JPH04309805A - 分岐プリズムとそれを用いた干渉真直度計 - Google Patents
分岐プリズムとそれを用いた干渉真直度計Info
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- JPH04309805A JPH04309805A JP3073040A JP7304091A JPH04309805A JP H04309805 A JPH04309805 A JP H04309805A JP 3073040 A JP3073040 A JP 3073040A JP 7304091 A JP7304091 A JP 7304091A JP H04309805 A JPH04309805 A JP H04309805A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、干渉真直度計に好適に
用いられる分岐プリズムとそれを用いた干渉真直度計に
関する。
用いられる分岐プリズムとそれを用いた干渉真直度計に
関する。
【０００２】
【発明の背景】従来、第４図、第５図、第６図に示した
ような干渉真直度計は知られている。第４〜６図におい
て、Ｌはヘテロダイン方式に用いられる互いに直交した
直線偏光の２波長または干渉縞計数方式に用いられる円
偏光の単一波長のレーザ光束、１は偏光ビームスプリッ
タ、２はハーフミラー、３は偏光シエアリング板、４は
ウオラトソンプリズム、ＲとＭはレーザ光束Ｌから偏光
ビームスプリッタ１またはウオラトソンプリズム４また
は偏光シエアリング板３によって分割された参照光束と
測長光束、５はλ／２移相板、６はλ／４移相板、７は
楔型プリズム、８は基準鏡、９は対象鏡、１０はＶ型鏡
、１１はコーナーキューブプリズム、１２はロンボノイ
ドプリズム、Ｉは参照光束Ｒと測長光束Ｍとがそれぞれ
第４図と第６図の真直度計では２回、第５図の真直度計
では１回、第４図の真直度計では基準鏡８と対象鏡９で
、第５図と第６図の真直度計ではＶ型鏡１０の異なる辺
の鏡面で反射した後に、偏光ビームスプリッタ１または
ウオラトソンプリズム４または偏光シエアリング板３に
よって重畳されて得られた、それから従来公知のヘテロ
ダイン方式または干渉縞計数方式で干渉縞検出信号を得
ることができる情報光束である。
ような干渉真直度計は知られている。第４〜６図におい
て、Ｌはヘテロダイン方式に用いられる互いに直交した
直線偏光の２波長または干渉縞計数方式に用いられる円
偏光の単一波長のレーザ光束、１は偏光ビームスプリッ
タ、２はハーフミラー、３は偏光シエアリング板、４は
ウオラトソンプリズム、ＲとＭはレーザ光束Ｌから偏光
ビームスプリッタ１またはウオラトソンプリズム４また
は偏光シエアリング板３によって分割された参照光束と
測長光束、５はλ／２移相板、６はλ／４移相板、７は
楔型プリズム、８は基準鏡、９は対象鏡、１０はＶ型鏡
、１１はコーナーキューブプリズム、１２はロンボノイ
ドプリズム、Ｉは参照光束Ｒと測長光束Ｍとがそれぞれ
第４図と第６図の真直度計では２回、第５図の真直度計
では１回、第４図の真直度計では基準鏡８と対象鏡９で
、第５図と第６図の真直度計ではＶ型鏡１０の異なる辺
の鏡面で反射した後に、偏光ビームスプリッタ１または
ウオラトソンプリズム４または偏光シエアリング板３に
よって重畳されて得られた、それから従来公知のヘテロ
ダイン方式または干渉縞計数方式で干渉縞検出信号を得
ることができる情報光束である。
【０００３】第４図の真直度計は、偏光ビームスプリッ
タ１、λ／４移相板６、対象鏡９、コーナーキューブプ
リズム１１を搭載した光学台１３が基準鏡８の面と平行
に直線的に両矢線で示したように右または左に移動して
、その移動に直角方向の横ゆれ変位が加わると情報光束
Ｉから得られる干渉縞検出信号が変化するから、それに
よって移動の真直度を測定するものであり、これには基
準鏡８が光学台１３の移動範囲に対応した長さに渡って
十分な平面度を有することを必要とするから非常に高価
な測定器になると言う問題がある。
タ１、λ／４移相板６、対象鏡９、コーナーキューブプ
リズム１１を搭載した光学台１３が基準鏡８の面と平行
に直線的に両矢線で示したように右または左に移動して
、その移動に直角方向の横ゆれ変位が加わると情報光束
Ｉから得られる干渉縞検出信号が変化するから、それに
よって移動の真直度を測定するものであり、これには基
準鏡８が光学台１３の移動範囲に対応した長さに渡って
十分な平面度を有することを必要とするから非常に高価
な測定器になると言う問題がある。
【０００４】第５図および第６図の真直度計は、ウオラ
トソンプリズム４または４個の楔型プリズム７の並列を
搭載した光学台１３、またはＶ型鏡１０をウオラトソン
プリズム４または並列の楔型プリズム７へ入射する参照
