JPH0230723Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、格子干渉計に係り、特に、回折格子
と、該回折格子をよぎる第１光路の一端から光を
入射するための光源と、前記第１光路の他端に設
けられた第１反射鏡と、前記第１光路と交差する
第２光路の、回折格子に関して第１反射鏡と同一
側端に設けられた第２反射鏡と、前記第２光路
の、回折格子に関して光源と同一側端に設けられ
た、回折格子による干渉の発生状態を監視するた
めの干渉監視手段とを備え、前記第１反射鏡又は
第２反射鏡のいずれか一方が、その光路方向に進
退動可能とされている格子干渉計の改良に関す
る。

光学格子による干渉を利用して、波長オーダー
の微細な変位を検出するのに用いられる格子干渉
計の一つに、第１図に示す如く、一定周期Ｐの光
学格子が形成された回折格子１０と、該回折格子
１０を入射角θでよぎる第１光路１２の一端から
波長λの単色光を入射するための光源１４と、前
記第１光路１２の他端に設けられた第１平面鏡１
６と、前記第１光路１２と角度２θで交差する第
２光路１８の、回折格子１０に関して第１平面鏡
１６と同一側端に設けられた第２平面鏡２０と、
前記第２光路１８の、回折格子１０に関して光源
１４と同一側端に設けられた、回折格子１０によ
る干渉の発生状態を監視するための光検出器２２
とを備え、前記第１平面鏡１６又は第２平面鏡２
０を、その光路方向に移動させた時の、零次及び
一次回折波の干渉縞を観察して緒元を求めるよう
にしたものが知られている。図において、２４，
２６は、各々光源１４、光検出器２２の前方に設
けられたコリメータレンズである。

このような格子干渉計によれば、第１平面鏡１
６又は第２平面鏡２０と連動された測定対象の微
細な変位を精密に検出することができるという特
徴を有するが、この格子干渉計において、干渉縞
を発生させるためには、前記回折格子１０の周期
Ｐ、入射角θ及び光源波長λの間に、次式の関係
が成立する必要がある。

2Psinθ＝λ ……(1) 従つて、格子干渉計の組立て調整時に、前出(1)
式の関係を満足するように、回折格子１０、光源
１４、平面鏡１６又は２０、光検出器２２及びコ
リメータレンズ２４，２６の相対的な位置関係を
調整して入射角θを固定するものであるが、従来
はこの位置決め作業が非常に面到であるだけでな
く、一旦入射角θを設定すると、異なる周期Ｐの
回折格子１０や、異なる波長λの光源１４を使用
することができない。又、同一緒元で使用してい
る場合でも、回折格子１０の精度変化や格子定数
のばらつき、更には、周囲温度や圧力の変化によ
る光源波長λや屈折率の変化によつて、組立て調
整時には前出(1)式の関係を満足していたものが、
使用条件の変化と共に前出(1)式の関係を満足しな
くなつてしまい、干渉縞を観察することができな
くなる場合があるという問題点を有していた。

本考案は、前記従来の問題点を解消するべくな
されたもので、入射角を容易に調整することがで
き、従つて、組立て調整及び使用開始後の緒元変
更や使用条件の変化に対応する調整を容易に行う
ことができる格子干渉計を提供するとを目的とす
る。

本考案は、格子干渉計において、相対回動自在
に嵌合され、一方の円筒部材には回動軸を通る第
１光路が、他方の円筒部材には回動軸を通り且つ
前記第１光路と交差する第２光路が形成された、
２つの同芯円筒部材と、該同芯円筒部材の回動軸
を通り、その直径方向に延在させて配設された回
折格子と、前記第１光路の一端から光を入射する
ための光源と、前記第１光路の他端に設けられた
第１反射鏡と、前記第２光路の、回折格子に関し
て第１反射鏡と同一側端に設けられた第２反射鏡
と、前記第２光路の、回折格子に関して光源と同
一側端に設けられた、回折格子による干渉の発生
状態を監視するための干渉監視手段とを備え、前
記第１反射鏡又は第２反射鏡の少なくともいずれ
か一方を、その光路方向に進退動可能とすること
により、前記目的を達成したものである。

又、本考案の実施態様は、前記光源及び干渉監
視手段の前方に、各々コリメータレンズを設け、
各コリメータレンズを各々の光路方向に進退動可
能として、調整を更に容易としたものである。

本考案においては、相対回動自在に嵌合された
２つの同心円筒部材を用いて、一方の円筒部材に
は回動軸を通る第１光路を、他方の円筒部材には
回動軸を通り且つ前記第１光路と交差する第２光
路を形成するようにしたので、入射角を微細に且
つ容易に調整することができ、従つて、回折格子
の格子定数や光源波長のばらつき、変動等に対し
て、容易に対応できる。

以下図面を参照して、本考案の実施例を詳細に
説明する。

本実施例は、第２図に示す如く、相対回動自在
に嵌合され、内側円筒部材３０には回動軸を通る
第１光路１２が、外側円筒部材３２には回動軸を
通り且つ前記第１光路１２と角度２θで交差する
第２光路１８が形成された、二つの同心円筒部材
３０，３２と、該同心円筒部材３０，３２の回動
軸を通り、その直径方向に延在させて内側円筒部
材３０に配設された、例えばホログラムによつて
光学格子が形成された回折格子１０と、前記第１
光路１２の一端から光を入射するための光源１４
と、前記第１光路１２の他端に設けられた第１平
面鏡１６と、前記第２光路１８の、回折格子１０
に関して第１平面鏡１６と同一側端に設けられた
第２平面鏡２０と、前記第２光路１８の、回折格
子１０に関して光源１４と同一側端に設けられ
た、回折格子１０による干渉の発生状態を監視す
るための光検出器２２と、前記光源１４に電力を
供給する電源３３Ａ、前記光検出器２２の出力を
増幅する増幅器３３Ｂ及び該増幅器３３Ｂ出力を
波形整形する波形整形回路３３Ｃを含む電気回路
３３とから構成されている。

