本發(fā)明涉及折射率測(cè)量方法及其裝置。
背景技術(shù)：
：模塑透鏡(moldedlens)的相位折射率根據(jù)模塑條件而改變。通常，模塑后的透鏡的相位折射率在透鏡被加工成棱形之后通過(guò)最小偏角方法或V形塊(V-block)方法來(lái)測(cè)量。這種加工費(fèi)錢又費(fèi)時(shí)。此外，模塑后的透鏡的相位折射率由于加工中的應(yīng)力釋放而改變。因此，用于非破壞性地測(cè)量模塑后的透鏡的相位折射率的技術(shù)是必要的。美國(guó)專利No.5151752討論了以下用于測(cè)量模塑透鏡的折射率的方法。首先，將其相位折射率和形狀未知的測(cè)試對(duì)象以及其相位折射率和形狀已知的玻璃樣品浸入具有不同折射率的兩種匹配流體中，并然后通過(guò)使用透過(guò)測(cè)試對(duì)象和玻璃樣本的相干光來(lái)生成干涉條紋。根據(jù)玻璃樣本的干涉條紋來(lái)確定匹配流體(油)的相位折射率，并且使用該油的相位折射率來(lái)計(jì)算測(cè)試對(duì)象的相位折射率。另外，非專利文獻(xiàn)(H.Delbarre、C.Przygodzki、M.Tassou和D.Boucher，“High-precisionindexmeasurementinanisotropiccrystalsusingwhite-lightspectralinterferometry”，AppliedPhysicsB，2000年第70卷，第45-51頁(yè))討論了以下方法。參照光束和測(cè)試光束之間的干涉信號(hào)被測(cè)量為波長(zhǎng)的函數(shù)，并且通過(guò)擬合干涉信號(hào)來(lái)計(jì)算相位折射率。在美國(guó)專利No.5151752中所討論的方法中，具有高的相位折射率的匹配流體具有低的透射率。因此，在具有高相位折射率的測(cè)試對(duì)象的透射波前測(cè)量中僅能獲得小的信號(hào)，因此測(cè)量精度降低。在上述非專利文獻(xiàn)中所討論的方法中，2π的整數(shù)倍的相位是未知的，因此擬合精度降低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)對(duì)于以高精度測(cè)量測(cè)試對(duì)象的相位折射率有用的測(cè)量方法和測(cè)量裝置。一個(gè)實(shí)施例還針對(duì)制造光學(xué)元件的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種測(cè)量方法包括：通過(guò)將來(lái)自光源的光分成參照光束和測(cè)試光束并且引起參照光束和透過(guò)測(cè)試對(duì)象的測(cè)試光束之間的干涉，在多個(gè)波長(zhǎng)處測(cè)量參照光束和測(cè)試光束之間的相位差；以及通過(guò)基于參照對(duì)象的已知的相位折射率相對(duì)于波長(zhǎng)的斜率計(jì)算與相位差中包括的2π的整數(shù)倍對(duì)應(yīng)的值，計(jì)算測(cè)試對(duì)象的相位折射率。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，光學(xué)元件制造方法包括：模塑光學(xué)元件，以及通過(guò)使用上述測(cè)量方法測(cè)量所模塑的光學(xué)元件的折射率，評(píng)估該光學(xué)元件。