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JP4895436B2 - Method and apparatus for measuring optical characteristics of rejection filter - Google Patents
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JP4895436B2 - Method and apparatus for measuring optical characteristics of rejection filter - Google Patents

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JP4895436B2 JP2001193173A JP2001193173A JP4895436B2 JP 4895436 B2 JP4895436 B2 JP 4895436B2 JP 2001193173 A JP2001193173 A JP 2001193173A JP 2001193173 A JP2001193173 A JP 2001193173A JP 4895436 B2 JP4895436 B2 JP 4895436B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はリジェクションフィルタの光学特性測定方法及びその装置、特に狭帯域に高ODを持つリジェクションフィルタのプロファイル測定が行える手法に関する。
【0002】
【従来の技術】
測定光を試料に照射し、その散乱光をレンズで集光し回折格子で分光すると、入射光と同じ波長のレーリ散乱光の他に、異なる波長のラマン散乱光が含まれる。ラマン散乱光は入射光の振動数に対し試料固有の振動数が結合したものであり、その強度は入射光の強度と試料濃度に比例する。このラマン散乱光を分光分析することにより、試料中の成分の同定と定量が行える。
一般にラマン散乱光は、レーリ散乱光に比較し極めて微弱であるため、高精度に検出するためには、実質的にラマン散乱光のみを取り出す必要がある。ラマン散乱光のみを効率的に取り出すために、レーリ散乱光を除去するホログラフィックノッチフィルタ等のホログラフィックリジェクションフィルタが用いられる(特開2001−51123号公報等参照)。
【0003】
このホログラフィックリジェクションフィルタは、レーザ光の物体光表面と参照光表面を乾板を挟んで反対方向より入射させて作成される。すなわち、ホログラム作成用の二光束の干渉による干渉縞は、支持体に支持された感光層面とほぼ平行に生じ、干渉縞間隔は、感光層の屈折率をnとすると、使用するレーザの波長の1/2nとなる。周期的な露光、現像処理により感光層中に周期的な屈折率変調を持たせることができる。この感光層中の位置xにおける屈折率の大きさn(x)は、下記の数式で表せる。
【数1】
n(x)=n+(1/2)nsin(2πx/P) …(1)
ただし、nは平均屈折率(n+n)/2
は屈折率の変調幅(n−n
Pは周期
は最大屈折率
は最小屈折率
【0004】
ところで、リジェクションフィルタは、リジェクションする領域をいかに狭帯域にすることができるか、リジェクションする領域でいかに高い吸光度を示すかが重要である。例えば作成時、使用時等は、前述のようなリジェクションフィルタの光学特性を検査する必要がある。
このため、従来、光学特性測定装置は、白色光源と、回折格子を利用した分光器と、光検出器を備え、白色光源と分光器の間にフィルタを設置している。そして、白色光源からの白色光をフィルタに照射し、その透過光を分光器を用いて分光し、光検出器によりスペクトルを測定していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来はリジェクションフィルタの光学濃度(以下、ODという)は5程度であったが、最近、OD6以上の高ODを持つリジェクションフィルタが開発された。
しかしながら、狭帯域に高ODを持つリジェクションフィルタを測定する際、回折格子を利用した分光器では、かなりリジェクションする領域が狭いため、分光器自身、迷光が発生し、また輝線をとった場合、輝線のすそがひいてしまい、その分、高ODな測定が困難である。例えば、従来の白色光源、及び回折格子を利用した分光器を用いた測定では、狭帯域で測定可能なODは5が限界であり、最近のODが6以上の狭帯域に高ODを持つリジェクションフィルタでは、十分な測定結果が得られなかった。
【0006】
このため、分光器の更なる高分解能化、低迷光化が必要となり、かなり大掛かりな分光器を製作することも考えられるが、大掛かりな分光器を製作したとしても、狭帯域に高ODを持つリジェクションフィルタのプロファイル測定は事実上困難であった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は狭帯域に高ODを持つリジェクションフィルタのプロファイル測定が容易に行えるリジェクションフィルタの光学特性測定方法及びその装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明にかかるリジェクションフィルタの光学的特性測定方法は、ホログラム構造を持つリジェクションフィルタの光学特性測定方法において、光測定工程と、プロファイル作成工程と、を備えることを特徴とする。
ここで、前記光測定工程は、光学特性の評価を行なう前記フィルタのリジェクション波長であろう波長と同一波長を持つ単色光を、該フィルタに照射しその透過光出力の測定を、該フィルタをそのリジェクション波長がシフトする方向に回転させながら行なう。
