專利名稱：測(cè)量雙折射層厚度的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量一種待測(cè)物體，如液晶的雙折射層厚度的一種方法和裝置。
在已有技術(shù)的測(cè)量液晶厚度的裝置中，是將一個(gè)需要測(cè)量的液晶盒放置在一個(gè)偏振片和一個(gè)檢偏器之間。一個(gè)光源產(chǎn)生一束具有多個(gè)波長的光，一臺(tái)單色儀或分光儀接收所產(chǎn)生的光并生成具有單一波長λ的光。這束光順序通過偏振片、液晶層和檢偏器，用一個(gè)光傳感器探測(cè)從檢偏器中透射出來的光。該偏振片透射軸的方向與液晶盒入射側(cè)的摩擦方向平行。待測(cè)液晶具有大約90°的扭旋角。
液晶層的厚度是用上述的裝置測(cè)量的。如果單色儀發(fā)射的光波長用λ表示，則從偏振片、液晶和檢偏器中透射的光透射率T表示為下式(公式(1))T=sin2((π/2)1+u2)/(1+u2)]]>其中u＝2△nd/λ△n表示液晶雙折射的程度或者正常折射率與異常折射率之間的差，d表示液晶層的厚度。于是如果將透射率T變?yōu)榱銜r(shí)的波長表示為λs，則從(1)式可以推導(dǎo)出公式(2)。(公式(2))d=λs/Δn×m2-1/4]]>其中m＝1、2、3……于是，通過改變單色儀的波長測(cè)定由光傳感器探測(cè)到的光強(qiáng)度為零時(shí)的波長，或透射率變?yōu)榱銜r(shí)的波長λs。然后，將該波長λs代入公式(2)，求出液晶層的厚度。
但是上述的方法有幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，可以測(cè)量其厚度的液晶層限于扭旋角大約為90°的液晶層。其次，需要使液晶盒的摩擦方向平行于兩個(gè)偏振片的透射方向，摩擦方向是已知的。然而，一般來說測(cè)量摩擦方向是很困難的，并且使液晶的摩擦方向正確地與兩個(gè)偏振片的透射方向保持一致是不可能的。而且，由于需要單色儀或分光儀，測(cè)量需要大約1分鐘的時(shí)間。所以，這種方法不可能應(yīng)用于諸如需要高速處理的在線檢測(cè)中。最后，因?yàn)椴捎脝紊珒x或分光儀，這種裝置具有一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，其成本也高。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種正確地和足以適用于在線檢測(cè)的高速度測(cè)量雙折射層厚度的方法和裝置，即使是不具有90°扭旋角的液晶或者其摩擦方向未知的液晶，也能夠以低廉的成本進(jìn)行制造。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，雙折射層的厚度是按以下方式進(jìn)行測(cè)量的將具有雙折射層的一個(gè)待測(cè)物體如一個(gè)液晶盒和一個(gè)相移片放置在以平行尼科爾棱晶或者正交尼科爾棱晶形式設(shè)置的第一偏振片和第二偏振片之間的光路中。相移片這樣設(shè)置，使得第一偏振片的透射方向與光軸一致。然后，在探測(cè)透射第二偏振片的光強(qiáng)度時(shí)將相位片旋轉(zhuǎn)。于是，在光強(qiáng)度達(dá)到極限值時(shí)測(cè)定相移片的旋轉(zhuǎn)角度。再根據(jù)極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算出雙折射層的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，按如下不同的方式測(cè)量雙折射層的厚度按照這種方法，用一個(gè)半波片作為相移片，具有雙折射層的待測(cè)物體被設(shè)置成可以旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。首先，旋轉(zhuǎn)該物體，將其設(shè)置在某一位置，使得透射過第二偏振片的光強(qiáng)度具有極限值。然后，旋轉(zhuǎn)半波片，當(dāng)透射過第二偏振片的光強(qiáng)度達(dá)到極限值時(shí)測(cè)定半波片的旋轉(zhuǎn)角度。之后，根據(jù)半波片的旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算出雙折射層的厚度。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是快速測(cè)量厚度。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)扭旋角不等于90°的液晶盒進(jìn)行測(cè)量。
本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以用非常簡單的光學(xué)統(tǒng)測(cè)量厚度。
本發(fā)明的這些和其它目的及特征通過以下參照附圖結(jié)合最佳實(shí)施例所作的描述可以變得更加美夢(mèng)，其中

