(57)【要約】【課題】被測定試料の厚さ情報を必要とせず、容易に、且つ正確に群屈折率を測定する手法を提供する。【解決手段】光源に低コヒーレンス光源を用いマイケルソン型等の第１干渉計２及び同型の第２干渉計３を直列に接続して干渉計を構成し、群屈折率を測定したい被測定光学材料１３と、同材質の第１補償板１４とを第１干渉計２に、第２補償板１５を第２干渉計に配置し、光路を切り換えつつ干渉計の鏡を光軸方向に走査し、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を複数測定して、その位置に基づいて群屈折率を計算する。その他の手法として、三角光路干渉計に対して、群屈折率を測定したい被測定光学材料と、同材質の１枚の補償板とを用い、被測定光学材料と１枚の補償板を一体として光軸方向に操作しつつ、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源に低コヒーレンス光源を用い二つの干渉計を直列に接続してなる干渉計に対して、群屈折率を測定したい被測定光学材料と二枚の補償板を用い、光路を切り換えつつ干渉計の鏡を光軸方向に走査し、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算することを特徴とする光学材料の群屈折率精密計測方法。
【請求項２】
入射光をビームスプリッタで２つの光路に分離し、各光路に配置した鏡からの反射光の光軸を一致させて出射する第１干渉計と、同様の構成をなす第２干渉計とを直列に接続し、低コヒーレンス光を第１干渉計に入射し、第２干渉計から出射する光を光検出器で受光する干渉計を用い、
前記第１干渉計と第２干渉計の光路差をゼロにし、
第１干渉計におけるビームスプリッタで分離した２つの光路に試料と該試料と同一材質の補償板を別個に配置すると共に、前記２つの光路の光路差がゼロになるように、前記補償板を配置した光路の鏡を移動して移動量ｄ１を計測し、
前記第１干渉計の被測定試料を配置した光路を閉じ、該干渉計の補償板を配置した光路の鏡を閉じ、第２干渉計におけるビームスプリッタで分離した光路の１つに補償板を配置し、第１干渉計中の補償板の表面で反射し第２干渉計の補償板を配置した光路を通った光と、第１干渉計中の補償板の裏面で反射し第２干渉計の補償板を配置しない光路を通った光との光路差がゼロとなるように第２干渉計の補償板を配置した光路の鏡を移動して移動量ｄ２を計測し、
第１干渉計の補償板を配置した光路を閉じ、試料を配置した光路の鏡を閉じた状態で、被測定試料の表面で反射し第２干渉計の補償板を配置した光路の鏡を、被測定試料の表面で反射し第２干渉計の補償板を配置した光路を通った光と、被測定試料の裏面で反射し第２干渉計の補償板を配置しない光路を通った光との光路差がゼロとなるように第２干渉計の補償板を配置した鏡を移動して移動量ｄ３を計測し、
群屈折率ｎｇ＝（ｄ２−ｄ３）／（ｄ２−ｄ３＋ｄ１）
の式により群屈折率を求めることを特徴とする光学材料の群屈折率精密計測方法。
【請求項３】
光源に低コヒーレンス光源を用いた三角光路干渉計に対して、群屈折率を測定したい被測定光学材料と１枚の補償板を用い、被測定光学材料と１枚の補償板を一体として光軸方向に走査しつつ、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算することを特徴とする光学材料の群屈折率精密計測方法。
【請求項４】
ビームスプリッタと第１鏡と第２鏡により三角光路干渉計を構成し、入射した低コヒーレンス光を前記ビームスプリッタで２分し、互いに逆向きに前記両鏡で反射する光を同一軸線でビームスプリッタから光検出器に導き、
前記第１鏡と第２鏡間の光路に、被測定試料と、該被測定試料と同一材質からなる補償板とを平行に、且つ一体的に光軸方向に移動可能に配置し、
被測定試料の表面で反射する光の光路と補償板の裏面で反射する光の光路とが一致するときの被測定試料の中心位置ｄ１を計測し、
被測定試料を表面側から通過しその裏面で反射する光の光路と、補償板の裏面から通過しその表面で反射する光の光路とが一致するときの被測定試料の中心位置ｄ２を計測し、
被測定試料を通過せず補償板の表面で反射した光の光路と、補償板を通過せず被測定試料の裏面で反射した光の光路とが一致するときの被測定試料の中心位置ｄ３を計測し、
群屈折率ｎｇ＝（ｄ１−ｄ２）／（ｄ１−ｄ３）
の式により群屈折率を求めることを特徴とする光学材料の群屈折率精密計測方法。
【請求項５】
低コヒーレンス光源を用いた二つの干渉計を直列に接続してなる干渉計と、
