この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
3 用語と定義
この文書の目的のために、ISO 25178-600 および以下に示されている用語と定義が適用されます。
ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。
3.1
コヒーレンス走査干渉法
CSI
光路長の走査中に 干渉縞（3.7） の位置を特定することにより、表面トポグラフィーマップを決定する手段を提供する表面トポグラフィー測定方法
注記 1: 光路長差とは、干渉計の測定光路と参照光路の間の、幾何学形状と屈折率の影響を含む光路長の差である (ISO 10934:2020, 3.3.1 を参照)
注記 2: CSI は、干渉縞の位置を特定するために、広い照明スペクトル帯域幅または照明幾何学的形状、またはその両方を使用します。
注記 3: CSI は、表面タイプ、望ましい表面トポグラフィーの再現性、およびソフトウェア機能に応じて、干渉縞の位置特定を単独で使用するか、 干渉位相 (3.8) 評価と組み合わせて使用します。
表 1 — CSI の一般的な代替用語の概要
| 学期 | 参考文献 |
|---|---|
| コヒーレンスプローブ顕微鏡 コヒーレンスレーダー コヒーレンス相関干渉法 | 参考文献 [13], [14], [15], [16], [17], [18] |
| 白色光干渉計 白色光走査干渉法 走査型白色光干渉計 | 参考文献 [19], [20], および [21] |
| 垂直走査干渉法 高さ走査干渉法 | 参考文献[22]および[23] |
| 全視野光干渉断層撮影 | 参考文献[24] |
[出典:ISO 25178-6:2010, 3.3.5, 修正 - 項目への注記 1 は、項目への注記 1 ～ 4 に置き換えられました。]
3.2
コヒーレンス スキャン 干渉法スキャン
CSIスキャン
光路差を変えるために基準光路または測定光路のいずれかの光学長を変える機械的または光学的スキャン
注記 1:結像光学系は、名目上、顕微鏡の軸走査軸と平行です (ISO 25178-607:2019, 3.5 を参照)
注記 2: CSI 信号 (3.3) は、CSI スキャン中の電子カメラによる強度値の一連の検出に対応することができます (付録 A を参照)
注記 3: CSI では、最も一般的な (ただし排他的ではない) スキャン手段は干渉計の光路長の物理的な調整です (ISO/TR 14999-2 を参照)
注記 4: CSI スキャンを実行するための機械的手段は、機器の設計、CSI スキャンの直線性と一貫性、または所望の最大 CSI スキャン長 (3.5) に応じて、電動ステージや圧電駆動ステージなどにすることができます。
3.3
コヒーレンス走査干渉計信号
CSI信号
コレログラム
白色光干渉計信号
CSI スキャン (3.2) 位置の関数として個々の画像点またはカメラ ピクセルに対して記録された強度データ
図 1 — CSI 信号の定義された特徴
Key
| X | CSI スキャン位置はマイクロメートルで表されます | B | 干渉縞 |
| Y | 強度 | C | 位相ギャップ |
| A | 変調エンベロープ (計算) |
3.4
コヒーレンス スキャン 干渉計 スキャン インクリメント
CSI スキャンの増分
データ収集間の CSI スキャン (3.2) の移動距離
注記 1:データキャプチャは、単一の画像点またはカメラフレームにすることができます。
注記 2: CSI スキャン増分は、多くの場合、各 干渉縞 (3.7) を いくつかの点でサンプリングするのに十分なほど小さい (たとえば、縞ごとに 4 つのカメラ フレーム)、ナイキスト基準と一致します。サブナイキストサンプリングは、より高い測定ノイズを犠牲にして、より高いデータ取得速度を実現することも可能です。
3.5
コヒーレンス走査干渉計の走査長
CSIスキャン長
CSI スキャンによって通過される物理パス長の合計範囲 (3.2)
注記 1: CSI スキャン長は、通常、所望の表面トポグラフィー範囲に変調エンベロープ幅の少なくとも一部を加えたものを捕捉できるように、十分に長くなければなりません。
3.6
コヒーレンス走査干渉計走査速度
CSI スキャン速度
CSIスキャン速度
CSI スキャン (3.2) が実行される速度