また、前記プロファイル作成工程は、前記光測定工程で得られたフィルタの角度と透過光出力との関係より、該フィルタの波長と透過率との関係を得る。
また、前記光測定工程にて、透過光出力が立ち上がる波長を測定して、前記プロファイル作成工程にて得られたフィルタの波長と透過率との関係から前記フィルタのリジェクション波長域を評価する。
また前記目的を達成するために本発明にかかるリジェクションフィルタの光学的特性測定装置は、ホログラム構造を持つリジェクションフィルタの光学特性測定装置において、単色光源と、回転手段と、光検出手段と、プロファイル作成手段と、を備えることを特徴とする。
【0008】
ここで、前記単色光源は、光学特性の評価を行なう前記フィルタのリジェクション波長であろう波長と同一波長を持つ単色光を、該フィルタに照射する。
また、前記回転手段は、前記フィルタをそのリジェクション波長がシフトする方向に回転自在に保持する。
前記光検出手段は、前記回転手段により所定の角度で保持されたフィルタの透過光出力を検出する。
前記プロファイル作成手段は、前記回転手段により前記フィルタを回転させながら前記光検出手段により検出されたフィルタの角度と透過光出力との関係より、該フィルタの波長と透過率との関係を得る。
また、前記回転手段により前記フィルタを回転させていき、前記光検出手段にて、透過光出力が立ち上がる波長を測定して、前記プロファイル作成手段にて得られた前記フィルタの波長と透過率との関係から前記フィルタのリジェクション波長域を評価する。
【0009】
本発明のリジェクションフィルタとしては、例えばホログラフィックノッチフィルタ等が挙げられる。
ここにいうリジェクションフィルタの光学特性とは、リジェクションする領域が本来の狭帯域であるかどうか、該リジェクションする領域でのODが本来の高ODかどうか等をいう。
本発明者らは、ホログラフィックノッチフィルタなどのリジェクションフィルタの光学的な評価に、そのフィルタのホログラム構造を利用することとした。
【0010】
すなわち、本来、ホログラフィックリジェクションフィルタ10は、ある波長をリジェクトするため、感光層中に例えば図1に示すような屈折率変調がつけられている。そして、図2(A)に示すようにフィルタ10を、その入出射面が光軸zと直交するように設置した初期状態(角度α=0°)では、各変調層12は、同図(B)に示すように光軸zに対し角度θだけ傾いている。ある特定変調層12の光軸方向の厚みは、各変調層の厚みdを用いて、厚みd1=d/sinθで表せる。
そして、フィルタ10をそのリジェクション波長がシフトする方向に角度α回転させると、図3に示すように前記特定変調層12の光軸方向の厚みは、厚みd2=d/sin(θ+α)に変化する。
このようにフィルタ10を傾けると、光軸方向の屈折率変調層の厚みが変化するその分リジェクション波長は、短波長側にシフトし、フィルタの角度に応じて透過光の強度変化が得られる。つまり、光軸方向の屈折率変調層の厚みと波長との関係でリジェクション波長が決定される。
【0011】
したがって、ホログラフィックリジェクションフィルタの光学的な評価を行う際、そのフィルタのホログラム構造を利用し、すなわちリジェクションフィルタを回転させながら単一波長であるレーザからの光を照射し、フィルタの角度に応じた透過光強度の変化を測定することにより、分光器を用いることなく、狭帯域に高ODを持つリジェクションフィルタのプロファイル測定が可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好適な一実施形態について説明する。
図4には本発明の一実施形態にかかるホログラフィックノッチフィルタ(リジェクションフィルタ)の光学特性測定装置の概略構成が示されている。図5には本実施形態にかかる回転手段により保持されたフィルタの設置状態が示されている。なお、同図(A)は該フィルタを光軸方向から見た正面図、同図(B)は該フィルタを回転させていない状態を側方から見た図、同図(C)は該フィルタを回転させた状態を側方より見た図である。
図4に示す光学特性測定装置20は、単色光源(レーザ)22と、回転ステージ(回転手段)24と、光検出手段26と、コンピュータ(プロファイル作成手段)28を備える。
【0013】
ここで、前記レーザ22は、例えばラマン分析装置の光源等のレーザ等よりなり、光学特性の評価を行なうホログラフィックノッチフィルタ(リジェクションフィルタ)10のリジェクション波長であろう波長と同一波長λを持つレーザ光(単色光)30を、フィルタ10に照射する。
また、前記回転ステージ24は、フィルタ10の外周縁部を挟持し、フィルタ10をそのリジェクション波長がシフトする方向、図5(C)中A方向に回転自在に保持する。
前記光検出手段26は、回転ステージ24により所定の角度で保持されたフィルタ10の透過光32の強度を検出する。
前記コンピュータ28は、例えばCPU34と、第一記憶手段36と、第二記憶手段38等を備える。そして、CPU34は回転ステージ24によりフィルタ10を回転させながら光検出手段26により検出された、フィルタ10の角度と透過光30の強度との関係を得、これを第一記憶手段36に記憶する。そして、CPU34は、第一記憶手段36に記憶されたフィルタの角度情報を波長に換算し、透過光強度情報を透過率に換算し、フィルタ10の例えば波長と透過率との関係のプロファイルを得、これを第二記憶手段38に記憶する。
【0014】
そして、使用者、或いはコンピュータ28は、第二記憶手段38に記憶されたプロファイル上のリジェクションする領域が本来の狭帯域であるかどうか、該プロファイル上のリジェクションする領域でのODが本来の高ODかどうか等の光学特性を評価する。
