(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、低可干渉性光源を使用した干渉計であって、小型化、低価格化が可能な干渉計を提供することにある。【解決手段】  低可干渉性光源１２と、光源からの光の一部分を参照光とするための参照手段１６と、を備え、光源からの光を測定対象物２８の被検面に照射し、被検面からの測定光と参照光を干渉させて、被検面の形状情報を得る干渉計において、直交する２つの直線偏光成分に対して光路長差を与えるための偏波面保存光ファイバ１４と、参照光及び測定光からなる計測光束から共通偏光成分を抽出するための偏光成分抽出手段１８と、参照光と測定光との干渉によって生じる干渉縞を撮像するための撮像手段２０と、を備え、直交する２つの直線偏光成分の内、一方を参照光、他方を測定光として利用し、光源からの光または計測光束を偏波面保存光ファイバに通すことで、参照光と測定光の間の光路長差を相殺し、干渉縞を撮像することを特徴とする干渉計。【選択図】      図２
2005233772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源からの光の一部分を参照光とするための参照手段と、を備え、光源からの光を測定対象物の被検面に照射し、被検面からの測定光と前記参照光を干渉させて、前記被検面の形状情報を得る干渉計において、
直交する２つの直線偏光成分間に光路長差を与えるための偏波面保存光ファイバと、
前記参照手段からの参照光及び前記被検面からの測定光からなる計測光束から、特定の偏光成分を抽出するための偏光成分抽出手段と、
参照光と測定光との干渉によって生じる干渉縞を撮像するための撮像手段と、
を備え、
前記光源は、出射される光束の可干渉距離が、前記参照手段を経る参照光の光路長と被検面を経る測定光の光路長との光路長差よりも小さい低可干渉性光源であり、
前記偏波面保存光ファイバによって、直交する２つの直線偏光成分間に与えられる光路長差と、前記参照手段からの参照光と被検面からの測定光との間の光路長差との差分が、前記光源からの光の可干渉距離よりも小さくなるようにとられ、
前記直交する２つの直線偏光成分の内、一方を参照光、他方を測定光として利用し、前記計測光束または光源からの光を、前記偏波保存光ファイバに通すことで、前記参照光と測定光との間の光路長差を相殺し、
前記偏光成分抽出手段によって、偏光面が互いに直交する前記参照光及び前記測定光から、共通の偏光成分を抽出して干渉させ、前記撮像手段により参照光と測定光との干渉縞を撮像することを特徴とする干渉計。
【請求項２】
請求項１に記載の干渉計において、
前記参照手段と前記測定対象物の被検面が同一の光軸上に配置されるフィゾー型のものであることを特徴とする干渉計。
【請求項３】
請求項１〜２に記載の干渉計において、
前記偏光成分抽出手段として、偏光板および／または偏光ビームスプリッタを用いることを特徴とする干渉計。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の干渉計において、
参照光と被検面からの測定光に相対的な位相差を付与する位相シフト手段を備え、前記撮像手段により異なる位相差を持つ複数の干渉縞を撮像し、該複数の干渉縞から位相シフト法により被検面の形状を算出することを特徴とする干渉計。
【請求項５】
請求項４に記載の干渉計において、
前記参照光と測定光とによりなる計測光束を複数の光束に分割するための光分割手段を備え、該複数の干渉縞を同時に撮像するために、前記撮像手段を複数設け、位相シフト法により被検面の形状を算出することを特徴とする干渉計。
【請求項６】
請求項５に記載の干渉計において、
前記位相シフト手段は、前記光分割手段の前段に設置された１／４波長板を含み、
前記１／４波長板によって、参照光と測定光とをそれぞれ異なる向きの円偏光にし、前記光分割手段によって分割された複数の光束のそれぞれに対し、前記偏光抽出手段によって異なる方向の偏光成分を抽出することで、異なる位相シフトの干渉縞を得ることを特徴とする干渉計。
【請求項７】
