JPH0777490A - 複屈折の測定方法 - Google Patents
複屈折の測定方法Info
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- JPH0777490A JPH0777490A JP22319293A JP22319293A JPH0777490A JP H0777490 A JPH0777490 A JP H0777490A JP 22319293 A JP22319293 A JP 22319293A JP 22319293 A JP22319293 A JP 22319293A JP H0777490 A JPH0777490 A JP H0777490A
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- polarizer
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】プラスチックレンズ等の光学的異方性の大きい
材料で構成される光学素子の複屈折を２次元的に定量的
に測定する。 【構成】レーザ光源１からのレーザ光束をビームエクス
パンダ２で幅を拡げ、偏光子３で直線偏光にして、被検
物４に照射する。被検物４を透過した光を検光子５を通
してビームコンプレッサ６で集束し、エリアセンサ７で
受光する。エリアセンサ７で検出した光学弾性干渉縞の
光強度の２次元データを計算機８に取り込み、解析を行
う。偏光子３と検光子５の互いの偏光面の成す角度を一
定に保って、偏光子３と検光子５を同時に回転する。エ
リアセンサ７の２次元受光面の各画素において、偏光子
３と検光子５回転角に応じて変化する光強度の極大値と
極小値を求める。極大値と極小値の差に基づいて位相角
を求め、位相各と波長に基づいて複屈折量を求める。
材料で構成される光学素子の複屈折を２次元的に定量的
に測定する。 【構成】レーザ光源１からのレーザ光束をビームエクス
パンダ２で幅を拡げ、偏光子３で直線偏光にして、被検
物４に照射する。被検物４を透過した光を検光子５を通
してビームコンプレッサ６で集束し、エリアセンサ７で
受光する。エリアセンサ７で検出した光学弾性干渉縞の
光強度の２次元データを計算機８に取り込み、解析を行
う。偏光子３と検光子５の互いの偏光面の成す角度を一
定に保って、偏光子３と検光子５を同時に回転する。エ
リアセンサ７の２次元受光面の各画素において、偏光子
３と検光子５回転角に応じて変化する光強度の極大値と
極小値を求める。極大値と極小値の差に基づいて位相角
を求め、位相各と波長に基づいて複屈折量を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ等の光
書込用レンズ、カメラレンズあるいは光ピックアップ用
レンズ等のプラスチックレンズの評価を行うためにその
複屈折を測定する装置に係わり、その複屈折の測定方法
に関する。
書込用レンズ、カメラレンズあるいは光ピックアップ用
レンズ等のプラスチックレンズの評価を行うためにその
複屈折を測定する装置に係わり、その複屈折の測定方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザプリンタ等の書込用レン
ズ、カメラレンズ、光ピックアップ用レンズ等にプラス
チック材料が用いられるようになってきたが、プラスチ
ック材料はガラス材料に比べて光学異方性が大きいた
め、ストレス（応力）を受けた場合、複屈折を発生す
る。
ズ、カメラレンズ、光ピックアップ用レンズ等にプラス
チック材料が用いられるようになってきたが、プラスチ
ック材料はガラス材料に比べて光学異方性が大きいた
め、ストレス（応力）を受けた場合、複屈折を発生す
る。
【０００３】特に、プラスチックレンズを射出成形で製
造する場合、軟化温度時に金型の温度変化による膨張・
収縮で発生する応力や、プラスチック凝固過程で発生す
る内部応力などが冷却時に応力凍結され、複屈折が生じ
るようになる。このような複屈折は種々の結像性能を劣
化させる。
造する場合、軟化温度時に金型の温度変化による膨張・
収縮で発生する応力や、プラスチック凝固過程で発生す
る内部応力などが冷却時に応力凍結され、複屈折が生じ
るようになる。このような複屈折は種々の結像性能を劣
化させる。
【０００４】例えば、レーザプリンタのｆθレンズにプ
ラスチック材料を用いた場合に、その内部に大きな複屈
折が生じていると、このｆθレンズで照射されるレーザ
ビームの感光体上のスポット径は、複屈折量に応じて理
想スポット径よりも太くなったり細くなったりして変化
してしまう。
ラスチック材料を用いた場合に、その内部に大きな複屈
折が生じていると、このｆθレンズで照射されるレーザ
ビームの感光体上のスポット径は、複屈折量に応じて理
