(57)【要約】【課題】  被検物の位相屈折率を高精度に計測すること。【解決手段】  光源１０からの光を被検光と参照光に分割し、被検物８０を透過した被検光と参照光を干渉させて得られる干渉信号を用いて被検物８０の位相屈折率を計測する。基準被検物の位相屈折率を取得し、被検物８０の位相屈折率の関数である第１の物理量を算出し、第１の物理量と基準被検物の位相屈折率を用いて被検物８０の位相屈折率を算出し、算出された被検物８０の位相屈折率の関数である第２の物理量を算出する。第１の物理量と第２の物理量の差分が小さくなるように基準被検物の位相屈折率を変更し、変更された基準被検物の位相屈折率を用いて被検物８０の位相屈折率を再算出する。【選択図】  図２
2015010920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を被検光と参照光に分割し、前記被検光を被検物に入射させ、前記被検物を透過した被検光と前記参照光を干渉させて得られる干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率を計測する屈折率計測方法であって、
基準被検物の位相屈折率を取得する取得ステップと、
前記干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率の関数である第１の物理量を算出する第１算出ステップと、
前記第１の物理量と前記基準被検物の位相屈折率を用いて前記被検物の位相屈折率を算出する第２算出ステップと、
前記第２算出ステップにおいて算出された前記被検物の位相屈折率の関数である第２の物理量を算出する第３算出ステップと、
前記第１の物理量と前記第２の物理量の差分が小さくなるように前記基準被検物の位相屈折率を変更し、変更された前記基準被検物の位相屈折率を用いて前記被検物の位相屈折率を再算出する再算出ステップと、
を有することを特徴とする屈折率計測方法。
【請求項２】
前記第１の物理量と前記第２の物理量は、前記被検光と前記参照光の位相差であることを特徴とする請求項１に記載の屈折率計測方法。
【請求項３】
前記第１の物理量と前記第２の物理量は、前記被検光と前記参照光の位相差の波長に関する傾きであることを特徴とする請求項１に記載の屈折率計測方法。
【請求項４】
前記第１の物理量と前記第２の物理量は、前記被検物の群屈折率であることを特徴とする請求項１に記載の屈折率計測方法。
【請求項５】
前記被検物を空気の位相屈折率より高い位相屈折率を有する媒質中に配置した状態で得られる干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率を計測することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の屈折率計測方法。
【請求項６】
前記被検物を特定の波長において前記被検物の群屈折率と等しい群屈折率を有する媒質中に配置した状態で得られる干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率を計測することを特徴とする請求項１に記載の屈折率計測方法。
【請求項７】
前記第１算出ステップにおいて、
前記被検物の温度が第１の温度であるときに得られる干渉信号から算出される前記被検光と前記参照光の位相差と、前記被検物の温度が前記第１の温度とは異なる第２の温度であるときに得られる干渉信号から算出される前記被検光と前記参照光の位相差と、前記被検物の屈折率の温度係数とを用いて、前記被検物の厚みの影響が除去された前記第１の物理量を算出することを特徴とする請求項１に記載の屈折率計測方法。
【請求項８】
前記第１算出ステップにおいて、
前記被検物を第１の媒質中に配置した状態で得られる干渉信号から算出される前記被検光と前記参照光の位相差と、前記被検物を前記第１の媒質の屈折率とは異なる屈折率を有する第２の媒質中に配置した状態で得られる干渉信号から算出される前記被検光と前記参照光の位相差とを用いて、前記被検物の厚みの影響が除去された前記第１の物理量を算出することを特徴とする請求項１に記載の屈折率計測方法。
【請求項９】
光学素子をモールド成型するステップと、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の屈折率計測方法を用いて前記光学素子の屈折率を計測することによって、成型された光学素子を評価するステップと、を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１０】
光源と、
前記光源からの光を被検光と参照光に分割し、前記被検光を被検物に入射させ、前記被検物を透過した前記被検光と前記参照光を干渉させる干渉光学系と、
前記被検光と前記参照光の干渉光を検出する検出手段と、
前記検出手段から出力される干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率を演算する演算手段を備える屈折率計測装置であって、
前記演算手段は、基準被検物の位相屈折率を取得し、前記干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率の関数である第１の物理量を算出し、前記第１の物理量と前記基準被検物の位相屈折率を用いて前記被検物の位相屈折率を算出し、算出された前記被検物の位相屈折率の関数である第２の物理量を算出し、前記第１の物理量と前記第２の物理量の差分が小さくなるように前記基準被検物の位相屈折率を変更し、変更された前記基準被検物の位相屈折率を用いて前記被検物の位相屈折率を再算出することを特徴とする屈折率計測装置。
【請求項１１】
前記第１の物理量と前記第２の物理量は、前記被検光と前記参照光の位相差であることを特徴とする請求項１０に記載の屈折率計測装置。
【請求項１２】
前記第１の物理量と前記第２の物理量は、前記被検光と前記参照光の位相差の波長に関する傾きであることを特徴とする請求項１０に記載の屈折率計測装置。
【請求項１３】
前記第１の物理量と前記第２の物理量は、前記被検物の群屈折率であることを特徴とする請求項１０に記載の屈折率計測装置。
【請求項１４】
前記被検物と空気の位相屈折率より高い位相屈折率を有する媒質とを収容する容器を有し、
前記被検物を空気の位相屈折率より高い位相屈折率を有する媒質中に配置した状態で得られる干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率を計測することを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の屈折率計測装置。
【請求項１５】
前記被検物と空気の位相屈折率より高い位相屈折率を有する媒質とを収容する容器を有し、
