JP3095231B2 - 偏光測定装置及び位相板測定装置 - Google Patents
偏光測定装置及び位相板測定装置Info
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- JP3095231B2 JP3095231B2 JP02251317A JP25131790A JP3095231B2 JP 3095231 B2 JP3095231 B2 JP 3095231B2 JP 02251317 A JP02251317 A JP 02251317A JP 25131790 A JP25131790 A JP 25131790A JP 3095231 B2 JP3095231 B2 JP 3095231B2
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- G01J4/00—Measuring polarisation of light
- G01J4/04—Polarimeters using electric detection means
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Description
この発明は、ヤングの干渉計を利用した偏光測定装置
及び位相板測定装置に関する。
及び位相板測定装置に関する。
従来、偏光を測定する方法及び装置としては、回転可
能な１枚の偏光子を通過する被測定光の光強度を測定す
ることによって、被測定光の偏光状態を検出するように
したものがある。 又、ストリークカメラのような、高速光検出器を利用
する場合も、同様に回転可能な偏光子を、該高速光検出
器の前に着脱できるようにしたものがあり、これは、ま
ず、偏光子を取り外した状態で被測定光の時間波形を測
定し、次いで、偏光子を取付けて、再び時間波形を測定
するものであり、この両者の波形の差が、被測定光の偏
光状態の情報を与えるものである。
能な１枚の偏光子を通過する被測定光の光強度を測定す
ることによって、被測定光の偏光状態を検出するように
したものがある。 又、ストリークカメラのような、高速光検出器を利用
する場合も、同様に回転可能な偏光子を、該高速光検出
器の前に着脱できるようにしたものがあり、これは、ま
ず、偏光子を取り外した状態で被測定光の時間波形を測
定し、次いで、偏光子を取付けて、再び時間波形を測定
するものであり、この両者の波形の差が、被測定光の偏
光状態の情報を与えるものである。
前記のような従来の偏光測定装置は、偏光子を可動に
して、且つこれを動かさなければならないと共に、円及
び楕円偏光の光に関する十分な情報を得られないという
問題点がある。 具体的には、円偏光とランダム偏光の区別ができず、
又円偏光の回転方向を知ることができない。 又、従来、セナルモンの方法を用いた位相板測定装置
がある。 これは、水平直線偏光の光を試料に通し、更に、1/4
波長板に通した後、偏光子を通して観察して、そのとき
の偏光子の回転角度に基づいて測定を行うものである。 これは、前記偏光測定装置の場合と同様に、偏光子を
回転させなければならないという問題点がある。 第１発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、偏光子を動かしたりすることなく、且つ円偏光
あるいは楕円偏光に関する情報を得ることができる偏光
測定装置を提供することを目的とする。 又、第２発明は、偏光子を回転したりすることなく、
所望の測定を行うことができる位相板測定装置を提供す
ることを目的とする。
して、且つこれを動かさなければならないと共に、円及
び楕円偏光の光に関する十分な情報を得られないという
問題点がある。 具体的には、円偏光とランダム偏光の区別ができず、
又円偏光の回転方向を知ることができない。 又、従来、セナルモンの方法を用いた位相板測定装置
がある。 これは、水平直線偏光の光を試料に通し、更に、1/4
波長板に通した後、偏光子を通して観察して、そのとき
の偏光子の回転角度に基づいて測定を行うものである。 これは、前記偏光測定装置の場合と同様に、偏光子を
回転させなければならないという問題点がある。 第１発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、偏光子を動かしたりすることなく、且つ円偏光
あるいは楕円偏光に関する情報を得ることができる偏光
測定装置を提供することを目的とする。 又、第２発明は、偏光子を回転したりすることなく、
所望の測定を行うことができる位相板測定装置を提供す
ることを目的とする。
請求項１の第１発明は、シングルスリット及びこれと
平行のダブルスリットからなり、互いに直交する偏光方
向の偏光子を前記ダブルスリットの各々のスリットに備
えたヤングの干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計
及び検光子を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置
と、を被測定光の入力側から順に配置すると共に、種々
の偏光状態の光を入射したときに得られる干渉縞の出力
パターンから得られるプロファイルが記録されていて、
前記画像検出装置により得られた干渉縞のプロファイル
と逐次比較して、最も似ているプロファイルから、被測
定光の偏光状態を決定する画像解析装置と、この画像解
析装置の解析結果を表示する偏光状態出力装置と、を設
けたことを特徴とする偏光測定装置により上記目的を達
成するものである。 請求項２の発明は、シングルスリット及びこれと平行
のダブルスリットからなり、互いに直交する偏光方向の
偏光子を前記ダブルスリットの各々のスリットに備えた
ヤングの干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計及び
検光子を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置と、を
被測定光の入力側から順に配置すると共に、種々の偏光
状態の光を入射したときに得られる干渉縞の出力パター
ンにおける中心付近のプロファイルが記録されていて、
前記画像検出装置により得られた干渉縞の中心付近のプ
ロファイルと逐次比較して、最も似ているプロファイル
から、被測定光の偏光状態を決定する画像解析装置と、
この画像解析装置の解析結果を表示する偏光状態出力装
置と、を設けたことを特徴とする偏光測定装置により上
記目的を達成するものである。 請求項３の発明は、シングルスリット及びこれと平行
のダブルスリットからなり、互いに直交する偏光方向の
偏光子を前記ダブルスリットの各々のスリットに備えた
ヤングの干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計及び
検光子を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置と、を
被測定光の入力側から順に配置し、前記画像検出装置に
より得られた干渉縞の出力パターンからプロファイルを
求め、このプロファイルを解析して、被測定光の偏光状
態を検出する画像解析装置と、この画像解析装置の解析
結果を表示する偏光状態出力装置と、を設けてなり、前
記画像解析装置は、前記プロファイルに対してフーリエ
変換を行い、プロファイルの位相と、前記ダブルスリッ
トを抜けて観測面に向かう２光束の強度比を求めるもの
であることを特徴とする偏光測定装置により上記目的を
達成するものである。 前記検光子は、その偏光方向が前記ダブルスリットに
設けられた２個の偏光子の偏光方向に対してそれぞれ＋
45゜、−45゜の角度となるように配置してもよい。 又、検光子を、前記画像解析装置によって得られたプ
ロファイルの包絡線が左右対称となるように、入射光軸
廻りに回転可能としてもよい。 又、前記検光子は、前記ダブルスリットの２つの偏光
子と偏光方向が一致する第１及び第２の検光子と、これ
ら第１及び第２の検光子の偏光方向に対して、それぞれ
＋45゜、−45゜の角度を持つ第３の検光子と、から構成
してもよい。 更に、前記第１〜第３の検光子は、前記ダブルスリッ
トの長手方向に配置してもよい。 又、前記第１〜第３の検光子は、前記ダブルスリット
の長手方向と直交する方向に並べて配置さしてもよい。 更に又、前記画像検出装置は、前記第１〜第３の検光
子の並設方向に長く配置された１次元ラインセンサとし
てもよい。 又、前記画像検出装置は１次元ラインセンサとしても
よい。 又、請求項11の発明は、シングルスリット及びこれと
平行のダブルスリットからなり、互いに直交する偏光方
向の偏光子を前記ダブルスリットの各々のスリットに備
えたヤングの干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計
及び検光子を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置
と、を被測定光の入力側から順に配置すると共に、前記
検光子を、前記ダブルスリットの２つの偏光子と偏光方
向が一致する第１及び第２の検光子、及び、これら第１
及び第２の検光子の偏光方向に対して、それぞれ＋45
゜、−45゜の角度を持つ第３の検光子から構成し、前記
画像検出装置を、前記第１〜第３の検光子の並設方向に
長く配置された１次元ラインセンサとし、前記画像検出
装置により得られた干渉縞の出力パターンのプロファイ
ルから前記第１、第２の検光子を経て得られた２つの出
力の積分値、及び、前記第３の検光子を経て得られた出
力のピークを与える１次元ラインセンサの素子ナンバー
を求め、その出力比と素子ナンバーとの差から測定光の
偏光状態を決定する画像解析装置と、この画像解析装置
の解析結果を表示する偏光状態出力装置と、を設けたこ
とを特徴とする偏光測定装置により上記目的を達成する
ものである。 又、前記１次元ラインセンサは、入射スリットを備え
たストリークカメラと撮像装置を組合わせて構成しても
よい。 又、前記ダブルスリットは、回析が起きない程度に幅
広のダブルスリットと、間隔が異なる複数対のダブルス
リットとを、スリット長手方向に並べて配置して構成
し、、前記画像検出装置は２次元検出器賭してもよい。 更に、前記ダブルスリットは、その間隔が可変として
もよい。 第２発明は、請求項15のように、前記のいずれかの偏
光測定装置と、この偏光測定装置における前記画像解析
