb2 Mb3 Mb4〕、〔Mc1 Mc2 Mc3 Mc4〕としたとき、 とする。
(作用) 前記演算手段は、前記光ディスクの同一の照射位置にお
ける前記3の光量検出手段で検出された3の光量データ
を基に、前記光ディスクの方位、リターデーションのう
ち少なくとも1つを算出する。
(実施例) 被測定光学素子のミューラー行列を測定する場合、測定
系の光学素子の特性をミューラー行列を用いて表わし、
出射或いは検出される光をストークスパラメータを用い
て表わして行なわれる。この場合、被測定光学素子のミ
ューラー行列を測定する為には、予め定められた4種類
の偏光の照射光を順序被測定光学素子に照射し、それぞ
れの透過光或いは反射光のストークスパラメータを測定
する方法がある。更にこのストークスパラメータを求め
るには、光検出器に至る透過光或いは反射光の光路上に
検光子とλ/4板を配置し、これ等の4種類の配置条件の
もとに通過した透過光或いは反射光の光量を光検出器で
それぞれ検出する必要がある。
しかし、被測定光学素子の偏光特性の概要があらかじめ
分かっているが、測定したいパラメータを限定すれば、
測定が容易になる。
以下、本発明の原理を第4図を用いて説明する。
レーザー1から出射されたレーザー光は、コリメータレ
ンズ2を介して平行光とされた後、λ/4板、偏光子等か
らなる光学素子群3を通過することにより、所望の偏光
特性を有する照射光Paとして被測定光学素子4に照射さ
れる。この被測定光学素子4から透過或いは反射した出
射光Pbは、各分光ミラー51、52で分光され、それぞれ光
学素子分61、62、63を通過した後、光検出器71、72、73
の入射光Pc1、Pc2、Pc3となってそれぞれの光量が検出
される。
以上の構成に於いて、照射光Pa、及び入射光Pc1、Pc2、
Pc3の各ストークスパラメータをそれぞれ▲▼、▲
▼、▲▼、▲▼とし、被測定光学素
子4及び光学素子群61、62、63の各ミューラー行列をそ
れぞれ、▲▼、▲▼、▲▼とすると、 ▲▼=▲▼・・▲▼…… ▲▼=▲▼・・▲▼…… ▲▼=▲▼・・▲▼…… となる。各光検出器71、72、73で検出される光量は、各
ストークスパラメータ▲▼、▲▼、▲
▼の第1成分を示す量であり、それら第1成分をそれ
ぞれPc11、Pc21、Pc31とし、各ミューラー行列▲
▼、▲▼、▲▼の第1成分をそれぞれ[Ma1 Ma
2 Ma3 Ma4]、[Mb1 Mb2 Mb3 Mb4]、[Mc1 Mc2 Mc3 Mc
4]とすると、次式が成り立つ。
ここで、被測定光学素子4を直線位相子と仮定すると、
そのミューラー行列▲▼は と表わすことが出来る。このミューラー行列M′を前記
式に代入し、その方位θがθ≒0として整理すると、 となる。但し、 C11=Ma1・Pa1+Ma2・Pa2 C12=2(Ma2・Pa3+Ma3・Pa2) C13=2(−Ma2・Pa4+Ma4・Pa2) C14=Ma3・Pa3+Ma4・Pa4 C15=Ma3・Pa4−Ma4・Pa3 r:透過率又は反射率 Δ:リターデーション 同様にC21〜C25、C31〜C35は、上式のMaをそれぞれMb、
Mcに置き換えた式になる。従って、前記′式から未知
数r、θ、Δをそれぞれ求めるべく、演算することによ
り、透過率又は反射率r、方位θ、リターデーションΔ
をそれぞれ求めることができる。
更に、′式を解く演算を簡単にするための一方法を示
す。このために例えば以下の条件を仮定する。
C11≠0 C12≒0 C13≒0 C14≒0 C15≠0 C21≠0 C22≒0 C23≠0 C24≒0 C25≒0 C31≠0 C32≒0 C33≠0 C34≒0 C35≒0 これらを前記′式に代入して計算すると、 Pc11=r(C11+C15・sinΔ) … Pc21=r(C21+C23・θsinΔ) … Pc31=r(C31+C33・θsinΔ) … となる。また上記条件を満足する例として と設定すればよい。この場合、上記〜式は Pc11=r(1+sinΔ) …′ Pc21=r(1−2θsinΔ) …′ Pc31=r(1+2θsinΔ) …′ となり、これら′〜′式から被測定光学素子4の透