前記被検物を特定の波長において前記被検物の群屈折率と等しい群屈折率を有する媒質中に配置した状態で得られる干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率を計測することを特徴とする請求項１０に記載の屈折率計測装置。
【請求項１６】
前記演算手段は、前記被検物の温度が第１の温度であるときに得られる干渉信号から算出される前記被検光と前記参照光の位相差と、前記被検物の温度が前記第１の温度とは異なる第２の温度であるときに得られる干渉信号から算出される前記被検光と前記参照光の位相差と、前記被検物の屈折率の温度係数とを用いて、前記被検物の厚みの影響が除去された前記第１の物理量を算出することを特徴とする請求項１０に記載の屈折率計測装置。
【請求項１７】
前記被検物と空気の位相屈折率より高い位相屈折率を有する媒質とを収容する容器を有し、
前記演算手段は、前記被検物を第１の媒質中に配置した状態で得られる干渉信号から算出される前記被検光と前記参照光の位相差と、前記被検物を前記第１の媒質の屈折率とは異なる屈折率を有する第２の媒質中に配置した状態で得られる干渉信号から算出される前記被検光と前記参照光の位相差とを用いて、前記被検物の厚みの影響が除去された前記第１の物理量を算出することを特徴とする請求項１０に記載の屈折率計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率計測方法および屈折率計測装置に関し、特に、モールド成型により製造される光学素子の屈折率計測に有用である。
【背景技術】
【０００２】
モールドレンズの屈折率は成型条件によって変化する。成型後のレンズの屈折率は、一般的に、プリズム形状に加工した後、最小偏角法やＶブロック法で計測される。この加工作業は、手間とコストがかかる。さらに、成型後のレンズの屈折率は、加工時の応力解放によって変化する。したがって、成型後のレンズの屈折率を非破壊で計測する技術が必要である。
【０００３】
屈折率には、光の等位相面の移動速度である位相速度に関する位相屈折率と、光のエネルギーの移動速度（波束の移動速度）に関する群屈折率がある。
【０００４】
非特許文献１は、スペクトル領域の干渉信号を波長の関数を用いてフィッティングすることにより、位相屈折率を算出する方法を提案している。非特許文献２は、多数のガラスの屈折率に関する統計データを用いて、群屈折率を位相屈折率に変換する方法を提案している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｈ．Ｄｅｌｂａｒｒｅ，Ｃ．Ｐｒｚｙｇｏｄｚｋｉ，Ｍ．Ｔａｓｓｏｕ，Ｄ．Ｂｏｕｃｈｅｒ，”Ｈｉｇｈ−ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  ｉｎｄｅｘ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｉｎ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｃｒｙｓｔａｌｓ  ｕｓｉｎｇ  ｗｈｉｔｅ−ｌｉｇｈｔ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ．”Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｂ，２０００，ｖｏｌ．７０，ｐ．４５−５１．
【非特許文献２】Ｊ．Ｒ．Ｒｏｇｅｒｓ，Ｍ．Ｄ．Ｈｏｐｌｅｒ，”Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｏｆ  ｇｒｏｕｐ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ  ｔｏ  ｐｈａｓｅ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ．”Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ，１９８８，Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．１０，ｐ．１５９５−１６００．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１に開示された方法では、干渉信号の位相のオフセット項（２πの整数倍の項）が未知数であるため、フィッティング精度が低くなる。非特許文献２に開示された方法では、群屈折率を位相屈折率に変換する際に使用する屈折率補正項が、被検物の屈折率補正項と異なるため、位相屈折率への変換誤差が発生する。
【０００７】
本発明は、被検物の位相屈折率を高精度に計測することができる屈折率計測方法および屈折率計測装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の屈折率計測方法は、光源からの光を被検光と参照光に分割し、前記被検光を被検物に入射させ、前記被検物を透過した被検光と前記参照光を干渉させて得られる干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率を計測する屈折率計測方法であって、基準被検物の位相屈折率を取得する取得ステップと、前記干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率の関数である第１の物理量を算出する第１算出ステップと、前記第１の物理量と前記基準被検物の位相屈折率を用いて前記被検物の位相屈折率を算出する第２算出ステップと、前記第２算出ステップにおいて算出された前記被検物の位相屈折率の関数である第２の物理量を算出する第３算出ステップと、前記第１の物理量と前記第２の物理量の差分が小さくなるように前記基準被検物の位相屈折率を変更し、変更された前記基準被検物の位相屈折率を用いて前記被検物の位相屈折率を再算出する再算出ステップと、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の光学素子の製造方法は、光学素子をモールド成型するステップと、上記の屈折率計測方法を用いて前記光学素子の屈折率を計測することによって、成型された光学素子を評価するステップと、を有することを特徴としている。
【００１０】
