JPS61126403A - 干渉測定方法 - Google Patents
干渉測定方法Info
- Publication number
- JPS61126403A JPS61126403A JP59247309A JP24730984A JPS61126403A JP S61126403 A JPS61126403 A JP S61126403A JP 59247309 A JP59247309 A JP 59247309A JP 24730984 A JP24730984 A JP 24730984A JP S61126403 A JPS61126403 A JP S61126403A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wavelength
- interference
- optical path
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
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。
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２光束の干渉により生ぜしめた干渉縞より物体
の平面度、球面塵、或いはレンズの性能等を測定する干
渉測定方法に関するものである。
の平面度、球面塵、或いはレンズの性能等を測定する干
渉測定方法に関するものである。
２ベーン
発明が解決しようとする問題点
半導体レーザーの発振波長は温度、駆動電流によって変
化する。第２図は駆動電流を一定にした場合の発振波長
の温度依存性を示しており、波長変化率は０．３〜１．
０人／℃程度である。波長がジャ 、−ンプしているの
は軸モードの飛びであり、発振波長の変化は温度の上昇
・下降とで異なり、ヒステリシスが存在する。又、第３
図は発振波長の電流依存性を示しており、波長変化率は
０．０３〜０．１人／ｍＡ程度である。この場合にもモ
ードの飛び及びヒステリシスが存在する。
化する。第２図は駆動電流を一定にした場合の発振波長
の温度依存性を示しており、波長変化率は０．３〜１．
０人／℃程度である。波長がジャ 、−ンプしているの
は軸モードの飛びであり、発振波長の変化は温度の上昇
・下降とで異なり、ヒステリシスが存在する。又、第３
図は発振波長の電流依存性を示しており、波長変化率は
０．０３〜０．１人／ｍＡ程度である。この場合にもモ
ードの飛び及びヒステリシスが存在する。
このように半導体レーザーは発振波長が不安定である等
の理由により、干渉計測の光源として用いられることは
まれである。ということは、光源の波長変動が干渉光の
位相変動を生せしめることによる。このことは干渉縞が
静止せず不安定であることにほかならず、干渉計測にお
いては致命的な問題である。
の理由により、干渉計測の光源として用いられることは
まれである。ということは、光源の波長変動が干渉光の
位相変動を生せしめることによる。このことは干渉縞が
静止せず不安定であることにほかならず、干渉計測にお
いては致命的な問題である。
第４図はトワイマン・グリーン干渉計を用いたレンズの
収差測定の構成図を示す。半導体レーザ３べ。
収差測定の構成図を示す。半導体レーザ３べ。
−１から出射した光束をコリメーターレンズ２で平行光
束にしたあとビームスプリッタ３で２光束に分割される
。一方は参照用の平面鏡４にて、他方は被検レンズ５を
通過したのち、被検レンズ５の焦点に球心を有する参照
球面鏡６にて各々反射し、再びビームスプリッタ３で同
一光路に導かれ干渉する。干渉光束７は結像レンズ８に
より撮像管９の撮像面に結像され、モニターテレビ１０
で観察される。
束にしたあとビームスプリッタ３で２光束に分割される
。一方は参照用の平面鏡４にて、他方は被検レンズ５を
通過したのち、被検レンズ５の焦点に球心を有する参照
球面鏡６にて各々反射し、再びビームスプリッタ３で同
一光路に導かれ干渉する。干渉光束７は結像レンズ８に
より撮像管９の撮像面に結像され、モニターテレビ１０
で観察される。
参照平面鏡４からの反射光（参照光）ＷＲと参照球面鏡
６からの反射光（被検光）ＷＩの撮像面上における複素
振幅分布をそれぞれ ＷＲ＝Ａ−ｅｘｐ（ｉ ｋ Ｌｌ） ＷＩ＝Ｂ−ｅｘｐ（ｉ ｋ Ｌ２＋φ）Ａ、Ｂ：参照光
、被検光の振幅 に；波数（＝２π／λ） λ；波長 り、；参照光の光学的光路長 Ｌ２；被検光の光学的光路長 φ；被検レンズの波面収差 とすると、干渉光の光強度工は Ｉ ＝ ｌ ＷＲ＋ＷＩ ｌ ” ＝Ａ２＋Ｂ２＋２ＡＢｓｃｏｓ（−２−・（Ｌｌ−Ｌ２
）＋φ）となり、干渉光強度は光学的光路長差（Ｌｌ−