請求項５に記載の干渉計において、
前記位相シフト手段として、分割された光束の光路上に複屈折性の媒質を設置することで、参照光と測定光とに相対的な位相差を付与することを特徴とする干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の被検面の形状測定を行うための干渉計、特に低可干渉性光源を使用した干渉計の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面度を測定する干渉計には、一般に、Ｈｅ−Ｎｅレーザーを代表とする可干渉性の高い光源が使用される。ところが、平行なガラス基板を測定する場合、測定したい表面からの反射光と、不要な裏面からの反射光が互いに干渉し、干渉ノイズとなる。一方で、可干渉性の低い光源を使用すれば、裏面からの反射による干渉ノイズは防ぐことができる（例えば、特許文献２参照）。しかし、可干渉性の低い光源を使用する場合、被検面からの反射光と参照面からの反射光とを干渉させるために、それぞれの反射光が経てくる光路長をほぼ同じ長さにする必要がある。
【０００３】
フィゾー型干渉計は、参照面と被検面からの反射光束が共通光路であるため、誤差が比較的小さく、平面度測定用干渉計に多く用いられる。また、同じ観測領域を有する他の型の干渉計と比較すると、光学配置の都合上他の型のものと比べ小さく作成できるという利点がある。図８は従来のフィゾー型干渉計の概略構成図である。同図の干渉計は、光源８１２と、半透明ミラー等で構成される参照手段８１６と、干渉縞を撮像するためのＣＣＤカメラ８２０とを備え、測定対象物８１８の被検面と参照手段８１６の参照面が同軸上に配置される。
【０００４】
光源８１２から出射された光束は、レンズ８２２及びピンホール８５０を通り、ビームスプリッタ８２４へと至る。ビームスプリッタ８２４を透過した光は、コリメートレンズ８２６によって平行光とされ参照手段８１６及び測定対象物８１８の方へと向かう。参照面へ向かった光の一部は反射されて参照光となり、参照面を透過した光は被検面に照射され、その反射光が測定光となる。参照光と測定光は再びコリメータレンズ８２６を通り、ビームスプリッタ８２４で反射され、ＣＣＤカメラ８２０へ向かう。そして、参照光と測定光との干渉による干渉縞がＣＣＤカメラによって撮像される。干渉縞は被検面の形状の情報を持っており、干渉縞の解析を行うことで被検面の形状を調べることができる。
【０００５】
上述したように、被測定物体が光透過率の高い素材であった場合、測定対象である表面からの反射光のみならず、裏面からの反射光も存在し、裏面からの反射光との干渉による干渉縞も撮像されてしまう。つまり、測定光及び参照光以外の光、例えば、装置の他の光学部材からの不必要な反射光や、測定対象でない面からの反射光等の不要な光による干渉ノイズを低減するため、低可干渉性の光源が使用される。低可干渉性の光源を用いれば、不要な光どうしの間の光路長差、不要な光と参照光との間の光路差長、不要な光と測定光との間の光路長差に対し、光源からの光の可干渉距離（コヒーレント長）を小さくすることができ、干渉ノイズは生じない。しかしながら、図８に示したようなフィゾー型干渉計では、参照面と被検面とが同軸光路上にあるため、参照面と被検面の間の距離の分だけ参照光と測定光との間に光路長差が生じ、低可干渉性光源を用いた場合、必要な干渉縞が得られない。つまり、参照面と被検面を同一光軸上に向かい合わせで配置しているため、被検面からの反射光の光路長と、参照面からの反射光の光路長とを等しくすることはこのままでは物理的に不可能である。
【０００６】
ここで、先行文献に目を向けると、低可干渉性の光源を用いたフィゾー型干渉計を構成した例が特許文献１に見られる。特許文献１に示されるような方式では、光源をビームスプリッタにより２つに分け、直進する光束と迂回する光束に分けて再び重ねあわせる。図９は特許文献１に示されたフィゾー型干渉計の概略構成図である。図８と同一の部材には符号を付け説明を省略する。
