(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定すべき透明な材料の試料（１）の測定エリア（ＣＡ）の光学特性の干渉測定のための方法であって、前記試料（１）は２つの対向する主表面を含み、次の方法ステップを有する、すなわち、
（ａ）測定エリア（ＣＡ）の第１の表面部分において前記試料（１）の主表面を干渉計の測定ビーム（４）が通過するように前記試料（１）を干渉計の測定光ビームの中に配置し、第１の干渉測定を行い、第１のグループの測定データを収集し、
（ｂ）測定エリア（ＣＡ）の第２の表面部分において前記試料（１）の主表面を測定ビームが通過するように前記試料（１）を測定光ビームの中に配置し、前記第２の表面部分は前記第１の表面部分とはオフセットして配置されておりかつオーバーラップ領域においてそれとオーバーラップしており、少なくとも１つの第２の干渉測定を行い、第２のグループの測定データを収集し、
（ｃ）前記試料（１）を取り除いた状態で、前記第１及び第２の表面部分について第３の干渉測定を行い、第３のグループの測定データを収集し、
（ｄ）測定エリア（ＣＡ）の全体のインターフェログラムを作成するために、第１及び第２のグループの測定データから第３のグループの測定データを減算し、オーバーラップ領域において収集された冗長情報を使用して第１及び第２のグループの測定データをマッチングする方法において
前記測定エリア（ＣＡ）は完全に浸漬流体（８）から成る薄膜によりカバーされており、前記浸漬流体（８）は前記試料（１）の主表面と透明材料のコンタクトボディ（６；７）との間に形成され、
コンタクトボディ（６；７）はあらゆる側面において試料（１）を越えて突出している、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
試料（１）には２つの実質的に平坦な主表面が設けられていることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
コンタクトボディはコンタクトプレート（６、７）の形式で形成されていることを特徴とする、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
コンタクトプレート（６；７）は矩形形状を有することを特徴とする、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
コンタクトボディ（６；７）はあらゆる側面において少なくとも２０ｍｍだけ測定エリア（ＣＡ）を越えて突出していることを特徴とする、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
コンタクトボディ（６；７）はあらゆる側面において少なくとも２０ｍｍだけ試料（１）を越えて突出していることを特徴とする、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
測定ビーム（４）に対して垂直な方向に電気駆動部を有する移動システム（１３）によって移動可能である保持装置（１１；１２）が試料（１）及びコンタクトボディ（６；７）を保持するために設けられていることを特徴とする、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
保持装置（１１；１２）は干渉計チャンバの内部に配置されており、さらに移動システム（１３）によって前記チャンバの外へ移動可能であることを特徴とする、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
移動システム（１３）の位置決め精度は干渉計の空間分解能よりも少なくともファクタ５だけ良好であることを特徴とする、
請求項７記載の方法。
【請求項１０】
測定すべき試料材料の光学特性は測定エリア（ＣＡ）における屈折率及び/又は応力複屈折の均一性を含むことを特徴とする、
請求項１記載の方法。
【請求項１１】
試料（１）及びコンタクトボディ（６；７）の透明材料はドープされた又はドープされていない水晶ガラスであることを特徴とする、
請求項１記載の方法。
【請求項１２】
２つの対向する主表面を有する透明材料の試料（１）の測定エリア（ＣＡ）における光学特性を測定するための装置であって、