Ｌ２）或いは１／λに対して余弦的に変化する。
６からの反射光（被検光）ＷＩの撮像面上における複素
振幅分布をそれぞれ ＷＲ＝Ａ−ｅｘｐ（ｉ ｋ Ｌｌ） ＷＩ＝Ｂ−ｅｘｐ（ｉ ｋ Ｌ２＋φ）Ａ、Ｂ：参照光
、被検光の振幅 に；波数（＝２π／λ） λ；波長 り、；参照光の光学的光路長 Ｌ２；被検光の光学的光路長 φ；被検レンズの波面収差 とすると、干渉光の光強度工は Ｉ ＝ ｌ ＷＲ＋ＷＩ ｌ ” ＝Ａ２＋Ｂ２＋２ＡＢｓｃｏｓ（−２−・（Ｌｌ−Ｌ２
）＋φ）となり、干渉光強度は光学的光路長差（Ｌｌ−
Ｌ２）或いは１／λに対して余弦的に変化する。
したがって、光源に波長変動があると干渉光強度が変動
することになり、干渉縞を二次元情報として得て、レン
ズの波面収差φを計測するうえで誤差が生ずることにな
る。
することになり、干渉縞を二次元情報として得て、レン
ズの波面収差φを計測するうえで誤差が生ずることにな
る。
たとえば、光ディスクでは光学系の残存許容収差量を波
面収差λ／１０以下に抑制する必要があるといわれてお
り（有本昭「光ビデオディスクにおける光学系の許容収
差量の検討」、光学；第１２巻第６号、Ｐ、４９１．１
９８３年１２月）、λ／１０以下に収差除去された対物
レンズの波面収差を測定するには２７１０以上の測定精
度が必要となる。
面収差λ／１０以下に抑制する必要があるといわれてお
り（有本昭「光ビデオディスクにおける光学系の許容収
差量の検討」、光学；第１２巻第６号、Ｐ、４９１．１
９８３年１２月）、λ／１０以下に収差除去された対物
レンズの波面収差を測定するには２７１０以上の測定精
度が必要となる。
２７１０以上の精度で測定しようとすると、種々の誤差
要因があるが、干渉縞の変動に起因する読み取り誤差を
λ／４０とすると、第４図に示すような５ページ トワイマン・グリーン干渉計では干渉光の位相変動をπ
／１ｏ以下に抑制する必要がある。 ゛半導体レー
ザーをあえて干渉用光源として用いるとすれば、温度、
駆動電流を一定に制御することにより発振波長の変動を
抑制するか、もしくは発振波長を帰還制御することによ
り発振波長の安定化を図るというひとつの解決法がある
。
要因があるが、干渉縞の変動に起因する読み取り誤差を
λ／４０とすると、第４図に示すような５ページ トワイマン・グリーン干渉計では干渉光の位相変動をπ
／１ｏ以下に抑制する必要がある。 ゛半導体レー
ザーをあえて干渉用光源として用いるとすれば、温度、
駆動電流を一定に制御することにより発振波長の変動を
抑制するか、もしくは発振波長を帰還制御することによ
り発振波長の安定化を図るというひとつの解決法がある
。
光通信の分野では半導体レーザーの周波数安定化（周波
数＝真空中の光速／波長）の研究が進められており、前
記の前者の、方式で温度変動が１／１ｓｏｏｏｔ３ｅｑ
、程度（６Ｘ１０ −２Ｘ１０ ｎｍ程度の波長変動
）、後者の方式で発振周波数変動が１ＭＨｚ程度（λ＝
８３０ ｎｍ）半導体レーザーとして３Ｘ１０−６ｎ
ｍ程度の波長変動）が実現きれている。
数＝真空中の光速／波長）の研究が進められており、前
記の前者の、方式で温度変動が１／１ｓｏｏｏｔ３ｅｑ
、程度（６Ｘ１０ −２Ｘ１０ ｎｍ程度の波長変動
）、後者の方式で発振周波数変動が１ＭＨｚ程度（λ＝
８３０ ｎｍ）半導体レーザーとして３Ｘ１０−６ｎ
ｍ程度の波長変動）が実現きれている。
このように波長安定化された半導体レーザーを光源とし
て干渉計を構成すれば、波長変動にともナラ干渉光ノ位
相変化ハ２π・（Ｌ、−Ｌ２）／（１Ｃｒ８〜１Ｏ−７
）・λと々す、無視できる程度に微小となる。
て干渉計を構成すれば、波長変動にともナラ干渉光ノ位
相変化ハ２π・（Ｌ、−Ｌ２）／（１Ｃｒ８〜１Ｏ−７
）・λと々す、無視できる程度に微小となる。
しかし、このような波長安定化光源は光学系。
６ページ
制御系の構成が複雑になる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡単な構成
で干渉光の位相変動を実用的な範囲に抑制する干渉測定
方法を提案することを目的としている。
で干渉光の位相変動を実用的な範囲に抑制する干渉測定
方法を提案することを目的としている。
問題点を解決するための手段
本発明は参照光と被検光の光学的光路長差を満足するよ
うに（Ｌｌ−Ｌ２）を設定することにより、光源の波長
変動にともなう干渉縞の位相変動を実用的な範囲に抑制
するものである。
うに（Ｌｌ−Ｌ２）を設定することにより、光源の波長
変動にともなう干渉縞の位相変動を実用的な範囲に抑制
するものである。
作 用
波長λ。における干渉光の位相を２π（Ｌｌ−Ｌ２）／
λ。、波長がΔλ変化した時の干渉光の位相を化量をδ