圖1為本發(fā)明的第一實(shí)施例中用于測(cè)量雙折射層厚度的一種方法的基本光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖2為第一實(shí)施例的測(cè)量方法的流程示意圖3為該實(shí)施例中光學(xué)系統(tǒng)的坐標(biāo)示意圖；圖4為在偏振片是平行尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/8的情況下所測(cè)得的光強(qiáng)度相對(duì)于相移片的旋轉(zhuǎn)角度的曲線圖；圖5為在偏振片是正交尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/8的情況下所測(cè)得的光強(qiáng)度相對(duì)于相移片的旋轉(zhuǎn)角度的曲線圖；圖6為在偏振片是正交尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/8的情況下所測(cè)得的光強(qiáng)度相對(duì)于相移片的旋轉(zhuǎn)角度的曲線圖；圖7為在偏振片是正交尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/8的情況下所測(cè)得的光強(qiáng)度相對(duì)于相移片的旋轉(zhuǎn)角度的曲線圖；圖8為在偏振片是正交尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/8的情況下所測(cè)得的光強(qiáng)度相對(duì)于相移片的旋轉(zhuǎn)角度的曲線圖；圖9為在偏振片是正交尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/8的情況下所測(cè)得的光強(qiáng)度相對(duì)于相移片的旋轉(zhuǎn)角度的曲線圖；圖10為測(cè)量折射層厚度的裝置的示意圖；圖11為本發(fā)明的第二實(shí)施例中用于測(cè)量雙折射層厚度的另一種基本光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖12為第二實(shí)施例中的測(cè)量方法的流程示意圖；圖13為用于測(cè)量雙折射層厚度的另一種裝置的示意圖。
現(xiàn)在參見附圖，其中相同的標(biāo)號(hào)指示在幾幅圖中相同或?qū)?yīng)的部件，圖1表示了在本發(fā)明的第一實(shí)施例中測(cè)量雙折射層厚度的一個(gè)基本光學(xué)系統(tǒng)。在圖1中，一個(gè)單波長光源1和一個(gè)激光器發(fā)射出一束波長為λ的光。沿著這束光的光軸20，依次設(shè)置一個(gè)偏振片2、包含在一個(gè)液晶盒中的液晶層3，一個(gè)相移片4、另一個(gè)偏振片6和一個(gè)光探測(cè)器7。液晶層3是需要測(cè)量的具有雙折射層的物體的一個(gè)實(shí)例，它具有正常折率no和異常折射率ne。物體3設(shè)置在兩個(gè)偏振片2和6之間，兩個(gè)偏振片設(shè)置成平行尼科爾或者正交尼科爾棱晶的形式。具有相位差δ的相移片4設(shè)置在兩個(gè)偏振片2、6之間。因此，光探測(cè)器7探測(cè)從第二偏振片6透射出的光。
下面，參照附圖2的流程圖說明如何利用具有上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量雙折射層3的厚度。首先，將第一偏振片2和第二偏振片6與設(shè)置在它們之間的液晶層3組成平行尼科爾或者正交尼科爾棱晶(步驟S2)。然后，使相移片4的光軸與第一偏振片2的透射軸一致(步驟S4)。接著，旋轉(zhuǎn)相移片4，當(dāng)光探測(cè)器7的探測(cè)強(qiáng)度達(dá)到極限值時(shí)測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度α(步驟S6)。隨后，將測(cè)得的旋轉(zhuǎn)角度α代入后面說明的公式(11)中，并計(jì)算出該雙折射層(液晶層)3的厚度(步驟S8)。
下面參照幾個(gè)公式說明測(cè)量雙折射層(液晶層)厚度的上述方法的原理。
圖3表示圖1中所示光學(xué)系統(tǒng)的坐標(biāo)。在圖3中，標(biāo)號(hào)10表示偏振片2的透射軸，相對(duì)于X軸的角度表示為et。標(biāo)號(hào)11表示液層3入射側(cè)的摩擦方向，相對(duì)于X軸的角度表示為Ф。標(biāo)號(hào)12表示液晶盒出射側(cè)的摩擦方向，液晶盒入射側(cè)的摩擦方向與出射側(cè)的摩擦方向之間的角度定義為扭旋角，表示為θ。所說摩擦方向表示液晶盒中液晶分子的取向。標(biāo)號(hào)13表示相移片4的光軸，相對(duì)于X軸的角度表示為α。標(biāo)號(hào)14表示偏振片6的透射軸，相對(duì)于X軸的角度表示為ex。
利用上述的坐標(biāo)，可將偏振片2的透射光表示為用約當(dāng)矩陣A表示的公式(3)。
(公式(3))A=cos(et)sin(et)]]>此外，液晶3的約當(dāng)矩陣B表示為公式(4)，相移片4的約當(dāng)矩陣C表示為公式(5)，另一偏振片6的約當(dāng)矩陣表示為公式(6)。