なお、本実施形態では、コンピュータ28は、光学特性の評価を行なうのに必要な設定等を行なうための入力手段40と、評価結果を外部表示する表示手段42を備える。
また、本実施形態では、エネルギの相対分光分布を変えることなく、レーザ光30の強さのみを減らすため、レーザ22とノッチフィルタ10間の光軸上に、何等の分光選択吸収も示さないNDフィルタ44を設けている。
本実施形態にかかる光学特性測定装置20は概略以上のように構成され、以下にその作用について図6のフローチャートを参照しつつ説明する。
【0015】
まず光測定工程(s10)を行なう。
ここで、従来、リジェクションフィルタの光学特性評価を行なうための光測定には、白色光源と、回折格子を利用した分光器を用いる。そして、白色光源からの白色光をフィルタに照射し、その透過光強度を分光器を用いて測定するのが一般的である。従来の白色光源及び分光器を用いた測定では、リジェクションする帯域が広帯域であれば、高OD測定が行なえるが、例えば2〜3nm等の狭帯域では、輝線のすそがひいてしまい、OD5程度しか満足のゆく測定が行えず、6以上の高OD測定が行なえなかった。
そこで、本実施形態では、狭帯域での高ODな測定を行なうため、分光器を用いることなく、リジェクションフィルタの光測定に、ホログラフィックノッチフィルタのホログラム構造を利用している。
すなわち、本来、ホログラフィックノッチフィルタは、ある波長をリジェクトするため、感光層中に屈折率変調がつけられている。このため、フィルタを傾けることにより、格子定数が変化しその分リジェクション波長は短波長側にシフトする性質を持っている。
【0016】
そして、本実施形態では、光源として、光学特性の評価を行なうホログラフィックノッチフィルタ10のリジェクション波長であろう波長と同一波長λのレーザ光を出射するレーザを用いる。そして、該レーザからのレーザ光をフィルタに照射する。このとき、光検出手段による、フィルタの透過光強度の測定を、フィルタを回転ステージにより該リジェクション波長がシフトする方向に回転させながら行なっている。
本実施形態では、フィルタを例えば3°回転させると、リジェクション波長λが2〜3nm程度、短波長側にシフトする。
このため、図7(A)に示すようにフィルタ10が、その入出射面が光軸と直交するように設置された初期状態(角度α=0°)では、フィルタ10のリジェクション波長はシフトしていないので、フィルタ10のプロファイルが正常であれば、レーザ光30の波長λとフィルタ10のリジェクション波長は同一である。
【0017】
したがって、例えばレーザ22からのレーザ光30はフィルタ10を透過せず、光検出手段26の出力は0である。
そして、図7(B)に示すようにフィルタ10を図中A方向に次第に回転させていくと、フィルタ10のリジェクション波長は、図8に示されるように初期状態の波長λから波長λ方向へと短波長側にシフトしていく。このとき、角度α=0°〜角度αまではレーザ光30はフィルタ10を透過せず、光検出手段26の出力は0であるが、角度α以上、α以下では、角度αの増大に伴い、レーザ光30のすそ部分の波長光が次第に透過するようになる。すると、光検出手段26の出力が図9に示すように立ち上がり、ある角度α以上では、フィルタ10のリジェクション波長も完全に短波長側にシフトし、レーザ光30の波長λとフィルタ10のリジェクション波長λが完全に異なるので、レーザ光30はフィルタ10を完全に透過し、光検出手段26の出力は一定の最大値を示す。
このように本実施形態では、ノッチフィルタ10の光学測定に、前述のようなホログラフィックノッチフィルタのホログラム構造を利用することにより、単一波長のレーザをフィルタに照射しその透過光強度の変化をフィルタを回転させて測定することにより、分光器を用いることなく、狭帯域での例えばOD6以上という高ODな測定が行なえる。
【0018】
つぎに、プロファイル作成工程(s12)を行なう。
すなわち、コンピュータは、回転ステージによりフィルタを回転させながら光検出手段により検出された、フィルタの角度とフィルタの透過光の強度との関係を得る。そして、コンピュータは、前述のようにして得られたフィルタの角度情報を波長に換算し、透過光強度を透過率に換算し、フィルタの波長と透過率との関係よりなるプロファイルを得る。
そして、使用者、或いはコンピュータは、このプロファイル上のリジェクションする領域が本来の狭帯域であるかどうか、該プロファイル上のリジェクションする領域でのODが本来の高ODかどうか等の光学特性を評価する。そして、コンピュータはその評価結果を表示手段に外部出力する。
【0019】
以上のように本実施形態にかかる光学特性測定装置20によれば、レーザ光30をホログラフィックノッチフィルタ10に照射し、その透過光32の強度変化の測定を回転ステージ24によりフィルタ10を回転させながら行なうこととした。
この結果、本実施形態では、分光素子を利用した一般的な分光器、高分解能、低迷光が考慮された大掛かりな分光器を用いることなく、該フィルタのリジェクションする狭帯域と該リジェクションするでのODとの関係よりなるプロファイルを得ることができる。
したがって、本実施形態では、装置全体がコンパクトになり、これにより迷光等の影響を及ぼす要素を軽減でき、従来の一般的な白色光源、及び分光器を利用した測定では困難であった、狭帯域に高ODを持つノッチフィルタのプロファイル測定が容易に行える。
【0020】
また、本実施形態では、単色光源としてラマン分析装置に備え付けのレーザを用い、光検出手段として同様のラマン分析装置に備え付けの光検出器を用いることとしたので、本実施形態にかかる光学特性測定装置の部品をラマン分析装置に備え付けの部品とは別個に新たに設けたものに比較し、構成の簡略化等が図られる。