前記二つの干渉計を直列に接続してなる干渉計に組み込んだ群屈折率を測定したい被測定光学材料、及び二枚の補償板とからなり、
光路を切り換えつつ干渉計の鏡を光軸方向に走査し、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算することを特徴とする光学材料の群屈折率精密計測装置。
【請求項６】
低コヒーレンス光源を用いた三角光路干渉計と、
前記三角光路干渉計に組み込んだ群屈折率を測定したい被測定光学材料、及び１枚の補償板とからなり、
被測定光学材料と１枚の補償板を一体として光軸方向に走査しつつ、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算することを特徴とする光学材料の群屈折率精密計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学材料開発における屈折率評価装置や分散評価装置に用い、また、光学部品、光学装置の維持管理における屈折率測定装置、分散評価装置に用いられ、光学材料の厚さ情報無しで群屈折率を精密計測することができる光学材料の群屈折率精密計測方法及びその方法を実施する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より光学材料の屈折率を計測する手法は種々のものが提案されており、例えばＭ．Ｄ．  Ｈｏｐｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  ”Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｇｒｏｕｐ  ａｎｄ  ｐｈａｓｅ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ，”  Ａｐｐｌ．  Ｏｐｔ．  ３０，  ７３５（１９９１）に示されているような、低コヒーレンス干渉計に試料を挿入し、干渉縞が発生する位置のずれから光学的厚さ（試料の厚さ×屈折率）を求め、試料の厚さを別の方法で求めて屈折率を計算する手法（第１の手法）が存在する。
【０００３】
また、Ｄ．Ｆ．  Ｍｕｒｐｈｙ  ｅｔ  ａｌ．，  ”Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ａｎｄ  ｇｒｏｕｐ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ  ｂｙ  ｌｏｗ−ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ，”  Ａｐｐｌ．  Ｏｐｔ．  ３９，  ４６０７（２０００）に示されているような、低コヒーレンス干渉計に試料を挿入し、試料後方に基準平面を導入し、厚さと屈折率の同時測定を行い、その際に干渉縞をフーリエ解析して屈折率の波長依存性も求める手法（第２の手法）も提案されている。
【０００４】
更に、板谷他、”低コヒーレンス光干渉による屈折率と厚さの２次元プロファイル同時測定、基準面を用いた測定法と測定例、”第２９回光波センシング技術研究会論文集，  １１９、（２００２．６）に示されているように、低コヒーレンス干渉計に試料を挿入し、試料後方に基準平面を導入し、厚さと屈折率の同時測定を行う手法（第３の手法）も提案されている。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｍ．Ｄ．  Ｈｏｐｌｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  ”Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｇｒｏｕｐ  ａｎｄ  ｐｈａｓｅ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ，”  Ａｐｐｌ．  Ｏｐｔ．  ３０，  ７３５（１９９１）
【非特許文献２】
Ｄ．Ｆ．  Ｍｕｒｐｈｙ  ｅｔ  ａｌ．，  ”Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ａｎｄ  ｇｒｏｕｐ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ  ｂｙ  ｌｏｗ−ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ，”  Ａｐｐｌ．  Ｏｐｔ．  ３９，  ４６０７（２０００）
