JPH1090117A - 屈折率分布の測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相物体における屈折率分布の測定におい
て、透過波面量が多く、干渉縞のピッチが細かくても計
測が可能な屈折率分布の測定方法及び装置を提供する。 【解決手段】 同一光源１からの可干渉光を、基準とな
る参照波ａと被検物Ｏを透過する被検波ｂとに分割し、
さらに被検波ｂを光分割器２１でｂ１１とｂ１２とに分
割し、一方の被検波ｂ１１の透過波面に光軸と垂直な方
向のシェアを与えた後重畳することによって第２検出器
３１上にシェアリング干渉像を形成する。このようにす
ることによって、透過波面量が多く、干渉縞のピッチが
細かくなる被検物でも、シェアリング干渉縞は粗くなる
ので、測定が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子、液体、
又は気体などの位相物体の測定装置に関するもので、特
に、干渉縞の解析により位相物体における屈折率分布の
測定に適したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザプリンタやカメラなどの光
学機器に使用される光学レンズの材料としてプラスチッ
クを用いることが多くなっている。プラスチック成形レ
ンズはガラス研磨レンズに比較して、コスト低減や非球
面レンズの製作性に優れ、安価であるというメリットが
ある。

【０００３】しかし、その反面、ガラスレンズに比べ製
造上、屈折率分布が不安定でレンズの内部に不均一性を
生じることがある。レンズ内部に不均一性があると、光
学特性に大きな影響を及ぼし、画質の劣化やボケといっ
た原因につながる。従って、レンズ内部の屈折率分布を
３次元的に高精度に測定し、光学レンズの均質性を評価
する必要がある。

【０００４】光学レンズの屈折率を測定する方法として
は、精密示差屈折計などを使用してＶブロック法等によ
り屈折角を計測して屈折率を求める方法や、トワイマン
・グリーン干渉計などの干渉計を使用して干渉縞より屈
折率を測定する方法などがあり、また、光学的均質性の
測定方法として、フィゾー干渉計、マハツェンダ干渉計
などの干渉計を使用して干渉縞像の解析より透過波面を
計測し、屈折率分布から光学的均質性を求める方法が知
られている。

【０００５】しかしながら、上記のいずれの方法におい
ても、被検物は、所定形状に加工する必要があり、測定
対象の光学素子を破壊しなければならない。また、透過
波面より求められる屈折率分布は、光路進行方向に積算
された平均値となり、３次元空間的な屈折率分布を測定
し、屈折率の不均一部分を３次元空間的に特定すること
ができない。

【０００６】そこで、本発明の出願人は、先願特願平６
−２０３５０２号において、被検物を試液中に浸した状
態で光軸と直交する軸を中心に回転させ、複数の回転角
位置の各々で干渉縞の解析を行い、これらの干渉縞から
透過波面量を算出し、これを１次フーリエ変換し、さら
に、２次元逆フーリエ変換を行って３次元的な屈折率の
分布を求める方法を提案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の出願による屈折
率分布の測定方法及び装置によれば、試液との屈折率差
がわずかでも、高精度で計測が可能であるという利点を
有している。しかしながら、屈折率差が大きい場合な
ど、透過波面量が大きい位相物体を計測する場合は干渉
縞の本数が多くなり、検出器の分解能を越えてしまうこ
とがある。

【０００８】本発明は、このような事実から考えられた
もので、透過波面量が多く、干渉縞のピッチが細かくて
も計測が可能な屈折率分布の測定方法及び装置を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の測定方法は、被検物を透過した可干渉光か
らなる被検波を二つの光束に分割し、一方の光束の波面
を光軸と垂直方向にずらした後重畳してシェアリング干
渉による干渉縞を形成し、該干渉縞を解析することによ
り被検物の屈折率分布を測定することを特徴としてい
る。

