(57)【要約】【課題】  ビームスプリッタのような光を分割する光学素子で透過及び反射した２つのレーザ光に発生する波面収差を精度よく効率的に測定することが可能な光を分割する光学素子の検査装置及び光を分割する光学素子の検査方法を提供することにある。【解決手段】  レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、レーザ光を入射してレーザ光の波面収差を測定する波面収差測定手段と、レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を被検査物である光を分割する光学素子に導き、被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光を波面収差測定手段に導く光学系手段と、光学系手段に設けられ、被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光のうち、選定されたレーザ光が波面収差測定手段に入射するようレーザ光を遮断又はレーザ光の光路を変更するレーザ光選定手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、
レーザ光を入射してレーザ光の波面収差を測定する波面収差測定手段と、
該レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を被検査物である光を分割する光学素子に導き、該被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光を該波面収差測定手段に導く光学系手段と、
該光学系手段に設けられ、該被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光のうち、選定されたレーザ光が該波面収差測定手段に入射するようレーザ光を遮断又はレーザ光の光路を変更するレーザ光選定手段とを備えたことを特徴とする光を分割する光学素子の検査装置。
【請求項２】
前記レーザ光選定手段が、少なくとも２つのシャッタと該シャッタの開閉を制御するシャッタ開閉制御手段とから構成されることを特徴とする請求項１記載の光を分割する光学素子の検査装置。
【請求項３】
前記レーザ光選定手段が、ミラーと該ミラーの移動を制御するミラー移動制御手段とから構成されることを特徴とする請求項１記載の光を分割する光学素子の検査装置。
【請求項４】
前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光の偏光状態を直線偏光から円偏光にする偏光状態可変手段を、該レーザ光出射手段から前記被検査物である光を分割する光学素子までのレーザ光の光路上に配置可能にしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光を分割する光学素子の検査装置。
【請求項５】
前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光並びに前記被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光の光束径を変化させる光束径可変手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光を分割する光学素子の検査装置。
【請求項６】
前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を、前記被検査物である光を分割する光学素子がない状態で、該被検査物である光を分割する光学素子がある場合と同じ光路で前記波面収差測定手段に導く波面収差補正用光路手段と、
該波面収差補正用光路手段によりレーザ光を該波面収差測定手段に導いたときの該波面収差測定手段にて測定したレーザ光の波面収差に基づき、該波面収差測定手段にて該被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光の波面収差を測定した結果を補正する波面収差補正手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光を分割する光学素子の検査装置。
【請求項７】
前記波面収差測定手段が、シャックハルトマンセンサであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の光を分割する光学素子の検査装置。
【請求項８】
出射されたレーザ光を被検査物である光を分割する光学素子に導き、
該被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光のうちいずれかのレーザ光を、レーザ光を遮断又はレーザ光の光路を変更することで選定し、
該選定されたレーザ光の波面収差を測定することを特徴とする光を分割する光学素子の検査方法。
【請求項９】