図９では光源８１２として低可干渉性光源を用い、該光源の後段に迂回光路用ビームスプリッタ８５２を設けている。迂回光路用ビームスプリッタ８５２は幾つかのビームスプリッタを組み合わせて構成され、迂回光路用ビームスプリッタ８５２に入射した光は一部は直線上の光路上を直進し、一部が反射されて迂回した光路（図で点線で示した光路）を通る。
【０００７】
ここで、迂回した光路を通る光と直線上の光路を通る光との光路長差と、参照手段８１６の参照面と測定対象物８２８の被検面との間の光路長との差を、使用する光の可干渉距離以下にしておく。そして、通常のフィゾー型干渉計と同様に、同軸上に配置した参照面と被検面を照射し、それぞれの面からの反射光による干渉縞を計測する。このとき、ビームスプリッタを透過して直進し、被検面にて反射される光束と、ビームスプリッタにて迂回し参照面で反射する光とが重なりあうとき、両光束の光路長差が可干渉距離よりも短ければ、干渉縞が発生する。その他の光束同士においては、それらの間の光路長差が可干渉距離よりも長くなるように設置することで、ガラス基板の裏面からの反射光による干渉は生じない。つまり、計測に影響を及ぼさないバイアス成分となる。このような手法により、裏面からの不要な反射光による干渉ノイズを防いでいる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４８７２７５５号明細書
【特許文献２】特開２００１−９１２２３号公報
【特許文献３】特開平１１−３３７３２１号公報
【特許文献４】特開平２−２８７１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の装置において、光束を分割し一方を迂回させて遅延させるために用いるビームスプリッタ８５２は、本来フィゾー型干渉計では不要なものである。つまり、他には機能をなさない複数要素の光学部品を追加することで、低可干渉性光源を使用したフィゾー型干渉計を実現している。これにより、コストが高くなると同時に、迂回光路となる幾何学的空間が必要であるため、本来のフィゾー型干渉計と比べると、大きなサイズにならざるを得ないという欠点がある。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、低可干渉性光源を使用した干渉計であって、小型化、低価格化が可能な干渉計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の干渉計は、光源と、光源からの光の一部分を参照光とするための参照手段と、を備え、光源からの光を測定対象物の被検面に照射し、被検面からの測定光と前記参照光を干渉させて、前記被検面の形状情報を得る干渉計において、直交する２つの直線偏光成分間に光路長差を与えるための偏波面保存光ファイバと、前記参照手段からの参照光及び前記被検面からの測定光からなる計測光束から、特定の偏光成分を抽出するための偏光成分抽出手段と、参照光と測定光との干渉によって生じる干渉縞を撮像するための撮像手段と、を備える。
【００１１】
そして、前記光源は、出射される光束の可干渉距離が、前記参照手段を経る参照光の光路長と被検面を経る測定光の光路長との光路長差よりも小さい低可干渉性光源であり、前記偏波面保存光ファイバによって、直交する２つの直線偏光成分間に与えられる光路長差と、前記参照手段からの参照光と被検面からの測定光との間の光路長差との差分が、前記光源からの光の可干渉距離よりも小さくなるようにとられ、前記直交する２つの直線偏光成分の内、一方を参照光、他方を測定光として利用し、前記計測光束または光源からの光を、前記偏波保存光ファイバに通すことで、前記参照光と測定光との間の光路長差を相殺し、前記偏光成分抽出手段によって、偏光面が互いに直交する前記参照光及び前記測定光から、共通の偏光成分を抽出して干渉させ、前記撮像手段により参照光と測定光との干渉縞を撮像することを特徴とする。
【００１２】
上記の干渉計において、前記参照手段と前記測定対象物の被検面が同一の光軸上に配置されるフィゾー型のものであることが好適である。
上記の干渉計において、前記偏光成分抽出手段として、偏光板および／または偏光ビームスプリッタを用いることが好適である。