（ａ）試料（１）のための保持装置（１１；１２）を有し、
（ｂ）詳しく検査すべき試料（１）の測定エリア（ＣＡ）の表面部分に測定ビームを向けて、表面部分のサブインターフェログラムを測定するために適した干渉計を有し、
（ｃ）移動システム（１３）を有し、該移動システム（１３）によって試料（１）は測定ビームに対して垂直な方向に移動可能であり、この結果、測定は測定エリア（ＣＡ）を完全に含む複数の表面部分において実行され、各々の表面部分はオーバーラップ領域において少なくとも部分的に隣接する表面部分によってオーバーラップされており、
（ｄ）コントロールユニットを有し、該コントロールユニットは干渉計及び移動システム（１３）を制御し、試料（１）を介して測定したサブインターフェログラムから試料（１）を介さずに測定したサブインターフェログラムを減算して得られたサブインターフェログラムに基づいて、試料（１）から伝達される波面の形状を決定し、オーバーラップ領域において測定された測定データはサブインターフェログラムを互いにマッチングするために使用される装置において
透明材料のコンタクトボディ（６；７）は試料（１）の主表面の上にあり、前記コンタクトボディは完全に測定領域（ＣＡ）を含み、薄膜はコンタクトボディ（６；７）と試料（１）の主表面との間の浸漬流体（８）から形成されており、
コンタクトボディ（６；７）はあらゆる側面において試料（１）を越えて突出している、
ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
試料（１）には２つの実質的に平坦な主表面が設けられていることを特徴とする、
請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
コンタクトボディはコンタクトプレート（６、７）の形式で形成されていることを特徴とする、
請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
コンタクトプレート（６；７）は矩形形状を有することを特徴とする、
請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
コンタクトボディ（６；７）はあらゆる側面において少なくとも２０ｍｍだけ測定エリア（ＣＡ）を越えて突出していることを特徴とする、
請求項１２記載の装置。
【請求項１７】
コンタクトボディ（６；７）はあらゆる側面において少なくとも２０ｍｍだけ試料（１）を越えて突出していることを特徴とする、
請求項１２記載の装置。
【請求項１８】
保持装置（１１；１２）は試料（１）及びコンタクトボディ（６；７）を一緒に保持するために設けられていることを特徴とする、
請求項１２記載の装置。
【請求項１９】
保持装置（１１；１２）は干渉計チャンバの内部に配置されており、さらに移動システム（１３）によって前記チャンバの外へ移動可能であることを特徴とする、
請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
移動システム（１３）の位置決め精度は干渉計の空間分解能よりも少なくともファクタ５だけ良好であることを特徴とする、
請求項１２〜１９のうちのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定すべき透明な材料の試料の測定エリアの光学特性の干渉測定のための方法に関し、この試料は２つの対向する主表面を含み、次の方法ステップを有する、すなわち、
（ａ）測定エリアの第１の表面部分において試料の主表面を干渉計の測定ビームが通過するように試料を干渉計の測定光ビームの中に配置し、第１の干渉測定を行い、第１のグループの測定データを収集し、
（ｂ）測定エリアの第２の表面部分において試料の主表面を測定ビームが通過するように試料を測定光ビームの中に配置し、第２の表面部分は第１の表面部分とはオフセットして配置されておりかつオーバーラップ領域においてそれとオーバーラップしており、少なくとも１つの第２の干渉測定を行い、第２のグループの測定データを収集し、
（ｃ）測定エリアの全体のインターフェログラム（interferogram）を作成するためにオーバーラップ領域において収集された冗長情報を使用して第１及び第２のグループの測定データをマッチングする。
【０００２】