−δ、−一定とすると光学的光路長差（Ｌｌ−Ｌ２）と
波長変化量Δλは第６図の様な関係にある。したがって
波長変化量をδ１以下に抑制する７ペー７ には（Ｌｌ−Ｌ２）およびΔλを第６図の斜線部に設定
すればよい。
λ。、波長がΔλ変化した時の干渉光の位相を化量をδ
−δ、−一定とすると光学的光路長差（Ｌｌ−Ｌ２）と
波長変化量Δλは第６図の様な関係にある。したがって
波長変化量をδ１以下に抑制する７ペー７ には（Ｌｌ−Ｌ２）およびΔλを第６図の斜線部に設定
すればよい。
干渉縞を２７１０以上の精度で読みとるために許容しう
る干渉縞の変動をλ／４０とすると、トワイマン・グリ
ーン干渉計のように光束が光路を往復する場合はλ／２
が２πの位相に相当するから、位よいことになる。
る干渉縞の変動をλ／４０とすると、トワイマン・グリ
ーン干渉計のように光束が光路を往復する場合はλ／２
が２πの位相に相当するから、位よいことになる。
半導体レーザーの波長変動を抑制しなくとも、干渉縞を
２次元情報として読み取り得る程度の短時間（撮像管で
１／６ｏ秒程度）の波長変動は微小であり、例えば波長
λ。−８３００人、波長変動Δλ ・−〇。１人とする
と、位相変化量をπ／１０以下に抑制するには、曲成よ
り、光学的光路長差（Ｌｌ−Ｌ２）を３ 、４１ＭＩ以
下に設定すればよいことになる。
２次元情報として読み取り得る程度の短時間（撮像管で
１／６ｏ秒程度）の波長変動は微小であり、例えば波長
λ。−８３００人、波長変動Δλ ・−〇。１人とする
と、位相変化量をπ／１０以下に抑制するには、曲成よ
り、光学的光路長差（Ｌｌ−Ｌ２）を３ 、４１ＭＩ以
下に設定すればよいことになる。
実施例
第１図は本発明の干渉測定方法の一実施例を示す構成図
である。半導体レーザー１から出射した光束はコリメー
タニレンズ２で平行光束と々す、ビームスプリッタ３で
２光束に分割される。一方の光束は参照平面鏡４にて、
他方の光束は被検レンズ５を透過したのち参照球面鏡６
にてそれぞれ反射され、再びビームスプリッタ３で重ね
合わされて干渉する。干渉光束７は結像レンズ８により
撮像管９に結像され、モニターテレビ１ｏにより干渉縞
を観察する。この時、波長変動量Δλを勘案して参照光
と被検光の光学的光路長差（Ｌｌ−Ｌ２）がΔλ・（Ｌ
ｌ−Ｌ２）／λ。・（λ。＋Δλ）＜０．０５を満足す
るように参照平面鏡４．参照球面鏡６の位置を設定する
ことにより本発明を実現することができる。
である。半導体レーザー１から出射した光束はコリメー
タニレンズ２で平行光束と々す、ビームスプリッタ３で
２光束に分割される。一方の光束は参照平面鏡４にて、
他方の光束は被検レンズ５を透過したのち参照球面鏡６
にてそれぞれ反射され、再びビームスプリッタ３で重ね
合わされて干渉する。干渉光束７は結像レンズ８により
撮像管９に結像され、モニターテレビ１ｏにより干渉縞
を観察する。この時、波長変動量Δλを勘案して参照光
と被検光の光学的光路長差（Ｌｌ−Ｌ２）がΔλ・（Ｌ
ｌ−Ｌ２）／λ。・（λ。＋Δλ）＜０．０５を満足す
るように参照平面鏡４．参照球面鏡６の位置を設定する
ことにより本発明を実現することができる。
発明の効果
以上述べてきたように、本発明によれば、きわめて簡易
な構成で、光源の波長変動にともなう干渉光の位相変動
を抑制することが可能で、実用的にきわめて有用である
。
な構成で、光源の波長変動にともなう干渉光の位相変動
を抑制することが可能で、実用的にきわめて有用である
。
第１図は本発明の一実施例における干渉測定方法を示す
構成図、第２図は半導体レーザーの発振９ベーン 波長の温度依存性を示す図、第３図は半導体レーザーの
発振波長の駆動電流依存性を示す図、第４図はトワイマ
ン・グリーン干渉計の構成図、第６図は光路長差に対す
る干渉光の位相変化量を示す図である。 １・・・・・・半導体レーザー、２・・・・・・コリメ
ーターレンズ、３・・・・・・ビーブスプリッタ、４・
・・・・・参照平面鏡、５・・・・・・平面鏡。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名旧 ）Ｖ麿ン）＆護 （Ｊ’）Ｙｌｖ営孝区 Ｏつ 城
構成図、第２図は半導体レーザーの発振９ベーン 波長の温度依存性を示す図、第３図は半導体レーザーの
発振波長の駆動電流依存性を示す図、第４図はトワイマ
ン・グリーン干渉計の構成図、第６図は光路長差に対す
る干渉光の位相変化量を示す図である。 １・・・・・・半導体レーザー、２・・・・・・コリメ
ーターレンズ、３・・・・・・ビーブスプリッタ、４・
・・・・・参照平面鏡、５・・・・・・平面鏡。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名旧 ）Ｖ麿ン）＆護 （Ｊ’）Ｙｌｖ営孝区 Ｏつ 城