(公式(4))
其中p＝cos(γ)cos(θ)+(θ/γ)sin(γ)sin(θ)q＝-(β/γ)sin(γ)cos(θ+2Ф)r＝-cos(γ)sin(θ)+(θ/γ)sin(γ)cos(θ)s＝-(β/γ)sin(γ)sin(θ+2Ф)γ=β2+θ2]]>η＝d(ne+no)π/γ和
β＝d(ne-no)π/λ(公式(5))C=R(α)exp(iδ/2)00exp(-iδ/2)]]>其中R(θ)=cosθ-sinθsinθcosθ]]>公式(6))D=R(ex)1000R(-ex)]]>所以，偏振片6的透射光的約當(dāng)矩陣E(Ex，Ey)可以表示為公式(7)，光探測(cè)器7所探測(cè)的光強(qiáng)度F可以表示為公式(8)。
(公式(7))E=ExEy=DCBA]]>(公式(8))F＝|Ex|2+|Ey|2如果將偏振片2的透射軸的方向取為et＝0，并不會(huì)喪失以上公式的通用性。于是將et設(shè)為零。再將另一偏振片6的透射軸方向ex設(shè)置為ex＝0°以構(gòu)成平行尼科爾或者90°以構(gòu)成正交尼科爾棱晶。
在平行尼科爾的情況下，光探測(cè)器7所探測(cè)的光強(qiáng)度F1表示為公式(9)，在正交尼科爾的情況，光探測(cè)器7探測(cè)到的光強(qiáng)度F2表示為公式(10)。
(公式(9))F1＝Fet＝o，ex＝o＝(1/4){(-p2-q2+r2+s2)cos(δ)+p2+q2-r2-s2}cos(4α)+(1/2){(pr-sq)cos(δ)-pr+sq}sin(4α)-(ps+qr)sin(δ)sin(2α)+(1/4){p2+q2-r2-s2}(cosδ)+(3/4)(p2+q2)+(1/4)(r2+s2)公式(10))F2＝Fet＝o，ex＝π/2＝(1/4){(p2+q2-r2-s2)cos(δ)-p2-q2+r2+s2}cos(4α)+(1/2){(-pr+sq)cos(δ)+pr-sq}sin(4α)+(ps+qr)sin(δ)sin(2α)+(1/4){-p2-q2+r2+s2}(cosδ)+(1/4)(p2+q2)+(3/4)(r2+s2)接著，利用表1中編制的模擬條件對(duì)強(qiáng)度F1和F2進(jìn)行模擬探測(cè)。
表1
圖4-9表示利用光探測(cè)器7對(duì)于平行尼科爾和正交尼科爾棱晶所測(cè)得的光強(qiáng)度與相移片4旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系。表2表示在這些圖中相移片4與偏振片2和6的相位差的偏振狀態(tài)的關(guān)系。換句話說，圖4表示偏振片為平行尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/8的情況；圖5表示偏振片為正交尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/8的情況；圖6表示偏振片為平行尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/4的情況；圖7表示偏振片為正交尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/4的情況；圖8表示偏振片為平行尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/2的情況；圖9表示偏振片為正交尼科爾棱晶和相移片4的相位差δ為λ/2的情況。
表2
。
(公式(11))∂F1∂α=0]]>∴{(p2+q2-r2-s2)cos(δ)-p2-q2+r2+s2}sin(4α)+2{(pr-sq)cos(δ)-pr+sq}cos(4α)-2(ps+qr)sin(δ)cos(2α)＝0(公式12))∂F2∂α=0]]>∴{(p2+q2-r2-s2)cos(δ)-p2-q2+r2+s2}sin(4α)+2{(pr-sq)cos(δ)-pr+sq}cos(4α)-2(ps+qr)sin(δ)cos(2α)＝0比較這兩個(gè)公式，可以發(fā)現(xiàn)公式(11)與公式(12)是一樣的。
如果在公式(11)中液晶的雙折射程度(△n＝ne-no)、液晶的扭曲角度(θ)、測(cè)量波長(λ)、相移片的相位差(δ)和相移片在光強(qiáng)為極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度α是已知的，而只有液晶層的厚度是未知的。那么，通過求解方程(11)可以得出厚度d。
對(duì)液晶層厚度測(cè)量的精確度取決于對(duì)相移片4的旋轉(zhuǎn)角度α的測(cè)量精確度。當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量精度為0.05°時(shí)厚度的測(cè)量精度可以達(dá)到10毫微米。測(cè)量是在將相移片4旋轉(zhuǎn)若干度的時(shí)間內(nèi)或者在大約1秒的時(shí)間內(nèi)完成的。因此，能夠快速測(cè)量是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，光探測(cè)器7所探測(cè)到的光強(qiáng)是通過旋轉(zhuǎn)相移片4而改變的。因此，首先測(cè)量當(dāng)光強(qiáng)處于極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度α，然后根據(jù)公式(11)就以高精度得出液晶層的厚度d。
