JPH0222503A - レーザ干渉測定装置 - Google Patents
レーザ干渉測定装置Info
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- JPH0222503A JPH0222503A JP63172277A JP17227788A JPH0222503A JP H0222503 A JPH0222503 A JP H0222503A JP 63172277 A JP63172277 A JP 63172277A JP 17227788 A JP17227788 A JP 17227788A JP H0222503 A JPH0222503 A JP H0222503A
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- polarizing
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザ干渉測定装置に係り、特に光ファイバを
用いて小型化に構成したレーザ干渉測定装置に関する。
用いて小型化に構成したレーザ干渉測定装置に関する。
第３図では従来のレーザ干渉測定装置の構造が示されて
いる。図においてレーザ光源１０から出た光はビームエ
キスパンダ１２により平行光束とされ、直角プリズム１
４によって９０°方向変換される。直角プリズム１４か
ら出射した光はビームスプリッタ１６に入り、測定鏡１
８と参照鏡２０とに向けて分割される。測定鏡１８、参
照鏡２０からの反射光は再びビームスプリッタ１６に入
り、再結合されて出射し、拡大レンズ２２を通って４個
のフォトダイオード２４上に干渉縞を投影する。フォト
ダイオード２４は干渉縞の明暗を電気信号に変え、移動
量の測定の場合には移動量に対応する干渉縞の明暗の変
化をカウントして測定鏡１８の移動量を知るようになっ
ている。
いる。図においてレーザ光源１０から出た光はビームエ
キスパンダ１２により平行光束とされ、直角プリズム１
４によって９０°方向変換される。直角プリズム１４か
ら出射した光はビームスプリッタ１６に入り、測定鏡１
８と参照鏡２０とに向けて分割される。測定鏡１８、参
照鏡２０からの反射光は再びビームスプリッタ１６に入
り、再結合されて出射し、拡大レンズ２２を通って４個
のフォトダイオード２４上に干渉縞を投影する。フォト
ダイオード２４は干渉縞の明暗を電気信号に変え、移動
量の測定の場合には移動量に対応する干渉縞の明暗の変
化をカウントして測定鏡１８の移動量を知るようになっ
ている。
前記従来のレーザ干渉測定装置では、４個のフォトダイ
オード２４上に１スポツトの干渉縞を投影し、４個のフ
ォトダイオード２４０位相がπ／２異なるように参照鏡
２０を傾け、縞間隔を調整していた。しかしながら、こ
のような調整方法では、測定鏡１８の振れや、各鏡の表
面性状等により縞間隔の狂いや干渉縞の明暗のばらつき
等が生じるため、長い距離の測定においては４個の位相
がπ／２異なる信号の位相関係が不安定になる欠点があ
った。
オード２４上に１スポツトの干渉縞を投影し、４個のフ
ォトダイオード２４０位相がπ／２異なるように参照鏡
２０を傾け、縞間隔を調整していた。しかしながら、こ
のような調整方法では、測定鏡１８の振れや、各鏡の表
面性状等により縞間隔の狂いや干渉縞の明暗のばらつき
等が生じるため、長い距離の測定においては４個の位相
がπ／２異なる信号の位相関係が不安定になる欠点があ
った。
更に、前記従来のレーザ干渉測定装置では、ビームスプ
リッタ１６から出射した干渉光をフォトダイオード２４
で直接受光するため、他の部品を小型化しても装置の大
きさがフォトダイオード２４の外径に制約され、小型化
できない欠点があった。
リッタ１６から出射した干渉光をフォトダイオード２４
で直接受光するため、他の部品を小型化しても装置の大
きさがフォトダイオード２４の外径に制約され、小型化
できない欠点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、長い
距離の測定においても４つのπ／２ずつ位相の異なる信
号の位相関係が不安定にならず、コンパクトなレーザ干
渉測定装置を提案することを目的としている。
距離の測定においても４つのπ／２ずつ位相の異なる信