さらに、本発明は２つの対向する主表面を有する透明材料の試料の測定領域における光学特性を測定するための装置に関し、この装置は、
（ａ）試料に対する保持装置を有し、
（ｂ）詳しく検査すべき試料の測定エリアの表面部分に測定ビームを向けて、表面部分のサブインターフェログラム（sub-interferogram）を測定するために適した干渉計を有し、
（ｃ）移動システムを有し、この移動システムによって試料は測定ビームに対して垂直な方向に移動可能であり、この結果、測定は測定エリアを完全に含む複数の表面部分において実行され、各々の表面部分はオーバーラップ領域において少なくとも部分的に隣接する表面部分によってオーバーラップされており、
（ｄ）コントロールユニットを有し、このコントロールユニットは干渉計及び移動システムを制御し、サブインターフェログラムに基づいて、試料によって伝送される波面の形状を決定し、オーバーラップ領域において測定された測定データはサブインターフェログラムを互いにマッチングするために使用される。
【０００３】
光学レンズのような光学素子の屈折率の均一性はしばしば干渉法により測定される。このプロセスでは試料を通過する測定ビームと基準ビームとの間に発生される干渉パターンが干渉計により測定され、評価される。大きなレンズの典型的な寸法は４５０mm ｘ ４５０mmであり、特別なデザインではこれらは明らかにより大きい。このような大エリア光学素子の均一性、従って測定技術に対してなされる要求は、とりわけ測定精度及び測定エリアのサイズに関して近年増大しつつある。
【０００４】
通常、干渉測定においては、干渉計の測定ビームの直径は少なくとも試料の特定のボリュームエリアに割り当てられた測定エリアと同じ大きさである（このボリュームエリアはＣＡ（clear aperture）エリアとも呼ばれる）。１２インチの測定ビーム直径を有する干渉計がしばしばこのような測定に使用される。より大きな測定ビームは非常に高価な複雑な光学的拡張を要求する。
【０００５】
代替案として、大きな測定エリアは「スティッチング（stitching）」と呼ばれる技術で標準干渉計を使用しても測定される。「スティッチング」は共通の地点、エリア又はエッジを介して複数のエリアを接続するための機能を意味する。スティッチング技術では、サブインターフェログラム、すなわち測定エリアの複数の表面部分がもとめられ、これらのサブインターフェログラムは全体として測定エリアを完全にカバーする。隣接する表面部分のサブインターフェログラムはこの場合オーバーラップ領域においてオーバーラップしている。オーバーラップ領域における測定結果は、個々のサブインターフェログラムができるだけ完全に合成されて試料の測定エリア全体を示すトータルインターフェログラムを形成するように様々な表面部分の測定結果をソフトウェア制御されたやり方で互いに適合させるために使用される。
【０００６】
例えば"Otsubo, Okada, Tsujiuchi, Measurement of large plane surface shapes by connecting small-aperture interferograms, Opt. Eng. 33 (2), pp. 608-613, 1994及び"M.Bray, Stitching interferometry : how and why it works, Proc. SPIE 3739, pp. 259-273, 1999"により記述されているこの技術は、屈折率均一性の測定に適用される場合には試料の厳格な表面研磨を必要とし、従って非常に時間がかかりかつ高価である。
【０００７】
スティッチング技術を実施するための装置は、試料と測定ビームとの互いに精確な位置決めのための制御を有する移動ユニット及びサブインターフェログラムのソフトウェア援用位置決め及び適合のためのコンピュータを必要とする。このような装置は例えばＤＥ６９７０６２４７Ｔ２から公知である。
【０００８】
さらに、ＤＥ４４０１１４５Ｃ１は光学的プリフォームの半径方向屈折率プロフィールを決定するための干渉測定方法を記述する。プリフォームの端面の薄いセクションにおいて、カットエッジが半径方向に生成され、この薄いセクションが浸漬液の中に導入され、カットエッジの二重画像がシェアリング干渉マイクロスコープ（shearing interference microscope）によって発生される。半径方向屈折率プロフィールは画像オーバーラップに基づいて決定される。
