DE19733890C2

DE19733890C2 - Verfahren zum Vermessen eines Mediums und Vorrichtung dazu

Info

Publication number: DE19733890C2
Application number: DE19733890A
Authority: DE
Inventors: Masamitsu Haruna; Hideki Maruyama
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-08-04
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2017-08-06
Also published as: US6172752B1; DE19733890A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Messen des Bre chungsindex und der Dicke eines Mediums, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Doppelbrechung eines Medi ums, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Messen der Doppelbrechung und der Dicke eines Mediums, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Messen des Phasenbrechungsindex und des Gruppenbrechungsindex ei nes Mediums und ein Verfahren zum Bewerten des Ausheilzu standes oder des Härtegrads eines härtbaren Kunststoffes bzw. Kunstharzes unter Verwendung dieser Verfahren und Vor richtungen.

Ein Verfahren zum Messen einer optischen Eigenschaft wie des Brechungsindex n (= Phasenbrechungsindex np), der Dop pelbrechung, der Dicke oder dergleichen eines Mediums in berührungsloser Weise gehört zu den grundlegendsten Techno logien in der Optik. Am typischsten ist ein Verfahren, das ein Ellipsometer (automatische Polarisationsanalysevorrich tung, vgl. Polarization Analysis, 2, 4, Seiten 256 bis 264 aus "Optic Handbook", herausgegeben von Hiroshi Kobota, er schienen bei Asakura Book Store) verwendet und durchgeführt wird durch Messen der Differenz zwischen Phasenvariationen der P-Polarisation und S-Polarisation von Reflexionslicht, das erhalten wird durch schräges Projizieren von Licht auf ein zu vermessendes Medium (Dünnfilm), d. h. der Polarisati onszustand von auf der Oberfläche eines Mediums reflektier ten Licht wird beobachtet, um den Brechungsindex n und die Dicke t eines Substrats oder eines auf seiner Oberfläche abgeschiedenen Dünnfilms zumessen. Wie ferner z. B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 64-75902, der ja panischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 63-128210 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-17505 offen bart, ist ferner ein Reflexionsanalyseverfahren verwendet worden zum Messen der Filmdicke, des Brechungsindex n und des Absorptionskoeffizienten eines Mediums unter Verwendung des Reflexionsfaktors. Das in der japanischen Patentoffen legungsschrift Nr. 64-75902 oder der japanischen Patentof fenlegungsschrift Nr. 63-128210 offenbarte Reflexionsanaly severfahren mißt eine Variation in der Intensität des Re flektionslichts, die verursacht wird durch eine Variation des Einfallswinkels des Meßlichtstrahls, d. h. der Charakte ristik der Abhängigkeit des Reflexionslichtes vom Einfalls winkel, und verwendet drei Einfallswinkelextremwerte zur Ermittlung eines Kennwerts eines Dünnfilms. Ein in der ja panischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-17505 offenbartes Reflexionsanalyseverfahren ermittelt einen Kennwert eines Dünnfilms aus der Charakteristik der Abhängigkeit der Re flexionslichtintensität vom Einfallswinkel, und zwar erhal ten durch Erfassen der Lichtintensität hinter einer Erfas sungslinse.

Vorrichtungen zur Ausführung der oben beschriebenen Verfah ren müssen einen hohen Genauigkeitsgrad haben, und dement sprechend werden sie erfolgreich zur Untersuchung von Ober flächen oder Dünnfilmen eingesetzt. Jedoch sind die Vor richtungen selbst teuer und können ferner nur einen Durch schnittsbrechungsindex n und eine Durchschnittsdicke t in einem mit einem gebündelten Strahl bestrahlten Teil (mit dem Durchmesser 1 mm) messen. Darüber hinaus beträgt die tatsächlich meßbare Dicke bis zu etwa 10 µm, d. h. daß eine diesen Wert überschreitende Dicke nicht gemessen werden kann. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Verfahren werden ferner Verfahren zum Messen des Brechungsindex eines Medi ums unter Verwendung eines Prismas und des Brechungsindex n und der Dicke t eines Dünnfilms über Lichtleitermodusanre gung verwendet, jedoch ist der Einsatz dieses Verfahrens durch die Bedingung eingeschränkt, daß die zu vermessende Oberfläche flach und glatt ist. Es hat das Bedürfnis gege ben, den Brechungsindex n (einschließlich Doppelbrechung) und die Dicke t eines Mediums einschließlich anorganischer und organischer Materialien und ihre räumliche Verteilung präzise zu messen, und zwar bei Verfahren im Bereich der Optik mit hauptsächlich der Messung eines Dünnfilms. Ferner wird gegenwärtig als Index zur Bewertung verschiedener Ar ten von härtbaren Kunststoffen bzw. Kunstharzen (etwa ul traviolett härtbare, thermisch härtbare, katalytisch härt bare und elektronenstrahlhärtbare) als typischster Index der Gelanteilwert verwendet (das Verhältnis zwischen dem Anfangsgewicht einer zu messenden Probe und der Gewichtsva riation der Probe nach Extraktion des Lösungsmittels unter Verwendung von Methyl-Äthyl-Keton oder dergleichen). Jedoch verwendet eine solche Auswertung einen zerstörenden Test, der viel Zeit zur Präparation und Auswertung einer Probe erfordert.

In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände schlägt die vorliegende Erfindung die folgenden Verfahren vor, die im wesentlichen ein optisches Interferenzsystem mit einer nie derkohärenten Lichtquelle verwenden: Ein Verfahren zum prä zisen und gleichzeitigen Messen des Phasenbrechungsindex np und der Dicke t eines Mediums durch Einstrahlung eines fo kussierten Lichtstrahls, ein Verfahren zum präzisen Messen der Doppelbrechung eines Mediums ohne Notwendigkeit einer Polarisationssteuerung bzw. -kontrolle mit einem Polarisa tor, einem Analysator, einer Polarisationsdrehungseinrich tung oder dergleichen und ein Verfahren zum präzisen und gleichzeitigen Messen des Phasenbrechungsindex np und des Gruppenbrechungsindex ng, und schließlich auch ein Verfah ren zum Bewerten der Härtbarkeit oder Härte von Kunstharz bzw. Kunststoff unter Verwendung der oben erwähnten Verfah ren.

Ein Michelson-Interferometer unter Verwendung einer nieder kohärenten Lichtquelle, das eine reflektierende Oberfläche entlang einer Lichtausbreitungsachse mit einer Aulösung (bis 10 µm) erkennen kann, die bestimmt ist durch die Kohä renzlänge 2Δlc = ln(2) (2/Π) (λc²/Δλ), wobei λc die Zen trumswellenlänge einer Lichtquelle und Δλ die volle Breite bei halbem Maximalwert (FWHM) des Spektrums der Lichtquelle ist), ist als effektives Diagnoseverfahren bei Mikroflächen verwendet worden (vgl. (2): "New Measurement System for Fault Location In Optical Waveguide Devices based on an In terferometric Technique" von K. Takada, I. Yokohama, K. Chida und J. Noda, Applied Optics, 1987, Bd. 26, Nr. 9, Sei ten 1603 bis 1606; (3): "Optical Coherence-Domain Reflecto metry; a New Optical Evaluation Technique" von R. C. Yo ungquist, S. Carr und D. E. N. Davies, Optics Letters, Bd. 12, 1987, Nr. 3, Seiten 158 bis 160; und (4): "Submilli meter Optical Reflectometry" von H. H. Gilgen, R. P. Novak, R. P. Salathe, und W. Hodel und P. Beaud, J. Lightwave Technology, Bd. 7, 1989, Nr. 8, Seiten 1225 bis 1233).

Kürzlich hat auch im Gebiet der biologischen optischen Dia gnose die oben erwähnte niederkohärente optische Interfero metrie große Aufmerksamkeit gefunden. Mit dieser Technolo gie ist eine Erfassung und Visualisierung eines Gewebes un terhalb der Retina durchgeführt worden (vgl. 5) "Optical Coherence Tomography", von D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Chang, M. R. Hee, T. Flotted, K. Gregory, C. A. Puliafito und J. G. Fujimoto, Science, Bd. 254, Seiten 1178 bis 1181; und (6): "Optical Coherence Microscopy in Scattering Media" von J. A. Izatt, M. R. Hee, G. M. Owen, E. A. Swanson und J. G. Fujimoto, Optics Let ters, Bd. 19, 1994, Nr. 8, Seiten 590 bis 592), ferner eine Messung einer Augenlänge ((7): "Eye-Length Measurement by Interferometry with Partially Coherent Light" von A. F. Frecher, K. Mengehot und W. Wrener, Optics Letters, Bd. 13, 1988, Nr. 3, Seiten 186 bis 188, und (8): "Measurement of the Thickness of Fundus Layers by Partial Coherence Tomo graphy" von W. Drexier, C. K. Hltzenberger, H. Sattmann und A. F. Frecher, Optical Engineering, Bd. 34, 1955, Nr. 3, Seiten 701 bis 710) und schließlich ein Grundlagenexperi ment zur präzisen Erfassung eines Subkutangewebes ("Basical Experiment I for Precise Detection of Subcutaneous Tissue" von Shiraishi, Ohmi, Harung und Nishihara, 56. Scientific Lecture by Applied Physics Association, Herbst 1995, 26a- SN-11).

Bei der oben erwähnten niederkohärenten Interferometrie wird jedoch ein gebündelter oder fokussierter Strahl auf ein zu messendes Objekt (eine transparente Platte) ge strahlt, während die Positionen von zwei Referenzlichtspie geln so festgelegt sind, daß die optische Wegdifferenz zwi schen einem Reflexionsignalstrahl und Referenzlicht von der vorderen und von der hinteren Oberfläche des Objekts Null wird, und die optische Weglänge (Gruppenindex ng × Dicke t) zwischen der vorderen und der hinteren Oberfläche des Ob jekts wird gemessen mit dem räumlichen Abstand zwischen den beiden Spiegeln. Das heißt, daß, da nur der Wert von Grup penbrechungsindex × Dicke t in diesem Fall gemessen werden kann, der Gruppenbrechungsindex oder der Phasenbrechungsin dex und die Dicke t nicht separat gemessen werden können. Hier ist festzustellen, daß der Gruppenbrechungsindex ng von der FWHM der Lichtquelle abhängt, d. h. daß mit Zunehmen der FWHM die Beeinflussung der Wellenlängendispersion zu nimmt und dementsprechend Δn (= ng-np) größer wird. Festzu stellen ist, daß der im allgemeinen sogenannte Brechungsin dex n der Phasenbrechungsindex np ist.

Darüber hinaus sind aus der DE 41 08 944 A1 und der DE 44 04 154 C2 Verfahren und Vorrichtungen zur interferometrischen Erfassung der Oberflächenrauhigkeit von Objekten bekannt, die auf dem Auftreten von Interferenzerscheinungen zwischen einem Referenzlichtbündel und einem Objektlichtbündel beruhen. Daneben werden in der DE 34 01 900 A1 auch noch Interferometer beschrie ben, mit denen während einer Längenmessung die genaue Brechzahl der Luft bestimmbar ist. Dazu ist eine evakuierbare Kammer in einem Teilstrahlengang angeordnet und der Reflektionsspiegel dieses Teilstrahlenganges oder des anderen Teilstrahlenganges wird zur Längenmessung verschoben, wobei in beiden Inferome terzweigen ein Referenzsystem vorhanden ist.

Die Messung des Phasenbrechungsindex np (einschließlich Doppelbrechung) und der Dicke eines Mediums sind unerläßli che Faktoren für Hersteller, die optische Teile wie Linsen und optische Materialien entwickeln. Insbesondere bei Lin sen ist die Messung der präzisen Verteilung der Dicke zu sammen mit dem Phasenbrechungsindex np erforderlich. Zu sätzlich zu optischen Teilen aus verschiedenen Multikompo nenten-Glasmaterialien sind in jüngster Zeit optische Teile aus Polymeren oder Flüssigkristallen weit verbreitet ver wendet worden, und die Technologie und Vorrichtungen zum gleichzeitigen und präzisen Messen des Phasenbrechungsindex np (einschließlich Doppelbrechung) und der Dicke des Mate rials sind zur Entwicklung dieser Teile unverzichtbar. Ge genwärtig ist ferner die Forschung und Entwicklung ver schiedener nichtlinearer optischer Materialien erfolgreich, und zwar im Hinblick auf die Verwendung einer Lichtquelle kurzer Wellenlänge oder eines Lasers variabler Wellenlänge, und dementsprechend macht die Messung des Brechungsindex (einschließlich Doppelbrechung solcher neuer optischer Ma terialien ein bequemes Gerät zum gleichzeitigen Messen des Phasenbrechungsindex np und der Dicke t erforderlich.

Ferner hat im medizinischen Bereich einschließlich des Be reichs der optischen Diagnose und Behandlung die Notwendig keit der gleichzeitigen Messung des Phasenbrechungsindex und der Dicke immer mehr zugenommen. Zum Beispiel erfordern die augenheilkundliche Diagnose und Behandlung präzise Mes sungen (mit einem hohen Präzisionsgrad von etwa 10 µm) der Augenlänge, der Dicke und des Brechungsindex der Hornhaut. In diesem Fall ist unbedingt eine berührungsfreie Messung erforderlich, und dementsprechend wird eine optische Sonde verwendet. Da gegenwärtig jedoch der Brechungsindex ng und die Dicke t nicht separat voneinander gemessen werden kön nen, können die Augenlänge, die Dicke und der Brechungsin dex der Hornhaut nicht präzise gemessen werden. Ferner ist auch mit einem optischen CT (dem optischen Aufbau für opti sche, biologische Tomographiebilder), das intensiv unter sucht worden ist, eine gleichzeitige Messung des Brechungs index np oder ng und der Dicke t erforderlich.

Ferner ist bezüglich der Qualitätsbewertung und des Quali tätsmanagements verschiedener Arten von Schutzschichten (-filmen) eine Bewertung unter Verwendung des Brechungsin dex als Bewertungsindex sehr aussichtsreich. Dies bezieht sich auf die Tatsache, daß die Brechungsindizes verschiede ne Arten von härtbaren Kunststoffen bzw. -harzen aufgrund von Schrumpfung oder dergleichen bei der Härtung variieren. Wenn nur der Brechungsindex gemessen wird, kann dies unter Verwendung eines gewöhnlichen Abbe'schen Refraktometers ge schehen. Jedoch kann ein solches Abbe'sches Refraktometer den Brechungsindex eines Teils nur an der Oberfläche eines zu messenden Objekts messen, jedoch keinen Durchschnitts brechungsindex eines zu messenden Objekts messen, das eine ungleichmäßige Verteilung des Brechungsindex in seiner Dic kenrichtung hat (die Oberfläche des zu messenden Objekts ist gehärtet, jedoch noch nicht sein Inneres usw.). Diese Tatsache bildet ein wesentliches Hindernis bei der Bewer tung des Härtungszustandes oder der Härte eines Kunststof fes bzw. -harzes unter Verwendung von Brechungsindizes als Bewertungsindizes. Ferner muß ein aus einem Objekt erhalte nes Probenstück an durch das Abbe'sche Refraktometer vorge gebene Bedingungen angepaßt werden, und eine nicht zerstö rende Messung und eine berührungsfreie Messung können nicht durchgeführt werden. Bei der Verwendung ultraviolett härtbarer Kunststoffe bzw. -harze als zu messendes Objekt variiert der Härtungszustand abhängig von der Dicke des zu messenden Objekts und dementsprechend muß der sich auf die Dicke des zu messenden Objekts beziehende Wert gemessen werden.

Die vorliegende Erfindung stellt auf die oben erwähnten Um stände ab, und dementsprechend ist es Aufgabe dieser Erfin dung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermessen ei nes Mediums anzugeben, die den Phasenbrechungsindex np, die Doppelbrechung und die Dicke t eines zu messenden Objekts separat voneinander messen können und eine optische Inter ferometrie verwenden, die sowohl den Phasenbrechungsindex np als auch den Gruppenbrechungsindex ng gleichzeitig mes sen können, und ein Verfahren zum Bewerten und Messen des Härtungszustandes oder der Härte eines härtbaren Kunststof fes bzw. -harzes unter Verwendung des Brechungsindex und unter Verwendung des oben erwähnten Verfahrens und der Vor richtung anzugeben.

Zur Erfindung

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts oder einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspiegels, ei ner Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum mitein ander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt re flektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlicht spiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenz linse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximie rung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts ver ursachten und des durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungs strecken des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenz linse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vorde re Oberfläche und in einer Position mit maximaler Intensi tät des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche er halten werden, wodurch ein Brechungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren eines zu vermessenden Objekts und eines Referenz lichtspiegels, einer Lichtquelle, einer von einer Halteein richtung gehaltenen Konvergenzlinse und einem Lichtempfang selement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu ver messenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsi gnal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Ob jekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der In tensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vor dere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten und des durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Inter ferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenz lichts durch die vordere Oberfläche und in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Brechungs index und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzei tig gemessen werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen zu vermessenden Objekts und ei nem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Re ferenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, die Konver genzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten und des durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Inter ferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in einer Position mit ma ximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Brechungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemes sen werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts oder eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Refe renzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder der Referenzlichtspiegel zur Ma ximierung der Intensität des durch den Referenzspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verur sachten Interferenzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts ver schoben wird, eine Differenz zwischen Verschiebungsstrecken des Objekts oder des Referenzlichtspiegels in einer Positi on mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in Positionen mit maximalen Intensi täten des durch den Referenzlichtspiegel und durch den Nor mallichtstrahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten Interferenzlichts erhalten werden, wodurch eine Doppelbrechung des zu vermessenden Objekts ge messen wird.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts, ei ner Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehalte nen Referenzlichtspiegel und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Ob jekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu er fassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Licht quelle des optischen interferometrischen Systems auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Ob jekt zur Maximierung der Intensität des durch den Referenz lichtspiegel und durch die vordere Oberfläche des zu ver messenden Objekts verursachten Interferenzlichts und von zwei Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verur sachten Interferenzlichts verschoben wird und eine Diffe renz zwischen Verschiebungsstrecken in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vorde re Oberfläche und in Positionen mit maximalen zwei Intensi täten des durch den Referenzlichtspiegel und durch den Nor mallichtstrahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten Interfenzlichts erhalten wird, wo durch eine Doppelbrechung des zu vermessenden Objekts ge messen wird.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen zu vermessenden Objekt und einem Lichtempfangselement zum mit einander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenz lichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfas sen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems auf das zu ver messende Objekt gestrahlt wird, der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlicht spiegel und durch die vordere Oberfläche des zu vermessen den Objekts verursachten Interferenzlichts und von zwei In tensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursach ten Interferenzlichts verschoben wird, und eine Differenz zwischen Verschiebungsstrecken in einer Position mit maxi maler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in Positionen mit maximalen zwei Intensitä ten des durch den Referenzlichtspiegel und den Normallicht strahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Ober fläche verursachten Interferenzlichts erhalten wird, wodurch eine Doppelbrechung des zu vermessenden Objekts gemessen wird.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren eines zu vermessenden Objekts oder einer Konvergenz linse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammenset zen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interfe renz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeich net, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interfero metrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und durch die vordere Ober fläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interfe renzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenz lichtspiegel und durch einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu ver messenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Ob jekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspie gels in einer Position mit maximaler Intensität des Inter ferenzlichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit maximalen zwei Intensitäten des Interfenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch eine Dop pelbrechung und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren eines zu vermessenden Objekts und eines Referenz lichtspiegels, einer Konvergenzlinse, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu ver messende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximie rung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verur sachten Interferenzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts ver schoben werden, und Verschiebungsstrecken in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit maximalen zwei Inten sitäten des durch den Referenzlichtspiegel und den Nor mallichtstrahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten Interfenzlichts erhalten wird, wo durch eine Doppelbrechung und eine Dicke des zu vermessen den Objekts gleichzeitig gemessen wird.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspie gels, einer Lichtquelle, und einem von einer Halteeinrich tung gehaltenen zu vermessenden Objekt und einem Lichtemp fangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Licht signal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der In tensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Inter ferenzlichts und zweier Intensitäten des durch einen Refe renzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Ab normallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu ver messenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken in einer Position mit ma ximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit maximalen zwei durch den Re ferenzlichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnor mallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten In tensitäten erhalten werden, wodurch eine Doppelbrechung und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig vermes sen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren eines zu vermessenden Objekts oder einer Konvergenz linse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammenset zen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interfe renz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeich net, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interfero metrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung von Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts ver schoben werden und Verschiebungsstrecken des zu vermessen den Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlicht spiegels in einer Position mit maximaler Intensität des In terferenzlichts durch die vordere Oberfläche und einer Po sition mit maximaler Intensität des Interfenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Phasen brechungsindex und ein Gruppenbrechungsindex des zu vermes senden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren eines zu vermessenden Objekts und eines Referenz lichtspiegels, einer Lichtquelle, einer von einer Haltein richtung gehaltenen Konvergenzlinse und einem Lichtempfang selement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu ver messenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsi gnal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Ob jekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung von In tensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vor dere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Inter ferenzlichts verschoben werden und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenz lichts durch die vordere Oberfläche und einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hinte re Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Phasenbrechungs index und ein Gruppenbrechungsindex des zu vermessenden Ob jekts gleichzeitig gemessen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspie gels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteinrichtung gehaltenen zu vermessenden Objekt und einem Lichtempfangse lement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu ver messenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsi gnal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung von Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden und Verschiebungsstrecken der Konvergenz linse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vorde re Oberfläche und einer Position mit maximaler Intensität von Interferenzlicht durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Phasenbrechungsindex und ein Gruppen brechungsindex des zu vermessenden Objekts gleichzeitig ge messen werden.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des ande ren Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermes senden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenz lichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtem-pfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Licht signal zu erfassen, wie in Patentanspruch 32 angegeben.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des ande ren Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermes senden Objekts und des Referenzlichtspiegels und geringfü gig Bewegen derselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflek tierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspie gel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, wie eben falls in Patentanspruch 32 angegeben.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des ande ren Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Hal ten und Montieren der Konvergenzlinse und des Referenz lichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu ver messenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsi gnal zu erfassen, wie ebenfalls in Patentanspruch 32 angegeben.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung des Mediums gemessen wird unter Verwendung eines interfero metrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Refe renzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Ein richtung zum Strahlen eines anderen Teils des von der Auf teileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf das zu vermessende Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts oder des Refe renzlichtspiegels und geringfügig Bewegen desselben und ei nem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Licht signal zu erfassen, wie ebenfalls in Patentanspruch 32 angegeben.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung des Mediums gemessen wird unter Verwendung eines interfero metrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Refe renzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Ein richtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Auftei leinrichtung geteilten Lichts auf das zu vermessende Ob jekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts und geringfügig Bewegen desselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenz licht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, wie ebenfalls in Patentanspruch 33 angegeben.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung des Mediums gemessen wird unter Verwendung eines interfero metrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Refe renzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Ein richtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Auftei leinrichtung geteilten Lichts auf das zu vermessende Ob jekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts und geringfügig Bewegen desselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenz licht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, wie in Patentanspruch 33 angegeben.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden un ter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des ande ren Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermes senden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenz lichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtem-pfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Licht signal zu erfassen, entsprechend Patentanspruch 32.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden un ter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenbrechungsin dex und ein Gruppenbrechungsindex des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenz lichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrich tung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteilein richtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts oder Konvergenz linse und des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, entsprechend Patentanspruch 32.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenbrechungsin dex und ein Gruppenbrechungsindex des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlicht spiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrich tung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Mon tieren des zu vermessenden Objekts und des Referenzlicht spiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Licht empfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermes senden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, wie in Patentanspruch 32 angegeben.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenbrechungsin dex und ein Gruppenbrechungsindex des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlicht spiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrich tung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Mon tieren der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtempfangse lement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Ob jekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu er fassen, wie in Patentanspruch 32 angegeben.

