JPS6310380B2 - - Google Patents
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- JPS6310380B2 JPS6310380B2 JP10469582A JP10469582A JPS6310380B2 JP S6310380 B2 JPS6310380 B2 JP S6310380B2 JP 10469582 A JP10469582 A JP 10469582A JP 10469582 A JP10469582 A JP 10469582A JP S6310380 B2 JPS6310380 B2 JP S6310380B2
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- Japan
- Prior art keywords
- sample
- connecting rod
- axis
- sample holder
- optical axis
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- 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.)
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、全反射鏡、部分反射鏡および反射防
止膜付透過鏡等の球面鏡や平面鏡の表面の所要の
全域にわたつて反射率を測定し、反射率の分布を
表示するための反射率分布測定用試料駆動装置及
び駆動方法に関するものである。
止膜付透過鏡等の球面鏡や平面鏡の表面の所要の
全域にわたつて反射率を測定し、反射率の分布を
表示するための反射率分布測定用試料駆動装置及
び駆動方法に関するものである。
従来、平面鏡や球面鏡の反射率といえば、反射
率測定系の光軸と被験試料とが交わる一点の、照
射領域の反射率を測定し、当該平面鏡や球面鏡の
全体の反射率として置換えを行つていた。
率測定系の光軸と被験試料とが交わる一点の、照
射領域の反射率を測定し、当該平面鏡や球面鏡の
全体の反射率として置換えを行つていた。
そのことは、平面鏡や球面鏡の所要の全域にわ
たつて反射率が一定であることを前提としている
わけである。
たつて反射率が一定であることを前提としている
わけである。
しかし実際には、被験光学部品表面全域にわた
つて反射率が一定であるとは考えられず、所要の
領域全域にわたつての反射率の分布を識らないと
光学設計できない場合も多々ある。
つて反射率が一定であるとは考えられず、所要の
領域全域にわたつての反射率の分布を識らないと
光学設計できない場合も多々ある。
例えば、気体レーザに用いられる折返し鏡やリ
ヤミラーの全反射鏡の反射率分布、出力結合鏡―
通常は放電管内部に向いている面は所要の反射率
を有し、外側に向つている面には反射防止膜がコ
ーテイングしてある―の部分透過率および反射防
止膜の反射率分布が、気体レーザの出力モードに
重要な役割をはたしていると思われる。
ヤミラーの全反射鏡の反射率分布、出力結合鏡―
通常は放電管内部に向いている面は所要の反射率
を有し、外側に向つている面には反射防止膜がコ
ーテイングしてある―の部分透過率および反射防
止膜の反射率分布が、気体レーザの出力モードに
重要な役割をはたしていると思われる。
又、特に球面鏡の場合には、実際に研磨されで
き上つた鏡の曲率半径は、設計値と異なる場合が
多く、曲率半径のバラツキは、直接光軸に対する
反射率のバラツキとして現われるものである。
き上つた鏡の曲率半径は、設計値と異なる場合が
多く、曲率半径のバラツキは、直接光軸に対する
反射率のバラツキとして現われるものである。
上述のように反射率の空間分布の測定は、精密
な光学機器の設計に必須でありながら、従来では
あまり知られていない。
な光学機器の設計に必須でありながら、従来では
あまり知られていない。
本発明は平面鏡や球面鏡の反射率の空間分布の
測定を精度良くかつ短時間で行う反射率分布測定
用試料駆動装置及びその駆動方法を提供すること