想スポット径よりも太くなったり細くなったりして変化
してしまう。
【０００５】特に、ＰＣ（ポリカーボネート）等の光学
的異方性の大きなプラスチック材料を用いる場合は大き
な複屈折を生じ易いため、この複屈折量を定量的に管理
することが重量である。
的異方性の大きなプラスチック材料を用いる場合は大き
な複屈折を生じ易いため、この複屈折量を定量的に管理
することが重量である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プラスチッ
ク材料等の光学的異方性の大きい材料で構成される光学
素子の複屈折を２次元的に定量的に測定できるようにす
ることを課題とする。
ク材料等の光学的異方性の大きい材料で構成される光学
素子の複屈折を２次元的に定量的に測定できるようにす
ることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の複屈折の測定方法は、偏光子により
直線偏光に変換した光を透明被検物に入射し、該透明被
検物を透過した光を検光子を通すことにより光弾性干渉
縞を発生し、該光弾性干渉縞に基づいて前記透明被検物
の複屈折量を計測する複屈折の測定方法であって、前記
偏光子における偏光面と前記検光子における偏光面とが
任意の角度を成すように該偏光子と検光子の相対位置を
設定し、上記偏光面の成す角度を保持しながら上記偏光
子と検光子とを前記透明被検物に対して相対的に光軸回
りに同時に回転させ、該偏光子と検光子の回転に応じて
発生する前記光弾性干渉縞の光強度の２次元データに基
づいて、前記透明被検物の複屈折量を２次元的に計測す
るようにしたことを特徴とする。
めになした本発明の複屈折の測定方法は、偏光子により
直線偏光に変換した光を透明被検物に入射し、該透明被
検物を透過した光を検光子を通すことにより光弾性干渉
縞を発生し、該光弾性干渉縞に基づいて前記透明被検物
の複屈折量を計測する複屈折の測定方法であって、前記
偏光子における偏光面と前記検光子における偏光面とが
任意の角度を成すように該偏光子と検光子の相対位置を
設定し、上記偏光面の成す角度を保持しながら上記偏光
子と検光子とを前記透明被検物に対して相対的に光軸回
りに同時に回転させ、該偏光子と検光子の回転に応じて
発生する前記光弾性干渉縞の光強度の２次元データに基
づいて、前記透明被検物の複屈折量を２次元的に計測す
るようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明の複屈折の測定方法において、光弾性干
渉縞の任意に点における強度は偏光子と検光子の回転角
度に対して周期的に変化し、その極大値または極小値の
ときの回転角度によって方位角が判明し、透明被検物が
受けているストレスの方向が判る。また、極大値と極小
値の差に基づいて、位相差を示す位相角と複屈折量を求
めることができる。
渉縞の任意に点における強度は偏光子と検光子の回転角
度に対して周期的に変化し、その極大値または極小値の
ときの回転角度によって方位角が判明し、透明被検物が
受けているストレスの方向が判る。また、極大値と極小
値の差に基づいて、位相差を示す位相角と複屈折量を求
めることができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例における光学系を示す
図である。図において、１はＨｅ−Ｎｅ等のレーザ光を
出射するレーザ光源、２はレンズ系で構成されたビーム
エクスパンダ、３はポラロイド等の偏光板からなる偏光
子、４はプラスチックレンズ等の被検物、５はポラロイ
ド等の偏光板からなる検光子、６はレンズ系で構成され
たビームコンプレッサ、７はエリアセンサ、８は計算機
である。
図である。図において、１はＨｅ−Ｎｅ等のレーザ光を
出射するレーザ光源、２はレンズ系で構成されたビーム
エクスパンダ、３はポラロイド等の偏光板からなる偏光
子、４はプラスチックレンズ等の被検物、５はポラロイ
ド等の偏光板からなる検光子、６はレンズ系で構成され
たビームコンプレッサ、７はエリアセンサ、８は計算機
である。
【００１０】先ず、レーザ光源１から出射されるレーザ
光束はビームエクスパンダ２で適当な大きさに拡げられ
る。ここで、レーザ光源１の出射光束はランダム偏光か
円偏光がのぞましく、直線偏光または楕円偏光に偏って
いる場合は、図示しない１／４波長板もしくわ位相補償
板で円偏光に整えておき、ランダム偏光または円偏光の
レーザ光束をビームエクスパンダ２で適当な大きさに拡
げる。
光束はビームエクスパンダ２で適当な大きさに拡げられ
る。ここで、レーザ光源１の出射光束はランダム偏光か
円偏光がのぞましく、直線偏光または楕円偏光に偏って
いる場合は、図示しない１／４波長板もしくわ位相補償
板で円偏光に整えておき、ランダム偏光または円偏光の
レーザ光束をビームエクスパンダ２で適当な大きさに拡