装置の解析結果を表示する偏光状態出力装置と、を設け
てなり、前記光源と前記ヤングの干渉計との間に被測定
位相板を配置し、前記偏光状態出力装置の結果を演算す
ることにより該位相板の軸及び光学長を求めるようにし
たことを特徴とする位相板測定装置により上記目的を達
成するものである。
平行のダブルスリットからなり、互いに直交する偏光方
向の偏光子を前記ダブルスリットの各々のスリットに備
えたヤングの干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計
及び検光子を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置
と、を被測定光の入力側から順に配置すると共に、種々
の偏光状態の光を入射したときに得られる干渉縞の出力
パターンから得られるプロファイルが記録されていて、
前記画像検出装置により得られた干渉縞のプロファイル
と逐次比較して、最も似ているプロファイルから、被測
定光の偏光状態を決定する画像解析装置と、この画像解
析装置の解析結果を表示する偏光状態出力装置と、を設
けたことを特徴とする偏光測定装置により上記目的を達
成するものである。 請求項２の発明は、シングルスリット及びこれと平行
のダブルスリットからなり、互いに直交する偏光方向の
偏光子を前記ダブルスリットの各々のスリットに備えた
ヤングの干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計及び
検光子を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置と、を
被測定光の入力側から順に配置すると共に、種々の偏光
状態の光を入射したときに得られる干渉縞の出力パター
ンにおける中心付近のプロファイルが記録されていて、
前記画像検出装置により得られた干渉縞の中心付近のプ
ロファイルと逐次比較して、最も似ているプロファイル
から、被測定光の偏光状態を決定する画像解析装置と、
この画像解析装置の解析結果を表示する偏光状態出力装
置と、を設けたことを特徴とする偏光測定装置により上
記目的を達成するものである。 請求項３の発明は、シングルスリット及びこれと平行
のダブルスリットからなり、互いに直交する偏光方向の
偏光子を前記ダブルスリットの各々のスリットに備えた
ヤングの干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計及び
検光子を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置と、を
被測定光の入力側から順に配置し、前記画像検出装置に
より得られた干渉縞の出力パターンからプロファイルを
求め、このプロファイルを解析して、被測定光の偏光状
態を検出する画像解析装置と、この画像解析装置の解析
結果を表示する偏光状態出力装置と、を設けてなり、前
記画像解析装置は、前記プロファイルに対してフーリエ
変換を行い、プロファイルの位相と、前記ダブルスリッ
トを抜けて観測面に向かう２光束の強度比を求めるもの
であることを特徴とする偏光測定装置により上記目的を
達成するものである。 前記検光子は、その偏光方向が前記ダブルスリットに
設けられた２個の偏光子の偏光方向に対してそれぞれ＋
45゜、−45゜の角度となるように配置してもよい。 又、検光子を、前記画像解析装置によって得られたプ
ロファイルの包絡線が左右対称となるように、入射光軸
廻りに回転可能としてもよい。 又、前記検光子は、前記ダブルスリットの２つの偏光
子と偏光方向が一致する第１及び第２の検光子と、これ
ら第１及び第２の検光子の偏光方向に対して、それぞれ
＋45゜、−45゜の角度を持つ第３の検光子と、から構成
してもよい。 更に、前記第１〜第３の検光子は、前記ダブルスリッ
トの長手方向に配置してもよい。 又、前記第１〜第３の検光子は、前記ダブルスリット
の長手方向と直交する方向に並べて配置さしてもよい。 更に又、前記画像検出装置は、前記第１〜第３の検光
子の並設方向に長く配置された１次元ラインセンサとし
てもよい。 又、前記画像検出装置は１次元ラインセンサとしても
よい。 又、請求項11の発明は、シングルスリット及びこれと
平行のダブルスリットからなり、互いに直交する偏光方
向の偏光子を前記ダブルスリットの各々のスリットに備
えたヤングの干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計
及び検光子を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置
と、を被測定光の入力側から順に配置すると共に、前記
検光子を、前記ダブルスリットの２つの偏光子と偏光方
向が一致する第１及び第２の検光子、及び、これら第１
及び第２の検光子の偏光方向に対して、それぞれ＋45
゜、−45゜の角度を持つ第３の検光子から構成し、前記
画像検出装置を、前記第１〜第３の検光子の並設方向に
長く配置された１次元ラインセンサとし、前記画像検出
装置により得られた干渉縞の出力パターンのプロファイ
ルから前記第１、第２の検光子を経て得られた２つの出
力の積分値、及び、前記第３の検光子を経て得られた出
力のピークを与える１次元ラインセンサの素子ナンバー
を求め、その出力比と素子ナンバーとの差から測定光の
偏光状態を決定する画像解析装置と、この画像解析装置
の解析結果を表示する偏光状態出力装置と、を設けたこ
とを特徴とする偏光測定装置により上記目的を達成する
ものである。 又、前記１次元ラインセンサは、入射スリットを備え
たストリークカメラと撮像装置を組合わせて構成しても
よい。 又、前記ダブルスリットは、回析が起きない程度に幅
広のダブルスリットと、間隔が異なる複数対のダブルス
リットとを、スリット長手方向に並べて配置して構成
し、、前記画像検出装置は２次元検出器賭してもよい。 更に、前記ダブルスリットは、その間隔が可変として
もよい。 第２発明は、請求項15のように、前記のいずれかの偏
光測定装置と、この偏光測定装置における前記画像解析
装置の解析結果を表示する偏光状態出力装置と、を設け
てなり、前記光源と前記ヤングの干渉計との間に被測定
位相板を配置し、前記偏光状態出力装置の結果を演算す
ることにより該位相板の軸及び光学長を求めるようにし
たことを特徴とする位相板測定装置により上記目的を達
成するものである。
第１発明によれば、ヤングの干渉計、検光子、画像検
出装置、画像解析装置及び偏光状態出力装置とにより、
可動部分を設けることなく、偏光の状態を測定できると
共に、画像解析装置によって、円偏光とランダム偏光の
区別及び円偏光の回転方向を知ることができるという優
れた効果を有する。 又、ストリークカメラ等の高速画像検出装置を用いた
場合は、偏光状態の高速な変化を高い精度で測定でき、
同時に波長の変化（チャープ）も測定できるという優れ
た効果を有する。 又、第２発明においては、偏光子を回転させることな
く、迅速に位相板の結晶軸及び位相差を求めることがで
きる。
出装置、画像解析装置及び偏光状態出力装置とにより、
可動部分を設けることなく、偏光の状態を測定できると
共に、画像解析装置によって、円偏光とランダム偏光の
区別及び円偏光の回転方向を知ることができるという優
れた効果を有する。 又、ストリークカメラ等の高速画像検出装置を用いた
場合は、偏光状態の高速な変化を高い精度で測定でき、
同時に波長の変化（チャープ）も測定できるという優れ
た効果を有する。 又、第２発明においては、偏光子を回転させることな
く、迅速に位相板の結晶軸及び位相差を求めることがで
きる。
以下第１発明の第１実施例を図面を参照して説明す
る。 第１図に示されるように、第１実施例に係る偏光測定
装置10は、被測定光源12から出射される被測定光の光軸
上に、シングルスリット14及びこれと平行なダブルスリ
ット16からなるヤングの干渉計18と、検光子20と、画像
検出装置22をこの順で配置すると共に、画像検出装置22
の出力信号から画像解析を行う画像解析装置24と、この
画像解析装置24の解析結果を表示する偏光状態出力装置
26とを設けて構成したものである。 前記ヤングの干渉計18のダブルスリット16には、スリ
ットの長手方向に対して、45゜の偏光方向となる一対
の偏光子16A、16Bが配置されている。 又、前記検光子20は、その偏光方向がスリット14、16
の長手方向と平行となるようにされている。従って、検
光子20の偏光方向は、一対の偏光子16A、16Bのそれぞれ
に対して＋45゜、−45゜の角度となる。 前記画像検出装置22は、２次元センサとされ、干渉縞
を検出できるようにされている。 又画像解析装置24は、画像検出装置22によって得られ
た干渉縞の濃淡、即ち出力パターンから干渉縞の強度分
布、即ちプロファイルを求め、このプロファイルを解析
することによって、被測定光源12からの出射光の偏光の
状態を検出するものである。 又プロファイル表示装置25は、画像解析装置24の中間
出力として、求めたプロファイルを表示するものであ
る。 又偏光状態出力装置26は、画像解析装置24の解析結果
を出力するものである。 画像解析装置24について更に詳細に述べると、この画
像解析装置24には、種々の偏光状態の光を入力したとき
に得られる干渉縞のプロファイルが全て記録されてい
て、画像検出装置22を経て得られたプロファイルと逐次
比較して、最も似ている干渉縞のプロファイルから、偏
光状態を決定して、偏光状態出力装置26に出力するもの
である。 この、入射光の偏光状態と画像解析装置24によって得
られたプロファイルとの関係は第２図及び第３図に示さ
れるようになる。第２図、第３図右側のプロファイル
は、縦軸が濃淡（強度）、横軸が位置として示されてい
る。 前記偏光状態出力装置26は、画像解析装置24からの解
析結果に基づいて、例えば第２図（Ａ）〜（Ｈ）の左側
に示されるように、直線偏光であること、及びその角度
を、あるいは、第２図（Ｉ）、（Ｊ）の左側のように円
偏光の場合ならば右廻り円偏光か左廻り円偏光かをそれ
ぞれ表示するようにされている。 又、第３図に示されるように、楕円偏光の場合、その
主軸の回転角度及び楕円率の変化に対応して、画像解析
装置24で得られるプロファイルも変化する。なお、第３
図では、右廻りの楕円偏光についてのみ示している。 具体的には、第３図（Ａ）左側に示されるように長径
と短径の比が２対１の楕円が、回転角度０のとき、同図
