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JPH0611317A - プロフィル測定用のコンパクトなレ−ザプロ−ブ - Google Patents

プロフィル測定用のコンパクトなレ−ザプロ−ブ

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Publication number
JPH0611317A
JPH0611317A JP5024547A JP2454793A JPH0611317A JP H0611317 A JPH0611317 A JP H0611317A JP 5024547 A JP5024547 A JP 5024547A JP 2454793 A JP2454793 A JP 2454793A JP H0611317 A JPH0611317 A JP H0611317A
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JP
Japan
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frame
optical
optical fiber
measuring device
path
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Application number
JP5024547A
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David H Kittell
デビッド・エイチ・キッテル
Guy H Hayes
ガイ・エイチ・ヘイズ
Peter J Degroot
ピーター・ジェー・デグルート
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Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
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Publication date
Application filed by Hughes Aircraft Co filed Critical Hughes Aircraft Co
Publication of JPH0611317A publication Critical patent/JPH0611317A/ja
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Publication of JP2505360B2 publication Critical patent/JP2505360B2/ja
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C7/00Tracing profiles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0011Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
    • G01B5/0014Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、熱的に導入されるエラ−に実質上
影響を受けない低パワ−で、コンパクトなレ−ザプロ−
ブを提供することを目的とする。 【構成】 フレ−ム10と、このフレ−ム10に結合され、
サンプルビ−ム光路Dと基準ビーム光路Cとを生成する
手段と、基準ビーム光路Cの長さがサンプルビ−ム光路
Dの路の長さと予め決められた関係に維持されるように
基準ビ−ム光路Cの路長をフレ−ムの寸法における変化
に応答して変化させるために複数のピエゾ電気素子のス
タックされた装置48を備えており、このピエゾ電気素子
にフレ−ム10の寸法の変化を補償するための励起信号が
結合され、フレ−ム10の寸法の変化に応答して励起信号
を調整する手段が設けられていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学測定装置特にレ−ザ
プロ−ブ基準ビ−ム変調器に関する。
【0002】
【従来の技術】プロフィル測定システムの重要な点はシ
ステムが熱により導入されるドリフトエラ−に感知しな
いことである。多くの応用で重要な別の点はプロフィル
測定用システムが比較的コンパクトで多量の電力を消費
しないことである。
【0003】既知のシステムの1つのタイプは出力がピ
エゾ電気駆動焦点素子を用いてサンプルに焦点を結ぶ単
一のレ−ザダイオ−ド光源を有する。散乱または反射し
