(57)【要約】      （修正有）【課題】被検物の位相屈折率を高精度に計測することができる計測方法を提供する。【解決手段】光源１０からの光を参照光と被検光に分割し、参照光と被検物８０を透過した被検光を干渉させて参照光と被検光の位相差を計測する。基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きに基づいて、位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出し、被検物８０の位相屈折率を算出する。【選択図】図１
2017003434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を参照光と被検光に分割し、前記被検光を被検物に入射させ、前記参照光と前記被検物を透過した被検光とを干渉させて、前記参照光と前記被検光の位相差を複数の波長で計測するステップと、
位相屈折率が既知の基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きに基づいて、前記位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出し、前記被検物の位相屈折率を算出するステップを含むことを特徴とする計測方法。
【請求項２】
前記被検物の位相屈折率の波長に関する傾きと前記基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きの差分に基づいて、前記位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出することを特徴とする請求項１に記載の計測方法。
【請求項３】
前記基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きの公差に基づいて、前記位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の計測方法。
【請求項４】
前記被検物の温度を第１の温度として、前記参照光と前記被検光の位相差を複数の波長で計測するステップと、
前記被検物の温度を前記第１の温度とは異なる第２の温度として、前記参照光と前記被検光の位相差を複数の波長で計測するステップと、
前記第１、第２の温度においてそれぞれ計測された前記参照光と前記被検光の位相差に基づいて、前記被検物の厚みを算出するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の計測方法。
【請求項５】
第１の媒質中に前記被検物を配置して、前記参照光と前記被検光の位相差を複数の波長で計測するステップと、
前記第１の媒質とは屈折率が異なる第２の媒質中に前記被検物を配置して、前記参照光と前記被検光の位相差を複数の波長で計測するステップと、
前記第１、第２の媒質中に前記被検物を配置してそれぞれ計測された前記参照光と前記被検光の位相差に基づいて、前記被検物の厚みを算出するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の計測方法。
【請求項６】
光学素子をモールド成形するステップと、
請求項１から５のいずれか１項に記載の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、成形された光学素子を評価するステップと、
を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項７】
光源と、
前記光源からの光を参照光と被検光に分割し、前記被検光を被検物に入射させ、前記参照光と前記被検物を透過した被検光とを干渉させる干渉光学系と、
前記干渉光学系により形成された前記参照光と前記被検光の干渉光を検出する検出器と、
前記干渉光を検出した検出器から得られる干渉信号に基づいて、前記参照光と前記被検光の位相差を算出する算出手段を有する計測装置であって、
前記算出手段は、位相屈折率が既知の基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きに基づいて、前記位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出し、前記被検物の位相屈折率を算出することを特徴とする計測装置。
【請求項８】
前記算出手段は、前記被検物の位相屈折率の波長に関する傾きと前記基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きの差分に基づいて、前記位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出することを特徴とする請求項７に記載の計測装置。
【請求項９】
前記算出手段は、前記基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きの公差に基づいて、前記位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出することを特徴とする請求項７または８に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記算出手段は、前記被検物の温度を第１の温度として複数の波長で計測された前記参照光と前記被検光の位相差と、前記被検物の温度を前記第１の温度とは異なる第２の温度として複数の波長で計測された前記参照光と前記被検光の位相差とに基づいて、前記被検物の厚みを算出することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記算出手段は、第１の媒質中に前記被検物が配置された状態で複数の波長で計測された前記参照光と前記被検光の位相差と、前記第１の媒質とは屈折率が異なる第２の媒質中に前記被検物が配置された状態で複数の波長で計測された前記参照光と前記被検光の位相差とに基づいて、前記被検物の厚みを算出することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率の計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モールドレンズの位相屈折率は成形条件によって変化する。成形後のレンズの位相屈折率は、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、成形後のレンズの位相屈折率は、加工時の応力解放によって変化する。したがって、成形後のレンズの位相屈折率を非破壊で計測する技術が必要である。
【０００３】
特許文献１は、位相屈折率および形状が未知の被検物と位相屈折率および形状が既知のガラス試料を２種類の位相屈折率マッチング液に浸し、コヒーレント光を用いて干渉縞を測定する。そして、ガラス試料の干渉縞からオイルの位相屈折率を計測し、オイルの位相屈折率を用いて被検物の位相屈折率を算出する。非特許文献１は、参照光と被検光の干渉信号を波長の関数として計測し、干渉信号をフィッティングすることで位相屈折率を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−００８７２６号公報