出射されたレーザ光の波面収差を前記被検査物である光を分割する光学素子がない状態
で、該被検査物である光を分割する光学素子がある場合とレーザ光の光路を同じにして測定し、
該測定された波面収差に基づき、該被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光の波面収差を測定した結果を補正することを特徴とする請求項８記載の光を分割する光学素子の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばビームスプリッタのような光を分割する光学素子の検査装置及び光を分割する光学素子の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、入射した光を透過と反射との２つのビームに分割（分岐）する光学素子として例えばビームスプリッタは多くの装置に使われている。ビームスプリッタは、入射ビームに対して４５°の角度にビーム分岐面が配置され、透過する光は入射ビームと平行になり、反射する光は入射ビームに対し直角になる。ビームスプリッタにはいくつかの構造タイプがあるが、直角プリズムを二つ貼り合わせた構造であれば、接合面には誘電体多層膜や金属薄膜のコーティングが施され、コーティングの厚さ等により透過と反射の２つのビームの光量を調整することができる。
【０００３】
このような光学素子であるビームスプリッタの検査としては、例えば特許文献１に示されているように、透過と反射の２つのビームの振れ角や透過率、反射率を測定することが行われている。
【特許文献１】特開昭６３−１５３４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のビームスプリッタのような光学素子の検査方法では、検査結果が許容値以下で良品とされたビームスプリッタであっても、ビーム分岐面における面の歪みやコーティングの厚さムラ等により透過と反射の２つのビームに波面収差が発生することがあり、ビームスプリッタが使われる装置によってはその波面収差が許容できない量である可能性があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ビームスプリッタのような光を分割する光学素子で透過及び反射した２つのレーザ光に発生する波面収差を精度よく効率的に測定することが可能な光を分割する光学素子の検査装置及び光を分割する光学素子の検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の光を分割する光学素子の検査装置は、レーザ光を出射するレーザ光出射手段と、レーザ光を入射してレーザ光の波面収差を測定する波面収差測定手段と、レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を被検査物である光を分割する光学素子に導き、被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光を波面収差測定手段に導く光学系手段と、光学系手段に設けられ、被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光のうち、選定されたレーザ光が波面収差測定手段に入射するようレーザ光を遮断又はレーザ光の光路を変更するレーザ光選定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の光を分割する光学素子の検査装置は、レーザ光選定手段が、少なくとも２つのシャッタとシャッタの開閉を制御するシャッタ開閉制御手段とから構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の光を分割する光学素子の検査装置は、レーザ光選定手段が、ミラーとミラーの移動を制御するミラー移動制御手段とから構成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の光を分割する光学素子の検査装置は、レーザ光出射手段から出射されたレーザ光の偏光状態を直線偏光から円偏光にする偏光状態可変手段を、レーザ光出射手段から被検査物である光を分割する光学素子までのレーザ光の光路上に配置可能にしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の光を分割する光学素子の検査装置は、レーザ光出射手段から出射されたレーザ光並びに被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光の光束径を変化させる光束径可変手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の光を分割する光学素子の検査装置は、レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を、被検査物である光を分割する光学素子がない状態で、被検査物である