（Ａ）右側に示されるようなプロファイルが得られる。 これに対して、第３図（Ｂ）左側に示されるように楕
円率が変化したとき、同図（Ｂ）右側に示されるよう
に、プロファイルの包絡線は変化しないで、位相が移動
する。 又第３図（Ｃ）左側に示されるような45゜回転した楕
円の場合のプロファイルは同右側のようになり、これに
対して第３図（Ｄ）左側のように楕円率が変化すると、
プロファイルの位相は一定のまま包絡線が変化すること
になる。 従って、任意の回転角度の楕円及びその楕円率が変化
した場合のそれぞれのプロファイルの位相及び包絡線も
予め予測できるので、前述の如く、画像解析装置24にこ
のプロファイルの位相及び包絡線を入力させておくこと
によって楕円の回転角度、楕円率を解析することができ
る。 従って、この実施例においては、被測定光源12から出
射された被測定光がシングルスリット14、ダブルスリッ
ト16及び検光子20を経て画像検出装置22に形成した干渉
縞から、画像解析装置24が予め記憶されているプロファ
イルと比較して最も近いプロファイルを選択し、これに
基づいて直線偏光であるかどうか及びその角度あるいは
円偏光又は楕円偏光であるならばその旨と回転方向を、
偏光状態出力装置26に出力して、偏光状態出力装置26か
ら表示される。 なお上記実施例において、画像解析装置24は、予想さ
れる全てのプロファイルが予め記憶されていて、画像検
出装置22で得られたプロファイルと最も近似するプロフ
ァイルを選んで、入射光の偏光状態を解析するものであ
るが、本発明はこれに限定されるものでなく、前記第１
実施例を完全マッチング方式としたならば、部分マッチ
ング方式であってもよい。 部分マッチング方式は、画像検出装置22で得られたプ
ロファイルの画面中心における状態から、直線偏光か円
偏光あるいは楕円偏光かを判定するものである。 第２図及び第３図に示されるように、直線偏光の場合
は、画面中心がプロファイルの山又は谷となり、円偏光
もしくは楕円偏光の場合は、プロファイルの稜線となる
ことから、両者を弁別することができる。 又直線偏光の場合には、プロファイルの画面中心から
見て左右の強度の差と、前記の、中心が山か谷かによっ
て、直線偏光の偏光方向を弁別することができる。 なお直線偏光の偏光方向が±45゜の場合は、それぞれ
偏光子16A、16Bと一致し、第２図（Ｃ）及び（Ｄ）の右
側に示されるように干渉縞が生じないので、弁別が容易
である。 円偏光の右廻りか左廻りかについても、画面中心が左
稜線（第２図（Ｉ））となるか、右稜線（第２図
（Ｊ））となるかで弁別することができる。 次に第４図に示される本発明の第２実施例について説
明する。 この実施例は、前記第１実施例における画像検出装置
の高速タイプとして、ストリークカメラ28を用いたもの
である。ストリークカメラ28の前面には、入射スリット
28Aが設けられ高速型ラインセンサとされている。 この実施例の画像解析装置30は、ストリークカメラ28
によって得られるストリーク像に基づいて、被測定光源
12から出射される光の偏光状態を判定するようにされて
いる。 なお、ストリーク像は、ストリーク像出力装置27に表
示される。 ストリーク像における干渉縞の間隔は波長を示し、干
渉縞の変調度は波長広がりを示し、又、干渉縞の位相及
び包絡線は偏光状態によるものであり、更に又、時間軸
の広がりは、入射光のパルス幅を示す。 例えば、第５図に示されるような干渉縞のストリーク
像が得られた場合、干渉縞の間隔は波長によるので、第
５図ＡからＢにかけて、干渉縞の間隔が狭くなっている
ことから、波長が短波長側へシフトしたことが判る。 次に、干渉縞の変調度は波長広がりによるものであ
り、第５図ＡからＢにかけて、干渉縞の明暗がぼやけて
きているので、波長幅が広がっていることが判る。 又、干渉縞の位相は偏光状態によるものであり、第５
図Ａでは山が中心になっているので、垂直直線偏光であ
ることが判り、Ｃでは、中心が谷になっているので水平
直線偏光であることが判る。 更に、ストリーク像の時間軸上の広がりから、被測定
光のパルス幅が判る。 この実施例において、偏光状態を評価する場合には、
ストリーク像全体を一度に解析する必要はなく、各時刻
毎における干渉縞を順次解析していけばよい。具体的に
は、ストリーク像の時間軸において、充分小さい時間幅
で、入射スリット28Aの方向にウィンドウを設定し、そ
のストリーク像のプロファイルを画像解析装置30で抽出
する。こうして得られたプロファイルは、前記第１実施
例の場合と同様のものであるから、画像解析装置30に、
予想されるプロファイルを予め記憶させておけば、完全
マッチング方式及び部分マッチング方式によりその時間
における測定光の偏光状態を判定することができる。 この第２実施例では、被測定光源12からの被測定光の
偏光状態のみならず、偏光の高速変化、光のパルス幅、
波長シフト（チャープ）及び波長幅の変化などの時間分
解計測を同時に行うことができる。 なお上記実施例は、いずれも検光子20を０゜に固定し
たものであるが、本発明はこれに限定されるものでな
く、検光子20を回転するようにしてもよい。 ところで、被測定光の偏光状態によっては、前記ダブ
ルスリット16の２つの偏光子16Aと16Bを抜ける光の強度
比が大きく異なり、偏光状態を定められない場合があ
る。 このような場合に、第６図の実施例のように、検光子
20を回転させて、ダブルスリット16から、画像検出装置
22における観測面に向かう光の強度を等しくすることが
でき、これによって干渉縞の観測が容易となり、解析を
簡単且つ高精度化することができる。 第６図の符号20Aは検光子のホルダー、20Bはホルダー
20Aと共に検光子20を回転させるアクチエータ、22Aは画
像検出装置22の画像入力面をそれぞれ示す。 例えば、第７図（Ａ）に示されるように、被測定光
が、垂直方向に対して60゜の角度を持った直線偏光とす
ると、ダブルスリット16における偏光子16A、16Bによっ
て抜き出される光の強度は、45゜方向が0.933に対して
−45゜方向が0.067となり、両者の差が大きすぎて、画
像解析装置24で得られるプロファイルから、２つの光の
強度比を読み取ることが困難になってしまう（第７図
（Ｂ）参照）。このとき、検光子20をその光軸廻りに回
転させると、前記２つの偏光子16A、16Bから抜き出され
る光の強度を等しくすることができる。 即ち、検光子20の、垂直軸に対する回転角度をＸ゜に
すると、画像検出装置22に入力する光の、＋45゜方向の
成分は0.933×cos2（Ｘ−45゜）、−45゜方向の成分は
0.067×sin2（Ｘ−45゜）となり、これらを等しくする
ための角度はＸ＝120゜となる。従って、検光子20を中
心光軸廻りに120゜回転することによって、画像解析装
置24で得られるプロファイルの包絡線を対称として、測
定を容易とすることができる。 一般に、＋45゜方向の振幅がＡ、−45゜方向の振幅が
Ｂの偏光が入射したとき、上記と同様にA2cos2（Ｘ−45
゜）＝B2sin2（Ｘ−45゜）となるように検光子20を回転
させることによって偏光子16A、16Bで抜き出された光
の、画像解析装置24におけるプロファイルの包絡線を対
称にすることができる。従って、tan（Ｘ−45゜）＝A/B
となる。 実際の測定に際しては、画像解析装置24で得られるプ
ロファイルの包絡線の平均強度が左右対称になるように
検光子20を回転させ、そのときの回転角度を求めること
によって、偏光子16A、16Bにより抜き出された光の成分
比を知ることができる。この成分比は、アクチエータ20
Bの作動量の信号を、画像解析装置24にフィードバック
させて求める。 上記は直線偏光の場合であるが、円偏光及び楕円偏光
の場合も同様に検光子20を回転させることによって、測
定が可能となる。 次に第８図に示される本発明の第４実施例について説
明する。 この第４実施例は、ダブルスリット16と画像検出装置
22との間に配置される検光子32を、前記ダブルスリット
の２つの偏光子16A、16Bと偏光方向が一致する第１及び
第２の検光子32A及び32Bと、この第１、第２の検光子32
A、32Bの間に、偏光方向がダブルスリット16の長手方向
（図において上下方向）と一致する第３の検光子32C
と、をダブルスリット16の長手方向と同一方向に配置し
て構成したものである。 又この実施例において、画像検出装置は、それぞれの
検光子に対応した３つの１次元CCDとする。 具体的構成としては、第９図に示されるように、被測
定光源12からの出射光の光軸と同軸的に配置されたシン
グルスリット14と、ダブルスリット16と、検光子32及び
１次元CCD34A〜34Cを含んで、光計測ヘッド36を構成し
たものである。 この光計測ヘッド36は、内側が黒く塗装された鏡筒38
内に、前記シングルスリット14、ダブルスリット16、検
光子32及び１次元CCD34A〜34Cをこの順で配置したもの
であり、マグネットスタンド40によって被測定光の光軸
に合致して位置決めされる。 前記シングルスリット14、ダブルスリット16及び検光
子32の位置関係を更に詳細に説明すると、シングルスリ
ット14の長手方向に直交してその中心を通る基準線をＰ
とし、且つ、ダブルスリット16の長手方向に直交し、そ
の中心を通る基準線をＰ′とし、そのとき、Ｐ、Ｐ′の
作る面とこれと直交する検光子32の作る面の交叉線Ｐ″
上に、前記第３の検光子32Cを、その偏光方向がＰ″と
直交するように配置する。 又、前記第１、第２の検光子32A、32Bは、前記第３の
検光子32CをＰ″と直交する方向に挾むように配置す
る。 これに対して、１次元CCD34A〜34Cは、第９図（Ｂ）
に示されるように、第１〜第３の検光子32A〜32Cの裏側
に密着して配置されている。 ここで、第１及び第２の検光子32A、32Bの、前記基準
線Ｐ″からの距離は等しくなるようにされている。 次に上記実施例装置の作用について説明する。 例えば前記１次元CCD34A〜34Cは、それぞれ1024点の
素子を有するものとすると、第１及び第２の検光子32
A、32Bに対応する１次元CCD34A、34Bの出力から得られ
るプロファイルは、第10図（Ａ）及び（Ｂ）に示される
ようになる。 各図の中心軸線は、１次元CCDにおけるその中心とな
る第512番目の素子の出力を示す。 １次元CCD34A及び34Bのプロファイルが上記のように
なるとすると、第３の検光子32Cに対応する１次元CCD34