を目的とする。
測定を精度良くかつ短時間で行う反射率分布測定
用試料駆動装置及びその駆動方法を提供すること
を目的とする。
第１図に本発明の反射率分布測定用試料駆動装
置の平面図を示す。
置の平面図を示す。
本実施例では基台５の上に３枚のテーブルがの
つており、基台５側からＡテーブル６、Ｚテーブ
ル７、Ｘテーブル８からなつている。
つており、基台５側からＡテーブル６、Ｚテーブ
ル７、Ｘテーブル８からなつている。
Ａテーブル６はＡ軸を中心として基台５上を扇
形に摺動するように構成されており、Ｚテーブル
７はＡテーブル６上を図中Ｚ方向に移動可能に配
置されており、Ｘテーブル８はＺテーブル７上
を、Ｘ方向に移動可能に配されている。Ｘ方向と
Ｚ方向は直交するようにセツトされている。Ｘテ
ーブル８上には連結棒９を介して試料ホルダ１０
が取りつけられており、試料ホルダ１０は連結棒
９を軸としてＢ方向に回転可能に取りつけられて
いる。
形に摺動するように構成されており、Ｚテーブル
７はＡテーブル６上を図中Ｚ方向に移動可能に配
置されており、Ｘテーブル８はＺテーブル７上
を、Ｘ方向に移動可能に配されている。Ｘ方向と
Ｚ方向は直交するようにセツトされている。Ｘテ
ーブル８上には連結棒９を介して試料ホルダ１０
が取りつけられており、試料ホルダ１０は連結棒
９を軸としてＢ方向に回転可能に取りつけられて
いる。
１はＸ軸移動の原動力であるパルスモーター
で、１１は、Ｘテーブル８を動かすボールネジで
ある。２はＺ軸移動の原動力であるパルスモータ
ーで、２１は、Ｚテーブル７を動かすボールネジ
である。３は、Ａ軸回転のため半径Ｒの円周上を
Ｓ方向に移動させるための原動力であるパルスモ
ーターで、３１は、Ａテーブル６をＳ方向に沿つ
て移動させるためのボールネジである。４は、連
結棒９をＢ方向に360゜回転をおこすための原動力
であるパルスモーターである。試料ホルダ１０に
設置された試料１２は、パルスモーター４により
一定角度づつ回転させられながら、反射率測定系
１３からのビームにより反射率が測定される。
で、１１は、Ｘテーブル８を動かすボールネジで
ある。２はＺ軸移動の原動力であるパルスモータ
ーで、２１は、Ｚテーブル７を動かすボールネジ
である。３は、Ａ軸回転のため半径Ｒの円周上を
Ｓ方向に移動させるための原動力であるパルスモ
ーターで、３１は、Ａテーブル６をＳ方向に沿つ
て移動させるためのボールネジである。４は、連
結棒９をＢ方向に360゜回転をおこすための原動力
であるパルスモーターである。試料ホルダ１０に
設置された試料１２は、パルスモーター４により
一定角度づつ回転させられながら、反射率測定系
１３からのビームにより反射率が測定される。
次に本装置の駆動方法について述べる。
被験光学部品の表面の反射率の空間分布を知る
には、表面の任意の微小測定領域の法線が測定用
光源の光軸と常に一致するように試料駆動の軸数
を選び、駆動方法を考案する必要がある。
には、表面の任意の微小測定領域の法線が測定用
光源の光軸と常に一致するように試料駆動の軸数
を選び、駆動方法を考案する必要がある。
従つて被験試料が凹面球面鏡の場合には、次の
ように行えばよい。
ように行えばよい。
(i) 試料ホルダ１０に被験光学部品である試料１
２をセツトする。被験光学部品である試料１２
の原点を予め定め、原点の法線が反射率測定系
１３内の測定用光源からのビームの光軸と一致
するように通常の微動装置によつて試料ホルダ
１０に対して試料１２のアライメントを行つて
おく。
２をセツトする。被験光学部品である試料１２
の原点を予め定め、原点の法線が反射率測定系
１３内の測定用光源からのビームの光軸と一致
するように通常の微動装置によつて試料ホルダ
１０に対して試料１２のアライメントを行つて
おく。
(ii) 第２図イに示すＭ点の反射率を測定する場合
は、Ｍより光軸上に垂線を下し、その垂線の光
軸上の足をＰとし、MPの距離β，OPの距離
δを求める。Ｏは試料１２の原点である。
は、Ｍより光軸上に垂線を下し、その垂線の光
軸上の足をＰとし、MPの距離β，OPの距離
δを求める。Ｏは試料１２の原点である。
さらに光軸をＺ軸，光軸と直交する一軸をＸ