なお、前記構成では、フィルタを図中反時計周りのA方向に回転させた例について説明したが、時計周りの逆方向に回転させても同様のプロファイルが得られる。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるリジェクションフィルタの光学特性測定方法によれば、光学特性の評価を行なうフィルタのリジェクション波長であろう波長と同一波長の単色光を該フィルタに照射しその透過光強度の測定を、該フィルタをそのリジェクション波長がシフトする方向に回転させながら行なう光測定工程と、該フィルタの角度と透過光強度との関係より、波長と透過率との関係を得るプロファイル作成工程を備えることとしたので、従来極めて困難であった、狭帯域に高ODを持つリジェクションフィルタのプロファイル作成が容易に行える。
また本発明にかかるリジェクションフィルタの光学特性測定装置によれば、前記単色光を前記フィルタに照射する単色光源と、該フィルタをそのリジェクション波長がシフトする方向に回転自在に保持する回転手段と、フィルタの透過光強度を検出する光検出手段と、該回転手段によりフィルタを回転させながら該光検出手段により検出されたフィルタの角度と透過光強度との関係より、該フィルタの波長と透過率との関係を得るプロファイル作成手段を備えることとしたので、従来極めて困難であった、狭帯域に高ODを持つリジェクションフィルタのプロファイル作成が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】,【図2】,【図3】本発明の一実施形態にかかる光学特性測定方法の原理の説明図である。
【図4】本発明の一実施形態にかかる光学特性測定装置の概略構成の説明図である。
【図5】本発明の一実施形態にかかる回転手段により保持されたフィルタの設置状態の説明図であり、同図(A)は該フィルタを光軸方向から見た正面図、同図(B)は該フィルタを回転させていない状態を側方から見た図、同図(C)は該フィルタを回転させた状態を側方より見た図である。
【図6】本発明の一実施形態にかかる光学特性測定方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図7】本発明の一実施形態にかかる光学特性測定装置での測定時のフィルタの設置状態の説明図である。
【図8】本発明の一実施形態にかかる光学特性測定装置のフィルタ回転時のリジェクション波長のシフト状態の説明図である。
【図9】本発明の一実施形態にかかる光学的特性測定装置で得られたフィルタの角度と透過光強度との関係の一例である。
【符号の説明】
10 ホログラフィックノッチフィルタ(リジェクションフィルタ)
20 光学特性測定装置
22 レーザ(単色光源)
24 回転ステージ(回転手段)
26 光検出手段
28 コンピュータ(プロファイル作成手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for measuring optical characteristics of a rejection filter, and more particularly to a technique capable of measuring a profile of a rejection filter having a high OD in a narrow band.
[0002]
[Prior art]
When the sample is irradiated with measurement light, and the scattered light is collected by a lens and dispersed by a diffraction grating, Raman scattered light having a different wavelength is included in addition to the Rayleigh scattered light having the same wavelength as the incident light. Raman scattered light is a combination of the frequency of incident light and the frequency of the sample, and its intensity is proportional to the intensity of the incident light and the sample concentration. By spectroscopically analyzing the Raman scattered light, the components in the sample can be identified and quantified.
In general, the Raman scattered light is extremely weak compared to the Rayleigh scattered light. Therefore, in order to detect with high accuracy, it is necessary to extract only the Raman scattered light substantially. In order to efficiently extract only the Raman scattered light, a holographic rejection filter such as a holographic notch filter that removes Rayleigh scattered light is used (see JP 2001-51123 A).
