JPH03210436A

JPH03210436A - 干渉計

Info

Publication number: JPH03210436A
Application number: JP546490A
Authority: JP
Inventors: Hisakazu Nishisaka; 西坂　久和
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1991-09-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半透鏡、該半透鏡を透過した光と反射した光
をそれぞれ半透鏡へ向けて反射させる固定鏡系及び移動
鏡系からなり、特に、フーリエ変換赤外分光光度計に使
用するのに適した干渉計に関する。

〔従来の技術〕

第５図はマイケルソン型干渉計の従来例を示す図、第６
図はマイケルソン型干渉計の他の従来例を示す図である
。図中、１は半透鏡、４１と５１は固定鏡、４２と５２
は移動鏡を示している。

従来より周知のマイケルソン干渉計は、第５図に示すよ
うに入射光と出射光の一部が同一方向に入出射するよう
になっている。すなわち、入射光は、半透鏡ｌによって
反射光と透過光に分割され、それぞれ固定鏡４１と移動
鏡４２によって反射された後、再び半透鏡１に入射して
干渉光を形成する。このような干渉計では、固定鏡４１
側光路長と移動鏡４２側光路長との差によって発生する
インタフェログラムと呼ばれる干渉信号を利用する場合
、出射光の半分が入射光の方向へ戻ってしまって分離が
困難なため、出射光の残り半分を測定に使用するこきに
なる。また、入射光の方向へ戻った光は、光源等に悪影
響を及ぼすことにもなる。

このように出射光の半分が入射光の方向へ戻るのを避け
るために、第６図に示すように直角の２面鏡からなる固
定８５１及び移動鏡５２を用いて入射光と出射光を分離
するものも知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第６図のような構成によると、半透Ｍｌ
が２倍の面積を必要とする。しかも、第５図、第６図何
れのものも、半透鏡１としてＫＢｒ、Ｃｓ１等の結晶板
に半透物質を蒸着して構成したものを用いる場合は、固
定鏡４１を経る光路及び移動鏡４２を経る光路を同一特
性にするため、何れかの光路に同一結晶、同一厚さの補
償板を挿入する必要がある。第６図のものにおいては、
この代わりに、図示のように入射光路上の半透膜５４と
出射光路上の半透膜５５を結晶板５３の表裏に別々に蒸
着することが提案されているが、半透鏡ｌの製造が容易
でなくなる。

これらの問題点とは別に、上記の従来のマイケルソン干
渉計においては、半透鏡ｌを境として固定鏡側光路と移
動鏡側光路とが分離されていて別々の空間を通るので、
片方の光路の雰囲気が変化して屈折率等が変わったとき
に一方の光路のみにその影響があられれるため、その影
響を補償したりその変化を制御することは困難である。

したがって、本発明の目的は、半透鏡を境とする一方の
側の空間の雰囲気が変化しても自動的にこの影響を補償
することができ、また、出射光の一部が入射光の方向へ
戻るのを避けることのできる構造の干渉計を提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

そのために、本発明の干渉計は、半透鏡、該半透鏡の一
方の側へ入射した入射光の中の他方の側へ透過した光を
該半透鏡の一方の側へ向けて反射する複数の反射鏡から
なる第１反射光学系、及び、前記入射光の中の該半透鏡
によって一方の側へ反射された光を該半透鏡の他方の側
へ向けて反射する複数の反射鏡からなる第２反射光学系
からなり、第１反射光学系を経て該半透鏡の一方の側へ
入射しそこで反射された光と第２反射光学系を経て該半
透鏡の他方の側へ入射しそこを透過した光とが同一の光
路をたどり、かつ、第１反射光学系又は第２反射光学系
の一方が光路長を変更する移動鏡を含む干渉計において
、第１反射光学系を経る光路と第２反射光学系を経る光
路が空間的にほぼ並列していて同一平面上に存在してい
ないことを特徴とするものである。

そして、前記入射光の半透鏡への入射位置と前記第１反
射光学系及び第２反射光学系を経て半透鏡へ入射する入
射光の位置とが一致するように第１反射光学系及び第２
反射光学系を構成すると、半透鏡の面積が小さくてすむ
ものである。

〔作用〕

本発明の干渉計では、第１反射光学系を経る光路と第２
反射光学系を経る光路が空間的にほぼ並列していて同一
平面上に存在していないので、半透鏡を境とする一方の
空間の雰囲気が変化しても自動的にこの影響を補償する
ことができ、また、出射光の一部が入射光の方向へ戻る
のを避けることのできる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る干渉計の１実施例を示す平面図（
ａ）と斜視図ら）であり、Ｉは半透鏡、２は固定鏡■、
３は固定鏡■、４は移動鏡■、５は移動鏡Ｉを示す。