光を分割する光学素子がある場合と同じ光路で波面収差測定手段に導く波面収差補正用光路手段と、波面収差補正用光路手段によりレーザ光を波面収差測定手段に導いたときの波面収差測定手段にて測定したレーザ光の波面収差に基づき、波面収差測定手段にて被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光の波面収差を測定した結果を補正する波面収差補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の光を分割する光学素子の検査装置は、波面収差測定手段が、シャックハルトマンセンサであることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の光を分割する光学素子の検査方法は、出射されたレーザ光を被検査物である光を分割する光学素子に導き、被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光のうちいずれかのレーザ光を、レーザ光を遮断又はレーザ光の光路を変更することで選定し、選定されたレーザ光の波面収差を測定することを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の光を分割する光学素子の検査方法は、出射されたレーザ光の波面収差を被検査物である光を分割する光学素子がない状態で、被検査物である光を分割する光学素子がある場合とレーザ光の光路を同じにして測定し、測定された波面収差に基づき、被検査物である光を分割する光学素子にて透過及び反射したレーザ光の波面収差を測定した結果を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１及び請求項８の発明によれば、光を分割する光学素子で透過及び反射したレーザ光の波面収差を測定する際、透過及び反射したレーザ光のどちらかを選定して波面収差を測定するようにしたことから、透過及び反射した２つのレーザ光に発生する波面収差を効率的に測定することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、透過及び反射したレーザ光のどちらかを選定する手段を、少なくとも２つのシャッタとシャッタの開閉を制御する手段とから構成することにより、透過及び反射したレーザ光のうち、波面収差を測定するレーザ光を効率的に選定することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、透過及び反射したレーザ光のどちらかを選定する手段を、ミラーとミラーの移動を制御する手段とから構成することにより、透過及び反射したレーザ光のうち、波面収差を測定するレーザ光を効率的に選定することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、レーザ光が被検査物に入射する前にレーザ光の偏光状態を直線偏光から円偏光にする手段を設けたことから、光を分割する光学素子が偏光ビームスプリッタであっても、レーザ光の偏光状態を直線偏光から円偏光にすることで、透過するレーザ光の強度と反射するレーザ光の強度をほぼ等しくでき、レーザ光に発生する波面収差を精度よく測定することができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、出射したレーザ光と被検査物で透過及び反射したレーザ光の光束径を変化させる手段を設けたことから、光を分割する光学素子の大きさに合わせてレーザ光の光束径を変化させたうえで、波面収差測定手段に入射するレーザ光の光束径を一定にすることができ、レーザ光に発生する波面収差を精度よく測定することができる。
【００２０】
請求項６及び請求項９の発明によれば、測定した波面収差から被検査物以外により発生する波面収差を除外する補正を行う手段を設けたことから、光を分割する光学素子で透過及び反射した２つのレーザ光に発生する波面収差を精度よく測定することができる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、波面収差を測定する手段をシャックハルトマンセンサにすることにより、光を干渉させる系が不要であるため、装置の構成を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の形態における光を分割する光学素子の検査装置は、例えばビームスプリッタのような光学素子を検査するための装置である。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第１の実施例を示す構成図である。図２は、実施例１のビームスプリッタ検査装置において補正用のレーザ光波面を求める方法を示す説明図である。ビームスプリッタ検査装置１は、光を分割する光学素子であるビームスプリッタＯｂを検査する検査装置である。ビームスプリッタ検査装置１は、レーザ光源１０、コリメートレンズ１２、１／４波長板１４、ハーフミラー１６、ビームエキスパンダ１８ａ，１８ｂ、シャッタ２０，２４、ミラー２２，２６、シャックハルトマンセンサ３０、コントローラ４０、画像生成装置４２、入力装置４４、モニタ装置４６等で構成されている。