Nach einer besonderen Form der Erfindung ist das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Messung des Bre chungsindex, der Doppelbrechung und der Dicke arithmetische Formeln unter Berücksichtigung einer Wellenlängendispersion des Brechungsindex des zu vermessenden Objekts verwendet werden, um den Phasenbrechungsindex und die Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig zu ermitteln.

Ferner ist das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach einer weiteren besonderen Form der Er findung dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine solche zur Emission von niederkohärentem Licht ist.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die niederkohärentes Licht emittierende Lichtquelle eine linear polarisierte Lichtquelle, eine nicht polarisierte Lichtquelle oder eine statistisch polarisierte Lichtquelle ist, zum gleichzeitigen Messen des Brechungsindex und der Dicke, und des Phasenbrechungsindex und des Gruppenbre chungsindex.

Ferner ist gemäß einer weiteren besonderen der Erfindung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Me diums dadurch gekennzeichnet, daß die emittierende Licht quelle eine nicht polarisierte Lichtquelle oder eine stati stisch polarisierte Lichtquelle ist, und zwar zum Messen der Doppelbrechung oder gleichzeitigen Messen der Doppel brechung und der Dicke.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle zur Emission des niederkohärenten Lichts eine Kohärenzlänge Δlc (= ((ln(2)) × (2/Π) × (λc²/Δλ))/2) von weniger als 30 µm hat.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle zum Emittieren des niederkohärenten Lichts eine Lichtquelle ist, in der Licht aus einer Superlumineszenzdiode oder ei ner Weißlichtquelle durch einen Monochromator einer Spek troskopie für einen bestimmten Wellenlängenbereich unter worfen wird.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums gekennzeichnet durch, als eines von mehreren Bau teilen, eine Einrichtung zum Verzweigen und Zusammensetzen von Licht aus der Lichtquelle.

Ferner sind nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts, der Kon vergenzlinse oder des Referenzlichtspiegels eine Kleinbewe gungsstufe (slight motion stage) ist.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzlichtspie gel an einer Vibrationseinrichtung zum Vibrierenlassen des Referenzspiegels zur Phasenmodulation des Referenzlichts in dem optischen interferometrischen System befestigt ist.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmodulation des Referenzlichts durchgeführt wird durch Anlegen von Vi brationen mit einer Amplitude von weniger als λc/2, wobei λc die Oszillationszentrumswellenlänge der Lichtquelle ist, und eine Frequenz von mehr als 100 Hz hat.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtempfangsele ment eine Fotodiode zur Heterodynerfassung ist.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß ein der Heterodynerfas sung unterworfenes Erfassungssignal durch eine Erfassungs schaltung in ein Digitalsignal umgewandelt wird.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß das zu vermessende Ob jekt ein Medium ist, das das Licht aus der Lichtquelle nicht vollständig absorbiert.

Ferner ist nach einer weiteren besonderen Form der Erfin dung das Verfahren oder die Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums dadurch gekennzeichnet, daß das Meßobjekt ein bio logisches Gewebe ist.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Härtungszustand oder ein Härtegrad eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes be wertet wird unter Verwendung des Brechungsindex als Bewer tungsindex, der in der Dickenrichtung des härtbaren Kunst stoffs bzw. -harzes gemittelt ist.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Messen eines Bre chungsindex eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts oder einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Licht empfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenz licht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Sy stems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu ver messende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenz lichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Refe renzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermes senden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Ob jekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspie gels in einer Position mit maximaler Intensität des Inter ferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in einer Po sition mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Bre chungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Messen eines Bre chungsindex eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einer von einer Halteeinrichtung gehaltenen Konvergenzlinse und einem Lichtempfangselement zum mitein ander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt re flektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlicht spiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenz linse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts ver schoben werden, und Verschiebungsstrecken des zu vermessen den Objekts und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in einer Position mit maximaler In tensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Brechungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Messen eines Bre chungsindex eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen zu vermessenden Objekts und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Ob jekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu er fassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Licht quelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu ver messende Objekt gestrahlt wird, die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts ver schoben werden, und Verschiebungsstrecken der Konvergenz linse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vorde re Oberfläche und in einer Position mit maximaler Intensi tät des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche er halten werden, wodurch ein Brechungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Messen eines Bre chungsindex eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes, da durch gekennzeichnet daß ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Licht quelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Re flektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung ge teilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspie gels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtem pfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessen den Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Messen eines Bre chungsindex eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes, da durch gekennzeichnet daß, ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Licht quelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Re flektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung ge teilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts und des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewe gen derselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammen setzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Messen eines Bre chungsindex eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes, da durch gekennzeichnet daß ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Licht quelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Re flektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung ge teilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewegen der selben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Basissystem zur gleichzeitigen Messung des Phasenbrechungsindex und der Dicke, und des Phasenbrechungsindex und des Gruppenbre chungsindex nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbei spiel illustriert;

die Fig. 2a bis 2d sind Ansichten zur Erklärung eines Ver fahrens zum Verschieben einer zu messenden Probe und eines Verfahrens zum Verschieben einer Linse nach einem erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

die Fig. 3a bis 3d sind Ansichten zur Erklärung eines Ver fahrens zum Verschieben einer Konvergenzlinse und eines Verfahrens zum Verschieben eines Referenzlichtspiegels nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 ist eine Ansicht zur Erklärung des Prinzips des Pro beverschiebeverfahrens nach einem erfindungsgemäßen Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 5 ist eine Ansicht zur Erklärung des Prinzips des Lin senverschiebeverfahrens nach einem erfindungsgemäßen Aus führungsbeispiel;

die Fig. 6a und 6b sind Diagramme, die Interferenzintensi täten an einer Vorder- und einer Hinteroberfläche zeigen, die mit dem Probeverschiebeverfahrens nach einem erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemessen sind;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das Beispiele für die Beziehung zwischen der Wellenlängendispersion und dem Phasenbre chungsindex verschiedener Arten von zu messenden Objekten nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zeigt;

die Fig. 8a und 8b sind Ansichten, die Interferenzintensi täten an einer Vorder- und einer Hinteroberfläche zeigen, die mit dem Linsenverschiebeverfahrens nach einem erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemessen sind;

Fig. 9 ist eine Ansicht zur Erklärung der Bestimmung von Konstanten a, b nach einem erfindungsgemäßen Ausführungs beispiel;

Fig. 10 ist ein Diagramm, das Beispiele für mit dem Probe verschiebeverfahren bei einem Doppelbrechungsmeßverfahren nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemessene Interferenzsignale zeigt;

Fig. 11 ist ein Diagramm, das Beispiele für mit dem Linsen verschiebeverfahren bei einem Doppelbrechungsmeßverfahren nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemessene Interferenzsignale zeigt;

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Basissystem zum Mes sen der Doppelbrechung nach einem erfindungsgemäßen Ausfüh rungsbeispiel zeigt;

die Fig. 13a bis 13d sind Ansichten zur Erklärung eines Ver fahrens zum Verschieben einer zu messenden Probe und eines Verfahrens zum Verschieben eines Referenzlichtspiegels bei dem Doppelbrechungsmeßverfahren nach einem erfindungsgemä ßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 14 ist ein Diagramm zur Erklärung des Probeverschiebe verfahrens bei dem Doppelbrechungsmeßverfahren nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 15 ist ein Diagramm, das Beispiele für mit dem Probe verschiebeverfahren bei dem Doppelbrechungsmeßverfahren nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erfaßte Interferenzsignale illustriert;

Fig. 16 ist ein Diagramm zur Erklärung eines Referenzlicht spiegelverschiebeverfahrens bei dem Doppelbrechungsmeßver fahren nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 17 ist ein Diagramm, das Beispiele für mit dem Refe renzlichtspiegelverschiebeverfahren bei dem Doppelbre chungsmeßverfahren nach einem erfindungsgemäßen Ausfüh rungsbeispiel erfaßte Interferenzsignale zeigt; und

Fig. 18 ist ein Diagramm, das Beziehungen zwischen dem Pha senbrechungsindex und dem Gelanteilswert für ultraviolett härtbaren Kunststoff bzw. -harz und dem Ultraviolettbe strahlungswert zeigt.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferome trischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts oder einer Kon vergenzlinse und eines Referenzlichtspiegels, einer Licht quelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zu sammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektier ten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt ge strahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konver genzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Inter ferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberflä che und in einer Position mit maximaler Intensität des In terferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten wer den, wodurch ein Brechungsindex und eine Dicke des zu ver messenden Objekts gleichzeitig gemessen werden. In dieser Weise können der Brechungsindex und die Dicke eines zu mes senden Objekts separat und gleichzeitig in berührungsfreier Weise gemessen werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einer von einer Halteeinrichtung gehaltenen Konvergenzlinse und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Refe renzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu ver messende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximie rung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungs strecken des zu vermessenden Objekts und des Referenzlicht spiegels in einer Position mit maximaler Intensität des In terferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Brechungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden. In dieser Weise können der Brechungsindex und die Dicke eines zu messenden Objekts se parat und gleichzeitig in berührungsfreier Weise gemessen werden, und zwar indem das zu messende Objekt und der Refe renzlichtspiegel verschoben werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen zu vermessenden Objekts und ei nem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Re ferenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, die Konver genzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Inter ferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in einer Position mit ma ximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Brechungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemes sen werden. In dieser Weise können der Brechungsindex und die Dicke eines zu messenden Objekts separat und gleichzei tig in berührungsfreier Weise gemessen werden, und zwar in dem die Konvergenzlinse und der Referenzlichspiegel ver schoben werden, während das zu messende Objekt stationär gehalten wird.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts oder eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Refe renzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder der Referenzlichtspiegel zur Ma ximierung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts ver ursachten Interferenzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben wird, eine Differenz zwischen Verschiebungs strecken in einer Position mit maximaler Intensität des In terferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in Posi tionen mit maximalen Intensitäten des durch den Referenz lichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnor mallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten In terferenzlichts erhalten werden, wodurch eine Doppelbre chung des zu vermessenden Objekts gemessen wird. Auf diese Weise kann die Doppelbrechung eines zu messenden Objekts in berührungsfreier Weise mit einer sehr einfachen Struktur gemessen werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts, ei ner Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehalte nen Referenzlichtspiegel und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Ob jekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu er fassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Licht quelle des optischen interferometrischen Systems auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Ob jekt zur Maximierung der Intensität des durch den Referenz lichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts und von zwei Inten sitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Nor mallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinte ren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten In terferenzlichts verschoben wird und eine Differenz zwischen Verschiebungsstrecken in einer Position mit maximaler In tensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in Positionen mit maximalen zwei Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursach ten Interfenzlichts erhalten wird, wodurch eine Doppelbre chung des zu vermessenden Objekts gemessen wird. In dieser Wiese kann die Doppelbrechung nur durch Verschieben des zu messenden Objekts bequem gemessen werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen zu vermessenden Objekt und einem Lichtempfangselement zum mit einander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenz lichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfas sen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems auf das zu ver messende Objekt gestrahlt wird, der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlicht spiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Ob jekts verursachten Interferenzlichts und von zwei Intensi täten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Nor mallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinte ren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten In terferenzlichts verschoben wird, und eine Differenz zwi schen Verschiebungsstrecken in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberflä che und in Positionen mit maximalen zwei Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interfenzlichts erhal ten wird, wodurch eine Doppelbrechung des zu vermessenden Objekts gemessen wird. Auf diese Weise können die Doppel brechung bequem gemessen werden, indem nur der Referenz lichtspiegel verschoben wird, während das zu messende Ob jekt festliegt.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren eines zu vermessenden Objekts oder einer Konvergenz linse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammenset zen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interfe renz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeich net, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interfero metrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts v 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002019733890 00004 99880erschoben werden, und Ver schiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Po sition mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit maximalen zwei Intensitäten des Interfenzlichts durch die hintere Oberflä che erhalten werden, wodurch eine Doppelbrechung und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden. Auf diese Weise können die Doppelbrechung und die Dicke des zu messenden Objekts separat und gleichzeitig in berührungsfreier Weise gemessen werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren eines zu vermessenden Objekts und eines Referenz lichtspiegels, einer Konvergenzlinse, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu ver messende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximie rung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verur sachten Interferenzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts ver schoben werden, und eine Differenz zwischen Verschiebungs strecken in einer Position mit maximaler Intensität des In terferenzlichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit maximalen zwei durch den Referenzlichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnormallichtstrahl von der hin teren Oberfläche verursachten Intensitäten erhalten wird, wodurch eine Doppelbrechung und eine Dicke des zu vermes senden Objekts gleichzeitig gemessen werden. Auf diese Wei se können die Doppelbrechung und die Dicke des zu messenden Objekts bequem, separat und gleichzeitig in berührungsfrei er Weise gemessen werden, indem nur das zu messende Objekt und der Referenzlichtspiegel verschoben werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspie gels, einer Lichtquelle, und einem von einer Halteeinrich tung gehaltenen zu vermessenden Objekt und einem Lichtemp fangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Licht signal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberflä che des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenz lichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlicht spiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnor mallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermes senden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und eine Differenz zwischen Verschiebungsstrecken in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenz lichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit ma ximalen zwei durch den Referenzlichtspiegel und den Nor mallichtstrahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten Intensitäten erhalten wird, wodurch eine Doppelbrechung und eine Dicke des zu vermessenden Ob jekts gleichzeitig vermessen werden. Auf diese Weise können die Doppelbrechung und die Dicke des zu messenden Objekts bequem, separat und gleichzeitig in berührungsfreier Weise gemessen werden, indem nur die Konvergenzlinse und der Re ferenzlichtspiegel verschoben werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts oder einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspiegels, ei ner Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum mitein ander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt re flektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlicht spiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenz linse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximie rung von Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden und Verschiebungsstrec ken des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maxima ler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten wer den, wodurch ein Phasenbrechungsindex und ein Gruppenbre chungsindex des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemes sen werden. Auf diese Weise können der Phasenbrechungsindex und der Gruppenbrechungsindex des zu messenden Objekts mit bekannter Dicke in berührungsfreier Weise gleichzeitig ge messen werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren eines zu vermessenden Objekts und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einer von einer Halteinrichtung gehaltenen Konvergenzlinse und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Refe renzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu ver messende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximie rung von Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden und Verschiebungsstrec ken des zu vermessenden Objekts und des Referenzlichtspie gels in einer Position mit maximaler Intensität des Inter ferenzlichts durch die vordere Oberfläche und einer Positi on mit maximaler Intensität des Interferenzlicht durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Phasenbre chungsindex und ein Gruppenbrechungsindex des zu vermessen den Objekts gleichzeitig gemessen werden. Auf diese Weise können die Doppelbrechung und der Gruppenbrechungsindex des zu messenden Objekts separat und gleichzeitig in berüh rungsfreier Weise gemessen werden, indem nur das zu messen de Objekt und der Referenzlichtspiegel verschoben werden.