げる。
【００１１】このレーザ光束は偏光子３を通して直線偏
光に変され、この直線偏光のレーザ光束が被検物４に照
射される。被検物４を透過した光は検光子５を介してビ
ームコンプレッサ６によって適当な大きさの平行光束に
集束されてエリアセンサ７に導かれる。
光に変され、この直線偏光のレーザ光束が被検物４に照
射される。被検物４を透過した光は検光子５を介してビ
ームコンプレッサ６によって適当な大きさの平行光束に
集束されてエリアセンサ７に導かれる。
【００１２】エリアセンサ７はその２次元の受光面が光
軸Ｌと直交するように配置されており、受光面上の２次
元配列された各画素における受光強度に応じた信号を出
力し、この出力信号に基づいて計算機８が被検物４の内
部歪の状態を２次元的に解析する。
軸Ｌと直交するように配置されており、受光面上の２次
元配列された各画素における受光強度に応じた信号を出
力し、この出力信号に基づいて計算機８が被検物４の内
部歪の状態を２次元的に解析する。
【００１３】ここで、偏光子３で直線偏光にされた光
は、被検物４を透過するとき複屈折を受ける部分で一般
に楕円偏光となり、この楕円偏光が検光子５を透過する
とき、この検光子５の偏光子軸に応じた偏光成分のみが
通過する。このため、この検光子５を通過した平行光束
の断面における光強度の分布は、被検物４の２次元面
（光軸Ｌと直交する面）における複屈折量分布に対応し
たものとなり、例えば図２に示したように明暗の干渉縞
を発生する。なお、この干渉縞の同輝度の連なりは複屈
折量の等しい部分を示している。
は、被検物４を透過するとき複屈折を受ける部分で一般
に楕円偏光となり、この楕円偏光が検光子５を透過する
とき、この検光子５の偏光子軸に応じた偏光成分のみが
通過する。このため、この検光子５を通過した平行光束
の断面における光強度の分布は、被検物４の２次元面
（光軸Ｌと直交する面）における複屈折量分布に対応し
たものとなり、例えば図２に示したように明暗の干渉縞
を発生する。なお、この干渉縞の同輝度の連なりは複屈
折量の等しい部分を示している。
【００１４】また、偏光子３と検光子５は後述説明する
機構により光軸Ｌを軸としてそれぞれ回転されるように
なっており、偏光子３における偏光面と検光子５におけ
る偏光面との成す角度は任意の角度で測定前に予め設定
され、この角度を保ったまま偏光子３と検光子５は同時
に回転される。
機構により光軸Ｌを軸としてそれぞれ回転されるように
なっており、偏光子３における偏光面と検光子５におけ
る偏光面との成す角度は任意の角度で測定前に予め設定
され、この角度を保ったまま偏光子３と検光子５は同時
に回転される。
【００１５】偏光子３および検光子５が回転されると、
偏光子３および検光子５における各偏光面は被検物４に
おける歪方向に対して角度が変化するので、検光子５を
通過した平行光束の断面における光強度の分布が変化す
る。なお、この分布の変化は干渉縞の形を変えることな
く、その同輝度の連なりは複屈折量の等しい部分を示し
ている。
偏光子３および検光子５における各偏光面は被検物４に
おける歪方向に対して角度が変化するので、検光子５を
通過した平行光束の断面における光強度の分布が変化す
る。なお、この分布の変化は干渉縞の形を変えることな
く、その同輝度の連なりは複屈折量の等しい部分を示し
ている。
【００１６】図３は偏光子３と検光子５の回転機構の一
例を示す図であり、偏光子３および検光子５は同じ直径
の円板状でそれぞれ周囲に歯車が形成されたものであ
る。同図(A) において、モータａは増幅器ｂの基準出力
によって駆動され、ピニオンｃを介して偏光子３が一定
方向に回転され、さらに、偏光子３に隣接して配設され
たエンコーダｄによって偏光子３の回転量が検出され
る。
例を示す図であり、偏光子３および検光子５は同じ直径
の円板状でそれぞれ周囲に歯車が形成されたものであ
る。同図(A) において、モータａは増幅器ｂの基準出力
によって駆動され、ピニオンｃを介して偏光子３が一定
方向に回転され、さらに、偏光子３に隣接して配設され
たエンコーダｄによって偏光子３の回転量が検出され
る。
【００１７】一方、モータｅは比較増幅器ｆによって駆
動され、ピニオンｇを介して検光子５が偏光子３と同じ
方向に回転され、さらに、検光子５に隣接して配設され
たエンコーダｈによって検光子５の回転量が検出され
る。なお、比較増幅器ｆの出力は反転入力端子（−）へ
の入力が０のときに増幅器ｂの出力と同じ基準出力とな
るように設定されている。
動され、ピニオンｇを介して検光子５が偏光子３と同じ
方向に回転され、さらに、検光子５に隣接して配設され
たエンコーダｈによって検光子５の回転量が検出され
る。なお、比較増幅器ｆの出力は反転入力端子（−）へ
の入力が０のときに増幅器ｂの出力と同じ基準出力とな