[0003]
This holographic rejection filter is produced by making the object light surface of the laser light and the reference light surface incident in opposite directions with a dry plate in between. That is, interference fringes due to the interference of two light beams for creating a hologram are generated almost in parallel with the surface of the photosensitive layer supported by the support, and the interference fringe spacing is equal to the wavelength of the laser used when the refractive index of the photosensitive layer is n. 1 / 2n. Periodic refractive index modulation can be provided in the photosensitive layer by periodic exposure and development processing. The refractive index magnitude n (x) at the position x in the photosensitive layer can be expressed by the following mathematical formula.
[Expression 1]
n (x) = n A + (1/2) n P sin (2πx / P) (1)
However, n A is the mean refractive index (n H + n L) / 2
n P is the modulation width of the refractive index (n H −n L )
P is the period n H is the maximum refractive index n L is the minimum refractive index
By the way, it is important how the rejection filter can narrow the region to be rejected and how high the absorbance is in the region to be rejected. For example, it is necessary to inspect the optical characteristics of the rejection filter as described above at the time of creation and use.
For this reason, conventionally, an optical characteristic measurement apparatus includes a white light source, a spectroscope using a diffraction grating, and a photodetector, and a filter is installed between the white light source and the spectroscope. And the white light from a white light source was irradiated to the filter, the transmitted light was disperse | distributed using the spectrometer, and the spectrum was measured with the photodetector.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the optical density (hereinafter referred to as OD) of the rejection filter is conventionally about 5, but recently, a rejection filter having a high OD of OD6 or more has been developed.
However, when measuring a rejection filter with a high OD in a narrow band, a spectroscope using a diffraction grating has a very narrow rejection area, so the spectroscope itself generates stray light and takes a bright line. The bottom of the bright line is distorted, and it is difficult to measure at a high OD. For example, in a measurement using a conventional white light source and a spectroscope using a diffraction grating, the OD that can be measured in a narrow band is limited to 5 and a recent OD with a high OD in a narrow band of 6 or more. The measurement filter did not provide sufficient measurement results.
[0006]
For this reason, it is necessary to further increase the resolution and low stray light of the spectrometer, and it is conceivable to manufacture a considerably large spectrometer. However, even if a large spectrometer is manufactured, it has a high OD in a narrow band. Rejection filter profile measurement was practically difficult.
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a method and apparatus for measuring optical characteristics of a rejection filter that can easily perform profile measurement of a rejection filter having a high OD in a narrow band. There is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical characteristic measurement method for a rejection filter according to the present invention includes a light measurement step and a profile creation step in the optical characteristic measurement method for a rejection filter having a hologram structure. Features.
Here, the light measurement step irradiates the filter with monochromatic light having the same wavelength as the rejection wavelength of the filter for evaluating the optical characteristics, and measures the transmitted light output. This is performed while rotating the rejection wavelength in the shifting direction.
In the profile creation step, the relationship between the filter wavelength and the transmittance is obtained from the relationship between the filter angle and the transmitted light output obtained in the light measurement step.
In the light measurement step, the wavelength at which the transmitted light output rises is measured, and the rejection wavelength region of the filter is evaluated from the relationship between the filter wavelength and the transmittance obtained in the profile creation step.
In order to achieve the above object, an optical characteristic measurement apparatus for a rejection filter according to the present invention is an optical characteristic measurement apparatus for a rejection filter having a hologram structure, in which a monochromatic light source, a rotation means, a light detection means, And a profile creation means.
[0008]
Here, the monochromatic light source irradiates the filter with monochromatic light having the same wavelength as the rejection wavelength of the filter for evaluating optical characteristics.
The rotating means holds the filter rotatably in a direction in which the rejection wavelength shifts.
The light detection means detects the transmitted light output of the filter held at a predetermined angle by the rotation means.
The profile generation means, from the relationship between the angle and the transmitted light output of the filter detected by the light detecting means while rotating the filter by said rotating means to obtain the relationship between the wavelength and transmittance of the filter.
Further, the filter is rotated by the rotating means, the wavelength at which the transmitted light output rises is measured by the light detecting means, and the wavelength and transmittance of the filter obtained by the profile creating means are calculated. From the relationship, the rejection wavelength range of the filter is evaluated.
[0009]
Examples of the rejection filter of the present invention include a holographic notch filter.
Here, the optical characteristics of the rejection filter refer to whether the area to be rejected is an original narrow band, whether the OD in the area to be rejected is an original high OD, or the like.
The inventors decided to use the hologram structure of a rejection filter such as a holographic notch filter for optical evaluation.