第１図において、半透鏡ｌで反射した入射光の半分は、
固定鏡■２、固定鏡Ｕ３を経て半透鏡ｌの同じ位置に戻
るように配置されている。また、半透鏡ｌを透過した入
射光の半分は、移動鏡Ｕ４、移動鏡Ｉ５を経て半透鏡ｌ
の同じ位置に戻るように配置されている。半透鏡ｌの位
置に戻ってきた双方の光は、半透鏡１の表裏で干渉し、
出射光１１出射光Ｈの２方向に出射する。図から明らか
なように、半透鏡１から固定鏡Ｉ２、固定鏡■３を経る
光路と半透鏡１から移動鏡Ｕ４、移動鏡Ｉ５を経る光路
とは、はぼ同じ空間に並列していて、同一平面上に存在
しないので、半透鏡ｌを境とする一方側の空間の雰囲気
の変化、例えば温度の変化等による屈折率の変化があっ
ても、自動的にこの影響を補償することができる。また
、出射光Ｉは入射光の方向とは異なる方向になり、出射
光の一部が入射光の方向へ戻るのが避けられる。ところ
で、移動鏡■５、移動鏡■４が図示の矢印のように互い
に近づいたり離れたりすると、移動鏡側と固定鏡側との
間に光路差が生じ、干渉によって出射光Ｉ及び出射光■
からインターフェログラムと呼ばれる干渉信号が得られ
る。また、移動鏡■５と移動鏡■４が一体になって半透
鏡ｌから離れる方向に移動しても、上記と同様に移動鏡
側と固定鏡側との間に光路差が生じて、インターフェロ
グラムが得られる。ただし、この場合は、移動鏡■５、
移動鏡■４上の反射点が鏡の移動に伴って移動するので
、移動範囲は移動鏡Ｉ５、移動鏡■４の外形によって限
定され、そのため両光路の最大光路差はこれによって限
定されてしまう。なお、この実施例において、固定鏡系
、移動鏡系とも３枚以上の反射鏡にて構成できることは
もちろんである。

次に、第２図に第１図の実施例の変形の平面図（ａ）と
斜視図ら）を示す。

第２図の干渉計においては、固定鏡側及び移動鏡側双方
を３枚の反射鏡１１〜１３．１４〜１６で構成し、しか
も、移動鏡側の移動鏡１１４と移動鏡１１１５からなる
系に入射する光とそこから出射する光が平行になるよう
に、移動鏡１１４と移動鏡１１１５の角度関係を設定し
く相互に９０°の角度をなす。）、図示の矢印のように
これら入出射方向に平行な方向に移動鏡１１４と移動鏡
［１５を一体に移動することで、両光路に光路差を生じ
させてインターフェログラムを発生させるようにしてい
る。この場合は移動鏡Ｉ［［１６は実際上固定する。第
１図の実施例の場合は、移動鏡■５と移動鏡■４を一体
にして移動すると、移動鏡■５、移動鏡■４上の反射点
は鏡の移動に伴って移動してしまうが、この実施例にお
いては、反射点は移動鏡１１４、移動鏡１１１５上で移
動しない。したがって、両光路の光路差は大きくとれ、
この点から最大光路差が制限されることはない。なお、
体の移動鏡１１４と移動鏡１１５の代わりに、３枚の反
射鏡を相互に直交させて構成したコーナーキューブミラ
ーを用いてもよい。

さて、第１の実施例において、半透鏡１で反射した入射
光は、固定鏡１２、固定鏡■３を経て′を透鏡１の同じ
位置に戻るように配置することは必ずしも必要ではない
。移動鏡■４、移動鏡Ｉ５を経て半透鏡１に戻る光につ
いても同様である。第３図に示した実施例は、入射光と
出射光Ｉを平行に分離するように固定鏡［２１、固定鏡
１２２、移動鏡＋２３、移動鏡１１２４を配置したもの
である。この場合、半透鏡１の大きさは実施例１のもの
に比較して大きくきらなければならないが、半透鏡１に
至る両光路が同じ回数だけ半透鏡１の結晶基板を通るの
で、第６図の従来例のように結晶板の表裏に半分ずつ半
透膜を設ける必要はない。

この第３図の実施例においても、第２図の場合と同様に
、固定鏡側及び移動鏡側双方を３枚の反射鏡で構成し、
しかも、移動鏡側の２枚の移動鏡からなる系に入射する
光とそこから出射する光が平行になるようにこれらの移
動鏡の角度関係を設定し、これら入出射方向に平行な方
向にこの２枚の移動鏡を一体に移動することで、両光路
に光路差を生じさせてインター７エロダラムを発生させ
るようにすることができる。このような変形例を第４図
に示す。構成は第２図の場合と同様であるので、説明は
省略する。なあ、この場合も、一体の移動鏡１３４と移
動鏡［３５の代わりにコーナーキューブミラーを用いる
ことができる。