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種測(cè)量裝置包括：光源；干涉光學(xué)系統(tǒng)，被配置為將來(lái)自光源的光分為參照光束和測(cè)試光束并且引起參照光束和透過(guò)測(cè)試對(duì)象的測(cè)試光束之間的干涉；檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)參照光束和測(cè)試光束之間的干涉光，所述干涉光由干涉光學(xué)系統(tǒng)形成；以及計(jì)算機(jī)，被配置為基于從檢測(cè)干涉光的檢測(cè)器獲得的干涉信號(hào)來(lái)計(jì)算參照光束和測(cè)試光束之間的相位差，其中，計(jì)算機(jī)通過(guò)基于參照對(duì)象的已知的相位折射率相對(duì)于波長(zhǎng)的斜率計(jì)算與相位差中包括的2π的整數(shù)倍對(duì)應(yīng)的值來(lái)計(jì)算測(cè)試對(duì)象的相位折射率。參照附圖閱讀對(duì)示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。附圖說(shuō)明圖1是測(cè)量裝置的框圖(第一示例性實(shí)施例)。圖2是例示了用于通過(guò)使用測(cè)量裝置來(lái)計(jì)算測(cè)試對(duì)象的相位折射率的過(guò)程的流程圖。圖3是例示了由檢測(cè)器獲得的干涉信號(hào)的圖(第一示例性實(shí)施例)。圖4是測(cè)量裝置的框圖(第二示例性實(shí)施例)。圖5是光學(xué)元件制造工藝的圖解。具體實(shí)施方式下面將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的測(cè)量裝置的框圖。本示例性實(shí)施例的測(cè)量裝置是基于Mach-Zehnder干涉儀而配置的。該測(cè)量裝置包括光源10、干涉光學(xué)系統(tǒng)、能夠容納介質(zhì)70和測(cè)試對(duì)象80的容器60、檢測(cè)器90以及計(jì)算機(jī)100。該測(cè)量裝置對(duì)測(cè)試對(duì)象80的相位折射率進(jìn)行測(cè)量。這里，使用了兩種折射率。一種是關(guān)于相位速度v(λ)的相位折射率n(λ)，其中相位速度v(λ)是光的等相位面(equiphasesurface)的移動(dòng)速度。另一種是關(guān)于光能量的移動(dòng)速度(波包(wavepacket)的移動(dòng)速度)vg(λ)的群折射率ng(λ)。相位折射率n(λ)和群折射率ng(λ)之間的關(guān)系由下面描述的表達(dá)式8表示。本示例性實(shí)施例中的測(cè)試對(duì)象80是具有負(fù)焦度(power)的透鏡，并可以是具有正焦度的透鏡或者可以是平面元件。第一示例性實(shí)施例的光源10發(fā)射多個(gè)波長(zhǎng)的光(例如，超連續(xù)光譜光源)。干涉光學(xué)系統(tǒng)將來(lái)自光源10的光分成將不透過(guò)測(cè)試對(duì)象的光(參照光束)和將透過(guò)測(cè)試對(duì)象的光(測(cè)試光束)。干涉光學(xué)系統(tǒng)通過(guò)使參照光束和測(cè)試光束疊加來(lái)引起干涉，使得形成干涉光。干涉光學(xué)系統(tǒng)然后將干涉光引導(dǎo)至檢測(cè)器90。干涉光學(xué)系統(tǒng)包括分束器20和21、以及鏡30、31、40、41、50和51。分束器20和21各自由例如立方分束器實(shí)現(xiàn)。分束器20在界面(接合面)20a處透射來(lái)自光源10的一部分光并同時(shí)反射剩余的光。在本示例性實(shí)施例中，由界面20a透射的光是參照光束，而由界面20a反射的光是測(cè)試光束。分束器21在界面21a處反射參照光束并透射測(cè)試光束。結(jié)果，參照光束和測(cè)試光束相互干涉，由此形成干涉光。該干涉光然后入射在檢測(cè)器90(例如，電荷耦合設(shè)備(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器)上。容器60容納介質(zhì)70和測(cè)試對(duì)象80。