注記 1:リニア CSI スキャンの場合、CSI スキャン レートは、カメラのフレーム レートに CSI スキャン増分 (3.4) を乗算したものです。
3.7
干渉縞
<コヒーレンス走査干渉法> CSI 信号 (3.3) の変調部分。干渉効果に関連し、 CSI 走査中の光路長の変化によって生成されます (3.2)
注記 1:干渉縞は、スキャン位置の関数としてほぼ正弦波になります。
注 2: CSI 信号の干渉縞の図については、図 1 を参照してください。
注記 3: 「インターフェログラム」という用語は、単一のカメラフレームによって記録された干渉縞パターンの画像を説明するためによく使用されます (ISO/TR 14999-2:2019, 6.2 を参照)インターフェログラム内の干渉縞は、干渉パターンの属性です。一方、 CSI (3.1) の干渉縞は、図 1 に示すように、スキャン依存信号の属性を指します。
3.8
干渉位相
<コヒーレンス走査干渉法> CSI 信号 (3.3) の 干渉縞 (3.7) の正弦波形状に対応する位相
3.9
変調振幅
干渉縞の視認性
干渉縞コントラスト
<コヒーレンス走査干渉法> 干渉縞の振幅の山から谷までの変動または同等の尺度の 2 分の 1 (3.7)
注記 1: ISO/TR 14999-2:2019, 4.1.2 および 5.2.5 を参照。たとえば、「可視性」および「コントラスト」という用語がそれぞれ同義語として使用されている。
注記 2: CSI 信号 (3.3) の変調振幅は、スキャン位置の関数として変化します。
3.10
変調エンベロープ
フリンジコントラストエンベロープ
縞模様可視化機能
フリンジ可視エンベロープ
CSI スキャン位置の関数としてのコヒーレンスの度合い
スキャン位置の関数としての CSI 信号 (3.3) の 変調振幅 (3.9) の全体的な変動
注1: CSI信号(3.3) の変調エンベロープの図については、図1を参照。
注記 2:変調エンベロープは、スペクトル的に広帯域の光源 (白色光) または空間的に拡張された光源、あるいはその両方を使用した結果生じる、限定された光コヒーレンスの結果です。
注記 3:変調エンベロープは、データ分析方法に応じてスキャン位置の関数として計算されます。
3.11
コヒーレンス走査干渉法信号処理オプション
CSI信号処理オプション
ソフトウェアが 変調エンベロープ (3.10) 、 干渉位相 (3.8) 、モデルベースの解析、または CSI 信号を解釈する他のアプローチ (3.3) を利用するかどうかを決定する処理選択。
注記 1: A.3 項を参照。
3.12
等価波長
λeq
<コヒーレンス走査干渉法> CSI 信号の 変調包絡線 (3.10) の最大値付近における、 CSI 信号 (3.3 ) 内の 2 つの連続する 干渉縞 (3.7) の間の走査長に対応する表面トポグラフィー高さの変化。
注記 1:等価波長は、CSI の文脈における測定光波長の定義であり、ISO 25178-600:2019, 3.3.3 で「表面の測定に使用される光の波長の実効値」として定義されています。
注記 2:測定光波長は、光源スペクトル、光学部品のスペクトル透過率、イメージセンサーアレイのスペクトル応答などの条件によって影響されます。
注記 3:等価波長は、機器の設計に関連する要素から計算することも、実験的に校正することも、CSI 信号解析の一部として決定することもできます (条項 A.3 を参照)
3.13
モジュレーションエンベロープの幅
変調エンベロープ (3.10) で表される信号強度が定義された値より大きくなるスキャン長
注記 1:変調エンベロープの幅は、半値全幅 (FWHM) など、さまざまな方法で定量化できます。
注記 2:変調エンベロープの幅は、ISO 11145:2018, 3.11.4 に記載されているコヒーレンス長に関連しており、光源帯域幅 (ISO 25178-600:2019, 3.3.2 を参照)、カメラのスペクトル感度、および照明の開口数などの幾何学的要因 (ISO 10934:2020 を参照) 3.1.10.4 および ISO 25178-600:2019, 3.3.6)
3.14
位相ギャップ
ϕGG
<コヒーレンス走査干渉法> 干渉縞 ( 3.7) の CSI スキャン (3.2) 位置と CSI 信号 (3.3) の 変調エンベロープ (3.10) の最大値との間の等価波長 (3.12) での位相単位のオフセット。
注 1:位相ギャップを示す CSI 信号の例については、図 1 を参照してください。