るように設定されている。
【００１８】さらに、エンコーダｄで検出される偏光子
３の回転量は計算機８と比較増幅器ｉの反転入力端子
（−）に供給され、エンコーダｈで検出される検光子５
の回転量は比較器増幅器ｉの非反入力転端子（＋）に供
給される。また、比較増幅器ｉの出力はモータｅを駆動
する比較増幅器ｆの反転入力端子（−）供給される。
３の回転量は計算機８と比較増幅器ｉの反転入力端子
（−）に供給され、エンコーダｈで検出される検光子５
の回転量は比較器増幅器ｉの非反入力転端子（＋）に供
給される。また、比較増幅器ｉの出力はモータｅを駆動
する比較増幅器ｆの反転入力端子（−）供給される。
【００１９】以上の構成により、偏光子３の回転量より
検光子５の回転量が少なくなると比較増幅器ｉの出力が
負になるので、比較増幅器ｆの出力が基準出力より大き
くなり、反対に、偏光子３の回転量より検光子５の回転
量が多くなると比較増幅器ｉの出力が正になるので、比
較増幅器ｆの出力が基準出力より小さくなる。したがっ
て、検光子５は偏光子３の回転量に同期して回転され、
偏光子３と検光子５は各々の偏光面の成す角度を一定に
保持しながら同じ方向に同時に回転される。
検光子５の回転量が少なくなると比較増幅器ｉの出力が
負になるので、比較増幅器ｆの出力が基準出力より大き
くなり、反対に、偏光子３の回転量より検光子５の回転
量が多くなると比較増幅器ｉの出力が正になるので、比
較増幅器ｆの出力が基準出力より小さくなる。したがっ
て、検光子５は偏光子３の回転量に同期して回転され、
偏光子３と検光子５は各々の偏光面の成す角度を一定に
保持しながら同じ方向に同時に回転される。
【００２０】同図(B) において、モータｐの駆動軸には
ピニオンｑ，ｒが同軸で取付けられており、モータｐの
駆動によりピニオンｑを介して偏光子３が回転され、ピ
ニオンｒを介して検光子５が回転され、偏光子３と検光
子５は各々の偏光面の成す角度を一定に保持しながら同
じ方向に同時に回転される。なお、検光子５に隣接して
配設されたエンコーダｓによって検光子５の回転量が検
出され、この回転量は計算機８に供給される。
ピニオンｑ，ｒが同軸で取付けられており、モータｐの
駆動によりピニオンｑを介して偏光子３が回転され、ピ
ニオンｒを介して検光子５が回転され、偏光子３と検光
子５は各々の偏光面の成す角度を一定に保持しながら同
じ方向に同時に回転される。なお、検光子５に隣接して
配設されたエンコーダｓによって検光子５の回転量が検
出され、この回転量は計算機８に供給される。
【００２１】次に、被検物４の内部歪を計算機８が２次
元的に解析する方法を説明する。偏光子３と検光子５は
任意の角度を保ったまま光軸を中心に同時に回転するの
で、エンコーダｄまたはｓの出力として得られる偏光子
３および検光子５の回転角θに応じて、それぞれエリア
センサ７が発生する干渉縞の２次元の電気信号、すなわ
ち、検光子５を透過した光束の断面における各点の光強
度のデータを取り込み、以下に説明する演算処理によ
り、複屈折によって生じた位相角Δと方位角ψを２次元
的に解析する。
元的に解析する方法を説明する。偏光子３と検光子５は
任意の角度を保ったまま光軸を中心に同時に回転するの
で、エンコーダｄまたはｓの出力として得られる偏光子
３および検光子５の回転角θに応じて、それぞれエリア
センサ７が発生する干渉縞の２次元の電気信号、すなわ
ち、検光子５を透過した光束の断面における各点の光強
度のデータを取り込み、以下に説明する演算処理によ
り、複屈折によって生じた位相角Δと方位角ψを２次元
的に解析する。
【００２２】先ず、偏光子３に対して検光子５を角度α
（偏光面の角度）だけ傾けて設置させたときのエリアセ
ンサ７上の任意の１点の電界ベクトルＥはジョーンズベ
クトルより次式（１）のように表せる。
（偏光面の角度）だけ傾けて設置させたときのエリアセ
ンサ７上の任意の１点の電界ベクトルＥはジョーンズベ
クトルより次式（１）のように表せる。
【数１】
【００２３】ここで、簡単のためにα＝９０°（π／
２）すなわち偏光子３と検光子５をクロスニコルに設定
した場合を考えると、式（１）は次式（２）のようにな
る。
２）すなわち偏光子３と検光子５をクロスニコルに設定
した場合を考えると、式（１）は次式（２）のようにな
る。
【数２】
【００２４】さらに、式（２）を展開して整理すると、
次式（３）のようになる。
次式（３）のようになる。
【数３】
【００２５】一方、検出される光強度は、次式（４）と
なる。
なる。
【数４】
【００２６】そして、式（３）を式（４）に代入して整
理すると次式（５）となる。
理すると次式（５）となる。
【数５】
【００２７】そこで、式（５）に基づいて偏光子３およ
び検光子５の回転角θに対する強度変化を図示すると例
えば図４のようになる。この図４からもわかるように、