優(yōu)選的是：在測(cè)試對(duì)象80未被放置在容器60中的狀態(tài)下，在容器60中參照光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度和測(cè)試光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度相一致。因此，優(yōu)選的是：容器60的每個(gè)側(cè)面(例如，玻璃)具有均勻的厚度和均勻的折射率，并且容器60的兩個(gè)側(cè)面相互平行。介質(zhì)70的相位折射率由介質(zhì)折射率計(jì)算器(未示出)計(jì)算。介質(zhì)折射率計(jì)算器例如包括用于測(cè)量介質(zhì)70的溫度的諸如溫度計(jì)之類的溫度傳感器、以及用于將所測(cè)量的溫度轉(zhuǎn)換為介質(zhì)的相位折射率的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)可以包括存儲(chǔ)在特定溫度下對(duì)于每個(gè)波長(zhǎng)的折射率和在每個(gè)波長(zhǎng)中折射率的溫度系數(shù)的存儲(chǔ)器。因此，基于由溫度測(cè)量設(shè)備(例如，溫度計(jì))測(cè)量的介質(zhì)70的溫度，計(jì)算機(jī)可以計(jì)算介質(zhì)70在所測(cè)量的溫度下對(duì)于每個(gè)波長(zhǎng)的折射率。如果介質(zhì)70的溫度變化小，則可以使用指示表示在特定溫度下對(duì)于每個(gè)波長(zhǎng)的折射率的數(shù)據(jù)的查找表?？商娲?，介質(zhì)折射率計(jì)算器可以包括波前測(cè)量傳感器和用于計(jì)算介質(zhì)的相位折射率的計(jì)算機(jī)。波前測(cè)量傳感器被提供，以通過(guò)將其相位折射率和形狀已知的玻璃棱鏡浸在介質(zhì)中來(lái)測(cè)量該玻璃棱鏡的透射波前。計(jì)算機(jī)被提供，以根據(jù)玻璃透鏡的透射波前和形狀來(lái)計(jì)算介質(zhì)的相位折射率。鏡40和41例如各自是棱柱形鏡。鏡50和51例如各自是角錐反射器。鏡51具有用于在由圖1中所示的雙箭頭指示的方向上移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。鏡51的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)例如包括具有寬驅(qū)動(dòng)范圍(用于粗糙驅(qū)動(dòng))的級(jí)和具有高分辨能力(用于精細(xì)驅(qū)動(dòng))的壓電級(jí)。鏡51的驅(qū)動(dòng)量由未示出的長(zhǎng)度測(cè)量機(jī)器(例如，激光位移計(jì)或編碼器)測(cè)量。計(jì)算機(jī)100按離散的量控制鏡51的驅(qū)動(dòng)。鏡51的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)參照光束和測(cè)試光束之間的光學(xué)路徑長(zhǎng)度差。檢測(cè)器90由用于衍射來(lái)自分束器21的干涉光并檢測(cè)作為波長(zhǎng)(頻率)的函數(shù)的干涉光強(qiáng)度的、包含分光儀(spectrometer)的部件配置而成。計(jì)算機(jī)100充當(dāng)用于根據(jù)由檢測(cè)器90獲得的檢測(cè)結(jié)果以及介質(zhì)的相位折射率來(lái)計(jì)算測(cè)試對(duì)象的相位折射率的計(jì)算器。計(jì)算機(jī)100還充當(dāng)用于控制鏡51的驅(qū)動(dòng)量的控制器。計(jì)算機(jī)100由包括中央處理單元(CPU)的電子部件配置而成，CPU用來(lái)執(zhí)行下面詳細(xì)說(shuō)明的經(jīng)編程的算法。