本発明の屈折率計測装置は、光源と、前記光源からの光を被検光と参照光に分割し、前記被検光を被検物に入射させ、前記被検物を透過した前記被検光と前記参照光を干渉させる干渉光学系と、前記参照光と前記被検光の干渉光を検出する検出手段と、前記検出手段から出力される干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率を演算する演算手段を備える屈折率計測装置であって、前記演算手段は、基準被検物の位相屈折率を取得し、前記干渉信号を用いて前記被検物の位相屈折率の関数である第１の物理量を算出し、前記第１の物理量と前記基準被検物の位相屈折率を用いて前記被検物の位相屈折率を算出し、算出された前記被検物の位相屈折率の関数である第２の物理量を算出し、前記第１の物理量と前記第２の物理量の差分が小さくなるように前記基準被検物の位相屈折率を変更し、変更された前記基準被検物の位相屈折率を用いて前記被検物の位相屈折率を再算出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被検物の位相屈折率を高精度に計測することができる屈折率計測方法および屈折率計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１の屈折率計測装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施例１の屈折率計測装置における被検物の位相屈折率の算出手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１の屈折率計測装置の検出器で得られる干渉信号を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の第１の物理量と第２の物理量の比較を示す図である。
【図５】本発明の実施例２の屈折率計測装置のブロック図である。
【図６】本発明の実施例３の屈折率計測装置のブロック図である。
【図７】本発明の実施例４の光学素子の製造方法の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、実施例１の屈折率計測装置のブロック図である。本実施例の屈折率計測装置は、マッハ・ツェンダー干渉計で構成されている。本実施例では、被検物は負の屈折力（焦点距離の逆数）をもつレンズである。屈折率計測装置は被検物の屈折率を計測するものであるから、被検物はレンズでも平板でもよく、屈折型光学素子であればよい。
【００１５】
屈折率計測装置は、光源１０、干渉光学系、媒質７０と被検物８０を収容可能な容器６０、検出器９０、コンピュータ１００を有し、被検物８０の屈折率を計測する。
【００１６】
光源１０は、波長帯域の広い光源（例えば、スーパーコンティニューム光源）である。干渉光学系は、光源１０からの光を、被検物を透過する光（被検光）と被検物を透過しない光（参照光）とに分割し、被検光と参照光を重ね合わせて干渉させ、その干渉光を検出器９０に導光する。実施例１の干渉光学系は、複数のビームスプリッタ２０、２１と複数のミラー３０、３１、４０、４１、５０、５１を有する。
【００１７】
ビームスプリッタ２０、２１は、例えば、キューブビームスプリッタで構成される。ビームスプリッタ２０は、２つの直角プリズムの接合面２０ａにおいて、光源１０からの光の一部を透過すると同時に残りを反射する。接合面２０ａを透過した光が参照光であり、接合面２０ａで反射した光が被検光である。ビームスプリッタ２１は、直角プリズムの接合面２１ａにおいて、参照光の一部を反射し、被検光の一部を透過する。この結果、参照光と被検光が干渉して干渉光を形成し、干渉光は検出部９０に射出される。
【００１８】
容器６０は、媒質７０（例えば、水やオイル）と被検物８０を収容している。容器内における参照光の光路長と被検光の光路長は、被検物８０が容器内に配置されていない状態で、一致するのが好ましい。したがって、容器６０の側面（例えば、ガラス）は厚みおよび屈折率が均一で、かつ、容器６０の両側面が平行であるのが望ましい。尚、媒質７０が空気の場合、容器６０は無くてもよい。
【００１９】
媒質７０の屈折率は、不図示の媒質屈折率算出手段によって算出される。媒質屈折率算出手段とは、例えば、媒質の温度を計測する温度計測手段と、計測した温度を媒質屈折率に換算するコンピュータから構成される。もしくは、媒質屈折率算出手段は、屈折率および形状が既知のガラスプリズムと、媒質中に配置されたガラスプリズムの透過波面を計測する波面計測センサ（波面計測手段）と、透過波面と形状から媒質の屈折率を算出するコンピュータから構成されてもよい。
【００２０】
ミラー４０、４１は、例えば、プリズム型ミラーである。ミラー５０、５１は、例えば、コーナーキューブリフレクターである。ミラー５１は、図１の矢印の方向の駆動機構を有する。ミラー５１の駆動機構は、例えば、駆動レンジの大きいステージと駆動分解能の高いピエゾ素子から構成されている。ミラー５１の駆動量は、不図示の測長器（例えば、レーザ測長器やエンコーダ）によって計測される。ミラー５１の駆動は、コンピュータ１００によって制御されている。被検光と参照光の光路長差は、ミラー５１の駆動機構によって調整することができる。
【００２１】
検出器９０は、ビームスプリッタ２１からの干渉光を分光し、干渉光強度を波長（周波数）の関数として検出して干渉信号を出力する検出手段であり、分光器などから構成されている。
【００２２】
コンピュータ１００は、検出器９０が出力する干渉信号から被検物の屈折率を算出する演算手段として機能すると共に、ミラー５１の駆動量を制御する制御手段としても機能し、ＣＰＵなどから構成されている。ただし、検出器９０が出力する干渉信号から被検物の屈折率を算出する演算手段と、ミラー５１の駆動量や媒質７０の温度を制御する制御手段を、互いに異なるコンピュータによって構成することもできる。
【００２３】
干渉光学系は、被検物８０が容器内に配置されていない状態で、被検光と参照光の光路長が等しくなるように調整されている。調整方法は次のとおりである。
【００２４】
図１の屈折率計測装置において、被検物８０が被検光の光路上に配置されない状態で参照光と被検光の干渉信号が取得される。このとき、参照光と被検光の位相差φ０（λ）および干渉強度Ｉ０（λ）は数式１で表される。
【００２５】
【数１】
2015010920.tif 000003
【００２６】
ただし、λは空気中の波長、Δ０は被検光と参照光の光路長の差、Ｉ０は被検光の強度と参照光の強度の和、γは可視度（ビジビリティ）である。数式１より、Δ０がゼロではないときは、干渉強度Ｉ０（λ）は振動関数となる。したがって、被検光と参照光の光路長を等しくするためには、干渉信号が振動関数とならない位置にミラー５１を駆動すればよい。このとき、Δ０がゼロになる。
【００２７】
ここでは、被検光と参照光の光路長が等しくなるように調整される場合（Δ０＝０）について説明したが、現在のミラー５１の位置がΔ０＝０からどれだけシフトしているかが分かれば、被検光と参照光の光路長を等しくする必要はない。被検光と参照光の光路長が等しくなる位置（Δ０＝０）からのミラー５１の駆動量は不図示の測長器（例えば、レーザ測長器やエンコーダ）によって測定することができる。
【００２８】
図２は、被検物８０の位相屈折率を算出する手順を示すフローチャートであり、「Ｓ」はＳｔｅｐ（ステップ）の略である。
【００２９】