θに対して、９０°を周期として強度Ｉが変化し、図中
Ｉが最大、極小のところの角度は方位角ψまたは方位角
に直交する方向を示し、この方位角ψから被検物４がス
トレスを受けている方向が判る。
び検光子５の回転角θに対する強度変化を図示すると例
えば図４のようになる。この図４からもわかるように、
θに対して、９０°を周期として強度Ｉが変化し、図中
Ｉが最大、極小のところの角度は方位角ψまたは方位角
に直交する方向を示し、この方位角ψから被検物４がス
トレスを受けている方向が判る。
【００２８】ここで、次式（６）を定義する。
【数６】 ただし、 ＩP ：偏光子と検光子の角度をα＝０°（平行ニコル）
にして被検物を置かなときの検光子を透過した光強度 ＩC ：偏光子と検光子の角度をα＝９０°（クロスニコ
ル）にして被検物を置かなときの検光子を透過した光強
度 Ｉmax ：偏光子と検光子の角度をα＝９０°（クロスニ
コル）に保ったまま偏光子と検光子を同時に回転して被
検物を置いたときの検光子を透過した光の最大光強度 Ｉmin ：偏光子と検光子の角度をα＝９０°（クロスニ
コル）に保ったまま偏光子と検光子を同時に回転して被
検物を置いたときの検光子を透過した光の最小光強度
にして被検物を置かなときの検光子を透過した光強度 ＩC ：偏光子と検光子の角度をα＝９０°（クロスニコ
ル）にして被検物を置かなときの検光子を透過した光強
度 Ｉmax ：偏光子と検光子の角度をα＝９０°（クロスニ
コル）に保ったまま偏光子と検光子を同時に回転して被
検物を置いたときの検光子を透過した光の最大光強度 Ｉmin ：偏光子と検光子の角度をα＝９０°（クロスニ
コル）に保ったまま偏光子と検光子を同時に回転して被
検物を置いたときの検光子を透過した光の最小光強度
【００２９】エリアセンサ７の出力信号に基づいて得ら
れる最大光強度Ｉmax 、最小光強度Ｉmin 、予め設定さ
れている既知の値ＩP ，ＩC および上式（６）とから任
意の１点のｍを求めると、次式（７）により位相角Δを
求めることができる。
れる最大光強度Ｉmax 、最小光強度Ｉmin 、予め設定さ
れている既知の値ＩP ，ＩC および上式（６）とから任
意の１点のｍを求めると、次式（７）により位相角Δを
求めることができる。
【数７】
【００３０】１さらに、複屈折量ＢＲは次式（８）によ
り算出することができる。
り算出することができる。
【数８】 ただし、λ：光源の波長
【００３１】以上の説明は、簡単のためにα＝９０°の
場合について説明したが、αが他の角度の場合でも可能
である。
場合について説明したが、αが他の角度の場合でも可能
である。
【００３２】以上のようにして、エリアセンサ７の２次
元受光面の任意の１点の出力信号に基づいて、被検物４
の任意の１点についての方位角ψ、位相角Δおよび複屈
折量ＢＲを求め、そして、これらの処理をエリアセンサ
７の２次元の電気信号に基づいて被検物４の２次元平面
について行って、被検物４の内部歪の状態を２次元的に
解析する。
元受光面の任意の１点の出力信号に基づいて、被検物４
の任意の１点についての方位角ψ、位相角Δおよび複屈
折量ＢＲを求め、そして、これらの処理をエリアセンサ
７の２次元の電気信号に基づいて被検物４の２次元平面
について行って、被検物４の内部歪の状態を２次元的に
解析する。
【００３３】図５は上記のような解析結果のグラフィッ
ク表示等による出力例を示す図であり、同図(A) は歪の
方向（光学軸方向）の出力例、同図(B) は複屈折量の等
光線図の出力例である。
ク表示等による出力例を示す図であり、同図(A) は歪の
方向（光学軸方向）の出力例、同図(B) は複屈折量の等
光線図の出力例である。
【００３４】なお、前記のようにして得られる位相角Δ
は、照射するレーザ光束の波長に応じて異なった値とな
るが、所定波長を基準波長として測定することにより、
内部歪の状態を解析することができることはいうまでも
ない。
は、照射するレーザ光束の波長に応じて異なった値とな
るが、所定波長を基準波長として測定することにより、
内部歪の状態を解析することができることはいうまでも
ない。
【００３５】また、以上の実施例では、１台のレーザ光
源１による単波長の光を用いて解析を行っているが、次
の実施例のように、波長の異なる複数の光源かの光を用
いると、位相角（位相差）がπを越える場合でも測定す
ることができる。
源１による単波長の光を用いて解析を行っているが、次
の実施例のように、波長の異なる複数の光源かの光を用
いると、位相角（位相差）がπを越える場合でも測定す
ることができる。
【００３６】すなわち、前掲の式（７）からわかるよう
に、ｍ＝１の場合Δ＝π、ｍ＝０の場合Δ＝０となり、
位相角が０〜πの範囲のものについては測定することが
できるが、実際の位相角がこ範囲を超えているものにつ