以如下方式對(duì)干涉光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整：該方式使得在測(cè)試對(duì)象80未被放置在容器60中的狀態(tài)下，參照光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度和測(cè)試光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度相等。用于干涉光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)整方法如下。在圖1中所示的測(cè)量裝置中，在光穿過(guò)容器60和介質(zhì)70但是測(cè)試對(duì)象80未被放置在測(cè)試光學(xué)路徑上的狀態(tài)下獲取參照光束和測(cè)試光束之間的干涉信號(hào)。在此過(guò)程中，參照光束和測(cè)試光束之間的相位差和干涉強(qiáng)度由表達(dá)式1表示。φ0(λ)=2πλ(-Δ0)]]>Iφ0(λ)＝I0(1+γcosφ0(λ))(表達(dá)式1)在表達(dá)式1中，“λ”表示空氣中的波長(zhǎng)，并且“Δ0”表示參照光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度和測(cè)試光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度之差。另外，“I0”表示參照光束的強(qiáng)度和測(cè)試光束的強(qiáng)度之和，并且“γ”表示可視度。根據(jù)表達(dá)式1，當(dāng)Δ0不為0時(shí)，干涉強(qiáng)度變?yōu)檎袷幒瘮?shù)。因此，為了使參照光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度和測(cè)試光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度彼此相等，鏡51被驅(qū)動(dòng)為處于干涉信號(hào)不變成振蕩函數(shù)的位置。然而，當(dāng)Δ0的當(dāng)前值可以被識(shí)別時(shí)，沒有必要將鏡51的位置調(diào)節(jié)到參照光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度和測(cè)試光束的光學(xué)路徑長(zhǎng)度變?yōu)橄嗟?Δ0＝0)的位置。圖2是例示了用于計(jì)算測(cè)試對(duì)象80的相位折射率的過(guò)程的流程圖，并且“S”是“步驟”的縮寫。首先，在步驟S10中，將測(cè)試對(duì)象80放置在測(cè)試光學(xué)路徑上。接下來(lái)，在步驟S20中，在多個(gè)波長(zhǎng)中測(cè)量參照光束和測(cè)試光束之間的相位差。要測(cè)量的相位差包括與2π的整數(shù)倍對(duì)應(yīng)的未知數(shù)2πm(“m”為整數(shù))。相位差和干涉強(qiáng)度I(λ)由表達(dá)式2表示。φ(λ)=2πλ[(nsample(λ)-nmedium(λ))L-Δ0]-2πm]]>I(λ)＝I0(1+γcosφ(λ))(表達(dá)式2)在表達(dá)式2中，“nsample(λ)”表示測(cè)試對(duì)象的相位折射率，“nmedium(λ)”表示介質(zhì)的相位折射率，并且“L”表示測(cè)試對(duì)象的幾何厚度。在本示例性實(shí)施例中，“L”表示測(cè)試對(duì)象的被測(cè)試光束穿過(guò)的部分的厚度。圖3例示了由圖1中所示的檢測(cè)器90測(cè)量的光譜范圍的干涉信號(hào)。干涉信號(hào)變?yōu)榉从诚辔徊畹牟ㄩL(zhǎng)依賴性的振蕩函數(shù)。在圖3中，“λ0”表示在該處相位差輸出極值的波長(zhǎng)。干涉信號(hào)具有變?yōu)榇笾略诓ㄩL(zhǎng)λ0附近的振蕩周期，因此，干涉信號(hào)可以在該波長(zhǎng)處被容易地測(cè)量。