た光は焦点素子によりカッドセル焦点検出器上に像を形
成し、サンプル表面プロフィルは焦点素子の位置を監視
することにより得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この「レ−ザ針」の1
つの欠点は解像度設定に対する1000/1の限定された距
離/解像度比である。例えば1ミクロンの距離は1ナノ
メ−タの解像度を提供する。
【0005】従って本発明の目的は熱的に導入されるエ
ラ−に実質上影響を受けない低パワ−で、コンパクトな
レ−ザプロ−ブを提供することである。
【0006】本発明の別の目的は、少なくとも(1
5 :1)の大きなダイナミック距離/解像度を有する
低パワ−で、コンパクトなレ−ザプロ−ブを提供するこ
とである。
【0007】本発明の別の目的は、例えば通常のコンパ
クトタイプのプロ−ブの代用として遠隔距離とロボット
制御応用即ち測定応用における使用又はマスク整列およ
び/又はウェハ位置設定のような半導体処理応用の整列
装置として使用されるのに適した低パワ−で、コンパク
トなレ−ザプロ−ブを提供することである。
【0008】さらに本発明のさらに別の目的は、半導体
その他の応用の高解像度でコンパクトでないプロフィル
装置として使用されるのに適した低パワ−で、コンパク
トなレ−ザプロ−ブを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述の問題又はその他の
克服すべき問題と本発明の目的は、プロ−ブ本体が膨脹
又は収縮したとき所望の基準空洞長を維持するためひず
み計フィ−ドバック回路を含むコンパクトなプロ−ブ基
準ビ−ム変調器により達成される。ひずみ計フィ−ドバ
ックは実質上無熱のプロ−ブを生じる。さらに、プロ−
ブ本体はシステムの機械的および光学的安定性を改良
し、熱勾配の影響を受けないようにするために低い熱膨
脹係数を有する材料から製造される。
【0010】測定の不確定に対する熱膨脹の影響を減少
させることによって測定の正確性を改良する。コンパク
トなサイズはプロフィル測定の融通性を改良する。低電
圧変調器の使用はまたプロフィル測定システムに必要な
電力を減少する。
【0011】より詳細に説明すると、本発明は、光学測
定装置特にレ−ザプロ−ブを提供することであり、それ
は予め決められた熱膨脹係数を有するように選択された
材料からなるフレ−ムを含む。ビ−ムスプリッタはサン
プルビ−ム光路と基準ビ−ム光路を生成するためのフレ
−ムに結合される。ビ−ムスプリッタは光放射をフレ−
ムへおよびフレ−ムから伝送するように結合されてい
る。ピエゾ電気スタックは励起信号を結合され、励起信
号に応答して基準ビ−ム光路の長さを位相変調するミラ
−を含む。レ−ザプロ−ブはピエゾ電気スタックと結合
する第1のひずみ計と、フレ−ムに結合する第2のひず
み計を含む。閉ル−プ制御システムはサンプルビ−ム光
路の光路長と予め決められた関係の基準ビ−ム光路長を
維持するため検出されたひずみに従って励起信号を変化
する。
【0012】この技術はフレ−ムの膨脹または縮小がピ
エゾ電気スタックにより整合され、非共通のビ−ム光路
の長さにおけるネットゼロ変化を生む点で効率的にプロ
−ブを無熱化する。この無熱技術は実質上プロフィル測
定デ−タの熱ドリフト不確定を減少する。
【0013】また光ファイバを構造に結合する装置が開
示されている。この装置は光ファイバの端子を支持する
ための光ファイバ支持体を含む。光ファイバ支持体は光
ファイバの端子の端部が構造表面と所望の角度で関連し
て位置するように構造に回転可能に結合される形態を有
する。光ファイバ支持体はさらに光ファイバ支持体を構
造表面に対して所望の角度で光ファイバ支持体が固定さ
れるようにクランプ機能を含む。
【0014】本発明の前述した特徴およびその他の特徴
は添付の図面を伴う後述の本発明の詳細な説明により明
白である。
【0015】
【実施例】図1を参照すると、本発明に従って構成され
動作されるコンパクトなレ−ザプロ−ブ1の上面図が示
されている。
【0016】フレ−ムまたはプロ−ブ本体10は低熱膨脹
係数を有する単一の材料から組立てられることが好まし
い。本発明の好ましい実施例ではこの材料はス−パ−イ
ンバ−であるが本発明の実施はこの特定の材料に限定さ
れない。本体10はこの発明の好ましい材料の安定(寸法
および熱)特性を維持するため機械加工される。プロ−
ブ本体10内に含まれる構成要素はまたプロ−ブ本体10と
の材料の不整合を最少にするため可能な限りプロ−ブ本
体10と同一の材料で構成される。プロ−ブ本体10はプロ
−ブ本体10の寸法安定性を維持するため単一の1/4−
20ボルト11aを使用してベッド11に取付けられている。
プロ−ブ本体10のおおよその寸法は長さ6.5 cm、幅5.
