(57)【要約】      （修正有）【課題】密着複層型回折光学素子について、素子全体の複屈折特性を的確に把握可能な手法を提供する。【解決手段】レリーフパターン５１ｐ，５２ｐの雌雄関係が被検体の密着複層型回折光学素子５０と反転し、光学材料の屈折率が被検体５０と共通の計測補助体６０を計測用レーザ光Ｌmの光軸上に被検体５０とともに直列に配設し、被検体５０及び計測補助体６０を透過させた計測用レーザ光を受光素子３７で受光する。【選択図】図５
2012037456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と受光素子とを結ぶ計測用レーザ光の光軸上に光学素子を配置し、前記レーザ光源から出射された参照用レーザ光と前記光学素子を透過して前記受光素子に受光された計測用レーザ光とから光ヘテロダイン干渉法により複屈折特性を導出する光学素子の複屈折特性導出方法であって、
第１の屈折率を有する光学材料からなり第１のレリーフパターンが形成された第１光学素子要素、及び第２の屈折率を有する光学材料からなり前記第１のレリーフパターンと雌雄関係の第２のレリーフパターンが形成された第２光学素子要素を有し、前記第１光学素子要素及び前記第２光学素子要素が前記第１、第２レリーフパターンを介して一体的に密着接合された密着複層型回折光学素子を被検体とし、
前記第１の屈折率を有する光学材料からなり前記第２のレリーフパターンが形成された第３光学素子要素、及び前記第２の屈折率を有する光学材料からなり前記第１のレリーフパターンが形成された第４光学素子要素を有し、前記第３光学素子要素及び前記第４光学素子要素が前記第１、第２レリーフパターンを介して一体的に密着接合された密着複層型回折光学素子を計測補助体とし、
前記計測用レーザ光の光軸上に前記被検体及び前記計測補助体を直列に配設し、
前記被検体及び前記計測補助体を透過した計測用レーザ光を前記受光素子に受光させ、
前記参照用レーザ光と前記被検体及び前記計測補助体を透過して前記受光素子に受光された計測用のレーザ光とから光ヘテロダイン干渉法により前記被検体及び前記計測補助体の複合複屈折特性を計測し、
前記複合複屈折特性に基づいて前記被検体の複屈折特性を導出することを特徴とする密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法。
【請求項２】
レーザ光源と受光素子とを結ぶ計測用レーザ光の光軸上に光学素子を配置し、前記レーザ光源から出射された参照用レーザ光と前記光学素子を透過して前記受光素子に受光された計測用レーザ光とから光ヘテロダイン干渉法により複屈折特性を導出する光学素子の複屈折特性導出方法であって、
第１の屈折率を有する光学材料からなり第１のレリーフパターンが形成された第１光学素子要素、及び第２の屈折率を有する光学材料からなり前記第１のレリーフパターンと雌雄関係の第２のレリーフパターンが形成された第２光学素子要素を有し、前記第１光学素子要素及び前記第２光学素子要素が前記第１、第２レリーフパターンを介して一体的に密着接合された密着複層型回折光学素子を被検体とし、
前記第２の屈折率を有する光学材料からなり前記第１のレリーフパターンが形成された第５光学素子要素、及び前記第１の屈折率を有する光学材料からなり前記第２のレリーフパターンが形成された第６光学素子要素を有し、前記第５光学素子要素及び前記第６光学素子要素が前記第１、第２レリーフパターンを介して一体的に密着接合された密着複層型回折光学素子を計測補助体とし、
前記計測用レーザ光の光軸上に前記被検体及び前記計測補助体を直列に配設し、
前記被検体及び前記計測補助体を透過した計測用レーザ光を前記受光素子に受光させ、
前記参照用レーザ光と前記被検体及び前記計測補助体を透過して前記受光素子に受光された計測用のレーザ光とから光ヘテロダイン干渉法により前記被検体及び前記計測補助体の複合複屈折特性を計測し、
前記複合複屈折特性に基づいて前記被検体の複屈折特性を導出することを特徴とする密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法。
【請求項３】
前記被検体の密着複層型回折光学素子及び前記計測補助体の密着複層型回折光学素子は、
一方が正パワーの回折光学素子あり、他方が負パワーの回折光学素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法。
【請求項４】
前記第１の屈折率を有する光学材料及び前記第２の屈折率を有する光学材料は、
一方が相対的に高屈折率低分散の光学材料であり、他方が相対的に低屈折率高分散の光学材料であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法。
【請求項５】
前記第１の屈折率を有する光学材料及び前記第２の屈折率を有する光学材料の少なくともいずれかは光硬化性樹脂であり、前記光硬化性樹脂材料で形成された光学素子要素におけるレリーフパターンと対峙する面側に、前記光硬化性樹脂材料で形成された光学素子要素と密着して光学素子部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法。
【請求項６】
前記被検体及び前記計測補助体を密着または近接して前記計測用レーザ光の光軸上に直列に配設することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ヘテロダイン干渉法により密着複層型回折光学素子の複屈折特性を導出する密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回折格子やフレネルレンズ等のように光学素子の表面または界面に所定のパターンを形成し、光の回折効果を利用して所定の光学特性を持たせた回折光学素子が広く用いられている。近年では、屈折率が異なる光学材料からなり雌雄関係のレリーフパターンが形成された光学素子要素をレリーフパターンを介して密着接合した密着型回折光学素子が開発され注目を集めている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
密着複層型回折光学素子は、例えば、高屈折率低分散の光学材料からなる第１光学素子要素と、低屈折率高分散の光学材料からなる第２光学素子要素とが所定のレリーフパターンを介して一体的に密着接合されており、従来では、高価な特殊低分散ガラスでなければ成しえない良好な色収差補正を行うことが可能になっている（例えば、特許文献２を参照）。また、第１光学素子要素及び第２光学素子要素の少なくともいずれかを光硬化性の樹脂材料で形成することにより、所望の光学特性を有する軽量の密着複層型回折光学素子を高い生産性で生産できるようになってきている。そのため、スチルカメラやビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、望遠鏡、顕微鏡などに用いられつつある。
【０００４】