いては測定することがきない。
に、ｍ＝１の場合Δ＝π、ｍ＝０の場合Δ＝０となり、
位相角が０〜πの範囲のものについては測定することが
できるが、実際の位相角がこ範囲を超えているものにつ
いては測定することがきない。
【００３７】そこで、図６の装置により２波長の光を用
いた実施例について説明する。図６は前記実施例のビー
ムエクスパンダ２に前段にレーザ光源１の代わりに設置
したものであり、１１は波長λ1 のレーザ光束を直線偏
光で放射するレーザ光源、１２は波長λ2 のレーザ光束
を直線偏光で放射するレーザ光源、１３は偏光ビームス
プリッタ、１４は１／４波長板である。
いた実施例について説明する。図６は前記実施例のビー
ムエクスパンダ２に前段にレーザ光源１の代わりに設置
したものであり、１１は波長λ1 のレーザ光束を直線偏
光で放射するレーザ光源、１２は波長λ2 のレーザ光束
を直線偏光で放射するレーザ光源、１３は偏光ビームス
プリッタ、１４は１／４波長板である。
【００３８】図６に示したように、レーザ光源１１から
のレーザ光束は偏光ビームスプリッタ１３の反射透過面
に対してｐ偏光となるように設定され、レーザ光源１２
からのレーザ光束はは偏光ビームスプリッタ１３の反射
透過面に対してｓ偏光となるように設定され、レーザ光
源１１，１２の各光軸は偏光ビームスプリッタ１３の反
射透過面で直交するように配置されている。
のレーザ光束は偏光ビームスプリッタ１３の反射透過面
に対してｐ偏光となるように設定され、レーザ光源１２
からのレーザ光束はは偏光ビームスプリッタ１３の反射
透過面に対してｓ偏光となるように設定され、レーザ光
源１１，１２の各光軸は偏光ビームスプリッタ１３の反
射透過面で直交するように配置されている。
【００３９】そして、偏光ビームスプリッタ１３は、レ
ーザ光源１１からのレーザ光の殆どを直線的に透過して
１／４波長板１４に導き、レーザ光源１２からのレーザ
光の殆どを直角に反射してレーザ光源１１と同じ光軸で
１／４波長板１４に導く。このように各レーザ光の直線
偏光の方向を互いに９０°になるように配置すると偏光
ビームスプリッタ１３で殆ど光量をロスすることなく同
一光路に導くことができる。
ーザ光源１１からのレーザ光の殆どを直線的に透過して
１／４波長板１４に導き、レーザ光源１２からのレーザ
光の殆どを直角に反射してレーザ光源１１と同じ光軸で
１／４波長板１４に導く。このように各レーザ光の直線
偏光の方向を互いに９０°になるように配置すると偏光
ビームスプリッタ１３で殆ど光量をロスすることなく同
一光路に導くことができる。
【００４０】偏光ビームスプリッタ１３から導かれたレ
ーザ光は１／４波長板１４で円偏光に変換され、ビーム
エクスパンダ２に入射される。また、レーザ光源１１と
レーザ光源１２は図示しないスイッチでオン／オフする
ことによりレーザ光が選択され、ビームエクスパンダ２
に入射されるレーザ光の波長がλ1 とλ2 とで切り替え
られる。
ーザ光は１／４波長板１４で円偏光に変換され、ビーム
エクスパンダ２に入射される。また、レーザ光源１１と
レーザ光源１２は図示しないスイッチでオン／オフする
ことによりレーザ光が選択され、ビームエクスパンダ２
に入射されるレーザ光の波長がλ1 とλ2 とで切り替え
られる。
【００４１】このようにレーザ光源１１とレーザ光源１
２のオン／オフの切り替えによって波長を選択すること
ができるので、機械的な切り替えを必要としないため、
２つの光束の光路ずれが少なく、しかも、切り替えが容
易となる。
２のオン／オフの切り替えによって波長を選択すること
ができるので、機械的な切り替えを必要としないため、
２つの光束の光路ずれが少なく、しかも、切り替えが容
易となる。
【００４２】以上のように、レーザ光源１１，１２を切
り替えて、各波長λ1 ，λ2 について前記実施例と同様
に解析を行う。そして、波長λ1 、波長λ2 、波長λ1
についての位相各Δ1 、波長λ2 についての位相各Δ2
から、πを越える位相角を求める。
り替えて、各波長λ1 ，λ2 について前記実施例と同様
に解析を行う。そして、波長λ1 、波長λ2 、波長λ1
についての位相各Δ1 、波長λ2 についての位相各Δ2
から、πを越える位相角を求める。
【００４３】図７に示したように、所定波長である基準
波長λ0 に対する位相角Δ0 の任意の位相角Δrealに対
して波長λ1 と波長λ2 で測定される位相角Δは通常異
なり、それぞれΔ1 とΔ2 になる。そこで、図７の場
合、Δ1 ，Δ2 の値より、波長λ1 と基準波長λ0 にお
ける位相の関係および波長λ2 と基準波長λ0 における
位相に関係から、Δ1 ，Δ2 を基準波長における位相角
に変換し、同じ位相角となったものを真の位相角Δreal
として求めることができる。
波長λ0 に対する位相角Δ0 の任意の位相角Δrealに対