【００１０】また、上記被検物を光軸と垂直な軸回りに
回転させながら被検波を透過させ、複数の干渉縞を形成
してそれぞれの透過波面を測定し、ＣＴ解析を用いて再
構成することにより被検物の３次元的な屈折率分布を測
定することもできる。

【００１１】本発明の測定装置は、被検物を透過した可
干渉光からなる被検波を二つの光束に分割する光分割器
と、該光分割器で分割された各光束中に配置される反射
装置と、一方の光束の波面を光軸と垂直な方向にずらす
シェアリング部と、を有することを特徴としている。

【００１２】または、同一光源からの可干渉光を参照波
と被検波とに分割し、被検波が被検物を透過した後参照
波と重量して干渉縞を形成する干渉計と、上記被検波を
二光束に分割し一方の光束の波面を光軸と垂直な方向に
ずらして重畳して干渉縞を形成するシェアリング干渉計
とを有することを特徴としている。

【００１３】上記シェアリング干渉計が、上記干渉計か
らの被検波を受けて該被検波を２つの光束に分割する光
分割器と、２分割された各光束の光路内に置かれた２つ
の反射装置と、いずれか一方の反射装置を光軸と垂直な
方向に移動するシェアリング部とを有する構成とするこ
とができる。

【００１４】または、上記シェアリング干渉計が、上記
干渉計からの被検波を受けて該被検波を２つの光束に分
割する光分割重畳用ビームスプリッタと、２分割された
各光束の光路内に置かれた２つのコーナキューブと、い
ずれか一方のコーナキューブを光軸と直交する方向に移
動するシェアリング部とを有し、各コーナキューブから
反射された光束を上記光分割重畳用ビームスプリッタで
重畳して上記シェアリング干渉縞を形成する構成として
もよい。

【００１５】また、上記干渉計がマッハツェンダ干渉計
からなり、同一光源からの可干渉光を参照波と被検波と
に分割する光分割器と、参照波と被検波とを重畳する光
重畳器とに偏光ビームスプリッタを用いた構成とするこ
とが望ましい。

【００１６】あるいは、同一光源からの可干渉光を参照
波と被検波とに分割し、被検波が被検物を透過または反
射した後参照波と重量する干渉計と、上記被検波を２つ
に分割し一方の光束の波面を光軸と垂直な方向にずらし
て重畳し干渉縞を形成するシェアリング干渉計とを有
し、上記干渉計とシェアリング干渉計とがその構成を共
有している構成とすることもできる。

【００１７】また、可干渉光の光源と、該可干渉光を参
照波と被検波とに分割する光分割器と、参照波の光路中
に配置されたビームスプリッタと、該ビームスプリッタ
を透過した参照波の光路中に配置され駆動手段により光
軸方向及び光軸と垂直方向に移動自在な可動反射手段
と、上記光分割器から射出された被検波の光路内に配置
された固定反射手段と、該固定反射手段に反射された光
路内に配置された被検波内ビームスプリッタと、該被検
波内ビームスプリッタからの被検波と上記可動反射手段
からの参照波とを重畳して射出する光重畳用ビームスプ
リッタと、これら重畳された被検波と参照波の光路内に
配置され干渉縞を結像する結像レンズとその結像面に配
置された第１検出器とを有し、上記被検波内ビームスプ
リッタを透過した被検波と該被検波内ビームスプリッタ
で反射され上記ビームスプリッタ及び上記可動反射手段
を経由した被検波が上記光重畳用ビームスプリッタで重
畳されシェアリング干渉を起こして射出される光路内に
配置されシェアリング干渉縞を結像する結像レンズとそ
の結像面に配置された第２検出器とを有する構成とする
ことも可能である。