上記の干渉計において、参照光と被検面からの測定光に相対的な位相差を付与する位相シフト手段を備え、前記撮像手段により異なる位相差を持つ複数の干渉縞を撮像し、該複数の干渉縞から位相シフト法により被検面の形状を算出することが好適である。
上記の干渉計において、前記参照光と測定光とによりなる計測光束を複数の光束に分割するための光分割手段を備え、該複数の干渉縞を同時に撮像するために、前記撮像手段を複数設け、位相シフト法により被検面の形状を算出することが好適である。
【００１３】
上記の干渉計において、前記位相シフト手段は、前記光分割手段の前段に設置された１／４波長板を含み、前記１／４波長板によって、参照光と測定光とをそれぞれ異なる向きの円偏光にし、前記光分割手段によって分割された複数の光束のそれぞれに対し、前記偏光抽出手段によって異なる方向の偏光成分を抽出することで、異なる位相シフトの干渉縞を得ることが好適である。
上記の干渉計において、前記位相シフト手段として、分割された光束の光路上に複屈折性の媒質を設置することで、参照光と測定光とに相対的な位相差を付与することが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の干渉計によれば、互いに垂直な方向に偏光した二つの直線偏光に対して位相差を与えるための偏波面保存光ファイバを備え、該二つの直交する直線偏光成分のうち、一方を参照光、他方を測定光として利用し、計測光束または光源からの光を偏波面保存光ファイバに通すことによって、参照手段と被検面との光路長差を相殺しているため、光束を迂回させるための光学系を設けることなく、簡素な構成の干渉計を構築することが可能となる。
また、低可干渉性光源を用いているため、干渉ノイズの少ない測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
シングルモードの光ファイバには、直交する２つの偏波面のモードが存在するのが一般的である。さらに、偏波面保存光ファイバの場合には、図１に示すように、光の進行する軸に垂直な面において、一般に進相軸と遅相軸と呼ばれる軸が存在し、各々の軸と光軸の作る面内で偏波する光は、各偏波モード間の結合が生じ難く、互いに偏波面が保存される。遅相軸に方向に偏波した光は、進相軸方向に偏波した光に対して位相が遅れる。その位相遅れ量は、光ファイバの長さ１ｍに対し、光路長差に換算すると１ｍｍ程度に相当するのが一般的である。例えば、１０ｍの光ファイバを用いれば、ファイバ出射時に偏光面が互いに直交する２つの光束の間の光路長差は１０ｍｍ程度相当になる。
【００１６】
本発明は、偏波面保存光ファイバの上記のような性質を利用して、低可干渉性光源を用いた干渉計を構成したものである。すなわち、偏波面保存光ファイバによって付与される互いに直交する２つの光束の間の光路長差によって、参照面と被検面との光路長差を相殺するというものである。光ファイバは、測定装置自身を光源と分離して小型化したり、熱源である光源を分離して測定装置の性能を向上させるなどの理由で多用される。これらの目的に加えて、本発明のように偏波保存光ファイバの性質を積極的に利用すれば、従来必要であった光束を迂回させるための特別な光学系を必要とすることなく、簡単な構成で低可干渉性光源用のフィゾー型干渉計を構築することが可能となる。
以下に図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る干渉計の概略構成図である。図２の干渉計はフィゾー型のものを示した。図の干渉計１０は、低可干渉性光源１２と、直交する二つの直線偏光成分間に位相差を与えるための偏波面保存光ファイバ１４と、光源からの光の一部を参照光とするための参照手段１６と、測定対象物の被検面からの測定光と参照光とからなる計測光束から特定の偏光成分を抽出するための偏光成分抽出手段１８と、干渉縞を撮像するための撮像手段２０とを備える。また、図中の両側矢印の記号は、紙面に平行な直線偏光を模式的に示したものであり、二重丸の記号は紙面に垂直な直線偏光成分を模式的に示したものである。