号の位相関係が不安定にならず、コンパクトなレーザ干
渉測定装置を提案することを目的としている。
本発明は、前記目的を達成する為に、測定鏡、参照鏡に
コーナーキューブプリズムを用いる事とし、またレーデ
光源からの光を偏光膜によりＰ成分とＳ成分とに分割し
て測定鏡と参照鏡とに入射させると共に測定鏡と参照鏡
からの反射光を再結合する第１の偏光ビームスプリッタ
を設け、第１の偏光ビームスプリッタから出た光を２方
向に分割するビームスプリッタを設け、ビームスプリッ
タで分割した光の一方の光を偏光膜によりＰ成分とＳ成
分とに分割し逆位相の干渉光を出射する光軸が４５°傾
いた第２の偏光ビームスプリッタを設け、ビームスプリ
ッタで分割した他方の光を偏光膜によりＰ成分とＳ成分
とに分割し逆位相の干渉光を出射する光軸が４５°傾い
た第３の偏光ビームスブーリッタを設け、ビームスプリ
ッタと第３の偏光ビームスプリッタとの間の光路に第２
の偏光ビームスプリッタに入射する光の位相に対して第
３の偏光ビームスプリッタに入射する光の位相を９０“
ずらすＡ波長板を設け、区波長板の光軸は第１の偏光ビ
ームスブリフタのＰ偏光、又はＳ偏光のいずれかの偏光
方向と同一であり、第２、第３の偏光ビームスプリッタ
から出射した光を４本の光ファイバの各端面に入射させ
、この光ファイバによりレーザ干渉測定装置のケース外
に干渉信号を取出すことを特徴としている。
コーナーキューブプリズムを用いる事とし、またレーデ
光源からの光を偏光膜によりＰ成分とＳ成分とに分割し
て測定鏡と参照鏡とに入射させると共に測定鏡と参照鏡
からの反射光を再結合する第１の偏光ビームスプリッタ
を設け、第１の偏光ビームスプリッタから出た光を２方
向に分割するビームスプリッタを設け、ビームスプリッ
タで分割した光の一方の光を偏光膜によりＰ成分とＳ成
分とに分割し逆位相の干渉光を出射する光軸が４５°傾
いた第２の偏光ビームスプリッタを設け、ビームスプリ
ッタで分割した他方の光を偏光膜によりＰ成分とＳ成分
とに分割し逆位相の干渉光を出射する光軸が４５°傾い
た第３の偏光ビームスブーリッタを設け、ビームスプリ
ッタと第３の偏光ビームスプリッタとの間の光路に第２
の偏光ビームスプリッタに入射する光の位相に対して第
３の偏光ビームスプリッタに入射する光の位相を９０“
ずらすＡ波長板を設け、区波長板の光軸は第１の偏光ビ
ームスブリフタのＰ偏光、又はＳ偏光のいずれかの偏光
方向と同一であり、第２、第３の偏光ビームスプリッタ
から出射した光を４本の光ファイバの各端面に入射させ
、この光ファイバによりレーザ干渉測定装置のケース外
に干渉信号を取出すことを特徴としている。
本発明では位相がπ／２づつずれた４つの干渉光を長い
距離の測定においても安定して取り出すことが出来るの
で・、長い距離の測定にも誤差がなくなり、また４本の
光ファイバの各末端にこの干渉光を当て、各光ファイバ
の他端を干渉装置のケース外に引出して干渉光を電気的
に処理する。従ってケース内のスペース上の制約は光フ
ァイバの外径で左右され、フォトダイオードの外径に制
約される従来のレーザ干渉測定装置より大幅に小型化出
来る。
距離の測定においても安定して取り出すことが出来るの
で・、長い距離の測定にも誤差がなくなり、また４本の
光ファイバの各末端にこの干渉光を当て、各光ファイバ
の他端を干渉装置のケース外に引出して干渉光を電気的
に処理する。従ってケース内のスペース上の制約は光フ
ァイバの外径で左右され、フォトダイオードの外径に制
約される従来のレーザ干渉測定装置より大幅に小型化出
来る。
以下添付図面に従って、本発明に係るレーザ干渉測定装
置の好ましい実施例を詳説する。
置の好ましい実施例を詳説する。
第１図においてｌＯはレーザ干渉測定装置のケース、１
２はレーザ光源、１４はコリメートレンズ、１６は偏光
膜１８を有する偏光ビームスブリフタ、２０はコーナヰ
二−ブから成る移動鏡、２２はコーナキニープから成る
参照鏡である。
２はレーザ光源、１４はコリメートレンズ、１６は偏光
膜１８を有する偏光ビームスブリフタ、２０はコーナヰ
二−ブから成る移動鏡、２２はコーナキニープから成る
参照鏡である。
また、２２は光束を絞る逆望遠鏡構造の光学系、２４は
ビームスプリッタ、２６はビームスプリッタ２４で分割
された光の一方をＰ成分とＳ成分とに分割する第２の偏