【非特許文献３】
板谷他、”低コヒーレンス光干渉による屈折率と厚さの２次元プロファイル同時測定、基準面を用いた測定法と測定例、”第２９回光波センシング技術研究会論文集，  １１９、（２００２．６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光学材料の屈折率は位相屈折率と群屈折率があり、二つを結びつける関係式がある。広く用いられている屈折率測定法は、位相屈折率を測定するもので、被測定試料をプリズム形状に加工して屈折角を測定する。これは試料を加工する必要があるため、非破壊性が求められる場合にはこの手法を用いることはできない。
【０００７】
また、最近はブロードバンド光通信や超短パルスレーザーの応用、光医療計測など、群屈折率が求められる場合も多い。非破壊で精密に群屈折率を測定するために低コヒーレンス干渉計を利用する方法がある。ここで測定されるのは光学的厚さ（試料の厚さ×群屈折率）であり、前記第１の手法のように試料の厚さを既知として群屈折率を求める方法が多い。しかし、試料の厚さを精密に計測し、正しく光学系に配置することは困難である。また、試料が厚くなると、波長毎に群屈折率が異なるため、光学的厚さが波長によって異なる。そのため、干渉縞が拡がり、また非対称になる等により、発生位置を精密に決定することができない。
【０００８】
また、前記第２の手法及び第３の手法は、試料の厚さと光学的厚さを同時に測定するため、群屈折率を求めることができる。しかし、第３の手法は試料が厚くなると干渉縞が歪み、発生位置の決定が不正確になる点は前記第１の手法と同じである。また、前記第２の手法は干渉縞をフーリエ解析することにより波長毎の発生位置を求めるため、干渉縞の歪みの影響は無視できるが、原理的に測定中に試料の出し入れが必要となるため、試料の位置や傾きの調整等の高い再現性が要求されるという問題を生じる。
【０００９】
したがって本発明は、厚い試料でも精密に群屈折率を測定することができ、測定中に試料の出し入れを行わずに、且つ試料の厚さ情報を知ること無しに群屈折率を測定することができる光学材料の群屈折率精密計測方法、及びその方法を実施するための装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学材料の群屈折率精密計測方法は上記課題を解決するため、光源に低コヒーレンス光源を用い二つの干渉計を直列に接続してなる干渉計に対して、群屈折率を測定したい被測定光学材料と二枚の補償板を用い、光路を切り換えつつ干渉計の鏡を光軸方向に走査し、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算するようにしたものである。
【００１１】
また、より具体的には、入射光をビームスプリッタで２つの光路に分離し、各光路に配置した鏡からの反射光の光軸を一致させて出射する第１干渉計と、同様の構成をなす第２干渉計とを直列に接続し、低コヒーレンス光を第１干渉計に入射し、第２干渉計から出射する光を光検出器で受光する干渉計を用い、前記第１干渉計と第２干渉計の光路差をゼロにし、第１干渉計におけるビームスプリッタで分離した２つの光路に試料と該試料と同一材質の補償板を別個に配置すると共に、前記２つの光路の光路差がゼロになるように、前記補償板を配置した光路の鏡を移動して移動量ｄ１を計測し、前記第１干渉計の被測定試料を配置した光路を閉じ、該干渉計の補償板を配置した光路の鏡を閉じ、第２干渉計におけるビームスプリッタで分離した光路の１つに補償板を配置し、第１干渉計中の補償板の表面で反射し第２干渉計の補償板を配置した光路を通った光と、第１干渉計中の補償板の裏面で反射し第２干渉計の補償板を配置しない光路を通った光との光路差がゼロとなるように第２干渉計の補償板を配置した光路の鏡を移動して移動量ｄ２を計測し、第１干渉計の補償板を配置した光路を閉じ、試料を配置した光路の鏡を閉じた状態で、被測定試料の表面で反射し第２干渉計の補償板を配置した光路を通った光と、被測定試料の裏面で反射し第２干渉計の補償板を配置しない光路を通った光との光路差がゼロとなるように第２干渉計の補償板を配置した光路の鏡を移動して移動量ｄ３を計測し、群屈折率ｎｇ＝（ｄ２−ｄ３）／（ｄ２−ｄ３＋ｄ１）の式により群屈折率を求めるようにしたものである。
【００１２】
また、本発明に係る他の光学材料の群屈折率精密計測方法は、光源に低コヒーレンス光源を用いた三角光路干渉計に対して、群屈折率を測定したい被測定光学材料と１枚の補償板を用い、被測定光学材料と１枚の補償板を一体として光軸方向に走査しつつ、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算するようにしたものである。