Ferner ist vorgesehen ein Verfahren zum Vermessen eines Me diums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren einer Konvergenzlinse und eines Referenzlichtspie gels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteinrichtung gehaltenen zu vermessenden Objekt und einem Lichtempfangse lement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu ver messenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsi gnal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung von Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden und Verschiebungsstrecken der Konvergenz linse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vorde re Oberfläche und einer Position mit maximaler Intensität von Interfenzlicht durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Phasenbrechungsindex und ein Gruppen brechungsindex des zu vermessenden Objekts gleichzeitig ge messen werden. Auf diese Weise können der Phasenbrechungs index und der Gruppenbrechungsindex bei bekannter Dicke gleichzeitig gemessen werden, indem die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel verschoben werden, während das zu messende Objekt stationär gehalten wird.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig ge messen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlicht spiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrich tung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Mon tieren des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewegen der selben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen. Mit diesem Aufbau können der Brechungsindex und die Dicke des zu messenden Objekts gleichzeitig gemessen werden, indem nur die Antriebsein richtung zum Halten und Montieren des zu messenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels und zum geringfügigen Bewegen derselben zu dem einfachen inter ferometrischen System hinzugefügt werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig ge messen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlicht spiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrich tung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Mon tieren des zu vermessenden Objekts und des Referenzlicht spiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Licht empfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermes senden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen. Mit diesem Aufbau können der Brechungsindex und die Dicke des zu messenden Objekts gleichzeitig gemessen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren des zu messenden Objekts und des Referenzlicht spiegels und zum geringfügigen Bewegen derselben zu dem einfachen interferometrischen System hinzugefügt werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brechungsindex und eine Dicke des Mediums gleichzeitig ge messen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlicht spiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrich tung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Mon tieren der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtempfangse lement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Ob jekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu er fassen. Mit diesem Aufbau können der Brechungsindex und die Dicke des zu messenden Objekts gleichzeitig gemessen wer den, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Mon tieren der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels und zum geringfügigen Bewegen derselben zu dem einfachen interferometrischen System hinzugefügt werden, während das zu messende Objekt stationär gemacht wird.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung des Mediums gemessen wird unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Licht quelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Re flektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung ge teilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen eines ande ren Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts auf das zu vermessende Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts oder des Refe renzlichtspiegels und geringfügig Bewegen desselben und ei nem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Licht signal zu erfassen. Mit diesem Aufbau kann die Doppelbre chung des zu messenden Objekts gemessen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren des zu messenden Objekts oder des Referenzlichtspiegels und zum geringfügigen Bewegen zu dem einfachen interferometrischen System hinzugefügt werden.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung des Mediums gemessen wird unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Licht quelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Re flektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung ge teilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts auf das zu vermessende Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts und geringfügig Bewe gen desselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammen setzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen. Mit diesem Aufbau kann die Doppelbrechung des zu messenden Objekts gleichzeitig gemessen werden, indem nur die Antriebsein richtung zum Halten und Montieren des zu messenden Objekts und zum geringfügigen Verschieben desselben zu dem einfa chen interferometrischen System hinzugefügt werden.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung des Mediums gemessen wird unter Verwendung eines interfero metrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Refe renzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Ein richtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Auftei leinrichtung geteilten Lichts auf ein zu vermessendes Ob jekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des Refe renzlichtspiegels und geringfügig Bewegen desselben und ei nem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Licht signal zu erfassen. Mit diesem Aufbau kann die Doppelbre chung des zu messenden Objekts gemessen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren des Refe renzlichtspiegels und zum geringfügigen Verschieben dessel ben zu dem einfachen interferometrischen System hinzugefügt werden.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden un ter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des ande ren Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermes senden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenz lichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtem-pfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Licht signal zu erfassen. Mit diesem Aufbau können die Doppelbre chung und die Dicke des zu messenden Objekts gleichzeitig gemessen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Hal ten und Montieren des zu messenden Objekts oder der Konver genzlinse und des Referenzlichtspiegels zum geringfügigen Verschieben derselben zu dem einfachen optischen interfero metrischen System hinzugefügt wird.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden un ter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des ande ren Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermes senden Objekts und des Referenzlichtspiegels und geringfü gig Bewegen derselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflek tierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspie gel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen. Mit diesem Aufbau können die Doppelbrechung und die Dicke des zu messenden Objekts gleichzeitig gemessen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren des zu messenden Objekts und des Referenzlichtspiegels zum gering fügigen Verschieben derselben zu dem einfachen optischen interferometrischen System hinzugefügt wird.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß eine Doppelbrechung und eine Dicke des Mediums gleichzeitig gemessen werden un ter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des ande ren Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermes senden Objekts und des Referenzlichtspiegels und geringfü gig Bewegen derselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflek tierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspie gel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen. Mit diesem Aufbau können die Doppelbrechung und die Dicke des zu messenden Objekts gleichzeitig gemessen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels zum geringfü gigen Verschieben derselben zu dem einfachen optischen in terferometrischen System hinzugefügt werden, während das zu messende Objekt stationär gemacht wird.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenbrechungsin dex und ein Gruppenbrechungsindex des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einer Einrichtung zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenz lichtspiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrich tung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteilein richtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts oder Konvergenz linse und des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtempfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen. Mit diesem Aufbau können der Phasenbrechungsindex und der Gruppenbrechungsindex des zu messenden Objekts mit bekannter Dicke gleichzeitig ge messen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren des zu messenden Objekts oder der Konvergenz linse und des Referenzlichtspiegels zum geringfügigen Ver schieben derselben zu dem einfachen optischen interferome trischen System hinzugefügt wird.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenbrechungsin dex und ein Gruppenbrechungsindex des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlicht spiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrich tung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Mon tieren des zu vermessenden Objekts und des Referenzlicht spiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Licht empfangselement zum Zusammensetzen von von dem zu vermes senden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen. Mit diesem Aufbau können der Phasenbrechungsindex und der Gruppenbrechungsindex des zu messenden Objekts mit bekannter Dicke gleichzeitig gemessen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren des zu messen den Objekts und des Referenzlichtspiegels zum geringfügigen Verschieben derselben zu dem einfachen optischen interfero metrischen System hinzugefügt werden.

Ferner ist vorgesehen eine Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenbrechungsin dex und ein Gruppenbrechungsindex des Mediums gleichzeitig gemessen werden unter Verwendung eines interferometrischen Systems mit einer Lichtquelle, einer Einrichtung zum Auf teilen von Licht aus der Lichtquelle, einem Referenzlicht spiegel zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrich tung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse auf ein zu vermessendes Objekt, einer Einrichtung zum Halten und Mon tieren der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewegen derselben und einem Lichtempfangse lement zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Ob jekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu er fassen. Mit diesem Aufbau können der Phasenbrechungsindex und der Gruppenbrechungsindex des zu messenden Objekts mit bekannter Dicke gleichzeitig gemessen werden, indem nur die Antriebseinrichtung zum Halten und Montieren des zu messen den Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlicht spiegels zum geringfügigen Verschieben derselben zu dem einfachen optischen interferometrischen System hinzugefügt werden, während das zu messende Objekt stationär gemacht wird.

Erfindungsgemäß vorgesehen ist ein Verfahren zum Vermessen eines Mediums, gekennzeichnet durch Messen des Brechungsin dex eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes, der in der Dickenrichtung des härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes ge mittelt ist, um den Härtungszustand oder die Härte des härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes unter Verwendung des ge mittelten Brechungsindex als Bewertungsindex zu bewerten.

Es ist festzustellen, daß die niederkohärente Lichtquelle nicht nur eingeschränkt ist auf eine Superlumineszenzdiode oder eine Weißlichtquelle, sondern ferner alle Lichtquellen mit einer Kohärenzlänge von weniger als 30 µm verwendet werden können, etwa eine Laserdiode, die mit einem Ein gangsstrom unter ihrem Schwellenwert angesteuert werden kann. Dementsprechend kann mit dem erfindungsgemäßen Ver fahren und der Vorrichtung die Wellenlängendispersion des Brechungsindex eines zu messenden Objekts gemessen werden, indem eine Mehrzahl von Laserdioden mit unterschiedlichen Oszillationszentrumswellenlängen oder dergleichen zusammen verwendet werden, was der Verwendung einer Lichtquelle, bei der eine Weißlichtquelle einer Spektroskopie mit einem Mo nochromator unterworfen ist, gleichkommt. Was ferner die Komponenten des optischen interferometrischen Systems be trifft, können solche, die Licht aus einer Lichtquelle ver zweigen können und Signallicht und Referenzlicht zur Inter ferenz zusammensetzen bzw. synthetisieren können, etwa Strahlteiler, Halbspiegel, Einzelmodus-Faserkoppler und dergleichen verwendet werden. Ferner ist die Antriebsein richtung nicht eingeschränkt auf eine Kleinbewegungsstufe, (slight motion stage), sondern bezieht sich auf alle Ein richtungen, die ihre Verschiebung präzise messen können. Ferner können als Vibrator ein piezoelektrisches Betäti gungselement, ein elektromagnetisches Betätigungselement oder dergleichen verwendet werden, die eine stabile Vibra tion und Amplitude liefern.

Im folgenden wird die gleichzeitige Messung des Phasenbre chungsindex np oder der Doppelbrechung und der Dicke t ei nes zu messenden Objekts, die Messung der Doppelbrechung, das Prinzip der gleichzeitigen Messung des Phasenbrechungs index und des Gruppenbrechungsindex und die Bewertung des Härtungszustandes oder der Härte eines härtbaren Kunststof fes bzw. -harzes unter Berücksichtigung des Brechungsindex erklärt.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, daß das Basissystem nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zeigt, und zwar für die gleichzeitige Messung des Phasenbrechungsindex und der Dicke, die gleichzeitige Messung der Doppelbrechung und der Dicke, die Messung der Doppelbrechung und die gleichzeitige Messung des Phasenbrechungsindex und des Gruppenbrechungs index. Zunächst wird der optische Weg des Basissystems er klärt. Von einer Lichtquelle 1 emittiertes Licht wird durch eine Linse 12a in einen gebündelten Strahl umgewandelt und in eine Lichtverzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung zum Verzweigen und Zusammensetzen des Lichts aus der Lichtquel le 1 geführt. Das Licht wird also gleichmäßig in zwei Teil strahlen aufgeteilt, von denen sich einer geradeaus fortbe wegt, um durch eine Konvergenzlinse 3 zur Konvergenz ge bracht zu werden, die von einer Antriebseinrichtung 8 ge halten und daran montiert ist, und strahlt dann auf ein zu messenden Objekt 4 auf, das an einer Antriebseinrichtung 5 gehalten und montiert ist. Im Gegensatz dazu breitet sich der andere der Teilstrahlen im rechten Winkel von der Ver zweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 aus und strahlt auf einen Referenzlichtspiegel 6, der an einer Antriebsein richtung 7 gehalten und montiert ist und an einem Vibrator 9 befestigt ist, der mit einer Vibration mit einer Frequenz f und einer vorbestimmten Amplitude beaufschlagt ist, um den reflektierten Strahl (Referenzstrahl) von dem Referenz lichtspiegel 6 aus phasenzumodulieren. Ein reflektierter Strahl (Signalstrahl) von dem zu messenden Objekt 4 aus wird durch die Konvergenzlinse 3, die Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 und eine Linse 12b zu einem Lichtempfangselement 10 geführt. Ferner wird der reflek tierte Strahl (Referenzstrahl) von dem Referenzlichtspiegel 6 aus durch die Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 6 und die Linse 12b zu dem Lichtempfangselement 11 geführt. Ein Erfassungssignal aus dem Lichtempfangselement 10 wird durch eine Erfassungsschaltung 11 in ein Digitalsignal um gewandelt, das von einem PC 11 verarbeitet wird. Es ist festzustellen, daß die Antriebseinrichtungen 5, 7, 8 ent sprechend einem Signal aus dem PC 13 durch eine Bewegungs stufensteuerung 14 (stage controller) gesteuert werden.

Als Verfahren zum gleichzeitigen Messen des Phasenbre chungsindex np oder der Doppelbrechung und der Dicke t ei nes zu messenden Objekts und als Verfahren zum gleichzeiti gen Messen des Phasenbrechungsindex np oder des Gruppenbre chungsindex ng gibt es zwei Verfahren, nämlich ein Verfah ren, bei dem die Konvergenzlinse 3 stationär gehalten wird und das zu messende Objekt 4 und der Referenzlichtspiegel 6 in der Richtung der optischen Achse verschoben werden und ein Verfahren, bei dem das zu messende Objekt 4 stationär gehalten wird und die Konvergenzlinse 3 und der Referenz lichtspiegel 5 in der Richtung der optischen Achse verscho ben werden. Diese beiden Verfahren werden im folgenden er klärt.

1)-1 Verfahren des Verschiebens der zu messenden Probe

Anhand der Fig. 1, 2a bis 2d, 3a bis 3d, 4, 6, 7 und 10 wird ein Verfahren des Verschiebens der zu mes senden Probe erklärt.

Bei diesem Probeverschiebeverfahren, wie in Fig. 2a gezeigt, wird Licht aus der Lichtquelle 1 auf die Vor deroberfläche des zu messenden Objekts 4 hin gebün delt, und dann wird, wie in Fig. 3a gezeigt, die Posi tion des Referenzlichtspiegels 6 mit der Antriebsein richtung 7 eingestellt, um die Differenz zwischen den optischen Weglängen des Referenzlichtstrahls und des Signallichtarms auf Null zu setzen. Wie in Fig. 3a ge zeigt, wird die Position des Referenzlichtspiegels 6 mit der Antriebseinrichtung 7 eingestellt. Fig. 6 zeigt Intensitätsmuster von Interferenzsignalen, die erhalten werden, wenn die Position des Referenzlicht spiegels 6 in vorbestimmten Intervallen verschoben wird, während das zu messende Objekt 4 durch die An triebseinrichtung 5 verschoben wird, nachdem der Lichtstrahl aus der Konvergenzlinse 3 auf eine Positi on in der Nähe des zu messenden Objekts 4 fokussiert wird. Aus der Position, in der die Intensität des In terferenzsignals maximal wird, wird z = 0 bestimmt, und die entsprechende Position des Referenzlichtspie gels 6 ist x = x_F1.

Wie als nächstes in Fig. 2(b) gezeigt, wird die An triebseinrichtung 5 so bewegt, daß das zu messende Ob jekt 4 zur Annäherung an die Konvergenzlinse 3 ge bracht wird, so daß der Lichtstrahl auf die Hinter oberfläche des zu messenden Objekts fokussiert wird. Dann wird, wie in Fig. 3b gezeigt, der Referenzspiegel von der Antriebseinrichtung 7 um ΔL₁ bewegt, so daß die Wegdifferenz zwischen den beiden Armen des Inter ferometers wieder Null wird. Fig. 6b zeigt Intensi tätsmuster von Interferenzsignalen, die erhalten wer den, wenn die Position des Referenzlichtspiegels 6 in vorbestimmten Intervallen verschoben wird, während das zu messende Objekt 4 von der Antriebseinrichtung 5 verschoben wird, nachdem der Lichtstrahl aus der Kon vergenzlinse 3 in der Nähe der Hinteroberfläche des zu messenden Objekts 4 fokussiert wird. Aus einer Positi on, in der die Intensität des Interferenzsignals maxi mal wird, wird z = z₁ bestimmt und die entsprechende Position des Referenzlichtspiegels 6 (Antriebseinrichtung 7) ist x = x_R1.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird zuerst als Referenz ein Zu stand F' verwendet, in dem der Lichtstrahl auf die Vorderoberfläche des zu messenden Objekts 4 (in der Figur durch die dünne Linie angegeben) fokussiert wird, das zu messende Objekt 4 (Antriebseinrichtung 5) wird um die Strecke z₁ zu der Konvergenzlinse 3 ver schoben und der Lichtstrahl wird auf seine Hinterober fläche fokussiert. In diesem Fall F (in der Figur durch die durchgezogene Linie angegeben) ergibt sich aus Snell's Gesetz die folgende Formel:

wobei θ der Einfallswinkel auf das zu messende Objekt ist, r die Einfallsposition und Φ, der Brechungswinkel ist.

Aus EQ1 ergibt sich:

An dieser Stelle ergibt sich der Verschiebungsabstand ΔL₁ des oben erwähnten Referenzlichtspiegels 6 (An triebseinrichtung 7). ΔL₁ ist die optische Wegdiffe renz zwischen dem Fall, in dem der Lichtstrahl auf die Vorderoberfläche (z = 0 Ebene) des zu messenden Ob jekts 4 (in der Figur durch die dünne Linie angegeben) fokussiert ist, und dem Fall, in dem das zu messende Objekt 4 (Antriebseinrichtung 5) um z₁ verschoben ist und auf die Rückoberfläche fokussiert wird (in der Fi gur mit der durchgezogenen Linie angegeben), und ist gleich der optischen Wegdifferenz zwischen den beiden Fokuspunkten F, F' bezüglich z = z₁ als Referenz. Die Phase des konvergenten Lichtstrahls (oder des diver genten Lichtstrahls) nach Durchtritt durch die Konver genzlinse kann man sich vorstellen als durch einen durch die Zentrumsachse der Konvergenzlinse 3 hin durchtretenden Lichtstrahl dargestellt, und dement sprechend gilt

ΔL₁ = n × t - z₁ EQ3

An dieser Stelle ist zu bemerken, da das zu messende Objekt 4 (Antriebseinrichtung 5) verschoben wird, daß die optische Weglänge ΔL₁ abhängig von dem Verschie bungsabstand z₁ variiert. Aus EQ2 und EQ3 wird t eli miniert und erhalten:

Aus EQ4 ergibt sich, daß wenn die Apertur NA (= sinθ) der Konvergenzlinse 3 bekannt ist, der Brechungsindex n des zu messenden Objekts 4 aus dem Verhältnis zwi schen dem Meßwert ΔL₁ (1) und dem Verschiebungsabstand z₁ erhalten werden kann. Ferner kann seine Dicke t aus EQ3 erhalten werden und ist gegeben durch

Das heißt in bezug auf Fig. 4, daß der Lichtstrahl auf die Vorderoberfläche des zu messenden Objekts 4 (die Position z = 0 der Antriebseinrichtung 5: Fokuspunkt F') gebündelt wird, und dann die Position, in der eine Maximalintensität des Interferenzsignals erhalten wird (die Position x = x_F1 der Antriebseinrichtung 7) des Referenzlichtspiegels 6 erfaßt und durch die Erfas sungsschaltung 11 digitalisiert wird und an den PC 13 geliefert wird, und ferner das zu messende Objekt 4 um die Strecke z₁ auf die Konvergenzlinse 3 zu verschoben wird, um Daten zu erhalten. Dadurch ist x_F1, das eine maximale optische Interferenzintensität ergibt, be stimmt. Dann wird das zu messende Objekt 4 um die Strecke z₁ auf die Konvergenzlinse 3 zu bewegt (Fokussierung an der Hinteroberfläche des zu messenden Objekts 4, z = z₁: Fokuspunkt F), und in diesem Zu stand wird die Antriebseinrichtung 7 so eingestellt, daß die Interferenzsignalintensität wieder auf ein Ma ximum gebracht wird, um die Position x = x_R1 zu be stimmen, entsprechend dem oben erwähnten x_F1. Die op tische Wegdifferenz zwischen den beiden Zuständen, in denen auf die vordere und auf die hintere Oberfläche fokussiert wird, ist gegeben durch ΔL₁ = x_R1 - x_F1 und dementsprechend können aus diesen beiden unabhängigen Werten ΔL₁, z₁ der Brechungsindex n und die Dicke t des zu messenden Objekts 4 erhalten werden.

Ferner können die Doppelbrechung n und die Dicke t gleichzeitig gemessen werden. Wenn nicht polarisiertes oder statistisch polarisiertes Licht auf das zu mes sende Objekt 4 mit einer Doppelbrechung (wie X- geschnittenes Lithium-Niobat (LN) mit einer zu der Oberfläche senkrechten X-Teilachse) projiziert wird, wie in Fig. 10 gezeigt, wird das Licht aufgeteilt in zwei linear polarisierte optische Wellen entsprechend einem Normallichtstrahl und einem Abnormallichtstrahl, die in der Richtung der Hauptachsen des zu messenden Objekts 4 polarisiert sind, und dementsprechend kann die Ebenendoppelbrechung (in-plane birefringence) (n_e, n_o oder die Differenz dazwischen) und die Dicke t gleichzeitig ohne Notwendigkeit einer Polarisations steuerung eines Polarisators/Analysators, einer Pola risationsdreheinrichtung und dergleichen gemessen wer den.

Das heißt, daß im Fall des zu messenden Objekts 4 mit Doppelbrechung, wie in Fig. 4 gezeigt, das Licht auf die Vorderoberfläche des zu messenden Objekts 4 fokus siert wird (Position z = 0 der Antriebseinrichtung 5: Fokuspunkt F'), und in diesem Zustand wird die Positi on des Referenzlichtspiegels 6 (die Position x = x_F1 der Antriebseinrichtung 7), in der eine Maximalinter ferenzsignalintensität erhalten werden kann, erfaßt und von der Erfassungsschaltung 11 digitalisiert und dann an den PC 13 geliefert, und ferner wird die An triebseinrichtung 5 so bewegt, daß Daten um x_F1 herum erhalten werden, um x_F1, das eine maximale optische Interferenzintensität zeigt, zu bestimmen. Als näch stes wird unter Verwendung der Antriebseinrichtung 5 das zu messende Objekt 4 auf die Konvergenzlinse 3 zu verschoben, um zwei jeweils einem Normallichtstrahl und einem Abnormallichtstrahl entsprechende Punkte zu bestimmen (z = z₁(1), z₁(2); Fokuspunkt F), die aus den Eigenschaften des zu messenden Objekts 4 mit Dop pelbrechung hervorgehen und auf die Hinteroberfläche des zu messenden Objekts 4 fokussiert werden (vgl. Fig. 10). Was diese Zustände z = z₁(1), z₁(2) be trifft, wird die Antriebseinrichtung 7 so eingestellt, daß die Interferenzsignalintensität wieder auf ein Ma ximum gebracht wird, und die jeweils entsprechenden Positionen x = x_R1(1), x_R2(2) werden bestimmt, wie bei x_F1. Die optische Wegdifferenz zwischen beiden Zustän den, in denen auf die Vorder- und auf die Hinterober fläche fokussiert wird, ist gegeben durch ΔL₁(1) = x_R1(1) - x_F1, ΔL₁(2) = X_R1(2) - x_F1, und aus den beiden unabhängig gemessenen Werten entsprechend ΔL₁(1), ΔL₁(2) und z₁(1), z₁(2) können die Doppelbrechung (n_e, n_o oder Differenz dazwischen) in den Oberflächen des zu messenden Objekts 4 und seine Dicke t erhalten wer den.