【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．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された方法では、位相屈折率が高いマッチングオイルは透過率が低いため、高い位相屈折率を有する被検物の透過波面計測は小さな信号しか得られず、計測精度が低くなる。非特許文献１に開示された方法では、２πの整数倍の位相が未知数であるため、フィッティング精度が低くなる。
【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計測方法、計測装置、光学素子の製造方法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】
本発明の計測方法は、光源からの光を参照光と被検光に分割し、前記被検光を被検物に入射させ、前記参照光と前記被検物を透過した被検光とを干渉させて、前記参照光と前記被検光の位相差を複数の波長で計測するステップと、位相屈折率が既知の基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きに基づいて、前記位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出し、前記被検物の位相屈折率を算出するステップを含むことを特徴とする。
【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形するステップと、上記の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、成形された光学素子を評価するステップを含むことを特徴としている。
【００１０】
本発明の計測装置は、光源と、前記光源からの光を参照光と被検光に分割し、前記被検光を被検物に入射させ、前記参照光と前記被検物を透過した被検光とを干渉させる干渉光学系と、前記干渉光学系により形成された前記参照光と前記被検光の干渉光を検出する検出器と、前記干渉光を検出した検出器から得られる干渉信号に基づいて、前記参照光と前記被検光の位相差を算出する算出手段を有する計測装置であって、前記算出手段は、位相屈折率が既知の基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きに基づいて、前記位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数を算出し、前記被検物の位相屈折率を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計測方法、計測装置、光学素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】計測装置のブロック図である（実施例１）。
【図２】計測装置によって被検物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る（実施例１）。
【図３】検出器で得られる干渉信号を示す図である（実施例１）。
【図４】計測装置のブロック図である（実施例２）。
【図５】光学素子の製造工程の説明図である。
【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、本発明の実施例１の計測装置のブロック図である。本実施例の計測装置は、マッハ・ツェンダー干渉計で構成されている。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の位相屈折率を計測する。
【００１５】
なお、屈折率には、光の等位相面の移動速度である位相速度ｖ（λ）に関する位相屈折率ｎ（λ）と、光のエネルギーの移動速度（波束の移動速度）ｖｇ（λ）に関する群屈折率ｎｇ（λ）があり、後述する数式８によって関連付けられる。
【００１６】
本実施例における被検物８０は、負のパワーをもつレンズであるが、正のパワーを持つレンズであってもよいし、平板でもよい。実施例１の光源１０は、複数の波長の光を射出する光源（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、被検物を透過しない光（参照光）と被検物を透過する光（被検光）に分割し、参照光と被検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。干渉光学系は、ビームスプリッタ２０、２１、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、界面（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。本実施例では、界面２０ａを透過した光が参照光、界面２０ａで反射した光が被検光である。ビームスプリッタ２１は、界面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、干渉光は検出器９０に入射する。
【００１８】
容器６０は、媒質７０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）は厚み及び屈折率が均一で、かつ、容器６０の両側面が平行であるのが望ましい。
【００１９】
媒質７０の位相屈折率は、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と、計測した温度を媒質の位相屈折率に換算するコンピュータから構成される。より具体的には、特定の温度における波長ごとの屈折率と、各波長における屈折率の温度係数を記憶したメモリをコンピュータが備える構成とすれば良い。これにより、コンピュータは、温度計測手段により計測された媒質７０の温度に基づいて、計測された温度における媒質７０の屈折率を波長ごとに算出することができる。なお、媒質７０の温度変化が小さい場合は、特定の温度における波長ごとの屈折率のデータを示すルックアップデーブルを用いてもよい。もしくは、媒質屈折率算出手段は、位相屈折率及び形状が既知のガラスプリズムを媒質に浸してその透過波面を計測する波面計測センサと、透過波面と形状から媒質の位相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ステージ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、レーザ変位計やエンコーダ）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。参照光と被検光の光路長差は、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）の関数として検出する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の検出結果と媒質の位相屈折率から被検物の位相屈折率を算出する算出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。