【００１３】
また、より具体的には、ビームスプリッタと第１鏡と第２鏡により三角光路干渉計を構成し、入射した低コヒーレンス光を前記ビームスプリッタで２分し、互いに逆向きに前記両鏡で反射する光を同一軸線でビームスプリッタから光検出器に導き、前記第１鏡と第２鏡間の光路に、被測定試料と、該被測定試料と同一材質からなる補償板とを平行に、且つ一体的に光軸方向に移動可能に配置し、被測定試料の表面で反射する光の光路と補償板の裏面で反射する光の光路とが一致するときの被測定試料の中心位置ｄ１を計測し、被測定試料を表面側から通過しその裏面で反射する光の光路と、補償板の裏面から通過しその表面で反射する光の光路とが一致するときの被測定試料の中心位置ｄ２を計測し、被測定試料を通過せず補償板の表面で反射した光の光路と、補償板を通過せず被測定試料の裏面で反射した光の光路とが一致するときの被測定試料の中心位置ｄ３を計測し、群屈折率ｎｇ＝（ｄ１−ｄ２）／（ｄ１−ｄ３）の式により群屈折率を求めるようにしたものである。
【００１４】
また、本発明に係る光学材料の群屈折率精密計測装置は、低コヒーレンス光源を用いた二つの干渉計を直列に接続してなる干渉計と、前記二つの干渉計を直列に接続してなる干渉計に組み込んだ群屈折率を測定したい被測定光学材料、及び二枚の補償板とからなり、光路を切り換えつつ干渉計の鏡を光軸方向に走査し、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明に係る他の光学材料の群屈折率精密計測装置は、低コヒーレンス光源を用いた三角光路干渉計と、前記三角光路干渉計に組み込んだ群屈折率を測定したい被測定光学材料、及び１枚の補償板とからなり、被測定光学材料と１枚の補償板を一体として光軸方向に走査しつつ、低コヒーレンス干渉縞の発生する位置を測定して、群屈折率を計算するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜図４には本発明の第１実施例の原理図を示している。図１に示すように二つの干渉計を直列に接続する。つまり、第１干渉計２の出射光が第２干渉計３の入射光となるようにする。低コヒーレンス光１は干渉計の光路差がゼロ付近のとき光検出器４上で干渉し、干渉信号が観測される。最初に、二つの干渉計の光路差をそれぞれゼロにする。即ち、光路５と６、光路７と８とが同じ長さになるように鏡９と１０、  鏡１１と１２の位置を調整する。
【００１７】
次に、図２に示すように被測定試料１３と、試料と同じ材質の補償板１４を第１干渉計２に挿入し、補償板１５は第２干渉計３に挿入する。被測定試料１３と二枚の補償板１４、１５の群屈折率をｎｇ、幾何学的厚さをそれぞれ、Ｌｓ、ＬＣ１、ＬＣ２とする。図２に示すように第１干渉計２の光路５１と光路６１との光路差がゼロになるように鏡１０の位置を調節し、このときの鏡１０の移動量をｄ１とすると、
ｄ１＝（ｎｇ−１）（ＬＣ１−ＬＳ）                        （１）
である。このとき、余分な光が光検出器４に到達しないよう、補償板１５を入れた光路をシャッター１６で閉じておく。
【００１８】
次に，図３に示すように光路を制御する。即ち、第１干渉計２の、被測定試料１３を入れた光路はシャッター１７で閉じる。補償板１４の表面で反射する光路６２と裏面で反射する光路６３の間の光路差は２ｎｇＬＣ１である。このとき、補償板１４を透過して鏡１０で反射する光は不要なのでこれを除去するため、シャッター１８を閉じる。第２干渉計３では、鏡１１が最初の位置からｄ２移動したとすると、光路８と光路７１との光路差は２｛（ｎｇ−１）ＬＣ２−ｄ２｝である。これら二つの光路差が一致するとき、光路６２を通って光路７１を通った光と、光路６３を通って光路８を通った光の光路差がゼロとなり、光検出器４上で干渉信号を生じる。このとき、
ｄ２＝（ｎｇ−１）ＬＣ２−ｎｇＬＣ１                      （２）
である。
【００１９】
最後に図４のように第１干渉計の光路を切り換える。即ち、補償板１４の入った光路をシャッター２０で閉じる。そして被測定試料１３の表面で反射する光路５２を通って第２干渉計の光路７１を通った光と、被測定試料１３の裏面で反射する光路５３を通って第２干渉計の光路８を通った光の光路差がゼロとなり、干渉縞が生じるように鏡１１の位置を調節する。干渉縞が生じるときの鏡１１の移動量をｄ３とすると、