注記 2:位相ギャップは、データ解析方法に依存する計算値です。
注記 3:位相ギャップは、機器の光学系における光分散の関数として変化する可能性があるほか、表面膜 (ISO 25178-600:2019, 3.4.1 を参照)、局所的な傾斜、光学的に不均一な材料 (ISO 25178-600:2019, 3.4.6 を参照) などのサンプル表面特性の関数として変化する可能性があります。
3.15
フリンジオーダーエラー
2π誤差
<コヒーレンス走査干渉法> CSI 信号処理オプション (3.11) の一部として 干渉位相 (3.8) を利用するトポグラフィー マップでの正しい 2π 位相間隔の特定におけるエラー
注記 1:フリンジ次数誤差は、高さが 等価波長の 2 分の 1 (3.12) の整数倍です。
注記 2: フリンジオーダーエラーにより、地形図内に人為的な段差が生じる可能性があります。滑らかで連続した表面では、これらの人為的な段差は位相アンラッピング アルゴリズムを使用して修正できる場合があります (ISO/TR 14999-2:2019, 6.6 を参照)
参考文献
| 1 | ISO 8015, 幾何製品仕様 (GPS) — 基礎 — 概念、原則および規則 |
| 2 | ISO 9335:2012, 光学およびフォトニクス — 光学伝達関数 — 測定の原理と手順 |
| 3 | ISO 10934:2020, 顕微鏡 — 光学顕微鏡の語彙 |
| 4 | ISO 11145:2018, 光学およびフォトニクス — レーザーおよびレーザー関連機器 — 語彙および記号 |
| 5 | ISO 14253-1, 幾何学的製品仕様書 (GPS) — ワークおよび測定機器の測定による検査 — 第 1 Part: 仕様への適合または不適合を検証するための決定ルール |
| 6 | ISO 14638, 幾何製品仕様 (GPS) — マトリックス モデル |
| 7 | ISO/TR 14999-1, 光学およびフォトニクス — 光学素子および光学システムの干渉測定 — Part 1: 用語、定義、および基本的な関係 |
| 8 | ISO/TR 14999-2:2019, 光学およびフォトニクス — 光学素子および光学システムの干渉測定 — Part 2: 測定および評価技術 |
| 9 | ISO 25178-6:2010, 幾何製品仕様 (GPS) — 表面性状: 面積 — Part 6: 表面性状の測定方法の分類 |
| 10 | ISO 25178-603, 幾何製品仕様 (GPS) — 表面テクスチャ: 面積 — Part 603: 非接触 (位相シフト干渉計) 機器の公称特性 |
| 11 | ISO 25178-607:2019, 幾何製品仕様 (GPS) — 表面テクスチャ: 面積 — Part 607: 非接触 (共焦点顕微鏡) 機器の公称特性 |
| 12 | ISO 25178-700, 幾何製品仕様 (GPS) — 表面テクスチャ: 面 — Part 700: 面地形測定機器の校正、調整および検証 |
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3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 25178-600 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
coherence scanning interferometry
CSI
surface topography measurement method wherein the localization of interference fringes (3.7) during a scan of optical path length provides a means to determine a surface topography map
Note 1 to entry: The optical path length difference is the difference in optical path length, including the effect of geometry and refractive index, between the measurement and reference paths of an interferometer (see ISO 10934:2020, 3.3.1).