まず、基準被検物の位相屈折率が取得される（取得ステップＳ１０）。基準被検物とは、検出器９０で計測する波長範囲において位相屈折率が既知の被検物を意味する。取得される位相屈折率は、各波長に対応した位相屈折率の離散データでもよいし、分散式（例えば、セルマイヤーの分散式やコーシーの分散式）の係数でもよい。
【００３０】
基準被検物は、被検物の屈折率と近い屈折率を有する硝材（例えば、基準被検物と被検物の差は、屈折率の差分が０．０５未満、アッベ数の差分が５％未満）が望ましい。基準被検物として、例えば、被検物の母材となった硝材が選択されればよい。そのとき、基準被検物の位相屈折率として、硝材製造元が提供する母材の位相屈折率の値を用いることができる。
【００３１】
基準被検物の位相屈折率は、例えば、コンピュータ１００に記憶されており、硝材名を入力するだけで取得できるようになっている。このとき、コンピュータ１００が基準被検物の位相屈折率を取得する取得手段となる。
【００３２】
被検物の硝材が不明の場合、基準被検物の位相屈折率として、被検物と同一硝材で製作された試料の位相屈折率を用いることができる。その試料の位相屈折率は、加工計測（プリズム形状に加工し、最小偏角法やＶブロック法で計測）で計測すればよい。加工時の応力解放による屈折率の変化量は小さいため、加工後の試料の位相屈折率でも、基準被検物の位相屈折率として使用できる。加工後の試料の位相屈折率は、同一硝材で製作された被検物であれば、すべての被検物の基準被検物の位相屈折率となりうる。加工計測は手間がかかるが、最初の１回だけ行えば良い。
【００３３】
次に、被検物を透過した被検光と参照光の干渉信号から、被検物の位相屈折率の関数である第１の物理量が算出される（第１算出ステップＳ２０）。第１の物理量とは、被検物の位相屈折率の関数であれば任意の物理量でよい。例えば、被検光と参照光の位相差や、被検光と参照光の位相差の波長に関する傾き（位相差の微分）や、被検物の群屈折率などは、すべて第１の物理量になりうる。本実施例では、第１の物理量として被検光と参照光の位相差φ１（λ）を選択している。
【００３４】
被検物が被検光の光路上に配置されているとき、図１の検出器９０で計測されるスペクトル領域の干渉信号は図３のようになる。被検光と参照光の位相差φ１（λ）は数式２で表される。
【００３５】
【数２】
2015010920.tif 000004
【００３６】
ただし、ｎｓａｍｐｌｅ（λ）は被検物の位相屈折率であり、ｎｍｅｄｉｕｍ（λ）は媒質の位相屈折率であり、Ｌは被検物の幾何学厚みである。図３のλ０は、位相差φ１（λ）が極値をとる波長を示している。λ０付近の波長では干渉信号の周期が長くなるため、干渉信号が計測しやすい。逆に、λ０から離れた波長では干渉信号の周期が短くなるため、干渉信号が密になりすぎて分解できない可能性がある。もし、λ０が計測範囲から外れている場合は、ミラー５１を駆動させてΔ０を調整すればよい。
【００３７】
位相差φ１（λ）は、例えば、次のような位相シフト法を用いて算出することができる。ミラー５１を微小量ずつ駆動させながら干渉信号が取得される。ミラー５１の位相シフト量（＝駆動量×２π／λ）がδｋ（ｋ＝０，１，・・・，Ｍ−１）のときの干渉強度Ｉｋ（λ）は数式３で表される。
【００３８】
【数３】
2015010920.tif 000005
【００３９】
第１の物理量である位相差φ１（λ）は、位相シフト量δｋ、干渉強度Ｉｋ（λ）を用いて数式４で算出される。位相差φ１（λ）の算出精度を高めるためには、位相シフト量δｋをできるだけ小さくし、駆動ステップ数Ｍをできるだけ大きくすれば良い。算出された位相差φ１（λ）は２πで畳み込まれている。したがって、２πの位相とびをつなぎ合わせる作業（アンラッピング）が必要である。
【００４０】
【数４】
2015010920.tif 000006
【００４１】
次に、第１の物理量と基準被検物の位相屈折率を用いて被検物８０の位相屈折率が算出される（第２算出ステップＳ３０）。被検物８０の位相屈折率の算出方法は、次のとおりである。
【００４２】
位相シフト法で得られた位相差φ１（λ）（第１の物理量）は、２πの整数倍の任意性（未知のオフセット項）がある。この任意性を除去するために、位相差の波長に関する傾きｄφ１（λ）／ｄλが算出される。位相差の波長に関する傾きとは、位相差の波長に関する１次微分量に相当する。位相差φ１（λ）は離散データなので、実際には、各波長データ間における変化の割合が算出される。位相差の波長に関する傾きｄφ１（λ）／ｄλは、数式５で表される。
【００４３】
【数５】
2015010920.tif 000007
【００４４】
ただし、ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）は被検物の群屈折率、ｎｇｍｅｄｉｕｍ（λ）は媒質の群屈折率である。一般的に、データの微分量を算出する作業は、ノイズの影響を増幅する。ノイズの影響を低減するためには、元データをスムージングしてから微分量が算出されればよい。もしくは、微分データ自身がスムージングされればよい。
【００４５】
次に、基準被検物の群屈折率Ｎｇ（λ）が、基準被検物の位相屈折率Ｎｐ（λ）から数式６を用いて算出される。本実施例では、基準被検物の位相屈折率として、コーシーの分散式を用いている。Ｃｋ（ｋ＝１，２，・・・，６）は、コーシーの分散式の係数である。
【００４６】
【数６】
2015010920.tif 000008
【００４７】
そして、群屈折率と位相屈折率の関係が算出される。群屈折率と位相屈折率の関係とは、一方が分かると他方が分かる関係のことであり、例えば、群屈折率Ｎｇ（λ）と位相屈折率Ｎｐ（λ）の差分の関係や、群屈折率Ｎｇ（λ）と位相屈折率Ｎｐ（λ）の比の関係などである。
【００４８】
基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係を算出する理由は、群屈折率から位相屈折率を一意に算出できないためである。数式７は、群屈折率から位相屈折率を算出する式である。数式７に示すように、位相屈折率は積分定数Ｃの任意性がある。
【００４９】
【数７】
2015010920.tif 000009
【００５０】
数式５で表される位相差の波長に関する傾きｄφ１（λ）／ｄλは群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）の関数である。ｄφ１（λ）／ｄλから位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）を算出する場合、群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）が算出過程で介在するため、積分定数Ｃの任意性により、位相屈折率は一意に算出されない。そこで、基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係を用いて、被検物の位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）を算出する。例えば、基準被検物の群屈折率Ｎｇ（λ）と位相屈折率Ｎｐ（λ）の差分の関係を用いると、数式５は数式８のように変形される。
