專利名稱：折射率分布測量方法和折射率分布測量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及折射率分布測量方法和折射率分布測量設(shè)備。
背景技術(shù)：
日本專利特開No. (〃 JP" ) 01-316627提出了一種用于通過在被檢物被浸入具有與該被檢物的折射率近似相同的折射率的介質(zhì)(匹配油)中的同時測量被檢物的透射波前來求得該被檢物的折射率分布的方法。JP 02-008726提出了一種用于通過在被檢物被浸入具有與該被檢物的折射率略有不同的折射率的兩種類型的匹配油中的每一種中的同時測量被檢物的透射波前來求得該被檢物的折射率分布的方法。JP 01-316627和02-008726中公開的這些方法需要各自均具有與被檢物的折射率近似相同的折射率的匹配油。然而，具有高折射率的匹配油具有低透射率，并且，檢測器只能輸出弱信號。這樣，具有高折射率的被檢物的測量精確度容易降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供能夠高度精確地測量被檢物的折射率分布的折射率分布測量方法和折射率分布測量設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的折射率分布測量方法包括以下步驟通過把被檢物布置在具有與該被檢物的折射率不同的折射率的介質(zhì)中并且通過將參考光引入到被檢物中，測量被檢物的透射波前；以及通過使用透射波前的測量結(jié)果，計算被檢物的折射率分布。在被檢物在介質(zhì)中的互不相同的多個取向(orientation)中，該測量步驟測量具有第一折射率的第一介質(zhì)中的第一透射波前和具有與第一折射率不同的第二折射率的第二介質(zhì)中的第二透射波前。該計算步驟通過利用第一透射波前和第二透射波前的測量結(jié)果以及基準(zhǔn)被檢物的每個透射波前移除被檢物的形狀分量，來獲得在所述多個取向中的每一個取向中的被檢物的折射率分布投影值，所述基準(zhǔn)被檢物具有與所述被檢物相同的形狀以及具有特定的折射率分布，并且以與所述被檢物的取向相同的取向位于第一介質(zhì)和第二介質(zhì)中的一個中。然后，該計算步驟基于與所述多個取向?qū)?yīng)的多個折射率分布投影值來計算該被檢物的三維折射率分布。從參照附圖對示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是根據(jù)第一實施例的折射率分布測量設(shè)備的框圖。圖2是用于圖示根據(jù)第一實施例的折射率分布測量方法的流程圖。圖3A 3B是用于圖示根據(jù)第一實施例的基準(zhǔn)被檢物中設(shè)置的坐標(biāo)系和折射率分布測量設(shè)備中的光線的光路的視圖。圖4A 4B是用于圖示根據(jù)第一實施例的被檢物的傾斜的視圖。圖5是根據(jù)第二實施例的折射率分布測量設(shè)備的框圖。
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圖6是用于圖示根據(jù)第二實施例的折射率分布測量方法的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖給出對本發(fā)明的實施例的描述。第一實施例圖1是安裝在穩(wěn)定器190上的折射率分布測量設(shè)備的框圖。該折射率分布測量設(shè)備通過把被檢物浸入兩種類型的介質(zhì)(諸如空氣和水)中的每一種中并且通過把來自光源的參考光引入到被檢物中，測量被檢物的透射波前，其中每種所述介質(zhì)具有與被檢物的折射率不同的折射率。然后，折射率分布測量設(shè)備利用作為計算機的處理器和透射波前的測量結(jié)果，計算被檢物的折射率分布。這個實施例利用Talbot干涉儀作為被配置為通過利用來自光源的光測量布置在介質(zhì)中的被檢物的透射波前的測量單元。被檢物140是諸如透鏡之類的光學(xué)元件。容器130容納介質(zhì)1 (諸如空氣)或者介質(zhì)2(諸如水)?？諝饣蛩恼凵渎时缺粰z物140的折射率小0. 01或更多。從諸如He-Ne激光器之類的激光光源100沿光學(xué)軸發(fā)射的激光束101在穿過針孔板(光學(xué)部件)110中的針孔(PH) 112時被衍射。在針孔112中被衍射的衍射光或者參考光被準(zhǔn)直透鏡(CL) 120轉(zhuǎn)換為會聚光103。會聚光103透射容器130中的介質(zhì)1或2以及被檢物140。本實施例假設(shè)被檢物 140是圍繞軸旋轉(zhuǎn)對稱的透鏡。針孔112的直徑Φ小得以使衍射光102能夠被看作是理想球面波，并且直徑Φ被設(shè)計為使用在被檢物側(cè)的數(shù)值孔徑NAO和激光光源100的波長λ 而滿足以下表達式表達式權(quán)利要求
1.一種折射率分布測量方法，包含如下步驟通過把被檢物布置在具有與該被檢物的折射率不同的折射率的介質(zhì)中并且通過將參考光引入到被檢物中，測量被檢物的透射波前；以及通過使用透射波前的測量結(jié)果，計算被檢物的折射率分布，其特征在于，在被檢物在介質(zhì)中的互不相同的多個取向中，所述測量的步驟測量具有第一折射率的第一介質(zhì)中的第一透射波前和具有與第一折射率不同的第二折射率的第二介質(zhì)中的第二透射波前；以及所述計算的步驟通過利用第一透射波前和第二透射波前的測量結(jié)果以及基準(zhǔn)被檢物的每個透射波前移除被檢物的形狀分量，來獲得在所述多個取向中的每一個取向中的被檢物的折射率分布投影值，所述基準(zhǔn)被檢物具有與所述被檢物相同的形狀以及具有特定的折射率分布，并且以與所述被檢物的取向相同的取向位于第一介質(zhì)和第二介質(zhì)中的一個中， 并且，所述計算的步驟基于與所述多個取向?qū)?yīng)的多個折射率分布投影值來計算該被檢物的三維折射率分布。