Claims (1)
- 半導体レーザーの如き波長変動特性を有する可干渉光
源より出射した光を２分し、一方を被検物に照射し、こ
の被検物を透過もしくは反射した被検光と、２分した他
方の参照光を同一光路に導き、前記２光束により生ぜし
めた干渉縞を２次元情報として得るに際し、参照光と被
検光の全光学的光路長差をＬ、波長λ＿０の光源の波長
変動をΔλとしたとき、Δλ・Ｌ／λ＿０（λ＿０＋Δ
λ）＜０．０５なる関係を満足するようにＬを設定する
ことにより、光源の波長変動にともなう干渉縞の位相変
動を実用的な範囲に抑制したことを特徴とする干渉測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247309A JPS61126403A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 干渉測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247309A JPS61126403A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 干渉測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126403A true JPS61126403A (ja) | 1986-06-13 |
Family
ID=17161488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59247309A Pending JPS61126403A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | 干渉測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126403A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639803A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | Nec Corp | ３次元計測方法および装置 |
| WO2012172769A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | パナソニック株式会社 | 変調信号検出装置及び変調信号検出方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58186005A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-10-29 | Sony Corp | ２光線束干渉形測定装置 |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP59247309A patent/JPS61126403A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58186005A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-10-29 | Sony Corp | ２光線束干渉形測定装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639803A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | Nec Corp | ３次元計測方法および装置 |
| WO2012172769A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | パナソニック株式会社 | 変調信号検出装置及び変調信号検出方法 |
| US8488433B2 (en) | 2011-06-17 | 2013-07-16 | Panasonic Corporation | Modulated signal detecting apparatus and modulated signal detecting method |
| JPWO2012172769A1 (ja) * | 2011-06-17 | 2015-02-23 | パナソニック株式会社 | 変調信号検出装置及び変調信号検出方法 |
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