波面测定用干涉仪装置、光束测定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具有构成简单且小型的光学系统，并且能够容易进行光学系统调节的波面测定用干涉仪装置及能够进行光束的波面测定和光束点的特性测定的光束测定装置及方法。该光束测定装置（１０Ａ），具备将从光源部（１１）射出的光束分离为２个光束的分光器（１３）、将被分离的一个光束的一部分作为被检光束向与入射方向相反方向反射的半透过反射面（１５ａ）和将透过半透过反射面（１５ａ）的一部分光束转换成进行了波面整形的基准光束并射出的反射型基准光生成装置（２３），能够进行光束的波面测定和光束点的特性测定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对作为测定对象的光束进行波面测定的波面测定用干涉仪装置、及进行光束的波面测定和该光束的聚光点的各种测定的光束测定装置及方法。
技术介绍
现有，已知一种装置(也称作“光束轮廓测量仪”)，是使作为测定对象的光束在CCD等摄像面上点状成像且形成点像，对其点像的形状和大小等或强度分布和重心座标等进行测定(以下，把这些总称为“光束点的特性测定”)(参照下述专利文献1)。另一方面，作为进行光束的波面测定的装置，已知一种如图8所示的具备马赫-策德尔干涉仪的光学系统配置的波面测定用干涉仪装置。图8所示的波面测定用干涉仪装置中，从光源部101射出的光束，经由分光器102而被分离为2个光束。该2个光束的之一，经由会聚透镜103被会聚、且向配置在其会聚点的针孔104入射。该针孔104的直径比会聚光束的衍射临界值小，从针孔104的里面侧射出进行了波面整形的理想的球面波。该球面波向准直透镜105入射而转换成平面波，其后，经由反射镜106呈直角反射，作为基准光向分光器107入射。由上述分光器102分离的另一光束，经由反射镜108呈直角反射后，经由会聚透镜109被会聚，不过在其会聚点不配置针孔。因此，没有进行波面整形，透过会聚透镜109的光束暂时被会聚后即发散、且向准直透镜110入射成为平行光，其后作为被检光向分光器107入射。上述基准光和上述被检光在分光器107被合成从而得到干涉光，该干涉光介由成像透镜111被摄入拍摄相机112内。根据由该拍摄相机112拍摄的干涉条纹，进行上述光束的波面测定。如上所述的针孔具备形成理想的球面波的功能，而形成的球面波向针孔的里面侧射出。与此相对，还已知一种装置(以下，称为“反射衍射部”)具有将部分入射光束转换成理想的球面波，使之向与入射方向相反方向反射的功能。这种反射衍射部，也称为反射型针孔等，已知在玻璃基板上形成微小反射区域的、在针状构件的尖端形成微小反射区域的(参照下述专利文献2)或在靠近通常的针孔的里面侧配置反射面的(参照下述专利文献3)等等。专利文献1特开2004-45327号公报专利文献2特开2000-97612号公报专利文献3特开昭58-60950号公报如上所述的现有的马赫-策德尔型波面测定用干涉仪装置，具有以下特征分光器和反光镜等光学元件的配置是对称的，受干涉的2个光束在各自的光路上对称地逐次通过这些光学元件，因而若使对称配置的光学元件的光学特性成对，则各自具有的色差等很难对测定结果造成不好影响。从而，马赫-策德尔型波面测定用干涉仪装置，在光束的波面测定中作为通用性高的测定装置而被普遍采用。不过，马赫-策德尔型波面测定用干涉仪装置，光学部件数多且调节部位也多，因而，存在光学系统调节非常困难的问题。另外，必须使基准光的光路和被检光的光路在空间上分隔开配置，因而还存在装置大型化的问题。另外，其构成是使基准光和被检光通过各自的光路，因而还存在的问题是容易受到振动的影响和相位移动机构的设置困难等。
技术实现思路
本专利技术即是鉴于这些事情而产生的，其第1目的在于提供一种具有构成简单且小型的光学系统且能够容易进行光学系统调节的实用性高的波面测定用干涉仪装置。另外，讫今为止还没有听说一种测定装置能够同时实施光束的波面测定和光束点的特性测定。若能够采用1个测定装置同时进行2个测定，则具有能够实时比较分析2个测定结果、或大幅地降低测定成本等很多优点。本专利技术即是鉴于这些事情而产生的，其第2目的在于提供一种能够同时进行光束的波面测定和光束点的特性测定的光束测定装置及方法。为了实现上述第1目的，本专利技术的波面测定用干涉仪装置，如以下构成。