光束Ｒや測長光束Ｍと平行の方向に両矢線で示したよう
に右または左に移動して、その移動に加わる横ゆれ変位
量を情報光束Ｉから得られる干渉縞検出信号から求める
ものであり、このうち第５図の真直度計には、ウオラト
ソンプリズム４に高精度を要求されて、測定器が非常に
高価になるし、また参照光束Ｒと測長光束ＭがＶ型鏡１
０で１回反射すなわち、ウオラトソンプリズム４とＶ型
鏡１０の間を１往復するだけであるから、第６図あるい
は第４図の真直度計のように２回反射するものと単純に
比較すると横ゆれ検出感度が１／２になると言う問題が
ある。
トソンプリズム４または４個の楔型プリズム７の並列を
搭載した光学台１３、またはＶ型鏡１０をウオラトソン
プリズム４または並列の楔型プリズム７へ入射する参照
光束Ｒや測長光束Ｍと平行の方向に両矢線で示したよう
に右または左に移動して、その移動に加わる横ゆれ変位
量を情報光束Ｉから得られる干渉縞検出信号から求める
ものであり、このうち第５図の真直度計には、ウオラト
ソンプリズム４に高精度を要求されて、測定器が非常に
高価になるし、また参照光束Ｒと測長光束ＭがＶ型鏡１
０で１回反射すなわち、ウオラトソンプリズム４とＶ型
鏡１０の間を１往復するだけであるから、第６図あるい
は第４図の真直度計のように２回反射するものと単純に
比較すると横ゆれ検出感度が１／２になると言う問題が
ある。
【０００５】そして第６図の真直度計には、ロンボノイ
ドプリズム１２による参照光束Ｒと測長光束Ｍの光路位
置の入れ換えを必要としたり、４個の楔型プリズムの並
列配置に精度を要求されたりして、光学系の構成が複雑
で、セッティングや外乱等により誤差が生じ易いと言う
問題がある。
ドプリズム１２による参照光束Ｒと測長光束Ｍの光路位
置の入れ換えを必要としたり、４個の楔型プリズムの並
列配置に精度を要求されたりして、光学系の構成が複雑
で、セッティングや外乱等により誤差が生じ易いと言う
問題がある。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、上述の従来の干渉真直度計に
おける問題を解消するためになされたものであり、高価
に付く基準鏡やウオラトソンプリズムあるいは光学系の
構成を複雑にするロンボノイドプリズムや４個の楔型プ
リズム等を用いることなく、高い横ゆれ検出感度で、精
度よく真直度を測定できる真直度計と、それに好適に用
いられる分岐プリズムの提供を目的とする。
おける問題を解消するためになされたものであり、高価
に付く基準鏡やウオラトソンプリズムあるいは光学系の
構成を複雑にするロンボノイドプリズムや４個の楔型プ
リズム等を用いることなく、高い横ゆれ検出感度で、精
度よく真直度を測定できる真直度計と、それに好適に用
いられる分岐プリズムの提供を目的とする。
【０００７】
【発明の構成】本発明は、少なくとも屈折率が同じ材料
から成る２個の楔型プリズムの一方の楔型プリズムの頂
角が他方の楔型プリズムの頂角の１／２であり、前記一
方の楔型プリズムの頂角を挟む辺長が他方の楔型プリズ
ムの頂角を挟む辺長よりも長くて、前記一方の楔型プリ
ズムと他方の楔型プリズムとが互いの頂角を反対側にし
て頂角を挟む面で接合された構成を特徴とする分岐プリ
ズム、並びに、互い直交した直線偏光の２波長または円
偏光の単一波長のレーザ光束を参照光束と測長光束に分
割して両分割光束を平行に出射し、戻って来た両分割光
束を両分割光束の光路差情報を担持した干渉縞信号を与
える情報光束として出射する前記両分割光束の出射側の
λ／４移相板を含む干渉光学系と、少なくとも屈折率が
同じ材料から成る２個の楔型プリズムの一方の楔型プリ
ズムの頂角が他方の楔型プリズムの頂角の１／２であり
、前記一方の楔型プリズムの頂角を挟む辺長が他方の楔
型プリズムの頂角を挟む辺長よりも長くて、前記一方の
楔型プリズムと他方の楔型プリズムとが互いの頂角を反
対側にして頂角を挟む面で接合された構成によって前記
干渉光学系の出射する平行な参照光束と測長光束をそれ
ぞれ異なる方向に屈折させる分岐プリズムと、該分岐プ
リズムによって屈折された参照光束と測長光束にそれぞ
れ直角な反射面を有するＶ型鏡とを備えて、分岐プリズ
ムとＶ型鏡の間の距離を変えるように分岐プリズムまた
はＶ型鏡が平行移動可能であることを特徴とする干渉真
直度計にある。
から成る２個の楔型プリズムの一方の楔型プリズムの頂
角が他方の楔型プリズムの頂角の１／２であり、前記一
方の楔型プリズムの頂角を挟む辺長が他方の楔型プリズ
ムの頂角を挟む辺長よりも長くて、前記一方の楔型プリ
ズムと他方の楔型プリズムとが互いの頂角を反対側にし
て頂角を挟む面で接合された構成を特徴とする分岐プリ
ズム、並びに、互い直交した直線偏光の２波長または円
偏光の単一波長のレーザ光束を参照光束と測長光束に分
割して両分割光束を平行に出射し、戻って来た両分割光
