特許7823826IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

偏光回折素子および、この偏光回折素子を備える偏光解析装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

楕円偏光の解析に回転検光子を利用する従来のシステムでは、装置構成を小型化することは難しく、また高価な光学素子を使用するため、コストの抑制も難しい。さらに、偏光状態の解析に一定の時間を要するため、動的に変化する偏光の解析には適さない。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の第1の構成は、平面内における一点からの放射方向において、光学的異方性が周期的に変調する偏光回折格子としての特性を有する構造を有し、 前記偏光回折格子の格子ベクトルの方向が前記一点を中心に、90~360°の所定の角度範囲で連続的に変化することを特徴とする、 偏光回折素子である。

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明によれば、一回に撮像される回折像から偏光の状態を正確に解析でき、解析効率を向上できるとともに、偏光状態の経時的変化も観測でき、また解析装置を小型化することができる。

この特許の権利範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解される。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきでない。この発明の範囲は添付のクレームによって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。
【図1】 本発明の一偏光回折素子の構成を模式的に示す平面図である。
【図2A】 液晶性高分子の配向性が1次元方向で周期的に変調する回折格子を示す模式図である。
【図2B】 図2Aの回折格子における、屈折率の周期的変調を示す図である。
【図3】 図2Aの回折格子による1次回折光を示す模式図である。
【図4】 図2Aの回折格子における、回折効率の厚み依存性を示すグラフである。
【図5】 図2Aの回折格子において、1次回折光の回折効率の、電界の振動方向と格子ベクトルのなす角度に応じた変化が、回折格子の厚みに応じて異なることを示すグラフである。
【図6A】 本発明の一偏光回折素子の構成を模式的に示す平面図である。
【図6B】 図6Bの偏光回折素子により生じる、環状の1次回折光を模式的に示す図である。
【図7A】 図6Aとは異なる偏光回折素子の構成を模式的に示す平面図である。
【図7B】 さらに別の偏光回折素子の構成を模式的に示す平面図である。
【図7C】 さらに別の偏光回折素子の構成を模式的に示す平面図である。
【図8A】 図1に示す偏光回折素子の変形例として、円の分割体状の偏光回折素子を示す平面図である。
【図8B】 別の変形例として、半円形の偏光回折素子を示す平面図である。
【図8C】 さらに別の変形例として、扇形の偏光回折素子を示す平面図である。
【図9】 本発明の一偏光解析装置の構成を示す図である。
【図10A】 従来技術におけるエリプソメーターの光学系の構成を示す図である。
【図10B】 本発明の偏光解析装置を含むエリプソメーターの光学系の構成を示す図である。
【図11A】 実施例で作製した偏光回折素子の、偏光顕微鏡によるクロスニコル像である。
【図11B】 参照用に、図11Aの偏光回折素子より、変調周期を大きくして作製した素子の、偏光顕微鏡によるクロスニコル像である。
【図12】 偏光回折素子の性能を検査するために用いた光学系の構成を示す図である。
【図13】 実施例の偏光回折素子による、(A)直線偏光、(B)楕円偏光、(C)円偏光の回折像を示す図である。
【図14】 図13に示す回折像から得られる、方位角に対する回折光強度分布を示す図である。
【図15A】 LEDを光源とする偏光の回折像である。
【図15B】 図15Aの回折像から得られる、方位角に対する回折光強度の分布を示すグラフである。
【図16】 偏光の波長による回折光強度分布の変化を示すグラフである。
【図17】 本発明の偏光解析装置を用いて表示される、偏光方位角に対する回折強度分布を波長で分散して3次元的に表示した俯瞰図である。

代表図 図1本件の代表的な図

1 偏光回折素子 2 受光素子 3 レンズ 4 処理装置 5 光源 6,14 偏光素子 7 基板 8 薄膜試料 9,13 回転検光子 12 光学フィルタ A 配向領域 R ランダム領域 k,k1,k2,k3格子ベクトル θ 回転角(方位角) L 液晶分子 I 等方体領域 AN 異方体領域

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