軸（この場合は基台５の面に平行な面内にある
軸）とし、Ｍ点における法線と光軸とのなす角
αを求める。Ｃは曲率半径の中心点である。
軸（この場合は基台５の面に平行な面内にある
軸）とし、Ｍ点における法線と光軸とのなす角
αを求める。Ｃは曲率半径の中心点である。
(iii) 第２図ロに示すように、試料をＸ軸の負の方
向にβだけ移動させる。O′は移動前の試料１
２の原点の位置である。
向にβだけ移動させる。O′は移動前の試料１
２の原点の位置である。
(iv) 第２図ハに示すように、試料をＺ軸の正の方
向にδだけ平行移動させ、測定点Ｍを点O′の
位置にもつてくる。
向にδだけ平行移動させ、測定点Ｍを点O′の
位置にもつてくる。
(v) Ｘ軸及びＺ軸に直交するＡ軸（紙面に垂直）
をＭ点を通るように立て、Ｍ点の法線が光軸と
一致するようにＡ軸のまわりにαだけ回転す
る。このようすを第２図ニに示す。
をＭ点を通るように立て、Ｍ点の法線が光軸と
一致するようにＡ軸のまわりにαだけ回転す
る。このようすを第２図ニに示す。
(vi) 第２図ホに示すように、原点Ｏを通りＸ―Ｚ
平面内にある軸（原点Ｏの法線）をＢ軸とし、
Ｂ軸のまわりに一定角度間隔で回転させなが
ら、点Ｍと同周円上の点についての反射率の測
定を行う。
平面内にある軸（原点Ｏの法線）をＢ軸とし、
Ｂ軸のまわりに一定角度間隔で回転させなが
ら、点Ｍと同周円上の点についての反射率の測
定を行う。
(vii) 以上の４軸制御により、光軸に対して法線が
αの角をなす測定点のすべてを光軸上にもつて
来ることができた。ついで、操作（）の逆操
作によりＡ軸のまわりにαだけ操作（）と逆
方向に回転させ、ついで操作（）の逆操作に
よりＺ軸の負の方向にδだけ移動させ、最後に
操作（）の逆操作によつて、Ｘ軸の正の方向
にβだけ移動を行い、原点Ｏを光軸上に戻す。
αの角をなす測定点のすべてを光軸上にもつて
来ることができた。ついで、操作（）の逆操
作によりＡ軸のまわりにαだけ操作（）と逆
方向に回転させ、ついで操作（）の逆操作に
よりＺ軸の負の方向にδだけ移動させ、最後に
操作（）の逆操作によつて、Ｘ軸の正の方向
にβだけ移動を行い、原点Ｏを光軸上に戻す。
次に 他の測定点について、距離β＋△
β，δ＋△δ，角α＋△αを求め、上述の操作
により反射率を測定し、以下これを繰り返す。
β，δ＋△δ，角α＋△αを求め、上述の操作
により反射率を測定し、以下これを繰り返す。
(i)〜(vii)に記述した方法によつて、被験試料が凹
面球面鏡の場合、反射率分布測定領域の全域を測
定光軸上にもつて来て垂直入射光に対する反射率
を測定することができる。
面球面鏡の場合、反射率分布測定領域の全域を測
定光軸上にもつて来て垂直入射光に対する反射率
を測定することができる。
第１図の様な駆動系においては、部品の加工精
度及び組み立て精度によつて、累積誤差が生じや
すい。この誤差を反射率測定系で必要とされる範
囲内にまでもつていくために、次に示すように各
軸での移動量を校正するというやり方を採用し
た。
度及び組み立て精度によつて、累積誤差が生じや
すい。この誤差を反射率測定系で必要とされる範
囲内にまでもつていくために、次に示すように各
軸での移動量を校正するというやり方を採用し
た。
本実施例の場合、駆動系に用いている歯車数の
組合せにより、各軸上の移動量・回転量は、１パ
ルスあたり以下の様に設計された。
組合せにより、各軸上の移動量・回転量は、１パ
ルスあたり以下の様に設計された。
△Ｘ＝△Ｚ＝0.0002mm
△Ａ＝0.069秒
△Ｂ＝1.2分
上記設計値より算出された設定移動量と、実際
の移動量との差は、レーザ測長器によつて精密に
測定される。その結果を第３図に示す。
の移動量との差は、レーザ測長器によつて精密に
測定される。その結果を第３図に示す。
実移動量と設定移動量の差は、移動量設定値に
対して線型の変化を示す。
対して線型の変化を示す。
これはＸ軸の場合を図示したが、Ｚ軸，Ａ，Ｂ
軸ともそれぞれ測定を行つた。
軸ともそれぞれ測定を行つた。
従つて、この較正図を基にして、移動量設定値
のパルス数の補正を行えば、実移動量を設定値に