【０００９】
ＤＤ２１５１６８Ｂは干渉テスト方法によって光学的プリフォームの長手方向均一性の決定を取り扱う。この方法ではレーザビームが２つのコヒーレントビームに分割され、これらの２つのコヒーレントビームのうちの一方がチェックすべきプリフォームを通過し、他方が基準サンプルを通過する。両方のレーザビームは重畳され、スクリーン上に画像化され、屈折率プロフィールにおける干渉が等間隔ラインの歪みとして現れる。
【００１０】
ＤＥ１０２６１７７５Ａ１はシェアリング干渉法を使用する波面検出による非常に大きなアパーチャのイメージングシステムの光学測定のための装置を開示する。この目的のためにイメージングシステムの隣接する光学コンポーネントの間のスぺースが各々浸漬流体で充填される。結果としてテストビーム断面積が情報の損失なしに低減され、この結果、１．０よりも大きいオーダで非常に大きなアパーチャのイメージングシステムにおいてさえ、収差は精確にシェアリング干渉法によって測定される。
【００１１】
本発明の課題は、高い測定精度及び再現性を維持しつつ効率及びコスト節約に関して公知の「スティッチング技術」を改善することである。
【００１２】
本発明の課題はさらにこの方法を実施するために比較的容易に取り扱うことができる高価でなく動作的に信頼できる装置を提供することである。
【００１３】
方法に関しては、上述の方法からスタートするこの課題は、本発明によれば、測定エリアが完全に浸漬流体から成る薄膜によりカバーされ、この浸漬流体が試料の主表面と透明材料のコンタクトボディとの間に形成されることによって達成される。
【００１４】
従って、本発明による測定方法は試料の主表面とコンタクトボディとの間の浸漬液の使用に対する備えがなされている。この測定はそれ自体で公知であり、例えばP. Hartmann, R. Mackh, H. Kohlmann, "Advances in the homogeneity measurement of optical glasses at the Schott 20 inch Fizeau interferometer", Proc. SPIE 2775, pp. 108-114, 1996に記述されている。
【００１５】
浸漬液はここではコンタクトプレートによって試料の主表面にフィックスされ、これらのコンタクトプレートは高い均質性及び精確な表面研磨によって際立っている。コンタクトプレートによるこの「サンドイッチ配置」（コンタクトプレート−浸漬液−試料−浸漬液−コンタクトプレート）に起因する測定ビームの付加的な歪みは、光路に試料がない場合の基準測定によって補償され、考慮される。
【００１６】
浸漬液の使用は厳格に研磨されていない試料の使用を許容し、この結果、表面研磨において払われる努力がここでは省かれる。主表面における機械的最終加工がたとえば研ぎ出し、フライス加工、ラッピング、又は切断によって実行されれば十分である。
【００１７】
この「浸漬法」では、しかし、収差は浸漬液の薄膜のエッジ部分につきまとう。通常、コンタクトプレートは干渉計の測定ビームのサイズにマッチされ、さらに試料は大抵の場合比較的小さく、この結果、このようなエラーは通常はＣＡエリアの外部の測定フィールドのエッジで発生し、妨害的ではない。
干渉計の測定ビームの寸法より大きな寸法を有する試料が測定される場合、このようなエッジエラーはサブインターフェログラムのエッジに現れ、すなわちオーバーラップ領域に現れ、上記の「スティッチング技術」すなわちオーバーラップ領域における測定結果に基づく全体インターフェログラムを得るためのいくつかのサブインターフェログラムのソフトウェア制御された接続を妨害するか又は困難にさせる。本発明による公知の方法の修正は、浸漬液から成る薄膜が試料の全測定エリアを含むエリアに亘って十分に大きなコンタクトボディによって分布することにある。従って、ＣＡエリアに割り当てられるべき主表面の部分全体は完全に浸漬液から成る薄膜によりぬれて、コンタクトボディによりカバーされる。浸漬法に固有のエッジエラーはこれにより回避される、又は、ＣＡエリアに属さない試料の外側エリアにシフトされ、通常は特定されない。
【００１８】
