公开了折射率分布测量方法、测量装置及制造光学元件的方法。一种折射率分布测量方法包括以下步骤：测量被检物的透射波阵面，基于透射波阵面的测量结果确定被检物的第一折射率分布，基于与被检物的第二折射率分布相关的信息确定透射波阵面的光的透射方向上的第三折射率分布，及基于第一折射率分布和第三折射率分布计算被检物的三维折射率分布。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量折射率分布的方法。
技术介绍
日本专利特开No. 2011-247692公开了在被检物浸入两种类型介质当中每一 种中的状态下测量透射波阵面（wavefront)并且计算被检物的折射率分布投影值的方 法，其中这两种类型的介质具有与被检物的折射率不同的折射率。此外，日本专利特开 No. 2011-247692公开了通过利用在被检物倾斜时测出的折射率分布投影值来计算三维折 射率分布的方法。根据在日本专利特开No. 2011-247692中公开的测量方法，即使当被检物 具有高折射率时，也可以在不使用具有与被检物的折射率基本上相同折射率的介质的情况 下测量被检物的三维折射率分布。 但是，在日本专利特开No. 2011-247692中所公开的方法中，假设光透射通过被检 物并且因此对于具有边缘部分的被检物（诸如透镜）可测量的方向是有限的。被检物的三 维折射率分布不能只利用在有限方向上获得的透射波阵面来准确地测出。
技术实现思路
本专利技术提供了即使在被检物具有高折射率时也能够高精度地测量被检物的三维 折射率分布的折射率分布测量方法和折射率分布测量装置。本专利技术还提供了能够通过模具 成型高精度地量产由高折射率玻璃材料制成的光学元件的制造光学元件的方法。 作为本专利技术一方面的折射率分布测量方法包括以下步骤：测量被检物的透射波阵 面，基于透射波阵面的测量结果确定被检物的第一折射率分布，基于与被检物的第二折射 率分布相关的信息确定透射波阵面的光的透射方向上的第三折射率分布，以及基于第一折 射率分布和第三折射率分布计算被检物的三维折射率分布。 作为本专利技术另一方面的折射率分布测量装置包括配置为测量被检物的透射波阵 面的测量单元，以及配置为计算被检物的三维折射率分布的处理单元，并且该处理单元配 置为基于由测量单元对透射波阵面的测量结果确定被检物的第一折射率分布、基于与被检 物的第二折射率分布相关的信息确定透射波阵面的光的透射方向上的第三折射率分布以 及基于第一折射率分布和第三折射率分布计算被检物的三维折射率分布。 作为本专利技术另一方面的制造光学元件的方法包括模制光学元件以及通过使用折 射率分布测量方法测量作为被检物的光学元件的折射率分布以评价光学元件的步骤。 参考附图根据以下对示例性实施例的描述，本专利技术的更多特征和方面将变得清 楚。【附图说明】 图1是图示出实施例1中折射率分布测量方法的流程图。 图2是实施例1中折射率分布测量装置（测量在被检物的径向方向上的折射率分 布投影值的装置）的配置图。 图3A和3B是图示出在实施例1中的折射率分布测量装置中到被检物的光路的 图。 图4A至4D是实施例1中折射率分布测量装置（测量片表面上的折射率分布的装 置）的配置图。 图5是图示出在实施例1中的折射率分布测量装置中到被检物的光路的图。 图6是实施例2中折射率分布测量装置（测量在被检物的径向方向上的折射率分 布投影值的装置）的配置图。 图7是实施例2中夏克-哈特曼（Shack-Hartmann)传感器的示意图。 图8是图示出实施例2中折射率分布测量方法的流程图。 图9是图示出实施例3中折射率分布测量方法的流程图。 图10是图示出制造每种实施例中的光学元件的方法的流程图。【具体实施方式】 以下将参考附图描述本专利技术的示例性实施例。 首先，参考图1，将描述本专利技术实施例1中测量折射率分布（GI)的方法（计算方 法）。图1是图示出在此实施例中的折射率分布测量方法的流程图。图1中的每一步是基 于以下所述图2中所图示出的处理器200的指令（命令）执行的。 图1中所图示出的过程可以粗分类为三个步骤。第一步包括步骤Sll至S13,在这 里，被检物被浸入两种类型的介质以便基于透射波阵面的每个测量值计算被检物的径向方 向上的折射率分布投影值。