圖10表示用于測(cè)量雙折射層厚度的一個(gè)裝置。在圖10中，同樣的標(biāo)號(hào)表示與圖1中基本相同的部件。一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置5旋轉(zhuǎn)相移片4。一個(gè)控制器8在光探測(cè)器7的信號(hào)的基礎(chǔ)上控制旋轉(zhuǎn)裝置5，計(jì)算機(jī)9根據(jù)由控制器8所確定的相移片4的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算作為待測(cè)物體的液晶3的厚度。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2的流程圖說明利用具有上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量雙折射層厚度的一種方法。首先，將偏振片2和6與在它們之間、并設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置上面的液晶盒構(gòu)成一個(gè)平行尼科爾或者正交尼科爾棱晶。然后，使相移片4的光軸與偏振片2的透射軸方向一致。接著，由控制器8和旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)相移片4，測(cè)量當(dāng)光探測(cè)器的探測(cè)強(qiáng)度達(dá)到極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度α。再將旋轉(zhuǎn)角度α代入公式(11)，用計(jì)算機(jī)計(jì)算雙折射層(液晶盒3)的厚度。于是，求得了雙折射層(液晶盒3)的厚度。
本實(shí)施例具有許多優(yōu)點(diǎn)。由于可以采用非常簡單的光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量厚度，所以測(cè)量裝置的成本很低。此外，由于能夠快速進(jìn)行測(cè)量，樣品的數(shù)量可以從抽樣檢測(cè)增加到全部檢測(cè)。因此，采用這種裝置可以增加生產(chǎn)量。此外，由于與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠測(cè)量扭曲角度不等于90°的液晶，所以能夠測(cè)量許多種液晶。
盡管在本實(shí)施例中使用的是一種簡單的相移片4，但是不用說還可以將巴比奈特索萊爾補(bǔ)償器與相移片結(jié)合使用。
在此實(shí)施例中，是將液晶層作為測(cè)量的物體。但是可以測(cè)量的物體并不限于液晶，任何具有雙折射的物體都可以被測(cè)量。
下面，說明本發(fā)明測(cè)量雙折射層厚度的第二實(shí)施例。圖11表示了第二實(shí)施例的基本光學(xué)系統(tǒng)，其中相同的標(biāo)號(hào)指示與圖1中所示基本相同的部件。在此光學(xué)系統(tǒng)中，采用一個(gè)相差為λ/2的半波片16代替相差不等于λ/2的相移片4。
接著參照附圖12中的流程圖說明如何利用上述光學(xué)測(cè)量一個(gè)雙折射層的厚度。首先，將偏振片2和6組成平行尼科爾或者正交尼科爾棱晶(步驟S10)。然后，旋轉(zhuǎn)液晶3，將其設(shè)定在使光探測(cè)器7的探測(cè)強(qiáng)度為極限值的位置(步驟S12)。接著，調(diào)整半波片16的光軸，使其與偏振片2的透射軸方向一致(步驟S14)。然后，旋轉(zhuǎn)半波片，測(cè)量當(dāng)光探測(cè)器7的探測(cè)強(qiáng)度為極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度α(S16)。之后，將旋轉(zhuǎn)角度α代入在后面說明的公式(18)中，計(jì)算雙折射層(液晶層)的厚度(S18)。
下面，參照一些公式說明該測(cè)量方法的原理，它表明即使液晶的摩擦方向Ф是未知，也能夠測(cè)得液晶層的厚度。
如果沒有使用半波片16，則偏振片6的光透射的約當(dāng)矩陣表示為公式(13)，光探測(cè)器7的探測(cè)強(qiáng)度H表示為公式(14)。
(公式(13))G=GxGy=DBA]]>(公式14))H＝|Gx|2+|Gy|2如同在第一實(shí)施例中一樣，如果將偏振片2的透射軸方向ex設(shè)定為et＝0，上述公式的通用性并不喪失。于是，et被設(shè)定為零。然后，將另一偏振片6的透射軸方向ex設(shè)定為0°以組成平行尼科爾或者設(shè)定為90°以組成正交尼科爾。
在平行尼科爾的情況，光探測(cè)器7的探測(cè)強(qiáng)度H1表示為公式(15)，在正交尼科爾的情況，光探測(cè)器7的探測(cè)強(qiáng)度H2表示為公式(16)。