Cのプロファイルは、第10図（Ｃ）に示されるように、
同図（Ａ）及び（Ｂ）の出力に依存した包絡線を持つ干
渉縞となる。 ここで、第10図（Ｃ）のプロファイルにおいて素子ナ
ンバー512で示される中心に最も近い左右のピークの素
子ナンバーとの差をＤとし、前記中心に最も近い右側ピ
ークの素子ナンバーと512との差をＣとする。又、第10
図（Ａ）に示される１次元CCD34Aの出力W1の積分値Ａ
と、第10図（Ｂ）に示される出力W2の積分値Ｂは、それ
ぞれ、 となり、A/Bが上記偏光子16A、16Bで抜き出された偏光
成分の強度の比となる。 又、φ＝360゜×C/Dが、−45゜の偏光成分に対する＋
45゜の偏光成分の位相の進み角度となる。 従って、A/Bとφから、被測定光の任意の偏光状態を
検知することができる。 又、Ｄから被測定光の中心波長を求めることができ
る。 ここで、前記第10図（Ｃ）に示されるＤは、同図のプ
ロファイルにおける中心に最も近い左右の谷の素子ナン
バーの差あるいは全体のピーク間隔、又は谷間隔の平均
としてもよい。 次に、より厳密に偏光状態を求める場合について説明
する。 干渉縞のプロファイルは、単一波長の光源を用いた場
合には、次の式で表わされる。 ここで、ｘは観測面上での位置、I1（ｘ）、I2（ｘ）
は、ダブルスリットのそれぞれのスリットを透過した光
を、干渉させずに観測した場合に得られるプロファイ
ル、Ｋは光学系の配置と、波長によって決まる比例定
数、θは干渉縞の位相を表わす。 干渉縞の位相θを求める時、Ｉ（ｘ）にはI1（ｘ）、
I2（ｘ）の項も存在するため、I1（ｘ）やI2（ｘ）が急
峻に変化している場合には、縞のプロファイルのピーク
から求める方法では、得られたθに誤差が生じる可能性
がある。この場合、予めI1（ｘ）、I2（ｘ）を求めてお
き、これらを、上式を変形して得られる次の式 に代入して得られたプロファイルcos［Kx＋θ］から、
高精度に位相θを求めることができる。例えば検出器に
１次元CCDを用いた場合、前記第10図（Ａ）〜（Ｃ）の
波形の各素子ナンバーにおける出力を、各々W1（Ｎ）、
W2（Ｎ）、W3（Ｎ）とすると（ここでＮは１次元CCDの
素子ナンバーを示す）、補正を行った出力W3′（Ｎ）
は、 となり、ここで得られたW3′（Ｎ）に対して第10図
（Ｃ）に示した方法で位相を求める計算を行うことによ
り厳密な数値を得ることができる。なお、ここでは単一
波長の光源の場合を例に挙げたが、スペクトルに広がり
を持つ光源においても、同様の計算によって干渉縞のプ
ロファイルの位相を厳密に求めることが可能となる。 ここで、上記のように、A/Bとφより任意の偏光状態
を知ることができると共に、W3′（Ｎ）のピークにおけ
るプロファイルの広がりから、被測定光の波長幅も求め
ることができる。 上記実施例は、検光子32を、縦方向に並べられた第１
〜第３の検光子32A〜32Cによって構成したものである
が、これは、第11図（Ａ）に示されるように、同様の第
１〜第３の検光子42A〜42Cを横方向即ちダブルスリット
16の幅方向に配置するようにしてもよい。 このようにした場合は、画像検出装置として、第11図
（Ｂ）に示されるように、１本の１次元ラインセンサ44
を用いることができる。 ここでは、第１〜第３の検光子42A〜42Cを通って１次
元ラインセンサ44によって検出されたプロファイルは、
第11図（Ｃ）に示されるようになる。この場合、干渉に
よるプロファイルは第３の検光子42Cの部分においての
み検出され（Ｃ′）、第１及び第２の検光子42A、42Bに
相当する部分では、光の強度のみが検出される（Ａ′、
Ｂ′）。 前記第３の検光子42Cの幅は限定されているので、検
出されるプロファイルの縞の数は少ないが、ここでは、
プロファイルのピークの位置から、偏光の位相差を求め
れば足りるので十分である。 又、第１、第２の検光子42A、42Bに対応するプロファ
イルには縞がないので、２つの偏光子16A、16Bを通った
光の強度比を容易に求めることができる。 上記各実施例において、ダブルスリット16は、その幅
及びスリット間隔が固定であるが、本発明はこれに限定
されるものでない。 例えば、第12図に示されるように、アクチエータ19に
より駆動される間隔可変のダブルスリット17を設けるよ
うにしてもよい。この実施例は、予め前記偏光子16A、1
6Bと同一偏光方向とされた偏光子17A、17Bをダブルスリ
ット17の可動範囲で移動方向に長く形成しておき、ダブ
ルスリット17の間隔を可変とするようにしている。 この場合は、ダブルスリット17の間隔を適宜選択する
ことによって、入射する被測定光の波長にあった干渉縞
を得ることができる。 又、第13図に示されるように、同一のプレート46上に
間隔の異なる複数のダブルスリット48A〜48Cを設けて、
被測定光が同時にこれらのダブルスリット48A〜48Cを通
過するようにしてもよい。 このとき、第13図上部に示されるように、光の干渉が
起こらないような、幅と間隔を持つダブルスリット48D
を設け、このダブルスリット48Dにも同時に被測定光が
通過するようにしてもよい。 なお、これらのいずれのダブルスリットにも、前記第
１実施例の場合と同様に、偏光方向が互いに直交する偏
光子が取付けられている。 次に上記実施例の作用について説明する。 画像解析装置24で得られるプロファイルの縞の数は、
被測定光が長波長の場合は、縞の数が少なくなり、画像
解析が困難となる。 又、前述の実施例におけるように、偏光子16A、16Bで
抜き出されたプロファイルの位相と包絡線をそれぞれ比
較することによって、被測定光の偏光状態が判明される
が、縞が不明確の場合は、包絡線も不明確になり、測定
精度が低くなるという問題点がある。 これに対して、上記第13図の実施例においては、ダブ
ルスリット48A〜48Cによって形成された干渉縞のうち、
入射する被測定光の波長に対して明瞭となる干渉縞を画
像処理して計測に用いて、プロファイルの位相を精度よ
く求めることができる。 又、広いダブルスリット48Dでは、干渉縞は形成され
ないので、偏光子16A、16Bで抜き出され、検光子20を通
過した光はそのまま同光線の強度を示すので、両者の光
の強度比は容易に求めることができる。従って、上記実
施例では、干渉縞のプロファイルの位相と強度比を精度
よく求めることができるので、被測定光の偏光状態を高
精度で検出することができる。 なおこの実施例の場合は、プレート46に形成されたダ
ブルスリット48A〜48Dの通った被測定光の像を一度に検
出しなければならないので、画像検出装置としては２次
元検出器を用いる。 上記各実施例はいずれも、画像解析装置24あるいは30
において、画像検出装置22、ストリークカメラ28で得ら
れたプロファイルとのパターンマッチング等によって被
測定光の偏光状態を検出するものであるが、第15図に示
されるように、画像解析装置49においては、次のような
フーリエ変換法によって、被測定光の偏光状態を求める
ようにしてもよい。 本発明に係る偏光測定装置により、被測定光の偏光状
態を決定するためには、ダブルスリット16のそれぞれの
偏光子16A、16Bを抜けて、検光子20、32を通過する光の
強度比と、位相差θが判ればよい。 従って、次のように、フーリエ変換によって周波数軸
上でプロファイルから位相差θの情報を含む干渉縞成分
（高周波成分）と強度比の情報を含むその他の成分（低
周波成分）とに分離する。 先ず、画像検出装置22によって得られた出力パターン
を第16図（Ａ）とすると、そのプロファイルは同図
（Ｂ）の様にＩ（ｘ）で示される。これは、前述の式
（１）で与えられる。 ここで、I1（ｘ）、I2（ｘ）は干渉により生じる成分
に比べて変化がゆっくりであるため、（１）式を低周波
成分IA（ｘ）と高周波成分IB（ｘ）とに分離することが
できる。 Ｉ（ｘ）＝IA（ｘ）＋IB（ｘ） …（４） ただし、IA（ｘ）＝I1（ｘ）＋I2（ｘ） …（５） IA（ｘ）、IB（ｘ）はそれぞれ、第16図（Ｃ）、（Ｄ）
に示される。 第16図（Ｂ）のプロファイルＩ（ｘ）をフーリエ変換
することによって、Ｆ｛IA（ｘ）｝とＦ｛IB（ｘ）｝が
それぞれ求まる。ここで、Ｆは、フーリエ変換の演算子
である。このとき、第17図（Ａ）に示されるように、周
波数軸上でＦ｛IA（ｘ）｝とＦ｛IB（ｘ）｝を分離する
ことができる。 ここで、ローパスフィルタを使用することにより、第
17図（Ａ）におけるＦ｛IB（ｘ）｝、を除去して、その
結果を逆フーリエ変換することにより、前記第16図のIA
（ｘ）のみを得ることができる。 このIA（ｘ）は、ダブルスリット16の各々を交互に開
いた時の被測定光のプロファイルの重ね合せであり、各
々のプロファイルは、第17図（Ｂ）に示されるようにな
り、I1（ｘ）＝Ａ｛sin〔Ｋ′（ｘ＋ｄ）〕/K′（ｘ＋
ｄ）｝２とI2（ｘ）＝Ｂ｛sin〔Ｋ′（ｘ−ｄ）〕/K′
（ｘ−ｄ）｝２の両式で与えられるので、この両式と、
第16図のIA（ｘ）のデータとから、最小二乗法によっ
て、Ａ及びＢを求めることができる。 ここで、Ａ、Ｂは、それぞれIA（ｘ）とIB（ｘ）の強
度振幅、2dは、ダブルスリットの中心間隔、Ｋ′は比例
定数を示している。 次に、第17図（Ａ）のＦ｛IA（ｘ）｝をハイパスフィ
ルタにより除去して、前述と同様に逆フーリエ変換する
ことによってIB（ｘ）のみを求めることができる。 第16図（Ｄ）に示されるIB（ｘ）の波形において、周
期T1と、中心から波形の山までのずれT2を求めて、位相
差θ＝360・T2/T1を計算から求めることができる。 なおプロファイルの位相差は、フーリエ変換されたデ
ータＦ｛IB（ｘ）｝の実部と虚部の比から直接求めるこ
ともできる。 又この実施例の場合は、第18図（Ａ）に示されるよう
に、被測定光が多波長のときも、複数の波長λ１、λ２
による縞が重って形成された干渉縞（第18図（Ｂ））か
ら、フーリエ変換によって、第18図（Ｃ）のように、こ
れらを分離することができる。 上記のフーリエ変換を利用する実施例は、例えば第２
実施例のストリークカメラ28を組合せた時間分解計測の
ときも行うことができる。 この場合、被測定光が多波長であるとすると第19図
（Ａ）に示される時間分解干渉縞から、ｘ軸方向につい
てのみフーリエ変換を行うことによって、第19図（Ｂ）
に示されるようなイメージを得ることができる。 第19図（Ａ）からは、被測定光の時間波形が検出され
る。又第19図（Ｂ）からは、時間的な波長変化の様子即