【００２４】
レーザ光源１０は、半導体レーザで構成されており、コントローラ４０によりレーザ光の出射と出射停止を制御され、所定波長で直線偏光の偏光方向を有するレーザ光を出射する。直線偏光の偏光方向は、後述する１／４波長板１４の進相軸及び遅相軸から４５°の方向にある。コリメー卜レンズ１２は、レーザ光源１０から出射されたレーザ光（発散光）を平行光にする。１／４波長板１４は、後述する被検査物であるビームスプリッタＯｂが偏光ビームスプリッタであるときレーザ光の光路上にセットされる。レーザ光は、直線偏光の偏光方向が１／４波長板１４の進相軸及び遅相軸から４５°の方向にある状態で入射するので、透過した後はレーザ光は円偏光になる。
【００２５】
ハーフミラー（透過光と反射光の割合が１：１のビームスプリッタ）１６は、入射したレーザ光のおよそ半分を透過し、およそ半分を入射方向に直交する方向に反射させる。検査に用いられるレーザ光は、レーザ光源１０側から入射したレーザ光の内透過した半分のレーザ光であり、後述する被検査物であるビームスプリッタＯｂ側から入射したレーザ光の内反射した半分のレーザ光である。レーザ光源１０側から入射したレーザ光で反射したレーザ光及びビームスプリッタＯｂ側から入射したレーザ光で透過したレーザ光はそのままにされ検査には用いられない。
【００２６】
ビームエキスパンダ１８ａ，１８ｂは、レーザ光源１０側から入射したレーザ光の光束径を後述する被検査物であるピームスプリッタＯｂの大きさに合った光束径に変え、ビームスプリッタＯｂ側から入射したレーザ光の光束径を元の光束径に変える。ビームエキスパンダ１８ａ，ｌ８ｂの２つのレンズを交換することでレーザ光の光束径を様々に変化させることができる。
【００２７】
被検査物のビームスプリッタＯｂは、ビームエキスパンダ１８ａ，１８ｂで光束径を変えられたレーザ光を入射し、所定の比率のレーザ光を反射し、所定の比率のレーザ光を透過させる。被検査物のビームスプリッタＯｂが偏光ビームスプリッタであるときは、円偏光が入射するため略半分のレーザ光が反射および透過する。そして、反射したレーザ光は、シャッタ２０を介してミラー２２で反射し元の光路を戻って、被検査物のビームスプリッタＯｂに入射する。また、透過したレーザ光は、シャッタ２４を介してミラー２６で反射し元の光路を戻って、被検査物のビームスプリッタＯｂに入射する。
【００２８】
ミラー２２，２６で反射し、ビームスプリッ夕Ｏｂに入射したレーザ光も所定の比率のレーザ光が反射し、所定の比率のレーザ光が透過する。検査に用いられるレーザ光は、ハーフミラー１６側に向かうレーザ光であり、ミラー２２側から入射したレーザ光で透過したレーザ光及びミラー２６側から入射したレーザ光で反射したレーザ光は、そのままにされ検査には用いられない。即ち、検査に用いられるレーザ光は、ハーフミラー１６で透過、ビームスプリッタＯｂで反射、ミラー２２で反射、ビームスプリッタＯｂで反射、ハーフミラー１６で反射のレーザ光（以下、ビームスプリッタＯｂの反射レーザ光という）と、ハーフミラー１６で透過、ビームスプリッタＯｂで透過、ミラー２６で反射、ビームスプリッタＯｂで透過、ハーフミラー１６で反射のレーザ光（以下、ビームスプリッタＯｂの透過レーザ光という）の２つである。
【００２９】
尚、被検査物のビームスプリッタＯｂが偏光ビームスプリッタであるときは、レーザ光源１０側から入射したときに反射し、ミラー２２で反射したレーザ光は大部分が反射し、レーザ光源１０側から入射したときに透過し、ミラー２６で反射したレーザ光は大部分が透過する。シャッタ２０，２４は、開閉がコントローラ４０により制御され、どちらか１つのシャッタを閉状態にすることで、ビームスプリッタＯｂの反射レーザ光及びビームスプリッタＯｂの透過レーザ光のどちらかを後述するシャックハル卜マンセンサ３０に入射させ、検査を行うことができる。
【００３０】
レーザ光の検査は、ハーフミラー１６で反射したレーザ光をシャックハル卜マンセンサ３０に入射させ、波面を測定することで行われる。シャックハル卜マンセンサ３０は、ＮＤフィルタ３２、マイクロレンズアレイ３４、ＣＣＤ撮像素子３６で構成される。入射したレーザ光は、ＮＤフィルタ３２により適切な光量になり、マイクロレンズアレイ３４によりＣＣＤ撮像素子３６上に集光される。これによりＣＣＤ撮像素子３６上には複数の点像が形成され、ＣＣＤ撮像素子３６は、この複数の点像に対応するビデオ信号を画像生成装置４２に出力し、画像生成装置４２は、コントローラ４０からの指令があると同ビデオ信号に基づいてレーザ光の波面を計算し立体画像として表示するための立体画像データを生成し、レーザ光の波面収差を数値で表した評価値を計算してモニタ装置４６に出力する。モニタ装置４６は、この立体画像データに基づきレーザ光の波面の様子を立体画像として表示し、評価値を表示する。