光ビームスブリフタ、また、２８はス波長板、３０は直
角プリズム、３２はビ−ムスプリッタ２４で分割された
光の他方をＰ成分とＳ成分とに分割する第３の偏光ビー
ムスプリッタである。更に、３４．３６は直角プリズム
、また、３８乃至４４は集光レンズ、４６乃至５２は光
ファイバである。
ビームスプリッタ、２６はビームスプリッタ２４で分割
された光の一方をＰ成分とＳ成分とに分割する第２の偏
光ビームスブリフタ、また、２８はス波長板、３０は直
角プリズム、３２はビ−ムスプリッタ２４で分割された
光の他方をＰ成分とＳ成分とに分割する第３の偏光ビー
ムスプリッタである。更に、３４．３６は直角プリズム
、また、３８乃至４４は集光レンズ、４６乃至５２は光
ファイバである。
光フアイバ４６乃至５２は、ケースｌＯ外の図示しない
処理回路に送られ、電気的に処理される。
処理回路に送られ、電気的に処理される。
前記の如く構成された本発明に係るレーザ干渉測定装置
の作用は次のとおりである。先ず、レーデ光源１２から
出射したレーザ光はコリメートレンズ１４によって平行
光束とされ、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。偏
光ビームスプリッタ１６に入射した光のうち、測定光（
Ｐ成分）は偏・光膜１８を通過し、移動鏡２０に入り、
１８０゜方向を変えられた後、再び偏光ビームスプリッ
タ１６に入射する。また、レーザ光のうち参照光（Ｓ成
分）は偏光膜１８で反射され、参照鏡２２で１８０°方
向を変えられて出射し、再び偏光ビームスプリッタ１６
に入射して移動鏡２０からのＰ成分と再結合される。
偏光ビームスプリッタ１６から出射した光束は逆望遠鏡
構造の光学系を有するレンズ光学系２２により絞られ、
ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２
４に入射した光は分割され一方の光は第２の偏光ビーム
スプリッタ２６に入射する。第２の偏光ビームスプリッ
タ２６に入射した光のＰ成分は偏光膜を通過し、レンズ
３８で絞られ、光ファイバ４６の端面に入射する。また
、第２の偏光′ビームスプリッタ２６によって偏光膜で
反射されたＳ成分は直角プリズム３４に入射し、直角プ
リズム３４によって９０°方向を変えられたＳ成分の光
はレンズ４０で絞られ光ファイバ４８の端面に入射する
。
の作用は次のとおりである。先ず、レーデ光源１２から
出射したレーザ光はコリメートレンズ１４によって平行
光束とされ、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。偏
光ビームスプリッタ１６に入射した光のうち、測定光（
Ｐ成分）は偏・光膜１８を通過し、移動鏡２０に入り、
１８０゜方向を変えられた後、再び偏光ビームスプリッ
タ１６に入射する。また、レーザ光のうち参照光（Ｓ成
分）は偏光膜１８で反射され、参照鏡２２で１８０°方
向を変えられて出射し、再び偏光ビームスプリッタ１６
に入射して移動鏡２０からのＰ成分と再結合される。
偏光ビームスプリッタ１６から出射した光束は逆望遠鏡
構造の光学系を有するレンズ光学系２２により絞られ、
ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２
４に入射した光は分割され一方の光は第２の偏光ビーム
スプリッタ２６に入射する。第２の偏光ビームスプリッ
タ２６に入射した光のＰ成分は偏光膜を通過し、レンズ
３８で絞られ、光ファイバ４６の端面に入射する。また
、第２の偏光′ビームスプリッタ２６によって偏光膜で
反射されたＳ成分は直角プリズム３４に入射し、直角プ
リズム３４によって９０°方向を変えられたＳ成分の光
はレンズ４０で絞られ光ファイバ４８の端面に入射する
。
ここで、光ファイバ４６．４８に入る干渉光は、偏光膜
を透過した光と反射した光であるので互いに逆位相とな
っている。
を透過した光と反射した光であるので互いに逆位相とな
っている。
更に、ビームスプリッタ２４で分割された他方の光はス
波長板２８を通り、直角プリズム３０で方向を９０°変
えられ、第３の偏光ビームスプリッタ３２に入射する。
波長板２８を通り、直角プリズム３０で方向を９０°変
えられ、第３の偏光ビームスプリッタ３２に入射する。
第３の偏光ビームスプリッタ３２に入射する光は、ス波