相比之下，在遠(yuǎn)離λ0的波長(zhǎng)處，干涉信號(hào)的周期短，因此，干涉信號(hào)可能太密而不能被分辨。如果λ0落在干涉信號(hào)可被分辨的測(cè)量范圍的外部，則Δ0的值可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)鏡51來(lái)調(diào)整。相位差可以使用例如下面的相位偏移方法來(lái)測(cè)量。在以離散步子驅(qū)動(dòng)鏡51的同時(shí)獲取干涉信號(hào)。表達(dá)式3表示當(dāng)鏡51的相位偏移量(＝驅(qū)動(dòng)量×2π/λ)為δk(k＝0，1，……M-1)時(shí)的干涉強(qiáng)度Ik(λ)，其中k是離散步子的最大數(shù)。如果通過(guò)基于最小二乘法的算法來(lái)計(jì)算系數(shù)a0、a1和a2，則相位差由表達(dá)式4使用相位偏移量δk和干涉強(qiáng)度Ik(λ)來(lái)計(jì)算。為了提高計(jì)算相位差的精度，優(yōu)選的是使相位偏移量δk最小化并使驅(qū)動(dòng)步伐數(shù)M最大化。所計(jì)算的相位差按2π卷繞(wrap)。因此，連接2π的相位躍變(解卷繞)是必要的。a0a1a2=MΣk=0M-1cosδkΣk=0M-1sinδkΣk=0M-1cosδkΣk=0M-1cos2δkΣk=0M-1cosδksinδkΣk=0M-1sinδkΣk=0M-1cosδksinδkΣk=0M-1sin2δk-1Σk=0M-1IkΣk=0M-1IkcosδkΣk=0M-1Iksinδk]]>在步驟S30中，作為整數(shù)m的函數(shù)，測(cè)試對(duì)象的相位折射率根據(jù)相位差來(lái)計(jì)算。作為整數(shù)m的函數(shù)的測(cè)試對(duì)象的相位折射率nsample(λ,m)由表達(dá)式5表示。由表達(dá)式5可知，作為波長(zhǎng)的線性函數(shù)(m/L)λ，相位差的未知數(shù)值2πm影響測(cè)試對(duì)象的相位折射率。換句話說(shuō)，相位折射率相對(duì)于波長(zhǎng)的斜率根據(jù)整數(shù)m的值而變化。接下來(lái)，在步驟S40中，基于參照對(duì)象的相位折射率相對(duì)于波長(zhǎng)的斜率來(lái)計(jì)算整數(shù)m(計(jì)算與相位差中包括的2π的整數(shù)倍對(duì)應(yīng)的未知數(shù))。這里，參照對(duì)象具有與測(cè)試對(duì)象的相位折射率接近的已知的相位折射率。例如，測(cè)試對(duì)象的基材或者使用與測(cè)試對(duì)象的相同材料制作的光學(xué)元件可以是參照對(duì)象。如上所述，相位折射率根據(jù)模塑條件而顯著變化。然而，這種變化大多是獨(dú)立于波長(zhǎng)的恒定分量的變化。斜率分量(線性分量)相對(duì)于波長(zhǎng)幾乎不變化。因此，基于參照對(duì)象的相位折射率相對(duì)于波長(zhǎng)的斜率來(lái)計(jì)算整數(shù)m。具體地，整數(shù)m被計(jì)算為使得測(cè)試對(duì)象的相位折射率的斜率和參照對(duì)象的相位折射率的斜率之差最小化。可替代地，整數(shù)m被計(jì)算為落入?yún)⒄諏?duì)象的相位折射率的斜率的公差(例如，Abbe數(shù)公差)內(nèi)。最后，在步驟S50中，通過(guò)把在步驟S40中計(jì)算出的整數(shù)m代入表達(dá)式5來(lái)計(jì)算測(cè)試對(duì)象的相位折射率。在本示例性實(shí)施例中，測(cè)試對(duì)象的幾何厚度L被假定為是已知的。因此，優(yōu)選的是事先測(cè)量測(cè)試對(duì)象的幾何厚度L?？梢允褂美缋锰綔y(cè)器的接觸測(cè)量或者利用兩個(gè)參照表面的低相干干涉法(low-coherenceinterferometry)來(lái)測(cè)量測(cè)試對(duì)象的幾何厚度L?？