ｄ３＝（ｎｇ−１）ＬＣ２−ｎｇＬＳ                      （３）
である。このとき、被測定試料１３を透過し、鏡９で反射する光を除去するためシャッター１９を閉じる。
式（２）から式（３）を引くと、
ｄ２−ｄ３＝ｎｇ（ＬＳ−ＬＣ１）                        （４）
となり、式（４）に式（１）を足すと、
ｄ２−ｄ３＋ｄ１＝ＬＳ−ＬＣ１                                    （５）
となる。式（４）を式（５）で割ると、
（ｄ２−ｄ３）／（ｄ２−ｄ３＋ｄ１）＝ｎｇ                （６）
となり、群屈折率ｎｇが求められる。
なお、上記のように群屈折率ｎｇはｄ１、ｄ２、ｄ３を求めることにより得られるので、これらの計測順は任意に行うことができる。
【００２０】
ここで、式（６）のｎｇの計算に必要なのは、鏡の移動量ｄ１、ｄ２、ｄ３だけであり、試料等の幾何学的厚さの値は不要である。また、式（１）〜（３）では、群屈折率ｎｇの係数が、幾何学的厚さの差であるので、これを小さくすれば、試料の厚さそのものは厚くても干渉縞は歪まない。幾何学的厚さの差の値も計算には不要である。
【００２１】
さらに、第１干渉計中の試料１３と補償板１４の群屈折率が同じであれば、第２干渉計中の補償板１５の群屈折率は少々違っていても計算値に影響はないという利点もある。以下でこれを証明する。
【００２２】
第１干渉計中の被測定試料１３と補償板１４の群屈折率をｎｇ１、第２干渉計中の補償板１５の群屈折率をｎｇ２とすると、式（１）〜（３）は、
ｄ１＝（ｎｇ１−１）（ＬＣ１−ＬＳ）                          （７）
ｄ２＝（ｎｇ２−１）ＬＣ２−ｎｇ１ＬＣ１                      （８）
ｄ３＝（ｎｇ２−１）ＬＣ２−ｎｇ１Ｌｓ                      （９）
となり、式（８）から式（９）を引くと、
ｄ２−ｄ３＝ｎｇ１（ＬＳ−ＬＣ１）                          （１０）
となり、式（１０）に式（７）を足すと、
ｄ２−ｄ３＋ｄ１＝ＬＳ−ＬＣ１                            （１１）
となる。式（１０）を式（１１）で割ると、
（ｄ２−ｄ３）／（ｄ２−ｄ３＋ｄ１）＝ｎｇ１                （１２）
となり、被測定試料の群屈折率ｎｇ１が求められる。群屈折率の値は、履歴や温度によってわずかに異なる可能性もあるが、本手法では、第１干渉計中の被測定試料と補償板の群屈折率が同じであれば良い。
【００２３】
次に、図５および図６は本発明の第２実施例の原理図である。被測定試料１０４も補償板１０５も配置されていないとき、三角光路干渉計を一周する光路長をＤとする。また、ビームスプリッター１０３から右回り、左回りの光路が等しくなる場所を干渉計の原点とする。図５のように三角光路干渉計中に被測定試料１０４と補償板１０５を配置する。光路を詳しく示したものが図６である。被測定試料１０４の幾何学的厚さをＬＳ、補償板１０５の幾何学的厚さをＬＣ、被測定試料と補償板の群屈折率をｎｇとする。また、被測定試料と補償板は平行に配置されているとし、それらの間の距離をΔとする。被測定試料の中心位置が三角光路干渉計の原点から光軸に沿ってｄだけ移動したときの、光路１０６から１１１の光路長は、
光路１０６：Ｄ−ＬＳ＋２ｄ                              （１３）
光路１０７：Ｄ−ＬＳ＋２ｎｇＬｓ＋２ｄ                    （１４）
光路１０８：Ｄ＋ＬＳ＋２Δ＋２ｄ                          （１５）
光路１０９：Ｄ−ＬＳ−２ｄ                                （１６）
光路１１０：Ｄ−ＬＳ−２Δ−２ＬＣ＋２ｎｇＬＣ−２ｄ    （１７）
光路１１１：Ｄ−ＬＳ−２Δ−２ＬＣ−２ｄ                  （１８）
となる。光路１０６を通った光と光路１１１を通った光が干渉するときの、被測定試料の中心位置をｄ１とすると、式（１３）と式（１８）が等しくなるときなので、
ｄ１＝（−Δ−ＬＣ）／２                                （１９）
となる。光路１０７を通った光と光路１１０を通った光が干渉するときの、被測定試料の中心位置をｄ２とすると、式（１４）と式（１７）が等しくなるときなので、
ｄ２＝｛−Δ−ＬＣ−ｎｇ（ＬＳ−ＬＣ）｝／２                  （２０）