従って、本発明によれば、個々のサブインターフェログラムは全体として浸漬液によりカバーされた測定エリア全体の表面部分においてもとめられ、この結果、隣接するサブインターフェログラムのオーバーラップ領域はさもなければ発生してしまうエッジアーチファクトなしで全体インターフェログラムを作成するために評価される。サブインターフェログラムの個数及び位置は、ここでは、スティッチング技術において他の場合でも慣例であるように、ＣＡエリア全体がカバーされるように選択されなければならない。従って、本発明の方法は浸漬法の使用を可能にし、この浸漬法はまず最初にスティッチング技術における表面研磨の省略のゆえに高価ではなく、またこのスティッチング技術も他の場合には必要な測定ビーム拡大の省略のゆえに大エリア試料の測定のために高価ではない。
【００１９】
本発明の方法の有利な実施形態によれば、試料には２つの、実質的に平坦な主表面が設けられている。
【００２０】
平坦な主表面は試料及びコンタクトボディの表面の複雑な適合なしに浸漬液の一様な薄膜の形成を簡略化する。
【００２１】
有利には、コンタクトボディはコンタクトプレートの形式で形成される。
【００２２】
プレート状のコンタクトボディは比較的低いコストで作成され、これらは比較的容易に取り扱える。多重干渉を回避するために、有利にはコンタクトプレートは僅少なくさび形状を有する。
【００２３】
矩形形状のコンタクトプレートがとりわけ有用であることがわかった。干渉計チャンバの所与の構造的高さでは、矩形状コンタクトプレートは丸いコンタクトプレートよりも大きな表面エリアをカバーする。
【００２４】
さらに、コンタクトボディがあらゆる側面において少なくとも２０mmだけ測定エリアを越えて突出していると有利であることがわかった。
【００２５】
これによりエッジアーチファクトを我慢する必要なしに測定エリア全体を測定することが可能である。
【００２６】
さらに、コンタクトボディがあらゆる側面において少なくとも２０mmだけ試料を越えて突出していると有用であることがわかった。
【００２７】
これはコンタクトボディの接触及び浸漬液の適用を容易にする。
【００２８】
試料及びコンタクトボディを取り付けるための保持装置を設けると有用であることがわかった。この保持装置は測定ビームに対して垂直の方向に電気駆動部を有する移動システムによって移動可能である。
【００２９】
コンタクトボディ及び試料から成る上述の「サンドイッチ配置」は保持装置によって固定されており、１つの位置から他の位置へと一緒に表面部分の測定のために移動される。自動移動システムは測定位置への正確なアプローチを可能にし、取り扱いを容易にする。振動を回避するために、有利には、振動なしの電気駆動部及び振動吸収エレメントを使用し、さらに非常に低いスピードで保持装置を移動させる。
【００３０】
保持装置が干渉計チャンバ内部に配置されており、さらにこのチャンバの外部に移動システムによって移動可能である場合、浸漬液薄膜の充填及び準備のために有利である。
【００３１】
結果として、保持装置は干渉計チャンバの外部に移動されうるものであり、これは大きなプレート及びサンプルの取り扱い及び保持装置の取り付け及び取り外しを容易にする。
【００３２】
有利には、移動システムの位置決め精度は干渉計の空間分解能よりも少なくともファクタ５だけ良好である。
【００３３】
この結果、測定ビームの局所的位置は正確に周知であると見なされうるものであり、これはスティッチング技術によるサブインターフェログラムの接続を簡略化する。
【００３４】
測定すべき試料材料の光学特性は有利には測定エリアにおける屈折率及び/又は応力複屈折の均一性を含む。
【００３５】
有利には、試料及びコンタクトボディの透明材料はドープされた又はドープされていない水晶ガラスである。
【００３６】
装置については、上述の方法からスタートする上記課題は、本発明によれば、透明材料のコンタクトボディは試料の主表面の上にあり、前記コンタクトボディは完全に測定領域を含み、薄膜はコンタクトボディと試料の主表面との間の浸漬液から形成されていることによって達成される。
【００３７】
本発明の装置は主に比較的詳細に上で説明した方法を実施するのに役立つ。この方法は「浸漬方法」と「スティッチング技術」との組み合わせに基づいている。この目的のために、透明材料のコンタクトボディが設けられ、これらのコンタクトボディは測定エリアを完全にカバーし、測定エリア全体に亘って浸漬液の薄膜を形成するのに役立つように、試料のための支持部、干渉計、移動システム及びコントロールユニットのような「スティッチング技術」から公知のエレメントを修正する装置が提案される。