[0010]
That is, the holographic rejection filter 10 originally has a refractive index modulation as shown in FIG. 1 in the photosensitive layer in order to reject a certain wavelength. In the initial state (angle α = 0 °) in which the filter 10 is installed so that the incident / exit surface thereof is orthogonal to the optical axis z as shown in FIG. As shown in B), it is inclined with respect to the optical axis z by an angle θ. The thickness in the optical axis direction of a specific modulation layer 12 can be expressed as thickness d1 = d / sin θ using the thickness d of each modulation layer.
When the filter 10 is rotated by an angle α in the direction in which the rejection wavelength shifts, the thickness of the specific modulation layer 12 in the optical axis direction changes to a thickness d2 = d / sin (θ + α) as shown in FIG. To do.
When the filter 10 is tilted in this way, the thickness of the refractive index modulation layer in the optical axis direction changes . Accordingly, the rejection wavelength is shifted to the short wavelength side, and the intensity change of the transmitted light is obtained according to the angle of the filter. That is, the rejection wavelength is determined by the relationship between the thickness of the refractive index modulation layer in the optical axis direction and the wavelength.
[0011]
Therefore, when optically evaluating a holographic rejection filter, the hologram structure of the filter is used, that is, the light from a laser having a single wavelength is irradiated while rotating the rejection filter, and the angle of the filter is adjusted. By measuring the corresponding change in transmitted light intensity, it is possible to measure the profile of a rejection filter having a high OD in a narrow band without using a spectroscope.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 shows a schematic configuration of an optical characteristic measuring apparatus for a holographic notch filter (rejection filter) according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an installed state of the filter held by the rotating means according to the present embodiment. 1A is a front view of the filter viewed from the optical axis direction, FIG. 1B is a side view of the filter not rotated, and FIG. 1C is the filter. It is the figure which looked at the state where was rotated from the side.
The optical characteristic measuring apparatus 20 shown in FIG. 4 includes a monochromatic light source (laser) 22, a rotating stage (rotating means) 24, a light detecting means 26, and a computer (profile creating means) 28.
[0013]
Here, the laser 22 is made of a laser such as a light source of a Raman analyzer, for example, and has the same wavelength λ 0 as the wavelength that would be the rejection wavelength of the holographic notch filter (rejection filter) 10 that evaluates optical characteristics. The filter 10 is irradiated with laser light (monochromatic light) 30 having
The rotary stage 24 holds the outer peripheral edge of the filter 10 and holds the filter 10 so as to be rotatable in the direction in which the rejection wavelength shifts, that is, in the direction A in FIG.
The light detection means 26 detects the intensity of the transmitted light 32 of the filter 10 held at a predetermined angle by the rotary stage 24.
The computer 28 includes, for example, a CPU 34, a first storage unit 36, a second storage unit 38, and the like. Then, the CPU 34 obtains the relationship between the angle of the filter 10 and the intensity of the transmitted light 30 detected by the light detection means 26 while rotating the filter 10 by the rotary stage 24, and stores this in the first storage means 36. Then, the CPU 34 converts the angle information of the filter stored in the first storage unit 36 into the wavelength, converts the transmitted light intensity information into the transmittance, and obtains a profile of the relationship between the wavelength of the filter 10 and the transmittance, for example. This is stored in the second storage means 38.
[0014]
Then, the user or the computer 28 determines whether the area to be rejected on the profile stored in the second storage means 38 is the original narrow band, and whether the OD in the area to be rejected on the profile is the original. Evaluate optical properties such as high OD.
In the present embodiment, the computer 28 includes an input unit 40 for performing settings necessary for evaluating the optical characteristics, and a display unit 42 for externally displaying the evaluation result.
In this embodiment, since only the intensity of the laser beam 30 is reduced without changing the relative spectral distribution of energy, ND that does not show any spectral selective absorption on the optical axis between the laser 22 and the notch filter 10. A filter 44 is provided.
The optical characteristic measuring apparatus 20 according to the present embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below with reference to the flowchart of FIG.
[0015]
First, a light measurement step (s10) is performed.
Here, conventionally, a white light source and a spectroscope using a diffraction grating are used for light measurement for evaluating the optical characteristics of the rejection filter. In general, the filter is irradiated with white light from a white light source, and the transmitted light intensity is measured using a spectroscope. In the measurement using the conventional white light source and the spectroscope, if the band to be rejected is wide, high OD measurement can be performed. However, in the narrow band of 2 to 3 nm, for example, the emission line oscillates and OD5 Only a satisfactory measurement could be performed, and a high OD measurement of 6 or more could not be performed.
Therefore, in the present embodiment, in order to perform high-OD measurement in a narrow band, the hologram structure of the holographic notch filter is used for light measurement of the rejection filter without using a spectroscope.
That is, the holographic notch filter originally has a refractive index modulation in the photosensitive layer in order to reject a certain wavelength. For this reason, when the filter is tilted, the lattice constant is changed, and the rejection wavelength is shifted to the short wavelength side accordingly.