となる。光路１０８を通った光と光路１０９を通った光が干渉するときの、被測定試料の中心位置をｄ３とすると、式（１５）と式（１６）が等しくなるときなので、
ｄ３＝（−Δ−ＬＳ）／２                                （２１）
となる。式（１９）から式（２０）を引くと、
ｄ１−ｄ２＝ｎｇ（ＬＳ−ＬＣ）／２                      （２２）
となる。式（１９）から式（２１）を引くと、
ｄ１−ｄ３＝（ＬＳ−ＬＣ）／２                          （２３）
となる。式（２２）を式（２３）で割ると、
（ｄ１−ｄ２）／（ｄ１−ｄ３）＝ｎｇ                    （２４）
となり、群屈折率ｎｇが求められる。
【００２４】
ここで、式（２４）のｎｇの計算に必要なのは、被測定試料と補償板の移動量ｄ１、ｄ２、ｄ３だけであり、試料等の幾何学的厚さの値は不要である。また、式（２２）の群屈折率ｎｇの係数は、厚さの差なのでこれを小さくすれば、試料の厚さそのものは厚くても干渉縞は歪まない。幾何学的厚さの差の値も計算には不要である。
【００２５】
上記のような本発明による群屈折率計測手法について、前記のように数式によって解析的に証明することができるものであるが、計算機シミュレーションによっても原理確認を行った。光源は中心波長６８０ｎｍ、スペクトル幅１０ｎｍとした。材料はＢＫ７とし、メーカーのカタログ記載の位相屈折率の波長依存性の近似式を用いた。位相屈折率の値から群屈折率の定義式を用いて群屈折率を計算した。
【００２６】
上記手法で、試料厚さが１ｍｍ、補償板厚さが０．９ｍｍ、０．８ｍｍから、試料厚さが１１ｍｍ、補償板厚さが６、１ｍｍの組み合わせまで数通りの組み合わせを計算したが、いずれも元の屈折率の近似式の精度の範囲内で理論値と一致し、本発明による手法が正しいものであることがわかった。
【００２７】
【発明の効果】
従来の群屈折率測定手法においては試料の厚さを事前に知る必要があるが、本発明の手法では必要とせず、容易に、且つ正確に群屈折率を測定することができる。また、従来より提案されている、厚さと屈折率を同時に測定する技術は、厚さを事前に知る必要はないものの、試料が厚くなると干渉縞が歪むため測定が不正確になるのに対して、本発明においてはこのようなことが無くなる。
【００２８】
更に、厚さの限界は光源のスペクトル幅に依存するが、従来の技術では１０ｍｍ厚の試料が精密に測定できる方法がほとんど存在しない。本発明による手法は補償板を用いることによって、それらの厚さの差が影響するのみであるため、試料の厚さそのものはどれだけ厚くても良い。且つ、厚さの差の値も知る必要もない。また、フーリエ解析によって波長毎に群屈折率を求める従来技術においては、試料の出し入れが必要で位置や傾きの再現性が必要であるが、本発明の手法によれば一度全体の機器を設定すると、後はシャッターによる光路の開閉のみで計測できるので、試料の出し入れは必要なく、再現性向上や短時間測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施例の干渉計において、第１の状態を示す光路図である。
【図２】同実施例の干渉計において、第２の状態を示す光路図である。
【図３】同実施例の干渉計において、第３の状態を示す光路図である。
【図４】同実施例の干渉計において、第４の状態を示す光路図である。
【図５】本発明による第２実施例の干渉計の光路図である。
【図６】同実施例の干渉計において、被測定試料と補償板部分の詳細な光路図である。
【符号の説明】
１  低コヒーレンス光
２  第１干渉計
３  第２干渉計
４  光検出器
５  光路
６  光路
７  光路
８  光路
９  鏡
１０  鏡
１１  鏡
１２  鏡
１３  被測定試料
１４  補償板
１５  補償板
１６  シャッター
１７  シャッター
１８  シャッター
１９  シャッター
２０  シャッター
５１  光路
５２  光路
５３  光路
６１  光路
６２  光路
６３  光路
７１  光路
１０１  低コヒーレンス光
１０２  光検出器
１０３  ビームスプリッター
１０４  被測定試料
１０５  補償板
１０６  光路
１０７  光路
１０８  光路
１０９  光路
１１０  光路
１１１  光路
【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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