商娲兀ㄟ^(guò)使用本示例性實(shí)施例的測(cè)量裝置，可以如下測(cè)量厚度L。在用于測(cè)量厚度L的方法中，在測(cè)量出由表達(dá)式2表示的相位差之后，通過(guò)按ΔT改變測(cè)試對(duì)象和介質(zhì)各自的溫度，再次執(zhí)行測(cè)量以確定相位差相位差由表達(dá)式6表示。在表達(dá)式6中，“dnsample(λ)/dT”表示測(cè)試對(duì)象的折射率的溫度系數(shù)，并且“α”表示測(cè)試對(duì)象的線性膨脹系數(shù)。另外，“nΔTmedium(λ)”表示在按ΔT改變溫度之后的介質(zhì)的相位折射率，并且“Δm”表示伴隨著溫度的變化ΔT的整數(shù)變化量。這里，dnsample(λ)/dT和α是已知量。另外，nΔTmedium(λ)由(上面所描述的)介質(zhì)折射率計(jì)算器測(cè)量。根據(jù)相位差來(lái)計(jì)算相位差相對(duì)于波長(zhǎng)的變化率。該計(jì)算工作被執(zhí)行，以除去2π的整數(shù)倍的未知數(shù)。表達(dá)式7表示表達(dá)式2的相位差相對(duì)于波長(zhǎng)的變化率(微分)、以及表達(dá)式6的相位差相對(duì)于波長(zhǎng)的變化率下標(biāo)g表示群折射率。表達(dá)式8表示相位折射率n(λ)與群折射率ng(λ)之間的關(guān)系。在從表達(dá)式7中的兩個(gè)表達(dá)式消除ngsample(λ)之后，如表達(dá)式9所表示的那樣計(jì)算厚度L。這里，各自被假定是已知量的dnsample(λ)/dT和α例如是由玻璃材料制造商提供的基材的值。嚴(yán)格來(lái)講，測(cè)試對(duì)象80的dnsample(λ)/dT和α與基材的值不同，但是可以被假定等于基材的值。這是因?yàn)椋杭词共ＡР牧系恼凵渎试谝欢ǔ潭壬细淖?，折射率的溫度系?shù)和線性膨脹系數(shù)也幾乎不改變。此外，使用表達(dá)式9計(jì)算出的厚度L對(duì)折射率的溫度系數(shù)和線性膨脹系數(shù)的變化不敏感。因此，可以僅知道具有與測(cè)試對(duì)象的折射率接近的折射率的玻璃材料的一組折射率的溫度系數(shù)和線性膨脹系數(shù)。特別地，線性膨脹系數(shù)對(duì)厚度L的影響小，因此，可以不考慮測(cè)試對(duì)象80的膨脹(即，線性膨脹系數(shù)可以為0)?？梢詧?zhí)行使用兩種介質(zhì)的厚度測(cè)量來(lái)代替使用溫度變化的厚度測(cè)量。在用于通過(guò)使用兩種介質(zhì)來(lái)測(cè)量厚度L的方法中，在(在第一介質(zhì)中)測(cè)量出由表達(dá)式2表示的相位差之后，通過(guò)將測(cè)試對(duì)象放在具有與第一介質(zhì)的折射率不同的折射率的介質(zhì)(第二介質(zhì))中，再次執(zhí)行測(cè)量以確定相位差計(jì)算相位差的變化率和相位差的變化率在從和消除ngsample(λ)之后，通過(guò)表達(dá)式10計(jì)算厚度L。這里，“ng2sample(λ)”表示第二介質(zhì)的群折射率。在本示例性實(shí)施例中，測(cè)試對(duì)象80被浸入諸如油之類的介質(zhì)70(具有比空氣的相位折射率高的相位折射率的介質(zhì))中。在根據(jù)本示例性實(shí)施例的測(cè)量方法中，介質(zhì)70可以是空氣。然而，將測(cè)試對(duì)象80浸入介質(zhì)70(除空氣之外)具有優(yōu)勢(shì)。具體地，通過(guò)減小測(cè)試對(duì)象和介質(zhì)之間的折射率差異，可以降低透鏡的焦度的影響。在本示例性實(shí)施例中，介質(zhì)70透射參照光束和測(cè)試光束這兩者。如果容器60的側(cè)面的相位折射率和厚度以及容器60的側(cè)面之間的距離是已知的，則介質(zhì)70可以僅透射測(cè)試光束。