ちチャープ、及び、ダブルスリット16を通った被測定光
の位相差の変化の様子を検知することができる。 次に第20図を参照して第２発明の実施例について説明
する。 この第２発明は、位相板の結晶軸の向き及び位相差の
測定を行う装置である。 この実施例は、前記第１図の実施例と比較すると、基
本的には、入射光が直線偏光の光であり、ダブルスリッ
トの各々のスリットに互いに直交する偏光方向の２つの
偏光子を備えたヤングの干渉計18の入射側に、被測定位
相板50をモータ52により入射光軸廻りに回動自在に配置
した点、又、被測定位相板50の回転角度を測定するため
のエンコーダー58を取り付けた点が相違する。 又、画像検出装置22で得られた画像信号は画像解析装
置24で解析する。又、プロファイル表示装置25は、画像
解析装置24の中間出力として、求めたプロファイルを表
示するものである。演算器56は、干渉縞の解析結果を基
に、被測定位相板50の結晶幅の向きと位相差を求め、デ
ィスプレイ60に表示する。 他の構成は前記第１実施例と同一である。 直線偏光の光を、モータ52により回転を与えられてい
る被測定位相板50を通して画像検出装置22により検出す
ると、被測定位相板50の位相差に応じて干渉縞のプロフ
ァイルのピークが、第20図で画面の中心である符号０を
挾んで振動する。 例えば、被測定位相板50がλ/4板としたとき、入射光
の偏光方向と被測定位相板50の結晶軸が為す角度が45゜
の場合、中心軸Ｏに対するプロファイルのピークの変位
が、Δθ＝90゜の時最大となり、又−45゜の場合は、Δ
θ＝−90゜の時逆方向に最大となる。ここで、45゜と−
45゜の途中の角度では、プロファイルの包絡線の形が左
右対称でなくなるので、最大値を与える角度は容易に求
めることができる。 上記のように、プロファイルのピークの最大変位を求
めることによって、被測定位相板50の位相差が判る。 又符号０にプロファイルのピークがくる時の角度が、
被測定位相板50の結晶軸、又はこれに直交する軸である
ことが判る。これは結晶の遅相軸、又は進相軸である。 従って、画像解析装置24によって得られたプロファイ
ルのピークの変位が最大になるように演算器56を介して
モータ52を回転させ、その時のエンコーダー出力を読み
取ることによって、位相差及び各軸の割出しができる。 本実施例では、直線偏光の入射光について説明した
が、本発明は、これに限ることはなく、既知の偏光を持
つ入射光であれば同様に解析することができる。
る。 第１図に示されるように、第１実施例に係る偏光測定
装置10は、被測定光源12から出射される被測定光の光軸
上に、シングルスリット14及びこれと平行なダブルスリ
ット16からなるヤングの干渉計18と、検光子20と、画像
検出装置22をこの順で配置すると共に、画像検出装置22
の出力信号から画像解析を行う画像解析装置24と、この
画像解析装置24の解析結果を表示する偏光状態出力装置
26とを設けて構成したものである。 前記ヤングの干渉計18のダブルスリット16には、スリ
ットの長手方向に対して、45゜の偏光方向となる一対
の偏光子16A、16Bが配置されている。 又、前記検光子20は、その偏光方向がスリット14、16
の長手方向と平行となるようにされている。従って、検
光子20の偏光方向は、一対の偏光子16A、16Bのそれぞれ
に対して＋45゜、−45゜の角度となる。 前記画像検出装置22は、２次元センサとされ、干渉縞
を検出できるようにされている。 又画像解析装置24は、画像検出装置22によって得られ
た干渉縞の濃淡、即ち出力パターンから干渉縞の強度分
布、即ちプロファイルを求め、このプロファイルを解析
することによって、被測定光源12からの出射光の偏光の
状態を検出するものである。 又プロファイル表示装置25は、画像解析装置24の中間
出力として、求めたプロファイルを表示するものであ
る。 又偏光状態出力装置26は、画像解析装置24の解析結果
を出力するものである。 画像解析装置24について更に詳細に述べると、この画
像解析装置24には、種々の偏光状態の光を入力したとき
に得られる干渉縞のプロファイルが全て記録されてい
て、画像検出装置22を経て得られたプロファイルと逐次
比較して、最も似ている干渉縞のプロファイルから、偏
光状態を決定して、偏光状態出力装置26に出力するもの
である。 この、入射光の偏光状態と画像解析装置24によって得
られたプロファイルとの関係は第２図及び第３図に示さ
れるようになる。第２図、第３図右側のプロファイル
は、縦軸が濃淡（強度）、横軸が位置として示されてい
る。 前記偏光状態出力装置26は、画像解析装置24からの解
析結果に基づいて、例えば第２図（Ａ）〜（Ｈ）の左側
に示されるように、直線偏光であること、及びその角度
を、あるいは、第２図（Ｉ）、（Ｊ）の左側のように円
偏光の場合ならば右廻り円偏光か左廻り円偏光かをそれ
ぞれ表示するようにされている。 又、第３図に示されるように、楕円偏光の場合、その
主軸の回転角度及び楕円率の変化に対応して、画像解析
装置24で得られるプロファイルも変化する。なお、第３
図では、右廻りの楕円偏光についてのみ示している。 具体的には、第３図（Ａ）左側に示されるように長径
と短径の比が２対１の楕円が、回転角度０のとき、同図
（Ａ）右側に示されるようなプロファイルが得られる。 これに対して、第３図（Ｂ）左側に示されるように楕
円率が変化したとき、同図（Ｂ）右側に示されるよう
に、プロファイルの包絡線は変化しないで、位相が移動
する。 又第３図（Ｃ）左側に示されるような45゜回転した楕
円の場合のプロファイルは同右側のようになり、これに
対して第３図（Ｄ）左側のように楕円率が変化すると、
プロファイルの位相は一定のまま包絡線が変化すること
になる。 従って、任意の回転角度の楕円及びその楕円率が変化
した場合のそれぞれのプロファイルの位相及び包絡線も
予め予測できるので、前述の如く、画像解析装置24にこ
のプロファイルの位相及び包絡線を入力させておくこと
によって楕円の回転角度、楕円率を解析することができ
る。 従って、この実施例においては、被測定光源12から出
射された被測定光がシングルスリット14、ダブルスリッ
ト16及び検光子20を経て画像検出装置22に形成した干渉
縞から、画像解析装置24が予め記憶されているプロファ
イルと比較して最も近いプロファイルを選択し、これに
基づいて直線偏光であるかどうか及びその角度あるいは
円偏光又は楕円偏光であるならばその旨と回転方向を、
偏光状態出力装置26に出力して、偏光状態出力装置26か
ら表示される。 なお上記実施例において、画像解析装置24は、予想さ
れる全てのプロファイルが予め記憶されていて、画像検
出装置22で得られたプロファイルと最も近似するプロフ
ァイルを選んで、入射光の偏光状態を解析するものであ
るが、本発明はこれに限定されるものでなく、前記第１
実施例を完全マッチング方式としたならば、部分マッチ
ング方式であってもよい。 部分マッチング方式は、画像検出装置22で得られたプ
ロファイルの画面中心における状態から、直線偏光か円
偏光あるいは楕円偏光かを判定するものである。 第２図及び第３図に示されるように、直線偏光の場合
は、画面中心がプロファイルの山又は谷となり、円偏光
もしくは楕円偏光の場合は、プロファイルの稜線となる
ことから、両者を弁別することができる。 又直線偏光の場合には、プロファイルの画面中心から
見て左右の強度の差と、前記の、中心が山か谷かによっ
て、直線偏光の偏光方向を弁別することができる。 なお直線偏光の偏光方向が±45゜の場合は、それぞれ
偏光子16A、16Bと一致し、第２図（Ｃ）及び（Ｄ）の右
側に示されるように干渉縞が生じないので、弁別が容易
である。 円偏光の右廻りか左廻りかについても、画面中心が左
稜線（第２図（Ｉ））となるか、右稜線（第２図
（Ｊ））となるかで弁別することができる。 次に第４図に示される本発明の第２実施例について説
明する。 この実施例は、前記第１実施例における画像検出装置
の高速タイプとして、ストリークカメラ28を用いたもの
である。ストリークカメラ28の前面には、入射スリット
28Aが設けられ高速型ラインセンサとされている。 この実施例の画像解析装置30は、ストリークカメラ28
によって得られるストリーク像に基づいて、被測定光源
12から出射される光の偏光状態を判定するようにされて
いる。 なお、ストリーク像は、ストリーク像出力装置27に表
示される。 ストリーク像における干渉縞の間隔は波長を示し、干
渉縞の変調度は波長広がりを示し、又、干渉縞の位相及
び包絡線は偏光状態によるものであり、更に又、時間軸
の広がりは、入射光のパルス幅を示す。 例えば、第５図に示されるような干渉縞のストリーク
像が得られた場合、干渉縞の間隔は波長によるので、第
５図ＡからＢにかけて、干渉縞の間隔が狭くなっている
ことから、波長が短波長側へシフトしたことが判る。 次に、干渉縞の変調度は波長広がりによるものであ
り、第５図ＡからＢにかけて、干渉縞の明暗がぼやけて
きているので、波長幅が広がっていることが判る。 又、干渉縞の位相は偏光状態によるものであり、第５
図Ａでは山が中心になっているので、垂直直線偏光であ
ることが判り、Ｃでは、中心が谷になっているので水平
直線偏光であることが判る。 更に、ストリーク像の時間軸上の広がりから、被測定
光のパルス幅が判る。 この実施例において、偏光状態を評価する場合には、
ストリーク像全体を一度に解析する必要はなく、各時刻
毎における干渉縞を順次解析していけばよい。具体的に
は、ストリーク像の時間軸において、充分小さい時間幅
で、入射スリット28Aの方向にウィンドウを設定し、そ
のストリーク像のプロファイルを画像解析装置30で抽出
する。こうして得られたプロファイルは、前記第１実施
例の場合と同様のものであるから、画像解析装置30に、
予想されるプロファイルを予め記憶させておけば、完全
マッチング方式及び部分マッチング方式によりその時間
における測定光の偏光状態を判定することができる。 この第２実施例では、被測定光源12からの被測定光の
偏光状態のみならず、偏光の高速変化、光のパルス幅、
波長シフト（チャープ）及び波長幅の変化などの時間分
解計測を同時に行うことができる。 なお上記実施例は、いずれも検光子20を０゜に固定し
たものであるが、本発明はこれに限定されるものでな
く、検光子20を回転するようにしてもよい。 ところで、被測定光の偏光状態によっては、前記ダブ