[0016]
In the present embodiment, a laser that emits laser light having the same wavelength λ 0 as the wavelength that will be the rejection wavelength of the holographic notch filter 10 that evaluates optical characteristics is used as the light source. Then, the filter is irradiated with laser light from the laser. At this time, the transmitted light intensity of the filter is measured by the light detection means while rotating the filter in the direction in which the rejection wavelength is shifted by the rotating stage.
In this embodiment, when the filter is rotated by 3 °, for example, the rejection wavelength λ is shifted to the short wavelength side by about 2 to 3 nm.
For this reason, as shown in FIG. 7A, in the initial state (angle α = 0 °) in which the filter 10 is installed so that the incident / exit surface thereof is orthogonal to the optical axis, the rejection wavelength of the filter 10 is shifted. Therefore, if the profile of the filter 10 is normal, the wavelength λ 0 of the laser beam 30 and the rejection wavelength of the filter 10 are the same.
[0017]
Therefore, for example, the laser beam 30 from the laser 22 does not pass through the filter 10 and the output of the light detection means 26 is zero.
When the filter 10 is gradually rotated in the direction A in the figure as shown in FIG. 7B, the rejection wavelength of the filter 10 is changed from the initial wavelength λ 0 to the wavelength λ 0 as shown in FIG. Shifts to the short wavelength side in the i direction. At this time, the angle alpha = 0 ° ~ angle alpha laser light 30 to 1 without through the filter 10, the output of the light detection means 26 is 0, the angle alpha 1 or more, with alpha 2 below, the angle alpha of With the increase, the wavelength light at the skirt portion of the laser light 30 gradually transmits. Then, the output of the light detection means 26 rises as shown in FIG. 9, and at a certain angle α 2 or more, the rejection wavelength of the filter 10 is also completely shifted to the short wavelength side, and the wavelength λ 0 of the laser light 30 and the filter 10 since the rejection wavelength lambda i is completely different, the laser beam 30 is a filter 10 and fully transparent, the output of the light detection means 26 exhibits a certain maximum value.
As described above, in the present embodiment, the optical measurement of the notch filter 10 is performed by using the hologram structure of the holographic notch filter as described above to irradiate the filter with a single wavelength laser and change the transmitted light intensity. By measuring by rotating the filter, a high OD measurement of, for example, OD6 or more in a narrow band can be performed without using a spectroscope.
[0018]
Next, a profile creation step (s12) is performed.
That is, the computer obtains the relationship between the angle of the filter and the intensity of transmitted light of the filter, which is detected by the light detection means while rotating the filter with the rotary stage. Then, the computer converts the angle information of the filter obtained as described above into a wavelength, converts the transmitted light intensity into the transmittance, and obtains a profile formed by the relationship between the wavelength of the filter and the transmittance.
Then, the user or the computer can check the optical characteristics such as whether the area to be rejected on the profile is an original narrow band, and whether the OD in the area to be rejected on the profile is an original high OD. evaluate. Then, the computer externally outputs the evaluation result to the display means.
[0019]
As described above, according to the optical characteristic measuring apparatus 20 according to the present embodiment, the laser light 30 is irradiated onto the holographic notch filter 10, and the intensity change of the transmitted light 32 is measured by rotating the filter 10 with the rotary stage 24. I decided to do it.
As a result, the present embodiment rejects the narrow band to be rejected by the filter without using a general spectroscope using a spectroscopic element, a large spectroscope that takes into account high resolution and low stray light. The profile which consists of the relationship with OD in can be obtained.
Therefore, in the present embodiment, the entire apparatus becomes compact, thereby reducing elements that affect stray light and the like, and it is difficult to perform measurement using a conventional white light source and a spectroscope. Profile measurement of notch filters with high OD can be easily performed.
[0020]
In this embodiment, the laser provided in the Raman analyzer is used as the monochromatic light source, and the photodetector provided in the similar Raman analyzer is used as the light detection means. Therefore, the optical characteristic measurement according to this embodiment is performed. Compared to the parts newly provided separately from the parts provided in the Raman analyzer, the configuration can be simplified.
In the above configuration, an example in which the filter is rotated in the counterclockwise direction A in the figure has been described. However, a similar profile can be obtained by rotating the filter in the counterclockwise direction.
[0021]
【Effect of the invention】
As described above, according to the method for measuring optical characteristics of a rejection filter according to the present invention, the filter is irradiated with monochromatic light having the same wavelength as the rejection wavelength of the filter for evaluating the optical characteristics, and transmitted through the filter. A profile that obtains the relationship between wavelength and transmittance from the relationship between the light measurement step of rotating the filter in the direction in which the rejection wavelength shifts and the angle of the filter and the transmitted light intensity. Since the creation process is provided, it is possible to easily create a profile of a rejection filter having a high OD in a narrow band, which has been extremely difficult in the past.