介質(zhì)70的溫度分布相當(dāng)于介質(zhì)70的折射率分布。介質(zhì)70的折射率分布給所計(jì)算出的測(cè)試對(duì)象的折射率帶來(lái)誤差。如果確定了折射率分布的量，則可以校正由于介質(zhì)70的折射率分布導(dǎo)致的誤差。因此，優(yōu)選的是提供用于測(cè)量介質(zhì)70的折射率分布的波前測(cè)量裝置。在本示例性實(shí)施例中，通過(guò)鏡51的機(jī)械相位偏移和檢測(cè)器90的分光測(cè)量(spectroscopicmeasurement)的組合來(lái)測(cè)量相位差，但是可以替代地使用外差干涉法(heterodyneinterferometry)。如果使用外差干涉法，則用于該外差干涉法的干涉儀例如如下執(zhí)行測(cè)量。首先，單色器被設(shè)置在跟在光源之后的位置，由此引起準(zhǔn)單色光的發(fā)射。接下來(lái)，聲光元件引起參照光束和測(cè)試光束之間的頻率差異，并且通過(guò)諸如光電二極管之類的檢測(cè)器來(lái)測(cè)量干涉信號(hào)。隨后，在單色器掃描波長(zhǎng)的同時(shí)，在每個(gè)波長(zhǎng)處計(jì)算相位差。在本示例性實(shí)施例中，超連續(xù)光譜光源被用作用于發(fā)射多個(gè)波長(zhǎng)的光的光源10。可以使用其他類型的光源來(lái)代替這種類型的光源。其他類型的光源的示例包括超輻射發(fā)光二極管(SLD)、鹵素?zé)粢约岸堂}沖激光器。在對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行掃描時(shí)，可以使用波長(zhǎng)掃頻光源來(lái)代替用于發(fā)射多個(gè)波長(zhǎng)的光的光源和單色器的組合?？商娲?，可以使用不具有連續(xù)光譜而具有離散光譜的光源(例如，多線振蕩氣體激光器)。光源不限于單個(gè)光源，并且可以是多個(gè)光源的組合。在本示例性實(shí)施例中，采用了使用Mach-Zehnder干涉儀的配置。然而，可以替代地采用使用Michelson干涉儀的配置。另外，在本示例性實(shí)施例中，折射率和相位差各自被計(jì)算為波長(zhǎng)的函數(shù)，但是可以替代地被計(jì)算為頻率的函數(shù)。圖4是根據(jù)第二示例性實(shí)施例的測(cè)量裝置的框圖。使用二維傳感器來(lái)測(cè)量波前。其相位折射率和形狀已知的玻璃棱鏡被設(shè)置在測(cè)試光束上以測(cè)量介質(zhì)的折射率。在附圖標(biāo)記與第一示例性實(shí)施例相同的情況下，提供與第一示例性實(shí)施例的配置類似的配置并將對(duì)其進(jìn)行描述。從光源10發(fā)射的光被單色器95衍射以變?yōu)闇?zhǔn)單色光，并且該準(zhǔn)單色光入射在小孔110上。計(jì)算機(jī)100控制入射在小孔110上的準(zhǔn)單色光的波長(zhǎng)。在經(jīng)過(guò)小孔110時(shí)，光變?yōu)榘l(fā)散光，并然后被準(zhǔn)直器透鏡120準(zhǔn)直。分束器25把被準(zhǔn)直的光分為透射光(參照光束)和反射光(測(cè)試光束)。被分束器25反射的測(cè)試光束被從鏡30反射，并且然后入射在容納有介質(zhì)70、測(cè)試對(duì)象80和玻璃棱鏡130的容器60上。一部分測(cè)試光束經(jīng)過(guò)介質(zhì)70和測(cè)試對(duì)象80。其余的測(cè)試光束僅經(jīng)過(guò)介質(zhì)70。經(jīng)過(guò)容器60的這些部分光束在分束器26處各自與參照光束干涉，由此形成干涉光。干涉光然后經(jīng)由成像透鏡121被檢測(cè)器92(例如，電荷耦合設(shè)備(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器)檢測(cè)為干涉信號(hào)。