【００１８】
光源１２からの光は、レンズ２２によって集光され、偏波保存光ファイバ１４の一方の端面に入射する。そして、偏波保存光ファイバ１４の他方の端面から出射した光は、無偏光ビームスプリッタ２４を透過して、コリメートレンズ２６によって平行光とされ、参照手段１６及び測定対象物２８の被検面に照射される。照射された光の内、参照手段１６によって反射された光は参照光とされ、参照手段１６を透過して測定対象物２８の被検面にて反射された光は測定光とされる。参照光及び測定光は計測光束として一つの光束とされ、再び無偏光ビームスプリッタ２４に向かい、そこで反射されて偏光成分抽出手段１８を通り、撮像手段２０にて干渉縞が撮像される。
【００１９】
上で説明したように、偏波面保存光ファイバ２４を通る光は、進相軸方向に偏光する光に対する屈折率と遅相軸方向に偏光する光に対する屈折率との差によって、互いに直交する直線偏光成分間に位相遅れが生じる。光源として、その光の可干渉距離が、参照手段１６を経る参照光の光路長と被検面を経る測定光の光路長との光路長差よりも小さい低可干渉性光源を用いているため、前記直線偏光成分間の位相遅れ量が、参照面で反射される参照光と被検面で反射される測定光との光路長差に相当するように、光ファイバ２４の長さが調節されている。つまり、光ファイバ２４によって付与される光路長差と、参照光と測定光との光路長差との差が、光源１２からの光の可干渉距離（コヒーレント長）よりも小さくなるように調整する。参照手段の参照面１６で反射された光のうち、光ファイバ１４の遅相軸方向に偏光した直線偏光成分を参照光、測定対象物２８の被検面で反射された光のうち光ファイバ１４の進相軸方向に偏光した直線偏光成分を測定光として利用すると、参照光と測定光との光路長差が、光のコヒーレント長よりも短くなるため互いの光が干渉できることになる。
【００２０】
さらに、余分な干渉ノイズを生じさせないために、干渉計内にて生じる不要な反射光どうしの光路長差、もしくは不要な反射光と測定光または参照光との光路長差よりも、光源１２からの光のコヒーレント長を短くする。つまり、測定対象物２８の裏面からの反射光や、ビームスプリッタ２４、コリメートレンズ２６等の他の光学部材からの不必要な反射光というような、測定光及び参照光以外の不要な光に対して、不要な光どうしの間の光路長差や、不要な光と測定光または参照光との間の光路長差が、コヒーレント長より長くなるようにすればよい。そして、参照光と測定光との干渉縞のみが測定に必要であるため、光ファイバ１４によって調整された参照光と測定光の光路長差が、コヒーレント長より短くなるように配置調整すればよい。
【００２１】
本実施形態において、偏光成分抽出手段１８は偏光子によって構成される。偏光子１８の透過軸の方位は、光ファイバ２４の進相軸及び遅相軸と独立な方向、つまり、進相軸または遅相軸と同じ方向以外（例えば４５°方向等）、となるように設置される。すると、参照光及び測定光から偏光子１８によって取り出された共通の偏光成分同士が干渉する。
撮像手段２８は上記の干渉縞を観察するために、光強度を２次元的に観察するＣＣＤカメラ等で構成される。そして、撮像された干渉縞の情報から被検面の形状を測定することができる。
上記の低可干渉性光源としては、従来公知のものを目的に応じて用いればよい。例として、高輝度発光ダイオード、ハロゲンといったガス光源、これらのガス光源にバンドパスフィルターを通したもの、等が挙げられる。つまり、発光素子や媒体にかかわらず、所望のコヒーレンス長をもつような、適度な広がりの発光スペクトルを持った光源であればよい。
【００２２】
また、偏波面保存光ファイバとしては、例えば、ファイバのコアのある特定の方向に応力を付加した、通称パンダ（ＰＡＮＤＡ：Polarization-maintaining AND Absorption reducing）型と呼ばれるファイバ等を用いればよい。直交する２つの偏波面のモードを持ち、入射光と出射光の偏光が維持される光ファイバであれば、他の構造の光ファイバでも問題なく使用できる。