長板２８を通過しているので、第２の偏光ビームスプリ
ッタ２６に入射する光に対して位相が９０°ずれている
。第３のビームスプリッタ３２に入射したレーザ光のう
ち透過した側の干渉光（Ｐ成分）は偏光膜を通過し、更
に、レンズ４２で絞られ光ファイバ５０の端面に入射す
る。また、第３の偏光ビームスプリッタ３２の偏光膜で
反射された干渉光（Ｓ成分）は直角プリズム３６により
９０°方向を変えられたのちレンズ４４で絞られ光ファ
イバ５２の端面に入射する。光ファイバ５０．５２に入
射する干渉光は、偏光膜を通過した光と反射した光であ
るので、互いに逆位相となっている。
長板２８を通過しているので、第２の偏光ビームスプリ
ッタ２６に入射する光に対して位相が９０°ずれている
。第３のビームスプリッタ３２に入射したレーザ光のう
ち透過した側の干渉光（Ｐ成分）は偏光膜を通過し、更
に、レンズ４２で絞られ光ファイバ５０の端面に入射す
る。また、第３の偏光ビームスプリッタ３２の偏光膜で
反射された干渉光（Ｓ成分）は直角プリズム３６により
９０°方向を変えられたのちレンズ４４で絞られ光ファ
イバ５２の端面に入射する。光ファイバ５０．５２に入
射する干渉光は、偏光膜を通過した光と反射した光であ
るので、互いに逆位相となっている。
前記実施例によれば、第２、第３の偏光ビームスプリッ
タ２６．３２においては透過光と反射光では光軸は直交
しているため、干渉強度が逆位相となる。また、第２、
第３の偏光ビームスプリッタ２６．３２と直角プリズム
３４．３６との配置は第３図のようにＳ成分、Ｐ成分に
対し４５°傾いた光軸に設定されている。更に、ビーム
スプリッタ２４の反射側光路には蚤波長板３０が配置さ
れていて、透過側光路に対して参照光又は測定光の位相
がπ／２ずれるようになっている。これにより位相がπ
／２づつずれた４個の干渉光を作り出し光フアイバ４６
乃至５２の端面に入射させると共に光フアイバ４６乃至
５２によってケース外の図示しない電子回路に取り出せ
るようになっている。
タ２６．３２においては透過光と反射光では光軸は直交
しているため、干渉強度が逆位相となる。また、第２、
第３の偏光ビームスプリッタ２６．３２と直角プリズム
３４．３６との配置は第３図のようにＳ成分、Ｐ成分に
対し４５°傾いた光軸に設定されている。更に、ビーム
スプリッタ２４の反射側光路には蚤波長板３０が配置さ
れていて、透過側光路に対して参照光又は測定光の位相
がπ／２ずれるようになっている。これにより位相がπ
／２づつずれた４個の干渉光を作り出し光フアイバ４６
乃至５２の端面に入射させると共に光フアイバ４６乃至
５２によってケース外の図示しない電子回路に取り出せ
るようになっている。
以上説明したように、本発明に係るレーザ干渉測定装置
によれば、位相のπ／２づつずれた４個の干渉光を光学
部品により作ることにより、移動鏡を長い距離移動して
も縞間隔の狂い又は干渉縞の明暗のばらつき等が生じて
も４個の干渉光の位相関係が変わらない。
によれば、位相のπ／２づつずれた４個の干渉光を光学
部品により作ることにより、移動鏡を長い距離移動して
も縞間隔の狂い又は干渉縞の明暗のばらつき等が生じて
も４個の干渉光の位相関係が変わらない。
また、干渉光は光ファイバで受け、レーザ干渉測定装置
と別設の処理回路に光ファイバを介して送られるので、
レーザ干渉測定装置はコンパクトに構成することができ
る。
と別設の処理回路に光ファイバを介して送られるので、
レーザ干渉測定装置はコンパクトに構成することができ
る。
第１図は本発明に係るレーデ干渉測定装置の構造を示す
説明図、第２図は本発明に係るレーザ干渉測定装置の要
部を示す斜視図、第３図は従来のレーザ干渉測定装置を
示す説明図である。 １２・・・レーデ光源、 １６・・・偏光ビームスプリ
ッタ、 ２０・・・移動鏡、 ２２・・・参照鏡、 ２
４・・・ビームスプリッタ、 ２６・・・第２の偏光ビ
ームスプリッタ、 ２８・・・ス波長板、 ３２・・・
第３の偏光ビームスプリッタ、 ４６．５２・・・光
ファイバ。
説明図、第２図は本発明に係るレーザ干渉測定装置の要
部を示す斜視図、第３図は従来のレーザ干渉測定装置を
示す説明図である。 １２・・・レーデ光源、 １６・・・偏光ビームスプリ
ッタ、 ２０・・・移動鏡、 ２２・・・参照鏡、 ２
４・・・ビームスプリッタ、 ２６・・・第２の偏光ビ
