JPH03220430A

JPH03220430A - 干渉計

Info

Publication number: JPH03220430A
Application number: JP1688590A
Authority: JP
Inventors: Hisakazu Nishisaka; 西坂　久和
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1991-09-27

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、咳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。

ご従来の技術〕第６図に従来のマイケルソン型干渉計の構成を示す。図
中、１は半透鏡、２は固定鏡、３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６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１によっ
て反射光と透過光に分割され、それぞれ固定鏡２と移動
鏡３によって反射された後、再び半透鏡ｌ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２側光
路長と移動鏡３側光路長との差によって発生するインタ
ー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とになる
。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。

この点とは別に、第６図のような構成によると、出射光
Ｈの方向に検知器を配置したとき、検知器からの光が干
渉計を経て検知器自身に戻って信号光の中に混入するた
め、検知器から得られるインターフエロダラム信号の変
動原因となり得る。そのため、干渉計と検知器の間にス
リットないしアパーチャーを配置するか、又は、スリッ
トないしアパーチャー状の試料ホルダーに試料を入れて
測定することにより、検知器からの光が干渉計に入射し
な５１ようにすることも考えられるが、検知器かろの光
が上記スリットを−いしアバ−チア−（又よ、スリット
ないしアパーチャー状の試料ホルダ）に当たってはね返
り、同様に検知器に入る可能性もある。このため、検知
器周辺に温度変動があるときや、スリットないしアパー
チャーに温度変動があるとき：ま、この温度変動による
干渉計の出力変動の原因になる。

上記のようｉ；従来のマイケルソン干渉計の欠点である
出射光の半分が入射光の方向へ戻るのを避けるために、
本発明者は実開昭６０　７２５１１号公報におし）で、
第７図に示すように、固定鏡２と移動鏡３を２面鏡で構
成し、半透鏡１からそれぞれの鏡２．３への入射方向と
それぞれの鏡２．３かろの反射光の半透鏡１に対する入
射方向とが異なるように構成して、半透鏡１の面積を増
やさなくとも、入射光■側へ戻る出射光■を入射光■か
ら分離して利用できるようにして測定精度を向上させ、
また、光源への出射光の悪影響を一一＜シた干渉計を提
案した。

しかしながら、第７図のように入射光Ｉ側へ戻る出射光
■も測定に利用できるようにする場合も、第８図に示す
ように、検知器■、検知器■何れの側からも、入射光■
及び入射光Ｈの２か所から入射光が入ってくるように見
えるので、測定に使用していない入射光側（工ないし■
）の温度変動等の影響を受けることになり、干渉計の出
力が変動し得ることになる（なお、第８図においては、
矢印は検知器■から干渉計を覗いた状態を示す。）。

そこで、第７図に示すような複数の入射光方向を有し、
入射光方向と出射光方向が分離している干渉計において
、使用しない入射光方向の温度変化等の影響を受けない
ようにするため、その方向に定温黒体を配置し、入射光
が入射しない入射光側から変動の大きいバンクグラウン
ド光が入るのを防ぐようにすることができる。

この点を、第９図を用し）でさらに説明すると、このよ
う−；干渉計におし）では、入射光は図示の入射光１及
−（入射光Ｈの２か所の位置の何れから入れてもよく、
通常は何れか一方の位置から入射光を入射させ（図示の
場合は入射光Ｉの方向から入れて″、）る。）、他方の
入射光（図示の場合は入射光■）の位置には何も配置し
なくとも、第８図にア一）で説明したように、この方向
から温度変動等の影響を含んだ光が検知器■及び検知器
■に入射して測定に影響を与え得るので、この方向に定
温黒体４を配置する。図示のように検知器■又は検知器
■の側から干渉計を覗くと、干渉計、入射光Ｉ、定温黒
体４が重−一って見える。したがって、入射光■側に定
温黒体４を配置したことにより、入射光■側かろ変動の
大きいバックグラウンド光が入るのを防ぐことができる
。定温黒体４としては、例えば周囲を断熱材で覆し）内
面を黒く塗った積分球、同様な円錐体を用いる。

ところで、第７図のような干渉計において、入射光■の
方向に定温黒体４の代わりに定温黒体と同様の作用をす
る別の光源を配置してもよい。

したがって、本発明の目的は、２つの入射元方　。

向を有し、入射光方向と出射光方向が分離している干渉
計において、入射光方向から光源からの光以外の変動要
因となる光が入るのを防止した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、入射光の方向と出
射光の方向が分離され、かつ、入射光、出射光とも２つ
の異なる位置をとることが可能な干渉計において、異な
る２つの入射光の位置に同一光源からの光を同時に入射
させるように構成したことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の干渉計では、何れの入射光方向にも定温黒体と
同様の作用をする光源が配置されているので、入射光側
から光源からの光以外の変動要因となる光が入るのを防
ぐことができる。しかも、これら光源が同一の光源であ
るので、異なる２つの出射光位置に検知器を配置しその
出力を加算することにより、試料の特性を簡単に高精度
で計測することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説閂する。

第１図は本発明に係る干渉計の１実施例の構成を示す図
であり、１は半透鏡、２は固定鏡、３は移動鏡、９は光
源、Ｍ、−Ｍ、は反射鏡をそれぞれ示す。

第１図の干渉計自体の構成は、前記したように本発胡者
が実開昭６０−７２５１１号公報において提案したもの
であり、マイケルソン干渉計において、固定鏡２と移動
鏡３を２面鏡で構成し、半透鏡ｌからそれぞれの鏡２．
３へ向かう光の方向とそれぞれの鏡２．３から半透鏡ｌ
へ入射する光の方向とが異なるように構成して、入射光
Ｉ側へ戻る出射光を入射光Ｉから分離したものである。

この干渉計においては、出射光は半透鏡１を対照面とし
て２か所に生じるので、それぞれの位置に検知器Ｉ、検
知器■を配置する。入射光についても、ダ示の入射光Ｉ
及び入射光Ｈの２か所の位置の何れから入れてもよいが
、本発明に基づいて、同一光源９から別々の方向に放射
された光を、入射光１方向については反射鏡Ｍ、　、Ｍ
、を経て、また、入射光■方向については反射鏡Ｍ３、
Ｍ。

を経て入射させる。このように配置すると、光源９は一
般的に定温黒体に近いので、入射光Ｉ、■方向から光源
からの光用外の変動要因となる光が入るのを防ぐことが
できる。なお、このような入射光■と出射光Ｉを分離す
る形式の干渉計においては、検知器■、■自身からの光
は干渉計に入って光源９にも達するが、その影響は少な
い。

ところで、このような干渉計においては、検知器Ｉから
得られるインターフェログラム信号と検知器Ｈかろ得ら
れるインターフェログラム信号とは逆位相になる（この
点は、両者のエネルギーの和が一定であることから、簡
単に理解できる。）。

したがって、光源９から半透鏡ｌに到る２つの光路の何
れにも何らの試料を挿入しない場合、検知器Ｉから得ら
れるインターフェログラム信号と検知器■から得られる
インタ−７エロダラム信号とを加算するとゼロになる。

ところが、一方の光路に測定試料を入れると、この加算
信号から試料の分光特性に応じた信号が得られる。その
ため、この加算信号は従来の干渉計からの信号に比べて
ピーク値が低くなるので、Ａ／Ｄ変換してフーリエ変換
する時に必要なビット数が少なくてすみ、簡単に処理で
きる。なお、必ずしも必要ではないが、光源９から半透
鏡１に到る２つの光路は半透鏡ｌに対して対称になるよ
うに配置するのが望ましい。

なお、本発明は、前記した第７図の干渉計に限らず、入
射光の方向と出射光の方向が分離され、入射光、出射光
とも２つの位置が可能な全ての干渉計に適用できる。こ
のような干渉計の例を第２図から第５図に示す。

第２図の干渉計は、Ｊ、　Ｆ、　Ｊａｍｅｓ、　Ｒ，Ｓ
、　５ｔｅｒｎｂｅｒｙ″Ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ
　０ｐｔｉｃａｌ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒｓ　ｐ、
　１３９（Ｃｈａｐｍａｎ　ａｎｄ　Ｈａｌｌ、　１９
６９）に示されているもので、固定鏡２、移動鏡３とし
て直交する２枚鏡ないし３枚鏡（コーナーキューブミラ
ー）を用し１、半透鏡１として、固定鏡２経る光路及び
移動鏡３を経る光路を同一特性にするため、入射光Ｉの
光路上の半透膜１１と出射光光路路上の半透膜１２を結
晶板１０の表裏に別々に蒸着したものを用いている。こ
の場合も、図面から明らかなように、入射光の位置とし
ては入射光ＩとＨの２つの位置が可能であり、検知器も
同様に検知器Ｉと■を配置できるので、同一光源からの
光を入射光Ｉ、■方向から入射させることにより、光源
からの光用外の変動要因となる光が入るのを防ぐことが
できると共に、検知器■から得られる信号と検知器■か
ら得られる信号とを加算することにより、簡単に処理可
能な高精度な信号が得られる。

また、第３図の干渉計は、Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ、ｄｅ　
Ｈａｓｅｔｈ　”Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
　ＩｎｆｒａｒｅｄＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｐ、５９
５　（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　＆　５ｏｎｓ、　１９８
６）に示されているもので、マイケルソン干渉計におい
て、固定鏡２、移動鏡３に対して入射光を垂直からずら
して入射させるようにし、入射光と出射光を分離するよ
うにしたものである。この場合も、図面から明らかなよ
うに、入射光の位置としては入射光■とＨの２つの位置
が可能であり、検知器も同様に検知器Ｉと■を配置でき
るので、同一光源からの光を入射光■、■方向から入射
させることにより、光源からの光以外の変動要因となる
光が入るのを防ぐことができると共に、検知器Ｉから得
られる信号と検知器■から得られる信号とを加算するこ
とにより、簡単に処理可能な高精度な信号が得られる。

さらに、第４図の干渉計は本発明者が実願平１５１０９
１号において提案したものの１つであり、第１図の干渉
計を空間的に立体的に配置するように変形したもので、
半透鏡ｌに対する人出射光をできるだけ垂直にするため
、固定鏡２に対する入射光と反射光を含む平面が移動鏡
３に対する入射光と反射光を含む平面と異なる平面を形
成するように入射光Ｉの角度並びに固定鏡２及び移動鏡
３の配置角度を設定したものである。この場合も、図面
から明らかなように、入射光の位置としては入射光Ｉと
■の２つの位置が可能であり、検知器も同様に検知器Ｉ
と■を配置できるので、同一光源からの光を入射光Ｉ、
■方向から入射させることにより、光源からの光以外の
変動要因となる光が入るのを防ぐことができると共に、
検知器Ｉから得られる信号と検知器■から得られる信号
とを加算することにより、簡単に処理可能な高精度な信
号が得られる。なお、上記の出願の他の干渉計において
も、光源を同様に配置して同様の効果を得ることができ
る。

また、第５図の干渉計も本発明者が平成２年１月１２日
に「干渉計」との名称で特許出願した干渉計の１つであ
り、半透鏡１で反射した入射光の半分は、固定鏡Ｉ５、
固定鏡ＩＩ６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１を透過した入射光の半分
は、移動鏡■７、移動鏡Ｉ８を経て半透鏡１の同じ位置
に戻るように配置されている。半透鏡１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Ｉ５、固定鏡■６を経る光路と半透
鏡１かろ移動鏡■７、移動鏡Ｉ８を経る光路とは、はぼ
同じ空間に並列していて、同平面上に存在しなし）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干渉計である。こ
の場合も、図面から明らかなように、入射光の位置とし
ては入射光ＩとＨの２つの位置が可能であり、検知器も
同様に検知器Ｉと■を配置できるので、同一光源からの
光を入射光Ｉ、■方向から入射させることにより、光源
からの光以外の変動要因となる光が入るのを防ぐことが
できると共に、検知器ｒから得られる信号と検知器■か
ら得られる信号とを加算することにより、簡単に処理可
能な高精度：′＝倍信号得られる。なお、上記の出願の
他の干渉計におし）でも、光源を同様に配置して同様の
効果を得ることができる。

以上は本発明の実施例であり、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではなく、その他の入射光の方向と出
射光の方向が分離され、入射光、出射光とも２つの位置
が可能な全ての干渉計に適用できる。

〔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、何
れの入射光方向にも定温黒体と同様の作用をする光源が
配置されているので、入射光側から光源からの光以外の
変動要因となる光が入るのを防ぐことができる。しかも
、これら光源が同一の光源であるので、異なる２つの出
射光位置に検知器を配置しその出力を加算することによ
り、試料の特性を簡単に高精度で計測することができる
。

したがって、特に本発明の干渉計をフーリエ変換赤外分
光光度計に使用する場合、測定精度が向上する。

【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図
、第２図から第５図は本発明の別の実施例の構成を示す
図、第６図は従来のマイケルソン型干渉計の構成を示す
図、第７図は他の従来の干渉計の構成を示す図、第８図
は第７図の干渉計の作用を説明するための図、第９図は
入射光方向の一方に定温黒体を配置する場合の作用を説
明するための図である。１・・半透鏡、２．５．６・・・固定鏡、３．７．８・
・・移動鏡、４・・・定温黒体、９・・・光源、ｌＯ・
・・結晶板、１１・・・半透膜、１２・・・半透膜出　
　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、入射光の方向と出射光の方向が分離され、か
つ、入射光、出射光とも２つの異なる位置をとることが
可能な干渉計において、異なる２つの入射光の位置に同
一光源からの光を同時に入射させるように構成したこと
を特徴とする干渉計。