【００１８】上記において、被検物を光軸と垂直な軸回
りに回転する回転台を有する構成が望ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
って詳細に説明する。図１は、本発明の屈折率分布測定
装置の一実施例を示す図である。同図に示す装置は、マ
ハツェンダ干渉計Ａとシェアリング干渉計Ｂの組合せで
構成されている。マハツェンダ干渉計Ａは、可干渉光と
してのレーザ光を射出する光源１と、ビームエキスパン
ダ３と、偏光ビームスプリッタからなる光分割器５と、
参照波の光路内に置かれたミラーからなる反射装置７
と、被検波を２つの光束に分割するビームスプリッタか
らなる反射装置兼光分割器９と、光重畳器１１としての
偏光ビームスプリッタと、結像レンズ１３と、ＣＣＤな
どからなる干渉縞検出器１５と、偏光子１７とを備えて
いる。

【００２０】光源１より出射するレーザ光は、ビームエ
キスパンダ３によって光束径を拡大され、光分割器５に
よってこれを直角に屈折して参照波ａとなるレーザ光束
と、直進して被検物Ｏとしての位相物体を透過する被検
波ｂとなるもう一つのレーザ光束とに分割される。参照
波ａと被検波ｂとはほぼ１：３となるようになってい
る。

【００２１】反射装置７は、ピエゾ素子などによる電気
−変位変換素子１９により支持され、位相シフト法によ
る干渉縞解析を行うために、参照波ａの光路長を波長の
オーダで変更できるように配置されている。

【００２２】参照波ａは反射装置７で反射され、光重畳
器１１に達し、他方の被検波ｂは、被検物Ｏを透過して
一部ｂ２が反射装置兼光分割器９で反射され、光重畳器
１１に達して参照波ａと重なり合うが、電気−変位変換
素子１９により参照波ａと被検波ｂとの光路長には、ｎ
π／２の位相の差ができるように調整される。

【００２３】参照波ａと被検波ｂ２は重畳され、光重畳
器１１から射出されて結像レンズ１３に入射し、干渉縞
検出器１５の撮像面に干渉縞を結像する。干渉縞検出器
１５には干渉縞と直交する方向に配置されたリニアＣＣ
Ｄやアレイ状のセンサを用いる。

【００２４】一方、反射装置兼光分割器９を透過した光
束ｂ１は、シェアリング干渉計Ｂに入射する。シェアリ
ング干渉計Ｂは、入射した被検波ｂ１を２つの光束ｂ１
１，ｂ１２に分割するビームスプリッタからなる光分割
器２１と、これら２つの各光束内に配置されたミラーか
らなる反射装置２３，２５と、ビームスプリッタを用い
た光重畳器２７と、結像レンズ２９及び第２検出器３１
とを有する。

【００２５】第２検出器３１には、ＣＣＤなどのエリア
イメージセンサ又は干渉縞と直交する方向に配置された
ラインセンサなどを使用している。また、反射装置２５
は、シェアリング部３３を有し、被検波ｂ１１の波面を
光軸と垂直な方向に移動可能である。これは、電気−変
位変換素子１９と同様にピエゾ素子等を用いた構成とし
ている。

【００２６】被検物Ｏを透過し、さらに反射装置兼光分
割器９を透過した被検波ｂ１は、光分割器２１で再びｂ
１１とｂ１２とに２分割され、それぞれ反射装置２３，
２５を反射した後、再び光重畳器２７で重畳される。こ
のときシェアリング部３３が反射装置２５にシェア（横
変位）を与え、被検波の波面を光軸と垂直方向にずらす
ことで、この部分はシェアリング干渉を起こす。

【００２７】以上の構成により、図１の装置では、マハ
ツェンダ干渉計Ａによる干渉縞の測定と、シェアリング
干渉計Ｂによる干渉縞の測定の双方が可能である。そこ
で、透過波面量が小さい（数λ程度以下）位相物体を計
測する場合は、マハツェンダ干渉計Ａの干渉縞を第１検
出器１５で位相シフト法により縞解析を行う。