束を両分割光束の光路差情報を担持した干渉縞信号を与
える情報光束として出射する前記両分割光束の出射側の
λ／４移相板を含む干渉光学系と、少なくとも屈折率が
同じ材料から成る２個の楔型プリズムの一方の楔型プリ
ズムの頂角が他方の楔型プリズムの頂角の１／２であり
、前記一方の楔型プリズムの頂角を挟む辺長が他方の楔
型プリズムの頂角を挟む辺長よりも長くて、前記一方の
楔型プリズムと他方の楔型プリズムとが互いの頂角を反
対側にして頂角を挟む面で接合された構成によって前記
干渉光学系の出射する平行な参照光束と測長光束をそれ
ぞれ異なる方向に屈折させる分岐プリズムと、該分岐プ
リズムによって屈折された参照光束と測長光束にそれぞ
れ直角な反射面を有するＶ型鏡とを備えて、分岐プリズ
ムとＶ型鏡の間の距離を変えるように分岐プリズムまた
はＶ型鏡が平行移動可能であることを特徴とする干渉真
直度計にある。
【０００８】
【作用】本発明の干渉真直度計は、差動型干渉測長計に
本発明の分岐プリズムと、第５図や第６図の真直度計に
用いているのと同様のＶ型鏡とを組込んで構成したよう
なものであるから、高価な基準鏡やウォラトソンプリズ
ムあるいは光学系の構成を複雑にするロンボノイドプリ
ズムや４個の楔型プリズム等を必要とせず、参照光束と
測長光束が第５図や第６図の真直度計と同様にＶ型鏡で
２回反射するから、横ゆれ検出感度が高く、したがって
精度よく真直度を測定できる。
本発明の分岐プリズムと、第５図や第６図の真直度計に
用いているのと同様のＶ型鏡とを組込んで構成したよう
なものであるから、高価な基準鏡やウォラトソンプリズ
ムあるいは光学系の構成を複雑にするロンボノイドプリ
ズムや４個の楔型プリズム等を必要とせず、参照光束と
測長光束が第５図や第６図の真直度計と同様にＶ型鏡で
２回反射するから、横ゆれ検出感度が高く、したがって
精度よく真直度を測定できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を第１〜３図にそれぞれ示した
実施例によって説明する。
実施例によって説明する。
【００１０】第１〜３図においても第４〜６図と同一符
号は同一機能部材を示し、５１はλ／２移相板、６１は
λ／４移相板、１１１，１１２はコーナーキューブプリ
ズム、１４は本発明の分岐プリズム、１５は干渉プリズ
ム、１６はミラーである。
号は同一機能部材を示し、５１はλ／２移相板、６１は
λ／４移相板、１１１，１１２はコーナーキューブプリ
ズム、１４は本発明の分岐プリズム、１５は干渉プリズ
ム、１６はミラーである。
【００１１】第１図の干渉プリズム１５は、コーナーキ
ューブプリズム１５ａの一反射面に偏光ビームスプリッ
トコートを設けて、そのコート面にλ／２移相板または
９０°旋光板から成る変光板１５ｂを挟んで接合された
平行四辺形プリズム１５ｃと三角プリズム１５ｄを三角
プリズム１５ｄがコーナーキューブプリズム１５ａの中
心側にあるように接合した構成のものであり、平行四辺
形プリズム１５ｃの変光板１５ｂの接合面に平行な外面
と三角プリズム１５ｄのコーナーキューブプリズム１５
ａの透過面に平行な外面の一方をレーザ光束Ｌの入射面
、他方を情報光束Ｉの出射面とするものである。第１図
の例では平行四辺形プリズム１５ｃの外面をレーザ光束
Ｌの入射面、三角プリズム１５ｄの外面を情報光束Ｉの
出射面としている。
ューブプリズム１５ａの一反射面に偏光ビームスプリッ
トコートを設けて、そのコート面にλ／２移相板または
９０°旋光板から成る変光板１５ｂを挟んで接合された
平行四辺形プリズム１５ｃと三角プリズム１５ｄを三角
プリズム１５ｄがコーナーキューブプリズム１５ａの中
心側にあるように接合した構成のものであり、平行四辺
形プリズム１５ｃの変光板１５ｂの接合面に平行な外面
と三角プリズム１５ｄのコーナーキューブプリズム１５
ａの透過面に平行な外面の一方をレーザ光束Ｌの入射面
、他方を情報光束Ｉの出射面とするものである。第１図
の例では平行四辺形プリズム１５ｃの外面をレーザ光束
Ｌの入射面、三角プリズム１５ｄの外面を情報光束Ｉの
出射面としている。
【００１２】分岐プリズム１４は、干渉プリズム１５の
コーナーキューブプリズム１５ａの透過面あるいは偏光
ビームスプリッタ１の入射面または出射面と同程度かそ
れよりも大きい光学面で挟まれた頂角θの楔型プリズム
１４ａと楔型プリズム１４ａの光学面の１／２程度かそ
れよりも小さい光学面で挟まれた頂角が２θの屈折率が
同じ材料から成る楔型プリズム１４ｂとを両頂角が反対
側にあって楔型プリズム１４ａの光学面の中央部に楔型
プリズム１４ｂの光学面が位置するように接合した構成
のものである。そしてＶ型鏡１０は内側の反射面の角度
が１８０°−２θのものである。
コーナーキューブプリズム１５ａの透過面あるいは偏光