0 cm、高さ1.5 cmである。
【0017】光ファイバ12はレ−ザダイオ−ドの光を光
源検出器構造(図示せず)から伝送し、また混合した基
準ビ−ム光とサンプルビ−ム光を光源検出器構造へ戻す
ように伝送する。光源検出器構造10の適切な実例はPete
r J. de Groot 氏による1991年3月出願の米国特許第
S.N.07/676,144号明細書(“Three Wavelength Opt
ical Measurement Apparatus and Method ”)に記載さ
れている。
【0018】光ファイバ12はファイバ位置設定構造体14
によりレ−ザプロ−ブ1内の光学素子と整列されてい
る。位置設定構造体14はファイバ12角度調節のための限
定された動作の「ボ−ル」16とクランプ機構18と、ファ
イバ支持マンドレル20とを含む。ファイバ12が支持マン
ドレル20に位置された後クランプねじ22はボ−ル16の調
節が可能なように緩められる。ファイバ12の角度が正確
に調節された後、クランプねじ22はボ−ル16が好ましい
位置に確保されるように締められる。
【0019】図4は本発明のファイバ位置設定構造体14
の好ましい実施例の分解図を示している。ファイバ支持
マンドレル20は限定された動作ボ−ル16に圧入されて固
定されている。マンドレル20はファイバ(図示せず)を
支持し、ボ−ル16の角度位置を調節する役目をする。ボ
−ル16は例えば実質上円筒型の形態を形成するためボ−
ルベアリングを加工することにより製造される。ボ−ル
16はまたロッドの上部および下部端部の丸い端部を形成
することにより製造される。いかなる方法によってボ−
ル16が製造されても最終結果は第1の端部16aは曲率半
径を有し、第2の端部16bも曲率半径を有している。端
部16a、16bの曲率半径は必要ではないが典型的には互
いに等しく作られる。
【0020】位置設定用の固定装置はプロ−ブ本体10、
クランプ18、図4では1つのみが示されている4つのク
ランプボルト22を有する。球状端部16aの曲率半径より
も僅かに大きい曲率半径を有する球形凹部又はシ−ト10
aはプロ−ブ本体10の表面10bへ加工される。第2の同
様な球形シ−ト18aは端部16bを受けるためクランプ18
の表面18bへ加工される。クランプ18はファイバ位置設
定装置の安定性を改善するようにプロ−ブ本体10と同一
の材料から製造されることが好ましい。
【0021】この機構構造の結果はボ−ル16およびファ
イバを含むマンドレル20がプロ−ブ本体10に回転可能に
結合され、従って表面10bと好ましい角度関係をもって
ファイバ12の端子を設定するため調節可能に位置される
ことができる。ファイバ12を所望の角度関係に設定した
後ボルト22はボ−ル16をその所望位置に固定するように
締められる。
【0022】文字Aで示されているファイバ12の端部か
ら放射されたレ−ザ光はレンズ構造28によりサンプル表
面24上、また基準ミラ−上に焦点を結ばせられる。レン
ズ構造28は1以上の画像形成レンズ32が設けられている
ス−パ−インバ−レンズセル30を含む。焦点はレンズセ
ル30をプロ−ブ本体10内でスライドすることにより調整
される。レンズセル30の所望の位置を決定後、レンズセ
ル30はセットねじ34でクランプされる。レ−ザ1の「動
作距離」は従ってファイバ12からの光をサンプル表面24
が次に位置される所望の動作距離に位置される光学平面
上に焦点を結ばせるためにレンズセル構造28を移動する
ことにより微細に調節される。公称の動作距離は2.5 c
mである。正確な焦点位置は光源/検出器構造の信号強
度を監視することにより決定され、最大信号振幅が得ら
れるまでレンズセル30の位置調整が行われる。
【0023】文字Bで示されているレンズセル30を出た
光は偏光ビ−ムスプリッタにより基準ビ−ム(C)と対
象物ビ−ム(D)に分割される。基準ビ−ム(C)は光
路屈折用ミラ−38から基準ミラ−26に反射される。ミラ
−38の角度はピッチ調節/ロッキングねじ40とロ−ル調
節/ロッキングねじ42で調節される。これらのねじ(4