【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、参照光と被検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の計測装置において、被検物８０が被検光路上に配置されてい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Ｉφ０（λ）は数式１で表される。
【００２５】
【数１】
2017003434.tif 000003
（数式１）
【００２６】
ただし、λは空気中の波長、Δ０は参照光と被検光の光路長の差、Ｉ０は参照光の強度と被検光の強度の和、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、干渉強度Ｉφ０（λ）は振動関数となる。したがって、参照光と被検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。ただし、現在の位置がΔ０＝０からどれだけシフトしているかが分かる場合（現在のΔ０の値が特定できる場合）は、参照光と被検光の光路長が等しくなる位置（Δ０＝０）に調整する必要はない。
【００２７】
図２は、被検物８０の位相屈折率を算出する算出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。
【００２８】
まず、被検物８０が被検光路上に配置される（Ｓ１０）。次に、参照光と被検光の位相差が複数の波長において計測される（Ｓ２０）。計測される位相差φ（λ）は、２πの整数倍に対応する未知数２πｍ（ｍは整数）を含む。位相差φ（λ）及び干渉強度Ｉ（λ）は数式２で表される。
【００２９】
【数２】
2017003434.tif 000004
（数式２）
【００３０】
ただし、ｎｓａｍｐｌｅ（λ）は被検物の位相屈折率、ｎｍｅｄｉｕｍ（λ）は媒質の位相屈折率、Ｌは被検物の幾何学厚みである。本実施例では、Ｌは被検物の中心部分の厚みである。
【００３１】
図３は、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である。干渉信号は、位相差φ（λ）の波長依存性を反映した振動関数となる。図３のλ０は、位相差φ（λ）が極値をとる波長を示している。干渉信号の振動周期は、波長λ０の付近でゆるやかになるため、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の値を調整すればよい。
【００３２】
位相差φ（λ）は、例えば、次のような位相シフト法を用いて計測することができる。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。
【００３３】
【数３】
2017003434.tif 000005
（数式３）
【００３４】
係数ａ０、ａ１、ａ２を最小二乗法のアルゴリズムによって算出すると、位相差φ（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φ（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るのがよい。算出された位相差φ（λ）は２πで畳み込まれている。したがって、２πの位相飛びをつなぎ合わせる作業（アンラッピング）が必要である。
【００３５】
【数４】
2017003434.tif 000006
（数式４）
【００３６】
位相差φ（λ）から被検物の位相屈折率が、整数ｍの関数として算出される（Ｓ３０）。整数ｍの関数である被検物の位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ，ｍ）は、数式５で表される。位相差の未知数２πｍは、被検物の位相屈折率に対して波長の一次関数（ｍ／Ｌ）λとして影響することが数式５からわかる。つまり、位相屈折率の波長に関する傾きが整数ｍの値によって変化する。
【００３７】
【数５】
2017003434.tif 000007
（数式５）
【００３８】
次に、基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きに基づいて、整数ｍが算出（位相差が有する２πの整数倍に対応する未知数が算出）される（Ｓ４０）。ここで、基準被検物とは、被検物の位相屈折率と近い位相屈折率を有し、位相屈折率が既知のものを指す。例えば、被検物の母材や、被検物と同材質で製作された光学素子は、基準被検物になりうる。
【００３９】
モールド成形によって、位相屈折率は大きく変化する。その変化の大部分は、波長に依存しない定数成分（直流成分）の変化である。波長に関する傾き成分（一次成分）の変化はほとんどない。そのため、基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きに基づいて、整数ｍが算出される。具体的には、被検物の位相屈折率の波長に関する傾きと基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きの差分が最も小さくなるように、整数ｍが算出される。もしくは、基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きの公差（例えば、アッベ数公差）の範囲内に入るように、整数ｍが算出される。
【００４０】
最後に、ステップＳ４０で算出した整数ｍを数式５に代入して、被検物の位相屈折率が算出される（Ｓ５０）。
【００４１】
本実施例では、被検物の幾何学厚みＬは既知と仮定している。そのため、あらかじめ被検物の幾何学厚みＬを計測することが望ましい。被検物の幾何学厚みＬは、例えば、探針を利用した接触計測や２枚の参照面を利用した低コヒーレンス干渉法を用いて計測できる。もしくは、本実施例の装置を用いて、次のように厚みＬが計測されてもよい。
【００４２】
厚みＬの計測方法は、数式２で表される位相差φ（λ）を計測した後、被検物および媒質の温度をΔＴだけ変化させて再度位相差φΔＴ（λ）を計測する。位相差φΔＴ（λ）は、数式６のように表される。
【００４３】
【数６】
2017003434.tif 000008
（数式６）
【００４４】
ただし、ｄｎｓａｍｐｌｅ（λ）／ｄＴは被検物の屈折率の温度係数、αは被検物の線膨張係数、ｎΔＴｍｅｄｉｕｍ（λ）は温度がΔＴ変化した後の媒質の位相屈折率、Δｍは温度ΔＴの変化に伴う整数の変化量である。ｄｎｓａｍｐｌｅ（λ）／ｄＴとαは既知の量である。ｎΔＴｍｅｄｉｕｍ（λ）は、媒質屈折率計測手段によって計測される。
【００４５】
位相差の波長に関する変化率が、位相差から算出される。この算出作業は、２πの整数倍の未知数を除去する作業である。数式２の位相差φ（λ）の波長に関する変化率（波長に関する微分）ｄφ（λ）／ｄλと、数式６の位相差φΔＴ（λ）の波長に関する変化率ｄφΔＴ（λ）／ｄλは、数式７のように表される。
【００４６】
【数７】
2017003434.tif 000009
（数式７）
【００４７】
添え字ｇは群屈折率を示す。位相屈折率ｎ（λ）と群屈折率ｎｇ（λ）の関係は数式８で表される。