ビームスプリッタ１の入射面または出射面と同程度かそ
れよりも大きい光学面で挟まれた頂角θの楔型プリズム
１４ａと楔型プリズム１４ａの光学面の１／２程度かそ
れよりも小さい光学面で挟まれた頂角が２θの屈折率が
同じ材料から成る楔型プリズム１４ｂとを両頂角が反対
側にあって楔型プリズム１４ａの光学面の中央部に楔型
プリズム１４ｂの光学面が位置するように接合した構成
のものである。そしてＶ型鏡１０は内側の反射面の角度
が１８０°−２θのものである。
【００１３】第１図の干渉プリズム１５とλ／４移相板
６と分岐プリズム１４は、コーナーキューブプリズム１
５ａの透過面とλ／４移相板６の面と楔型プリズム１４
ａの外側面とが平行で、それぞれの面の中心部が同軸上
にあるように配設され、Ｖ型鏡１０は、Ｖ型の谷が同軸
上にあって、その軸と左右の反射面の成す角が等しいよ
うにその軸方向に移動可能に保持されている。しかし、
Ｖ型鏡１０を固定して、分岐プリズム１４の方を移動可
能に保持してもよい。
６と分岐プリズム１４は、コーナーキューブプリズム１
５ａの透過面とλ／４移相板６の面と楔型プリズム１４
ａの外側面とが平行で、それぞれの面の中心部が同軸上
にあるように配設され、Ｖ型鏡１０は、Ｖ型の谷が同軸
上にあって、その軸と左右の反射面の成す角が等しいよ
うにその軸方向に移動可能に保持されている。しかし、
Ｖ型鏡１０を固定して、分岐プリズム１４の方を移動可
能に保持してもよい。
【００１４】以上のような第１図の真直度計においては
、干渉プリズム１５に入射したレーザー光束Ｌはコーナ
ーキューブプリズム１５ａの偏光ビームスプリットコー
ト面により紙面に垂直な方向と平行な方向の直線偏光に
分岐される。そのうちの参照光束Ｒとした紙面に垂直な
方向の直線偏光は、コート面で反射した後、平行四辺形
プリズム１５ｃのコーナーキューブプリズム１５ａへの
接合面と平行な面で反射し、変光板１５ｂによりその偏
光方向を９０°変換されて紙面に平行な方向の直線偏光
となり、三角プリズム１５ｄ内に入ってもう一度コーナ
ーキューブプリズム１５ａのコート面に入射し、今度は
コート面を透過してコーナーキューブプリズム１５ａ内
に入射する。一方、測長光束Ｍとした紙面に平行な方向
の直線偏光は、コート面を透過してコーナーキューブプ
リズム１５ａ内に入射する。そして、参照光束Ｒと測長
光束Ｍはコーナーキューブプリズム１５ａの反射面でそ
れぞれ反射して透過面から出射し、共にλ／４移相板６
により円偏光に変換され、参照光束Ｒは分岐プリズム１
４の両楔型プリズム１４ａ，１４ｂで屈折してＶ型鏡１
０の一方の反射面に直角に入射し、測長光束Ｍは分岐プ
リズム１４の頂角がθの楔型プリズム１４ａのみで屈折
してＶ型鏡１０の他方の反射面に直角に入射する。この
参照光束Ｒと測長光束ＭはＶ型鏡１０で反射されて入射
光路を逆行し、分岐プリズム１４とλ／４移相板６を通
り、λ／４移相板６で紙面に垂直な直線偏光に変換され
て干渉プリズム１５のコーナーキューブプリズム１５ａ
に入射する。この参照光束Ｒと測長光束Ｍはそれぞれコ
ーナーキューブプリズム１５ａの反射面で２又は３回反
射して再び透過面から出射し、それぞれ前と同様にλ／
４移相板６と分岐プリズム１４を往復で通過しＶ型鏡１
０で反射される光路をとって再びコーナーキューブプリ
ズム１５ａに入射する。
、干渉プリズム１５に入射したレーザー光束Ｌはコーナ
ーキューブプリズム１５ａの偏光ビームスプリットコー
ト面により紙面に垂直な方向と平行な方向の直線偏光に
分岐される。そのうちの参照光束Ｒとした紙面に垂直な
方向の直線偏光は、コート面で反射した後、平行四辺形
プリズム１５ｃのコーナーキューブプリズム１５ａへの
接合面と平行な面で反射し、変光板１５ｂによりその偏
光方向を９０°変換されて紙面に平行な方向の直線偏光
となり、三角プリズム１５ｄ内に入ってもう一度コーナ
ーキューブプリズム１５ａのコート面に入射し、今度は
コート面を透過してコーナーキューブプリズム１５ａ内
に入射する。一方、測長光束Ｍとした紙面に平行な方向
の直線偏光は、コート面を透過してコーナーキューブプ
リズム１５ａ内に入射する。そして、参照光束Ｒと測長
光束Ｍはコーナーキューブプリズム１５ａの反射面でそ
れぞれ反射して透過面から出射し、共にλ／４移相板６
により円偏光に変換され、参照光束Ｒは分岐プリズム１
４の両楔型プリズム１４ａ，１４ｂで屈折してＶ型鏡１
０の一方の反射面に直角に入射し、測長光束Ｍは分岐プ
リズム１４の頂角がθの楔型プリズム１４ａのみで屈折
してＶ型鏡１０の他方の反射面に直角に入射する。この
参照光束Ｒと測長光束ＭはＶ型鏡１０で反射されて入射
光路を逆行し、分岐プリズム１４とλ／４移相板６を通
り、λ／４移相板６で紙面に垂直な直線偏光に変換され
て干渉プリズム１５のコーナーキューブプリズム１５ａ