【００２８】透過波面量が大きい位相物体を計測する場
合は、干渉縞の本数が多くかつ縞のピッチが細かくなる
ので、第１検出器１５の分解能を越えてしまうことがあ
る。これに対し、シェアリング干渉は被検波同士の干渉
であるため感度を落とす効果がある。すなわち第１検出
器３１上での透過波面は少なくなり第１検出器１５では
縞解析できない位相物体であっても計測可能となる。

【００２９】そこで、透過波面量が多く、第１検出器１
５の分解能を越えるような場合は、マハツェンダ干渉計
Ａによる干渉縞の測定を行わず、シェアリング干渉計Ｂ
により得られた波面ΔＷ（ｙ）を、第２検出器３１のラ
インセンサの長さ方向ｙで積分した次式（１）より波面
を解析する。 Ｗ（ｙ）＝（１／Ｓ）∫ΔＷ（ｙ）ｄｙ （１）

【００３０】図２は、本発明の第２実施例の測定装置
で、シェアリング干渉計において、２つのコーナーキュ
ーブ４１，４３を用いてシェアリング干渉計Ｂ２を構成
している。一方のコーナーキューブ４３には、シェアリ
ング部３３が設けられている。

【００３１】反射装置兼光分割器９を透過した被検波ｂ
１は、光分割重畳用ビームスプリッタ４５で再びｂ１
１，ｂ１２の２光束に分割され、それぞれの光路に置か
れたコーナキューブ４１，４３で反射されて戻り、光分
割重畳用ビームスプリッタ４５で重畳され、結像レンズ
２９を経由して第２検出器３１に取り込まれる。このと
き、一方のコーナキューブ４３にシェアリング部３３で
シェアを与えておくことにより、シェアリング干渉を生
じる。本発明による測定は図１の装置と同じである。

【００３２】図３は本発明の第３実施例の測定装置で、
偏光ビームスプリッタを用いて干渉計Ａ２にシェアリン
グ干渉計Ｂ３の一部を兼務させて装置を小型化した例で
ある。図３において、マハツェンダ干渉計Ａ２の反射装
置兼光分割器９は、図１の光分割器２１の役目をも担っ
ている。また、図１における反射装置２３は、光重畳器
１１が兼務している。そして、反射装置兼光分割器９と
光重畳器１１との間には、１／４波長板６１が設けられ
ている。

【００３３】図４により図３の装置におけるマハツェン
ダ干渉について説明する。光源１からのレーザ光は、ビ
ームエキスパンダ３で拡大され、光分割器５で参照波ａ
と被検波ｂとに分割される。被検波ｂは被検物Ｏを透過
して反射装置兼光分割器９に達し、ここで透過する被検
波ｂ１と反射される被検波ｂ２とに分割される。反射さ
れた被検波ｂ２は１／４波長板６１を透過して光重畳器
１１に達する。光重畳器１１は偏光ビームスプリッタで
あり、被検波ｂ２は１／４波長板６１を透過して円偏光
となっているので、一方の直線偏光成分が透過して被検
波ｂ２１となり、他方の直交する直線偏光成分は反射さ
れて被検波ｂ２２となる。

【００３４】光分割器５から射出された参照波ａは、反
射装置７で反射され、偏光ビームスプリッタからなる光
重畳器１１で総て反射され被検波ｂ２１と重畳され、偏
光子１７から結像レンズ１３を経て第１検出器１５に達
する。反射装置７の電気−変位変換素子１９は、参照波
ａの光路長をｎπ／２の位相の差ができるように調整す
る。これによって、第１検出器１５には干渉縞が形成さ
れる。

【００３５】図５によってシェアリング干渉を説明す
る。被検物Ｏを透過した被検波ｂは反射装置兼光分割器
９で透過する被検波ｂ１と反射される被検波ｂ２とに分
割される。反射された被検波ｂ２は、図４で説明したよ
うに１／４波長板６１を透過して光重畳器１１に達し、
被検波ｂ２２を反射する。この被検波ｂ２２が光重畳器
６５に達し、ここで反射装置６３で反射された被検波ｂ
１と重畳される。シェアリング部３３が反射装置２５に
シェア（横変位）を与えることでシェアリング干渉を起
こさせる。