ルスリット16の２つの偏光子16Aと16Bを抜ける光の強度
比が大きく異なり、偏光状態を定められない場合があ
る。 このような場合に、第６図の実施例のように、検光子
20を回転させて、ダブルスリット16から、画像検出装置
22における観測面に向かう光の強度を等しくすることが
でき、これによって干渉縞の観測が容易となり、解析を
簡単且つ高精度化することができる。 第６図の符号20Aは検光子のホルダー、20Bはホルダー
20Aと共に検光子20を回転させるアクチエータ、22Aは画
像検出装置22の画像入力面をそれぞれ示す。 例えば、第７図（Ａ）に示されるように、被測定光
が、垂直方向に対して60゜の角度を持った直線偏光とす
ると、ダブルスリット16における偏光子16A、16Bによっ
て抜き出される光の強度は、45゜方向が0.933に対して
−45゜方向が0.067となり、両者の差が大きすぎて、画
像解析装置24で得られるプロファイルから、２つの光の
強度比を読み取ることが困難になってしまう（第７図
（Ｂ）参照）。このとき、検光子20をその光軸廻りに回
転させると、前記２つの偏光子16A、16Bから抜き出され
る光の強度を等しくすることができる。 即ち、検光子20の、垂直軸に対する回転角度をＸ゜に
すると、画像検出装置22に入力する光の、＋45゜方向の
成分は0.933×cos2（Ｘ−45゜）、−45゜方向の成分は
0.067×sin2（Ｘ−45゜）となり、これらを等しくする
ための角度はＸ＝120゜となる。従って、検光子20を中
心光軸廻りに120゜回転することによって、画像解析装
置24で得られるプロファイルの包絡線を対称として、測
定を容易とすることができる。 一般に、＋45゜方向の振幅がＡ、−45゜方向の振幅が
Ｂの偏光が入射したとき、上記と同様にA2cos2（Ｘ−45
゜）＝B2sin2（Ｘ−45゜）となるように検光子20を回転
させることによって偏光子16A、16Bで抜き出された光
の、画像解析装置24におけるプロファイルの包絡線を対
称にすることができる。従って、tan（Ｘ−45゜）＝A/B
となる。 実際の測定に際しては、画像解析装置24で得られるプ
ロファイルの包絡線の平均強度が左右対称になるように
検光子20を回転させ、そのときの回転角度を求めること
によって、偏光子16A、16Bにより抜き出された光の成分
比を知ることができる。この成分比は、アクチエータ20
Bの作動量の信号を、画像解析装置24にフィードバック
させて求める。 上記は直線偏光の場合であるが、円偏光及び楕円偏光
の場合も同様に検光子20を回転させることによって、測
定が可能となる。 次に第８図に示される本発明の第４実施例について説
明する。 この第４実施例は、ダブルスリット16と画像検出装置
22との間に配置される検光子32を、前記ダブルスリット
の２つの偏光子16A、16Bと偏光方向が一致する第１及び
第２の検光子32A及び32Bと、この第１、第２の検光子32
A、32Bの間に、偏光方向がダブルスリット16の長手方向
（図において上下方向）と一致する第３の検光子32C
と、をダブルスリット16の長手方向と同一方向に配置し
て構成したものである。 又この実施例において、画像検出装置は、それぞれの
検光子に対応した３つの１次元CCDとする。 具体的構成としては、第９図に示されるように、被測
定光源12からの出射光の光軸と同軸的に配置されたシン
グルスリット14と、ダブルスリット16と、検光子32及び
１次元CCD34A〜34Cを含んで、光計測ヘッド36を構成し
たものである。 この光計測ヘッド36は、内側が黒く塗装された鏡筒38
内に、前記シングルスリット14、ダブルスリット16、検
光子32及び１次元CCD34A〜34Cをこの順で配置したもの
であり、マグネットスタンド40によって被測定光の光軸
に合致して位置決めされる。 前記シングルスリット14、ダブルスリット16及び検光
子32の位置関係を更に詳細に説明すると、シングルスリ
ット14の長手方向に直交してその中心を通る基準線をＰ
とし、且つ、ダブルスリット16の長手方向に直交し、そ
の中心を通る基準線をＰ′とし、そのとき、Ｐ、Ｐ′の
作る面とこれと直交する検光子32の作る面の交叉線Ｐ″
上に、前記第３の検光子32Cを、その偏光方向がＰ″と
直交するように配置する。 又、前記第１、第２の検光子32A、32Bは、前記第３の
検光子32CをＰ″と直交する方向に挾むように配置す
る。 これに対して、１次元CCD34A〜34Cは、第９図（Ｂ）
に示されるように、第１〜第３の検光子32A〜32Cの裏側
に密着して配置されている。 ここで、第１及び第２の検光子32A、32Bの、前記基準
線Ｐ″からの距離は等しくなるようにされている。 次に上記実施例装置の作用について説明する。 例えば前記１次元CCD34A〜34Cは、それぞれ1024点の
素子を有するものとすると、第１及び第２の検光子32
A、32Bに対応する１次元CCD34A、34Bの出力から得られ
るプロファイルは、第10図（Ａ）及び（Ｂ）に示される
ようになる。 各図の中心軸線は、１次元CCDにおけるその中心とな
る第512番目の素子の出力を示す。 １次元CCD34A及び34Bのプロファイルが上記のように
なるとすると、第３の検光子32Cに対応する１次元CCD34
Cのプロファイルは、第10図（Ｃ）に示されるように、
同図（Ａ）及び（Ｂ）の出力に依存した包絡線を持つ干
渉縞となる。 ここで、第10図（Ｃ）のプロファイルにおいて素子ナ
ンバー512で示される中心に最も近い左右のピークの素
子ナンバーとの差をＤとし、前記中心に最も近い右側ピ
ークの素子ナンバーと512との差をＣとする。又、第10
図（Ａ）に示される１次元CCD34Aの出力W1の積分値Ａ
と、第10図（Ｂ）に示される出力W2の積分値Ｂは、それ
ぞれ、 となり、A/Bが上記偏光子16A、16Bで抜き出された偏光
成分の強度の比となる。 又、φ＝360゜×C/Dが、−45゜の偏光成分に対する＋
45゜の偏光成分の位相の進み角度となる。 従って、A/Bとφから、被測定光の任意の偏光状態を
検知することができる。 又、Ｄから被測定光の中心波長を求めることができ
る。 ここで、前記第10図（Ｃ）に示されるＤは、同図のプ
ロファイルにおける中心に最も近い左右の谷の素子ナン
バーの差あるいは全体のピーク間隔、又は谷間隔の平均
としてもよい。 次に、より厳密に偏光状態を求める場合について説明
する。 干渉縞のプロファイルは、単一波長の光源を用いた場
合には、次の式で表わされる。 ここで、ｘは観測面上での位置、I1（ｘ）、I2（ｘ）
は、ダブルスリットのそれぞれのスリットを透過した光
を、干渉させずに観測した場合に得られるプロファイ
ル、Ｋは光学系の配置と、波長によって決まる比例定
数、θは干渉縞の位相を表わす。 干渉縞の位相θを求める時、Ｉ（ｘ）にはI1（ｘ）、
I2（ｘ）の項も存在するため、I1（ｘ）やI2（ｘ）が急
峻に変化している場合には、縞のプロファイルのピーク
から求める方法では、得られたθに誤差が生じる可能性
がある。この場合、予めI1（ｘ）、I2（ｘ）を求めてお
き、これらを、上式を変形して得られる次の式 に代入して得られたプロファイルcos［Kx＋θ］から、
高精度に位相θを求めることができる。例えば検出器に
１次元CCDを用いた場合、前記第10図（Ａ）〜（Ｃ）の
波形の各素子ナンバーにおける出力を、各々W1（Ｎ）、
W2（Ｎ）、W3（Ｎ）とすると（ここでＮは１次元CCDの
素子ナンバーを示す）、補正を行った出力W3′（Ｎ）
は、 となり、ここで得られたW3′（Ｎ）に対して第10図
（Ｃ）に示した方法で位相を求める計算を行うことによ
り厳密な数値を得ることができる。なお、ここでは単一
波長の光源の場合を例に挙げたが、スペクトルに広がり
を持つ光源においても、同様の計算によって干渉縞のプ
ロファイルの位相を厳密に求めることが可能となる。 ここで、上記のように、A/Bとφより任意の偏光状態
を知ることができると共に、W3′（Ｎ）のピークにおけ
るプロファイルの広がりから、被測定光の波長幅も求め
ることができる。 上記実施例は、検光子32を、縦方向に並べられた第１
〜第３の検光子32A〜32Cによって構成したものである
が、これは、第11図（Ａ）に示されるように、同様の第
１〜第３の検光子42A〜42Cを横方向即ちダブルスリット
16の幅方向に配置するようにしてもよい。 このようにした場合は、画像検出装置として、第11図
（Ｂ）に示されるように、１本の１次元ラインセンサ44
を用いることができる。 ここでは、第１〜第３の検光子42A〜42Cを通って１次
元ラインセンサ44によって検出されたプロファイルは、
第11図（Ｃ）に示されるようになる。この場合、干渉に
よるプロファイルは第３の検光子42Cの部分においての
み検出され（Ｃ′）、第１及び第２の検光子42A、42Bに
相当する部分では、光の強度のみが検出される（Ａ′、
Ｂ′）。 前記第３の検光子42Cの幅は限定されているので、検
出されるプロファイルの縞の数は少ないが、ここでは、
プロファイルのピークの位置から、偏光の位相差を求め
れば足りるので十分である。 又、第１、第２の検光子42A、42Bに対応するプロファ
イルには縞がないので、２つの偏光子16A、16Bを通った
光の強度比を容易に求めることができる。 上記各実施例において、ダブルスリット16は、その幅
及びスリット間隔が固定であるが、本発明はこれに限定
されるものでない。 例えば、第12図に示されるように、アクチエータ19に
より駆動される間隔可変のダブルスリット17を設けるよ
うにしてもよい。この実施例は、予め前記偏光子16A、1
6Bと同一偏光方向とされた偏光子17A、17Bをダブルスリ
ット17の可動範囲で移動方向に長く形成しておき、ダブ
ルスリット17の間隔を可変とするようにしている。 この場合は、ダブルスリット17の間隔を適宜選択する
ことによって、入射する被測定光の波長にあった干渉縞
を得ることができる。 又、第13図に示されるように、同一のプレート46上に
間隔の異なる複数のダブルスリット48A〜48Cを設けて、
被測定光が同時にこれらのダブルスリット48A〜48Cを通
過するようにしてもよい。 このとき、第13図上部に示されるように、光の干渉が
起こらないような、幅と間隔を持つダブルスリット48D
を設け、このダブルスリット48Dにも同時に被測定光が
通過するようにしてもよい。 なお、これらのいずれのダブルスリットにも、前記第
１実施例の場合と同様に、偏光方向が互いに直交する偏