【００４８】
【数８】
2017003434.tif 000010
（数式８）
【００４９】
数式７の２式からｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）を消去すると、数式９のように厚みＬが算出される。
【００５０】
【数９】
2017003434.tif 000011
（数式９）
【００５１】
既知の量と仮定しているｄｎｓａｍｐｌｅ（λ）／ｄＴとαは、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ｄｎｓａｍｐｌｅ（λ）／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、硝材の屈折率が多少変化しても屈折率の温度係数と線膨張係数はほとんど変化せず、かつ数式９を用いて算出される厚みＬは屈折率の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屈折率の温度係数と線膨張係数が１組既知であればよい。尚、線膨張係数が厚みＬ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。
【００５２】
温度変化を利用した厚み計測の代わりに、２種類の媒質を用いた厚み計測も可能である。２種類の媒質を用いた厚みＬの計測方法は、数式２で表される位相差φ（λ）を計測した後、異なる屈折率を有する媒質中に被検物を配置して再度位相差φ２（λ）を計測する。位相差φ（λ）の波長に関する変化率ｄφ（λ）／ｄλと、位相差φ２（λ）の波長に関する変化率ｄφ２（λ）／ｄλが算出される。ｄφ（λ）／ｄλとｄφ２（λ）／ｄλからｎｇｓａｍｐｌｅ（λ）が消去されて、厚みＬが数式１０で算出される。ただし、ｎｇ２ｍｅｄｉｕｍ（λ）は、２番目の媒質の群屈折率である。
【００５３】
【数１０】
2017003434.tif 000012
（数式１０）
【００５４】
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）に浸している。本発明の計測方法は、媒質７０が空気でも成り立つ。しかし、被検物８０を媒質７０に浸すことには利点がある。その利点とは、被検物と媒質の屈折率差が小さくなることによって、レンズのパワーの影響を低減できることである。
【００５５】
本実施例では、参照光と被検光の両方が、媒質７０を透過するように構成されている。容器６０の側面の位相屈折率と厚みと、容器６０の側面間の距離とが、既知であれば、被検光のみが媒質７０を透過する構成でもよい。
【００５６】
媒質７０の温度の分布は、媒質７０の屈折率の分布と等価である。媒質７０の屈折率分布は、算出する被検物の屈折率に誤差を与える。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。そのため、媒質７０の屈折率分布を計測するための波面計測装置が備わっているのが望ましい。
【００５７】
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を算出する。
【００５８】
本実施例では、複数の波長の光を射出する光源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、複数の波長の光を射出する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。連続スペクトルではなく離散スペクトルを有する光源（例えば、マルチライン発振ガスレーザ）が使用されてもよい。光源は、単一の光源に限らず、複数の光源を組み合わせでもよい。
【００５９】
本実施例では、マッハ・ツェンダー干渉計の構成をとっているが、代わりにマイケルソン干渉計の構成でもよい。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】
【００６０】
図４は、実施例２の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。媒質の位相屈折率を計測するために、位相屈折率及び形状が既知のガラスプリズムが被検光束上に配置されている。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。
【００６１】
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。
【００６２】
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を収容している容器６０に入射する。被検光の一部の光は媒質７０及び被検物８０を透過する。被検光の一部の光は媒質７０及びガラスプリズム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。
【００６３】
検出器９２は、被検物８０及びガラスプリズム１３０の位置と共役位置に配置されている。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。本実施例は、被検物８０の透過光の内、被検物８０の透過光すべてを計測する必要はなく、被検物８０の中心部分の透過光のみを計測すればよい。
【００６４】
本実施例の被検物８０の位相屈折率算出手段は、次のとおりである。
【００６５】
まず、被検物８０が被検光束中に配置される。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、位相差φ（λ）と媒質７０の位相屈折率が計測される。位相差φ（λ）から被検物の位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ，ｍ）が、整数ｍの関数として算出される。基準被検物の位相屈折率の波長に関する傾きに基づいて、２πの整数倍に対応する未知数２πｍが算出される。算出した整数ｍを位相屈折率ｎｓａｍｐｌｅ（λ，ｍ）に代入して、被検物の位相屈折率が算出される。
【００６６】
図５は、モールド成型を利用した光学素子の製造工程を示している。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、本発明の計測装置を用いることができる。評価された光学性能が要求する仕様を満足しなかった場合には、光学素子の光学面の補正量が算出され、その結果を用いて再度光学素子が設計され、仕様を満足する場合には、光学素子が量産される。
【００６７】
本実施例の光学素子の製造方法により、光学素子の位相屈折率が高精度に計測されるので、モールド成形を用いて光学素子を精度よく量産することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０  光源
８０  被検物
９０  検出器
１００  コンピュータ（算出手段）
【図１】
2017003434.tif 000013
【図２】
2017003434.tif 000014
【図３】
2017003434.tif 000015
【図４】
2017003434.tif 000016
【図５】
2017003434.tif 000017