【００３６】上記の構成によれば、シェアリング干渉計
において、被検物Ｏから第２検出器３１までの距離を小
さくできるため、結像倍率を上げやすい。また、偏光ビ
ームスプリッタＢＳの偏光面を利用することでアイソレ
イト効果があり、クロストークが起きない構成になって
いる。

【００３７】図６は本発明の第４実施例で、マハツェン
ダ干渉計とシェアリング干渉計とが重なり合うようにし
て組合わされた実施例である。この装置は、レーザ光の
光源１と、ビームエキスパンダ３と、偏光ビームスプリ
ッタからなる光分割器５と、参照波ａの光路内におかれ
た偏光ビームスプリッタ７１と、これを透過した光路内
に置かれた可動反射手段８１と、被検波ｂの光路内に固
定された固定反射手段８２と、反射装置で反射された被
検波ｂの光路内に置かれた被検波内ビームスプリッタ７
３と、この被検波内ビームスプリッタ７３からの光束と
上記可動反射手段８１からの光束とを重畳する偏光ビー
ムスプリッタからなる光重畳用ビームスプリッタ７７
と、被検波内ビームスプリッタ７３と光重畳用ビームス
プリッタ７７との間に配置された１／４波長板７５と、
偏光子１７，６７と、結像レンズ１３，２９と、第１検
出器１５及び第２検出器３１とからなる。

【００３８】光源１を出射したレーザ光は、ビームエキ
スパンダ３で広げられ、光分割器５で参照波ａと被検波
ｂとの比がほぼ１対３になるように分割される。透過光
は参照波ａとなり、反射光は（被検物Ｏ）を透過する被
検波ｂとなる。

【００３９】図７により、マハツェンダ干渉について説
明する。被検物Ｏを透過した被検波ｂは固定反射手段８
２を反射し、被検波内ビームスプリッタ７３によって透
過光ｂ１：反射光ｂ２が２：１に分割される。被検波内
ビームスプリッタ７３を透過した被検波ｂ１は１／４波
長板７５で円偏光にされ、そのうち紙面に垂直な方向に
振動する成分ｂ１２が光重畳用ビームスプリッタ７７で
反射され、これと直交する成分ｂ１１は透過する。一
方、光分割器５と偏光ビームスプリッタ７１とを透過し
可動反射手段８１で反射された参照波ａが光重畳用ビー
ムスプリッタ７７に達し、ここで被検波ｂ１２と重畳さ
れ、偏光子１７、結像レンズ１３を透過後、第１検出器
１５上に達する。可動反射手段８１には、ピエゾ素子な
どを利用して波長オーダでの可動反射手段８１を光軸方
向に移動可能な駆動手段８３があり、参照波ａと被検波
ｂ１１との間にｎπ／２の位相差を与え、第１検出器１
５上に干渉縞を結像する。

【００４０】図８により、シェアリング干渉について説
明する。まず、被検波ｂが、被検波内ビームスプリッタ
７３を透過するｂ１と、反射されるｂ２とに分割され
る。反射された被検波ｂ２は、偏光ビームスプリッタ７
１と可動反射手段８１で反射され、光重畳用ビームスプ
リッタ７７に達し、ここで第２検出器３１の方に反射さ
れる。

【００４１】被検波内ビームスプリッタ７３を透過した
被検波ｂ１は、１／４波長板７５で円偏光にされ、光重
畳用ビームスプリッタ７７に達し、被検波ｂ１２は前述
のように反射され、被検波と直交する成分の被検波ｂ１
１は透過し、被検波ｂ２と重畳される。

【００４２】駆動手段８３は可動反射手段８１を光軸と
垂直な方向にも移動可能であり、被検波ｂ２の波面にシ
ェアを与え、これによってシェアリング干渉計となり、
第２検出器３１でシェアリング干渉縞の測定ができる。