光子が取付けられている。 次に上記実施例の作用について説明する。 画像解析装置24で得られるプロファイルの縞の数は、
被測定光が長波長の場合は、縞の数が少なくなり、画像
解析が困難となる。 又、前述の実施例におけるように、偏光子16A、16Bで
抜き出されたプロファイルの位相と包絡線をそれぞれ比
較することによって、被測定光の偏光状態が判明される
が、縞が不明確の場合は、包絡線も不明確になり、測定
精度が低くなるという問題点がある。 これに対して、上記第13図の実施例においては、ダブ
ルスリット48A〜48Cによって形成された干渉縞のうち、
入射する被測定光の波長に対して明瞭となる干渉縞を画
像処理して計測に用いて、プロファイルの位相を精度よ
く求めることができる。 又、広いダブルスリット48Dでは、干渉縞は形成され
ないので、偏光子16A、16Bで抜き出され、検光子20を通
過した光はそのまま同光線の強度を示すので、両者の光
の強度比は容易に求めることができる。従って、上記実
施例では、干渉縞のプロファイルの位相と強度比を精度
よく求めることができるので、被測定光の偏光状態を高
精度で検出することができる。 なおこの実施例の場合は、プレート46に形成されたダ
ブルスリット48A〜48Dの通った被測定光の像を一度に検
出しなければならないので、画像検出装置としては２次
元検出器を用いる。 上記各実施例はいずれも、画像解析装置24あるいは30
において、画像検出装置22、ストリークカメラ28で得ら
れたプロファイルとのパターンマッチング等によって被
測定光の偏光状態を検出するものであるが、第15図に示
されるように、画像解析装置49においては、次のような
フーリエ変換法によって、被測定光の偏光状態を求める
ようにしてもよい。 本発明に係る偏光測定装置により、被測定光の偏光状
態を決定するためには、ダブルスリット16のそれぞれの
偏光子16A、16Bを抜けて、検光子20、32を通過する光の
強度比と、位相差θが判ればよい。 従って、次のように、フーリエ変換によって周波数軸
上でプロファイルから位相差θの情報を含む干渉縞成分
（高周波成分）と強度比の情報を含むその他の成分（低
周波成分）とに分離する。 先ず、画像検出装置22によって得られた出力パターン
を第16図（Ａ）とすると、そのプロファイルは同図
（Ｂ）の様にＩ（ｘ）で示される。これは、前述の式
（１）で与えられる。 ここで、I1（ｘ）、I2（ｘ）は干渉により生じる成分
に比べて変化がゆっくりであるため、（１）式を低周波
成分IA（ｘ）と高周波成分IB（ｘ）とに分離することが
できる。 Ｉ（ｘ）＝IA（ｘ）＋IB（ｘ） …（４） ただし、IA（ｘ）＝I1（ｘ）＋I2（ｘ） …（５） IA（ｘ）、IB（ｘ）はそれぞれ、第16図（Ｃ）、（Ｄ）
に示される。 第16図（Ｂ）のプロファイルＩ（ｘ）をフーリエ変換
することによって、Ｆ｛IA（ｘ）｝とＦ｛IB（ｘ）｝が
それぞれ求まる。ここで、Ｆは、フーリエ変換の演算子
である。このとき、第17図（Ａ）に示されるように、周
波数軸上でＦ｛IA（ｘ）｝とＦ｛IB（ｘ）｝を分離する
ことができる。 ここで、ローパスフィルタを使用することにより、第
17図（Ａ）におけるＦ｛IB（ｘ）｝、を除去して、その
結果を逆フーリエ変換することにより、前記第16図のIA
（ｘ）のみを得ることができる。 このIA（ｘ）は、ダブルスリット16の各々を交互に開
いた時の被測定光のプロファイルの重ね合せであり、各
々のプロファイルは、第17図（Ｂ）に示されるようにな
り、I1（ｘ）＝Ａ｛sin〔Ｋ′（ｘ＋ｄ）〕/K′（ｘ＋
ｄ）｝２とI2（ｘ）＝Ｂ｛sin〔Ｋ′（ｘ−ｄ）〕/K′
（ｘ−ｄ）｝２の両式で与えられるので、この両式と、
第16図のIA（ｘ）のデータとから、最小二乗法によっ
て、Ａ及びＢを求めることができる。 ここで、Ａ、Ｂは、それぞれIA（ｘ）とIB（ｘ）の強
度振幅、2dは、ダブルスリットの中心間隔、Ｋ′は比例
定数を示している。 次に、第17図（Ａ）のＦ｛IA（ｘ）｝をハイパスフィ
ルタにより除去して、前述と同様に逆フーリエ変換する
ことによってIB（ｘ）のみを求めることができる。 第16図（Ｄ）に示されるIB（ｘ）の波形において、周
期T1と、中心から波形の山までのずれT2を求めて、位相
差θ＝360・T2/T1を計算から求めることができる。 なおプロファイルの位相差は、フーリエ変換されたデ
ータＦ｛IB（ｘ）｝の実部と虚部の比から直接求めるこ
ともできる。 又この実施例の場合は、第18図（Ａ）に示されるよう
に、被測定光が多波長のときも、複数の波長λ１、λ２
による縞が重って形成された干渉縞（第18図（Ｂ））か
ら、フーリエ変換によって、第18図（Ｃ）のように、こ
れらを分離することができる。 上記のフーリエ変換を利用する実施例は、例えば第２
実施例のストリークカメラ28を組合せた時間分解計測の
ときも行うことができる。 この場合、被測定光が多波長であるとすると第19図
（Ａ）に示される時間分解干渉縞から、ｘ軸方向につい
てのみフーリエ変換を行うことによって、第19図（Ｂ）
に示されるようなイメージを得ることができる。 第19図（Ａ）からは、被測定光の時間波形が検出され
る。又第19図（Ｂ）からは、時間的な波長変化の様子即
ちチャープ、及び、ダブルスリット16を通った被測定光
の位相差の変化の様子を検知することができる。 次に第20図を参照して第２発明の実施例について説明
する。 この第２発明は、位相板の結晶軸の向き及び位相差の
測定を行う装置である。 この実施例は、前記第１図の実施例と比較すると、基
本的には、入射光が直線偏光の光であり、ダブルスリッ
トの各々のスリットに互いに直交する偏光方向の２つの
偏光子を備えたヤングの干渉計18の入射側に、被測定位
相板50をモータ52により入射光軸廻りに回動自在に配置
した点、又、被測定位相板50の回転角度を測定するため
のエンコーダー58を取り付けた点が相違する。 又、画像検出装置22で得られた画像信号は画像解析装
置24で解析する。又、プロファイル表示装置25は、画像
解析装置24の中間出力として、求めたプロファイルを表
示するものである。演算器56は、干渉縞の解析結果を基
に、被測定位相板50の結晶幅の向きと位相差を求め、デ
ィスプレイ60に表示する。 他の構成は前記第１実施例と同一である。 直線偏光の光を、モータ52により回転を与えられてい
る被測定位相板50を通して画像検出装置22により検出す
ると、被測定位相板50の位相差に応じて干渉縞のプロフ
ァイルのピークが、第20図で画面の中心である符号０を
挾んで振動する。 例えば、被測定位相板50がλ/4板としたとき、入射光
の偏光方向と被測定位相板50の結晶軸が為す角度が45゜
の場合、中心軸Ｏに対するプロファイルのピークの変位
が、Δθ＝90゜の時最大となり、又−45゜の場合は、Δ
θ＝−90゜の時逆方向に最大となる。ここで、45゜と−
45゜の途中の角度では、プロファイルの包絡線の形が左
右対称でなくなるので、最大値を与える角度は容易に求
めることができる。 上記のように、プロファイルのピークの最大変位を求
めることによって、被測定位相板50の位相差が判る。 又符号０にプロファイルのピークがくる時の角度が、
被測定位相板50の結晶軸、又はこれに直交する軸である
ことが判る。これは結晶の遅相軸、又は進相軸である。 従って、画像解析装置24によって得られたプロファイ
ルのピークの変位が最大になるように演算器56を介して
モータ52を回転させ、その時のエンコーダー出力を読み
取ることによって、位相差及び各軸の割出しができる。 本実施例では、直線偏光の入射光について説明した
が、本発明は、これに限ることはなく、既知の偏光を持
つ入射光であれば同様に解析することができる。
第１図は本発明に係る偏光測定装置の第１実施例を示す
略示斜視図、第２図は同実施例における被測定光の偏光
状態と、画像検出装置で得られたプロファイルとの関係
を示す線図、第３図は前記実施例において、被測定光が
楕円偏光している場合の偏光状態と、プロファイル及び
その包絡線との関係を示す線図、第４図は偏光測定装置
の第２実施例を示す略示斜視図、第５図は同実施例で得
られたストリーク像を示す線図、第６図は偏光測定装置
の第３実施例の基本構成を示すブロック図、第７図
（Ａ）は同実施例における被測定光の偏光状態を示す線
図、第７図（Ｂ）は第７図（Ａ）の被測定光によるプロ
ファイルを示す線図、第８図は複数の検光子を用いた実
施例における偏光子及び検光子を示す斜視図、第９図
（Ａ）は同実施例の具体的構成を示す一部ブロック図を
含む斜視図、第９図（Ｂ）は同実施例の検光子と１次元
CCDを拡大して示す断面図、第10図は同実施例における
１次元CCDで得られたプロファイルを示す線図、第11図
（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、複数の検光子を横方向に
並べて構成した実施例の検光子を示す平面図、同実施例
におけるラインセンサを示す平面図、同ラインセンサで
得られたプロファイルを示す線図、第12図は間隔を可変
としたダブルスリットの実施例を示す平面図、第13図は
間隔の異なる複数のダブルスリットを設けた実施例を示
す平面図、第14図は同実施例において画像検出装置で得
られた像を示す平面図、第15図は干渉縞の解析をフーリ
エ変換で行う場合の実施例を示す一部ブロック図を含む
斜視図、第16図（Ａ）、（Ｂ）は同実施例で得られた干
渉縞及びそのプロファイルを示す線図、第16図（Ｃ）、
（Ｄ）は第16図（Ｂ）のプロファイルとその成分との関
係を示す線図、第17図（Ａ）は第16図（Ｂ）のプロファ
イルをフーリエ変換することによって分離された信号の
線図、第17図（Ｂ）は前記実施例のダブルスリットを通
った被測定光の強度プロファイルを示す線図、第18図は
被測定光が多波長の場合の、フーリエ変換による処理過
程を示す線図、第19図は画像検出装置としてストリーク
カメラを用いた場合の時間分解干渉縞の例及びそのフー
リエ変換した後のイメージを示す線図、第20図は、第２
発明に係る位相板測定装置の実施例を示すブロック図で
ある。 10……偏光測定装置、 12……被測定光源、 14……シングルスリット、 16、17……ダブルスリット、 16A、16B、17A、17B……偏光子、 18……ヤングの干渉計、 20、32、49……検光子、 22……画像検出装置、 24、30……画像解析装置、 26……偏光状態出力装置、 28……ストリークカメラ、 32A、42A……第１の検光子、 32B、42B……第２の検光子、 32C、42C……第３の検光子、 34A〜34C……１次元CCD、 48A〜48D……ダブルスリット、 50……被測定位相板。