上記のような光学機器のなかには、例えば、偏光特性を利用した顕微鏡や光磁気ディスクなどのように、光の偏光特性を利用して像の観察や信号の読出し等を行う装置がある。このような装置においては、光学素子自身の偏光特性を的確に把握する必要がある。ここで、光学素子が入射光の偏光状態を変化させる要因として、光学素子の界面の形状と素子内部の複屈折が挙げられる。特に、光学材料として樹脂材料を用いた場合には、素子内部の複屈折の状態を的確に把握することが重要となる。
【０００５】
光学素子の複屈折特性、例えば、光学素子各部における進相軸あるいは遅相軸の方向と複屈折位相差（リターデーション）の大きさを測定する手法として、光ヘテロダイン干渉法を利用した複屈折測定方法が広く知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１２７３２１号公報
【特許文献２】特表２００６−０９０６１４号公報
【特許文献３】特開平５−２４０６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、光ヘテロダイン干渉法を利用した複屈折測定装置（以下、光ヘテロダイン複屈折測定装置という）において、レーザ光を透過させて複屈折測定が可能な測定対象は、入出射面が平行な（平板状ないしブロック状の）被検体に限られ、レンズのような光学素子は適正な複屈折特性を把握することが困難であった。
【０００８】
すなわち、光ヘテロダイン複屈折測定装置は、レーザ光源と受光素子とを結ぶ計測用レーザ光の光軸（計測光軸）上に光学素子を配置し、レーザ光源から出射された参照用レーザ光と光学素子を透過して受光素子に受光された計測用レーザ光のビート信号の位相差から、透過位置の複屈折特性を測定する。そして、計測光軸と被検体とを相体移動させて透過位置を変化させ、被検体の各位置で測定することにより、被検体各部の複屈折特性分布が計測される。このため、レンズのように出射光が屈折して計測光軸から外れていくような光学素子については、素子全体の複屈折特性を測定することが困難とされてきた。
【０００９】
このような困難性に対し、被検体を当該被検体の光学材料と同じ屈折率のマッチングオイルに浸漬し、光学素子の界面の形状に基づく屈折の影響を除外した測定手法が提案されている（例えば、特開平５−１８８５６号公報を参照）。しかしながら、密着複層型回折光学素子では、回折を生じさせるレリーフパターンが、屈折率の異なる光学素子要素の密着接合面（すなわち光学素子の内部）に形成されており、このような手法で被検体の複屈折特性を測定することも困難であった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、密着複層型回折光学素子について、素子全体の複屈折特性を的確に把握可能な手法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明を例示する第１の態様は、レーザ光源と受光素子とを結ぶ計測用レーザ光の光軸上に光学素子を配置し、レーザ光源から出射された参照用レーザ光と光学素子を透過して受光素子に受光された計測用レーザ光とから光ヘテロダイン干渉法により複屈折特性を導出する光学素子の複屈折特性導出方法である。そのうえで、第１の態様の複屈折特性導出方法では、第１の屈折率を有する光学材料からなり第１のレリーフパターンが形成された第１光学素子要素、及び第２の屈折率を有する光学材料からなり第１のレリーフパターンと雌雄関係の第２のレリーフパターンが形成された第２光学素子要素を有し、第１光学素子要素及び第２光学素子要素が第１、第２レリーフパターンを介して一体的に密着接合された密着複層型回折光学素子を被検体とする。また、前記第１の屈折率を有する光学材料からなり前記第２のレリーフパターンが形成された第３光学素子要素、及び前記第２の屈折率を有する光学材料からなり前記第１のレリーフパターンが形成された第４光学素子要素を有し、第３光学素子要素及び第４光学素子要素が第１、第２レリーフパターンを介して一体的に密着接合された密着複層型回折光学素子を計測補助体とする。そして、計測用レーザ光の光軸上に前記被検体及び前記計測補助体を直列に配設し、被検体及び計測補助体を透過した計測用レーザ光を受光素子に受光させ、参照用レーザ光と被検体及び計測補助体を透過して受光素子に受光された計測用のレーザ光とから光ヘテロダイン干渉法により被検体及び計測補助体の複合複屈折特性を計測し、複合複屈折特性に基づいて被検体の複屈折特性を導出するように密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法を構成する。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明を例示する第２の態様は、レーザ光源と受光素子とを結ぶ計測用レーザ光の光軸上に光学素子を配置し、レーザ光源から出射された参照用レーザ光と光学素子を透過して受光素子に受光された計測用レーザ光とから光ヘテロダイン干渉法により複屈折特性を導出する光学素子の複屈折特性導出方法である。そのうえで、第２の態様の複屈折特性導出方法では、第１の屈折率を有する光学材料からなり第１のレリーフパターンが形成された第１光学素子要素、及び第２の屈折率を有する光学材料からなり第１のレリーフパターンと雌雄関係の第２のレリーフパターンが形成された第２光学素子要素を有し、第１光学素子要素及び第２光学素子要素が第１、第２レリーフパターンを介して一体的に密着接合された密着複層型回折光学素子を被検体とする。また、前記第２の屈折率を有する光学材料からなり前記第１のレリーフパターンが形成された第５光学素子要素、及び前記第１の屈折率を有する光学材料からなり前記第２のレリーフパターンが形成された第６光学素子要素を有し、第５光学素子要素及び第６光学素子要素が第１、第２レリーフパターンを介して一体的に密着接合された密着複層型回折光学素子を計測補助体とする。そして、計測用レーザ光の光軸上に前記被検体及び前記計測補助体を直列に配設し、被検体及び計測補助体を透過した計測用レーザ光を受光素子に受光させ、参照用レーザ光と被検体及び計測補助体を透過して受光素子に受光された計測用のレーザ光とから光ヘテロダイン干渉法により被検体及び計測補助体の複合複屈折特性を計測し、複合複屈折特性に基づいて被検体の複屈折特性を導出するように密着複層型回折光学素子の複屈折特性導出方法を構成する。
【００１３】
第１、第２の態様において、被検体の密着複層型回折光学素子及び計測補助体の密着複層型回折光学素子は、一方が正パワーの回折光学素子あり、他方が負パワーの回折光学素子としてもよい。また、前記第１の屈折率を有する光学材料及び前記第２の屈折率を有する光学材料は、一方が相対的に高屈折率低分散の光学材料であり、他方が相対的に低屈折率高分散の光学材料としてもよい。
【００１４】
なお、前記第１の屈折率を有する光学材料及び前記第２の屈折率を有する光学材料の少なくともいずれかは光硬化性樹脂であり、光硬化性樹脂材料で形成された光学素子要素におけるレリーフパターンと対峙する面側に、光硬化性樹脂材料で形成された光学素子要素と密着して光学素子部材を設けてもよい。また、被検体及び計測補助体を密着または近接して計測用レーザ光の光軸上に直列に配設することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明を例示する第１の態様では、レリーフパターンの雌雄関係が被検体と反転し光学材料の屈折率が被検体と共通の計測補助体を計測用レーザ光の光軸上に被検体とともに直列に配設し、被検体及び計測補助体を透過させた計測用レーザ光を受光素子で受光する。
