製品 | 2021/1/6

4. 測定レンジの限界とその拡張(WPAシリーズ)

測定レンジの拡張手段 (その1. 偏光子回転式と波長板回転式)

【偏光イメージセンサ構造の比較】

◆PAシリーズ

向きの異なる偏光子の集積素子をCCDと一体化。

偏光子回転式の測定原理。

集積偏光子
偏光子回転式の基本構成(従来技術)

◆WPAシリーズ

向きの異なる波長板の集積素子と一様な偏光子とCCDと一体化した、3層構造の新型偏光センサーを内蔵。

波長板回転式の測定原理。

集積波長板
波長板回転式の基本構成(従来技術)

測定原理の違いにより、WPAシリーズは測定レンジが2倍になる

測定レンジの拡張手段 (その1. 偏光子回転式と波長板回転式)

測定原理:フィルタを回転させたときの光量変化の仕方から偏光情報を判断する。

            ↓

・偏光子回転式では、楕円(円)偏光の回転方向が区別つかない。

・波長回転式では、楕円(円)偏光の回転方向の区別がつく。

            ↓

『波長板回転式の方が測定レンジが広い』

測定レンジの拡張手段 (その2. 複数波長の測定結果の比較演算)

偏光センサの改良に加えて、複数波長で測定した結果を比較する方式の採用により、測定レンジを更に拡大。

◆複数波長で測定レンジが拡大する理由

単一波長では波長以上の位相差は原理的に区別不能

別な波長での測定値と比較するとレンジが拡大する

複数波長測定の概念図

【図を用いた補足説明】

左図の赤線の波グラフで、縦軸の値から横軸の値を決めようとしてみる。すると、縦軸がαになる横軸の値には、A、A+λ、A+2λ…など複数の候補値を持ち、これらを識別することはできない。しかし、緑線の値も併せて考慮すると、上記3点は緑線上では異なる値であり、識別可能になる。

◆装置の基本構成比較

PAシリーズには測定波長(520nm)だけを透過させる波長フィルタが内蔵されているが、

WPAシリーズではレンズの前にレボルバー式の可変波長フィルターが配置されている。

PA/WPA方式のフィルター構成

PAシリーズとWPAシリーズの装置構成比較

PA/WPAシリーズの装置構成

WPAシリーズの測定レンジ

1波長を超える大きな位相差の測定が実現。

応力

コの字部材に徐々に大きな力を加えていったときの位相差分布の変化

印加応力
印加応力のライン解析結果
各図白線上の位相差分布グラフ
2次元複屈折評価システム WPAシリーズ

PAシリーズとWPAシリーズの測定データ比較

◆ 位相差が数100nmのサンプル(樹脂レンズ)の測定例

位相差が数100nmのサンプル(樹脂レンズ)の測定例
【PAシリーズの測定データ】
【WPAシリーズの測定データ】
赤線上の位相差分布グラフ比較

PAシリーズも、レンズ中央付近の100nm程度以下の領域はWPAシリーズと同じ正しい測定結果が得られている。

レンズ周辺の大きな位相差領域でも、WPAシリーズでは正しい測定結果を得ることができる。

まとめ

複屈折評価の原理や評価手法と合わせて、複屈折分布を高速に測定するための

キーパーツ、偏光イメージセンサの構造と機能をご紹介しました。

また、PAシリーズとWPAシリーズの装置外観や測定データを比較しながら

その違いをご紹介いたしました。

今回ご紹介した内容はこちらからpdfでのダウンロードも可能です。

論より証拠!Webデモでその結果を体感できます。

複屈折、偏光、位相差に関する当社の技術や、装置の原理の理解をご理解いただきたいのはもちろんですが

まずはその性能を体感していただく方が早いかもしれません。

当社ではWebを使った遠隔デモで装置、ソフトのご紹介の仕組みを準備しています。

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