【００５１】
【数８】
2015010920.tif 000010
【００５２】
数式８のうち、被検物の位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）以外は既知である。そこで、位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）の分散式（例えば、数式９のようなセルマイヤーの分散式）を仮定して数式８をフィッティングすれば、係数Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が算出される。つまり、位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）の分散式が求まる。被検物の幾何学厚みＬが未知であれば、幾何学厚みＬもパラメータとしてフィッティングすればよい。または、被検物の幾何学厚みＬとして、例えば被検物設計値を用いればよい。
【００５３】
【数９】
2015010920.tif 000011
【００５４】
以上のようにして、第１の物理量（位相差φ１（λ））と基準被検物の位相屈折率を用いて、被検物の位相屈折率が算出される（第２算出ステップＳ３０）。
【００５５】
第２算出ステップＳ３０で算出された被検物の位相屈折率は、基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係が、被検物の群屈折率と位相屈折率の関係と等しいという仮定の下で算出している。しかしながら、実際には、基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係は、被検物の群屈折率と位相屈折率の関係と異なるため、算出された被検物の位相屈折率は誤差（以下、分散誤差と表記）を含む。そこで、次のような分散誤差を低減する作業が必要である。
【００５６】
第２算出ステップＳ３０で算出された被検物の位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）の関数である第２の物理量φ２（λ）が算出される（第３算出ステップＳ４０）。第２の物理量φ２（λ）は、第１の物理量φ１（λ）に相当する同一次元の物理量（本実施例では位相差）である。第２の物理量φ２（λ）は、基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係を用いずに、第２算出ステップＳ３０で算出された被検物の位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）と数式２を用いて計算される。第１の物理量φ１（λ）は２πの整数倍のオフセットを含むので、第２の物理量φ２（λ）も同量の２πの整数倍のオフセットを含む必要がある。第２の物理量のオフセットは、例えば、極値の値を第１の物理量と比較し、２πの整数倍の値を加算または減算することによって調整できる。
【００５７】
次に、第１の物理量φ１（λ）と第２の物理量φ２（λ）を比較する（Ｓ５０）。図４は、第１の物理量と第２の物理量を比較した図である。もし、分散誤差がゼロであれば、第１の物理量と第２の物理量は一致する。分散誤差が大きければ大きいほど、第１の物理量と第２の物理量の差分は大きくなる。図２の位相屈折率の算出フローは、この差分が小さければ終了し、差分が大きければステップＳ６０に進む。
【００５８】
第１の物理量と第２の物理量の差分が大きいか小さいかを決める境界値は、求めたい屈折率の精度に依存する。例えば、被検物の位相屈折率が１．９、媒質の位相屈折率が１．６、被検物の幾何学厚みが１ｍｍ、波長が６３３ｎｍの条件で、被検物の位相屈折率を０．０００１以下の精度で求めたい場合、境界値は１ｒａｄになる。
【００５９】
第１の物理量と第２の物理量の差分が大きい場合は、その差分が小さくなるように、基準被検物の位相屈折率が変更される（Ｓ６０）。基準被検物の位相屈折率の変更方法としては、例えば、次のような方法がある。
【００６０】
数式６の位相屈折率の係数Ｃ１だけを微小量δＣ１変化させて、ステップＳ３０からＳ４０を行う。微小量δＣ１の変化によるφ２（λ）の変化量Δφ２Ｃ１（λ）が算出される。係数Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６に関しても係数Ｃ１と同様の作業が行われ、それぞれのφ２（λ）の変化量Δφ２Ｃ２（λ）、Δφ２Ｃ３（λ）、Δφ２Ｃ４（λ）、Δφ２Ｃ５（λ）、Δφ２Ｃ６（λ）が算出される。数式１０を最もよく満たすような係数χ１、χ２、χ３、χ４、χ５、χ６が求まる。係数χｋ（ｋ＝１，２，・・・，６）の算出は、例えば、最小二乗法を使用すればよい。数式１１のように、基準被検物の位相屈折率Ｎｐ（λ）が変更される。
【００６１】
【数１０】
2015010920.tif 000012
【００６２】
【数１１】
2015010920.tif 000013
【００６３】
数式１０は、各係数Ｃ１からＣ６がそれぞれどれだけ変化すれば、第１の物理量と第２の物理量の差分が小さくなるかを計算する式である。数式１１は、数式１０の結果をもとに、数式６の基準被検物の位相屈折率を変更する式である。基準被検物の位相屈折率の変更に伴い、基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係も変化する。
【００６４】
その後のフローは、第１の物理量と数式１１を用いて、被検物の位相屈折率を再算出し、（Ｓ３０）、再算出した位相屈折率の関数である第２の物理量φ２（λ）を再算出し（Ｓ４０）、φ１（λ）とφ２（λ）の差が小さいことを確認（Ｓ５０）して終了する。もし、ステップＳ５０において差が大きい場合には、フローは再度ステップＳ６０に進む。以上のように、第１の物理量と第２の物理量の差分が小さくなるように基準被検物の位相屈折率を変更し、変更された基準被検物の位相屈折率を用いて被検物８０の位相屈折率が再算出される（再算出ステップ）。
【００６５】
第２算出ステップＳ３０における被検物の位相屈折率の算出方法は、数式８、数式９を用いた分散式のフィッティング方法の代わりに、次のような方法が用いられてもよい。
【００６６】
被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）は、数式５を変形すれば算出されるため、位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）は、数式１２のように算出することもできる。数式１２では、基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係として、比の関係を用いて表記している。