【００４３】図６に示す装置では、一つの位相変調部を
二つの干渉計で用いているので、これにより、機械的可
動部が一つ減り装置全体の安定性が増すことになる。ま
た、偏光ビームスプリッタ５，７１，７７の代わりに通
常のビームスプリッタを使用してもよいが、偏光ビーム
スプリッタの方が、アイソレート効果が生じ、クロスト
ークを防止できる。

【００４４】上記の各実施例はいずれもＣＴ（コンピュ
ータトモグラフィ）解析を用いて被検物の屈折率を３次
元的に再構成することが可能である。ここでは、図９の
構成を用いてＣＴ解析のできる装置を説明する。これは
図１の装置を転用したものである。

【００４５】被検物０は屈折率が被検物とほぼ一致した
試液Ｓの中に浸された容器９１中にあり、光束の入射窓
９３及び出射窓９５には面精度の良いオプティカルフラ
ット９７，９９を用いている。被検物Ｏは光軸に対して
垂直な回転軸Ｐを持つ回転台１０１上に設置されており
容器９１は固定された状態で被検物０が軸Ｐを中心とし
て回転可能な構造になっている。

【００４６】あらかじめ被検物Ｏをセットしない状態で
透過波面を測定し装置自身の定常的な誤差成分を排除す
る。次に被検物Ｏを回転台１０１にセットし透過波面を
測定する。このとき被検物Ｏの屈折率が完全に均一で試
液Ｓの屈折率と等しい場合、縞解析結果は０となる。し
かし、被検物Ｏが試液Ｓの屈折率よりわずかにずれてい
る場合、以下の関係式が成り立つ。

【００４７】 φ（ｙ）＝（２π／λ）∫Δｎ（ｘ，ｙ）ｄｘ （３） ただし、 φ（ｙ） ： 透過波面（ｒａｄ） Δｎ（ｘ，ｙ）：被検物Ｏと試液Ｂとの屈折率差 λ ： レーザ光の波長

【００４８】屈折率分布が一様でない被検物Ｏに光源１
のレーザ光を透過し、第１検出器１５又は第２検出器３
１上に生じた干渉縞を取り込み縞解析を行うことで、得
られた透過波面から屈折率分布を求めることができる。

【００４９】しかし、一度の測定で得られる結果は、被
検物Ｏの厚み方向（ｘ方向）に積算された透過波面であ
る。従って、不均一部分の空間的な位置を決定するため
には被検物を回転させ、同様の縞解析を複数回行う必要
がある。すなわち、被検物を干渉計の光軸に対して（相
対的）ｚ軸のまわりに回転し、入射方向１８０度（ある
いは３６０度）にわたる範囲で測定し、コンピュータ上
で再合成することにより被検物の３次元屈折率分布を測
定することができる。コンピュータ上の処理法法として
はＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈ
ｙ）解析の手法を用いる。図１０に演算の手順を、フー
リエ変換の概念を図１１に示す。

【００５０】図１０、図１１において角度φの方向から
入射した透過波面データＰ（ｙ，φ）を１次元フーリエ
変換する。フーリエ変換された各断面の極座標のデータ
を直交座標に変換した後、２次元逆フーリエ変換を施す
事により、被検物の２次元屈折率分布を再構成する事が
可能である。この再構成された２次元屈折率分布をディ
スプレイなどの出力させて表示することにより、あるい
は適宜の出力手段を用いて出力させることにより、被検
物Ｏの屈折率分布を測定することができる。

