高精度な液面基準ファイゾー干渉計：無移動位相シフト法と傾斜抑制校正法

科学分野:

• 光学計測
• 精密工学

背景:

• 従来のファイゾー干渉計は、表面の平坦性仮定や環境擾乱といった課題に直面しています。
• 液面は、経時的にその形状を変化させるエッジ浸入などの要因の影響を受ける可能性があります。

研究 の 目的:

• 高精度測定を実現するために、液面基準を利用した高精度ファイゾー干渉計システムを開発すること。
• 干渉測定における傾斜誤差を抑制する方法を調査すること。

主な方法:

• 液晶可変遅延板を用いた無移動時間偏光位相シフト法による安定した位相シフト。
• 干渉モジュールで100cStのジメチルシリコーンオイルを液面基準として使用。
• 共役差分法を用いて、液面基準の直交移動と表面形状取得を実施。

主要な成果:

• 液面基準の移動は、液体の特性と重力を利用して、電動ステージガイドからの傾斜誤差を抑制します。
• 環境振動、機械的移動、ドリフト誘発性傾斜誤差は、平均化と高精度測定制約によって軽減されます。
• 実験結果は、校正後の残留垂直直径線（residual vertical diameter lines）の標準偏差で1.07 nmの改善を示しています。

結論:

• 開発された液面基準ファイゾー干渉計システムは、優れた精度と安定性を提供します。
• 共役差分法は、液面形状の偏差に対処し、傾斜誤差を効果的に抑制します。
• このアプローチは、光学表面計測の精度を大幅に向上させます。