【００６７】
【数１２】
2015010920.tif 000014
【００６８】
第２算出ステップＳ３０における被検物の位相屈折率の算出方法は、次の方法でもよい。
【００６９】
被検物と同一厚みＬを有する基準被検物が被検物の代わりに計測されていると仮定すると、基準被検物に関する位相差の波長に関する傾きｄΦ（λ）／ｄλは数式１３を用いて算出できる。ｄΦ（λ）／ｄλは、数式１３を用いて算出する代わりに、本実施例の屈折率計測装置を用いて実際に計測することも可能である。
【００７０】
【数１３】
2015010920.tif 000015
【００７１】
位相差の波長に関する傾きｄΦ（λ）／ｄλと位相屈折率Ｎｐ（λ）の関係（差の関係や比の関係など）を用いて、位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）は数式１４のように算出できる。
【００７２】
【数１４】
2015010920.tif 000016
【００７３】
この方法は、基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係の代わりに、群屈折率の関数であるｄΦ（λ）／ｄλと位相屈折率の関係を用いている。このように、位相屈折率と結びつける関係は、群屈折率の関数（群屈折率そのものも含む）であれば、ｄΦ（λ）／ｄλ以外でもよい。例えば、数式１３から式変形で得られる光路長差（Ｎｇ（λ）−ｎｇｍｅｄｉｕｍ（λ））Ｌ−Δ０や群屈折率差Ｎｇ（λ）−ｎｇｍｅｄｉｕｍ（λ）でもよい。
【００７４】
本明細書における物理量は、分散誤差の大小を比較するための量を示している。本実施例では、物理量として位相差を用いているが、必ずしも位相差を用いる必要はなく、被検物の位相屈折率の関数であればよい。
【００７５】
例えば、物理量は、数式５で表される位相差の波長に関する傾きでも比較できる。第１の物理量φ１（λ）の代わりがｄφ１／ｄλであり、第２の物理量φ２（λ）の代わりが第２算出ステップＳ３０で得られた位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）の関数であるｄφ２／ｄλである。
【００７６】
物理量は、位相差の代わりに、群屈折率そのものでもよい。第１の物理量φ１（λ）の代わりが、数式１２で算出される被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）であり、第２の物理量φ２（λ）の代わりが、第２算出ステップＳ３０で得られた位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ）から一意に算出される群屈折率である。
【００７７】
第１の物理量は、計測データから一意に算出できる量であれば、位相差の代用が可能である。例えば、数式５から変形して得られる数式１５のような量も、本発明における物理量となりうる。
【００７８】
【数１５】
2015010920.tif 000017
【００７９】
ステップＳ６０では、数式１０、数式１１のように、分散式の係数を調整して基準被検物の位相屈折率を変更したが、分散式の係数を調整する代わりに、位相屈折率分散曲線の離散データそのものを調整してもよい。簡単な調整方法は、例えば、オフセット成分や線形成分の加減算である。
【００８０】
本実施例では、被検物８０をオイル等の媒質７０（空気の位相屈折率より高い位相屈折率を有する媒質）中に配置している。本発明の屈折率計測方法は、媒質７０が空気でも成り立つ。しかし、被検物８０と媒質７０の屈折率差を小さくすることには利点がある。
【００８１】
屈折率差を小さくする利点は主に２つある。利点の１つは、レンズの屈折の影響を低減できることである。もう１つの利点は、被検物の幾何学厚み誤差の影響を低減できることである。数式２や数式５を見るとわかるとおり、屈折率差が小さい場合、被検物厚みに乗算される係数が小さくなる。そのため、被検物幾何学厚みの誤差の影響も小さくなる。
【００８２】
特に、被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）と媒質の群屈折率ｎｇｍｅｄｉｕｍ（λ）が等しくなる特定の波長において、被検物の幾何学厚みの誤差の影響はゼロになる。そのため、幾何学厚みが未知の被検物を計測する場合に使用する媒質は、計測する波長範囲の特定の波長で被検物の群屈折率と等しくなる群屈折率を有する媒質が好ましい。
【００８３】
媒質７０の温度分布によって、媒質７０の屈折率分布が生じるため、算出される被検物の屈折率に誤差が生じる。したがって、媒質７０の温度分布が発生しないように温度調整機構（温度調整手段）で制御するのが望ましい。また、媒質７０の屈折率分布による誤差は、屈折率分布の量がわかれば補正できるため、媒質７０の屈折率分布を計測するための波面計測装置（波面計測手段）を有することが望ましい。
【００８４】
被検物と媒質の群屈折率をマッチングする代わりに、２種類の温度条件または２種類の媒質条件で計測すれば、被検物の幾何学厚みの誤差を除去できる。
【００８５】
２種類の温度条件による幾何学厚み誤差の除去方法は次のとおりである。
【００８６】
被検物の温度が第１の温度ＴＡ、第２の温度ＴＢであるときにそれぞれ計測された位相差がφ１Ａ（λ）、φ１Ｂ（λ）のとき、２種類の温度条件のそれぞれの光路長差は、数式１６で表される。
【００８７】
【数１６】
2015010920.tif 000018
【００８８】
ただし、ｄＮｇ／ｄＴは被検物の屈折率の温度係数、Ｔ０は基準温度、ｎｇＡｍｅｄｉｕｍ（λ）は温度ＴＡにおける媒質の群屈折率、ｎｇＢｍｅｄｉｕｍ（λ）は温度ＴＢにおける媒質の群屈折率、αは被検物の線膨張係数であり、すべて既知の値である。ｄＮｇ／ｄＴは、群屈折率の温度係数であり、位相屈折率の温度係数から算出される。数式１６から被検物の幾何学厚みＬを除去すると、数式１７が得られる。
【００８９】
【数１７】
2015010920.tif 000019
【００９０】
数式１７は、被検物の幾何学厚みＬを含まないため厚み誤差の影響を受けない。数式１７で得られる被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）を数式１２で得られるｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）の代わりに用いれば、厚み誤差の影響を除去できる。このとき、数式１７で得られる被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）を第１の物理量として使用できる。尚、数式１７で得られる被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）は、基準温度Ｔ０における値である。
【００９１】