0,42 )はミラ−支持体44をプロ−ブ本体10に接続す
る。
【0024】基準ミラ−26は変調段46に取付けられる。
変調段46はプロ−ブ本体10と同一の材料で作られるのが
好ましい管50内に取付けられている低電圧のピエゾ電気
スタック48上で支持されている。ピエゾ電気スタック50
は巻線52によってケ−ブル56により遠隔電源(図示せ
ず)に接続されている電子装置パッケ−ジ54に結合され
る。
【0025】基準ビ−ム路の長さは基準ビ−ムの焦点を
提供するためピエゾ電気スタック48の移動により調整さ
れ、公称の通路の長さは2.5 cmである。サンプルビ−
ムの焦点調節では、光源検出器構造の信号は監視され、
基準ビ−ム焦点は信号が最大のとき達成される。サンプ
ルビ−ムはこの調節期間中、阻止されるのが好ましい。
【0026】動作において標準ミラ−26とサンプル24の
表面から反射された光は偏光分極ビ−ムスプリッタ36で
再結合され、レンズ構造28によりファイバ12に結合され
る。結合された光はビ−ムスプリッタ36に関連するサン
プル表面24の変位を決定するため光源/検出器構造で干
渉的に比較される。この変位はサンプル24までの距離ま
たはサンプル24の特性を指示する。
【0027】本発明によると、標準ミラ−26用の低電圧
ピエゾ電気スタック50の変調器は2つの信号、即ちdc
バイアス信号とac変調信号により制御される。dcバ
イアス信号はピエゾ電気スタック48の公称の長さを制御
し、ac変調信号はほぼ公称の長さのスタック48の動作
範囲を制御する。ac変調信号の1つの好ましい周波数
は5Hzである。基準チャンネルの焦点微調節はdcバ
イアス電圧とピエゾ電気スタック48の公称の長さを調節
することにより行われる。
【0028】ピエゾ電気スタック制御電子装置54はac
変調電圧による線形動作を維持するためピエゾスタック
48変調器の歪み計すなわち抵抗線ひずみゲ−ジ58の出力
を使用する。電子装置54はプロ−ブ本体10の長さの変化
を同時的に補償するためピエゾ電気スタック48変調器に
供給されるdcバイアス電圧を調節するためのス−パ−
インバ−プロ−ブ本体上10に位置する同様の抵抗線ひず
みゲ−ジ60の出力を使用する。この技術はスタック48の
ピエゾ電気材料をプロ−ブ本体10のス−パ−インバ−材
料に固定させ、従って、基準ビ−ム路を無熱化する。制
御電子装置54からの信号は電気ケ−ブル56により供給さ
れる低雑音ピエゾ電源に伝送される。
【0029】即ちピエゾ電気スタック48変調器はそれに
取付けられている第1の抵抗線ひずみゲ−ジ58とプロ−
ブ本体10の中心リブ10aに取付けられている第2の抵抗
線ひずみゲ−ジ60とによって制御される。この技術はス
−パ−インバ−プロ−ブ本体10に取付けられている第2
の抵抗線ひずみゲ−ジ60がピエゾ電気スタック48に供給
されるac変調電圧にdcオフセットを提供することに
使用されるようにピエゾ電気スタック48の無熱化を行
う。
【0030】これは図2の波形図と図3の簡単な回路図
で示されている。プロ−ブ本体10の本発明の好ましい材
料は負の熱膨脹係数のス−パ−インバ−であるのでdc
バイアス電圧は温度の増加と共に減少する。選択された
材料が正の熱膨脹係数を有するならばdcバイアス電圧
は温度が増加するとき増加される。最終結果はdcオフ
セット電圧がスタック48のピエゾ電気材料がプロ−ブ本
体10のス−パ−インバ−と類似した方法で動作するよう
にピエゾ電気スタック48のゼロ変調の長さを変化する。
【0031】図2の波形はピエゾ電気スタック48を駆動
する指令電圧の1例を示している。指令電圧は例えば、
5Hzの周波数を有する鋸歯波形である。
【0032】図3の閉ル−プ制御システムはピエゾ電気
スタック48を駆動する。ピエゾ電気スタック指令位置電
圧は入力端子に供給され、抵抗R1を通ってエラ−増幅
器A1に供給される。エラ−増幅器A1はサ−ボル−プ
のサ−ボ利得の調節用の電位差計R2を含む。エラ−増
幅器A1の出力は抵抗R3を通ってパワ−増幅器A2に
供給される。増幅器A2の出力はエラ−増幅器A1の出