に入射する。この参照光束Ｒと測長光束Ｍはそれぞれコ
ーナーキューブプリズム１５ａの反射面で２又は３回反
射して再び透過面から出射し、それぞれ前と同様にλ／
４移相板６と分岐プリズム１４を往復で通過しＶ型鏡１
０で反射される光路をとって再びコーナーキューブプリ
ズム１５ａに入射する。
【００１５】以上のように参照光束Ｒと測長光束Ｍが分
岐プリズム１４とＶ型鏡１０の間を２往復するから、Ｖ
型鏡１０または分岐プリズム１４を干渉プリズム１５と
分岐プリズム１４間の光束と平行の第１図に両矢印で示
した方向に移動したときのそれと直角の方向の横ゆれの
検出感度が２倍になる。
岐プリズム１４とＶ型鏡１０の間を２往復するから、Ｖ
型鏡１０または分岐プリズム１４を干渉プリズム１５と
分岐プリズム１４間の光束と平行の第１図に両矢印で示
した方向に移動したときのそれと直角の方向の横ゆれの
検出感度が２倍になる。
【００１６】再度コーナーキューブプリズム１５ａに入
射した参照光束Ｒと測長光束Ｍは、共に紙面に平行な直
線偏光になっているから、今度はそれぞれコート面を透
過する。そのうち参照光束Ｒはそのまま三角プリズム１
５ｄを通過して干渉プリズム１５外に出射するが、測長
光束Ｍは平行四辺形プリズム１５ｃ内で１回で反射して
変光板１５ｂを透過し三角プリズム１５ｄのコート面と
の接合面に入射する。この測長光束Ｍは、変光板１５ｂ
によって紙面に垂直の偏光方向にされているからコート
面で反射して、コート面を透過した参照光束Ｒと同軸で
重畳して情報光束Ｉとなり干渉プリズムから出射する。
射した参照光束Ｒと測長光束Ｍは、共に紙面に平行な直
線偏光になっているから、今度はそれぞれコート面を透
過する。そのうち参照光束Ｒはそのまま三角プリズム１
５ｄを通過して干渉プリズム１５外に出射するが、測長
光束Ｍは平行四辺形プリズム１５ｃ内で１回で反射して
変光板１５ｂを透過し三角プリズム１５ｄのコート面と
の接合面に入射する。この測長光束Ｍは、変光板１５ｂ
によって紙面に垂直の偏光方向にされているからコート
面で反射して、コート面を透過した参照光束Ｒと同軸で
重畳して情報光束Ｉとなり干渉プリズムから出射する。
【００１７】情報光束Ｉは、Ｖ型鏡１０または分岐プリ
ズム１４が第１図の両矢印で示した方向に直線移動した
ときにそれに直角の方向に横ゆれがあると参照光束Ｒと
測長光束Ｍの光路差が変化するので、横ゆれ量情報を担
持している。この情報光束Ｉは、互いに直交する直線偏
光の参照光束Ｒと測長光束Ｍの重畳したものであるから
、これからヘテロダイン方式ではビート周波数の変化と
して、また干渉縞計数方式では干渉縞状態の変化として
横ゆれ量を検出することができる。
ズム１４が第１図の両矢印で示した方向に直線移動した
ときにそれに直角の方向に横ゆれがあると参照光束Ｒと
測長光束Ｍの光路差が変化するので、横ゆれ量情報を担
持している。この情報光束Ｉは、互いに直交する直線偏
光の参照光束Ｒと測長光束Ｍの重畳したものであるから
、これからヘテロダイン方式ではビート周波数の変化と
して、また干渉縞計数方式では干渉縞状態の変化として
横ゆれ量を検出することができる。
【００１８】第２図の真直度計は、レーザ光束Ｌを偏光
ビームスプリッタ１で直進する例えば測長光束Ｍと反射
する参照光束Ｒに分割する。
ビームスプリッタ１で直進する例えば測長光束Ｍと反射
する参照光束Ｒに分割する。
【００１９】偏光ビームスプリッタ１を通過した測長光
束Ｍは、第１図の例における測長光束Ｍと同様、λ／４
移相板６を透過し、分岐プリズム１４の頂角がθの楔型
プリズム１４ａで屈折されて、Ｖ型鏡１０の一方の反射
面により反射され、逆行して偏光ビームスプリッタ１に
戻る。 その間λ／４移相板６を２度透過することで今度は偏光
ビームスプリッタ１で反射されるようになり、反射され
た測長光束Ｍはコーナーキューブプリズム１１で折り返
されて偏光ビームスプリッタ１に入射し、偏光ビームス
プリッタ１でまた反射されて、再び前と同様、λ／４移
相板６と分岐プリズム１４の楔型プリズム１４ａとを介
しＶ型鏡１０までの間を往復する。その間またλ／４移
相板６を２度透過することで今度は偏光ビームスプリッ
タ１を通過するようになり、通過した測長光束Ｍはミラ
ー１６で反射されてλ／４移相板６１を透過し、コーナ
ーキューブプリズム１１１で折り返されてまたλ／４移
相板６１を透過してミラー１６に戻る。そしてミラー１
６で反射されて偏光ビームスプリッタ１に入射するが、
その前にλ／４移相板６１を２度透過したことで偏光ビ
ームスプリッタ１で反射される偏光状態になっており、
反射した測長光束Ｍはコーナーキューブプリズム１１２
で折り返されて再び偏光ビームスプリッタ１で反射され
、レーザ光束Ｌと平行に反対方向に出射する。
束Ｍは、第１図の例における測長光束Ｍと同様、λ／４
移相板６を透過し、分岐プリズム１４の頂角がθの楔型