【００１６】
本発明を例示する第２の態様では、レリーフパターンの雌雄関係が被検体と共通で光学材料の屈折率が反転した計測補助体を計測用レーザ光の光軸上に被検体とともに直列に配設し、被検体及び計測補助体を透過させた計測用レーザ光を受光素子で受光する。
【００１７】
これらの態様によれば、被検体のレリーフパターンで回折し所定角度で被検体から出射した計測用レーザ光は、計測補助体のレリーフパターンで逆方向に回折して上記所定角度が打ち消され、入射光と平行な状態で計測補助体から出射する。そのため、被検体及び計測補助体を透過した計測用レーザ光が計測光軸から外れていくようなことがなく、被検体及び計測補助体からなる複合体を透過した複合屈折特性が光ヘテロダイン干渉法により計測される。そして、適正に計測された複合複屈折特性に基づいて、被検体の複屈折特性が導出される。従って、レリーフパターンが素子内部に形成された密着複層型回折光学素子においても、素子全体の複屈折特性を的確に把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光ヘテロダイン干渉法を利用した複屈折測定装置の全体図である。
【図２】上記複屈折測定装置における測定光学系の概要構成図である。
【図３】被検体の密着複層型回折光学素子の概要構成図である。
【図４】上記密着複層型回折光学素子の製作方法を例示する説明図である。
【図５】第１の計測補助体の密着複層型回折光学素子の概要構成図である。
【図６】第２の計測補助体の密着複層型回折光学素子の概要構成図である。
【図７】第２計測補助部材概要構成図である。
【図８】比較例の複屈折特性の計測データである。
【図９】第１実施例の複屈折特性の計測データである。
【図１０】第２実施例の複屈折特性の計測データである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。光ヘテロダイン干渉法を利用した複屈折測定装置（光ヘテロダイン複屈折測定装置という）の概要図を図１に示しており、まず、この図を参照しながら光ヘテロダイン複屈折測定装置１の概要構成について説明する。なお、説明の便宜上、図中に付記した座標軸の方向を以てＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向と表記する。またＸ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を前後方向、Ｚ軸方向を上下方向と称することがある。
【００２０】
光ヘテロダイン複屈折測定装置１は、大別的に、本体フレーム１０、本体フレームに設けられたＸ−Ｙステージ２０、本体フレーム１０及び上方に突出する門型フレーム１５に設けられた測定光学系３０、Ｘ−Ｙステージ２０及び測定光学系３０の作動を制御し計測対象の複屈折特性を演算処理する制御装置４０、制御装置４０により算出されたデータ等を出力する出力装置４５などから構成される。
【００２１】
Ｘ−Ｙステージ２０は、例えば直動レールやリニアガイド等の直動システムを介して本体フレーム１０にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に設けられた試料テーブル２５を有し、ボールねじとサーボモータ等からなる駆動機構（不図示）により駆動される。試料テーブル２５には、測定光学系３０の計測用レーザ光Ｌmを透過させる窓部が設けられている。
【００２２】
測定光学系３０は、本体フレーム１０に設けられたレーザ光源３１、レーザ光源３１から出射されたレーザ光を計測用レーザ光Ｌmと参照用レーザ光に分割するビームスプリッタ３２、参照用レーザ光Ｌrを受光する受光素子３４、門型フレーム１５に設けられ計測用レーザ光Ｌmを受光する受光素子３７などから構成される。測定光学系３０の構成及び作用については後に詳述する。
【００２３】
制御装置４０は、予め設定された計測プログラムに基づいて、Ｘ−Ｙステージ２０及び測定光学系３０の作動を制御する。具体的には、計測プログラムがスタートされると、制御装置４０は、計測プログラムに基づいてＸ−Ｙステージ２０の駆動を制御し、試料テーブル２５に載置された試料を所定Ｘ−Ｙ座標の測定位置に位置決め停止させ、測定光学系３０の作動を制御して当該測定位置の複屈折特性のデータを取得しＲＡＭに記録する。
【００２４】
次いで試料テーブル２５を次の測定位置に移動して位置決め停止させ、その測定位置の複屈折特性のデータを取得しＲＡＭに記録する。以降同様にＸ−Ｙステージ２０及び測定光学系３０の作動を制御して、計測プログラムに設定された各測定位置の複屈折特性データを取得しＲＡＭに記録する。各測定位置の複屈折特性データは、ヘテロダイン干渉法に基づく演算処理により求められ、例えば、進相軸（あるいは遅相軸）の方向とリターデーション量等が測定位置に対応した測定データとしてＲＡＭに記録される。
【００２５】
制御装置４０は、計測プラグラムに予め設定された全測定位置のデータ取得が終了すると（あるいは予め取得されたデータの解析指示がなされると）、ＲＡＭに記録された各測定位置の複屈折特性データを読出し、例えば試料各部の複屈折特性分布として、画像表示装置やプリンタ等の出力装置４５から出力させる。なお、各測定位置において測定光学系３０による検出信号をデータとしてＲＡＭに記録し、全測定位置のデータ取得後にヘテロダイン干渉法に基づく演算処理を行って複屈折特性を算出するように構成しても良い。
【００２６】
次に、測定光学系３０の構成及び光ヘテロダイン干渉法による複屈折特性の測定原理について、図２を参照しながら説明する。測定光学系３０は、レーザ光源３１、レーザ光源３１から出射されたレーザ光を参照用レーザ光Ｌrと計測用レーザ光Ｌmとに分割するビームスプリッタ３２、直線偏光子３３、直線偏光子３３を透過した参照用レーザ光Ｌrを受光する受光素子３４、直線偏光子３６、試料テーブル２５に載置された試料（５０，６０，７０等）及び直線偏光子３６を透過した計測用レーザ光Ｌmを受光する受光素子３７などを主体として構成される。
【００２７】
レーザ光源３１は、わずかな周波数差で互いに直行する偏波面を有する２つの直線偏光光（２周波直行直線偏光）を出力するレーザであり、例えば、安定化横磁場型ゼーマンレーザ（Stabilized  Transverse  Zeeman  Laser：ＳＴＺＬ）が好適に用いられる。
【００２８】
レーザ光源３１から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ３２により参照用レーザ光Ｌrと計測用レーザ光Ｌmとに分割され、参照用レーザ光Ｌrは参照光学系、計測用レーザ光Ｌmは計測光学系に導かれる。
【００２９】