過率又は反射率r、方位θ、リターデーションΔをそれ
ぞれ求めると、 r=(Pc21+Pc31)/2 … sinΔ=2Pc11/(Pc21+Pc31)−1 … θ=(Pc31−Pc21)/2(Pc11−Pc21−Pc31) … となり、容易に演算することが可能となる。
以上の如く、被測定光学素子4を直線位相子と仮定する
と、所定の照射光Paをこの被測定光学素子に照射し、透
過或いは反射した出射光Pbを分光してそれぞれ3種類の
ミューラー行列▲▼、▲▼、▲▼を有する
光学素子群61、62、63を通過させてそれぞれ光量を検出
し、この光量に基づく演算を行なうことにより被測定光
学素子4の透過率又は反射率r、方位θ、リターデーシ
ョンΔを求めることが出来る。
更に、光学素子群61、62、63の各ミューラー行列▲
▼、▲▼、▲▼の第1行成分と、照射光Paのス
トークスパラメータ▲▼を前記した条件に設定する
ことにより、前記演算が容易となる。
本発明は、前記した原理をもとになされるものであり、
以下その一実施例を第1図を用いて説明する。
破線で示されるピツクアツプ29内の所定位置に配置され
たレーザー10から出力されるレーザー光は、コリメータ
レンズ11で平行光とされた後、λ/4板、偏光子等からな
る光学素子群12を通過して所望の偏光特性を有する照射
光Paとなる。更にこの照射光Paは、分光ミラー131、132
を通過して全反射ミラー14に至る。この全反射ミラー14
で反射された照射光は、対物レンズ15で集光された後、
実照射光Pa′としてトラックが形成された光ディスク21
の反射面211上に照射される。
尚、この対物レンズ15は、その近傍に配置されたトラッ
キングコイル19、フォーカシングコイル20に流れる各電
流により反射面211上の照射ポイントの半径方向移動、
及びフォーカス調整が可能にピックアップ29内に設置さ
れている。
この反射面211で反射した反射光Pbは、再び対物レンズ1
5を通過して平行光となった後、全反射ミラー14で反射
されて分光ミラー132に至る。反射面211は、第3図に示
す様にポリカーボネート等からなるサブストレート211
で被覆されており、光の反射時に発生する複屈折等の光
学的影響は、主にこのサブストレートの通過時に起こ
る。
分光ミラー132で反射された反射光は、更に分光ミラー1
33、134で分光され、被測定反射光Pb1、Pb2、Pb3として
それぞれ光学素子群16a、16b、16cを通過する。これら
光学素子群は、それぞれλ/4板、検光子等からなり、被
測定反射光を光学処理した後、各光検出器17a、17b、17
cに入射する入射光Pc1、Pc2、Pc3をそれぞれ出光する。
一方、分光ミラー132を通過した反射光は、分光ミラー1
31で反射された後、この反射光から反射面211上の照射
ポイントのトラッキング及びフォーカシング情報を検出
する制御情報検出器18に入射する。
22はスピンドルモータで、図示しない駆動手段により所
望の回転数で光ディスク21を回転駆動する。
各光検出器17a、17b、17cでそれぞれ検出された光量信
号は、A/D変換器27でデジタル信号に変換された後、信
号処理装置28に入力され、この信号処理装置で種々の演
算処理が行なわれる。またこの信号処理装置28は、スピ
ンドルモータ22から回転情報信号S3を入力して光ディス
21の回転情報を検知すると共に、ピックアップ29の移
動位置を検出するポテンシオメータ30の位置信号S5を入
力して照射ポイントのトラック位置を検出し、更にトラ
ックジャンプ指令信号S4を出力する。
ピックアップ制御回路23は、制御情報検出器18から出力
されるトラッキング及びフォーカシングの各情報信号を
入力し、これらの各制御を行なうべく、トラッキング制
御信号S1、フォーカス制御信号S2をそれぞれ出力する。
対物レンズ駆動回路26は、フォーカス制御信号S2とフィ
ルタ24で選択されたトラッキング制御信号S1の高域周波
数信号を入力し、これら信号に基づく各駆動電流をピッ