(公式(15))H1＝Het＝0，ex＝0＝p2+q2＝cos2(γ)cos2(θ)+(θ/2γ)sin(2γ)sin(2θ)+(θ2/γ2)sin2(γ)sin2(θ)+(β2/γ2)sin2(γ)cos2(θ+2Ф)(公式(16))
H2＝Het＝0，ex＝π/2＝r2+s2＝cos2(γ)sin2(θ)-(θ/2γ)sin(2γ)sin(2e)+(θ2/γ2)sin2(γ)cos2(θ)+(β2/γ2)sin2(γ)sin2(θ+2Ф)從公式(15)和公式(16)可以看出，當(dāng)液晶層3旋轉(zhuǎn)時(shí)，公式(15)和(16)中的四項(xiàng)發(fā)生變化，于是探測(cè)強(qiáng)度也變化。
當(dāng)探測(cè)強(qiáng)度達(dá)到極限值時(shí)的角度值測(cè)定為Ф，其中公式(15)和(16)對(duì)Ф的偏微分變?yōu)榱?，它表示為公?17)。
公式(17)Ф＝(m×π-2×θ)/4其中m是一個(gè)整數(shù)。
利用公式(17)，液晶層的約當(dāng)矩陣中與液晶盒摩擦方向Ф相關(guān)的矩陣元q和s具有如表3所示的值，它們與液晶盒的摩擦方向Ф無關(guān)。
表3
當(dāng)這些值被代入公式(11)中時(shí)，由于公式左邊的第一項(xiàng)和第二項(xiàng)為q2、s2或qs，所以其中的符號(hào)±被消掉了。另一方面，由于在第三項(xiàng)(ps+qr)中保留了±號(hào)，所以液晶層的厚度不能唯一確定。但是，采用了半波片，在公式(11)的第三項(xiàng)中sinδ＝sinπ＝0。因此，不存在依賴±號(hào)的項(xiàng)。所以，可以唯一確定液晶層的厚度。在公式(11)中用π代替相差δ，并利用表3，則可得到公式(18)。
公式(18)tan(4α)＝2pr/(r2+s2-p2-q2)如果在公式(18)中液晶的異常折射率與正常折射率之間的差值(△n＝ne-no)、液晶的扭曲角度(θ)、測(cè)量波長(λ)和相移片在光強(qiáng)為極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度α是已知的，而只液晶層的厚度是未知的。那么，通過求解方程(18)可以得到厚度d。
圖13表示一個(gè)用于測(cè)量雙折射層厚度的裝置，其中相同的標(biāo)號(hào)表示具有相同功能的部件。旋轉(zhuǎn)裝置15旋轉(zhuǎn)液晶層3?？刂破?7控制旋轉(zhuǎn)裝置15對(duì)液晶層3的旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)裝置15對(duì)相移片16的旋轉(zhuǎn)。計(jì)算機(jī)18根據(jù)在控制器17控制下半波片16的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算作為被測(cè)物體的液晶層3的厚度。
下面參照?qǐng)D12中所示的流程圖說明利用該裝置的光學(xué)系統(tǒng)測(cè)量雙折射層厚度的一種方法。首先，將偏振片2和6組成平行尼科爾或者正交尼科爾棱晶。然后，將液晶層3設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置15上，使得液晶層3可以由旋轉(zhuǎn)裝置15在控制器17的控制下旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)使其處于光探測(cè)器7的探測(cè)強(qiáng)度具有極限值的位置。接著調(diào)整半波片16的光軸使之與偏振片2的透射軸一致。然后，用由控制器17控制的旋轉(zhuǎn)裝置15使半波片旋轉(zhuǎn)，測(cè)量光探測(cè)器7的探測(cè)強(qiáng)度為極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度α。然后將旋轉(zhuǎn)角度α代入上述的公式(18)中，用計(jì)算機(jī)計(jì)算出液晶層的厚度。
如上所述，實(shí)現(xiàn)了與第一實(shí)施例相似的優(yōu)點(diǎn)。此外，通過旋轉(zhuǎn)液晶層3，使得光探測(cè)器的探測(cè)強(qiáng)度為極限值，那么即使所液晶的摩擦方向是未知的，也能夠根據(jù)半波片的旋轉(zhuǎn)角度正確地確定液晶層(雙折射層)的厚度。
雖然已經(jīng)參照附圖并結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說還可以作出許多改進(jìn)和變化。應(yīng)當(dāng)理解這種改進(jìn)和變化屬于由權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍，除非它們脫離了本發(fā)明的構(gòu)思。