参照光学系には、直線偏光子３３と受光素子３４が設けられている。直線偏光子３３は、参照用レーザ光Ｌrの直交する二つの偏波面に対して相互に４５度の方向が主軸となるように配設される。そのため、わずかな周波数差を有する２つの直線偏光（２周波直行直線偏光）の参照用レーザ光Ｌrは、この直線偏光子３３を透過することで相互に干渉し、受光素子３４において周波数差に応じたビート信号（以下、参照ビート信号という）Ｓrが検出される。
【００３０】
計測光学系は、計測用レーザ光Ｌmが試料テーブル２５の窓部を通るように構成され、試料テーブルの上方に位置する門型フレーム部に、参照光学系と同様の直線偏光子３６と受光素子３７が設けられている。直線偏光子３６は、計測用レーザ光Ｌmの直交する二つの偏波面に対して相互に４５度の方向が主軸となるように配設される。そのため、２周波直行直線偏光の計測用レーザ光Ｌmは、直線偏光子３６を透過することで相互に干渉し、受光素子３７において周波数差に応じたビート信号（以下、計測ビート信号という）Ｓmが検出される。
【００３１】
受光素子３４により検出された参照ビート信号Ｓr、及び受光素子３７により検出された計測ビート信号Ｓmは、制御装置４０に入力される。制御装置４０は、入力された参照ビート信号Ｓr及び計測ビート信号Ｓmの位相差を計測し、この位相差から試料の複屈折特性を算出する。
【００３２】
ここで、参照用レーザ光Ｌrと計測用レーザ光Ｌmはともにレーザ光源３１から出射されたレーザ光であり、２周波直行直線偏光の偏光成分は同一である。そのため、試料テーブル２５に何も試料が載置されていない場合（または載置された試料が複屈折性を持たない場合）には、参照ビート信号Ｓrと計測ビート信号Ｓmとが同じ信号になり位相差は生じない。
【００３３】
一方、試料テーブル２５に複屈折性を有する試料が載置されていた場合、２周波直行直線偏光の各偏光成分が試料を通過するときの速度は、進相軸に近い方位を通る偏光成分と遅相軸に近い方位を通る偏光成分とで異なったものとなる。そのため、試料を透過した後の直行２成分に位相差が生じて計測ビート信号Ｓmが変化し、計測ビート信号Ｓmと参照ビート信号Ｓrとに位相差が発生する。この計測ビート信号Ｓmと参照ビート信号Ｓrとの位相差は、直行する２つの直線偏光の方向が試料の進相軸及び遅相軸と一致したときに最大となる。
【００３４】
そのため、計測用レーザ光Ｌmの偏光面を光軸周りに回転させて、各回転角度位置における計測ビート信号Ｓmと参照ビート信号Ｓrとの位相差を計測し、位相差が最大となる方向を導出することにより、試料の進相軸（または遅相軸）の方向を特定することができ、位相差の大きさからリターデーション量を算出することができる。以上が、光ヘテロダイン干渉法による複屈折特性の測定原理である。
【００３５】
光ヘテロダイン複屈折測定装置１においては、制御装置４０によりＸ−Ｙステージ２０及び測定光学系３０の作動が制御され、計測プログラムに設定された各測定位置において上記のようにして複屈折特性が計測され、計測された複屈折特性データが順次制御装置内のＲＡＭに記録される。記録された各部の複屈折特性は全データ取得後に、試料各部の複屈折特性分布として、画像表示装置やプリンタ等の出力装置４５から出力される。
【００３６】
次に、光ヘテロダイン複屈折測定装置１により複屈折特性を計測しようとする被検体の密着複層型回折光学素子５０について、図３に示す概要構成図を参照して説明する。
【００３７】
被検体の密着複層型回折光学素子５０は、第１の屈折率ｎ１を有する光学材料からなり第１のレリーフパターン５１ｐが形成された第１光学素子要素５１、及び第２の屈折率ｎ２を有する光学材料からなり第１のレリーフパターンと雌雄関係の第２のレリーフパターン５２ｐが形成された第２光学素子要素５２を有し、第１光学素子要素５１及び第２光学素子要素５２が第１，第２レリーフパターン５１ｐ，５２ｐを介して一体的に密着接合された構成を基本構造とする。このような構成形態の密着複層型回折光学素子は、例えば、本出願人の特許出願に基づく特開２００５−１７３０５７号公報に記載した方法により作成することができる。なお、第１，第２レリーフパターン５１ｐ，５２ｐは、外周に向かうに連れてピッチが狭くなる同心円状のレリーフパターンを例示する。
【００３８】
図３に示す密着複層型回折光学素子５０は、第１の屈折率ｎ１を有する光学材料及び第２の屈折率ｎ２を有する光学材料として光硬化性樹脂材料を用い、各光学素子要素５１，５２におけるレリーフパターンと対峙する面側に、光硬化性樹脂材料の光学素子要素と密着する光学素子部材５６，５７を設けている。本構成形態において光学素子部材５６，５７は平行平面の光学ガラスを用い、光硬化性樹脂材料で形成された第１，第２光学素子要素５１，５２の形成を容易化・安定化するとともに、耐環境性を向上させた構成になっている。
【００３９】
また、被検体の密着複層型回折光学素子５０では、第１光学素子要素５１の光学材料として、相対的に高屈折で低分散の光硬化性樹脂材料を用い、第２光学素子要素５２の光学材料として、相対的に高屈折で低分散の光硬化性樹脂材料を用いている（ｎ１＞ｎ２）。これらの光硬化性樹脂材料は、アクリル系、ポリカーボネート系、オレフィン系、アクリル・スチレン共重合系、ポリエステル系など種々の光硬化性樹脂を用いることができる。なお詳細には、例えば、高屈折率低分散の光硬化性樹脂材料として、本出願人の出願に基づく再公表特許ＷＯ２００６／０６８１３８号公報に記載したような樹脂材料、低屈折率高分散の光硬化性樹脂材料として、本出願人の出願に基づく再公表特許ＷＯ２００６／０６８１３７号公報に記載したような樹脂材料を好適に用いることができる。
【００４０】
このような相対的に高屈折率低分散の光硬化性樹脂材料からなる第１光学素子要素５１と、相対的に低屈折率高分散の光硬化性樹脂材料からなる第２光学素子要素５２と、各光学素子要素に密着する光学素子部材５６，５７とからなる密着複層型回折光学素子５０は、既に周知の製作方法により作成することができる。ここでは、念のため、図４（ａ）〜（ｈ）を参照して製作方法の概要を説明する。
【００４１】
（ａ）まず光学素子部材５６に第１光学素子要素５１を構成する未硬化の第１樹脂材料を滴下する。（ｂ）次いで光学素子部材５６レリーフパターン５１ｐと雌雄が反転した形状（すなわちレリーフパターン５２ｐと同一形状）のパターンが形成された金型Ｍを押し当てる。そして（ｃ）光学素子部材５６側から第１樹脂材料を硬化させる光、例えば所定波長の紫外光（ＵＶ光）を照射して第１樹脂材料を硬化させ、（ｄ）第１樹脂材料の硬化後に金型Ｍを取り外す。これにより、金型Ｍのパターンが転写され、レリーフパターン５１ｐを有する第１光学素子要素５１が形成される。
【００４２】
次に、第１光学素子要素５１の周囲を図示省略する所定高さの金枠で囲み、（ｅ）第１光学素子要素５１のレリーフパターン５１ｐが形成された面上に、第２光学素子要素を構成する未硬化の第２樹脂材料を滴下する。（ｆ）次いでレリーフパターン５１ｐの上に溜まった未硬化の第２樹脂材料に光学素子部材５７を載置し、金枠に当たるまで光学素子部材５７を押し当てる。そして（ｇ）光学素子部材５７側から第２樹脂材料を硬化させる光、例えば所定波長の紫外光（ＵＶ光）を照射して第２樹脂材料を硬化させ、第２樹脂材料の硬化後に金枠を取り外す。なお、光学素子部材５７に第２光学素子要素を構成する未硬化の第２樹脂材料を滴下し、その上方からレリーフパターン５１ｐが形成された第１光学素子要素５１を押し当てるように構成しても良い。