プリズム１４ａで屈折されて、Ｖ型鏡１０の一方の反射
面により反射され、逆行して偏光ビームスプリッタ１に
戻る。 その間λ／４移相板６を２度透過することで今度は偏光
ビームスプリッタ１で反射されるようになり、反射され
た測長光束Ｍはコーナーキューブプリズム１１で折り返
されて偏光ビームスプリッタ１に入射し、偏光ビームス
プリッタ１でまた反射されて、再び前と同様、λ／４移
相板６と分岐プリズム１４の楔型プリズム１４ａとを介
しＶ型鏡１０までの間を往復する。その間またλ／４移
相板６を２度透過することで今度は偏光ビームスプリッ
タ１を通過するようになり、通過した測長光束Ｍはミラ
ー１６で反射されてλ／４移相板６１を透過し、コーナ
ーキューブプリズム１１１で折り返されてまたλ／４移
相板６１を透過してミラー１６に戻る。そしてミラー１
６で反射されて偏光ビームスプリッタ１に入射するが、
その前にλ／４移相板６１を２度透過したことで偏光ビ
ームスプリッタ１で反射される偏光状態になっており、
反射した測長光束Ｍはコーナーキューブプリズム１１２
で折り返されて再び偏光ビームスプリッタ１で反射され
、レーザ光束Ｌと平行に反対方向に出射する。
【００２０】偏光ビームスプリッタ１で反射した参照光
束Ｒは、コーナーキューブプリズム１１２で折り返して
再び偏光ビームスプリッタ１で反射し、ミラー１６で反
射してλ／４移相板６１を透過しコーナーキューブプリ
ズム１１１で折り返してλ／４移相板６１を経てミラー
１６に戻る。 そしてミラー１６で反射して偏光ビームスプリッタ１に
入射するが、その前にλ／４移相板６１を２度透過して
いるので、今度は偏光ビームスプリッタ１を通過し、通
過した参照光束Ｒは、第１図の例の参照光束Ｒと同様λ
／４移相板６を透過し、分岐プリズム１４の頂角がθの
楔型プリズム１４ａと頂角が２θの楔型プリズム１４ｂ
とで屈折されて、Ｖ型鏡１０の他方の反射面により反射
され、逆行して偏光ビームスプリッタ１に戻る。この往
復で参照光束Ｒはλ／４移相板６を２度透過したので次
は偏光ビームスプリッタ１で反射される偏光状態になっ
ている。したがって参照光束Ｒは偏光ビームスプリッタ
１で反射し、コーナーキューブプリズム１１で折り返し
て再び偏光ビームスプリッタ１で反射し、再び前と同様
、λ／４移相板６と分岐プリズム１４の両楔型プリズム
１４ａ，１４ｂとを介してＶ型鏡１０までの間を往復す
る。そして参照光束Ｒは、λ／４移相板６を２度透過し
ているから、今度は偏光ビームスプリッタ１を通過して
、前述の参照光束Ｒと重畳し情報光束Ｉとなって出射す
る。
束Ｒは、コーナーキューブプリズム１１２で折り返して
再び偏光ビームスプリッタ１で反射し、ミラー１６で反
射してλ／４移相板６１を透過しコーナーキューブプリ
ズム１１１で折り返してλ／４移相板６１を経てミラー
１６に戻る。 そしてミラー１６で反射して偏光ビームスプリッタ１に
入射するが、その前にλ／４移相板６１を２度透過して
いるので、今度は偏光ビームスプリッタ１を通過し、通
過した参照光束Ｒは、第１図の例の参照光束Ｒと同様λ
／４移相板６を透過し、分岐プリズム１４の頂角がθの
楔型プリズム１４ａと頂角が２θの楔型プリズム１４ｂ
とで屈折されて、Ｖ型鏡１０の他方の反射面により反射
され、逆行して偏光ビームスプリッタ１に戻る。この往
復で参照光束Ｒはλ／４移相板６を２度透過したので次
は偏光ビームスプリッタ１で反射される偏光状態になっ
ている。したがって参照光束Ｒは偏光ビームスプリッタ
１で反射し、コーナーキューブプリズム１１で折り返し
て再び偏光ビームスプリッタ１で反射し、再び前と同様
、λ／４移相板６と分岐プリズム１４の両楔型プリズム
１４ａ，１４ｂとを介してＶ型鏡１０までの間を往復す
る。そして参照光束Ｒは、λ／４移相板６を２度透過し
ているから、今度は偏光ビームスプリッタ１を通過して
、前述の参照光束Ｒと重畳し情報光束Ｉとなって出射す
る。
【００２１】この真直度計は、第１図の例に比較すると
、光学素子の数が多いから、コストが高くなって、光学
素子を精度よく配設するのが面倒であり、また参照光束
Ｒと測長光束Ｍの光路の引き回しが多いから、温度変化
等の環境変化で情報光束Ｉにノイズが入り易いが、その
点を別にすれば第１図の真直度計と同様に高い精度で真
直度を測定することができる。
、光学素子の数が多いから、コストが高くなって、光学
素子を精度よく配設するのが面倒であり、また参照光束
Ｒと測長光束Ｍの光路の引き回しが多いから、温度変化
等の環境変化で情報光束Ｉにノイズが入り易いが、その
点を別にすれば第１図の真直度計と同様に高い精度で真
直度を測定することができる。
【００２２】第３図の真直度計は、レーザ光束Ｌを偏光
シエアリング板３で参照光束Ｒと測長光束Ｍに分割する
。
シエアリング板３で参照光束Ｒと測長光束Ｍに分割する
。