力に比例する電流である。この電流は、積分され鋸歯駆
動信号に応答して位置(長さ)を変化するピエゾ電気ス
タック48に供給される。ピエゾ電気スタック48は抵抗R
4を通じて接地点に結合される。長さの変化を感知する
ためにピエゾ電気スタック48に抵抗線ひずみゲ−ジ58が
取付けられている。抵抗線ひずみゲ−ジ58はス−パ−イ
ンバ−本体10に設けられている抵抗線ひずみゲ−ジ60と
共に平衡ブリッジ回路の2つのア−ムを形成する。本発
明の好ましい実施例では各抵抗線ひずみゲ−ジ(58,60
)は公称ひずみのないとき350 オ−ムの抵抗を有す
る。それぞれの抵抗線ひずみゲ−ジの入力ノ−ドは電圧
標準(VR)に結合され、電圧基準は正の基準電圧を抵
抗線ひずみゲ−ジ58の入力ノ−ドに供給し、大きさが等
しく極性が反対の電位を抵抗線ひずみゲ−ジ60の入力ノ
−ドに供給する。計測用増幅器A3はそれぞれの抵抗線
ひずみゲ−ジ58と60の出力ノ−ド間に接続されるノ−ド
に結合される。増幅器A3への第2の入力端子にはVR
により出力される基準電圧が結合される。この基準電圧
は公称ゼロボルトである。増幅器A3は抵抗線ひずみゲ
−ジ58,60により形成される1/2ブリッジ回路から得
られる差電圧を増幅する。差電圧の大きさはピエゾ電気
スタック48の長さと本発明の1つの観点によるス−パ−
インバ−本体10の熱膨脹又は収縮の変化による抵抗線ひ
ずみゲ−ジ58,60 に供給されるひずみの相違の関数であ
る。このエラ−電圧は増幅器A4に結合される。増幅器
A4はフィ−ドバック利得の調節用の電位差計R5と、
オフセット(ゼロ)調節用の電位差計R6を含む。増幅
器A4の出力はピエゾ電気スタック48に結合されるミラ
−26を廻る周辺でサ−ボル−プを閉じるために増幅器A
1の入力に結合される。
【0033】この技術はスパ−インバ−の膨脹又は収縮
がピエゾ電気スタック48により整合され、共通ではない
ビ−ム路の長さにおけるネットゼロ変化を生むので効率
的にプロ−ブ1を無熱化する。この無熱技術は実質上プ
ロフィル測定デ−タの熱ドリフト不確定を減少する。
【0034】コンパクトなプロ−ブ1のオ−プンセル構
造は基準ビ−ムとサンプルビ−ム路が両者とも共通の雰
囲気を有するのでプロフィル測定デ−タの雰囲気効果の
不確定を有効に減少する。
【0035】これらの技術は従って熱により誘起するエ
ラ−に不成であり低電力でコンパクトなレ−ザプロ−ブ
を生み、少なくとも(105 :1)の大きなダイナミッ
ク距離/解像度を示す。結果としてコンパクトなレ−ザ
プロ−ブ1は本発明の前述の実施例の応用に使用するの
に適している。
【0036】本発明は特に本発明の好ましい実施例に関
して示され、説明されたが本発明の技術的範囲内から逸
脱することなく形態と詳細の変化が行われることが当業
者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンパクトなレ−ザプロ−ブの上面
図。
【図2】ピエゾ電気スタック指令電圧における変化を示
したグラフ。
【図3】基準レ−ザビ−ム変調器の閉ル−プ位置制御を
行うための図2の指令電圧に応答する回路の簡単な概略
図。
【図4】図1のコンパクトなレ−ザプロ−ブの構成要素
であるコンパクトなファイバ位置設定装置の分解斜視
図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年3月26日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガイ・エイチ・ヘイズ アメリカ合衆国、コネチカット州 06098、 ウインステッド、アールデー・ナンバー 2、ターンブル・ロード 59 (72)発明者 ピーター・ジェー・デグルート アメリカ合衆国、ワシントン州 98008、 ベレビュー、サウスイースト・サーティー ナインス・プレース 16449

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレ−ムと、このフレ−ムに結合され、
    サンプルビ−ム光路と基準ビーム光路とを生成する手段