【００４３】
これにより、（ｈ）レリーフパターン５１ｐ、５２ｐを介して第１，第２光学素子要素５１，５２が一体的に密着接合され、さらに、第１光学素子要素５１におけるレリーフパターン５１ｐと対峙する面側に光学素子部材５６が密着され、第２光学素子要素５２におけるレリーフパターン５２ｐと対峙する面側に光学素子部材５７が密着された、４層の密着複層型回折光学素子５０が作成される。なお、説明では第１光学素子要素５１を先に形成し、そのレリーフパターン５１ｐ上に第２光学素子要素５２を形成した構成を例示したが、これらの光学素子要素の形成順序は逆であっても良い。
【００４４】
さて、このようにして構成される密着複層型回折光学素子５０は、素子全体を１枚のレンズとして見たときに正のパワーを持つレンズ、すなわち凸レンズとして作用する。このため、光ヘテロダイン複屈折測定装置１の試料テーブル２５上に密着複層型回折光学素子５０を単体で載置し、複屈折特性を計測しようとした場合に、図３に示すように計測用レーザ光Ｌmが屈折して斜めに出射する。そのため、密着複層型回折光学素子５０を透過した計測用レーザ光Ｌmが、測定位置によって受光素子３７に到達しなかったり、直線偏光子３６を介して適正に入射しなかったりして複屈折特性データが変動し、素子全体について信憑性の高い複屈折特を計測、評価することが困難である。
【００４５】
本発明では、このようなレンズのパワーを相殺する計測補助体（６０，７０）を被検体５０とともに計測用レーザ光Ｌmの光軸上に直列に配設し、被検体及び計測補助体を透過した計測用レーザ光を受光素子３７に受光させる。
【００４６】
第１構成形態では、レリーフパターンの雌雄関係が被検体の密着複層型回折光学素子５０と反対で、光学材料の屈折率が共通する密着複層型回折光学素子６０を計測補助体とし、この計測補助体６０を被検体５０とともに計測用レーザ光Ｌmの光軸上に直列に配設して、被検体５０及び計測補助体６０を透過した計測用レーザ光を受光素子３７に受光させる。図５に密着複層型回折光学素子６０の概要構成を示す。
【００４７】
密着複層型回折光学素子６０は、第１の屈折率ｎ１を有する光学材料からなり第２のレリーフパターン５２ｐが形成された第３光学素子要素６１、及び第２の屈折率ｎ２を有する光学材料からなり第１のレリーフパターン５１ｐが形成された第４光学素子要素６２を有し、第３光学素子要素６１及び第４光学素子要素６２が第１、第２レリーフパターン５１ｐ，５２ｐを介して一体的に密着接合された構成を基本構造とする。
【００４８】
また、密着複層型回折光学素子６０は、第１の屈折率ｎ１を有する光学材料及び第２の屈折率ｎ２を有する光学材料として、被検体の密着複層型回折光学素子５０と同じ光硬化性樹脂材料を用い、各光学素子要素６１，６２におけるレリーフパターンと対峙する面側に、光硬化性樹脂材料の光学素子要素と密着する光学素子部材６６，６７を設けている。なお、光学素子部材６６，６７は被検体５０の光学素子部材５６，５７と同様に平行平面の光学ガラスを用いている。
【００４９】
このような構成の計測補助体の密着複層型回折光学素子６０は、図４を参照して説明した被検体の密着複層型回折光学素子５０と同様の製作方法により作成することができる。具体的には、第３光学素子要素６１を形成する際に、光学素子部材６６に滴下した未硬化の第１樹脂材料を成型する金型が、レリーフパターン５１ｐと雌雄が反転した形状のパターンが形成された金型Ｍではなく、レリーフパターン５１ｐと同一形状（レリーフパターン５２ｐと雌雄が反転した形状）のパターンが形成された金型となる点を除き製作方法は同じである。
【００５０】
これにより、レリーフパターン５１ｐ、５２ｐを介して第３，第４光学素子要素６１，６２が一体的に密着接合され、さらに、第１光学素子要素５１におけるレリーフパターン５１ｐと対峙する面側に光学素子部材６６が密着され、第２光学素子要素５２におけるレリーフパターン５２ｐと対峙する面側に光学素子部材６７が密着された、４層の密着複層型回折光学素子６０が作成される（図４（ｈ）を参照）。
【００５１】
このような手法によれば、光硬化性樹脂材料の硬化順序が被検体の密着複層型回折光学素子５０と同一になる。すなわち、高屈折率低分散の第１樹脂材料が先に硬化して第３光学素子要素６１が形成され、この第３光学素子要素６１に滴下された低屈折率高分散の第２樹脂材料がその後に硬化する。そのため、光硬化性樹脂材料の硬化順序の相違に基づく複屈折特性の変化を抑止することができる。
【００５２】
上記のように構成された密着複層型回折光学素子６０は、素子全体を１枚のレンズとして見たときに負のパワーを持つレンズ、すなわち凹レンズとして作用する。また高屈折率の第３光学素子要素６１のレリーフパターン５２ｐは第１光学素子要素５１のレリーフパターン５１ｐと雌雄関係が逆であり、低屈折率の第４光学素子要素６２のレリーフパターン５１ｐは第２光学素子要素５２のレリーフパターン５２ｐと雌雄関係が逆であることから、レンズパワーの絶対値は、被検体の密着複層型回折光学素子５０と計測補助用の密着複層型回折光学素子６０とで同一になる。
【００５３】
このため、光ヘテロダイン複屈折測定装置１の試料テーブル２５上に被検体の密着複層型回折光学素子５０と計測補助用の密着複層型回折光学素子６０とを直列に並べて配置し、被検体５０に計測用レーザ光Ｌmを入射すると、被検体５０のレリーフパターンで回折し被検体から所定角度で出射する計測用レーザ光が、計測補助体６０のレリーフパターンで逆方向に回折して上記所定角度が打ち消され、入射光と平行になった計測用レーザ光Ｌmが計測補助体６０から出射する。計測補助体６０から出射した計測用レーザ光Ｌmは、適正な入射角で直線偏光子３３を通り、受光素子３４に受光される。
【００５４】
このとき、図５に示すように、被検体５０と計測補助体６０とを密着または近接して計測用レーザ光Ｌmの光軸上に直列に配置することにより、被検体５０に入射する計測用レーザ光Ｌmと計測補助体６０から出射する計測用レーザ光Ｌmとの光軸のオフセット量を最小化することができる。なお、各光学素子部材（５６，５７，６６，６７）の形状等に応じ、被検体５０と計測補助体６０との間に適宜な隙間を設けて計測用レーザ光Ｌmの光軸上に直列に配置しても良い。
【００５５】
こうして、適正な入射角で直線偏光子３３を通り受光素子３４に受光された計測用レーザ光Ｌmに基づいて制御装置４０により算出される複屈折特性は、被検体５０の複屈折特性と計測補助体６０の複屈折特性とを含んだ複合的な複屈折特性（複合複屈折特性という）である。但し、被検体５０と計測補助体６０とは、レリーフパターンの雌雄関係が反対で光学材料の屈折率が共通する光学素子要素の組み合わせになっており、計測用レーザ光Ｌmは高屈折率低分散の光学素子要素（５１，６１）を２層、低屈折率高分散の光学素子要素（５２，６２）を２層通っている。
【００５６】