2.一種折射率分布測量方法，包含如下步驟通過把被檢物布置在具有與該被檢物的折射率不同的折射率的介質(zhì)中并且通過將參考光引入到被檢物中，測量被檢物的透射波前；以及通過使用透射波前的測量結(jié)果，計算被檢物的折射率分布，其特征在于，所述測量的步驟測量對于第一波長的第一透射波前時被檢物在介質(zhì)中的取向與所述測量的步驟測量對于不同于第一波長的第二波長的第二透射波前時被檢物在介質(zhì)中的取向不同；以及所述計算的步驟通過利用對于第一波長的第一透射波前和對于第二波長的第二透射波前的測量結(jié)果以及基準(zhǔn)被檢物的每個透射波前移除被檢物的形狀分量，來獲得在多個取向中的每一個取向中的被檢物的折射率分布投影值，所述基準(zhǔn)被檢物具有與所述被檢物相同的形狀以及具有特定的折射率分布，并且以與所述被檢物的取向相同的取向位于所述介質(zhì)中，并且，所述計算的步驟基于與所述多個取向?qū)?yīng)的多個折射率分布投影值來計算該被檢物的三維折射率分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的折射率分布測量方法，其中，所述多個取向包括其中入射到被檢物上的入射光線穿過被檢物的光入射側(cè)的被檢物的光學(xué)表面與切割表面之間的邊界以及被檢物的光出射側(cè)的被檢物的光學(xué)表面與切割表面之間的邊界的情況下的取向。
4.一種用于制造光學(xué)元件的方法，所述方法包括模制光學(xué)元件的步驟，其特征在于，該方法還包括如下步驟通過利用根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項的折射率分布測量方法測量光學(xué)元件的折射率分布，評估所模制的光學(xué)元件的光學(xué)性能。
5.一種折射率分布測量設(shè)備，包含光源；調(diào)整器，該調(diào)整器被配置為調(diào)整被檢物在介質(zhì)中的取向，該介質(zhì)具有不同于被檢物的折射率的折射率；測量單元，該測量單元被配置為通過利用來自光源的光，測量布置在介質(zhì)中的被檢物的透射波前；以及處理器，該處理器被配置為通過使用所述透射波前計算被檢物的折射率分布，其中，在被檢物在介質(zhì)中的互不相同的多個取向中，所述測量單元測量具有第一折射率的第一介質(zhì)中的第一透射波前和具有與第一折射率不同的第二折射率的第二介質(zhì)中的第二透射波前；以及其中，所述處理器通過利用第一透射波前和第二透射波前的測量結(jié)果以及基準(zhǔn)被檢物的每個透射波前移除被檢物的形狀分量，來獲得在所述多個取向中的每一個取向中的被檢物的折射率分布投影值，所述基準(zhǔn)被檢物具有與所述被檢物相同的形狀以及具有特定的折射率分布，并且以與所述被檢物的取向相同的取向位于第一介質(zhì)和第二介質(zhì)中的一個中， 并且，所述處理器基于與所述多個取向?qū)?yīng)的多個折射率分布投影值來計算該被檢物的三維折射率分布。
6.一種折射率分布測量設(shè)備，包含光源，該光源被配置為發(fā)射第一波長的光和第二波長的光；調(diào)整器，該調(diào)整器被配置為調(diào)整被檢物在介質(zhì)中的取向，該介質(zhì)具有不同于被檢物的折射率的折射率；測量單元，該測量單元被配置為通過利用來自光源的光測量布置在介質(zhì)中的被檢物的透射波前；以及處理器，該處理器被配置為基于用第一波長測量的第一透射波前和用第二波長測量的第二透射波前來計算被檢物的折射率分布，其中，所述測量單元測量第一透射波前時被檢物在介質(zhì)中的取向與所述測量單元測量第二透射波前時被檢物在介質(zhì)中的取向不同；以及其中，所述處理器通過利用第一透射波前和第二透射波前的測量結(jié)果以及基準(zhǔn)被檢物的每個透射波前移除被檢物的形狀分量，來獲得在多個取向中的每一個取向中的被檢物的折射率分布投影值，所述基準(zhǔn)被檢物具有與所述被檢物相同的形狀以及具有特定的折射率分布，并且以與所述被檢物的取向相同的取向位于所述介質(zhì)中，并且，所述處理器基于與所述多個取向?qū)?yīng)的多個折射率分布投影值來計算該被檢物的三維折射率分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的折射率分布測量設(shè)備，其中，所述測量單元包括剪切干涉儀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6的折射率分布測量設(shè)備，其中，所述測量單元包括 Shack-Hartman 傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及折射率分布測量方法和折射率分布測量設(shè)備以及制造光學(xué)元件的方法。該折射率分布測量方法包括如下步驟測量具有第一折射率的第一介質(zhì)中的第一透射波前和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二介質(zhì)中的第二透射波前，以及通過利用第一透射波前和第二透射波前的測量結(jié)果以及基準(zhǔn)被檢物的每個透射波前移除被檢物的形狀分量，獲得多個取向中的每一個取向中的被檢物的折射率分布投影值，該基準(zhǔn)被檢物具有與被檢物相同的形狀以及具有特定的折射率分布，并且以與被檢物的取向相同的取向位于第一介質(zhì)和第二介質(zhì)中的一個中，以及基于與該多個取向?qū)?yīng)的多個折射率分布投影值計算被檢物的三維折射率分布。
文檔編號G01N21/41GK102297758SQ20111013223
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者加藤正磨 申請人:佳能株式會社