    と、 前記基準ビーム光路の長さが前記サンプルビ−ム光路の
    路の長さと予め決められた関係に維持されるように基準
    ビ−ム光路の路長を前記フレ−ムの寸法における変化に
    応答して変化させる手段とを具備することを特徴とする
    光学測定装置。
  2. 【請求項2】 前記予め決められた関係が両者が等しい
    関係である請求項1記載の光学測定装置。
  3. 【請求項3】 前記変化させる手段がスタックされて配
    置された直列的な関係の複数のピエゾ電気素子を含み、
    この複数のピエゾ電気素子は前記フレ−ムの寸法の変化
    を補償するため励起信号を結合され、前記フレ−ムの寸
    法の変化に応答して励起信号を調整する手段を具備して
    いる請求項1記載の光学測定装置。
  4. 【請求項4】 前記変化させる手段がさらに長さにおけ
    る変化を検出するため前記複数のピエゾ電気要素に結合
    される第1のひずみ計手段と、寸法における変化を検出
    するため前記フレ−ムに結合されている第2のひずみ計
    手段と、前記励起信号を前記第1のひずみ計手段と第2
    のひずみ計手段により検出されたひずみの差に従って変
    化するために前記第1のひずみ計手段と第2のひずみ計
    手段に結合された手段とを具備する請求項3記載の光学
    測定装置。
  5. 【請求項5】 前記変化させる手段が基準ビ−ム光学路
    の路の長さを変化するために前記フレ−ムの寸法におけ
    る変化に応答する閉ル−プ制御システムを含む請求項1
    記載の光学測定装置。
  6. 【請求項6】 前記フレ−ムが予め決められた熱膨脹係
    数を有するように選択された材料から構成されている請
    求項1記載の光学測定装置。
  7. 【請求項7】 前記生成手段が光ファイバを前記フレ−
    ムに結合する手段を含む請求項1記載の光学測定装置。
  8. 【請求項8】 前記サンプルビ−ム光路が所望の位置に
    サンプルビ−ムの焦点を結ばせるため光学的に前記光フ
    ァイバの出力に結合するレンズ手段と、前記基準ビ−ム
    を所望の焦点位置に誘導するため前記基準ビ−ム光路内
    に配置された反射手段とを具備する請求項7記載の光学
    測定装置。
  9. 【請求項9】 サンプルビ−ムの所望の焦点位置がサン
    プル対象の表面にあり、基準ビ−ムの所望の焦点位置が
    位相変調ミラ−手段の表面にある請求項8記載の光学測
    定装置。
  10. 【請求項10】 前記生成手段が前記光ファイバの出力
    をサンプルビ−ムと基準ビ−ムに分割するため前記光フ
    ァイバの出力に光学的に結合するビ−ムスプリッタを具
    備する請求項7記載の光学測定装置。
  11. 【請求項11】 前記ビ−ムスプリッタがさらに反射し
    たサンプルビ−ムと反射した基準ビ−ムとを結合し、前
    記光ファイバに結合したビ−ムを戻す請求項10記載の
    光学測定装置。
  12. 【請求項12】 前記基準ビ−ムの光路が前記フレ−ム
    内に完全に含まれている請求項1記載の光学測定装置。
  13. 【請求項13】 前記光ファイバ結合手段が光ファイバ
    の端子端部を支持するために適合する光ファイバ支持手
    段を含み、この光ファイバ支持手段は光ファイバの端子
    端部が前記フレームの所望の角度関係に位置されるよう
    に回転可能に前記フレ−ムに結合されている請求項7記
    載の光学測定装置。
  14. 【請求項14】 前記光ファイバ支持手段を前記フレ−
    ムと所望の角度関係に固定するために前記光ファイバ支
    持手段に結合する手段を含む請求項13記載の光学測定
    装置。
  15. 【請求項15】 予め決定された熱膨脹係数を有するよ
    うに選択された材料で構成されたフレ−ムと、 サンプルビ−ム光路と基準ビ−ム光路を提供するため前
    記フレ−ムに結合され、前記フレ−ムからの放射および
    前記フレ−ムへの放射を伝送する光ファイバに光学的に