【００３８】
公知の装置のこの修正は、「浸漬方法」の使用を許容し、従って厳格に研磨されていない試料の使用を許容し、この結果、表面研磨において払われる努力が省かれる。例えば研ぎ出し、フライス加工、ラッピング又は切断による試料の主表面の機械的最終加工で十分である。測定ビームのレンジ内のサイズを有する標準コンタクトボディの使用に基づく浸漬液の薄膜のエッジエリアにおける「浸漬方法」につきまとう収差は回避される。これらの収差は「スティッチング技術」、すなわちオーバーラップ領域における測定結果に基づく全体インターフェログラムを得るためのいくつかのサブインターフェログラムのソフトウェア制御された接続の実行を妨げるか又は困難にする。これは浸漬液から成る薄膜が試料の測定エリア全体を有するエリアに亘ってコンタクトボディにより分布することにより成し遂げられる。従って、ＣＡエリアに割り当てられるべき主表面の部分全体は完全に浸漬液から成る薄膜によりぬれて、コンタクトボディによりカバーされる。浸漬法に固有のエッジエラーはこれにより回避される、又は、ＣＡエリアに属さない試料の外側エリアにシフトされ、通常は特定されない。
【００３９】
本発明による装置の有利な実施形態は従属請求項から明らかとなる。従属請求項において指示される装置の実施形態が本発明の方法に関する従属請求項に述べられたプロシージャをコピーする限りは、補足的説明のために相応する方法請求項に関する上記のコメントを参照してほしい。
【００４０】
本発明を実施形態及び図面を参照してより詳細に説明する。図面は詳細には、
図１ａ：測定サンプルの測定の間の本発明による測定方法を実施するためのアセンブリの概略図であり、
図１ｂ：基準測定を記録するために測定サンプルなしの図１ａによるアセンブリであり、
図２ａ：スティッチング技術に基づくコンタクトプレートにおいて測定されたインターフェログラムであり、
図２ｂ：図２ａによるインターフェログラムに亘る屈折率プロフィールであり、
図３：スティッチング技術及びシンプルな干渉計測定により得られる様々な光学特性の測定結果を比較するための棒グラフ線図であり、
図４：スティッチング技術のサブインターフェログラムのオーバーラップの範囲の、異なる測定値への影響を示す線図である。
【００４１】
図１ａ及び1bは、概略的に、本発明の方法を使用して、詳しく検査すべき測定サンプル１の測定エリア「ＣＡ」のエリアにおいて屈折率均一性を測定するためのアセンブリを示す。１２インチのアパーチャ及び６３２．８ｎｍの動作波長を有するＨｅＮｅ層を有するフィゾー干渉計（Ｚｙｇｏ  ＣＰＩシリーズ）が使用される。この干渉計には６４０ ｘ ４８０ピクセルの分解能を有するカメラが装備されており、さらにこの干渉計は光学ベンチの上にマウントされており、この光学ベンチは主にアクティブ及びパッシブアイソレーションシステムによって周囲の振動から減結合されている。測定アセンブリ全体は２つの制御ループを有するエアコンディショニングシステムによって＋/−０．１°Ｋに熱化されている。
【００４２】
干渉計光学素子はＨｅＮｅレーザビームから実質的に平坦な波面を有するパラレルビームを形成する。最初の干渉計ミラー１０での反射によって、基準ビーム３がビームから分岐して後方反射される。本来の測定ビーム４は測定サンプル１（図１ａ）を測定エリア「ＣＡ」の部分で通過し、次いで第２の干渉計ミラー２によって後方反射される。測定ビーム４及び基準ビーム３は干渉計の中で重畳され、これにより第１の干渉測定が得られ、この第１の干渉測定の測定データは格納され、カメラにより第１のインターフェログラム５ａとして画像化される。
【００４３】
測定サンプル１はレーザ放射を集束するための大型レンズのための合成水晶ガラスの矩形状の半製品である。測定サンプル１は２つの平らに研磨された平面を有し、これらの平面に隣接し矩形状断面を有する２つのコンタクトプレート６、７の間にクランプされている。
【００４４】