前記光源１４及び光検出器２２の前方には、そ
れぞれ内側円筒部材３０又は外側円筒部材３２と
螺合する筒状部材３４，３６を介して各々コリメ
ータレンズ２４，２６が設けられ、前記円筒部材
３４，３６を回動することによつて、各コリメー
タレンズ２４，２６が各々の光路方向に進退動可
能とされている。

前記第１平面鏡１６及び第２平面鏡２０は、そ
れぞれ内側円筒部材３０又は外側円筒部材３２と
螺合する筒状部材３８，４０を介して配設されて
おり、該円筒部材３８，４０を回動することによ
つて、各々の光路方向に進退動可能とされてい
る。

前記内側円筒部材３０及び外側円筒部材３２に
は、それぞれ適当な切欠きが設けられており、前
記円筒部材３４，３６，３８，４０の進退動を妨
げたり、前記光源１４による第１光路１２への光
の入射や前記第２光路１８の端部における光検出
器２２による光検出を妨げることがないようにさ
れている。

以下作用を説明する。

測定に際しては、まず、回折格子１０の周期Ｐ
及び光源１４の波長λに応じて、前記内側円筒部
材３０と外側円筒部材３２を相対的に回動し、入
射角θが、前出(1)式の関係を満足するようにし
て、止めねじ４２で固定する。又、前記光源１４
から第１光路１２に適確に光線が入射され、又、
前記光検出器２２で適確に干渉縞が検出されるよ
う、前記円筒部材３４，３６の位置を移動させ
て、コリメータレンズ２４，２６の位置を調整す
る。

ついで、測定対象の変位と連動させて前記第１
平面鏡１６又は第２平面鏡２０を進退動させなが
ら、干渉縞の発生状態を光検出器２２で監視す
る。

本実施例においては、前記回折格子１０の光学
格子をホログラムで形成しているので、非常に微
細な周期Ｐの光学格子を容易に得ることができ、
第１平面鏡１６又は第２平面鏡２０の移動状態
を、高精度で検出することができる。なお、回折
格子１０を形成する方法はそれに限定されない。

又、本実施例においては、光源１４前方のコリ
メータレンズ２４、及び、光検出器２２前方のコ
リメータレンズ２６が、共にそれぞれの光路方向
に進退動可能とされているので、光源１４とコリ
メータレンズ２４及び光検出器２２とコリメータ
レンズ２６間の相対位置の調整が容易である。

更に、本実施例においては、第１平面鏡１６及
び第２平面鏡２０を、共にそれぞれの光路方向に
進退動可能としているので、第１平面鏡１６、第
２平面鏡２０のいずれを用いても、干渉状態を監
視することが可能である。なおいずれか一方を固
定することも勿論可能である。

又、本実施例においては、回折格子１０を内側
円筒部材３０に取付けるようにしたので、回折格
子１０が内側円筒部材３０と外側円筒部材３２の
相対移動を妨げることがなく、調整が容易であ
る。

以上説明した通り、本考案によれば、入射角を
容易に調整することができる。従つて、格子干渉
計の組立て調整が容易となる。又、使用開始後の
緒元変更や、回折格子の精度変化、格子定数のば
らつき、更には光源波長の変化等による使用条件
の変化があつても、容易に対応できる。よつて、
格子干渉計の実用性が大幅に向上するという優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の格子干渉計の原理構成を示す
線図、第２図は、本考案に係る格子干渉計の実施
例の構成を示す、一部ブロツク線図を含む断面図
である。 １０……回折格子、１２……第１光路、１４…
…光源、１６……第１平面鏡、１８……第２光
路、２０……第２平面鏡、２２……光検出器、２
４，２６……コリメータレンズ、３０……内側円
筒部材、３２……外側円筒部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 相対回動自在に嵌合され、一方の円筒部材に
   は回動軸を通る第１光路が、他方の円筒部材に
   は回動軸を通り且つ前記第１光路と交差する第
   ２光路が形成された、２つの同芯円筒部材と、
   該同芯円筒部材の回動軸を通り、その直径方向
   に延在させて配設された回折格子と、前記第１
   光路の一端から光を入射するための光源と、前
   記第１光路の他端に設けられた第１反射鏡と、
   前記第２光路の、回折格子に関して第１反射鏡
   と同一側端に設けられた第２反射鏡と、前記第
   ２光路の、回折格子に関して光源と同一側端に
   設けられた、回折格子による干渉の発生状態を
   監視するための干渉監視手段とを備え、前記第
   １反射鏡又は第２反射鏡の少なくともいずれか
   一方が、その光路方向に進退動可能とされてい
   ることを特徴とする格子干渉計。 (2) 前記光源及び干渉監視手段の前方には、各々
   コリメータレンズが設けられ、各コリメータレ
   ンズが各々の光路方向に進退動可能とされてい
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の格子干
   渉計。