【００３１】
尚、画像生成装置４２は、レーザ光の波面を計算する際、予め記憶されている同じ光路で被検査物のビームスプリッタＯｂを透過又は反射しないときのレーザ光の波面により補正を行い、波面収差のないレーザ光が被検査物のビームスプリッタＯｂのみを透過又は反射したときのレーザ光の波面を求める。言い換えれば、レーザ光源１０が出射するレーザ光自体が持っている波面収差及びレーザ光がレーザ光源１０から出射してからシャックハルトマンセンサ３０に入射するまでの光路上にあるビームスプリッタＯｂ以外の光学素子により発生する波面収差の合計の波面収差を求めて記憶しておき、この波面収差をビームスプリッタＯｂが加わったときの波面収差から減算することでビームスプリッタＯｂのみにより発生する波面収差を求めることを行う。
【００３２】
このように構成されたビームスプリッタ検査装置１において、作業者はまず画像生成装置４２に記憶させる補正用のレーザ光波面の測定を行う。作業者は、被検査物のビームスプリッタＯｂをセットしないで入力装置４４から透過レーザ光の波面測定に用いられる補正用のレーザ光波面測定を指示する。これにより、コントローラ４０はレーザ光源１０からレーザ光を出射させ、画像生成装置４２にレーザ光の波面の計算と記憶を指示する。
【００３３】
このときのレーザ光は、図２（ａ）に示すように、ビームスプリッタＯｂの透過レーザ光を検査する場合と同じ光路でシャックハルトマンセンサ３０に入射している。したがって画像生成装置４２により計算されたレーザ光の波面は、検査対象のビームスプリッタＯｂがある場合と同じ光路で検査対象のビームスプリッタＯｂを透過しないときのレーザ光の波面である。画像生成装置４２は、レーザ光の波面の計算結果をビームスプリッタＯｂの透過レーザ光の波面を測定する際の補正用のレーザ光波面として画像生成装置４２内に記憶する。
【００３４】
次に、作業者は、被検査物のビームスプリッタＯｂをセットする位置に波面収差の発生がないことが検査で確認されているミラー２９をセットし、入力装置４４から反射レーザ光の波面測定に用いられる補正用のレーザ光波面測定を指示する。これにより、コントローラ４０はレーザ光源１０からレーザ光を出射させ、画像生成装置４２にてレーザ光の波面を計算する。このときのレーザ光は、図２（ｂ）に示すように、ビームスプリッタＯｂの反射レーザ光を検査する場合と同じ光路でシャックハルトマンセンサ３０に入射している。したがって画像生成装置４２により計算されたレーザ光の波面は、検査対象のビームスプリッタＯｂがある場合と同じ光路で検査対象のビームスプリッタＯｂで反射しないときのレーザ光の波面である。画像生成装置４２は、レーザ光の波面の計算結果をビームスプリッタＯｂの反射レーザ光の波面を測定する際の補正用のレーザ光波面として画像生成装置４２内に記憶させる。尚、補正用のレーザ光波面は、短期の間には変化しないので補正用のレーザ光波面の測定は、定期的に行い、既存の記憶データを更新していけばよい。
【００３５】
補正用のレーザ光波面の測定が終了するか、記憶されている補正用のレーザ光波面の更新が不要と判断すれば、作業者は被検査物のビームスプリッタＯｂをセットし、入力装置４４から検査の指示と、ビームスプリッタＯｂの反射レーザ光及び透過レーザ光のどちらを検査するか指示する。これにより、コントローラ４０は反射レーザ光の検査が指定されたときはシャッタ２４を閉じ、透過レーザ光の検査が指定されたときはシャッタ２０を閉じ、レーザ光源１０からレーザ光を出射させ、画像生成装置４２に補正に用いる補正用のレーザ光波面を指定したうえで、レーザ光の波面の計算を指示する。
【００３６】
画像生成装置４２は、ＣＣＤ撮像素子３６から入力したビデオ信号を用いてレーザ光の波面を計算し、次に記憶されている２つの補正用のレーザ光波面のうち、指定された補正用のレーザ光波面により補正を行い、立体画像として表示するための立体画像データを生成し、レーザ光の波面収差を数値で表した評価値を計算してモニタ装置４６に出力する。モニタ装置４６は、この立体画像データに基づきレーザ光の波面の様子を立体画像として表示し、レーザ光の波面収差の評価値を表示するので作業者は表示された立体画像と評価値を見て検査対象のビームスプリッタＯｂの合否を判定する。または、波面収差の評価値の許容範囲を設定して画像生成装置４２に記憶しておき、画像生成装置４２が評価値の計算とともに合否を判定するようにしてもよい。
【実施例２】
【００３７】
上記実施例１の形態は、様々な変形が可能である。上記実施例１では、シャックハルトマンセンサ３０によりレーザ光の波面の測定を行ったが、シャックハルトマンセンサ３０に替えて干渉計を用いてもよい。図３は、本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第２の実施例を示す構成図であり、干渉計を用いたビームスプリッタ検査装置の構成図である。本実施例２の上記実施例１と異なっている点は、シャックハルトマンセンサ３０を除き、ミラー２８，ＣＣＤ撮像素子３８を設けた点である。