コンタクトプレート６、７のプレート表面は精密に磨かれている（≦λ／１０）。浸漬液の薄膜８がコンタクト表面の間に両側に設けられ、この薄膜は測定サンプルの平面のエリア全体に亘って広がっている。この目的のために、コンタクトプレート６、７は少なくとも２０ｍｍだけ全ての側面で丸い測定サンプル１を越えて突出するような大きさであるように構成されている。
【００４５】
コンタクトプレート６、７は矩形状の断面を有する。これらの寸法は約６５０ｍｍ ｘ ６５０ｍｍ ｘ １００ｍｍである。これらはHanauのＨｅｒａｅｕｓ  Ｑｕａｒｔｇｌａｓ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ社から名称Ｈｅｒａｓｉｌ１０２の下に商業的に得られる自然な原材料の均質な水晶ガラスから成る。
【００４６】
浸漬液８は２２．０°Ｃで及び動作波長λ＝６３２．６ｎｍで屈折率１．４５７０４を有する商業的に標準的なオイルである。
【００４７】
測定結果におけるコンタクトプレート及び浸漬液の影響を排除するために、更なる測定が測定サンプル１なしで実施され、これは概略的に図１ｂに示されている。第２のインターフェログラム５ｂがここで得られる。結果的に得られる測定値は第１のインターフェログラム５ａの測定値から減算され、この結果、測定ビーム４の波面における変化が最終的な結果として得られ、この変化は測定サンプル１により生じたものである。
【００４８】
コンタクトプレート６、７及び測定サンプル１は保持装置に保持されており、互いに対して固定されている。各々のコンタクトプレート６、７を収容するために、保持装置は２つのクランピングフレーム１１を有し、これらの２つのクランピングフレーム１１はコンタクトプレート６、７の周囲をつかみ、移動可能なサポート１２の上に固定されている。液漬オイルの充填及び準備のために、サポート１２は干渉計チャンバの外側に移動され、これが取り扱いを著しく容易にする。
【００４９】
サポート１２は図１aに概略的にリニアモータ１３により図示されている移動システムによって移動される。移動システム１３は光学ベンチ上にマウントされており、地面とは接触していない。これにより移動システム１３及び保持装置に対しても振動減衰作用が利用される。移動システム１３による振動発生を回避するために、低振動電気装置、精密ベアリング及び振動減衰素子が運動を発生するために使用される。さらに、移動システムの移動スピードは振動を最小化するために小さい。
【００５０】
移動システム１３によって保持装置は測定ビーム４の伝搬方向に対して垂直な平面内を移動可能である。
【００５１】
さらに、コントロールユニット（図示せず）が及びセッティング及びデータ収集及び評価及び移動システム１３を制御するために設けられている。
【００５２】
本発明の装置は基本的にいかなる所望のサイズの測定エリアを有するサンプルに対しても使用できる。実施形態では、測定エリアは既存の干渉計チャンバの寸法のために６１０ｍｍ ｘ ６１０ｍｍに限定されている。
【００５３】
実施形態を以下において図１を用いて本発明の方法のためにより詳細に説明する。
【００５４】
課題は、上述の寸法４２０ｍｍ ｘ ４０５ｍｍを有するＣＡエリア内の屈折率分布をもとめることである。この目的のために、平らに磨かれ、浸漬オイルが設けられ、フレーム１１に研磨されたコンタクトプレート６、７とともに固定された測定サンプル１が連続的に移動システム１３によってＣＡエリア全体のセクション測定を行うように干渉計の光路に対して予め計算された位置へと移動される。これはスティッチング技術において通常のことである。これらの位置は、サブインターフェログラムがＣＡエリア全体をカバーするように選択され、この場合隣接する測定エリアの間のオーバーラップが得られる。
【００５５】
個々のサブインターフェログラムを接続するために、最小二乗偏差（least square deviation）の方法に基づく特別に開発されたソフトウェアが使用される。
【００５６】
残留スティッチングエラーの数及び範囲は、実質的に干渉計の測定精度に依存するが、選択されたオーバーラップ及びオーバーラップ領域からの測定値の評価にも依存する。
【００５７】
図２ａは図１ｂにおいて概略的に示されたようなスティッチング技術により測定された正方形のコンタクトプレート６、７のインターフェログラムである。測定エリアは６１０ｍｍ ｘ ６１０ｍｍである。インターフェログラム全体は各々１２インチの個々の測定エリアを有する１５個のサブインターフェログラムから合成される。存在するスティッチングエラーは小さい。