して波長λ1 と波長λ2 で測定される位相角Δは通常異
なり、それぞれΔ1 とΔ2 になる。そこで、図７の場
合、Δ1 ，Δ2 の値より、波長λ1 と基準波長λ0 にお
ける位相の関係および波長λ2 と基準波長λ0 における
位相に関係から、Δ1 ，Δ2 を基準波長における位相角
に変換し、同じ位相角となったものを真の位相角Δreal
として求めることができる。
【００４４】また、λ1 とλ2 の２波長を用いた場合、
λ1 とλ2 の最小公倍数をλ1,2 とすれば、基準波長λ
0 に対し、
λ1 とλ2 の最小公倍数をλ1,2 とすれば、基準波長λ
0 に対し、
【数９】 まで、測定が可能となる。
【００４５】なお、上記の例は２波長を用いた場合の例
であるが、３波長、４波長と増やすことにより、測定範
囲と測定精度の向上が図れる。
であるが、３波長、４波長と増やすことにより、測定範
囲と測定精度の向上が図れる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の複屈折の測
定方法によれば、偏光子により直線偏光に変換した光を
透明被検物に入射し、該透明被検物を透過した光を検光
子を通すことにより光弾性干渉縞を発生するとともに、
前記偏光子における偏光面と前記検光子における偏光面
とが任意の角度を成すように該偏光子と検光子の相対位
置を設定し、上記偏光面の成す角度を保持しながら上記
偏光子と検光子とを前記透明被検物に対して相対的に光
軸回りに同時に回転させ、該偏光子と検光子の回転に応
じて発生する前記光弾性干渉縞の光強度の２次元データ
に基づいて、前記透明被検物の複屈折量を計測するよう
にしたので、プラスチック材料等の光学的異方性の大き
い材料で構成される光学素子の複屈折を２次元的に定量
的に測定することができる。
定方法によれば、偏光子により直線偏光に変換した光を
透明被検物に入射し、該透明被検物を透過した光を検光
子を通すことにより光弾性干渉縞を発生するとともに、
前記偏光子における偏光面と前記検光子における偏光面
とが任意の角度を成すように該偏光子と検光子の相対位
置を設定し、上記偏光面の成す角度を保持しながら上記
偏光子と検光子とを前記透明被検物に対して相対的に光
軸回りに同時に回転させ、該偏光子と検光子の回転に応
じて発生する前記光弾性干渉縞の光強度の２次元データ
に基づいて、前記透明被検物の複屈折量を計測するよう
にしたので、プラスチック材料等の光学的異方性の大き
い材料で構成される光学素子の複屈折を２次元的に定量
的に測定することができる。
【図１】本発明の実施例における光学系を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例における光弾性干渉縞の一例を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明の実施例における偏光子と検光子の回転
機構の一例を示す図である。
機構の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施例における偏光子と検光子５の回
転角に対する光強度変化の一例を示す図である。
転角に対する光強度変化の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施例における解析結果の出力例を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の２波長のレーザ光源を用いた実施例を
示す図である。
示す図である。
【図７】本発明の２波長のレーザ光源を用いた実施例の
場合の基準波長における位相角に対する２波長の測定位
相角の違いを示す図である。
場合の基準波長における位相角に対する２波長の測定位
相角の違いを示す図である。
１…レーザ光源、３…偏光子、４…被検物、５…検光
子、７…エリアセンサ、８…計算機。
子、７…エリアセンサ、８…計算機。
Claims (5)
- 【請求項１】 偏光子により直線偏光に変換した光を透
明被検物に入射し、該透明被検物を透過した光を検光子
を通すことにより光弾性干渉縞を発生し、該光弾性干渉
縞に基づいて前記透明被検物の複屈折の特徴量を計測す
る複屈折の測定方法であって、 前記偏光子における偏光面と前記検光子における偏光面
とが任意の角度を成すように該偏光子と検光子の相対位
置を設定し、 上記偏光面の成す角度を保持しながら上記偏光子と検光
子とを前記透明被検物に対して相対的に光軸回りに同時
に回転させ、 該偏光子と検光子の回転に応じて発生する前記光弾性干
渉縞の光強度の２次元データに基づいて、前記透明被検
物の複屈折の特徴量を計測するようにしたことを特徴と
する複屈折の測定方法。 - 【請求項２】 前記偏光子と前記検光子を各々独立のモ
ータで回転し、該２つのモータの各々の回転角を２つの