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量雙折射層厚度的方法，其特征在于它包括以下步驟(a)將具有雙折射層的待測(cè)物體放入組成平行尼科爾或正交尼科爾棱晶的第一和第二偏振片之間的光路中；(b)在所說第一和第二偏振片之間設(shè)置一個(gè)相移片從而使第一偏振片的透射方向與光軸一致；(c)旋轉(zhuǎn)所說相移片，測(cè)量當(dāng)從第二偏振片中透射出的光強(qiáng)度為極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度；(d)根據(jù)所說相移片的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算所說雙折射層的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的相移片包括一個(gè)巴比奈特-索萊爾補(bǔ)償器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的雙折射層包括液晶層。
4.用于測(cè)量雙折射層厚度的裝置，其特征在于它包括一個(gè)發(fā)射具有單一波長光的光源；在光路中構(gòu)成平行尼科爾或正交尼科爾棱晶的第一和第二偏振片；具有雙折射層并設(shè)置在第一和第二偏振片之間的待測(cè)物體；設(shè)置在所說第一和第二偏振片之間的一個(gè)相移片；一個(gè)用于探測(cè)第二偏振片透射光的光探測(cè)器。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于它還包括一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)所說相移片的裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所說相移片包括一個(gè)巴比奈特-索萊爾補(bǔ)償器。
7.如權(quán)利要求4所示的裝置，其特征在于所說雙折射層包括液晶層。
8.一種測(cè)量具有一定取向的雙折射層厚度的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(a)將具有雙折射層的待測(cè)物體放入形成平行尼科爾或正交尼科爾棱晶的第一和第二偏振片之間的光路中；(b)旋轉(zhuǎn)所說物體，將雙折射層的位置設(shè)定成使第二偏振片的透射光強(qiáng)度為極限值；(c)在所說的第一和第二偏振片之間設(shè)置一個(gè)半波片，使得第一偏振片的透射方向與光軸方向一致；(d)旋轉(zhuǎn)所說半波片，測(cè)量當(dāng)?shù)诙衿耐干涔鈴?qiáng)度為極限值時(shí)的其旋轉(zhuǎn)角度；(e)根據(jù)所說半波片的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算所說雙折射層的厚度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所說的雙折射層包括液晶層。
10.一種用于測(cè)量雙折射層厚度的裝置，其特征在于它包括一個(gè)發(fā)射單一波長光的光源；在其光路中組成平行尼科爾或正交尼科爾的第一和第二偏振片；一個(gè)具有雙折射層的待測(cè)物體，該物體設(shè)置在組成平行尼科爾或正交尼科爾棱晶的第一和第二偏振片之間的光路中；一個(gè)半波片，設(shè)置在所說第一和第二偏振片之間；一個(gè)用于探測(cè)所說第二偏振片透射光的光探測(cè)器。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于它還包括一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)所說物體的第一裝置，和一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)所說半波片的第二裝置。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于所說雙折射層包括液晶層。
全文摘要
將液晶層3設(shè)在平行或正交尼科爾棱晶的兩個(gè)偏振片2、6之間，并在其間設(shè)置一相移片4使第一偏振片透射方向與光軸一致，再測(cè)量第二偏振片透射光強(qiáng)為極限值時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度，并按相移片旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算雙折射層厚度。另一方法采用了一個(gè)半波片，首先將液晶層設(shè)在光強(qiáng)為極限值的位置，調(diào)整兩個(gè)偏振片間的半波片使第一偏振片透射方向與光軸一致，然后測(cè)量當(dāng)?shù)诙衿干涔鈴?qiáng)為極限值時(shí)的半波片旋轉(zhuǎn)角度，再根據(jù)該角度計(jì)算雙折射層厚度。
文檔編號(hào)G01N21/21GK1155652SQ96110780
公開日1997年7月30日 申請(qǐng)日期1996年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月26日
發(fā)明者伊藤正彌, 西井完治, 高本健治, 福井厚司 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社