なふ、本発明の干渉計においては、固定鏡系、移動鏡系
とも３枚以上の反射鏡にて構成してもよいことは明らか
であろう。さらに、固定鏡系と移勤鏡系の反射鏡の枚数
が異なっていてもよいし、系の中にレンズ等の結像素子
、プリズム等の他の光学素子が含まれていてもよい。

ところで、本発明の干渉計は何れの実施例においても、
半透鏡１の一方の側にある反射鏡が一体になって移動変
化した場合、移動後の半透鏡１からの出射光は何れの光
路を経てきごも同一の方向にずれるので、干渉性能に対
する影響は小さいという特徴を有している。例えば、第
１図の実施例において、図示の半透鏡ｌを通る回転軸を
中心にして固定鏡■３、移動鏡■４が一体になって回転
しても、出射光１１■の方向がずれるだけで、インター
フェログラムにほとんど影響はない。なお、本発明の干
渉計においては、何れの実施例においても、入射光の方
向を１つしか図示しなかったが、第１図ｂ）に示すよう
に、半透鏡ｌに対して対称な位置にある入射光Ｈの方向
から入射光を導入してもよいことは明らかであろう。他
の実施例についても同様であるが、図を簡単にするため
に省略し〔発明の効果〕以上の説明から明らかなように、本発明においては、第
１反射光学系を経る光路と移動鏡を含む第２反射光学系
を経る光路とが空間ζノにほぼ並列していて同一平面上
に存在していないので、半透鏡を境とする一方の側の空
間の雰囲気が変化しても自動的にこの影響を補償する二
とができ、また、出射光の一部が入射光の方向へ戻るの
を融けることができ、２つの出射光をインターフェログ
ラムの検出に利用できる。

そして、半透鏡の一方の側にある反射鏡が一体になって
移動変化した場合、移動後の半透鏡からの出射光は何れ
の光路を経てきても同一の方向にずれるので、干渉性能
に対する影響は小さい。

また、半透鏡に至る両光路が同じ回数だけ半透鏡の結晶
基板を通るので、従来のもののように結晶板の表裏に半
分ずつ半透膜を設けたり、一方の光路に補償板を挿入す
るといったことを行う必要がない。

さらに、光路を立体的に配置するので、半透鏡に入射す
る角度を垂直に近づけることができ、出射光も同じ角度
で出射することが可能となる。このため、半透鏡による
偏光特性の影響を小さくすることができる。

また、半透鏡の同一位置に入出射するものｌこおいては
、半透鏡の大きさが小さくてすむ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る干渉計の１実施例の構成を示す平
面図と斜視図、第２図は第１図の変形例の第１図と同様
な図、第３図は別の実施例の第１図と同様な図、第４図
は第３図の変形例の第１図と同様な図、第５図はマイケ
ルソン型干渉計の従来例を示す光路図、第６図はマイケ
ＪＬＩソン型干渉計の他の従来例を示す光路図である。１・・・半透鏡、２．２２・・・固定鏡１，３．２１・
・・固定鏡■、４．２４・・・移動鏡■、５．２３・・
・移動鏡１１１１．３１・・・固定鏡１１１２．３２・
・・固定鏡■、１３．３３・・・固定鏡■、１４．３４
・・・移動鏡ｌ５１５．３５・・・移動鏡■、１６．３
６・・・移動鏡■ 出願人日本電子株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半透鏡、該半透鏡の一方の側へ入射した入射光の
中の他方の側へ透過した光を該半透鏡の一方の側へ向け
て反射する複数の反射鏡からなる第１反射光学系、及び
、前記入射光の中の該半透鏡によって一方の側へ反射さ
れた光を該半透鏡の他方の側へ向けて反射する複数の反
射鏡からなる第２反射光学系からなり、第１反射光学系
を経て該半透鏡の一方の側へ入射しそこで反射された光
と第２反射光学系を経て該半透鏡の他方の側へ入射しそ
こを透過した光とが同一の光路をたどり、かつ、第１反
射光学系又は第２反射光学系の一方が光路長を変更する
移動鏡を含む干渉計において、第１反射光学系を経る光
路と第２反射光学系を経る光路が空間的にほぼ並列して
いて同一平面上に存在していないことを特徴とする干渉
計。
（２）前記入射光の該半透鏡への入射位置と前記第１反
射光学系及び第２反射光学系を経て該半透鏡へ入射する
入射光の位置とが一致するように前記第１反射光学系及
び第２反射光学系が構成されていることを特徴とする請
求項１記載の干渉計。