【００５８】
図２ｂは線図に基づくコンタクトプレート６、７の断面にわたる屈折率プロフィールに関する図２ａによるインターフェログラムの結果を示す。ｙ軸には屈折率差Δｎがｐｐｍでプロットされており、ｘ軸には位置がｍｍでプロットされている。線２１は中央線２３（図２ａ）のうちの1つのエリアの屈折率プロフィールを示し、線２２はコンタクトプレートのエッジエリア（図２ａ）の屈折率プロフィールを示す。２．２ｐｐｍがここでは最大屈折率不均一性として測定されている。２つの曲線における小さなジャンプはスティッチングエラーに基づき、しかしこれらはいずれにせよ０．０２ｐｐｍより小さい。
【００５９】
図３の棒グラフ線図もスティッチング技術の精度及び再現性ついての印象を与える。この図は、ＰＶ値（ｐｖ）、フォーカス(focus）、非点収差（astig）及び球面収差（sa3）に関して３００ｍｍの直径を有する測定エリアを有する水晶ガラスの測定サンプルにおいて行われた干渉測定の結果を示す。ｙ軸には平均値μが個々の特性に対してプロットされている。
【００６０】
左のバーは標準方法による１８インチ干渉計によりもとめられた個々の結果を表し、右のバーは本発明の方法及びスティッチング技術による１２インチ干渉計によりもとめられた結果を示す。収差バーはその都度プロットされ、このバーは９５％信頼領域を示しており、標準測定において２０個の記録（データセット）に基づいており及び本発明の方法において７個の記録（データセット）に基づいている。この線図は標準方法と本発明の方法によりもとめられた結果がこの信頼領域の範囲内では一致することを示す。
【００６１】
スティッチング技術においては測定精度はインターフェログラムの選択されたオーバーラップに依存することが公知である。それゆえ、この依存性は、図４の線図から見て取れるように、本発明の方法にも存在する。ｘ軸にはオーバーラップＵｅがインターフェログラム全体の冗長地点の％成分としてプロットされている。左側のｙ軸には動作波長［λ］の単位でオーバーラップするサブインターフェログラムのエッジにおける最大位相差に対する尺度Ｄがプロットされており、右側のｙ軸には５００ｍｍのＣＡエリアに亘るインターフェログラムの最大差（ＰＶ値）がプロットされている。予期されたように、スティッチングエラーはオーバーラップ増大にともない低下している。実際の適用事例では（冗長ピクセルの数に関して）約９０％のオーバーラップで十分である。これに対して、接続された波面インターフェログラムのＰＶ値はオーバーラップへの依存性を示していない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１ａは測定サンプルの測定の間の本発明による測定方法を実施するためのアセンブリの概略図であり、図１ｂは基準測定を記録するために測定サンプルなしの図１ａによるアセンブリである。
【図２】図２ａはスティッチング技術に基づくコンタクトプレートにおいて測定されたインターフェログラムであり、図２ｂは図２ａによるインターフェログラムに亘る屈折率プロフィールである。
【図３】スティッチング技術及びシンプルな干渉計測定により得られる様々な光学特性の測定結果を比較するための棒グラフ線図である。
【図４】スティッチング技術のサブインターフェログラムのオーバーラップの範囲の、異なる測定値への影響を示す線図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  測定サンプル
２  第２の干渉計ミラー
３  基準ビーム
４  測定ビーム
５ａ  第１のインターフェログラム
５ｂ  第２のインターフェログラム
６  コンタクトプレート
７  コンタクトプレート
８  浸漬液
ＣＡ  測定エリア
１０  第１の干渉計ミラー
１１  クランピングフレーム
１２  移動可能なサポート
１３  移動システム
ｐｖ  ＰＶ値
focus  フォーカス
astig  非点収差
sa3  球面収差
【図１ａ】
0005570118.tif 000002
【図１ｂ】
0005570118.tif 000003
【図２】
0005570118.tif 000004
【図３】
0005570118.tif 000005
【図４】
0005570118.tif 000006