由檢測(cè)器92檢測(cè)到的干涉信號(hào)被發(fā)送到計(jì)算機(jī)100。檢測(cè)器92被設(shè)置在測(cè)試對(duì)象80和玻璃棱鏡130的各自位置的共軛位置。優(yōu)選的是玻璃棱鏡130具有大致等于介質(zhì)70的相位折射率的相位折射率，以防止經(jīng)過(guò)玻璃棱鏡130的光與參照光束之間的干涉條紋變得太密集。在本示例性實(shí)施例中，不必要測(cè)量測(cè)試對(duì)象80的所有透射光?？梢詢H測(cè)量在測(cè)試對(duì)象80的一部分中的透射光。本示例性實(shí)施例的用于測(cè)試對(duì)象80的相位折射率計(jì)算器如下。首先，將測(cè)試對(duì)象80放置在測(cè)試光束上。通過(guò)由單色器95執(zhí)行的波長(zhǎng)掃描和使用鏡31的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相位偏移方法來(lái)測(cè)量介質(zhì)70的相位差和相位折射率。根據(jù)相位差測(cè)試對(duì)象的相位折射率nsample(λ,m)被計(jì)算為整數(shù)m的函數(shù)。基于參照對(duì)象的相位折射率相對(duì)于波長(zhǎng)的斜率，計(jì)算與2π的整數(shù)倍對(duì)應(yīng)的未知數(shù)2πm。通過(guò)將所計(jì)算出的整數(shù)m代入相位折射率nsample(λ,m)來(lái)計(jì)算測(cè)試對(duì)象的相位折射率。圖5例示了用于利用模塑來(lái)制造光學(xué)元件的過(guò)程。通過(guò)經(jīng)受光學(xué)元件設(shè)計(jì)步驟(S500)、模具設(shè)計(jì)步驟(S502)和使用模具的光學(xué)元件模塑步驟(S504)來(lái)制造光學(xué)元件。接下來(lái)，在評(píng)估步驟(S506)評(píng)估所模塑的光學(xué)元件的形狀精度。如果形狀精度不夠(S506：不達(dá)標(biāo))，則對(duì)模具參數(shù)進(jìn)行校正(S507)，并再次執(zhí)行模具設(shè)計(jì)(S502)和光學(xué)元件形成(S504)直到滿足期望的形狀精度。如果形狀精度令人滿意(S506：達(dá)標(biāo))，則在S508評(píng)估光學(xué)元件的光學(xué)性能。根據(jù)本發(fā)明的每個(gè)示例性實(shí)施例的測(cè)量裝置可被用于S508處的該光學(xué)性能評(píng)估步驟。如果所評(píng)估的光學(xué)性能不能滿足所需的規(guī)格(S508：不達(dá)標(biāo))，則計(jì)算光學(xué)元件的光學(xué)表面的校正量(S509)，并且使用該計(jì)算的結(jié)果來(lái)再次設(shè)計(jì)光學(xué)元件(S500)。如果所評(píng)估的光學(xué)性能滿足所需的規(guī)格(S508：達(dá)標(biāo))，則在大量生產(chǎn)步驟(S510)大量生產(chǎn)光學(xué)元件。根據(jù)本示例性實(shí)施例的光學(xué)元件制造方法，光學(xué)元件的折射率可以被精確地測(cè)量。因此，通過(guò)模塑可以以高精度大量生產(chǎn)光學(xué)元件。盡管參照示例實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬泛的解釋，從而涵蓋所有這種修改和等同的結(jié)構(gòu)及功能。本申請(qǐng)要求2015年6月10日提交的日本專利申請(qǐng)No.2015-117797的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入于此。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3