このため、制御装置４０により算出された複屈折位相差の大きさ（リターデーション量）は、被検体５０単体のリターデーション量の２倍の大きさになっている。換言すれば、制御装置４０により算出されたリターデーション量を１／２に換算することにより、被検体である密着複層型回折光学素子５０の複屈折特性を導出することができる。
【００５７】
従って、このような第１構成形態の複屈折特性の計測方法によれば、単体では把握困難であった密着複層型回折光学素子５０の複屈折特性を、計測補助体の密着複層型回折光学素子６０を用いて適正に計測された複合複屈折特性に基づいて導出することができる。
【００５８】
次に、第２構成形態の複屈折特性の計測方法について説明する。第２構成形態では、レリーフパターンの雌雄関係が被検体の密着複層型回折光学素子５０と共通で、光学材料の屈折率が反転した密着複層型回折光学素子７０を計測補助体とし、この計測補助体７０を被検体５０とともに計測用レーザ光Ｌmの光軸上に直列に配設して、被検体５０及び計測補助体７０を透過した計測用レーザ光を受光素子３７に受光させる。図６に密着複層型回折光学素子７０の概要構成を示す。
【００５９】
密着複層型回折光学素子７０は、第２の屈折率ｎ２を有する光学材料からなり第１のレリーフパターン５１ｐが形成された第５光学素子要素７１、及び第１の屈折率ｎ１を有する光学材料からなり第２のレリーフパターン５２ｐが形成された第６光学素子要素７２を有し、第５光学素子要素７１及び第６光学素子要素７２が第１、第２レリーフパターン５１ｐ，５２ｐを介して一体的に密着接合された構成を基本構造とする。
【００６０】
また、密着複層型回折光学素子７０は、第１の屈折率ｎ１を有する光学材料及び第２の屈折率ｎ２を有する光学材料として、被検体の密着複層型回折光学素子５０と同じ光硬化性樹脂材料を用い、各光学素子要素７１，７２におけるレリーフパターンと対峙する面側に、光硬化性樹脂材料の光学素子要素と密着する光学素子部材７６，７７を設けている。光学素子部材７６，７７は被検体５０の光学素子部材５６，５７と同様に平行平面の光学ガラスを用いている。
【００６１】
このような構成の計測補助体の密着複層型回折光学素子７０は、図４を参照して説明した被検体の密着複層型回折光学素子５０と同様の製作方法により作成することができる。具体的には、第５光学素子要素７１を形成する際に、光学素子部材７６に滴下する未硬化の樹脂材料が、高屈折率低分散の第１樹脂材料ではなく低屈折率高分散の第２樹脂材料であること（図４（ａ）を参照）、及び、第５の光学素子要素のレリーフパターン５１ｐが形成された面上に滴下する未硬化の樹脂材料が、低屈折率高分散の第２樹脂材料ではなく高屈折率低分散の第１樹脂材料であること（図４（ｅ）を参照）を除き、製作方法は同じである。
【００６２】
これにより、レリーフパターン５１ｐ、５２ｐを介して第５，第６光学素子要素７１，７２が一体的に密着接合され、さらに、第１光学素子要素５１におけるレリーフパターン５１ｐと対峙する面側に光学素子部材７６が密着され、第２光学素子要素５２におけるレリーフパターン５２ｐと対峙する面側に光学素子部材７７が密着された、４層の密着複層型回折光学素子７０が作成される（図４（ｈ）を参照）。
【００６３】
このような手法によれば、被検体の密着複層型回折光学素子５０と同一の生産設備を用いて計測補助体の密着複層型回折光学素子７０を作成することができる。すなわち、密着複層型回折光学素子７０を作成するために別途形状が異なる金型を製作する必要がなく、滴下する光硬化型樹脂を入れ替えるだけで計測補助体の密着複層型回折光学素子７０を作成することができる。そのため、既存設備を利用して効率的に複屈折特性を計測することができる。
【００６４】
上記のように構成された密着複層型回折光学素子７０は、素子全体を１枚のレンズとして見たときに負のパワーを持つレンズ、すなわち凹レンズとして作用する。また高屈折率の第６光学素子要素７２のレリーフパターン５２ｐは第１光学素子要素５１のレリーフパターン５１ｐと雌雄関係が逆であり、低屈折率の第５光学素子要素７１のレリーフパターン５１ｐは第２光学素子要素５２のレリーフパターン５２ｐと雌雄関係が逆であることから、レンズパワーの絶対値は、被検体の密着複層型回折光学素子５０と計測補助用の密着複層型回折光学素子７０とで同一になる。
【００６５】
このため、光ヘテロダイン複屈折測定装置１の試料テーブル２５上に被検体の密着複層型回折光学素子５０と計測補助用の密着複層型回折光学素子７０とを直列に並べて配置し、被検体５０に計測用レーザ光Ｌmを入射すると、被検体５０のレリーフパターンで回折し被検体から所定角度で出射する計測用レーザ光が、計測補助体７０のレリーフパターンで逆方向に回折して上記所定角度が打ち消され、入射光と平行になった計測用レーザ光Ｌmが計測補助体７０から出射する。計測補助体７０から出射した計測用レーザ光Ｌmは、適正な入射角で直線偏光子３３を通り、受光素子３４に受光される。
【００６６】
このとき、図６に示すように、被検体５０と計測補助体７０とを密着または近接して計測用レーザ光Ｌmの光軸上に直列に配置することにより、被検体５０に入射する計測用レーザ光Ｌmと計測補助体７０から出射する計測用レーザ光Ｌmとの光軸のオフセット量を最小化することができる。
【００６７】
こうして、適正な入射角で直線偏光子３３を通り受光素子３４に受光された計測用レーザ光Ｌmに基づいて制御装置４０により算出される複屈折特性は、被検体５０の複屈折特性と計測補助体７０の複屈折特性とを含んだ複合複屈折特性である。但し、被検体５０と計測補助体７０とは、レリーフパターンの雌雄関係が同一で光学材料の屈折率が反転した光学素子要素の組み合わせになっており、計測用レーザ光Ｌmは高屈折率低分散の光学素子要素（５１，７２）を２層、低屈折率高分散の光学素子要素（５２，７１）を２層通っている。
【００６８】
このため、制御装置４０により算出されたリターデーション量は、被検体５０単体のリターデーション量の２倍の大きさになっている。換言すれば、光ヘテロダイン複屈折測定装置１により計測されたリターデーション量を１／２に換算することにより、被検体である密着複層型回折光学素子５０の複屈折特性を導出することができる。
【００６９】
従って、このような第２構成形態の複屈折特性の計測方法においても、単体では把握困難であった密着複層型回折光学素子５０の複屈折特性を、計測補助体の密着複層型回折光学素子７０を用いて適正に計測された複合複屈折特性に基づいて導出することができる。
【００７０】
以上では、レリーフパターンの雌雄関係が被検体反転し光学材料の屈折率が被検体と同一の計測補助体６０、またはレリーフパターンの雌雄関係が被検体と同一で光学材料の屈折率が反転した計測補助体７０を、被検体の密着複層型回折光学素子５０と直列に並べて配置し、被検体５０及び計測補助体（６０または７０）を透過した計測用レーザ光Ｌmに基づく複合屈折率特性から被検体５０の複屈折特性を導出する複屈折特性の導出方法について説明した。
【００７１】
次に、レリーフパターンの形状に基づく複屈折特性を除外し、当該レリーフパターンが形成された第１，第２光学素子部材の部材内部の複屈折特性を計測する計測方法について簡潔に説明する。この計測方法は、第２計測補助部材８０，９０を用いて行われる。第２計測補助部材８０，９０の概要構成を図７（ａ），（ｂ）に示す。