【００３８】
レーザ光源１０から入射しハーフミラー１６で反射したレーザ光は、ミラー２８で反射し、ハーフミラー１６を透過してＣＣＤ画像素子３８に入射する。このとき、被検査物のビームスプリッタＯｂ側からハーフミラー１６に入射しハーフミラー１６で反射してＣＣＤ撮像素子３８に入射するレーザ光と干渉を起こす。これにより、ＣＣＤ撮像素子３８上には干渉縞が形成され、ＣＣＤ撮像素子３８は干渉縞の濃淡による強度のビデオ信号を出力する。画像生成装置４２は、入力したビデオ信号に基づいて干渉縞の画像データを作成してモニタ装置４６に出力し、モニタ装置４６は干渉縞を表示する。さらに、画像生成装置４２は、干渉縞の画像データからレーザ光の波面の立体画像データを作成して出力し、上記実施例１と同様、モニタ装置４６にレーザ光の波面の様子を立体画像として表示する。
【００３９】
この構成においては、レーザ光源１０、コリメートレンズ１２、１／４波長板１４，ハーフミラー１６及びミラー２８は、波面収差が生じない（波面収差が許容限界内である）ものを用いる。このようにすれば干渉の結果生じる干渉縞は、ビームスプリッタＯｂ側からハーフミラー１６に入射するレーザ光の波面収差によるものとなる。尚、ミラー２８の代わりに波面収差補正ミラーを用いることにより、レーザ光源１０、コリメートレンズ１２、ハーフミラー１６で発生する波面収差を補正してハーフミラー１６を透過してＣＣＤ撮像素子３８に向かうレーザ光に波面収差が生じないようにしてもよい。
【００４０】
この場合も画像生成装置４２は立体画像データを作成するとともに波面収差の評価値を計算して出力し、モニタ装置４６は立体画像と波面収差の評価値を表示するので上記実施例１同様、作業者は表示された立体画像と評価値を見て検査対象のビームスプリッタＯｂの合否を判定することができる。また、本実施例の場合も上記実施例１と同様の方法により補正用のレーザ光波面を求めて画像生成装置４２内に記憶しておき、干渉縞の画像データ及びレーザ光の波面の立体画像データを補正するようにする。
【実施例３】
【００４１】
上記実施例１の形態においては、２つのシャッタ２０，２４の開閉によりビームスプリッタＯｂの反射レーザ光及び透過レーザ光の波面をそれぞれ別々に測定したが、２つのシャッタ２０，２４に代えてミラーの移動によりビームスプリッタＯｂの反射レーザ光及び透過レーザ光の波面をそれぞれ別々に測定するようにしてもよい。図４は、本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第３の実施例を示す構成図であり、ミラーの移動により反射レーザ光又は透過レーザ光の波面をそれぞれ別々に測定するビームスプリッタ検査装置の構成図である。
【００４２】
レーザ光源１０から出射され、コリメートンズ１２で平行光となり被検査物のビームスプリッタＯｂを透過したレーザ光は、そのままシャックハルトマンセンサ３０に入射し、被検査物のビームスプリッタＯｂで反射したレーザ光は、ミラー５０，５２，５４で反射してシャックハル卜マンセンサ３０に入射する。
【００４３】
ミラー５４は、水平移動ができる駆動機構にセットされており、駆動機構はコントローラ４０からの指令によりミラー５４を移動して２つの異なった位置にする。ミラー５４が図４の実線で示された位置にあるときは、被検査物のビームスプリッタＯｂを透過したレーザ光がシャックハルトマンセンサ３０に入射し、ビームスプリッタＯｂで反射したレーザ光は、ミラー５４で反射してシャックハル卜マンセンサ３０に入射しない方向に進む。
【００４４】
ミラー５４が図４の点線で示された位置にあるときは、被検査物のビームスプリッタＯｂを透過したレーザ光は、ミラー５４で遮断され、被検査物のビームスプリッタＯｂで反射したレーザ光がミラー５０，５２，５４で反射してシャックハル卜マンセンサ３０に入射する。コントローラ４０は、作業者が入力装置４４から入力した、透過レーザ光の検査又は反射レーザ光の検査の指定に基づき、ミラー５４を水平移動する駆動機構に指令を出力する。
【００４５】
この場合も補正用のレーザ光波面を求めて記憶し、レーザ光の波面の補正を行う。補正用のレーザ光の波面を求めるときは、図５（ａ）のようにビームスプリッタＯｂをなくしてミラー５４をレーザ光の光路上にない位置にして、レーザ光をシャックハル卜マンセンサ３０に入射させ、このとき画像処理装置４２が取得したレーザ光の波面をビームスプリッタＯｂの透過レーザ光の波面を測定する際の補正用のレーザ光波面とする。また、図５（ｂ）のようにビームスプリッタＯｂの位置に波面収差が発生しないミラー５６をセットして、レーザ光をシャックハルトマンセンサ３０に入射させ、このとき画像処理装置４２が取得したレーザ光の波面を、ビームスプリッタＯｂの反射レーザ光の波面を測定する際の補正用のレーザ光波面とする。画像処理装置４２のデータ処理及びモニタ装置４６の表示様式及び作業者が入力装置４４から入力する指示はすべて上記実施例１と同様である。