Note 2 to entry: CSI uses a broad illumination spectral bandwidth or the illumination geometry, or both, to localize the interference fringes.
Note 3 to entry: CSI uses either fringe localization alone or in combination with interference phase (3.8) evaluation, depending on the surface type, desired surface topography repeatability and software capabilities.
Table 1 — Summary of common alternative terms for CSI
| Term | Bibliography |
|---|---|
| Coherence probe microscopy Coherence radar Coherence correlation interferometry | References [13], [14], [15], [16], [17] and [18] |
| White light interferometry White light scanning interferometry Scanning white light interferometry | References [19], [20] and [21] |
| Vertical scanning interferometry Height scanning interferometry | References [22] and [23] |
| Full-field optical coherence tomography | Reference [24] |
[SOURCE:ISO 25178-6:2010, 3.3.5, modified — Note 1 to entry has been replaced by Notes 1 to 4 to entry.]
3.2
coherence scanning interferometry scan
CSI scan
mechanical or optical scan which varies the optical length of either the reference path or measurement path to vary the optical path difference
Note 1 to entry: The imaging optics is nominally parallel to the axial scan axis of the microscope (see ISO 25178-607:2019, 3.5).
Note 2 to entry: A CSI signal (3.3) can correspond to a sequence of electronic camera detections of intensity values during a CSI scan (see Annex A).
Note 3 to entry: In CSI, the most common (but not exclusive) scanning means is a physical adjustment of the path length of an interferometer (see ISO/TR 14999-2).
Note 4 to entry: Mechanical means for performing the CSI scan can be motorized or piezo-electrically driven stages or others, depending on the instrument design, the linearity and consistency of the CSI scan, or the desired maximum CSI scan length (3.5) .
3.3
coherence scanning interferometry signal
CSI signal
correlogram
white light interferometry signal
intensity data recorded for an individual image point or camera pixel as a function of CSI scan (3.2) position
Figure 1 — Defined features of a CSI signal
Key
| X | CSI scan position expressed in micrometres | B | interference fringes |
| Y | intensity | C | phase gap |
| A | modulation envelope (calculated) |
3.4
coherence scanning interferometry scan increment
CSI scan increment
distance travelled by the CSI scan (3.2) between data captures
Note 1 to entry: A data capture can be a single image point or a camera frame.
Note 2 to entry: The CSI scan increment is most often small enough to sample each interference fringe (3.7) at several points, e.g. four camera frames per fringe, consistent with the Nyquist criterion. Sub-Nyquist sampling is also possible for higher data acquisition speeds, at the cost of higher measurement noise.
3.5
coherence scanning interferometry scan length
CSI scan length
total range of physical path length traversed by the CSI scan (3.2)
Note 1 to entry: The CSI scan length should normally be sufficiently long so as to capture the desired surface topography range plus at least a portion of the modulation envelope width.
3.6
coherence scanning interferometry scanning rate
CSI scanning rate
CSI scan speed
speed at which the CSI scan (3.2) is executed
Note 1 to entry: For a linear CSI scan, the CSI scanning rate is the camera frame rate multiplied by the CSI scan increment (3.4) .
3.7
interference fringe
<coherence scanning interferometry> modulating portion of the CSI signal (3.3) , related to the interference effect and generated by the variation of optical path length during the CSI scan (3.2)
Note 1 to entry: The interference fringes are approximately sinusoidal as a function of scan position.
Note 2 to entry: See Figure 1 for an illustration of the interference fringes of a CSI signal.
Note 3 to entry: The term “interferogram” is often used to describe the image of an interference fringe pattern recorded by a single camera frame (see ISO/TR 14999-2:2019, 6.2). An interference fringe in an interferogram is an attribute of the interference pattern; whereas an interference fringe in CSI (3.1) refers to an attribute of a scan-dependent signal, as illustrated in Figure 1.