ームスプリッタ、 ２８・・・ス波長板、 ３２・・・
第３の偏光ビームスプリッタ、 ４６．５２・・・光
ファイバ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レーザ光源からの光を偏光膜によりＰ成分とＳ成分とに
分割して測定鏡と参照鏡とに入射させると共に測定鏡と
参照鏡からの反射光を再結合する第１の偏光ビームスプ
リッタを設け、 第１の偏光ビームスプリッタから出た光を２方向に分割
するビームスプリッタを設け、 ビームスプリッタで分割した光の一方の光を偏光膜によ
りＰ成分とＳ成分とに分割し逆位相の干渉光を出射する
第２の偏光ビームスプリッタを設け、 ビームスプリッタで分割した他方の光を偏光膜によりＰ
成分とＳ成分とに分割し逆位相の干渉光を出射する第３
の偏光ビームスプリッタを設け、ビームスプリッタと第
３の偏光ビームスプリッタとの間の光路に第２の偏光ビ
ームスプリッタに入射する光の位相に対して第３の偏光
ビームスプリッタに入射する光の位相を９０°ずらす１
／４波長板を設け、 第２、第３の偏光ビームスプリッタから出射した光を４
本の光ファイバの各端面に入射させ、この光ファイバに
よりレーザ干渉測定装置のケース外に干渉信号を取出す
ことを特徴とするレーザ干渉測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172277A JP2572111B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | レーザ干渉測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63172277A JP2572111B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | レーザ干渉測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222503A true JPH0222503A (ja) | 1990-01-25 |
| JP2572111B2 JP2572111B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=15938933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63172277A Expired - Lifetime JP2572111B2 (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | レーザ干渉測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572111B2 (ja) |
Cited By (7)
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-
1988
- 1988-07-11 JP JP63172277A patent/JP2572111B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| DE102010000817A1 (de) | 2009-01-13 | 2010-08-05 | Mitutoyo Corp., Kawasaki-shi | Laserinterferometer |
| US7876449B2 (en) | 2009-01-13 | 2011-01-25 | Mitutoyo Corporation | Laser interferometer |
| DE102010000817B4 (de) | 2009-01-13 | 2023-03-23 | Mitutoyo Corp. | Laserinterferometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2572111B2 (ja) | 1997-01-16 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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