【００７２】
第２計測補助部材８０は、ともに第１の屈折率ｎ１を有する光学材料からなり、第１のレリーフパターン５１ｐが形成された第７光学素子要素８１、及び第２のレリーフパターン５２ｐが形成された第８光学素子要素８２を有し、第７光学素子要素８１及び第８光学素子要素８２が第１、第２レリーフパターン５１ｐ，５２ｐを介して一体的に密着接合された構成を基本構造とする。第１の屈折率ｎ１を有する光学材料は被検体の密着複層型回折光学素子５０と同じ光硬化性樹脂材料であり、各光学素子要素のレリーフパターンと対峙する面側に光学素子要素と密着する光学素子部材８６，８７が設けられている。光学素子部材８６，８７は被検体５０の光学素子部材５６，５７と同様の平行平面の光学ガラスである。
【００７３】
第２計測補助部材９０は、ともに第２の屈折率ｎ２を有する光学材料からなり、第１のレリーフパターン５１ｐが形成された第９光学素子要素９１、及び第２のレリーフパターン５２ｐが形成された第１０光学素子要素９２を有し、第９光学素子要素９１及び第１０光学素子要素９２が第１、第２レリーフパターン５１ｐ，５２ｐを介して一体的に密着接合された構成を基本構造とする。第２の屈折率ｎ２を有する光学材料は被検体の密着複層型回折光学素子５０と同じ光硬化性樹脂材料であり、各光学素子要素のレリーフパターンと対峙する面側に光学素子要素と密着する光学素子部材９６，９７が設けられている。光学素子部材９６，９７も被検体５０の光学素子部材５６，５７と同様の平行平面の光学ガラスである。
【００７４】
第２計測補助体の密着複層型回折光学素子８０，９０は、既述した各密着複層型回折光学素子５０，６０，７０等と同様の製作方法により作成することができる。具体的な製作方法はこれまでの説明から自明であるため、ここでは省略する。
【００７５】
上記のように構成された第２計測補助体の密着複層型回折光学素子８０及び９０は、素子全体を１枚のレンズとして見たときに、正負のパワーを持たないレンズ、すなわち基本的には、材質が異なる平行平板の光学素子と同様になる。但し、各第２計測補助体には、レリーフパターン５１ｐ，５２ｐを形成することにより各光学素子要素の材料内部に生じる複屈折性が保持されている。
【００７６】
そのため、光ヘテロダイン複屈折測定装置１の試料テーブル２５上に第２計測補助体８０（または９０）を単体で配置し、計測用レーザ光Ｌmを入射すると、第２計測補助部材に入射した計測用レーザ光Ｌmはレリーフパターン５１ｐ，５２ｐの界面で回折することなく、そのまま第２計測補助体８０（または９０）から出射する。計測補助体７０から出射した計測用レーザ光Ｌmは、適正な入射角で直線偏光子３３を通り、受光素子３４に受光される。このとき、第２計測補助体８０（または９０）に入射する計測用レーザ光Ｌmと、第２計測補助体８０（または９０）から出射する計測用レーザ光Ｌmとはオフセットせず、同一光軸上を通る。
【００７７】
こうして、適正な入射角で直線偏光子３３を通り受光素子３４に受光された計測用レーザ光Ｌmに基づいて制御装置４０により算出される複屈折特性は、第２計測補助体８０（または９０）単体の複屈折特性である。但し、第２計測補助体を形成する光学素子要素の光学材料が同一であることから、計測補助体のレリーフパターン５１ｐ，５２ｐを介した屈折率差による屈折は生じず、制御装置４０により算出される複屈折特性は、レリーフパターン５１ｐ，５２ｐの形状に基づく複屈折特性を除外したものとなる。その結果、制御装置４０により算出される複屈折特性は、第２計測補助体の各光学素子内部に保持されたレリーフパターンを形成することにより生じた複屈折特性成分となる。
【００７８】
このうち、第７光学素子要素８１及び第８光学素子要素８２がともに高屈折率低分散の第１光学素子材料で形成された第２計測補助体８０については、被検体５０の第１光学素子要素５１及び計測補助体６０の第３光学素子要素６１の複屈折特性成分の和、あるいは被検体５０の第１光学素子要素５１及び計測補助体７０の第６光学素子要素７２の複屈折特性成分の和となる。
【００７９】
また、第９光学素子要素９１及び第１０光学素子要素９２がともに低屈折率高分散の第２光学素子材料で形成された第２計測補助体９０については、被検体５０の第２光学素子要素５２及び計測補助体６０の第４光学素子要素６２の複屈折特性成分の和、あるいは被検体５０の第２光学素子要素５２及び計測補助体７０の第５光学素子要素７１の複屈折特性成分の和になる。
【００８０】
このため、第２計測補助体８０を単体計測して算出された複屈折特性から、レリーフパターン５１ｐ，５２ｐの幾何学的形状に基づく複屈折性を除外し、高屈折率低分散の第１光学素子材料でレリーフパターン５１ｐ，５２ｐの形成に起因して光学素子要素の内部に生じる複屈折性を導出することができる。同様に、第２計測補助体９０を単体計測して算出された複屈折特性から、低屈折率高分散の第２光学素子材料でレリーフパターン５１ｐ，５２ｐの形成に起因して光学素子要素の材料内部に生じる複屈折性を導出することができる。
【００８１】
また、第１の構成形態の複屈折特性導出方法において制御装置４０により算出された被検体５０及び計測補助体６０の複合複屈折特性から、第２計測補助体８０を単体計測して算出された複屈折特性、及び第２計測補助体９０を単体計測して算出された複屈折特性を差し引いて演算することにより、当該レリーフパターンを形成することによって第１光学素子要素及び第２光学素子部材の内部に生じた複屈折特性を除外して、レリーフパターンの幾何学的形状に基づく複屈折特性を導出することができる。
【００８２】
次に、本発明を適用した具体的な実施例について説明する。
【００８３】
（１）被検体
・図４に示した密着複層型回折光学素子５０を被検体とした。
・第１光学素子要素５１は高屈折率低分散であり、硬化後の樹脂の波長６８７．５６ｎｍのｄ線屈折率ｎｄは、ｎｄ＝１．５７７１である。
・第２光学素子要素５２は低屈折率高分散であり、硬化後の樹脂のｄ線屈折率ｎｄは、ｎｄ＝１．５２７８である。
・第１光学素子要素５１及び第２光学素子要素５２の部分の直径は１４ｍｍとした。
【００８４】
（２）計測補助体−１
・図５に示した密着複層型回折光学素子６０を第１実施例の計測補助体とした。
・第３光学素子要素６１は高屈折率低分散であり、硬化後の樹脂のｄ線屈折率ｎｄは、第１光学素子要素５１と同じｎｄ＝１．５７７１である。
・第４光学素子要素６２は低屈折率高分散であり、硬化後の樹脂のｄ線屈折率ｎｄは、第２光学素子要素５２と同じｎｄ＝１．５２７８である。
・第３光学素子要素６１及び第４光学素子要素６２の部分の直径は１４ｍｍ（第１，第２光学素子要素と同一）とした。
【００８５】
（３）計測補助体−２
・図６に示した密着複層型回折光学素子７０を第２実施例の計測補助体とした。
・第５光学素子要素７１は低屈折率高分散であり、硬化後の樹脂のｄ線屈折率ｎｄは、第２光学素子要素５２と同じｎｄ＝１．５２７８である。
・第６光学素子要素７２は高屈折率低分散であり、硬化後の樹脂のｄ線屈折率ｎｄは、第１光学素子要素５１と同じｎｄ＝１．５７７１である。