【００４６】
尚、本実施例３では、ビームエキスパンダーによりレーザ光の光束径を変化させると、シャックハル卜マンセンサ３０に入射するレーザ光の光束径は一定でなくなるため、別のビームエキスパンダーによりレーザ光の光束径を元に戻す必要がある。よって本実施例３は、検査対象のビームスプリッタＯｂが、ほぼ同じ大きさのものであるときに使用するのが望ましい。
【実施例４】
【００４７】
上記実施例３においても、シャックハル卜マンセンサ３０に代えて干渉計によりレーザ光の波面を測定するようにしてもよい。図６は、本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第４の実施例を示す構成図であり、実施例３におけるビームスプリッタの検査装置のシャックハルトマンセンサ３０を干渉計６０に代えたビームスプリッタ検査装置の構成図である。
【００４８】
干渉計は、色々な方式のものを用いてもよいが、本実施例ではマッハツェンダー型の干渉計を用いている。干渉計６０は、ハーフミラー６１，６９、ミラー６４，６５、集光レンズ６２，６３，６６，６８，ピンホール板６７及びＣＣＤ撮像素子７０から構成されており、入射するレーザ光をハーフミラー６１で２つの異なる光路にそれぞれ導いた後、再び重ね合わせて干渉させ、入射したレーザ光の波面収差により発生する干渉縞を計測する。
【００４９】
ハーフミラー６１で反射したレーザ光は、ミラー６５により直角方向に光路を変え、集光レンズ６６により集光してピンホール板６７にあるピンホール（４〜２０μｍ）の周囲に集光された点像の中心部のみがピンホールにより透過する。これにより、レーザ光の波面収差は除去され、集光レンズ６８で再び平行光になった後、ハーフミラー６９で反射してＣＣＤ撮像素子７０に参照光として入射する。ハーフミラー６１を透過したレーザ光は、コンデンサレンズとしての集光レンズ６２、リレーレンズとしての集光レンズ６３を介してミラー６４で反射し、ハーフミラー６９を透過してＣＣＤ撮像素子７０に被測定光として入射する。被測定光は、入射したレーザ光の波面収差が除去されず、参照光は入射したレーザ光の波面収差が除去されているため、２つのレーザ光の干渉の結果生じる干渉縞は入射したレーザ光の波面収差により発生することになる。
【００５０】
本実施例４においては、ＣＣＤ撮像素子７０が出力するビデオ信号から、干渉縞、レーザ光の波面の立体画像及び波面収差の評価値を算出し表示する構成は実施例２と同じであり、補正用のレーザ光波面を求める方法は実施例３と同じである。尚、本実施例も実施例３同様、検査対象のビームスプリッタＯｂが、ほぼ同じ大きさのものであるときに使用するのが望ましい。
【実施例５】
【００５１】
上記実施例１においては、２つのシャッタ２０，２４の開閉によりビームスプリッタＯｂの反射レーザ光及び透過レーザ光の波面をそれぞれ別々に検査する際、被検査物のビームスプリッタＯｂで２回反射及び２回透過したレーザ光の波面を検査する構成にしたが、１回反射及び１回透過したレーザ光の波面を検査する構成にしてもよい。図７は、本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第５の実施例を示す構成図であり、２つのシャッタの開閉によりビームスプリッタＯｂの反射レーザ光及び透過レーザ光の波面をそれぞれ別々に検査する際、ビームスプリッタＯｂで１回反射及び１回透過したレーザ光の波面を検査するビームスプリッタ検査装置である。本実施例は、実施例３のビームスプリッタ検査装置３においてミラー５４に代えて、シャッタ７２，７４，ハーフミラー７６を設けた構成である。
【００５２】
レーザ光源１０から出射され、コリメートレンズ１２で平行光となり被検査物のビームスプリッタＯｂを透過したレーザ光は、シャッタ７２を介してハーフミラー７６を透過してそのままシャックハルトマンセンサ３０に入射し、被検査物のビームスプリッタＯｂで反射したレーザ光は、ミラー５０，５２で反射してシャッタ７４を介してハーフミラー７６で反射してシャックハルトマンセンサ３０に入射する。この場合、上記実施例３と光学素子の配置のみが異なり、画像処理装置４２のデータ処理及びモニタ装置４６の表示様式及び作業者が入力装置４４から入力する指示はすべて上記実施例３と同様である。また、補正用のレーザ光の波面を求める際、被検査物のビームスプリッタＯｂを除いて波面測定し、被検査物のビームスプリッ夕Ｏｂの代わりに波面収差が発生しないミラー５６をセットして波面測定する点も上記実施例３と同じである。
【００５３】
また、この場合も実施例４同様、シャックハル卜マンセンサ３０に替えて干渉計６０を用いることができる。尚、本実施例５も実施例３，４同様、被検査物のビームスプリッタＯｂが、ほぼ同じ大きさのものであるときに使用するのが望ましい。
【００５４】