【００５１】この測定装置では、マハツェンダ干渉計と
シェアリング干渉計（第１、第２検出器）による同時測
定が可能である。干渉縞の本数が少ない場合は第１検出
器１５で位相シフトより計測する。干渉縞の本数が多く
第１検出器１５の分解能を越えている場合には、第２検
出器３１を用いてシェアリング干渉により解析する。２
つの干渉計を組み合わせる事で屈折率差の大きい被検物
を高分解能に計測する事ができる。また、試液Ｓを用い
ないで、回転台上に被検物を置き、回転させつつ干渉縞
を作り、測定することでも３次元的な屈折率の測定が可
能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、通
常の干渉縞測定方法では縞の本数が多くて分解能を越え
るような測定でも、シェアリング干渉により測定できる
ので、高分解能に計測することができる。また、被検物
を光軸と垂直な回転軸回りに回転させつつ測定すると、
ＣＴ解析により被検物の３次元的な屈折率の測定が可能
となる。

【００５３】また、マハツェンダ干渉とシェアリング干
渉の双方の測定が可能な装置を用いれば、１つの装置で
双方の測定を任意に行うことができ、多様な被検体の計
測が可能となる。また、双方の干渉を同時に測定するこ
とができ、より高分解能でかつ高ダイナミックレンジな
計測が可能となる。

【００５４】コーナキューブを用いることにより、ピエ
ゾ駆動に対してシェア量を独立に設定することが可能で
ある。また、シェア量も決定しやすいという特徴があ
る。干渉計とシェアリング干渉計とを一部で重ねる構成
とすると、装置の小型化を図ることができる。そのため
被検物から検出器までの距離を短くする事が可能なの
で、結像倍率をあげやすい。マハツェンダ干渉計とシェ
アリング干渉計の位相変調を一つの位相変調部で行う事
により、装置の安全性が増し、かつコストも低くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の屈折率分布を測定する装置の第１実施
例の構成を示す図である。

【図２】本発明の屈折率分布を測定する装置の第２実施
例の構成を示す図である。

【図３】本発明の屈折率分布を測定する装置の第３実施
例の構成を示す図である。

【図４】図３の装置で干渉縞を測定する方法を説明する
図である。

【図５】図３の装置でシェアリング干渉縞を測定する方
法を説明する図である。

【図６】本発明の屈折率分布を測定する装置の第４実施
例の構成を示す図である。

【図７】図６の装置で干渉縞を測定する方法を説明する
図である。

【図８】図３の装置でシェアリング干渉縞を測定する方
法を説明する図である。

【図９】本発明の屈折率分布を測定する装置の第１実施
例の構成を示す図である。

【図１０】ＣＴ解析の方法を示すフローチャートであ
る。

【図１１】ＣＴ解析の原理を説明する図である。

【符号の説明】

１ 光源 ５ 光分割器 １１ 光重畳器 １５ 第１検出器 １７ 結像レンズ ２１ 光分割器 ２３，２５ 反射装置 ２９ 結像レンズ ３３ シェアリング部 ４１，４３ コーナキューブ ４５ ビームスプリッタ ７１ ビームスプリッタ ７３ 被検波内ビームスプリッタ ７７ 光重畳用ビームスプリッタ ８１ 可動反射手段 ８２ 固定反射手段 ８３ 駆動手段 １０１ 回転台 Ａ 干渉計 Ｂ，Ｂ２，Ｂ３ シェアリング干渉計 Ｏ 被検物 ａ 参照波 ｂ 被検波