クアップ29内のフォーカシングコイル20、トラッキング
コイル19にそれぞれ出力して対物レンズ15を駆動する。
またピックアップ駆動回路25は、フィルタ24で選択され
たトラッキング制御信号S1の低域信号を入力し、この信
号に基づいて図示しないピックアップ駆動手段を駆動し
てピックアップ29全体を光ディスク21の半径方向に移動
する。
更に、ピックアップ制御回路23は、信号処理装置28から
のトラックジャンプ指令信号S4に基づいたトラッキング
制御信号S1を出力し、照射ポイントのトラックジャンプ
移動を可能にする。
これら一連のフォーカス制御、トラッキング制御及びト
ラックジャンプ制御は、公知技術であり、詳細な説明を
省略する。
以上の構成による本発明装置の動作を説明する。
尚、光学素子群12の出力光である照射光Paと対物レンズ
15の出力光である実照射光Pa′の関係、及び光ディスク
21の反射面211からの反射光Pbと各光学素子群16a、16
b、16cの入射光である被測定反射光Pb1〜Pb3の関係は、
各間に介在する各分光ミラー、対物レンズ15及び全反射
ミラー14の各光学特性によりその特性を異にするもので
あるが、説明の簡単のため、Pa=Pa′、Pb=Pb1=Pb2
Pb3であるものとする。
これらの設定条件は、適当な光学特性を有する光学素子
を光路内の所定位置に補正のために挿入することにより
可能となる。またこれら特性の差を考慮した演算処理を
行なうことにより等価的に補正が可能となるが、これら
補正方法の説明は省略する。
以上の設定条件のもとに、光ディスクの反射面211の照
射位置の反射率r、方位θ、リターデーションΔを求め
る測定例を説明する。
但し、光ディスクの照射位置及び各光学処理器16a、16
b、16cのミューラー行列をそれぞれ、▲▼、▲
▼、▲▼とし、これらミューラー行列の第1成分
をそれぞれ[Ma1 Ma2 Ma3 Ma4]、[Mb1 Mb2 Mb3 M
b4]、[Mc1 Mc2 Mc3 Mc4]とする。
更に、各光検出器17a、17b、17cで検出される入射光の
光量をそれぞれPc11、Pc21、Pc31とし、光ディスクの反
射面211を直線位相子と仮定した場合のミューラー行列
を▲▼とする。
光ディスク21の反射面211の所定領域には螺旋状のトラ
ック212が形成されており、その一部を第2図に示す。
信号処理装置28は、位置信号S5、回転情報信号S3をそれ
ぞれ入力し、トラック212に沿ってトラッキング制御さ
れた照射ポイントのトラック位置及び回転角度等の位置
情報を検出する。そして上記測定を開始する場合、トラ
ックジャンプ指令信号S4を出力して反射面211の所望の
照射位置、例えば第2図中の照射位置A0にこれを移動し
て測定を開始する。そして、照射ポイントが予め設定さ
れた回転角に対応する各照射位置A1〜Anに至ったとき、
それらの各位置で検出される光検出器17a〜17cの入射光
量データを、これらの位置情報と共にそれぞれ信号処理
装置28内のメモリーに逐次記憶する。
以上の測定を行なった後、更に信号処理装置28は、これ
ら記憶された入射光量データを基に演算処理を行ない、
光ディスクの各照射位置A1〜Anの反射率r、方位θ、リ
ターデーションΔを算出する。
例えば、照射位置A1の反射率r、方位θ、リターデーシ
ョンΔを求める場合、これに該当する入射光量データを
メモリーから引出し、前記′式を解くことにより行な
われる。しかし前記したように各光学素子群16a、16b、
16cのミューラー行列の第1成分と、照射光Paのストー
クスパラメータをそれぞれ と設定することにより、容易に求めることが出来る。
同様にして、各照射位置A1〜Anに対応する入射光量デー
タを逐次メモリーから引出し、前記〜式の演算を行
ってこれらの位置における反射率r、方位θ、リターデ
ーションΔを求める。
31は、これらの演算結果を表示するディスプレイであ
り、表示方式としては、トラック位置、回転角等の光デ
ィスクの位置情報と共にこれら測定結果をデジタル表示