高い精度で近づけることができる。
のパルス数の補正を行えば、実移動量を設定値に
高い精度で近づけることができる。
この方法により、反射率測定系において必要と
なる±0.002mmの精度で位置ぎめを行うことがで
きた。
なる±0.002mmの精度で位置ぎめを行うことがで
きた。
なお上記実施例では、凹面鏡試料の場合を示し
たが、試料が凸面球面鏡の場合でも全く同一の試
料駆動方法によつて精度よく位置ぎめができるこ
とは、容易に推測されることである。
たが、試料が凸面球面鏡の場合でも全く同一の試
料駆動方法によつて精度よく位置ぎめができるこ
とは、容易に推測されることである。
本発明は次のような効果を有する。
１ 本装置を使用することによつて、従来可能で
あつた平面鏡のみならず、曲率をもつた球面鏡
においても、反射率分布の測定が可能となつ
た。
あつた平面鏡のみならず、曲率をもつた球面鏡
においても、反射率分布の測定が可能となつ
た。
２ 本装置の駆動方法においては、試料の一つの
同心円上での測定を終了する毎に、原点までも
どすことによつて累積誤差を最小限にすること
ができた。
同心円上での測定を終了する毎に、原点までも
どすことによつて累積誤差を最小限にすること
ができた。
３ 本装置の駆動方法においては、同心円上に沿
つて反射率を測定する方法を採用することによ
つて、最小の駆動軸によつて試料を駆動するこ
とが可能になつた。又、Ｘ方向の駆動量が試料
の半径分だけでよいため、精度の必要なボール
ネジの長さを半分にすることができた。
つて反射率を測定する方法を採用することによ
つて、最小の駆動軸によつて試料を駆動するこ
とが可能になつた。又、Ｘ方向の駆動量が試料
の半径分だけでよいため、精度の必要なボール
ネジの長さを半分にすることができた。
４ 本装置においては、駆動用モーターとして、
パルスモーターを採用することによつて、各軸
の移動量の校正が簡便に行えるため、移動量の
誤差を最小限におさえることが可能となつた。
パルスモーターを採用することによつて、各軸
の移動量の校正が簡便に行えるため、移動量の
誤差を最小限におさえることが可能となつた。
第１図は本発明の一実施例である反射率分布測
定用試料駆動装置の平面図、第２図は本発明の試
料駆動方法の操作手順を説明する図、第３図は本
発明で使用される較正直線の一例を示す図であ
る。 １，２，３，４，……パルスモーター、５……
基台、６……Ａテーブル（第３テーブル）、７…
…Ｚテーブル（第２テーブル）、８……Ｘテーブ
ル（第１テーブル）、９……連結棒、１０……試
料ホルダー、１１，２１，３１……ボールネジ、
１２……試料、１３……反射率測定系。
定用試料駆動装置の平面図、第２図は本発明の試
料駆動方法の操作手順を説明する図、第３図は本
発明で使用される較正直線の一例を示す図であ
る。 １，２，３，４，……パルスモーター、５……
基台、６……Ａテーブル（第３テーブル）、７…
…Ｚテーブル（第２テーブル）、８……Ｘテーブ
ル（第１テーブル）、９……連結棒、１０……試
料ホルダー、１１，２１，３１……ボールネジ、
１２……試料、１３……反射率測定系。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 試料を保持する試料ホルダーと、前記試料ホ
ルダーを回転させる機能を有する連結棒と、前記
連結棒を介して試料ホルダーを保持しかつ連結棒
の軸方向と直交する方向に移動可能に設置された
第１のテーブルと、前記第１のテーブルを載置し
第１のテーブルの移動方向と直交する方向に移動
可能に設置された第２のテーブルと、前記第２の
テーブルを載置しかつ基台上に設置された第３の
テーブルとを有し、前記第３のテーブルが基台表
面に垂直な軸のまわりに回動可能に設けられてい
ることを特徴とする反射率分布測定用試料駆動装
置。 ２ 第１，第２，第３のテーブル、及び連結棒の
駆動をパルスモーターの回転によつて行うことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の反射率分
布測定用試料駆動装置。 ３ 試料を保持する試料ホルダーと、前記試料ホ