数式１７を用いた被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）の算出精度は、右辺の分母が大きくなるほど高くなる。言い換えると、群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）算出精度は、温度ＴＡとＴＢの差が大きいほど高い。したがって、温度ＴＡとＴＢは差が大きい条件が好ましい。
【００９２】
屈折率の温度係数ｄＮｇ／ｄＴと線膨張係数αは既知であることを前提としており、例えば、硝材製造元が提供する母材の値である。厳密に言うと、被検物８０のｄＮｇ／ｄＴとαは母材の値と異なるが、母材の値と等しいと仮定しても問題はない。この理由は次の通りである。
【００９３】
理由は、硝材の屈折率が多少変化しても温度係数と線膨張係数はほとんど変化せず、かつ、数式１７の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）は温度係数と線膨張係数の変化に対して鈍感だからである。したがって、被検物と屈折率の近い硝材の温度係数と線膨張係数が１組既知であればよい。尚、線膨張係数が数式１７で算出される群屈折率へ与える影響は特に小さいため、被検物８０の膨張は未考慮（つまり、線膨張係数がゼロ）でもよい。
【００９４】
また、屈折率が互いに異なる第１の媒質中と第２の媒質中に被検物を配置する２種類の媒質条件を用いることによっても、被検物の幾何学厚みの誤差の影響を除去できる。２種類の媒質条件による幾何学厚み誤差除去の式は、数式１７においてｄＮｇ／ｄＴ＝０、α＝０とおいた式で表される。ただし、第１の媒質の群屈折率がｎｇＡｍｅｄｉｕｍ（λ）、第２の媒質の群屈折率がｎｇＢｍｅｄｉｕｍ（λ）、それぞれの媒質で計測された位相差がφ１Ａ（λ）、φ１Ｂ（λ）である。
【００９５】
２種類の温度条件による幾何学厚み誤差の除去方法と同様に、数式１７の右辺の分母が大きくなるほど、群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）算出精度が高くなる。したがって、第１の媒質の屈折率と第２の媒質の屈折率の差が大きい条件が望ましい。
【００９６】
本実施例では、ミラー５１による機械的な位相シフトと検出器９０による分光の組み合わせで位相差φ１（λ）を計測した。その代わりに、ヘテロダイン干渉法を用いてもよい。ヘテロダイン干渉法を用いる場合、その干渉計は、例えば、光源直後に分光器を配置して疑似単色光を射出し、音響光学素子で参照光と被検光の間に周波数差を発生させ、干渉信号をフォトダイオード等の検出器で計測する。そして、分光器で波長を走査しながら各波長で位相差φ１（λ）を算出する。
【００９７】
本実施例では、波長帯域の広い光源１０として、スーパーコンティニューム光源を用いた。その代わりに、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）やハロゲンランプ、短パルスレーザー等が使われてもよい。波長を走査する場合には、広帯域光源と分光器の組み合わせの代わりに、波長掃引光源が使用されてもよい。
【００９８】
本実施例では、マッハ・ツェンダー干渉計の構成を用いているが、代わりにマイケルソン干渉計の構成を用いてもよい。また、本実施例では、屈折率や位相差を波長の関数として算出しているが、代わりに周波数の関数として算出してもよい。
【実施例２】
【００９９】
図５は、本発明の実施例２の屈折率計測装置のブロック図である。媒質７０の屈折率を計測する干渉計が実施例１の屈折率計測装置に追加されている。被検物は、正の屈折力をもつレンズである。本実施例では、計測する波長範囲の特定の波長において被検物の群屈折率と等しい群屈折率を有する媒質（例えば、オイル）中に被検物を配置している。実施例１と同様の構成については、同一の符号を付して説明する。
【０１００】
光源１０から射出された光は、ビームスプリッタ２２で透過光と反射光に分割される。透過光は、被検物８０の屈折率を計測するための干渉光学系へ進み、反射光は、媒質７０の屈折率を計測するための干渉光学系へと導かれる。反射光は、ビームスプリッタ２３でさらに透過光（媒質参照光）と反射光（媒質被検光）に分割される。
【０１０１】
ビームスプリッタ２３で反射した媒質被検光は、ミラー４２、５２で反射した後に、容器６０の側面および媒質７０を透過し、ミラー３３で反射されてビームスプリッタ２４に至る。ビームスプリッタ２３を透過した媒質参照光は、ミラー３２、４３、５３で反射した後に、補償板６１を透過してビームスプリッタ２４へ至る。ビームスプリッタ２４へ至った媒質参照光と媒質被検光は、干渉して干渉光を形成し、分光器等で構成される検出部９１で検出される。検出器９１で検出された信号は、コンピュータ１００に送られる。
【０１０２】
補償板６１は、容器６０の側面による屈折率分散の影響を補正する役割を担い、容器６０の側面と同一材料かつ同一厚み（＝容器６０の側面の厚み×２）で構成される。補償板６１は、容器６０内が空のとき、媒質被検光と媒質参照光の各波長それぞれの光路長差を等しくする効果を有する。
【０１０３】
ミラー５３は、ミラー５１と同様の駆動機構を有しており、図５の矢印の方向に駆動する。ミラー５３の駆動は、コンピュータ１００で制御される。容器６０は、不図示の温度調整機構を備えており、媒質の温度の昇降、媒質の温度分布の制御等を行うことができる。媒質温度も、コンピュータ１００で制御される。
【０１０４】
媒質７０は、特定の波長で被検物と等しい群屈折率を有する。一般に、オイルの紫外吸収帯は硝材の紫外吸収帯よりも可視光に近いため、オイルの可視光領域の屈折率の傾き（屈折率分散）は、硝材の傾きよりも急である。実用的な位相屈折率マッチングオイルが存在しない高屈折率の領域においても、群屈折率をマッチングできるオイルが存在する。
【０１０５】
本実施例の被検物８０の位相屈折率算出手順は、次のとおりである。
【０１０６】
まず、基準被検物の位相屈折率が取得され（取得ステップＳ１０）、第１の物理量が算出される（第１算出ステップＳ２０）。
【０１０７】
被検光と参照光の位相差は数式２で表され、位相差の波長に関する傾きは数式５で表される。被検光と参照光の干渉信号は図３のようになる。図３のλ０は、位相差の極値の波長である。言い換えると、λ０は、位相差の波長に関する傾きがゼロとなる波長である。Δ０がゼロのとき、ｄφ１（λ）／ｄλがゼロとなる波長は、被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）と媒質の群屈折率ｎｇｍｅｄｉｕｍ（λ）が等しい波長（特定の波長）である。したがって、位相差が極値をとる波長を計測すれば、その波長における媒質７０の群屈折率が被検物８０の群屈折率に相当する。
【０１０８】
媒質被検光と媒質参照光の位相差φｍｅｄｉｕｍ（λ）と位相差φｍｅｄｉｕｍ（λ）の波長に関する傾きｄφｍｅｄｉｕｍ（λ）／ｄλは、数式１８で表される。