Further, according to the optical characteristic measuring apparatus for a rejection filter according to the present invention, a monochromatic light source that irradiates the filter with the monochromatic light, and a rotating unit that rotatably holds the filter in a direction in which the rejection wavelength shifts. The wavelength and transmittance of the filter based on the relationship between the light detection means for detecting the transmitted light intensity of the filter and the angle of the filter detected by the light detection means and the transmitted light intensity while rotating the filter by the rotating means. Therefore, it is possible to easily create a profile of a rejection filter having a high OD in a narrow band, which has been extremely difficult in the past.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 are explanatory diagrams of the principle of an optical characteristic measuring method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a schematic configuration of an optical characteristic measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view of an installation state of a filter held by a rotating means according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 5 (A) is a front view of the filter viewed from the optical axis direction, and FIG. ) Is a view when the filter is not rotated from the side, and FIG. 10C is a view when the filter is rotated from the side.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of an optical characteristic measurement method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an installed state of a filter at the time of measurement by the optical characteristic measurement device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a shift state of a rejection wavelength when a filter is rotated in the optical characteristic measurement apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an example of the relationship between the filter angle and the transmitted light intensity obtained by the optical characteristic measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Holographic notch filter (rejection filter)
20 Optical characteristic measuring device 22 Laser (monochromatic light source)
24 Rotating stage (Rotating means)
26 light detection means 28 computer (profile creation means)

Claims (2)

ホログラム構造を持つリジェクションフィルタの光学特性測定方法において、
光学特性の評価を行なう前記フィルタのリジェクション波長であろう波長と同一波長を持つ単色光を、該フィルタに照射しその透過光出力の測定を、該フィルタをそのリジェクション波長がシフトする方向に回転させながら行なう光測定工程と、
前記光測定工程で得られたフィルタの角度と透過光出力との関係より、該フィルタの波長と透過率との関係を得るプロファイル作成工程と、を備え
前記光測定工程にて、透過光出力が立ち上がる波長を測定して、前記プロファイル作成工程にて得られたフィルタの波長と透過率との関係から前記フィルタのリジェクション波長域を評価することを特徴とするリジェクションフィルタの光学特性測定方法。
In a method for measuring optical characteristics of a rejection filter having a hologram structure,
Irradiate the filter with monochromatic light having the same wavelength as the rejection wavelength of the filter for evaluating the optical characteristics, and measure the transmitted light output in the direction in which the rejection wavelength shifts the filter. A light measurement process performed while rotating;
With the relationship between the angle and the transmitted light output of the filter obtained by the light measurement process, a profile creating step of obtaining the relationship between the wavelength and transmittance of the filter, and
In the light measurement step, the wavelength at which the transmitted light output rises is measured, and the rejection wavelength region of the filter is evaluated from the relationship between the filter wavelength and the transmittance obtained in the profile creation step. A method for measuring optical characteristics of a rejection filter.
ホログラム構造を持つリジェクションフィルタの光学特性測定装置において、
光学特性の評価を行なう前記フィルタのリジェクション波長であろう波長と同一波長を持つ単色光を、該フィルタに照射する単色光源と、
前記フィルタをそのリジェクション波長がシフトする方向に回転自在に保持する回転手段と、
前記回転手段により所定の角度で保持されたフィルタの透過光出力を検出する光検出手段と、
前記回転手段により前記フィルタを回転させながら、前記光検出手段により検出されたフィルタの角度と透過光出力との関係より、該フィルタの波長と透過率との関係を得るプロファイル作成手段と、を備え
前記回転手段により前記フィルタを回転させていき、前記光検出手段にて、透過光出力が立ち上がる波長を測定して、前記プロファイル作成手段にて得られた前記フィルタの波長と透過率との関係から前記フィルタのリジェクション波長域を評価することを特徴とするリジェクションフィルタの光学特性測定装置。
In the optical characteristic measuring device of a rejection filter having a hologram structure,
A monochromatic light source that irradiates the filter with monochromatic light having the same wavelength as the rejection wavelength of the filter for evaluating the optical characteristics;
Rotating means for rotatably holding the filter in a direction in which the rejection wavelength shifts;
A light detecting means for detecting the transmitted light output of the filter held at a predetermined angle by the rotating means;
While rotating the filter by said rotating means comprises the relationship between the angle and the transmitted light output of the filter detected by the light detecting means, and profile creation means for obtaining a relationship between the wavelength and transmittance of the filter, the ,
The filter is rotated by the rotating means, the wavelength at which the transmitted light output rises is measured by the light detecting means, and the relationship between the filter wavelength and the transmittance obtained by the profile creating means is obtained. An apparatus for measuring optical characteristics of a rejection filter, wherein a rejection wavelength range of the filter is evaluated .
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