略示斜視図、第２図は同実施例における被測定光の偏光
状態と、画像検出装置で得られたプロファイルとの関係
を示す線図、第３図は前記実施例において、被測定光が
楕円偏光している場合の偏光状態と、プロファイル及び
その包絡線との関係を示す線図、第４図は偏光測定装置
の第２実施例を示す略示斜視図、第５図は同実施例で得
られたストリーク像を示す線図、第６図は偏光測定装置
の第３実施例の基本構成を示すブロック図、第７図
（Ａ）は同実施例における被測定光の偏光状態を示す線
図、第７図（Ｂ）は第７図（Ａ）の被測定光によるプロ
ファイルを示す線図、第８図は複数の検光子を用いた実
施例における偏光子及び検光子を示す斜視図、第９図
（Ａ）は同実施例の具体的構成を示す一部ブロック図を
含む斜視図、第９図（Ｂ）は同実施例の検光子と１次元
CCDを拡大して示す断面図、第10図は同実施例における
１次元CCDで得られたプロファイルを示す線図、第11図
（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、複数の検光子を横方向に
並べて構成した実施例の検光子を示す平面図、同実施例
におけるラインセンサを示す平面図、同ラインセンサで
得られたプロファイルを示す線図、第12図は間隔を可変
としたダブルスリットの実施例を示す平面図、第13図は
間隔の異なる複数のダブルスリットを設けた実施例を示
す平面図、第14図は同実施例において画像検出装置で得
られた像を示す平面図、第15図は干渉縞の解析をフーリ
エ変換で行う場合の実施例を示す一部ブロック図を含む
斜視図、第16図（Ａ）、（Ｂ）は同実施例で得られた干
渉縞及びそのプロファイルを示す線図、第16図（Ｃ）、
（Ｄ）は第16図（Ｂ）のプロファイルとその成分との関
係を示す線図、第17図（Ａ）は第16図（Ｂ）のプロファ
イルをフーリエ変換することによって分離された信号の
線図、第17図（Ｂ）は前記実施例のダブルスリットを通
った被測定光の強度プロファイルを示す線図、第18図は
被測定光が多波長の場合の、フーリエ変換による処理過
程を示す線図、第19図は画像検出装置としてストリーク
カメラを用いた場合の時間分解干渉縞の例及びそのフー
リエ変換した後のイメージを示す線図、第20図は、第２
発明に係る位相板測定装置の実施例を示すブロック図で
ある。 10……偏光測定装置、 12……被測定光源、 14……シングルスリット、 16、17……ダブルスリット、 16A、16B、17A、17B……偏光子、 18……ヤングの干渉計、 20、32、49……検光子、 22……画像検出装置、 24、30……画像解析装置、 26……偏光状態出力装置、 28……ストリークカメラ、 32A、42A……第１の検光子、 32B、42B……第２の検光子、 32C、42C……第３の検光子、 34A〜34C……１次元CCD、 48A〜48D……ダブルスリット、 50……被測定位相板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹森 民樹 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 青島 紳一郎 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 土屋 裕 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−226027（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 4/00 - 4/04 G01M 11/00 - 11/02
Claims (15)
- 【請求項１】シングルスリット及びこれと平行のダブル
スリットからなり、互いに直交する偏光方向の偏光子を
前記ダブルスリットの各々のスリットに備えたヤングの
干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計及び検光子を
経た光の干渉縞を検出する画像検出装置と、を被測定光
の入力側から順に配置すると共に、種々の偏光状態の光
を入射したときに得られる干渉縞の出力パターンから得
られるプロファイルが記録されていて、前記画像検出装
置により得られた干渉縞のプロファイルと逐次比較し
て、最も似ているプロファイルから、被測定光の偏光状
態を決定する画像解析装置と、この画像解析装置の解析
結果を表示する偏光状態出力装置と、を設けたことを特
徴とする偏光測定装置。 - 【請求項２】シングルスリット及びこれと平行のダブル
スリットからなり、互いに直交する偏光方向の偏光子を
前記ダブルスリットの各々のスリットに備えたヤングの
干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計及び検光子を
経た光の干渉縞を検出する画像検出装置と、を被測定光
の入力側から順に配置すると共に、種々の偏光状態の光
を入射したときに得られる干渉縞の出力パターンにおけ
る中心付近のプロファイルが記録されていて、前記画像
検出装置により得られた干渉縞の中心付近のプロファイ
ルと逐次比較して、最も似ているプロファイルから、被
測定光の偏光状態を決定する画像解析装置と、この画像
解析装置の解析結果を表示する偏光状態出力装置と、を
設けたことを特徴とする偏光測定装置。 - 【請求項３】シングルスリット及びこれと平行のダブル
スリットからなり、互いに直交する偏光方向の偏光子を
前記ダブルスリットの各々のスリットに備えたヤングの
干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計及び検光子を
経た光の干渉縞を検出する画像検出装置と、を被測定光
の入力側から順に配置し、前記画像検出装置により得ら
れた干渉縞の出力パターンからプロファイルを求め、こ
のプロファイルを解析して、被測定光の偏光状態を検出
する画像解析装置と、この画像解析装置の解析結果を表
示する偏光状態出力装置と、を設けてなり、前記画像解
析装置は、前記プロファイルに対してフーリエ変換を行
い、プロファイルの位相と、前記ダブルスリットを抜け
て観測面に向かう２光束の強度比を求めるものであるこ
とを特徴とする偏光測定装置。 - 【請求項４】請求項１、２又は３において、前記検光子
は、その偏光方向が前記ダブルスリットに設けられた２
個の偏光子の偏光方向に対してそれぞれ＋45゜、−45゜
の角度となるように配置されたことを特徴とする偏光測
定装置。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記
検光子を、前記画像解析装置によって得られたプロファ
イルの包絡線が左右対称となるように、入射光軸廻りに
回転可能としたことを特徴とする偏光測定装置。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記
検光子は、前記ダブルスリットの２つの偏光子と偏光方
向が一致する第１及び第２の検光子と、これら第１及び
第２の検光子の偏光方向に対して、それぞれ＋45゜、−
45゜の角度を持つ第３の検光子と、から構成されたこと
を特徴とする偏光測定装置。 - 【請求項７】請求項６において、前記第１〜第３の検光
子は、前記ダブルスリットの長手方向に配置されたこと
を特徴とする偏光測定装置。 - 【請求項８】請求項６において、前記第１〜第３の検光
子は、前記ダブルスリットの長手方向と直交する方向に
並べて配置されたことを特徴とする偏光測定装置。 - 【請求項９】請求項８において、前記画像検出装置は、
前記第１〜第３の検光子の並設方向に長く配置された１
次元ラインセンサとされたことを特徴とする偏光測定装
置。 - 【請求項１０】請求項１乃至６のいずれかにおいて、前
記画像検出装置は１次元ラインセンサであることを特徴
とする偏光測定装置。 - 【請求項１１】シングルスリット及びこれと平行のダブ
ルスリットからなり、互いに直交する偏光方向の偏光子
を前記ダブルスリットの各々のスリットに備えたヤング
の干渉計と、検光子と、前記ヤングの干渉計及び検光子
を経た光の干渉縞を検出する画像検出装置と、を被測定
光の入力側から順に配置すると共に、前記検光子を、前
記ダブルスリットの２つの偏光子と偏光方向が一致する
第１及び第２の検光子、及び、これら第１及び第２の検
光子の偏光方向に対して、それぞれ＋45゜、−45゜の角
度を持つ第３の検光子から構成し、前記画像検出装置
を、前記第１〜第３の検光子の並設方向に長く配置され
た１次元ラインセンサとし、前記画像検出装置により得
られた干渉縞の出力パターンのプロファイルから前記第
１、第２の検光子を経て得られた２つの出力の積分値、
及び、前記第３の検光子を経て得られた出力のピークを
与える１次元ラインセンサの素子ナンバーを求め、その
出力比と素子ナンバーとの差から測定光の偏光状態を決
定する画像解析装置と、この画像解析装置の解析結果を
表示する偏光状態出力装置と、を設けたことを特徴とす
る偏光測定装置。 - 【請求項１２】請求項10又は11において、前記１次元ラ
インセンサは、入射スリットを備えたストリークカメラ
と撮像装置を組合わせたものであることを特徴とする偏
光測定装置。 - 【請求項１３】請求項１乃至８のいずれかにおいて、前
記ダブルスリットは、回析が起きない程度に幅広のダブ
ルスリットと、間隔が異なる複数対のダブルスリットと
を、スリット長手方向に並べて配置して構成され、前記
画像検出装置は２次元検出器であることを特徴とする偏
光測定装置。 - 【請求項１４】請求項１乃至12のいずれかにおいて、前
記ダブルスリットは、その間隔が可変とされたことを特
徴とする偏光測定装置。 - 【請求項１５】請求項１乃至14のいずれかの偏光測定装
置と、この偏光測定装置における前記画像解析装置の解
析結果を表示する偏光状態出力装置と、を設けてなり、
前記光源と前記ヤングの干渉計との間に被測定位相板を
配置し、前記偏光状態出力装置の結果を演算することに
より該位相板の軸及び光学長を求めるようにしたことを
特徴とする位相板測定装置。
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