即，本专利技术的波面测定用干涉仪装置，其特征在于具备使部分作为测定对象的光束作为被检光束向与入射方向相反方向反射的半透过反射面，具有会聚透过上述半透过反射面的透过光束的会聚透镜和配置在该会聚透镜的会聚点的微小衍射部、使经由上述半透过反射面入射的部分上述透过光束转换成进行了波面整形的基准光束并将该基准光束向上述半透过反射面射出的基准光生成装置，及将上述基准光束和上述被检光束合成形成的干涉光导出检测面并在该检测面上形成干涉条纹的成像部；根据在上述检测面上形成的上述干涉条纹，进行上述光束的波面测定。另外，本专利技术的波面测定用干涉仪装置中，或者是具备使上述半透过反射面及上述基准光生成装置至少一个在光轴上移动从而调节它们间的光学距离的光程调节装置，或者是使基准光生成装置保持有大小相互不同的多个反射衍射部、能够选择它们中的一个配置在上述会聚点这样构成。为了实现上述第2目的，本专利技术的波面测定用干涉仪装置，如以下构成。即，本专利技术的波面测定用干涉仪装置，是一种能够对成为测定对象的光束的波面测定和该光束点的特性测定二者进行测定的光束测定装置，其特征在于具备波面测定部和点特性测定部；上述波面测定部，具有将上述光束分离成用于波面测定的被检光束和基准光束生成用光束2个光束的被检/基准光束分离装置、对上述基准光束生成用光束进行波面整形转换成基准光束的基准光生成装置、使上述被检光束和上述基准光束发生干涉并成像为担载了该被检光束的波面信息的干涉条纹的干涉条纹生成装置和设置在上述干涉条纹的成像面的第1光检测器；上述点特性测定部，具有将向上述被检/基准光束分离装置入射前的上述光束、经上述被检/基准光束分离装置分离后的上述被检光束、或进行波面整形前的部分上述基准光束生成用光束分离为点生成用光束的点生成用光束分离装置和将经该点生成用光束分离装置分离的上述点生成用光束成像为点像的点像生成装置、设置在上述点像的成像面的第2光检测器。上述被检/基准光束分离装置，能够形成将入射的部分上述光束作为上述被检光束向与入射方向相反方向反射、将该光束的其余部分作为上述基准光束生成用光束透过的半透过反射面。另外，上述基准光束生成装置，具有会聚上述基准光束生成用光束的会聚透镜和配置在该会聚透镜的会聚点的微小反射衍射部，能够将经由上述被检/基准光束分离装置入射的部分上述基准光束生成用光束进行波面整形而转换成上述基准光束，并将该基准光束向上述被检/基准光束分离装置射出。另外，本专利技术的光束测定装置，其特征在于具备将作为测定对象的光束分离为2个光束的光束分离装置，将经上述光束分离装置分离的上述2个光束中的部分一个光束作为被检光束向与入射方向相反方向反射的半透过反射面，具有会聚透过上述半透过反射面的透过光束的会聚透镜和配置在该会聚透镜的会聚点的微小反射衍射部、使经由上述半透过反射面入射的部分上述透过光束转换成进行了波面整形的基准光束并将该基准光束向上述半透过反射面射出的基准光生成装置，将上述基准光束和上述被检光束合成形成的干涉光导出第1检测面并在该第1检测面上形成干涉条纹的第1成像部，及将经上述光束分离装置分离的上述2个光束中的另一个光束的点像形成在经2检测面上的第2成像部；根据在上述第1检测面上形成的上述干涉条纹，进行上述光束的波面测定，同时根据在上述第2检测面上形成的上述点像，进行光束点的特性测定。上述所谓的“微小的反射衍射部”，是一种由聚光(会聚)在该反射衍射部的会聚光束的衍射临界值决定其大小(期望是小于衍射临界值而构成)、具有使该会聚光束至少部分作为进行了波面整形的球面波反射的功能的装置。作为这种反射衍射部，可以采用各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波面测定用干涉仪装置，其特征在于，具备：半透过反射面，其将成为测定对象的部分光束作为被检光束向与入射方向相反方向反射；基准光生成部，其具有会聚透过了上述半透过反射面的透过光束的会聚透镜、和配置在该会聚透镜的会聚点 的微小衍射部，将由上述半透过反射面入射的部分上述透过光束转换成进行了波面整形的基准光束再将该基准光束向上述半透过反射面射出；以及成像部，其将上述基准光束和上述被检光束合成得到的干涉光导至检测面并在该检测面上形成干涉条纹，根据 形成在上述检测面上的上述干涉条纹，进行上述光束的波面测定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：葛宗涛，斋藤隆行，黑濑实，
申请(专利权)人：富士能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]