上記の実施形態では、光源側に偏波面保存光ファイバを設置した例を示したが、受光側に偏波面保存光ファイバを設置してもよい。
また、本発明はフィゾー型の配置の干渉計に適用することが好適であるが、それに限定されることなく他の配置の干渉計に適用してもよい。
【００２３】
図３は、位相シフト法による形状測定を行う場合の実施形態である。図２と同一の部材には符号１００を加え、説明を省略する。位相シフト法は、参照光と測定光との間に相対的な位相差を与え、複数の異なった位相シフトの干渉縞から形状情報を得るというものである。そのため、図３の干渉計１１０には、参照面の移動を行うために参照面駆動手段１３０が備えられている。参照面駆動手段１３０はピエゾ素子などを用いて構成される。
参照面駆動手段１３０によって参照手段１１６の参照面を移動させて、測定対象物１２８の被検面に対する参照面の相対距離を光軸方向に僅かに変化させる。参照面駆動手段１３０は制御手段１３２によってその駆動量が制御される。
また、コンピュータ１３４は、制御手段１３２、撮像手段１２に接続されており、コンピュータ１３４の記憶部１３６では、参照面の位置情報、撮像した干渉縞の情報等が記憶される。そして、演算部１３８では記憶部１３６に記憶された複数の干渉縞の情報から被検面の形状が算出される。
【００２４】
図４は、位相シフト法による形状測定を行う場合の他の実施形態である。図４の実施形態では、偏光を利用することで参照面を変位することなく、位相をシフトさせた複数の干渉縞を撮像することができる。図２と同一の部材には符号２００を加え説明を省略する。また、偏光を利用した位相シフト法についての詳細は、特許文献３、４に記載されている。
図４の干渉計では、参照光及び測定光からなる計測光束を複数の光束に分割する光分割手段２４０を備える。光分割手段２４０は、偏光成分抽出手段の前段に設置され、複数の無偏光ビームスプリッタ等で構成される。本実施形態では、３つの光束に分割する例を示した。また、図中の両矢印記号は、図面に平行な直線偏光成分を、二重丸の記号は図面に垂直な直線偏光成分を、丸矢印記号は、左右の円偏光成分を、それぞれ示している。
【００２５】
無偏光ビームスプリッタ２２４で反射された計測光束は、その後段に設置された１／４波長板２４２を通り、参照光及び測定光の偏光状態を互いに逆回りの円偏光とされる。その後、光分割手段２４０によって複数の光束に分割される。本実施形態では、計測光束が３光束に分割される場合を示しており、光分割手段は、無偏光ビームスプリッタ２４０ａ，２４０ｂ、ミラー２４０ｃにより構成されている。
分割された光は偏光成分抽出手段としての偏光板２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃをそれぞれ通り、撮像手段２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃによりそれぞれの干渉縞が撮像される。
【００２６】
図５は偏光板（２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃ）の透過軸の設置角度と干渉縞の位相との関係を示している。参照光と測定光とは互いに逆回りの円偏光となっているため、偏光板によって取り出す直線偏光成分の方向によって、参照光と測定光との間の位相関係が異なる。図５では、位相シフト量が０°、９０°、１８０°の干渉縞を取り出す場合を示した。偏光板２１８ａの透過軸を０°方向、偏光板２１８ｂの透過軸を４５°方向、偏光板２１８ｃの透過軸を９０°方向となるようそれぞれ設置する。すると、各偏光子を介して得られる干渉縞は、それぞれ位相シフト量が概略０°、９０°、１８０°のものが得られる。
【００２７】
このようにして得られ位相シフト量が異なる干渉縞の情報は、コンピュータ３３４の記憶部３２６に記憶され、演算部３２８により測定対象物の被検面３１８の形状が算出される。
このように、偏光板の透過軸の方向により干渉縞の位相シフト量が決まるため、光分割手段の後段に設置された偏光板の透過軸の方向を異なる方向に設置することにより、参照面変位のための可動部分を設けることなく、位相シフトされた干渉縞を同時に撮像することができる。