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検物を透過した可干渉光からなる被検
   波を二つの光束に分割し、一方の光束の波面を光軸と垂
   直方向にずらした後重畳してシェアリング干渉による干
   渉縞を形成し、該干渉縞を解析することにより被検物の
   屈折率分布を測定することを特徴とする屈折率分布の測
   定方法。
2. 【請求項２】 上記被検物を光軸と垂直な軸回りに回転
   させながら被検波を透過させ、複数の干渉縞を形成して
   それぞれの透過波面を測定し、ＣＴ解析を用いて再構成
   することにより被検物の３次元的な屈折率分布を測定す
   ることを特徴とする請求項１記載の屈折率分布の測定方
   法。
3. 【請求項３】 被検物を透過した可干渉光からなる被検
   波を二つの光束に分割する光分割器と、該光分割器で分
   割された各光束中に配置される反射装置と、一方の光束
   の波面を光軸と垂直な方向にずらすシェアリング部と、
   を有することを特徴とする屈折率分布の測定装置。
4. 【請求項４】 同一光源からの可干渉光を参照波と被検
   波とに分割し、被検波が被検物を透過した後参照波と重
   量して干渉縞を形成する干渉計と、上記被検波を二光束
   に分割し一方の光束の波面を光軸と垂直な方向にずらし
   て重畳して干渉縞を形成するシェアリング干渉計とを有
   することを特徴とする屈折率分布の測定装置。
5. 【請求項５】 上記シェアリング干渉計が、上記干渉計
   からの被検波を受けて該被検波を２つの光束に分割する
   光分割器と、２分割された各光束の光路内に置かれた２
   つの反射装置と、いずれか一方の反射装置を光軸と垂直
   な方向に移動するシェアリング部とを有することを特徴
   とする請求項４記載の屈折率分布の測定装置。
6. 【請求項６】 上記シェアリング干渉計が、上記干渉計
   からの被検波を受けて該被検波を２つの光束に分割する
   光分割重畳用ビームスプリッタと、２分割された各光束
   の光路内に置かれた２つのコーナキューブと、いずれか
   一方のコーナキューブを光軸と直交する方向に移動する
   シェアリング部とを有し、各コーナキューブから反射さ
   れた光束を上記光分割重畳用ビームスプリッタで重畳し
   て上記シェアリング干渉縞を形成することを特徴とする
   請求項３記載の屈折率分布の測定装置。
7. 【請求項７】 上記干渉計がマハツェンダ干渉計からな
   り、同一光源からの可干渉光を参照波と被検波とに分割
   する光分割器と、参照波と被検波とを重畳する光重畳器
   とに偏光ビームスプリッタを用いたことを特徴とする請
   求項４から６のいずれかに記載の屈折率分布の測定装
   置。
8. 【請求項８】 同一光源からの可干渉光を参照波と被検
   波とに分割し、被検波が被検物を透過または反射した後
   参照波と重量する干渉計と、上記被検波を２つに分割し
   一方の光束の波面を光軸と垂直な方向にずらして重畳し
   干渉縞を形成するシェアリング干渉計とを有し、上記干
   渉計とシェアリング干渉計とがその構成を共有している
   ことを特徴とする屈折率分布の測定装置。
9. 【請求項９】 可干渉光の光源と、該可干渉光を参照波
   と被検波とに分割する光分割器と、参照波の光路中に配
   置されたビームスプリッタと、該ビームスプリッタを透
   過した参照波の光路中に配置され駆動手段により光軸方
   向及び光軸と垂直方向に移動自在な可動反射手段と、上
   記光分割器から射出された被検波の光路内に配置された
   固定反射手段と、該固定反射手段に反射された光路内に
   配置された被検波内ビームスプリッタと、該被検波内ビ
   ームスプリッタからの被検波と上記可動反射手段からの
   参照波とを重畳して射出する光重畳用ビームスプリッタ
   と、これら重畳された被検波と参照波の光路内に配置さ
   れ干渉縞を結像する結像レンズとその結像面に配置され
   た第１検出器とを有し、上記被検波内ビームスプリッタ
   を透過した被検波と該被検波内ビームスプリッタで反射
   され上記ビームスプリッタ及び上記可動反射手段を経由
   した被検波が上記光重畳用ビームスプリッタで重畳され
   シェアリング干渉を起こして射出される光路内に配置さ
   れシェアリング干渉縞を結像する結像レンズとその結像
   面に配置された第２検出器とを有することを特徴とする
   屈折率分布の測定装置。
10. 【請求項１０】 上記被検物を光軸と垂直な軸回りに回
    転する回転台を有することを特徴とする請求項３から９
    のいずれかに記載の屈折率分布の測定装置。