以上のように、上記実施例の光を分割する光学素子の検査装置であって、例えばビームスプリッタを検査するビームスプリッタ検査装置１〜５によれば、光を分割する光学素子で透過及び反射したレーザ光の波面収差を測定する際、透過及び反射したレーザ光のどちらかを選定して波面収差を測定するようにしたことから、透過及び反射した２つのレーザ光に発生する波面収差を効率的に測定することができる。
【００５５】
また、透過及び反射したレーザ光のどちらかを選定する手段を、少なくとも２つのシャッタとシャッタの開閉を制御する手段とから構成することにより、透過及び反射したレーザ光のうち、波面収差を測定するレーザ光を効率的に選定することができる。
【００５６】
さらに、透過及び反射したレーザ光のどちらかを選定する手段を、ミラーとミラーの移動を制御する手段とから構成することにより、透過及び反射したレーザ光のうち、波面収差を測定するレーザ光を効率的に選定することができる。
【００５７】
さらに、レーザ光が被検査物に入射する前にレーザ光の偏光状態を直線偏光から円偏光にする手段を設けたことから、光を分割する光学素子が偏光ビームスプリッタであっても、レーザ光の偏光状態を直線偏光から円偏光にすることで、透過するレーザ光の強度と反射するレーザ光の強度をほぼ等しくでき、レーザ光に発生する波面収差を精度よく測定することができる。
【００５８】
さらに、出射したレーザ光と被検査物で透過及び反射したレーザ光の光束径を変化させる手段を設けることで、光を分割する光学素子の大きさに合わせてレーザ光の光束径を変化させたうえで、波面収差測定手段に入射するレーザ光の光束径を一定にすることができ、レーザ光に発生する波面収差を精度よく測定することができる。
【００５９】
さらに、測定した波面収差から被検査物以外により発生する波面収差を除外する補正を行う手段を設けることで、光を分割する光学素子で透過及び反射した２つのレーザ光に発生する波面収差を精度よく測定することができる。
【００６０】
さらに、波面収差を測定する手段をシャックハルトマンセンサにすることで、光を干渉させる系が不要であるため、装置の構成を簡単にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明によれば、ビームスプリッタのような光を分割する光学素子で透過及び反射した２つのレーザ光に発生する波面収差を精度よく効率的に測定することが可能な光を分割する光学素子の検査装置及び光を分割する光学素子の検査方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第１の実施例を示す構成図である。
【図２】実施例１のビームスプリッタ検査装置において補正用のレーザ光波面を求める方法を示す説明図である。
【図３】本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第２の実施例を示す構成図である。
【図４】本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第３の実施例を示す構成図である。
【図５】実施例３のビームスプリッタ検査装置において補正用のレーザ光波面を求める方法を示す説明図である。
【図６】本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第４の実施例を示す構成図である。
【図７】本発明が適用されるビームスプリッタ検査装置の第５の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６３】
１〜５・・・ビームスプリッタ検査装置
１０・・・・レーザ光源
１２・・・・コリメートレンズ
１４・・・・１／４波長板
１６・・・・ハーフミラー
１８ａ，１８ｂ・・・ビームエキスパンダ
２０・・・・シャッタ
２２・・・・ミラー
２４・・・・シャッタ
２６・・・・ミラー
２８・・・・ミラー
２９・・・・ミラー
３０・・・・シャックハルトマンセンサ
３２・・・・ＮＤフィルタ
３４・・・・マイクロレンズアレイ
３６・・・・ＣＣＤ撮像素子
３８・・・・ＣＣＤ撮像素子
４０・・・・コントローラ
４２・・・・画像生成装置
４４・・・・入力装置
４６・・・・モニタ装置
５０・・・・ミラー
５２・・・・ミラー
５４・・・・ミラー
５６・・・・ミラー
６０・・・・干渉計
６１・・・・ハーフミラー
６２・・・・集光レンズ
６３・・・・集光レンズ
６４・・・・ミラー
６５・・・・ミラー
６６・・・・集光レンズ
６７・・・・ピンホール板
６８・・・・集光レンズ
６９・・・・ハーフミラー
７０・・・・ＣＣＤ撮像素子
７２・・・・シャッタ
７４・・・・シャッタ
７６・・・・ハーフミラー
【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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