・第５光学素子要素７１及び第６光学素子要素７２の部分の直径は１４ｍｍ（第１，第２光学素子要素と同一）とした。
【００８６】
（４）光ヘテロダイン複屈折測定装置
・光ヘテロダイン複屈折測定装置１として、ユニオプト株式会社製の自動複屈折測定装置ＡＢＲ−１０Ａ−４０Ａを用いた。
【００８７】
（５）比較例、第１実施例、第２実施例
・被検体の密着複層型回折光学素子５０を試料テーブル２５の中央部に載置し、被検体単体で計測した複屈折特性を比較例とした。
・試料テーブル２５に載置した被検体の密着複層型回折光学素子５０に、計測補助体−１の密着複層型回折光学素子６０を重ねて直列に密着配置し、被検体及び計測補助体−１で計測した複合複屈折特性を第１実施例とした。
・試料テーブル２５に載置した被検体の密着複層型回折光学素子５０に、計測補助体−２の密着複層型回折光学素子７０を重ねて直列に密着配置し、被検体及び計測補助体−２で計測した複合複屈折特性を第２実施例とした。
【００８８】
以下、図８〜図１０の計測データを参照する。各図における横軸及び縦軸は、試料テーブル２５のＸ軸座標及びＹ軸座標の座標位置であり、密着複層型回折光学素子の中心がＸ−Ｙ座標の０，０となるように配置している。図中の各座標位置にプロットされたデータが複屈折特性を表しており、線の延びる方向が進相軸の方位、線の長さがリターデーションの大きさを表す。なお、図中にはリターデーション量が１ｎｍのスケールが示されている。
【００８９】
なお、計測された各データは、いずれも同心円状の３つの領域から構成されるが、内周の円形領域がレリーフパターンが形成された直径１４ｍｍの光学素子要素（例えば第１、第２光学素子要素）の配設部、中間の円環領域が光学素子要素よりも幾分大きい光学素子部材（例えば光学素子部材５７）の配設部、外周の円環領域が光学素子要素よりもさらに大きい光学素子部材（例えば光学素子部材５６）の配設部に相当する。
【００９０】
（６）比較例
図８は、比較例の計測結果、すなわち、被検体の密着複層型回折光学素子５０を単体で計測したときの複屈折特性の計測データである。この計測データでは、第１，第２光学素子要素５１，５２が設けられた領域において、複屈折性がほとんど見られない領域と複屈折性が見られる領域とが不均一に入り混じっている。また、複屈折性が見られる領域において、進相軸の方位がまちまちである。さらに、リターデーション量が突出するものが散見される。
【００９１】
被検体の密着複層型回折光学素子５０は、同心円状のレリーフパターンを有する回折光学素子であることから、基本的には、軸対称性を有した複屈折特性になると解される。上記のように複屈折性の存在領域・不存在領域が不均一に入り混じる現象や、進相軸方位がまちまちになる現象、局所的にリターデーション量が突出する現象等は、被検体を透過して屈折した計測用レーザ光Ｌmが、適正に直線偏光子３３を通って受光素子３４に入射されなかったことに起因すると推定される。
【００９２】
（７）第１実施例
図９は、第１実施例の計測結果、すなわち、被検体の密着複層型回折光学素子５０に、計測補助体−１の密着複層型回折光学素子６０を重ねて直列に密着配置し、被検体及び計測補助体−１で計測した複合複屈折特性の計測データである。この計測データでは、第１，第２光学素子要素５１，５２、及び第３，第４光学素子要素６１，６２が設けられた領域において、進相軸の方位が中心から外周に向かうように放射状に延びている。リターデーション量に僅かなばらつきが見られるが、全体的に見て軸対称性を有する複屈折特性が計測されている。
【００９３】
（８）第２実施例
図１０は、第２実施例の計測結果、すなわち、被検体の密着複層型回折光学素子５０に、計測補助体−２の密着複層型回折光学素子７０を重ねて直列に密着配置し、被検体及び計測補助体−２で計測した複合複屈折特性の計測データである。この計測データでは、第１，第２光学素子要素５１，５２、及び第５，第６光学素子要素７１，７２が設けられた領域において、進相軸の方位が中心から外周に向かうように放射状に延びている。リターデーション量に僅かなばらつきが見られるが、全体的に見て軸対称性を有する複屈折特性が計測されている。
【００９４】
第１実施例と第２実施例とを対比すると、いずれも光学素子要素が設けられた領域において進相軸が中心から外周に向かうように放射状に延びており、全体的に軸対称性を有する複屈折特性である点において共通する。
【００９５】
このとき、第１実施例と第２実施例では、計測用レーザ光Ｌmが高屈折低分散の光学素子要素と低屈折校分散の光学素子要素をともに２層ずつ透過しており、計測されたリターデーション量は被検体の密着複層型回折光学素子５０単体の場合の２倍の量になっている。そこで、計測されたリターデーション量を１／２にすることで密着複層型回折光学素子５０の複屈折特性を導出することができる。
【００９６】
従って、以上説明したような複屈折特性導出方法によれば、レリーフパターンが素子内部に形成された密着複層型回折光学素子においても、素子全体の複屈折特性を的確に把握することができる。そして、計測補助体−１の密着複層型回折光学素子６０、または計測補助体−２の密着複層型回折光学素子７０を製品検査用の治具として用い、製造される密着複層型回折光学素子５０，５０，５０…の製品検査を行うことにより、従来では困難とされた密着複層型回折光学素子の複屈折特性検査を実現することが可能となる。
【００９７】
なお、以上では、密着複合型回折光学素子５０の第１，第２光学素子要素５１，５２が共に光硬化性樹脂材料で形成される場合の構成例を説明したが、いずれか一方または両方が低融点光学ガラス材料で形成される場合には、これに合わせて計測補助体６０，７０を構成すればよい。また密着複合型回折光学素子５０の第１，第２光学素子要素５１，５２を光学ガラス製の光学素子部材５６、５７で挟み込む４層構造を例示したが、第１，第２光学素子要素５１，５２のみからなる２層構造や、さらに層数が多い密着複合型回折光学素子についても同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１  光ヘテロダイン複屈折測定装置
１０  本体フレーム
２０  Ｘ−Ｙステージ
２５  試料テーブル
３０  測定光学系
３１  レーザ光源
３２  ビームスプリッタ
３４  受光素子
３７  受光素子
４０  制御装置
５０  被検体の密着複層型回折光学素子
５１  第１光学素子要素（５１ｐ  第１のレリーフパターン）
５２  第２光学素子要素（５２ｐ  第２のレリーフパターン）
５６，５７  光学素子部材
６０  計測補助体の密着複層型回折光学素子
６１  第３光学素子要素
６２  第４光学素子要素
６６，６７  光学素子部材
７０  計測補助体の密着複層型回折光学素子
７１  第５光学素子要素
７２  第６光学素子要素
７６，７７  光学素子部材
Ｌr  参照用レーザ光
Ｌm  計測用レーザ光
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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