【００２３】測長光束Ｍは、偏光シエアリング板３をそ
の内部で反射することなしに通過した後、偏光ビームス
プリッタ１を通過して第１〜２図の例と同様、λ／４移
相板６と分岐プリズム１４の楔型プリズム１４ａを介し
てＶ型鏡１０までの間を往復する。この往復で、測長光
束Ｍはλ／４移相板６を２度透過するから偏光ビームス
プリッタ１で反射するようになり、反射した測長光束Ｍ
は、コーナーキューブプリズム１１で折り返してまた偏
光ビームスプリッタ１で反射し、再び前と同様、λ／４
移相板６と分岐プリズム１４の楔型プリズム１４ａを介
してＶ型鏡１０までの間を往復する。この往復で測長光
束Ｍは偏光ビームスプリッタ１を通過するようになり、
通過した測長光束Ｍはλ／２移相板５を透過して偏光シ
エアリング板３内に入り、偏光シエアリング板３内で２
回反射して偏光シエアリング板３から出射する。参照光
束Ｒは、偏光シエアリング板３をその内部で２回反射し
てから透過し、λ／２移相板５１を透過することによっ
て偏光ビームスプリッタ１を通過する偏光状態となり、
偏光ビームスプリッタ１を通過した後、第１，２図の例
と同様λ／４移相板６と分岐プリズム１４の両楔型プリ
ズム１４ａ，１４ｂを介してＶ型鏡１０までの間を往復
する。そしてλ／４移相板６を２度透過したことで偏光
ビームスプリッタ１で反射するようになり、反射した参
照光束Ｒは、コーナーキューブプリズム１１で折り返し
てまた偏光ビームスプリッタ１で反射し、再び前と同様
λ／４移相板６と分岐プリズム１４とを介してＶ型鏡１
０までの間を往復する。この間またλ／４移相板６を２
度透過したことで今度は偏光ビームスプリッタ１を通過
するようになり、通過した参照光束Ｒは偏光シエアリン
グ板３をその内部で反射することなしに通過して、その
際前述の測長光束Ｍと一緒に合わさって情報光束Ｉとし
て偏光シエアリング板３から出射する。
の内部で反射することなしに通過した後、偏光ビームス
プリッタ１を通過して第１〜２図の例と同様、λ／４移
相板６と分岐プリズム１４の楔型プリズム１４ａを介し
てＶ型鏡１０までの間を往復する。この往復で、測長光
束Ｍはλ／４移相板６を２度透過するから偏光ビームス
プリッタ１で反射するようになり、反射した測長光束Ｍ
は、コーナーキューブプリズム１１で折り返してまた偏
光ビームスプリッタ１で反射し、再び前と同様、λ／４
移相板６と分岐プリズム１４の楔型プリズム１４ａを介
してＶ型鏡１０までの間を往復する。この往復で測長光
束Ｍは偏光ビームスプリッタ１を通過するようになり、
通過した測長光束Ｍはλ／２移相板５を透過して偏光シ
エアリング板３内に入り、偏光シエアリング板３内で２
回反射して偏光シエアリング板３から出射する。参照光
束Ｒは、偏光シエアリング板３をその内部で２回反射し
てから透過し、λ／２移相板５１を透過することによっ
て偏光ビームスプリッタ１を通過する偏光状態となり、
偏光ビームスプリッタ１を通過した後、第１，２図の例
と同様λ／４移相板６と分岐プリズム１４の両楔型プリ
ズム１４ａ，１４ｂを介してＶ型鏡１０までの間を往復
する。そしてλ／４移相板６を２度透過したことで偏光
ビームスプリッタ１で反射するようになり、反射した参
照光束Ｒは、コーナーキューブプリズム１１で折り返し
てまた偏光ビームスプリッタ１で反射し、再び前と同様
λ／４移相板６と分岐プリズム１４とを介してＶ型鏡１
０までの間を往復する。この間またλ／４移相板６を２
度透過したことで今度は偏光ビームスプリッタ１を通過
するようになり、通過した参照光束Ｒは偏光シエアリン
グ板３をその内部で反射することなしに通過して、その
際前述の測長光束Ｍと一緒に合わさって情報光束Ｉとし
て偏光シエアリング板３から出射する。
【００２４】この例も光学素子が多くて参照光束Ｒや測
長光束Ｍの光路長が長くなることによる多少の問題はあ
るが、第１〜２図の例と同様に高精度で真直度を測定す
ることができる。
長光束Ｍの光路長が長くなることによる多少の問題はあ
るが、第１〜２図の例と同様に高精度で真直度を測定す
ることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明の分岐プリズムを用いた本発明の
干渉真直度計は、光学系が比較的安価に得られる光学素
子や精度よく配設できる光学素子で構成されて、横ゆれ
検出感度が高く、精度よく真直度を測定できる。
干渉真直度計は、光学系が比較的安価に得られる光学素
子や精度よく配設できる光学素子で構成されて、横ゆれ
検出感度が高く、精度よく真直度を測定できる。
第１図乃至第３図はそれぞれ本発明の分岐プリズムを用
いた干渉真直度計の例を示す概要構成図、第４図乃至第
６図はそれぞれ従来の干渉真直度計の例を示す概要構成
図である。
いた干渉真直度計の例を示す概要構成図、第４図乃至第
６図はそれぞれ従来の干渉真直度計の例を示す概要構成