【０１０９】
【数１８】
2015010920.tif 000020
【０１１０】
ただし、Ｌｔａｎｋは容器６０の側面間の距離（媒質被検光の媒質７０内の経路長）であり、既知の量である。λは空気中の波長なので、空気の屈折率は波長に組み込まれている。ここでは、空気の位相屈折率は空気の群屈折率と等しいと仮定している。
【０１１１】
ミラー５３の駆動を用いた位相シフト法により、媒質被検光と媒質参照光の位相差φｍｅｄｉｕｍ（λ）が計測される。数式１８を式変形すると媒質の群屈折率ｎｇｍｅｄｉｕｍ（λ）が求まる。図３の干渉信号から、被検光と参照光の位相差の極値をとる特定の波長λ０を決定し、数式１９より、波長λ０における被検物の群屈折率が算出される。
【０１１２】
【数１９】
2015010920.tif 000021
【０１１３】
媒質７０及び被検物８０の温度が変化すると、特定の波長λ０が変化する。したがって、多数の温度で上記計測を繰り返すと、ある波長範囲における被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）が算出される。本実施例では、被検物の群屈折率ｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）を第１の物理量として使用できる（第１算出ステップＳ２０）。
【０１１４】
次に、第１の物理量（被検物の群屈折率）と基準被検物の位相屈折率を用いて被検物８０の位相屈折率が算出される（第２算出ステップＳ３０）。そして、第２算出ステップで算出された被検物８０の位相屈折率の関数である第２の物理量（群屈折率）が一意に算出される（第３算出ステップＳ４０）。さらに、第２の物理量が、第１の物理量と比較される（Ｓ５０）。
【０１１５】
第１の物理量と第２の物理量の差分が大きい場合には、その差分が小さくなるように基準被検物の位相屈折率が変更される（Ｓ６０）。その差分が小さくなったときの位相屈折率が求める被検物の位相屈折率となる（再算出ステップ）。
【実施例３】
【０１１６】
図６は、本発明の実施例３の屈折率計測装置のブロック図である。波面が２次元センサを用いて計測される。媒質の屈折率を計測するために、屈折率および形状が既知のガラスプリズムが被検光束の光路上に配置されている。実施例１、実施例２と同様の構成については、同一の符号を付して説明する。
【０１１７】
光源１０から射出された光は、分光器９５で分光され、疑似単色光となってピンホール１１０に入射する。ピンホール１１０へ入射させる疑似単色光の波長は、コンピュータ１００で制御される。ピンホール１１０を透過して発散光となった光は、コリメータレンズ１２０で平行光にコリメートされる。コリメート光は、ビームスプリッタ２５で透過光（参照光）と反射光（被検光）に分割される。
【０１１８】
ビームスプリッタ２５を透過した参照光は、容器６０内の媒質７０を透過した後、ミラー３１で反射してビームスプリッタ２６へ至る。ミラー３１は、図６の矢印方向の駆動機構を有し、コンピュータ１００で制御される。
【０１１９】
ビームスプリッタ２５で反射された被検光は、ミラー３０で反射して、媒質７０と被検物８０とガラスプリズム１３０を収納している容器６０に入射する。被検光の一部の光は媒質７０および被検物８０を透過する。被検光の一部の光は媒質７０およびガラスプリズム１３０を透過する。被検光の残りの光は媒質７０のみを透過する。容器６０を透過したそれぞれの光は、ビームスプリッタ２６において参照光と干渉して干渉光を形成し、結像レンズ１２１を介して検出器９２（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ）で検出される。検出器９２で検出された干渉信号は、コンピュータ１００に送られる。
【０１２０】
検出器９２は、被検物８０およびガラスプリズム１３０の位置と共役位置に配置されている。被検物８０と媒質７０の位相屈折率が異なると、被検物８０を透過した光は発散光や収束光になる。その発散光（収束光）が被検物８０以外を透過した光と交差する場合は、被検物８０の後方（検出器９２側）にアパーチャ等を配置して、迷光をカットすればよい。ガラスプリズム１３０を透過した光と参照光の干渉縞が密になりすぎないように、ガラスプリズムは、媒質７０の位相屈折率とほぼ等しい位相屈折率を有するものが好ましい。被検光と参照光の光路長は、被検物８０およびガラスプリズム１３０が被検光路上に配置されていない状態で、等しくなるように調整されている。
【０１２１】
本実施例の被検物８０の位相屈折率算出手順は、次のとおりである。本実施例では、物理量として位相差の波長に関する傾きを用いている。
【０１２２】
まず、基準被検物の位相屈折率が取得される（取得ステップＳ１０）。分光器９５による波長走査と、ミラー３１の駆動機構を用いた位相シフト法により、被検物を透過した被検光と参照光の位相差および媒質７０の屈折率が計測される。
【０１２３】
第１の物理量である位相差の波長に関する傾きｄφ１（λ）／ｄλが算出される（第１算出ステップＳ２０）。第１の物理量と基準被検物の位相屈折率を用いて被検物８０の位相屈折率が算出される（第２算出ステップＳ３０）。第２算出ステップで算出された位相屈折率の関数である第２の物理量ｄφ２（λ）／ｄλが算出され（第３算出ステップＳ４０）、第１の物理量と第２の物理量が比較される（Ｓ５０）。第１の物理量と第２の物理量が小さくなるように基準被検物の群屈折率と位相屈折率の関係が変更され（Ｓ６０）、位相屈折率が再算出される（再算出ステップ）。
【実施例４】
【０１２４】
実施例１〜３にて説明した装置および方法を用いて計測された結果をレンズ等の光学素子の製造方法にフィードバックすることも可能である。
【０１２５】
図７には、モールド成型を利用した光学素子の製造工程の例を示している。
【０１２６】
光学素子は、光学素子の設計工程、金型の設計工程および該金型を用いた光学素子のモールド成型工程を経て製造される。成型された光学素子は、その形状精度が評価され、精度不足である場合は金型を補正して再度モールド成型を行う。形状精度が良好であれば、該光学素子の光学性能が評価される。この光学性能の評価工程に、本発明の屈折率計測方法を組み込むことで、モールド成型される光学素子を精度良く量産することができる。
【０１２７】
なお、光学性能が低い場合は、光学面を補正した光学素子を設計し直す。
【０１２８】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０  光源
６０  容器
７０  媒質
８０  被検物
９０  検出器
１００  コンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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