【００２８】
図６は、図４の実施形態の変形例である。図４と同一部材には符号２００に替えて符号３００を加え、詳しい説明を省略する。図６の実施形態では、参照光及び測定光の２つの直交する直線偏光光束を１／４波長板を透過させずにそのまま分割し、偏光板（偏光成分抽出手段）及び波長板の組み合わせにより位相シフト量の異なる複数の干渉縞を得ている。本実施形態では、参照光及び測定光とからなる計測光束は、光分割手段３４０（無偏光ビームスプリッタ３４０ａ，ｂ及びミラー３４０ｃ）により三つの光束に分割される。分割された光束は、偏光成分抽出手段（偏光板３１８ａ，３１８ｂ，３１８ｃ）を通過して特定の偏光成分が抽出され、撮像手段３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃによってそれぞれの干渉縞が得られる。また、分割した光の光路上に、複屈折性の媒体（１／４波長板３４４）を、偏光成分抽出手段（偏光板３１８ｂ）の前段に設置し、直交する直線偏光間に位相差を与えている。
【００２９】
図７は図６の実施形態における偏光板の透過軸の設置角度と干渉縞の位相シフト量の関係を示す説明図である。同図に示すように、参照光と測定光とは互いに直交する２つの直線偏光のまま分割されている。撮像手段３２０ａの前段に設置された偏光板３１８ａ（偏光成分抽出手段）は、その透過軸を所定の方向（角度α）に配置している。この透過軸の方位は、参照光及び測定光の偏光方位と全く同じ方向でなければどのような方向をとってもかまわない。このように、撮像手段３２０ａでは、位相シフト量が０°の干渉縞が撮像される。
【００３０】
撮像手段３２０ｂでは、偏光板３１８ｂの透過軸の方位は偏光板３１８ａの透過軸方位と同じであるが、偏光板３１８ｂの前段に１／４波長板３４４を設置している。１／４波長板３４４の進相軸方位及び遅相軸方位を、参照光及び測定光の偏光方向に一致させることによって、参照光と測定光との間に９０°の相対的な位相差を与えることができる。このように、波長板のような複屈折性の媒体を光路上に設置することで、互いに直交する直線偏光である参照光と測定光との間に、相対的な位相差を付与することができる。
【００３１】
また、撮像手段３２０ｃの前段に設置される偏光板３１８ｃを、その透過軸の方位を角度α＋９０°の方向に、つまり偏光板３１８ａの透過軸方位に対して概略９０°回転させた方向に、配置している。すると、３２０ａで撮像される干渉縞と比べて、１８０°位相シフトされた干渉縞を得ることができる。
以上のようにして、位相シフト量が概略０°、９０°、１８０°である干渉縞を同時に撮像することが可能となる。
以上のように、偏光を利用することで、参照手段を機械的に移動させることなく、位相シフト法を用いた測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】偏波保存光ファイバについての説明図。
【図２】本発明の一実施形態に係る干渉計の概略構成図。
【図３】本発明の一実施形態に係る位相シフト干渉計の概略構成図。
【図４】本発明の一実施形態に係る位相シフト干渉計の概略構成図。
【図５】偏光板の透過軸と位相シフトの関係を示す説明図。
【図６】本発明の一実施形態に係る位相シフト干渉計の概略構成図。
【図７】偏光板の透過軸と位相シフトの関係を示す説明図。
【図８】従来のフィゾー型干渉計の概略構成図。
【図９】従来技術の概略構成図。
【符号の説明】
【００３３】
１０        干渉計
１２        低可干渉性光源
１４        偏波面保存光ファイバ
１６        参照手段
１８        偏光成分抽出手段
２０        撮像手段
２８        測定対象物
【図１】
2005233772.tif 000003
【図２】
2005233772.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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