ルダーを回転させる機能を有する連結棒と、前記
連結棒を介して試料ホルダーを保持しかつ連結棒
の軸方向と直交する方向に移動可能に設置された
第１のテーブルと、前記第１のテーブルを載置し
第１のテーブルの移動方向と直交する方向に移動
可能に設置された第２のテーブルと、前記第２の
テーブルを載置しかつ基台上に設置された第３の
テーブルとを有し、前記第３のテーブルが基台表
面に垂直な軸のまわりに回動可能に設けられた構
成を有する反射率分布測定用試料駆動装置を駆動
するに際し、試料ホルダーに設置された試料の原
点を予め設定しこの原点における法線方向と光軸
とを一致させるように調整する第１の操作と、詳
料表面の所望の測定点から光軸におろした垂線の
長さβ、前記垂線が光軸と交わる点と原点と
の間の距離δ、測定点における法線と光軸とのな
す角αを求める第２の操作と、第１のテーブルを
距離βだけ移動させる第３の操作と、第２のテー
ブルを光軸方向にδだけ移動させる第４の操作
と、測定点におけるテーブルに垂直な軸のまわり
に第３のテーブルを角度αだけ回転させ、測定点
における法線と光軸とを一致させる第５の操作
と、連結棒を介して試料ホルダーに設置された試
料を回転させることにより反射率分布を測定する
第６の操作とを少なくとも有することを特徴とす
る反射率分布測定用試料駆動方法。 ４ 第２の操作、第３の操作、第４の操作、第５
の操作、第６の操作に基づき同心円周上の反射率
を測定し、次に第５の操作、第４の操作、第３の
操作、第２の操作の各逆操作をこの順に行ない初
期の状態に帰還させる動作を一サイクルとし、こ
れを繰り返すことにより反射率分布を測定するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の反射
率分布測定用試料駆動方法。 ５ 第１、第２、第３のテーブル、及び連結棒の
駆動をパルスモーターの回転によつて行い、移動
量とパルス数との関係を予め精確に測定した較正
直線を準備し、前記第１、第２、第３のテーブ
ル、及び連結棒の駆動は前記較正直線から指定さ
れるパルス数に基づいて行われることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項又は第４項記載の反射率
分布測定用試料駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104695A JPS58223042A (ja) | 1982-06-19 | 1982-06-19 | 反射率分布測定用試料駆動装置及び駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104695A JPS58223042A (ja) | 1982-06-19 | 1982-06-19 | 反射率分布測定用試料駆動装置及び駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223042A JPS58223042A (ja) | 1983-12-24 |
| JPS6310380B2 true JPS6310380B2 (ja) | 1988-03-07 |
Family
ID=14387606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57104695A Granted JPS58223042A (ja) | 1982-06-19 | 1982-06-19 | 反射率分布測定用試料駆動装置及び駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58223042A (ja) |
-
1982
- 1982-06-19 JP JP57104695A patent/JPS58223042A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58223042A (ja) | 1983-12-24 |
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