3.8
interference phase
<coherence scanning interferometry> phase corresponding to the sinusoidal form of the interference fringes (3.7) in the CSI signal (3.3)
3.9
modulation amplitude
interference fringe visibility
interference fringe contrast
<coherence scanning interferometry> one-half the peak-to-valley variation or equivalent measure of the amplitude of the interference fringes (3.7)
Note 1 to entry: See ISO/TR 14999-2:2019, 4.1.2 and 5.2.5, for example uses of the terms “visibility” and “contrast” as synonyms, respectively.
Note 2 to entry: The modulation amplitude of a CSI signal (3.3) varies as a function of scan position.
3.10
modulation envelope
fringe contrast envelope
fringe visibility function
fringe visibility envelope
degree of coherence as a function of CSI scan position
overall variation in the modulation amplitude (3.9) of a CSI signal (3.3) as a function of scan position
Note 1 to entry: See Figure 1 for an illustration of the modulation envelope of a CSI signal (3.3) .
Note 2 to entry: The modulation envelope is a consequence of limited optical coherence, which follows from using a spectrally broadband light source (white light) or a spatially extended light source, or both.
Note 3 to entry: The modulation envelope is calculated as a function of scan position that depends on the data analysis method.
3.11
coherence scanning interferometry signal processing option
CSI signal processing option
processing selection that determines whether the software makes use of the modulation envelope (3.10) , the interference phase (3.8) , a model-based analysis or other approach to interpreting the CSI signal (3.3)
Note 1 to entry: See Clause A.3.
3.12
equivalent wavelength
λeq
<coherence scanning interferometry> change in surface topography height which corresponds to the scan length between two successive interference fringes (3.7) in the CSI signal (3.3) near the maximum value of the modulation envelope (3.10) of a CSI signal
Note 1 to entry: The equivalent wavelength is a definition in the context of CSI for the measurement optical wavelength, defined in ISO 25178-600:2019, 3.3.3, as the “effective value of the wavelength of the light used to measure a surface”.
Note 2 to entry: The measurement optical wavelength is affected by conditions such as the light source spectrum, spectral transmission of the optical components and spectral response of the image sensor array.
Note 3 to entry: The equivalent wavelength can be calculated from factors related to the instrument design, calibrated experimentally, or determined as part of the CSI signal analysis (see Clause A.3).
3.13
width of the modulation envelope
scan length over which the signal strength represented by the modulation envelope (3.10) is greater than a defined value
Note 1 to entry: The width of the modulation envelope is quantifiable in different ways, such as the full width at half maximum (FWHM).
Note 2 to entry: The width of the modulation envelope is related to the coherence length described in ISO 11145:2018, 3.11.4, and is a function of the light source bandwidth (see ISO 25178-600:2019, 3.3.2), the camera spectral sensitivity and geometrical factors such as the numerical aperture of the illumination (see ISO 10934:2020, 3.1.10.4 and ISO 25178-600:2019, 3.3.6).
3.14
phase gap
ϕG
<coherence scanning interferometry> offset in units of phase at the equivalent wavelength (3.12) between the CSI scan (3.2) position for the interference fringe (3.7) and the maximum value of the modulation envelope (3.10) of a CSI signal (3.3)
Note 1 to entry: See Figure 1 for an example CSI signal illustrating the phase gap.
Note 2 to entry: The phase gap is a calculated value that depends on the data analysis method.
Note 3 to entry: The phase gap can vary as a function of optical dispersion in the instrument optics as well as sample surface characteristics such as surface films (see ISO 25178-600:2019, 3.4.1), local slope and optically non-uniform materials (see ISO 25178-600:2019, 3.4.6).
3.15
fringe-order error
2π error
<coherence scanning interferometry> error in the identification of the correct 2π phase interval in a topography map that makes use of the interference phase (3.8) as part of the CSI signal processing option (3.11)
Note 1 to entry: Fringe-order errors are integer multiples of one-half the equivalent wavelength (3.12) in height.
Note 2 to entry: Fringe-order errors can lead to artificial steps within the topography map. On smooth, continuous surfaces, these artificial steps can sometimes be corrected by using phase unwrapping algorithms (see ISO/TR 14999-2:2019, 6.6)
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