    結合されているビ−ムスプリッタ手段と、 前記基準ビ−ム光路の長さを前記励起信号に応答して位
    相変調するためのミラ−を具備し、励起信号が結合され
    ているピエゾ電気スタック手段と、 前記基準ビ−ム光路の長さを実質上前記サンプルビ−ム
    光路の長さと等しく維持するように励起信号を変化する
    ために前記フレ−ムの寸法変化に応答する手段とを具備
    することを特徴とする光学測定装置。
  16. 【請求項16】 前記ピエゾ電気スタック手段が長さの
    変化を検出するためにそれに結合されている第1のひず
    み計手段を含み、前記変化手段はその寸法変化を検出す
    るために前記フレ−ムに結合されている第2のひずみ計
    手段を含み、光測定装置はさらに前記第1のひずみ計手
    段と前記第2のひずみ計手段により検出されるひずみの
    差に従って前記励起信号を変化させるために前記第1の
    ひずみ計手段と前記第2のひずみ計手段に結合されてい
    る手段を含む請求項15記載の光学測定装置。
  17. 【請求項17】 前記変化させる手段が基準ビ−ム光路
    の路の長さを変化させるために前記フレ−ムの寸法の変
    化に応答する閉ル−プ制御システムを含む請求項15記
    載の光学測定装置。
  18. 【請求項18】 サンプルビ−ムを所望の位置に焦点を
    結ばせるため前記光ファイバの出力に光学的に結合する
    レンズ手段と、基準ビ−ムを所望の焦点位置に導くため
    に前記基準ビ−ム光路内に位置する反射手段とをさらに
    含む請求項15記載の光学測定装置。
  19. 【請求項19】 サンプルビ−ムの所望の焦点位置がサ
    ンプル対象の表面にあり、基準ビ−ムの所望の焦点位置
    が位相変調ミラ−の表面にある請求項18記載の光学測
    定装置。
  20. 【請求項20】 前記基準ビ−ム光路が完全に前記フレ
    −ム内に含まれ、前記サンプルビ−ム光路が部分的に前
    記フレ−ム内に含まれている請求項15記載の光学測定
    装置。
  21. 【請求項21】 光学測定装置が光ファイバを前記フレ
    −ムに結合するための光ファイバ結合手段を含み、前記
    光ファイバ結合手段は光ファイバの端子端部を支持する
    ように適応されている光ファイバ支持手段を含み、前記
    光ファイバ支持手段は光ファイバの端子端部を前記フレ
    −ムと所望の角度関係で位置するため前記フレ−ムに回
    転可能に結合されており、前記光ファイバ結合手段は前
    記光ファイバ支持手段を前記フレ−ムと所望の角度関係
    に固定するため前記光ファイバ支持手段と結合されてい
    る手段を含む請求項15記載の光学測定装置。
  22. 【請求項22】 光ファイバを構造体に結合するための
    装置において、 光ファイバの端子端部を支持するための光ファイバ支持
    手段を具備し、この光ファイバ支持手段は光ファイバの
    端子端部を構造の表面と所望の角度関係に位置させるた
    め構造に回転可能に結合される形態を有し、前記光ファ
    イバ支持手段を構造の表面と所望の角度関係に維持する
    ための手段を具備することを特徴とする光ファイバを構
    造体に結合するための装置。
  23. 【請求項23】 角度関係を維持するための前記手段
    は、そこに形成された第1の凹部を有する表面を備えて
    いるクランプ部品を含み、第1の凹部は第1の曲率半径
    を有し、構造の表面はそこに形成された第2の凹部を有
    し、第2の凹部は第2の曲率半径を有し、前記光ファイ
    バ支持手段は第1の端部および反対側の第2の端部を含
    み、第1の端部と第2の端部は第1の端部が第1の凹部
    内で受けられ、第2の端部が第2の凹部内で受けられる
    ようにそれぞれ第1の端部と第2の端部が選択された曲
    率半径を有している請求項22記載の装置。
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