Aus den oben erwähnten Messungen kann ein gewünschter Wert ΔL₁ (= x_R1 - X_F1) erhalten werden, und der Bre chungsindex (Doppelbrechung) n und die Dicke t des zu messenden Objekts 4 können aus EQ4 und EQ5 errechnet werden.

Da jedoch niederkohärentes Licht mit einer oszillie renden Wellenlängenverteilung als Wellenpaket zu be trachten ist, ist der so erhaltene Brechungsindex n ein Brechungsindex (Gruppenbrechungsindex ng) ein schließlich der Wellenlängendispersion des Brechungs index des zu messenden Objekts. Da das Snell'sche Ge setz von dem Phasenbrechungsindex np abhängt, während diese optische Weglänge des Interferometers von dem Gruppenbrechungsindex ng abhängt, ergibt sich aus EQ2:

ΔL₁ + z₁ = n_g × t EQ7

wobei

wobei λc die Zentrumsoszillationswellenlänge der Lichtquelle ist. Aus EQ6 bis EQ8 wird t eliminiert, und als linearer Ausdruck in δ kann erhalten werden:

Der Korrekturterm 2δn₁ in EQ9 ist inhärent unbekannt, und dementsprechend kann np nicht berechnet werden. Es ist daher erforderlich, die Beziehungen zwischen der Wellenlängendispersion und dem Phasenbrechungsindex (vgl. Fig. 7) durch Experimente zu untersuchen. Ein zu untersuchendes Meßobjekt weist einen Meßwellenlängen bereich auf, der weit entfernt vom Absorptionsende liegt, und zeigt dementsprechend eine normale Disper sion (Dispersion gegeben durch Sellmeiers Gleichung). Aus Fig. 7 ergibt sich, daß np und np/dλ eine Exponen tialbeziehung haben. Dementsprechend und unter Berück sichtigung der Tatsache, daß die Dispersion im Atmo sphärendruck Null ist (np = 1) kann δn₁ wie folgt be züglich np ausgedrückt werden:

δn₁ = a . (n_p - 1)^b EQ11

wobei a, b durch Experimente bestimmt werden können. Genähert wird ξ² << 1 und n₁ << 1 und es ergibt sich als Näherung erster Ordnung für np:

Aus EQ11 und EQ12 kann ΔL₁ nur durch experimentelle Wert ΔL₁ und z₁ ausgedrückt werden wie folgt:

und np und t können aus den beiden Werten ΔL₁ und z₁ unter Verwendung von EQ9, EQ13 und EQ6 errechnet wer den. Jedoch kann NA (ξ) der Konvergenzlinse erhalten werden durch Vermessen einer Probe mit bekannter Dicke t und bekanntem Phasenbrechungsindex np unter Verwen dung der folgenden Gleichung:

Um die Konstanten a, b zu bestimmen, werden np, ng und die Differenz δn₁ dazwischen erhalten durch Experimen te an einem Meßobjekt mit bekanntem t, und entspre chend werden Meßwerte (δn₁, np - 1) in einem logarithmi schen Diagramm aufgetragen. Beide Seiten von EQ1 drüc ken sich also logarithmisch aus wie folgt:

log(δn₁) = log(a) + b . log(n_p - 1) EQ15

und entsprechend kann b aus dem Gradienten und a aus dem Achsenabschnitt bestimmt werden. ξ und t sind je doch bei dieser Messung bekannt und es ergeben sich aus EQ6 und EQ7 die folgenden Gleichungen:

Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann bei der Be stimmung von a, b die NA (ξ) der Konvergenzlinse, ge geben durch eine arithmetische Gleichung EQ9 mit dem Korrekturterm ξ n₁ kalibriert werden. EQ9 kann umge schrieben werden zu

und in EQ19 ist δn₁ gegeben aus EQ13, und die Werte a, b sind gegeben aus EQ15.

Wenn der Kalibrierungswert ξ_i bestimmt wird, kann aus den tatsächlich gemessenen Werten (z₁, ΔL₁) unter Ver wendung der folgenden Gleichung

der Phasenbrechungsindex np erhalten werden, und t kann aus der folgenden Gleichung erhalten werden, die aus einer Umschreibung von EQ6 folgt:

Um also den Phasenbrechungsindex np und die Dicke t des Meßobjekts 4 zu erhalten, und ferner eine Doppel brechung (np oder Δnp) und seine Dicke, sind zuvor verschiedene transparente Materialien mit bekannten Dicken t und bekannten Phasenbrechungsindizes np ver messen worden, und durch Bestimmen von a, b in EQ13 und unter Verwendung von EQ19 zur Kalibrierung von NA (ξ) der Konvergenzlinse kann die Position des Refe renzlichtspiegels 6 (Position x = x_F1 der An triebseinrichtung 7), in der eine maximale Interfe renzsignalintensität erhalten wird, in dem Zustand er faßt werden, daß auf die Vorderoberfläche des Meßob jekts 4 fokussiert wird (Position z = 0 der An triebseinrichtung 5; Fokuspunkt F') und durch die Er fassungsschaltung 11 digitalisiert und zu dem PC 13 geliefert werden und ferner wird die Antriebseinrich tung 5 so bewegt, daß Daten um x_F1 herum erhalten wer den, um x_F1 zu bestimmen, wo eine maximale Interfe renzsignalintensität erhalten wird. Als nächstes wird das Meßobjekt 4 um die Strecke z₁ unter Verwendung der Antriebseinrichtung 5 auf die Konvergenzlinse 3 zu be wegt (Fokussierung auf die Hinteroberfläche des Meßob jekts 4, z = z₁: Fokuspunkt F), und in diesem Zustand ist eine Position x = x_R1 ähnlich wie x_F1 bestimmt durch Einstellung der Antriebseinrichtung 7 zur Maxi mierung der Intensität des Interferenzsignals. Die op tische Wegdifferenz zwischen beiden Zuständen mit Fo kussierung auf die vordere und auf die hintere Ober fläche ist gegeben durch ΔL₁ = x_R1 - x_F1, und aus die sen beiden unabhängigen Werten ΔL₁, z₁ können unter Verwendung von EQ20, EQ13 und EQ21 der Phasenbre chungsindex np und die Dicke t des Meßobjekts berech net werden.

Entsprechend wird im Fall eines Meßobjekts 4 mit Dop pelbrechung, vgl. Fig. 4, die Position des Referenz spiegels (Position x = x_F1 der Antriebseinrichtung 7), in der eine maximale Interferenzsignalintensität er halten werden kann, im Zustand der Fokussierung auf die Vorderoberfläche des Meßobjekts 4 (Position z = 0, Fokuspunkt F') durch die Erfassungschaltung 11 erfaßt und digitalisiert und an den PC 13 geliefert, und fer ner wird die Antriebseinrichtung 5 so bewegt, daß Da ten um x_F1 herum erhalten werden, um x_F1 mit maximaler Interferenzintensität zu bestimmen. Als nächstes wird das Meßobjekt 4 um den Abstand z₁ unter Verwendung der Antriebseinrichtung 5 auf die Konvergenzlinse 3 zu be wegt (Fokussierung auf die hintere Oberfläche des Meß objekts 4, z = z₁: Fokuspunkt F), und in diesem Zu stand wird seine Position x = x_R1 ähnlich wie bei x_F1 bestimmt. Als nächstes wird unter Verwendung der An triebseinrichtung 5 das Meßobjekt 4 auf die Konver genzlinse 3 zu verschoben, um zwei Punkte (z = z₁(1), z₁(2); Fokuspunkt F) jeweils entsprechend einem Nor mallichtstrahl und einem Abnormallichtstrahl zu be stimmen, die auf die Hinteroberfläche des Meßobjekts 4 fokussiert werden und auf die Eigenschaften des Meßob jekts 4 mit Doppelbrechung zurückgehen (vgl. Fig. 10). Was diese Bedingungen z = z₁(1), z₁(2) betrifft, wird die Antriebseinrichtung 7 (Referenzlichtspiegel 6) so eingestellt, daß die Interferenzsignalintensität wie der auf ein Maximum gebracht wird, und die jeweils entsprechenden Positionen x = x_R1(1), x_R2(2) werden bestimmt, ähnlich wie bei x_F1. Die optische Wegdiffe renz zwischen beiden Zuständen mit Fokussierung auf die vordere und auf die hintere Oberfläche ist gegeben durch ΔL₁(1) = x_R1(1) - x_F1, ΔL₁(2) = x_R1(2) - x_F1, und aus beiden unabhängigen Meßwerten entsprechend ΔL₁(1), ΔL₁(2) und z₁(1), z₁(2) können die Doppelbrechung (n_e, n_o oder die Differenz dazwischen) in den Oberflächen des Meßobjekts 4 und seine Dicke unter Verwendung von EQ20, EQ13 und EQ21 erhalten werden.

Ferner werden bezüglich eines Meßobjekts bekannter Dicke zwei unabhängige Meßwerte ΔL₁(1), z₁(1), ähnlich wie oben beschrieben erhalten, zusammen mit ξ, erhal ten durch EQ14, in EQ16 und EQ17 substituiert. Der Phasenbrechungsindex np und der Gruppenbrechungsindex ng des Meßobjekts 4 können berechnet werden.

Festzustellen ist, daß bei Verwendung einer Lichtquel le 1 und einer Konvergenzlinse 3, ähnlich den oben er wähnten, ξ, die Konstanten a, b und ξ_i als Werte ver wendet werden können, die in einem Linsenverschiebe verfahren erhalten werden, das im folgenden im einzel nen beschrieben wird.

1)-2 Linsenverschiebeverfahren

Anhand der Fig. 2, 3, 5, 8 und 11 wird ein Linsen verschiebeverfahren erklärt.

Bei dem Linsenverschiebeverfahren, wie in Fig. 2c ge zeigt, wird Licht aus der Lichtquelle 1 gebündelt auf die Vorderoberfläche des Meßobjekts 4 und dann, wie in Fig. 3c gezeigt, wird die Position des Referenzlicht spiegels 6 durch die Antriebseinrichtung 7 so einge stellt, daß die Differenz zwischen den optischen Weg längen des Referenzlichtstrahls und des Signallicht arms Null wird. Wie in Fig. 3c gezeigt, wird die Posi tion des Referenzlichtspiegels 6 durch die Antriebs einrichtung 7 eingestellt. Fig. 8a zeigt Intensitäts muster von Interferenzsignalen, die erhalten werden, wenn die Position des Referenzlichtspiegels 6 in vor bestimmten Intervallen verschoben wird, während die Konvergenzlinse 3 mit Hilfe einer Antriebseinrichtung 8 verschoben wird, nachdem der Lichtstrahl aus der Konvergenzlinse 3 auf eine Position in der Nähe des Meßobjekts 4 fokussiert wird. Aus der Position, in der die Intensität des Interferenzsignals maximal wird, wird, wird z = 0 bestimmt, und die entsprechende Posi tion des Referenzlichtspiegels 6 (Antriebseinrichtung 7) ist x = x_F2. Als nächstes wird, wie in Fig. 2d ge zeigt, die Antriebseinrichtung 8 so bewegt, daß die Konvergenzlinse 3 zur Annäherung an das zu messende Objekt 4 gebracht wird, so daß der Lichtstrahl auf die Hinteroberfläche des zu messenden Objekts fokussiert wird. Dann wird, wie in Fig. 3d gezeigt, der Referenz spiegel 6 von der Antriebseinrichtung 7 um ΔL₂ bewegt, so daß die optische Wegdifferenz zwischen beiden Armen des Interferometers in diesem Zustand wieder Null wird. Fig. 8b zeigt Intensitätsmuster von Interferenz signalen, die erhalten werden, wenn die Position des Referenzlichtspiegels 6 in vorbestimmten Intervallen verschoben wird, während die Konvergenzlinse 3 durch die Antriebseinrichtung 8 verschoben wird, nachdem der Lichtstrahl aus der Konvergenzlinse 3 in der Nähe der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 fokussiert wird. Aus der Position, in der die Intensität des Interfe renzsignals maximal wird, wird z = z₂ bestimmt, und die entsprechende Position des Referenzlichtspiegels 6 (Antriebseinrichtung 7) ist x = x_R2.

Fig. 5 zeigt eine Prinzipansicht zur Erklärung des Linsenverschiebeverfahrens. Entsprechend ergibt sich

Ferner zeigt ΔL₂ eine optische Weglänge zwischen den Fokuspunkten F, F' an der vorderen und an der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 und wird dementsprechend unabhängig von z₂ konstant, das heißt:

ΔL₂ = n × t EQ23

Es ist somit für den Fall, daß das Meßobjekt 4 bezüg lich der Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 zum Empfangen von Licht aus der Lichtquelle stationär ist, festzustellen, daß die optische Wegdifferenz ΔL₂ auch bei Verschiebung der Konvergenzlinse 3 dazwischen nicht verändert wird. Aus EQ22 und EQ23 ergibt sich der Brechungsindex n als:

und die Dicke t ergibt sich als:

Das heißt in bezug auf Fig. 5, daß der Lichtstrahl an der Vorderoberfläche des Meßobjekts 4 (der Position z = 0 der Antriebseinrichtung 8, Fokuspunkt F') gebündelt wird und dann die Position (Position x = x_F2 der An triebseinrichtung 7) des Referenzlichtspiegels 6 wie beim Probeverschiebeverfahren bestimmt wird. Dann wird das Meßobjekt 4 auf die Konvergenzlinse 3 zu um den Abstand z₂ bewegt, um an der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 zu fokussieren (z = z₂: Fokuspunkt F). In diesem Zustand wird die Antriebseinrichtung 7 so ein gestellt, daß die Interferenzsignalintensität wieder auf ein Maximum gebracht wird, um ihre Position zu be stimmen als x₁ = x_R2, ähnlich wie bei dem oben be schriebenen Probeverschiebeverfahren. Die optische Wegdifferenz zwischen beiden Zuständen, bei denen auf die vordere und auf die hintere Oberfläche fokussiert wird, ist gegeben durch ΔL₂ = x_R2 - x_F2, und dement sprechend ergibt sich aus diesen beiden unabhängigen Werten ΔL₂, z₂, der Brechungsindex n und die Dicke t des Meßobjekts 4.

Ferner können die Doppelbrechung n und die Dicke t gleichzeitig gemessen werden. Wenn nicht polarisiertes Licht oder statistisch polarisiertes Licht in das Meß objekt 4 mit Doppelbrechung (etwa X-geschnittenes Lithium-Niobat (LN) mit zu der Oberfläche senkrechter X-Teilachse) projiziert wird, wie in Fig. 11 gezeigt, wird das Licht in zwei linear polarisierte optische Wellen entsprechend einem Normallichtstrahl und einem Abnormallichtstrahl aufgeteilt, die in der Richtung der Hauptachsen des Meßobjekts 4 polarisiert sind, und dementsprechend können die Ebenendoppelbrechung (in plane birefringence) (n_e, n_o oder die Differenz dazwi schen) und die Dicke t gleichzeitig ohne Notwendigkeit einer Polarisationssteuerung eines Polarisa tors/Analysators, einer Polarisationsdreheinrichtung und dergleichen gemessen werden.

Das heißt für den Fall des Meßobjekts 4 mit Doppelbre chung, wie in Fig. 5 gezeigt, daß das Licht auf die Vorderoberfläche des Meßobjekts 4 (Position z = 0 der Antriebseinrichtung 8: Fokuspunkt F) fokussiert wird und in diesem Zustand Daten um x = x_F2 zum Bestimmen der Position des Referenzlichtspiegels 6 mit maximaler Interferenzsignalintensität erhalten werden, (Position x = x_F2 der Antriebseinrichtung 7), ähnlich wie oben beschrieben. Als nächstes wird unter Verwendung der Antriebseinrichtung 8 die Konvergenzlinse 3 auf das Meßobjekt 4 zu bewegt, um zwei Punkte (z = z₂(1), z₂(2); Fokuspunkt F) jeweils einem Normallichtstrahl und einem Abnormallichtstrahl entsprechend zu bestim men, die aufgrund der Eigenschaften des Meßobjekts 4 mit Doppelbrechung erzeugt werden und auf die hintere Oberfläche des Meßobjekts 4 fokussiert werden (vgl. Fig. 11). Bezüglich dieser Zustände z = z₂(1), z₂(2) wird die Antriebseinrichtung 7 (Referenzlichtspiegel 6) so eingestellt, daß die Interferenzsignalintensität wieder maximal wird, und die jeweils entsprechenden Positionen x = x_R2(1), x_R2(2) bestimmt werden. Die op tische Wegdifferenz zwischen den beiden Zuständen, mit Fokussierung auf die vordere und auf die hintere Ober fläche ist gegeben durch ΔL₂(1) = x_R2(1) - x_F2, ΔL₂(2) = x_R2(2) - x_F2, und aus beiden unabhängigen Meßwerten entsprechend ΔL₂(1), ΔL₂(2) und z₂(1), z₂(2) können die Doppelbrechung (n_e, n_o oder Differenz dazwischen) in den Oberflächen des Meßobjekts 4 und seine Dicke t erhalten werden.

Aus den oben beschriebenen Messungen können ein ge wünschter Wert ΔL₂ (= x_R2 - x_F2) und z₂ erhalten wer den, und der Brechungsindex (Doppelbrechung) n und die Dicke t des Meßobjekts 4 können aus EQ24 und EQ25 be rechnet werden.

Es ist jedoch festzustellen, daß der so erhaltene Bre chungsindex n ein Gruppenbrechungsindex ähnlich wie beim Probeverschiebeverfahren ist. Niederkohärentes Licht mit breitem Oszillationswellenlängenbereich, wie die Lichtquelle, sollte als Wellenpaket betrachtet werden, und dementsprechend ist der aus den oben be schriebenen Messungen erhältliche Brechungsindex n ein Brechungsindex (Gruppenbrechungsindex ng) mit Wellen längendispersion des Brechungsindex des Meßobjekts. Entsprechend kann in Anbetracht der Wellenlängendis persion des Brechungsindex des Meßobjekts erhalten werden:

Ferner ist, da ΔL₂ die optische Wegdifferenz zwischen den Fokuspunkten F, F' an der vorderen und an der hin teren Oberfläche des Meßobjekts ist, und unabhängig von z₂ konstant ist, dieser Wert gegeben durch:

ΔL₂ = n_g × t EQ27

Ferner gilt:

wobei λc die Oszillationszentrumswellenlänge der Lichtquelle ist. Hier wird sie aus EQ26, EQ27 und EQ28 eliminiert, und es können die folgenden Näherungsglei chungen erster Ordnung erhalten werden:

Der Korrekturterm 2δn₁ in EQ29 ist inhärent unbekannt, weil die Wellenlängendispersion unbekannt ist und dem entsprechend kann np nicht berechnet werden. Also ist es erforderlich, die Beziehungen zwischen der Wellen längendispersion und dem Phasenbrechungsindex durch Experimente ähnlich dem Probeverschiebeverfahren zu untersuchen. Daher wird in Anbetracht der Tatsache, daß die Dispersion im Atmosphärendruck Null ist (np = 1)δn₂ wie folgt bezüglich np ausgedrückt:

δn₂ = a . (n_p - 1)^b EQ31

wobei a, b durch Experimente bestimmt werden können. Es wird genähert ξ² << 1 und n₂ << 1 und es ergibt sich eine erste Näherung von np als:

Aus EQ31 und EQ32 ergibt sich δn₂ nur durch experimen telle Werte ΔL₂ und z₂ wie folgt:

und np und t können berechnet werden aus den beiden Werten ΔL₂ und z₂ unter Verwendung von EQ29, EQ33 und EQ26. Jedoch kann NA (ξ) der Konvergenzlinse erhalten werden durch Messen einer Probe mit bekannter Dicke t und bekanntem Phasenbrechungsindex np und unter Ver wendung der folgenden Gleichung:

Um die Konstanten a, b zu bestimmen, werden np, ng und die Differenz δn₂ dazwischen erhalten durch Experimen te mit einem Meßobjekt mit bekanntem t, und es werden somit Meßwerte (δn₂, np - 1) in einem logarithmischen Diagramm aufgetragen. Beide Seiten von EQ31 ergeben sich also logarithmisch wie folgt:

log(δn₂) = log(a) + b . log(n_p - 1) EQ35

und entsprechend kann b aus dem Gradienten und a aus dem Achsenabschnitt bestimmt werden. ξ und t sind je doch bei dieser Messung bekannt, und aus EQ26 und EQ27 können die folgenden Gleichungen erhalten werden:

Wenn bei dem oben erwähnten Verfahren a, b bestimmt werden, kann NA (ξ) der Konvergenzlinse, was sich aus einer arithmetische Gleichung EQ29 mit dem Korrektur term ξ n₂ ergibt, kalibriert werden. EQ29 kann umge schrieben werden zu

und in EQ39 ergibt sich δn₂ aus EQ33, und die Werte a, b ergeben sich aus EQ35.

Wenn der Kalibrierungswert ξ_i bestimmt wird, kann aus den tatsächlich gemessenen Werten (z₂, ΔL₂) unter Ver wendung der folgenden Gleichung

der Phasenbrechungsindex np erhalten werden, und t kann aus der folgenden Gleichung erhalten werden, die durch Umschreiben von EQ26 folgt:

Um den Phasenbrechungsindex np und die Dicke t des Meßobjekts 4 zu ermitteln, und die Doppelbrechung (np oder Δnp) und seine Dicke, sind bislang also verschie dene Arten von transparenten Materialien mit gut be kannten Dicken t und Phasenbrechungsindizes gemessen worden, um die Konstanten a, b in EQ33 zu bestimmen und dann wird NA (ξ) der Konvergenzlinse unter Verwen dung von EQ39 kalibriert. Somit wird, vergleiche Fig. 5, der Lichtstrahl auf die Vorderoberfläche des Meßob jekts gebündelt (die Position z = 0 der Antriebsein richtung 8, Fokuspunkt F'), und dann kann die Position (die Position x = x_F2 der Antriebseinrichtung 7) des Referenzlichtspiegels 6 mit maximaler Intensität eines Interferenzsignals, wie beim Probenverschieberverfah ren bestimmt werden. Dann wird die Konvergenzlinse 3 um die Strecke z₂ unter Verwendung der Antriebsein richtung 8 auf das Meßobjekt 4 zu bewegt zur Fokussie rung an der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 (Position z = z₂: Fokuspunkt F). In diesem Zustand wird die Antriebseinrichtung 7 (Referenzspiegel 6) so eingestellt, daß die Interferenzsignalintensität wie der auf ein Maximum gebracht wird, um ihre Position x = x_R2 zu bestimmen, ähnlich wie bei dem oben erwähnten Probeverschiebeverfahren. Die optische Wegdifferenz zwischen beiden Zuständen mit Fokussierung auf die vordere und auf die hintere Oberfläche ist gegeben durch ΔL₂ = x_R2 - x_F2, und dementsprechend können aus diesen beiden unabhängigen Werten ΔL₂, z₂ der Phasen brechungsindex np und die Dicke t des Meßobjekts 4 un ter Verwendung von EQ40, EQ33 und EQ41 erhalten wer den.

Entsprechend wird im Fall eines Meßobjekts 4 mit Dop pelbrechung, wie in Fig. 5 gezeigt, das Licht auf die vordere Oberfläche des Meßobjekts fokussiert (Position z = 0 der Antriebseinrichtung 8: Fokuspunkt F'), und in diesem Zustand werden Daten um x = x_F2 herum erhal ten zur Bestimmung der Position des Referenzlichtspie gels 6 bei maximaler Interferenzsignalintensität (Position x = x_F2 der Antriebseinrichtung 7), ähnlich wie oben beschrieben. Dann wird unter Verwendung der Antriebseinrichtung 8 die Konvergenzlinse 3 auf das Meßobjekt 4 zu bewegt, um zwei Punkte (z = z₂(1), z₂(2); Fokuspunkt F) jeweils einem Normallichtstrahl und einem Abnormallichtstrahl entsprechend zu bestim men, die aufgrund der Eigenschaften des Meßobjekts 4 mit Doppelbrechung erzeugt werden und auf die hintere Oberfläche des Meßobjekts 4 fokussiert werden (vgl. Fig. 11). Was diese Zustände z = z₂(1), z₂(2) be trifft, wird die Antriebseinrichtung 7 (Referenzlichtspiegel 6) so eingestellt, daß die In terferenzsignalintensität wieder zu einem Maxium ge bracht wird, und die jeweils entsprechenden Positionen x = x_R2(1), x_R2(2) werden bestimmt. Die optische Weg differenz zwischen beiden Zuständen mit Fokussierung auf die vordere und auf die hintere Oberfläche ist ge geben durch ΔL₂(1) = x_R2(1) - x_F2, ΔL₂(2) = x_R2(2) - x_F2, und aus den beiden unabhängigen Meßwerten ent sprechend ΔL₂(1), ΔL₂(2) und z₂(1), z₂(2) können die Doppelbrechung (n_e, n_o oder eine Differenz dazwischen) in den Oberflächen des Meßobjekts 4 und seine Dicke t unter Verwendung von EQ40, EQ33 und EQ41 erhalten wer den.

Was ferner ein Meßobjekt mit bekannter Dicke angeht, werden die beiden unabhängigen Meßwerte ΔL₂, z₂, wie oben erwähnt gemessen, in EQ36 und EQ37 zusammen mit ξ, erhalten aus EQ34, substituiert, und der Phasenbre chungsindex np und der Gruppenbrechungsindex ng des Meßobjekts 4 können berechnet werden.

Festzustellen ist, daß ξ, die Konstanten a, b und ξ_i unter Verwendung der bei dem Probeverschiebeverfahren erhaltenen Werte erhalten werden können, wenn eine Lichtquelle und eine Konvergenzlinse ähnlich der Lichtquelle 1 bzw. der Konvergenzlinse 3 verwendet werden.

2) Als Verfahren zum Messen der Doppelbrechung eines Meß objekts können die folgenden beiden Verfahren verwen det werden.

Probeverschiebeverfahren:

Der Referenzlichtspiegel wird stationär gehalten und das Meßobjekt wird in der Richtung der optischen Achse verschoben.

Referenzspiegelverschiebeverfahren:

Das Meßobjekt wird stationär gehalten und der Refe renzlichtspiegel wird in der Richtung der optischen Achse verschoben.

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, daß das Basisystem zum Messen der Doppelbrechung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel illustriert. In Fig. 12 sind glei che Bezugszeichen zur Verwendung in Fig. 1 gezeigt, da gleiche Komponenten verwendet sind. In Fig. 12 besteht der einzige Unterschied zu Fig. 1 darin, daß die Kon vergenzlinse 3 und die Antriebseinrichtung 8 zum Hal ten und Montieren der Konvergenzlinse 3 weggelassen sind, aus der Lichtquelle 1 emittiertes Licht durch eine Linse 12a in eine Lichtverzweigungs- und -zusam mensetzeinrichtung 2 zum Verzweigen und Zusammensetzen des Lichts der Lichtquelle 1 geführt wird, das Licht also gleichmäßig in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird, von denen sich einer geradeaus fortsetzt und auf ein an einer Antriebseinrichtung 5 gehaltenes und montier tes Meßobjekt 4 strahlt. Im Gegensatz dazu setzt sich der andere der Teilstrahlen im rechten Winkel von der Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 aus fort und strahlt auf einen Referenzlichtspiegel 6, der an einer Antriebseinrichtung 7 gehalten und montiert ist und an einem Vibrator 9 befestigt ist, der mit einer Vibration mit einer Frequenz f und einer vorbestimmten Amplitude beaufschlagt ist, um den reflektierten Strahl (Referenzstrahl) von dem Referenzlichtspiegel 6 aus phasenzumodulieren. Der reflektierte Strahl (Signalstrahl) von dem Meßobjekt 4 aus und der reflek tierte Strahl (Referenzstrahl) von dem Referenzlicht spiegel 6 aus werden von der Verzweigungs- und - zusammensetzeinrichtung 2 zusammengesetzt, dann durch die Linse 12b geführt und von dem Lichtempfangselement 10 erfaßt. Ein Erfassungssignal aus dem Lichtem pfangselement 10 wird von einer Erfassungsschaltung 11 in ein Digitalsignal umgewandelt und die Daten aus der Erfassungsschaltung 11 werden zu dem PC 13 geliefert und dort verarbeitet.

2)-1 Probeverschiebeverfahren

Anhand der Fig. 13a bis 13c, 14 und 15 wird ein Probeverschiebeverfahren erklärt.

Bei diesem Probeverschiebeverfahren, wird, wie in Fig. 13a gezeigt, nicht polarisiertes Licht oder stati stisch polarisiertes Licht auf das Meßobjekt 4 einge strahlt, und das Meßobjekt 4 wird durch die An triebseinrichtung 5 verschoben, um die optische Weg differenz zwischen den Armen des an der vorderen Ober fläche des Meßobjekts 4 reflektierten Lichts (Signallicht) und des Referenzlichts zu Null zu ma chen. Dann werden Daten um x = 0 herum erhalten, zum Bestimmen einer Position mit maximaler Interferenzsi gnalintensität (z = 0), wie oben erwähnt. Als nächstes wird die Antriebseinrichtung, wie in Fig. 13b gezeigt, so bewegt, daß das Meßobjekt zur Annäherung an die Verzweigungs- und zusammensetzeinrichtung 2 gebracht wird und dann wird das Objekt 4 von der Antriebsein richtung 5 so bewegt, daß die optische Weglänge der Arme des reflektierten Lichts (Signallicht) von der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 aus und des Refe renzlichts wieder Null wird. Dementsprechend werden, wie oben erwähnt, Daten um z = z₃ erhalten, um eine Position mit maximaler Interferenzsignalintensität zu bestimmen. Der Verschiebungsabstand des Meßobjekts 4 (Antriebseinrichtung 5) wird dabei auf z₃ gesetzt, was die optische Wegdifferenz ergibt (Brechungsindex n × Dicke t) (vgl. Fig. 14).

In dem Fall, daß das Meßobjekt 4 ein Medium mit Dop pelbrechung ist, wird die Antriebseinrichtung 5 so be wegt, daß das Meßobjekt 4 zur Annäherung an die Ver zweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 gebracht wird, wie in Fig. 15 gezeigt (z. B. bei X-geschnittenem Lithium-Niobat (LN) mit einer zu der Oberfläche senk rechten X-Kristallachse), und reflektiertes Licht (Signallicht), das in zwei linear polarisierte Licht wellen entsprechend dem normalen und abnormalen Licht strahl aufgeteilt ist, die in der Richtung der Hauptachsen wegen der Doppelbrechung polarisiert sind, kann von der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 er halten werden.

Das heißt, daß nach einer Einstellung, so daß die op tische Wegdifferenz zwischen den Armen des Referenz lichts und des Signallichts an der vorderen Oberfläche des Meßobjekts 4 Null wird, bei Verschiebung des Meß objekts 4 auf die Verzweigungs- und Zusammensetzein richtung 2 zu, wie in Fig. 15 gezeigt, die Interfe renzlichtintensität in den Positionen (z₃(1), z₃(2)) des Meßobjekts 4 maximal wird, entsprechend den beiden linear polarisierten Wellen. Somit können Daten bezüg lich der optischen Weglängen (Brechungsindex n × Dicke t) erhalten werden. Wenn also die Dicke t bekannt ist, kann die Oberflächendoppelbrechung (in-surface bire fringence) (n_e, n_o und Differenz dazwischen) des Meß objekts ausgewertet werden.

Festzustellen ist, daß der so ermittelte Brechungsin dex (Doppelbrechung) ein Gruppenbrechungsindex ng ist.

2)-2 Referenzspiegelverschiebeverfahren

Ein Referenzspiegelverschiebeverfahren wird im folgen den anhand der Fig. 13, 16 und 17 erklärt.

Bei diesem Referenzspiegelverschiebeverfahren, wird, wie in Fig. 13c gezeigt, nicht polarisiertes Licht oder statitistisch polarisiertes Licht auf das Meßob jekt 4 eingestrahlt, und der Referenzlichtspiegel 6 wird durch die Antriebseinrichtung 7 verschoben, um die optische Wegdifferenz zwischen den Armen des an der vorderen Oberfläche des Meßobjekts 4 reflektierten Lichts (Signallicht) und des Referenzlichts zu Null zu machen. Dann werden Daten um x = x_F3 herum erhalten, zur Bestimmung einer Position mit maximaler Interfe renzsignalintensität (x = x_F3), wie oben erwähnt. Als nächstes wird die Antriebseinrichtung 7, wie in Fig. 13d gezeigt, so bewegt, daß der Referenzspiegel 6 zu einer Fortbewegung von der Verzweigungs- und Zusammen setzeinrichtung 2 gebracht wird und dann wird der Re ferenzlichtspiegel 6 durch die Antriebseinrichtung 7 so bewegt, daß die optische Weglänge der Arme des von der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 reflektierten Lichts (Signallicht) und des Referenzlichts von dem Referenzlichtspiegel 6 wieder Null wird. Dementspre chend können, wie oben erwähnt, Daten um x = x_R3 herum zur Bestimmung der Position mit maximaler Interferenz signalintensität (x = x_R3) erhalten werden. Die Ver schiebungsstrecke des Referenzlichtspiegels 6 (Verschiebungseinrichtung 7) ist dabei auf ΔL₃ (= x_R3 - x_F3) eingestellt, was die optische Wegdifferenz er gibt (Brechungsindex n × Dicke t) (vgl. Fig. 16).

In dem Fall, daß das Meßobjekt 4 ein Medium mit Dop pelbrechung ist, wird die Antriebseinrichtung 7 so be wegt, daß der Referenzlichtspiegel 6 zur Fortbewegung von der Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 gebracht wird, wie in Fig. 17 gezeigt (z. B. für X- geschnittenes Lithium-Niobat (LN) mit einer auf der Oberfläche senkrechten X-Kristallachse), und reflek tiertes Licht (Signallicht), das in zwei linear pola risierte Lichtwellen entsprechend dem normalen und ab normalen Lichtstrahl aufgeteilt ist, die in der Rich tung der Hauptachsen polarisiert sind, kann von der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 erhalten werden.

Das heißt, daß nach einer Einstellung, so daß die op tische Wegdifferenz zwischen den Armen des Referenz lichts und des Signallichts an der vorderen Oberfläche des Meßobjekts Null wird, bei Bewegung des Meßobjekts 4 auf die Verzweigungs- und Zusammensetzeinrichtung 2 zu, wie in Fig. 17 gezeigt, die Interferenzlichtinten sität in Positionen (ΔL₃(1), ΔL₃(2)) des Meßobjekts 4 maximal wird, entsprechend den beiden linear polari sierten Wellen. Somit können Daten bezüglich der opti schen Weglängen (Brechungsindex n × Dicke t) erhalten werden. Wenn also die Dicke t bekannt ist, kann die Oberflächendoppelbrechung (in-surface birefringence) (n_e, n_o und Differenz dazwischen) des Meßobjekts aus gewertet werden.

Festzustellen ist, daß der so erhaltene Brechungsindex (Doppelbrechung) ein Gruppenbrechungsindex ng ist.

3) Um den Härtungszustand oder die Härte eines härtbaren Kunststoffs bzw. -harzes unter Verwendung eines Bre chungsindex als Bewertungsindex zu bewerten, der in der Dickenrichtung des härtbaren Kunststoffs bzw. - harzes gemittelt ist, ist es zunächst erforderlich, die Eigenschaften verschiedener Arten von härtbaren Kunststoffen bzw. -harzen zu verstehen. Im allgemeinen verändert der härtbare Kunststoff (im folgenden für Kunststoff bzw. -harz) (ultraviolett-härtbarer Kunst stoff, thermisch härtbarer Kunststoff, elektronen strahlhärtbarer Kunststoff, katalytisch härtbarer Kunststoff, Beschichtungsfilm und dergleichen) seinen Brechungsindex (vergrößernd oder verkleinernd) auf grund einer Härtung und Schrumpfung oder dergleichen während des Fortschritts der Härtung von der Flüssig phase zur Festphase und kommt an einem bestimmten Punkt in einen Gleichgewichtszustand. Diese Verände rung beträgt jedoch bis zu etwa 0,02. Um also den Här tungszustand oder die Härte von härtbarem Kunststoff unter Verwendung des Brechungsindex zu bewerten, muß eine um eine Größenordnung höhere Auflösung als die Variation des Brechungsindex erzielt werden. Was fer ner Kunststoff wie ultraviolett härtbaren Kunststoff betrifft, der bei Einstrahlung von Ultraviolettstrah len aushärtet, so wird die Härtung erheblich durch die Dicke des Kunststoffs beeinflußt, müssen verschiedene Probleme in der Dickenrichtung wie ungleichmäßiger Brechungsindex, Vermischung gehärteter und nicht ge härteter Teile und dergleichen berücksichtigt werden. In diesem Fall ist es erforderlich, einen in der Dic kenrichtung des Kunststoffs gemittelten Brechungsindex als Bewertungsindex zu verwenden oder die Dicke des Kunststoffs präzise zu kennen. In Anbetracht dieser Umstände wird zur Bewertung des Härtungsfortschritts (Härtungszustand oder Härte) des Kunststoffs von der flüssigen Phase zur festen Phase mit dem Brechungsin dex als Bewertungsindex die gleichzeitige Messung des Brechungsindex und der Dicke, wie bei 1 ausgeführt, verwendet, das heißt, das Probeverschiebeverfahren oder das Linsenverschiebeverfahren.

Was die Lichtquelle 1 angeht, kann Licht mit linearer Polarisierung, nichtlinearer Polarisierung oder stati stischer Polarisierung zur gleichzeitigen Messung des Brechungsindex und der Dicke, und des Phasenbrechungs index und des Gruppenbrechungsindex verwendet werden. Ferner kann nichtpolarisiertes Licht und statistisch polarisiertes Licht zur Messung der Doppelbrechung und zur gleichzeitigen Messung der Doppelbrechung und der Dicke verwendet werden. Insbesondere können alle Lichtquellen mit einer Kohärenzwelle von weniger als 30 µm verwendet werden, etwa eine Superlumineszenzdi ode (SLD), durch Spektroskopie einer Weißlichtquelle (Halogenlampe oder Xenonlampe) mit einem Monochromator für einen bestimmten Wellenlängenbereich erhaltenes Licht, eine mit einem niedrigeren Eingangsstrom als der Schwellenwert angeregte Laserdiode (LD) und eine lichtemittierende Diode. Ferner ist die Wellenlänge der Lichtquelle nicht eingeschränkt und es kann vom ultravioletten bis zum infraroten jedes Licht mit ei ner Kohärenzlänge von weniger als 30 µm verwendet wer den. Somit kann unter Verwendung der Kombination aus einer Weißlichtquelle und einem Monochromator ein Wel lenlängendurchlauf (scanning) in einem Bereich von kurzen Wellenlängen zu langen Wellenlängen zur Messung der Wellenlängencharakteristik (Wellenlängendispersion) eines Meßobjekts (Medium) durchgeführt werden und ferner kann eine Mehrzahl von Laserdioden mit verschiedenen Oszillationszentrumswel lenlängen verwendet werden, ähnlich einer Lichtquelle mit durch Spektroskopie von weißem Licht mit einem Mo nochromator erhaltenem Licht, und zwar zur Messung der Wellenlängencharakteristik (Wellenlängendispersion). Zur Messung ist es bevorzugt, daß die Ausgangsleistung der Lichtquelle stabil und ohne Fluktuationen ist und zu der Empfindlichkeit des Lichtempfangselements zum Zusammensetzen von Signallicht von dem Meßobjekt und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Inter ferenz dazwischen und zur Erfassung eines Erfassungs signals paßt.

Die Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 ver zweigt Licht aus der Lichtquelle 1 in zwei auf das Meßobjekt 4 und auf den Referenzlichtspiegel 6 gerich tete Teilstrahlen und setzt von dem Meßobjekt 4 re flektiertes Licht (Signallicht) und von dem Referenz lichtspiegel 6 reflektiertes Licht (Referenzlicht) zu sammen, um Licht zu dem Lichtempfangselement 10 zu emittieren. Insbesondere können verwendet werden ein Strahlteiler (BS = beam splitter), ein Chromhalbspie gel, ein Aluminiumhalbspiegel, ein Halbspiegel aus ei nem dielektrischen Vielfachschichtfilm, ein Einzelmo dusfaserkoppler, ein Lichtwellenleiter, ein Richtkopp ler oder dergleichen. Unter anderem werden der BS und der Einzelmodusfaserkoppler vorzugsweise als Verzwei gungs- und -zusammensetzeinrichtung verwendet, und zwar im Hinblick auf die Handhabbarkeit bei der Aus richtung der optischen Achsen. Jedoch sollte die Ver zweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 nicht auf die oben erwähnten eingeschränkt sein, sondern bei Er zielung der oben beschriebenen Funktionen beliebig sein. Es versteht sich von selbst, daß die verwendete Wellenlänge der Verzweigungs- und -zusammensetzein richtung 2 bezüglich der verwendeten Wellenlänge der Lichtquelle 1 zur Minimierung der Absorption und Ver luste optimiert werden muß. Ferner ist die Verzwei gungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 vorzugsweise mit einer Antireflexbeschichtung (AR) versehen, um die Re flektion des auftreffenden Lichts zur Erhöhung der Menge des durchgelassenen Lichts so weit wie möglich zu vermindern. Als AR-Beschichtung wird vorzugsweise eine Vielfachschichtbeschichtung verwendet.

Die Konvergenzlinse 3 ist eine solche, die Licht aus der Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 3 auf das Meßobjekt 4 bündelt. Eine plankonvexe Linse, eine bikonvexe Linse, eine zylindrische Linse, eine sphäri sche Linse oder dergleichen aus Glas, anorganischen Materialien, etwa optischen Kristallmaterialien oder Polymermaterialien, wie Polymethyl-Methacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) können als Konvergenzlinse 3 verwendet werden. Unter anderem werden als Konvergenz linse 3 vorzugsweise verwendet eine Linse aus anorga nischem Material, wie etwa eine Linse aus BK7 mit ho her Transmissivität für Wellenlängen im Ultraviolett bereich und nahen Infrarotbereich oder eine Linse aus Quartz mit Eigenschaften wie einer hohen Transmissivi tät für Wellenlängen im Ultraviolettbereich, sichtba ren Lichtbereich und nahen Infrarotbereich, einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und thermischer Stabilität. Die Konvergenzlinse 3 ist vor zugsweise beschichtet mit einer Antireflex (AR)- Beschichtung zur Verminderung der Reflektionen des eintreffenden Lichts so weit wie möglich zur Erhöhung der Menge des durchgelassenen Lichts. Als AR- Beschichtung wird vorzugsweise eine Vielfachschichtbe schichtung verwendet. Als Konvergenzlinse 3 kann eine für ein Metallmikroskop verwendete Objektivlinse Ver wendung finden.

Das zu messende Objekt 4 kann beinhalten Glas (z. B. Quartzglas, Kalknatronglas, Borsilikatglas, Bleiglas oder dergleichen) Polymer (PMMA, PC, Polyethylen terephtalat, Polybutylenterephtalat, Methylmetacrylat, Epoxidharz, Polyfluoracrylat, Silikonharz, Melamin harz, ultraviolett-härtbarer Kunststoff bzw. -harz, katalytisch härtbarer Kunststoff/-harz, thermisch härtbarer Kunststoff/-harz oder dergleichen), Kri stallmaterialien (z. B. Lithium-Niobath, Lithium- Tantalat, Saphir, KDP, ADP, Kalzit oder dergleichen), Flüssigkeiten in einem transparenten Behälter und bio logisches Gewebe (z. B. Hornhaut, Kristallinse bzw. Glaskörper (cristal lens), Nagel oder dergleichen). Es ist nicht immer erforderlich, daß die vordere und die hintere Oberfläche des Meßobjekts Spiegeloberflächen sind, sondern die Messung ist auch bei rauhen Oberflä chen möglich. Ferner ist das Meßobjekt 4 nicht auf Glas, Polymer und Kristallmaterialien, wie oben er wähnt, eingeschränkt, sondern es können auch Vielfach schichtfilme als Meßobjekt 4 verwendet werden. Ferner kann das Meßobjekt 4 ein Licht nicht vollständig ab sorbierendes Medium sein, etwa ein streuendes Medium mit eingemischtem streuenden Mittel, und eines bei dem reflektiertes geradliniges Licht extrahiert und gemes sen werden kann. Es ist ferner nicht immer erforder lich, daß das Meßobjekt 4 eine planparallele Platte ist, und dementsprechend kann ein Medium mit einer Vorderoberfläche und einer Hinteroberfläche, die ge neigt oder gekrümmt sind, gemessen werden.

Die Antriebseinrichtung 5 hält in Montage daran das Meßobjekt 4 zum Verschieben des Meßobjekts 4 in der Richtung der optischen Achse. Als Antriebseinrichtung 5 kann eine Kleinbewegungsstufe (slight motion stage), etwa eine Pulsstufe oder eine Linearmotorstufe, ver wendet werden. Um die Meßgenauigkeit zu erhöhen, haben diese Kleinbewegungsstufen vorzugsweise Eigenschaften wie eine Auflösung von unter 1 µm, einen Genauigkeits grad der wiederholten Positionierung von unter ±1 µm, eine Geradigkeit von besser als 1 µm, eine Paralleli tät von besser als 1 µm, ein Gieren von weniger als 5 sec und eine Steigung von weniger als 5 sec. Festzu stellen ist, daß die Antriebseinrichtung 5 nicht auf die oben erwähnten Kleinbewegungsstufen eingeschränkt ist, sondern bei Erfüllung der oben erwähnten Eigen schaften beliebig ist.

Der Referenzlichtspiegel 6 reflektiert von dem von der Lichtquelle 1 emittierten Licht an der Abzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2 abgezweigtes Licht. Das von dem Referenzlichtspiegel 6 reflektierte Licht (Referenzlicht) wird durch die Verzweigungs- und - zusammensetzeinrichtung 2 zu dem Lichtempfangselement 10 geführt. Als Referenzlichtspiegel 6 können ein Chromtotalreflexionsspiegel, ein Aluminiumtotalrefle xionsspiegel, ein Totalreflexionsspiegel mit dielek trischem Vielfachschichtfilm oder dergleichen verwen det werden, es besteht jedoch keine Einschränkung hierauf. Die Fläche und Dicke des Referenzlichtspie gels 6 sind vorzugsweise auf den auf den Referenz lichtspiegel 6 aufgestrahlten Strahldurchmesser und die von dem Vibrator 9 zur Phasenmodulation des einge strahlten Lichts erzeugte Kraft hin optimiert. Die Fläche ist vorzugsweise niedriger als der dreifache Wert des Strahldurchmessers des auf den Referenzlicht spiegel gestrahlten Lichts (wenn der Strahldurchmesser 8 mm ist, ist die Fläche geringer als 24 mm im Durch messer). Die Dicke ist vorzugsweise geringer als 1 mm. Es versteht sich von selbst, daß die Optimierung des Referenzlichtspiegels 6 zur Maximierung seiner Refle xionseigenschaften unter Berücksichtigung der Wellen länge der Lichtquelle 1 notwendig ist. Die An triebseinrichtung 7 hält in Montage daran den Refe renzlichtspiegel 6 zum Verschieben des Referenzlicht spiegels 6 in Richtung der optischen Achse. Als An triebseinrichtung 7 kann eine Kleinbewegungsstufe wie eine Pulsstufe, eine Linearmotorstufe oder dergleichen verwendet werden. Um die Meßgenauigkeit zu erhöhen, haben diese Kleinbewegungsstufen vorzugsweise Eigen schaften wie eine Auflösung von besser 1 µm, einen Ge nauigkeitsgrad der wiederholten Positionierung von ge nauer als ±1 µm, eine Geradigkeit von besser als 1 µm, eine Parallelität von besser als 1 µm, ein Gieren von weniger als 5 sec und eine Steigung von weniger als 5 sec. Festzustellen ist, daß die Antriebseinrichtung 7 nicht auf die oben erwähnten Kleinbewegungsstufen ein geschränkt ist, sondern bei Erfüllung der oben erwähn ten Eigenschaften beliebig ist.

Die Antriebseinrichtung 8 hält in Montage daran die Konvergenzlinse 3 zum Verschieben der Konvergenzlinse 3 in der Richtung der optischen Achse. Als Antriebs einrichtung 8 kann eine Kleinbewegungsstufe wie eine Pulsstufe, eine Linearmotorstufe oder dergleichen, verwendet werden. Um die Meßgenauigkeit zu verbessern, haben diese Kleinbewegungsstufen vorzugsweise Eigen schaften wie eine Auflösung von besser als 1 µm, einen Genauigkeitsgrad der wiederholten Positionierung von besser als ±1 µm, eine Geradigkeit von besser als 1 µm, eine Parallelität von besser als 1 µm, ein Gieren von weniger als 5 sec und eine Steigung von weniger als 5 sec. Festzustellen ist, daß die Antriebseinrich tung 8 nicht auf die oben erwähnten Kleinbewegungsstu fen eingeschränkt ist, sondern bei Erfüllung der oben erwähnten Eigenschaften beliebig ist.

Der Vibrator 9 phasenmoduliert auf den Referenzlicht spiegel 6 eingestrahltes Licht, und die Vibrationen der Phasenmodulation haben eine Amplitude von weniger als λc/2, wobei λc die Oszillationszentrumswellenlänge der Lichtquelle 1 ist, und eine Frequenz von mehr als 100 Hz.

Als Vibrator 9 können ein piezoelektrisches Betäti gungselement (z. B. ein solches vom Typ mit laminierten Filmen, ein bimorphes oder ein monomorphes oder der gleichen) oder ein elektromagnetisches Betätigungsele ment (z. B. eine Schwingspule oder dergleichen) verwen det werden. Unter anderem ist das piezoelektrische Be tätigungselement vom Typ mit laminierten Filmen bevor zugt, weil es bei niedriger Spannung eine große Ver schiebung, eine große Kraft und ein ausreichendes An sprechverhalten bei kleiner Größe und geringem Gewicht zeigt. Zur Auswahl der Vibrationseinrichtung bzw. des Vibrators 9 versteht sich von selbst, daß die Oszilla tionszentrumsfrequenz λc der verwendeten Lichtquelle und die Fläche und Dicke (Gewicht) der Referenzlicht quelle wichtige Parameter sind. Das heißt, daß es er forderlich ist, einen optimalen Vibrator in Anbetracht der Oszillationszentrumswellenlänge λc und der Spezi fikationen des Referenzlichtspiegels 6 auszuwählen. Bei der Erfindung ist der Vibrator 9 nicht auf piezo elektrische Betätigungselemente (z. B. solche vom Typ mit laminierten Filmen, bimorphe, monomorphe oder der gleichen) oder elektromagnetische Betätigungselemente (z. B. Schwingspulen oder dergleichen), wie oben er wähnt, eingeschränkt, sondern kann beliebig sein, so lange das auf den Referenzlichtspiegel 6 gestrahlte Licht stabil mit vorbestimmter Amplitude bei vorbe stimmter Frequenz phasenmoduliert wird.

Das Lichtempfangselement 10 empfängt von dem Meßobjekt 4 reflektiertes Licht (Signallicht) und von dem Refe renzlichtspiegel 6 reflektiertes Licht (Referenzlicht), die von der Verzweigungs- und - zusammensetzeinrichtung 2 zusammengesetzt werden. Als Lichtempfangselement 10 können verwendet werden eine Silizium-Photodiode, eine Silizium-PIN-Photodiode, ei ne Silizium-Avalanche-Photodiode (Avalanche = Lawinen durchbruch), eine GaAsP-Photodiode (Diffusionstyp), eine GaAsP-Photodiode (Schottky-Typ), eine GaP- Photodiode, eine Ge-Photodiode, eine Ge-Avalanche- Photodiode, eine InGaAs-PIN-Photodiode oder derglei chen. Es versteht sich von selbst, daß eine optimale Auswahl des Lichtempfangselements unter Berücksichti gung der Lichtwellenlänge, der Ausgangsintensität und der Phasenmodulationsfrequenz der Lichtquelle 1 erfor derlich ist. Unter anderem ist zur Erfassung von Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 1000 nm eine Si lizium-Photodiode oder für 700 nm bis 1700 nm eine Ge- Photodiode bevorzugt. Festzustellen ist, daß das Lichtempfangselement 10 nicht eingeschränkt ist auf eine Siliziumdiode, eine Silizium-PIN-Photodiode, eine Silizium-Avalanche-Photodiode, eine GaAsP-Photodiode (Diffusionstyp), eine GaAsP-Photodiode (Schottky-Typ), eine GaP-Photodiode, eine Ge-Photodiode, eine Ge- Avalanche-Photodiode, eine InGaAs-PIN-Photodiode oder dergleichen, sondern bei gewährleisteter Möglichkeit der Heterodynerfassung des Referenzlichts von dem Re ferenzlichtspiegel 6 und des Signallichts von dem Meß objekt 4, die phasenmoduliert sind, beliebig ist.

Die Erfassungsschaltung 1 wandelt ein Analogerfas sungssignal aus dem Lichtempfangselement 10 in ein Di gitalsignal um. Im einzelnen besteht die Erfassungs schaltung 10 aus einem Verstärker, einem Tiefpaß- /Hochpaßfilter, einer Abtasthalteschaltung und einem A/D-Wandler. Ein Signal aus dem Lichtempfangselement 10 ist ein Kleinsignal, und dementsprechend wird es zur Erhöhung des S/N-Verhältnisses (Signalrauschverhältnis) in den Verstärker als Ver stärkungsschaltung eingegeben. Ein Ausgangssignal aus dem Verstärker enthält Rauschkomponenten von außen oder von der Leistungsversorgung und dementsprechend werden die Rauschkomponenten von dem Tiefpaß- /Hochpaßfilter entfernt. Ein Ausgangssignal aus dem Tiefpaß-/Hochpaßfilter wird an die Abtasthalteschal tung geliefert, wo ein erforderliches Analogsignal für die Vibration des Vibrators 9 in einer vorbestimmten Zyklusperiode zur Erfassung des Signals synchron mit der Zyklusperiode gehalten wird. Das gehaltene Signal wird von dem A/D-Wandler in ein Digitalsignal umgewan delt, und dementsprechend kann ein gewünschtes Ana logsignal erfaßt werden. Von dem A/D-Wandler aus dem Analogsignal in das Digitalsignal umgewandelte Daten werden in den PC 13 übernommen. Es ist festzustellen, daß die Erfassungsschaltung 10 in diesem Fall eine Analog-/Digitalumwandlungsfunktion aufweist, jedoch auch der PC 13 eine solche Analog-/Digitalumwandlung ausführen kann. Ferner ist das Lichtempfangselement 11 nicht wie oben erwähnt eingeschränkt, sondern kann auch eines mit einer Datenverarbeitung vor Übernahme des Erfassungssignals aus dem Lichtempfangselement 10 in dem PC sein.

Die Linse 12a bündelt Licht aus der Lichtquelle 1 und richtet das Licht dann auf die Verzweigungs- und - zusammensetzeinrichtung 2. Als Konvergenzlinse 3 kann eine plankonvexe Linse, eine bikonvexe Linse, eine zy lindrische Linse, eine sphärische Linse oder derglei chen aus Glas, anorganischen Materialien, wie opti schen Kristallen oder Polymermaterialien, etwa Polyme thyl-Methacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) verwen det werden. Unter anderem werden als Linse 12a vor zugsweise verwendet eine Linse aus anorganischem Mate rial, etwa eine Linse aus BK7 mit hoher Transmissivi tät für Wellenlängen im Ultraviolettbereich und nahen Infrarotbereich oder eine Linse aus Quartz mit Eigen schaften wie einer hohen Transmissivität für Wellen längen im Ultraviolettbereich, sichtbaren Bereich und im nahen Infrarotbereich, einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und thermischer Stabilität. Die Linse 12a ist vorzugsweise beschichtet mit einer Antireflexbeschichtung (AR), um die Reflexionen des eintreffenden Lichts so weit wie möglich zu vermindern und die Menge des durchgelassenen Lichts zu erhöhen. Als AR-Beschichtung wird vorzugsweise eine Viel schichtbeschichtung verwendet. Als Linse 12a kann eine Objektivlinse für ein Metallmikroskop verwendet wer den.

Die Linse 12b richtet das Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel 6 und das Signallicht von dem Meßob jekt 4, die durch die Verzweigungs- und - zusammensetzeinrichtung 2 zusammengesetzt worden sind, auf das Lichtempfangselement 10. Als Konvergenzlinse 3 können eine plankonvexe Linse, eine bikonvexe Linse, eine zylindrische Linse, eine sphärische Linse oder dergleichen aus Glas, anorganischen Materialien, etwa optischen Kristallen oder Polymermaterialien, wie Po lymethy-Methacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) verwendet werden. Unter anderem werden als Linse 12 bevorzugt verwendet eine Linse aus anorganischem Mate rial, etwa eine Linse aus BK7 mit hoher Transmissivi tät für Wellenlängen im Ultraviolettbereich und nahen Infrarotbereich oder eine Linse aus Quartz mit Eigen schaften wie einer hohen Transmissivität für Wellen längen im Ultraviolettbereich, sichtbaren Lichtbereich und nahen Infrarotbereich, einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und thermischer Stabilität. Die Linse 12b ist vorzugsweise mit einer Antireflex beschichtung (AR) beschichtet, um die Reflexionen des 30729 00070 552 001000280000000200012000285913061800040 0002019733890 00004 30610 eintreffenden Lichts so weit möglich zu vermindern und die Menge des durchgelassenen Lichts zu erhöhen. Als AR-Beschichtung wird vorzugsweise eine Vielfach schichtbeschichtung verwendet. Als Linse 12b kann eine Objektivlinse für ein Metallmikroskop verwendet wer den.

Der PC 13 steuert die Antriebseinrichtungen 4, 7, 8 unter Zwischenschaltung der Bewegungsstufensteuerung 14 und empfängt optische Interferenzdaten aus der Er fassungsschaltung 11 und Positionsdaten aus der Bewe gungsstufensteuerung 14. Im einzelnen bestimmt er ei nen Spitzenwert der Maximalinterferenzlichtintensitä ten an der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 ent sprechend einem Signal aus der Erfassungsschaltung 11 und erfaßt in diesem Zustand die Positionen des Meßob jekts 4 (Ansteuereinrichtung 5: z = 0) oder der Kon vergenzlinse 3 (Ansteuereinrichtung 8: z = 0) und des Referenzlichtspiegels 6 (Ansteuereinrichtung 7: x = x_F1 oder x = x_F2) entsprechend Daten aus der Bewe gungsstufensteuerung 14. Unter Verwendung dieser Posi tionen als Referenz wird ein Spitzenwert der Maxi malinterferenzlichtintensitäten an der hinteren Ober fläche des Meßobjekts bestimmt, und ferner werden in diesem Zustand die Positionen des Meßobjekts 4 (Antriebseinrichtung 5: z = z₁) oder der Konvergenz linse 3 (Antriebseinrichtung 8: z = z₂) und des Refe renzspiegels 6 (Antriebseinrichtung 7: x = x_R1 oder x = x_R2) bestimmt, um Verschiebungsstrecken des Meßob jekts 4 (Antriebseinrichtung 5), der Konvergenzlinse 3 (Antriebseinrichtung 8) und des Referenzlichtspiegels 6 (Antriebseinrichtung 7) von der vorderen und der hinteren Oberfläche des Meßobjekts 4 zu erhalten. Bei diesen so erhaltenen Verschiebungsstrecken entsprechen die Verschiebungsstrecken des Meßobjekts 4 (Antriebseinrichtung 5) und des Referenzlichtspiegels 6 (Antriebseinrichtung 7) z₁ und ΔL₁ = x_R1 - x_F1 im Fall des Probeverschiebeverfahrens, und die Verschie bungsstrecken der Konvergenzlinse 3 und des Referenz spiegels 6 entsprechen z₂ und ΔL₂ = x_R2 - x_F2. Die un abhängigen Meßwerte z₁, ΔL₁ und z₂, ΔL₂ und NA (ξ) der Konvergenzlinse 3 werden in EQ20, EQ21 oder EQ36 und EQ37 substituiert, um den Phasenbrechungsindex np und die Dicke t des Meßobjekts zu berechnen. Ferner wird der Wert von NA (ξ) der Konvergenzlinse 3 substituiert in EQ16, EQ17 oder EQ32 und EQ33 zur Berechnung des Phasenbrechungsindex np und des Gruppenbrechungsindex ng des Meßobjekts 4. Als PC 13 ist ein beliebiger, der Daten aus der oben erwähnten Erfassungschaltung 11 und der Bewegungsstufensteuerung 14 verarbeiten kann, ohne besondere Einschränkungen einsetzbar. Ferner kann die Funktion des PC nicht nur auf die Datenverarbeitung beschränkt sein, sondern auch die Funktion der Analog- /Digitalumwandlung beinhalten, die durch die Erfas sungsschaltung 11 durchgeführt wird.

Die Bewegungsstufensteuerung 14 erstellt präzise die Antriebseinrichtungen 5, 7, 8 entsprechend einem Si gnal aus dem PC 13 und ermittelt daraus präzise Posi tionsdaten. Daher ist es erforderlich, im Hinblick auf Auflösung, Positionsgenauigkeit und dergleichen der verwendeten Antriebseinrichtungen 5, 7, 8 eine optima le Bewegungsstufensteuerung 14 auszuwählen. Ohne be sondere Einschränkungen ist jedoch jede verwendbar, die die Ansteuereinrichtungen 5, 7, 8 steuern kann.

Im allgemeinen hat eine Halbleiterlaserdiode (LD) zur optischen Kommunikation eine schmale Oszillationswel lenlängenspektralbreite Δλ (< 0,1 nm) und ist eine mo nochromatische Lichtquelle hoher Qualität. Im Gegen satz dazu liegt die Superlumineszenzdiode (SLD) zwi schen den Eigenschaften einer lichtemittierenden Diode (LED) und einer LD. Kommerziell erhältliche SLDs haben ein breites Oszillationswellenlängenspektrum Δλ ≈ 15 nm. Ein interferometrisches System mit einer Licht quelle wie einer SLD mit breiter Oszillationswellen längenspektralbreite ist ein sogenanntes niederkohä rentes interferometrisches optisches System und hat eine sehr kleine Kohärenzlänge von Δlc = 10 µm. Bei solchen optischen SLD-Interferenzsystemen können zwei Teilstrahlen (Signallicht und Referenzlicht) aus der Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung nicht mit einander interferieren, außer sie haben eine Differenz (optische Wegdifferenz) zwischen ihren Lichtübertra gungslängen (optischen Weglängen) von weniger als un gefähr 10 µm. In anderen Worten kann das niederkohä rente interferometrische optische System eine Diffe renz zwischen Lichtübertragungswegen (optischen Weglängen) mit einer Auflösung von weniger als unge fähr 10 µm erkennen. Aus dieser Tatsache folgt, daß dieses niederkohärente interferometrische System ver wendet werden kann zum Messen einer optischen Weglänge mit einer Auflösung im Bereich von 10 µm oder zur Dia gnose eines mikroskopischen Bereichs. Somit kann er wartet werden, daß die vorliegende Erfindung anwendbar ist auf verschiedene technische Gebiete einschließlich gewerblicher und medizinischer Bereiche. Insbesondere kann die Erfindung bei Anwendung auf medizinische Ge biete wie die Augenheilkunde für verschiedene Diagno searten verwendet werden.

Im folgenden werden als Referenz dienende Beispiele für die Erfindung erklärt.

Referenzbeispiel 1

Bei diesem Referenzbeispiel wurde eine Superlumines zenzdiode (SLD) mit einer Oszillationszentrumswellen länge λc von 850 nm als Lichtquelle 1 aus Fig. 1 ver wendet. Die volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) des Spektrums dieser SLD betrug Δλ = 24 nm, woraus sich die Kohärenzlänge des Interferometers bestimmt als Δlc = 6,6 µm. Ferner wurden ein Strahlteiler (BS), eine sphärische Linse (20x), 0,1 µm/Schritt- Linearmotorstufen (hergestellt von Chuoseiki Co., Ltd., ALS902-HIL) und ein piezoelektrisches Betäti gungselement vom Laminattyp (hergestellt von Sumitomo Metal Co., Ltd.) jeweils als Verzweigungs- und - zusammensetzeinrichtung 2, Konvergenzlinse 3, An triebseinrichtungen 5, 7 und Vibrator 9 verwendet. Der Vibrator 9 wurde beaufschlagt mit einer Vibration mit einer Amplitude von λc/2 bei einer Frequenz f = 500 Hz zur Phasenmodulation von von dem Referenzlichtspiegel 6 reflektiertem Licht (Referenzlicht), und das von dem Meßobjekt 4 reflektierte Licht (Signallicht) und das Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel 6 wurden zur Interferenz zusammengesetzt und von einer als Lichtempfangselement 10 verwendeten Si-Photodiode he terodyn-erfaßt. Das so erhaltene Erfassungssignal wur de in ein Digitalsignal umgewandelt, das einem PC zu geführt und dort verarbeitet wurde, um ΔL₁ und z₁ zu bestimmen (mit dem Probeverschiebeverfahren). Ferner wurden Objektivlinsen (20x und 5x) als Linsen 12a, 12b verwendet.

Ferner wurde eine geschmolzene Quartzplatte mit be kannter Dicke t (= 1026 µm) und mit bekanntem np (= 1,4525) zum Kalibrieren von NA (ξ) der Konvergenzlinse 3 verwendet.

z₁ (= 703 µm) wurde mit dem Probeverschiebeverfahren gemessen und unter Verwendung von EQ14 wurde ein Ka librierwert ξ = 0,134 erhalten.

Dann wurden die Konstanten a, b in EQ13 bestimmt. Als Meßobjekt wurden verschiedene Arten von transparenten Materialien (Feststoffmaterialien: Quartz, BaCD14, FD60, Natronglas und LiNbO₃ (no) und Flüssigmateriali en: Wasser, Glycerin, Äthanol und ZEP520) mit bekann ter Dicke t vermessen, und ihr ng und np wurden gleichzeitig entsprechend dem, wie oben erwähnt, aus EQ14 erhaltenen ξ gemessen. Die Resultate der Messun gen sind in Tabelle 1 und Fig. 9 gezeigt, wobei δn die Differenz zwischen ng und np ist.

Tabelle 1

Messung von np, ng mit Einzel-SLD (ξ = 0,134 kalibriert mit Quartz)

Feststoffmaterial

Flüssigmaterial

Aus den Resultaten der gleichzeitigen Messungen des Phasenbrechungsindex np und des Gruppenbrechungsindex ng, in Tabelle 1 gezeigt, ergaben sich keinerlei Feh ler zwischen den theoretischen Werten und den berech neten Werten (Δnp und Δng) für die oben erwähnten Ma terialien als 0,8%, und dementsprechend konnte die gleichzeitige Messung des Phasenbrechungsindex np und des Gruppenbrechungsindex ng mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.

Wenn in Fig. 9 eine gerade Linie nach Maßgabe der kleinsten Fehlerquadrate für alle Meßpunkte gezogen wird, findet man eine Verteilung der Meßpunkte der Feststoffmaterialien entlang der geraden Linie. Die gleichzeitige Messung wurde ebenfalls mit den Flüssig materialien durchgeführt, und erwartet wurde, daß die Meßpunkte der Flüssigmaterialien entlang einer anderen geraden Linie verteilt sind.

Die durch die kleinsten Fehlerquadrate erhaltene gera de Linie war wie folgt:

Für die Feststoffmaterialien

a = 2,406 × 10^-2, b = 1,692;

für die Flüssigmaterialien

a = 4,598 × 10^-2, b = 1,525;

Aus den Konstanten a, b für die Feststoff- und Flüs sigmaterialien, erhalten aus den oben beschriebenen Experimenten, wurden Werte z₁ und ΔL₁ der geschmolze nen Quartzplatte verwendet, und der Phasenbrechungsin dex np = 1,4329 von Wasser wurde für die Flüssigmate rialien verwendet; NA ( = ξ_i) der Konvergenzlinse 3 wurde kalibriert mit EQ19:

Feststoffmaterialien: (ξ_i = 0,114)
Flüssigmaterialien: (ξ_i = 0,123)

Zusätzlich zu dem Wert von NA (ξ_i = 0,114) der sphäri schen Linse, kalibriert mit der geschmolzenen Glasplatte, wurden Meßwerte für z₁, ΔL₁ der verschie denen Arten von Meßobjekten 4 in EQ13, EQ20 und EQ21 substituiert, um die Phasenbrechungsindizes np und die Dicken t zu errechnen. Die Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Berechneter Wert np, t mit Korrekturadditionsterm (ξ₁ = 0,114)

Feststoffmaterial

Die Fehler bei np waren geringer als 0,7% bei Saphir, X-geschnittenem LiNbO₃ und LiTaO₃, und die Fehler von t waren niedriger als 0,3%. Ferner wurde die Messung durchgeführt an optischem Glas (FSD1), Vinylchlo ridplatten, Acrylplatten und einer Styrenplatte mit unbekannten theoretischen Werten von np, und die Feh ler zwischen den Meßresultaten und tatsächlich gemes senen Werten von t unter Verwendung einer Mikrometer lehre waren kleiner als 0,2%.

Referenzbeispiel 2

Bei diesem Referenzbeispiel wurde als in Fig. 1 ge zeigte Lichtquelle 1 eine Superlumineszenzdiode (SLD) mit einer Oszillationszentrumswellenlänge λc von 850 nm verwendet. Die volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) des Spektrums dieser SLD wurde ähnlich wie bei Referenzbeispiel 1 eingestellt auf Δλ = 24 nm, woraus sich die Kohärenzlänge eines Interferometers bestimmt zu Δlc = 6,6 µm. Ferner wurden ein Aluminiumhalbspie gel, eine sphärische Linse (20x), ähnlich dem Refe renzbeispiel 1, 0,1 µm/Schritt-Linearmotorstufen (hergestellt von Chuoseiki Co., Ltd., ALS902-HIL) und ein piezoelektrisches Betätigungselement vom Laminat typ (hergestellt von Tohkin Co., Ltd.) jeweils als Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2, als Kon vergenzlinse 3, Antriebseinrichtungen 5, 8 und Vibra tor 9 verwendet. Der Vibrator 9 wurde mit einer Vibra tion mit einer Amplitude von λc/2 bei einer Frequenz f = 500 Hz zur Phasenmodulation von von dem Referenz lichtspiegel 6 reflektiertem Licht (Referenzlicht) be aufschlagt, und das von dem Meßobjekt 4 reflektierte Licht (Signallicht) und das Referenzlicht von dem Re ferenzlichtspiegel 6 wurden zur Interferenz zusammen gesetzt und von einer als Lichtempfangselement 10 ver wendeten Si-Photodiode heterodyn-erfaßt. Das so erhal tene Erfassungssignal wurde in ein Digitalsignal umge wandelt, das einem PC zugeführt und dort verarbeitet wurde, um ΔL₂ und z₂ zu bestimmen (mit dem Linsenver schiebeverfahren). Ferner wurden Objektivlinsen (20x und 5x) als Linsen 12a, 12b verwendet.

Bezüglich NA (ξ) und der Konstanten a, b wurden die in dem Referenzbeispiel 1 kalibrierten Werte verwendet.

Als Meßobjekt 4 wurde X-geschnittenes LiNbO₃ gemessen, und zwar zur Messung der Doppelbrechung (Normallicht: n_o und Abnormallicht: n) z₂ und ΔL₂ und somit erhalte ne Werte wurden in EQ36, EQ37 und EQ38, EQ40, EQ41 substituiert, um den Phasenbrechungsindex np und den Gruppenbrechungsindex ng zu berechnen, sowie den Pha senbrechungsindex np und die Dicke t. Die Berechnungs resultate sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Resultat gleichzeitiger Messungen von np und ng, np und t

Messung von np, ng mit Einzel-SLD ξ = 0,134

Berechneter Wert np, t mit Korrekturtermaddition ξ₁ = 0,114

Aus den Resultaten der gleichzeitigen Messungen des Phasenbrechungsindex np und des Gruppenbrechungsindex ng ergaben sich Fehler von weniger als 0,8% bezüglich n_e, n_o beim X-geschnittenen LiNbO₃ und bei den Resul taten der gleichzeitigen Messung des Phasenbrechungs index np und der Dicke t ergaben sich Fehler für den Phasenbrechungsindex np von weniger als 0,2%, während die Fehler für die Dicke t geringer als 0,6% waren.

Referenzbeispiel 3

Bei diesem Referenzbeispiel wurde eine Superlumines zenzdiode (SLD) mit einer Oszillationszentrumswellen länge λc von 850 nm verwendet als in Fig. 1 gezeigte Lichtquelle 1. Die volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) des Spektrums dieser SLD betrug Δλ = 24 nm, woraus sich die Kohärenzlänge eines Interferometers bestimmt zu Δlc = 6,6 µm. Ferner wurden ein Strahltei ler (BS), eine sphärische Linse (20x), ähnlich dem Re ferenzbeispiel 1, 0,1 µm/Schritt-Pulsstufen (hergestellt von Chuoseiki Co., Ltd., MN-60X) und ein piezoelektrisches Betätigungselement vom Laminattyp (Sumitomo Metal Co., Ltd.) jeweils als Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2, Konvergenzlinse 3, An triebseinrichtungen 5, 7 und Vibrator 9 verwendet. Der Vibrator 9 wurde mit einer Vibration mit einer Ampli tude von λc/2 bei einer Frequenz f = 500 Hz beauf schlagt, um das von dem Referenzlichtspiegel 6 reflek tierte Licht (Referenzlicht) phasenzumodulieren, und das von dem Meßobjekt 4 reflektierte Licht (Signallicht) und das Referenzlicht von dem Referenz lichtspiegel 6 wurden zur Interferenz zusammengesetzt und mit einer als Lichtempfangselement 10 verwendeten Si-Photodiode heterodyn-erfaßt. Das so erhaltene Er fassungssignal wurde in ein Digitalsignal umgewandelt, das dem PC zugeführt und dort verarbeitet wurde, um DL₁ und z₁ zu bestimmen (mit dem Probenverschiebever fahren). Ferner würden Objektivlinsen (20x und 5x) als Linsen 12a, 12b verwendet.

Festzustellen ist, daß NA (ξ, ξ_i) der Konvergenzlinse 3 und die Konstanten a, b mit den bei Referenzbeispiel 1 kalibrierten Werten verwendet wurden.

Als Meßobjekt 4 wurde ein menschlicher Nagel vermes sen, und als Resultat wurden z₁ = 242 µm und ΔL₁ = 303 µm erhalten. Aus diesen Meßwerten ergaben sich ein Brechungsindex np = 1,4924 und die Dicke t = 362,5 µm.

Die obigen Resultate sind im wesentlichen identisch mit einer unter Verwendung eines Mikrometers gemesse nen Dicke, und somit stellt sich heraus, daß die gleichzeitige Messung des Phasenbrechungsindex np und der Dicke t mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden können.

Referenzbeispiel 4

Bei diesem Referenzbeispiel wurde Licht mit einer Os zillationszentrumswellenlänge λc von 850 nm erhalten durch die Spektroskopie (Spektrometer SM-3 hergestellt von Spectrometer Co., Ltd.) von Licht einer Xenonlampe unter Verwendung eines Monochromators und als in Fig. 12 gezeigte Lichtquelle 1 verwendet. Die volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) des Spektrums dieser SLD wurde ähnlich wie beim Referenzbeispiel 1 eingestellt auf Δλ = 24 nm, woraus sich die Kohärenzlänge eines Interferometers bestimmt zu Δlc = 6,6 µm. Ferner wur den ein Einzelmodusfaserkoppler, eine 0,1 µm/Schritt- Linearmotorstufe (hergestellt von Chuoseiki Co., Ltd., ALS902-HIL), X-geschnittenes LiNbO₃ (LN) mit der zu der Oberfläche senkrechten Kristallachse und ein bi morphes piezoelektrisches Betätigungselement (Sumitomo Metal Co., Ltd.) jeweils als Verzweigungs- und - zusammensetzeinrichtung 2, Antriebseinrichtung 5, Meß objekt 4 und Vibrator 9 verwendet. Der Vibrator 9 wur de mit einer Vibration mit einer Amplitude von λc/2 bei einer Frequenz f = 1 kHz zur Phasenmodulation von dem Referenzlichtspiegel 6 reflektiertem Licht (Referenzlicht) beaufschlagt und von dem Meßobjekt 4 reflektiertes Licht (Signallicht) und das Referenz licht von dem Referenzlichtspiegel 6 wurden zur Inter ferenz zusammengesetzt und von einer als Lichtemp fangselement 10 verwendeten Si-Photodiode heterodyn erfaßt. Das so erhaltene Erfassungssignal wurde in ein Digitalsignal umgewandelt, das dem PC zugeführt und dort verarbeitet wurde, um z₃(n_o) und z₃(n_e) zu be stimmen (mit dem Probeverschiebeverfahren). Dann wurde mit bekannter Dicke t die Doppelbrechung von X- geschnittenem LiNbO₃ (LN) ausgewertet. Ferner wurden Objektivlinsen (20x und 5x) als Linsen 12a, 12b ver wendet. Die Lichteingangs- und -ausgangsöffnungen des optischen Einzelmodusfaserkopplers waren jeweils ver sehen mit 20x-Objektivlinsen, so daß in den Faser koppler eintretendes Licht auf einen Modusfelddurch messer der Faser gebündelt wurde, um die Effizienz der Kopplung mit der Faser zu optimieren. Dabei wurde das austretende Licht zu einem Strahl mit 6 mm Durchmesser gebündelt, der dann zu dem Referenzlichtspiegel 6 und der Linse 12b geführt wurde.

Im Ergebnis wurden eine optische Weglänge (1)(= n_o × t) = 2388,2 µm für Normallicht und eine optische Weglänge z₃(2)(= n_e × t) = 2294 µm erhalten, und fer ner wurde Δn × t = |n_o - n_e| × t = 94 µm erhalten. Da diese Werte von dem Phasenbrechungsindex np abhängen wurden ein Gruppenbrechungsindex n_og = 2,3232 für Nor mallicht und n_eg = 2,2317 und Δng = 0,0915 aus einer mit einem Mikrometer gemessenen Dicke t = 1,028 µm er halten.

Die oben erwähnten Resultate stimmen weitgehend mit den theoretischen Gruppenbrechungsindizes (n_og = 2,3411, n_eg = 2,2497, Δng = 0,0914) auf der Basis von Sellmeiers Gleichung unter Berücksichtigung der Wel lenlängendispersion überein. Die Doppelbrechung konnte also mit einem hohen Genauigkeitsgrad von besser als 0,2% gemessen werden.

Referenzbeispiel 5

Bei diesem Referenzbeispiel wurde Licht mit einer Os zillationszentrumswellenlänge λc von 850 nm, erhalten durch Spektroskopie (Spektrometer SM-3 hergestellt von Spectrometer Co., Ltd.) von Licht einer Xenonlampe un ter Verwendung eines Monochromators, und als in Fig. 12 gezeigte Lichtquelle 1 verwendet. Die volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) des Spektrums dieser SLD wurde ähnlich wie dem Referenzbeispiel 1 eingestellt auf Δλ = 24 nm, woraus sich die Kohärenzlänge eines Interferometers bestimmt zu Δlc = 6,6 µm. Ferner wur den ein Einzelmodusfaserkoppler, eine 0,1 µm/Schritt- Linearmotorstufe (hergestellt von Chuoseiki Co., Ltd., ALS902-HIL), X-geschnittenes LiNbO₃ (LN) mit einer zu der Oberfläche senkrechten Kristallachse und ein bi morphes piezoelektrisches Betätigungselement (Sumitomo Metal Co., Ltd.) jeweils als Verzweigungs- und - zusammensetzeinrichtung 2, Antriebseinrichtung 5, Meß objekt 4 und Vibrator 9 verwendet. Der Vibrator 9 wur de mit einer Vibration mit einer Amplitude von λc/2 bei einer Frequenz f = 1 kHz zur Phasenmodulation von von dem Referenzlichtspiegel 6 reflektiertem Licht (Referenzlicht) beaufschlagt, und das von dem Meßob jekt 4 reflektierte Licht (Signallicht) und das Refe renzlicht von dem Referenzlichtspiegel 6 wurden zur Interferenz zusammengesetzt und von einer als Lichtem pfangselement 10 verwendeten Si-Photodiode heterodyn erfaßt. Das so erhaltene Erfassungssignal wurde in ein Digitalsignal umgewandelt, das dem PC zugeführt und dort verarbeitet wurde, um ΔL₃(n_o) und ΔL₃(n_e) zu be stimmen (mit dem Referenzlichtspiegelverschiebeverfah ren). Dann wurde bei bekannter Dicke t die Doppelbre chung von X-geschnittenem LiNbO₃ (LN) ausgewertet. Ferner wurden Objektivlinsen (20x und 5x) als Linsen 12a, 12b verwendet. Für sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßöffnungen des Kopplers wurde eine Objek tivlinse (20x) verwendet. In den Faserkoppler eintre tendes Licht wurde zur Optimierung der Effizienz der Kopplung mit der Faser auf einen Modusfelddurchmesser der Faser gebündelt. Dabei wurde das austretende Licht auf einen Strahl von 6 mm Durchmesser gebündelt, der dann dem Referenzlichtspiegel 6 und der Linse 12b zu geführt wurde.

Im Ergebnis wurden eine optische Weglänge ΔL₃(1)(= n_o × t) = 2388,1 µm für Normallicht und eine optische Weglänge ΔL₃(2)(= n_e × t) = 2293,9 µm erhalten, und ferner wurde Δn × t = |n_o - n_e| × t = 94,2 µm erhalten. Da diese Werte von dem Phasenbrechungsindex ng abhän gen wurden ein Gruppenbrechungsindex n_og = 2,3231 für Normallicht, n_eg = 2,2314 für Abnormallicht und Δng = 0,0917 aus einer mit einem Mikrometer gemessenen Dicke t = 1,028 µm erhalten.

Die oben erwähnten Resultate stimmen weitgehend über ein mit den theoretischen Gruppenbrechungsindizes (n_og = 2,3411, n_eg = 2,2497, Δng = 0,0914) auf der Basis von Sellmeiers Gleichung unter Berücksichtigung der Wellenlängendispersion. Dementsprechend konnte die Doppelbrechung mit einem hohen Genauigkeitsgrad von besser als 0,4% gemessen werden.

Referenzbeispiel 6

Bei diesem Referenzbeispiel wurde eine Superlumines zenzdiode (SLD) mit der Oszillationszentrumswellenlän ge λc von 850 nm als in Fig. 1 gezeigte Lichtquelle 1 verwendet. Die volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) des Spektrums dieser SLD betrug Δλ = 24 nm, woraus sich die Kohärenzlänge eines Interferometers bestimmt zu Δlc = 6,6 µm. Ferner wurden ein Strahlteiler (BS), eine sphärische Linse (20x), ähnlich dem Referenzbei spiel 1, 0,1 µm/Schritt-Linearmotorstufen (hergestellt von Chuoseiki Co., Ltd., ALS902-HIL) und ein piezo elektrisches Betätigungselement vom Laminattyp (Sumitomo Metal Co., Ltd.) jeweils als Verzweigungs- und -zusammensetzeinrichtung 2, Konvergenzlinse 3, An triebseinrichtungen 5, 7 und Vibrator 9 verwendet. Der Vibrator 9 wurde mit einer Vibration mit einer Ampli tude von λc/2 bei einer Frequenz f = 500 Hz zur Pha senmodulation von von dem Referenzlichtspiegel 6 re flektiertem Licht (Referenzlicht) beaufschlagt, und von dem Meßobjekt 4 reflektiertes Licht (Signallicht) und das Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel 6 wurden zur Interferenz zusammengesetzt und von einer als Lichtempfangselement 10 verwendeten Si-Photodiode heterodyn-erfaßt. Das so erhaltene Erfassungssignal wurde in ein Digitalsignal umgewandelt, das dem PC zu geführt und dort verarbeitet wurde, zur Bestimmung von ΔL₁ und z₁ (mit dem Probeverschiebeverfahren). Ferner wurden als Linsen 12a, 12b Objektivlinsen (20x und 5x) verwendet.

Festzustellen ist, daß für NA (ξ) der Konvergenzlinse 3 und die Konstanten a, b die bei Referenzbeispiel 1 kalibrierten Werte verwendet wurden.

Als Meßobjekt 4 wurde ultraviolett-härtbarer Kunst stoff (hergestellt von Kansai Paint Co.) mit unter schiedlichen Ultraviolett-Expositionswerten vermessen, und in EQ13, EQ20 und EQ21 wurden Meßwerte z₁, ΔL₁ des Meßobjekts 4, mit verschiedenen Ultraviolett- Expositionswerten erhalten, substituiert, um den Pha senbrechungsindex np und die Dicke zu berechnen. Be rechnungsresultate und Resultate der Messung des Ge lanteilswerts der gleichen Proben sind gezeigt in Ta belle 4 und Fig. 18. Festzustellen ist, daß die Be dingungen bei der Messung des Gelanteilswerts waren: Kreisen in Methylketon: 2 Stunden, Trocknen: 105°C für 1 Stunde. Aus diesen Meßwerten wurden ein Bre chungsindex np = 1,4924 und eine Dicke t = 362,5 µm erhalten.

Tabelle 4

Resultat der Messung von np, t und des Gelanteils werts bei ultraviolett-härtbarem Kunststoff

Aus diesen Resultaten ergibt sich, daß unter Verwen dung des Brechungsindex der Härtungszustand oder die Härte von härtbarem Kunststoff leicht bewertet werden können, und zwar in zerstörungs- und berührungsfreier Weise mit einem der konventionellen Bewertung des Ge lanteilswerts gleichen oder besseren Genauigkeit.

Es wird angenommen, daß die Ungleichmäßigkeit der Meß punkte der Phasenbrechungsindices und der Gelanteils werte in Fig. 18 verursacht sind durch Ungleichmäßig keiten der Probenpräparation bei den Ultraviolett-Ex positionswerten.

Es versteht sich von selbst, daß die Zentrumswellen länge der Lichtquelle, die volle Breite bei halbem Ma ximum des Spektrums, die bei den oben erwähnten Refe renzbeispielen erklärt worden sind, nur beispielhaft sind und in entsprechender Weise andere Lichtquellen mit ähnlichen Charakteristiken und andere entsprechen de Lichtempfangselemente verwendet werden können.

Ferner sind die Antriebsfrequenz des Betätigungsele ments oder dergleichen nicht auf die bestimmten Werte eingeschränkt.

Ferner ist die Bewertung des Härtungszustandes oder der Härte des ultraviolett-härtbaren Kunststoffs nur ein Beispiel, und die Bewertung verschiedener Arten von verschiedenen härtbaren Kunststoffen oder Kunst harzen kann genauso durchgeführt werden.

Die Erfassungsschaltung 11 zum Erfassen eines Signals aus dem Lichtempfangselement 10 kann eine Verstärker schaltung, ein Filter, eine Abtasthalteschaltung und dergleichen, je nach Notwendigkeit, aufweisen. Ferner kann eine Filterberechnung mit dem PC durchgeführt werden.

Erfindungsgemäß, wie oben erwähnt, können eine gleich zeitige Messung des Phasenbrechungsindex und der Dicke eines Meßobjekts, eine gleichzeitige Messung der Dop pelbrechung und der Dicke, eine Messung der Doppelbre chung und eine gleichzeitige Messung des Phasenbre chungsindex und des Gruppenbrechungsindex mit hoher Genauigkeit unter Verwendung eines einfach aufgebauten optischen Meßsystems in Kombination mit einem nieder kohärenten interferometrischen optischen System durch geführt werden. Dabei können mit einer Antriebsein richtung für einen Referenzlichtspiegel, ein Meßobjekt und eine Konvergenzlinse und mit einem Erfassungs signalverfahren wegen der Einstrahlung eines gebündel ten Lichtstrahls auf das Meßobjekt gleichzeitige Mes sungen von np (einschließlich Doppelbrechung) oder ng (einschließlich Doppelbrechung) und t durchgeführt werden. Da ferner das Meßobjekt in matrixartiger Weise vermessen wird, können auch die räumliche Verteilung von np (einschließlich Doppelbrechung) und ng (einschließlich Doppelbrechung) gemessen werden.

Ferner können unter Verwendung der erfindungsgemäßen Meßverfahren der Härtungszustand oder die Härte von härtbarem Kunststoff bzw. -harz einfach gemessen und in zerstörungsfreier und berührungsfreier Weise bewer tet werden und zwar mit einem gegenüber dem konventio nellen Bewertungsverfahren gleichen oder besseren Ge nauigkeitsgrad bei dem Gelanteilswert.

Claims

1. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines aus dem Me dium bestehenden zu vermessenden Objekts oder einer Konver genzlinse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Re ferenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspie gel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensi tät des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Bre chungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleich zeitig gemessen werden.

2. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines aus dem Me dium bestehenden zu vermessenden Objekts und eines Referenz lichtspiegels, einer Lichtquelle, einer von einer Halteein richtung gehaltenen Konvergenzlinse und einem Lichtempfangs element zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermes senden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Licht quelle des optischen interferometrischen Systems von der Kon vergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermes sende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermes senden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben wer den, und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler In tensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in einer Position mit maximaler Intensität des Interfe renzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wo durch ein Brechungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

3. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren einer Konvergenz linse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen und aus dem Medium bestehenden zu vermessenden Objekts und einem Lichtempfangs element zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermes senden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Licht quelle des optischen interferometrischen Systems von der Kon vergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermes sende Objekt gestrahlt wird, die Konvergenzlinse und der Refe renzlichtspiegel zur Maximierung der Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Refe renzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessen den Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und Verschiebungsstrecken der Konvergenzlinse und des Refe renzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Bre chungsindex und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleich zeitig gemessen werden.

4. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines aus dem Me dium bestehenden zu vermessenden Objekts oder eines Referenz lichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangsele ment zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessen den Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfas sen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder der Re ferenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermes senden Objekts verursachten Interferenzlichts und zweier In tensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Nor mallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interfe renzlichts verschoben wird, eine Verschiebungsstrecke des Ob jekts oder des Referenzlichtspiegels in einer Position mit ma ximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in Positionen mit maximalen Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursach ten Interferenzlichts erhalten werden, wodurch eine Doppelbre chung des zu vermessenden Objekts gemessen wird.

5. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines aus dem Me dium bestehenden zu vermessenden Objekts, einer Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen Referenzlichtspie gel und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammen setzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interfe renz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometri schen Systems auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts und von zwei Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinte ren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Inter ferenzlichts verschoben wird und eine Differenz zwischen Ver schiebungsstrecken in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in Po sitionen mit maximalen zwei Intensitäten des durch den Refe renzlichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnormal lichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten Interfe renzlichts erhalten wird, wodurch eine Doppelbrechung des zu vermessenden Objekts gemessen wird.

6. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines Referenz lichtspiegels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteein richtung gehaltenen und aus dem Medium bestehenden zu vermes senden Objekt und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektier ten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekenn zeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen inter ferometrischen Systems auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts und von zwei Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben wird, und eine Differenz zwischen Verschiebungsstrecken in einer Position mit maximaler Intensi tät des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und in Positionen mit maximalen zwei Intensitäten des durch den Refe renzlichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnormal lichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten Interfe renzlichts erhalten wird, wodurch eine Doppelbrechung des zu vermessenden Objekts gemessen wird.

7. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines aus dem Me dium bestehenden zu vermessenden Objekts oder einer Konver genzlinse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Re ferenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verur sachten Interferenzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermes senden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben wer den, und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit maximalen zwei Intensitäten des Interferenzlichts durch die hintere Oberflä che erhalten werden, wodurch eine Doppelbrechung und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen wer den.

8. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines aus dem Me dium bestehenden zu vermessenden Objekts und eines Referenz lichtspiegels, einer Lichtquelle, einer Konvergenzlinse und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Refe renzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und eine Differenz zwi schen Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler In tensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit maximalen zwei Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und den Normallichtstrahl und den Abnor mallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten Inter ferenzlichts erhalten wird, wodurch eine Doppelbrechung und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

9. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren einer Konvergenz linse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, und einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen und aus dem Medium bestehenden zu vermessenden Objekt und einem Lichtempfangsele ment zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessen den Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfas sen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt ge strahlt wird, die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung der Intensität des durch den Referenzlicht spiegel und die vordere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts und zweier Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und einen Normallichtstrahl und einen Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden, und eine Differenz zwischen Verschiebungsstrecken der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Posi tion mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und Positionen mit maximalen zwei Intensi täten des durch den Referenzlichtspiegel und den Normallicht strahl und den Abnormallichtstrahl von der hinteren Oberfläche verursachten Interferenzlichts erhalten wird, wodurch eine Doppelbrechung und eine Dicke des zu vermessenden Objekts gleichzeitig vermessen werden.

10. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines aus dem Me dium bestehenden zu vermessenden Objekts oder einer Konver genzlinse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle und einem Lichtempfangselement zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt reflektierten Licht und Re ferenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt oder die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Ma ximierung von Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben werden und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts oder der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensi tät des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Pha senbrechungsindex und ein Gruppenbrechungsindex des zu vermes senden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

11. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren eines aus dem Me dium bestehenden zu vermessenden Objekts und eines Referenz lichtspiegels, einer Lichtquelle, einer von einer Halteein richtung gehaltenen Konvergenzlinse und einem Lichtempfangs element zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermes senden Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Licht quelle des optischen interferometrischen Systems von der Kon vergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermes sende Objekt gestrahlt wird, das zu vermessende Objekt und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung von Intensitäten des durch den Referenzlichtspiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermes senden Objekts verursachten Interferenzlichts verschoben wer den und Verschiebungsstrecken des zu vermessenden Objekts und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler In tensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und einer Position mit maximaler Intensität des Interferenz lichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Phasenbrechungsindex und ein Gruppenbrechungsindex des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

12. Verfahren zum Vermessen eines Mediums unter Verwendung eines optischen interferometrischen Systems mit einer An triebseinrichtung zum Halten und Montieren einer Konvergenz linse und eines Referenzlichtspiegels, einer Lichtquelle, einem von einer Halteeinrichtung gehaltenen und aus dem Medium bestehenden zu vermessenden Objekt und einem Lichtempfangsele ment zum miteinander Zusammensetzen von von dem zu vermessen den Objekt reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Refe renzlichtspiegel zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfas sen, dadurch gekennzeichnet, daß Licht aus der Lichtquelle des optischen interferometrischen Systems von der Konvergenzlinse zur Konvergenz gebracht und auf das zu vermessende Objekt ge strahlt wird, die Konvergenzlinse und der Referenzlichtspiegel zur Maximierung von Intensitäten des durch den Referenzlicht spiegel und die vordere und durch den Referenzlichtspiegel und die hintere Oberfläche des zu vermessenden Objekts verursach ten Interferenzlichts verschoben werden und Verschiebungs strecken der Konvergenzlinse und des Referenzlichtspiegels in einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die vordere Oberfläche und einer Position mit maximaler Intensität des Interferenzlichts durch die hintere Oberfläche erhalten werden, wodurch ein Phasenbrechungsindex und ein Gruppenbrechungsindex des zu vermessenden Objekts gleichzeitig gemessen werden.

13. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeiti gen Messung des Brechungsindex und der Dicke arithmetische Formeln unter Berücksichtigung einer Wellenlängendispersion des Brechungsindex des zu vermessenden Objekts verwendet wer den, um den Phasenbrechungsindex und die Dicke des zu vermes senden Objekts gleichzeitig zu ermitteln.

14. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeiti gen Messung der Doppelbrechung und der Dicke arithmetische Formeln unter Berücksichtigung einer Wellenlängendispersion des Brechungsindex des zu vermessenden Objekts verwendet wer den, um den Phasenbrechungsindex und die Dicke des zu vermes senden Objekts gleichzeitig zu ermitteln.

15. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine solche zur Emission von niederkohärentem Licht ist.

16. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die niederkohärentes Licht emit tierende Lichtquelle eine linear polarisierte Lichtquelle oder eine unpolarisierte Lichtquelle ist.

17. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle zur Emission des niederkohärenten Lichts eine Kohärenzlänge Δlc (= ((ln(2)) × (2/π) × (λc²/Δλ))/2) von weniger als 30 µm hat.

18. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle zur Emission des niederkohärenten Lichts eine Superlumineszenzdiode ist.

19. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle zur Emission des niederkohärenten Lichts aus einer Weißlichtquelle emittiertes und mit einem Monochromator einer Spektroskopie für einen be stimmten Wellenlängenbereich unterworfenes Licht ist.

20. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das interferome trische System als eine seiner Komponenten eine Einrichtung zum Aufteilen und Zusammensetzen von Licht aus der Lichtquelle aufweist.

21. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts, der Kon vergenzlinse und des Referenzlichtspiegels eine Kleinbewe gungsbühne ist.

22. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenz lichtspiegel in dem interferometrischen System an einer Vibra tionseinrichtung zum Vibrierenlassen des Referenzlichtspiegels zur Phasenmodulation des Referenzlichts befestigt ist.

23. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasenmodulation des Refe renzlichts ausgeführt wird durch Beaufschlagung mit einer Vi bration mit einer Amplitude von weniger als λc/2, wobei λc die Oszillationszentrumswellenlänge der Lichtquelle ist, und mit einer Frequenz von mehr als 100 Hz.

24. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtemp fangselement eine Photodiode zur Heterodynerfassung ist.

25. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Hetero dynerfassung unterworfenes Erfassungssignal durch eine Erfas sungsschaltung in ein Digitalsignal umgewandelt wird.

26. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zu vermes sende Objekt ein Licht aus der Lichtquelle nicht vollständig absorbierendes Medium ist.

27. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zu vermes sende Objekt ein biologisches Gewebe ist.

28. Verfahren zum Vermessen eines Mediums nach einem der An sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein über die Dicke gemittelter Brechungsindex eines härtbaren Kunststoffes bzw. -harzes gemessen wird und ein Aushärtungszustand oder Härtegrad des härtbaren Kunststoffes oder -harzes gemessen oder unter Verwendung des Brechungsindex als Bezugswert bewer tet wird.

29. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums mit einem Verfah ren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 7 bis 12 mit einer Einrichtung (2) zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle (1), einem Referenzlichtspiegel (6) zum Empfangen und Reflek tieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung (2) geteil ten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrichtung geteilten Lichts durch eine Konvergenzlinse (3) auf ein aus dem Medium bestehendes zu ver messendes lichtdurchlässiges Objekt (4) einer Einrichtung (5, 7, 8, 9) zum Halten und Montieren des zu vermessenden Objekts (4) oder der Konvergenzlinse (3) einerseits und des Referenz lichtspiegels (6) andererseits, mit der sowohl das zu vermes sende Objekt (4) oder die Konvergenzlinse als auch der Refe renzlichtspiegel (6) geringfügig bewegbar sind und einem Lichtempfangselement (10) zum Zusammensetzen von von dem zu vermessenden Objekt (4) reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel (6) zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen.

30. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums mit einem Verfah ren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 mit einer Einrichtung (2) zum Aufteilen von Licht aus der Lichtquelle (1), einem Refe renzlichtspiegel (6) zum Empfangen und Reflektieren eines Teils des von der Aufteileinrichtung (2) geteilten Lichts, einer Einrichtung zum Strahlen des anderen Teils des von der Aufteileinrichtung (2) geteilten Lichts auf das aus dem Medium bestehende zu vermessende lichtdurchlässige Objekt (4), einer Einrichtung (5, 7, 9) zum Halten und Montieren des zu vermes senden Objekts oder des Referenzlichtspiegels und geringfügig Bewegen desselben, einem Lichtempfangselement (10) zum Zusam mensetzen von von dem zu vermessenden Objekt (4) reflektierten Licht und Referenzlicht von dem Referenzlichtspiegel (6) zur Interferenz, um ein Lichtsignal zu erfassen und eine Signal verarbeitungseinrichtung (13), mit der die Doppelbrechung des Mediums durch Auswerten des Lichtsignals in Abhängigkeit von der Bewegung des Objektes (4) ermittelbar ist.

31. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) eine solche zur Emission von niederkohärentem Licht ist.

32. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die niederkohärentes Licht emit tierende Lichtquelle (1) eine linear polarisierte Lichtquelle oder eine unpolarisierte Lichtquelle ist.

33. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) zur Emission des niederkohärenten Lichts eine Kohärenzlänge Δlc (= ((ln(2)) × (2/π) × (λc²/Δλ))/2) von weniger als 30 µm hat.

34. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) zur Emission des niederkohärenten Lichts eine Superlumineszenzdiode ist.

35. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) zur Emission des niederkohärenten Lichts aus einer Weißlichtquelle emit tiertes und mit einem Monochromator einer Spektroskopie für einen bestimmten Wellenlängenbereich unterworfenes Licht ist.

36. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß das interferometrische System als eine seiner Komponenten eine Einrichtung zum Auf teilen und Zusammensetzen von Licht aus der Lichtquelle auf weist.

37. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Hal ten und Montieren des zu vermessenden Objekts, der Konvergenz linse und des Referenzlichtspiegels eine Kleinbewegungsbühne ist.

38. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzlichtspiegel (6) in dem interferometrischen System an einer Vibrationsein richtung (9) zum Vibrierenlassen des Referenzlichtspiegels (6) zur Phasenmodulation des Referenzlichts befestigt ist.

39. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtempfangselement (10) eine Photodiode zur Heterodynerfassung ist.

40. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Heterodynerfas sung unterworfenes Erfassungssignal durch eine Erfassungs schaltung in ein Digitalsignal umgewandelt wird.

41. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß das zu vermessende Objekt (4) ein Licht aus der Lichtquelle nicht vollständig absorbie rendes Medium ist.

42. Vorrichtung zum Vermessen eines Mediums nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß das zu vermessende Objekt ein biologisches Gewebe ist.