する方法や、これら位置情報を測定結果に基づいてディ
スク面を色分け表示するグラフィック表示など、種々考
えられるがこれらの詳細な説明は省略する。
(発明の効果) 本発明によれば、記録媒体としての光ディスクの実際の
使用状態で、サブストレート等による光ディスクの複屈
折を容易に、且つ速やかに測定することができる。従っ
て、光ディスクによる記録、再生時に発生するエラー原
因の追求に貢献し、更に、サブストレートの性能チェッ
ク、光ディスクの良、不良状態のチェックなど種々の検
査に用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す構成図。第2図〜第
4図は、本発明の説明に供する図。 10……レーザー、11……コリメータレンズ、12、16a〜1
6c……光学素子群、131〜134……分光ミラー、14……全
反射ミラー、15……対物レンズ、17a〜17c……光検出
器、18……制御情報検出器、19……トラッキングコイ
ル、20……フォーカシングコイル、21……光ディスク、
22……スピンドルモータ、23……ピックアップ制御回
路、24……フィルタ、25……ピックアップ駆動回路、26
……対物レンズ駆動回路、27……A/D変換器、28……信
号処理装置、29……ピックアップ、30……ポテンシオメ
ータ、31……ディスプレイ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直線位相子の光ディスクの複屈折を測定す
    る装置であり、 該光ディスクに所定偏光の収束されたレーザー照射光を
    照射する手段と、 前記光ディスクからの反射光に基づいて、前記レーザー
    照射光の照射ポイントのトラッキングを制御するトラッ
    キング制御手段と、 前記反射光に基づいて前記照射ポイントのフォーカスを
    制御するフォーカス制御手段と、 前記反射光を3の偏光成分に分ける偏光成分分割手段
    と、 前記偏光成分の光量をそれぞれ検出する3の光量検出手
    段と、 該3の光量検出手段で検出された光量データに基づいて
    所定の演算を行なう演算手段とからなり、 前記照射光のストークスパラメータを▲▼、前記3
    の偏光成分を形成する光路に配置された光学素子の各ミ
    ューラー行列▲▼,▲▼,▲▼の第1成分
    をそれぞれ〔Ma1 Ma2 Ma3 Ma4〕、〔Mb1 Mb2 Mb3 M
    b4〕、〔Mc1 Mc2 Mc3 Mc4〕としたとき、 とし、 前記演算手段は、前記光ディスクの同一の照射位置にお
    ける前記3の光量検出手段で検出された3の光量データ
    を基に、前記光ディスクの方位、リターデーションのう
    ち少なくとも1つを算出することを特徴とする複屈折測
    定装置。
JP61250332A 1986-10-21 1986-10-21 複屈折測定装置 Expired - Lifetime JPH0684910B2 (ja)

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JPS63103926A JPS63103926A (ja) 1988-05-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6083943U (ja) * 1983-11-15 1985-06-10 日本コロムビア株式会社 光デイスクの複屈折検査装置
JPS61149846A (ja) * 1984-12-24 1986-07-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 板状部材の複屈折測定方法及び複屈折測定装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
久保田広他編「光学技術ハンドブック増補版」朝倉書店(昭50)第102−109頁

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