第二步包括步骤S14和S15,在这里，被检物被加工成片形状以 计算片表面上的折射率分布。在各实施例中，片表面上的折射率分布被称为先验信息。第 三步包括步骤S16至S18,在这里，径向方向上的折射率分布投影值与片表面上的折射率分 布组合（合成）以计算三维折射率分布。在下文中，将详细地描述每一步。 图2是此实施例中折射率分布测量装置10的配置图，并且折射率分布测量装置 10执行图1中的步骤Sll至S13以计算径向方向上的折射率分布投影值。在被检物140 浸入具有与被检物140的折射率不同的折射率的两种类型介质（例如，水和油）当中每一 种的状态下，在从光源100发射的光进入被检物140时，折射率分布测量装置10测量被检 物140 (被测试的被检物）的透射波阵面。然后，折射率分布测量装置10通过使用处理器 200 (处理单元）作为计算机来计算被检物140的折射率分布（径向方向上的折射率分布投 影值）。 在此实施例中，泰伯（Talbot)干涉仪用作测量被检物140的透射波阵面的测量单 元。被检物140是诸如透镜的光学元件。液槽130用第一介质（例如，水）填充。液槽131 用第二介质（例如，油）填充。通过使用液槽交换机构150,液槽130和131可互换。第一 介质（水）或第二介质（油）的折射率比被检物140的折射率小0· 01或更多。第二介质 (油）的折射率与第一介质（水）的折射率相差〇· 01或更多。 光源100使用诸如He-Ne激光器的激光光源。当经过小孔110 (光学构件）时，沿 着光轴OA从光源100发射的激光束101衍射。由小孔110衍射的衍射光（参照光102)通 过准直透镜120 (CL)变成会聚光103。小孔110和准直透镜120是能够基于从光源100发 射的光（激光束）生成会聚光103的光学构件。会聚光103透射通过液槽130中的水（第 一介质）以及被检物140。在此实施例中，被检物140是关于轴旋转对称的透镜。小孔110 的直径小到足以把衍射光（参照光102)看作理想的球面波，并且设计成满足通过使用物 侧的数值孔径NAO和光源100的波长λ表示的以下表达式（1)。 透射通过液槽130中的被检物140和水（第一介质）的激光束（会聚光103)经 过作为二维衍射光栅的正交衍射光栅（衍射光栅170)，并且被CXD (检测器180)成像（测 量）。检测器180在防振台190上提供。当被检物140的像侧的数值孔径NA小并且衍射光 栅170与检测器180之间的距离Z满足由以下表达式⑵表示的Talbot条件时，获得衍射 光栅170的伪分辨率（Talbot像），作为检测器180上的干涉图案。 在表达式⑵中，符号Z表示衍射光栅170与检测器180之间的距离，这个距离被 称为Talbot距离。符号m表示非零整数，而符号d表示衍射光栅170的光栅节距（pitch)。 符号Ztl表示从衍射光栅170到被检物140的像面的距离。例如，当从被检物140发射的光 是平行光时，距离Ztl无穷大。衍射光栅170的光栅节距d依赖于被检物140的像差的量来 确定。 通过使用平行偏心机构160,被检物140在光轴方向上和在与光轴垂直的方向上 是相对可移动的。准直透镜120、衍射光栅170以及检测器180在安装成与光轴平行的轨道 (未图示出）上是相对可移动的。 在图1中的步骤Sll和S12,在被检物140浸入每种介质（第一介质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种折射率分布测量方法，其特征在于，包括以下步骤：测量被检物的透射波阵面；基于所述透射波阵面的测量结果确定所述被检物的第一折射率分布；基于与所述被检物的第二折射率分布相关的信息确定所述透射波阵面的光的透射方向上的第三折射率分布；及基于第一折射率分布和第三折射率分布计算所述被检物的三维折射率分布。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加藤正磨，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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