エンコーダによってモニターするとともにそれぞれのモ
ータ間の同期をとりながら、該偏光子と該検光子を同時
に回転させるようにしたことを特徴とする請求項１記載
の複屈折の測定方法。 - 【請求項３】 前記偏光子と前記検光子を１つのモータ
で同時に回転し、該モータの回転角度をエンコーダによ
ってモニターするようにしたことを特徴とする請求項１
記載の複屈折の測定方法。 - 【請求項４】 前記偏光子により直線偏光に変換される
光として複数波長の光を用いることにより、位相角πを
越える前記複屈折の特徴量を計測するようにしたことを
特徴とする請求項１記載の複屈折の測定方法。 - 【請求項５】 それぞれ波長の異なる直線偏光の光を出
射する２つのレーザ光源と、該２つのレーザ光源からの
光を同一光軸に導く偏光ビームスプリッタおよび該光軸
上に配設された１／４波長板を用い、上記２つのレーザ
光源のオン／オフの切り替えによって、前記複数波長の
光を生成するようにしたことを特徴とする請求項４記載
の複屈折の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22319293A JPH0777490A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 複屈折の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22319293A JPH0777490A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 複屈折の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777490A true JPH0777490A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16794247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22319293A Withdrawn JPH0777490A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 複屈折の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777490A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170866A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｓｐｒ測定機器 |
| JP2014119680A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 位相差フィルム検査装置、位相差フィルム検査方法 |
| CN112461646A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-09 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种隧道模型内置式光弹仪 |
| CN115808245A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-03-17 | 青岛镭测创芯科技有限公司 | 偏振激光雷达系统 |
-
1993
- 1993-09-08 JP JP22319293A patent/JPH0777490A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170866A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｓｐｒ測定機器 |
| JP2014119680A (ja) * | 2012-12-19 | 2014-06-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 位相差フィルム検査装置、位相差フィルム検査方法 |
| CN112461646A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-09 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种隧道模型内置式光弹仪 |
| CN115808245A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-03-17 | 青岛镭测创芯科技有限公司 | 偏振激光雷达系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |