[发明专利]折射率分布测量方法和折射率分布测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及折射率分布测量方法和折射率分布测量设备。

背景技术

日本专利特开No.(″JP″)01-316627提出了一种用于通过在被检物被浸入具有与该被检物的折射率近似相同的折射率的介质(匹配油)中的同时测量被检物的透射波前来求得该被检物的折射率分布的方法。JP 02-008726提出了一种用于通过在被检物被浸入具有与该被检物的折射率略有不同的折射率的两种类型的匹配油中的每一种中的同时测量被检物的透射波前来求得该被检物的折射率分布的方法。

JP 01-316627和02-008726中公开的这些方法需要各自均具有与被检物的折射率近似相同的折射率的匹配油。然而，具有高折射率的匹配油具有低透射率，并且，检测器只能输出弱信号。这样，具有高折射率的被检物的测量精确度容易降低。

发明内容

本发明提供能够高度精确地测量被检物的折射率分布的折射率分布测量方法和折射率分布测量设备。

根据本发明的折射率分布测量方法包括以下步骤：通过把被检物布置在具有与该被检物的折射率不同的折射率的介质中并且通过将参考光引入到被检物中，测量被检物的透射波前；以及通过使用透射波前的测量结果，计算被检物的折射率分布。在被检物在介质中的互不相同的多个取向(orientation)中，该测量步骤测量具有第一折射率的第一介质中的第一透射波前和具有与第一折射率不同的第二折射率的第二介质中的第二透射波前。该计算步骤通过利用第一透射波前和第二透射波前的测量结果以及基准被检物的每个透射波前移除被检物的形状分量，来获得在所述多个取向中的每一个取向中的被检物的折射率分布投影值，所述基准被检物具有与所述被检物相同的形状以及具有特定的折射率分布，并且以与所述被检物的取向相同的取向位于第一介质和第二介质中的一个中。然后，该计算步骤基于与所述多个取向对应的多个折射率分布投影值来计算该被检物的三维折射率分布。

从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

图1是根据第一实施例的折射率分布测量设备的框图。

图2是用于图示根据第一实施例的折射率分布测量方法的流程图。

图3A～3B是用于图示根据第一实施例的基准被检物中设置的坐标系和折射率分布测量设备中的光线的光路的视图。

图4A～4B是用于图示根据第一实施例的被检物的倾斜的视图。

图5是根据第二实施例的折射率分布测量设备的框图。

图6是用于图示根据第二实施例的折射率分布测量方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图给出对本发明的实施例的描述。

第一实施例

图1是安装在稳定器190上的折射率分布测量设备的框图。该折射率分布测量设备通过把被检物浸入两种类型的介质(诸如空气和水)中的每一种中并且通过把来自光源的参考光引入到被检物中，测量被检物的透射波前，其中每种所述介质具有与被检物的折射率不同的折射率。然后，折射率分布测量设备利用作为计算机的处理器和透射波前的测量结果，计算被检物的折射率分布。这个实施例利用Talbot干涉仪作为被配置为通过利用来自光源的光测量布置在介质中的被检物的透射波前的测量单元。

被检物140是诸如透镜之类的光学元件。容器130容纳介质1(诸如空气)或者介质2(诸如水)。空气或水的折射率比被检物140的折射率小0.01或更多。

从诸如He-Ne激光器之类的激光光源100沿光学轴发射的激光束101在穿过针孔板(光学部件)110中的针孔(PH)112时被衍射。在针孔112中被衍射的衍射光或者参考光被准直透镜(CL)120转换为会聚光103。

会聚光103透射容器130中的介质1或2以及被检物140。本实施例假设被检物140是围绕轴旋转对称的透镜。针孔112的直径Φ小得以使衍射光102能够被看作是理想球面波，并且直径Φ被设计为使用在被检物侧的数值孔径NAO和激光光源100的波长λ而满足以下表达式：

表达式1

Φ≈λNAO]]>

当λ是600nm并且NAO是大约0.3时，针孔112的直径Φ可以是大约2μm。