図である。
Ｌ…レーザ光束
Ｒ…参照光束Ｍ…測長光束
Ｉ…情報光束１…偏光
ビームスプリッタ ３…偏光シ
エアリング板 ５，５１…λ／２移相板
６，６１…λ／４移相板 ７…楔型プリズム
１０…Ｖ型鏡１１，１１１，１１２…コーナーキ
ューブプリズム１４…分岐プリズム
１４ａ，１４ｂ…楔型プリズム １５…干渉プリズム
１５ａ…コーナーキューブプリズム １５ｂ…変光板
１５ｃ…平行四辺形プリズム
Ｒ…参照光束Ｍ…測長光束
Ｉ…情報光束１…偏光
ビームスプリッタ ３…偏光シ
エアリング板 ５，５１…λ／２移相板
６，６１…λ／４移相板 ７…楔型プリズム
１０…Ｖ型鏡１１，１１１，１１２…コーナーキ
ューブプリズム１４…分岐プリズム
１４ａ，１４ｂ…楔型プリズム １５…干渉プリズム
１５ａ…コーナーキューブプリズム １５ｂ…変光板
１５ｃ…平行四辺形プリズム
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも屈折率が同じ材料から成る２個
の楔型プリズムの一方の楔型プリズムの頂角が他方の楔
型プリズムの頂角の１／２であり、前記一方の楔型プリ
ズムの頂角を挟む辺長が他方の楔型プリズムの頂角を挟
む辺長よりも長くて、前記一方の楔型プリズムと他方の
楔型プリズムとが互いの頂角を反対側にして頂角を挟む
面で接合された構成を特徴とする分岐プリズム。 - 【請求項２】前記一方の楔型プリズムの長い辺長の中央
部に他方の楔型プリズムの辺長があるように両楔型プリ
ズムが接合されている請求項１の分岐プリズム。 - 【請求項３】互いに直交した直線偏光の２波長または円
偏光の単一波長のレーザ光束を参照光束と測長光束に分
割して両分割光束を平行に出射し、戻って来た両分割光
束を両分割光束の光路差情報を担持した干渉縞信号を与
える情報光束として出射する前記両分割光束の出射側の
λ／４移相板を含む干渉光学系と、少なくとも屈折率が
同じ材料から成る２個の楔型プリズムの一方の楔型プリ
ズムの頂角が他方の楔型プリズムの頂角の１／２であり
、前記一方の楔型プリズムの頂角を挟む辺長が他方の楔
型プリズムの頂角を挟む辺長よりも長くて、前記一方の
楔型プリズムと他方の楔型プリズムとが互いの頂角を反
対側にして頂角を挟む面で接合された構成によって前記
干渉光学系の出射する平行な参照光束と測長光束をそれ
ぞれ異なる方向に屈折させる分岐プリズムと、該分岐プ
リズムによって屈折された参照光束と測長光束にそれぞ
れ直角な反射面を有するＶ型鏡とを備えて、分岐プリズ
ムとＶ型鏡の間の距離を変えるように分岐プリズムまた
はＶ型鏡が平行移動可能であることを特徴とする干渉真
直度計。 - 【請求項４】互いに直交した直線偏光の２波長または円
偏光の単一波長のレーザ光束を参照光束と測長光束に分
割して一方の光束が中央位置を占め他方の光束が外側位
置を占めるように両分割光束を平行に出射し、戻って来
た両分割光束を両分割光束の光路差情報を担持した干渉
縞信号を与える情報光束として出射する干渉プリズムと
、該干渉プリズムの前記分割光束出射側に設けられたλ
／４移相板と、少なくとも屈折率が同じ材料から成る２
個の楔型プリズムの一方の楔型プリズムの頂角が他方の
楔型プリズムの頂角の１／２であり、前記一方の楔型プ
リズムの頂角を挟む辺長が他方の楔型プリズムの頂角を
挟む辺長よりも長くて、前記一方の楔型プリズムと他方
の楔型プリズムとが互いの頂角を反対側にして一方の楔
型プリズムの長い辺長の中央部に他方の楔型プリズムの
辺長があるように頂角を挟む面で接合された構成によっ
て前記λ／４移相板を通った平行な前記参照光束と測長
光束をそれぞれ異なる方向に屈折させる分岐プリズムと
、該分岐プリズムによって屈折された参照光束と測長光
束にそれぞれ直角な反射面を有するＶ型鏡とを備えて、
分岐プリズムとＶ型鏡の間の距離を変えるように分岐プ
リズムまたはＶ型鏡が平行移動可能であることを特徴と
する干渉真直度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073040A JP2949377B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 分岐プリズムとそれを用いた干渉真直度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073040A JP2949377B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 分岐プリズムとそれを用いた干渉真直度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04309805A true JPH04309805A (ja) | 1992-11-02 |
| JP2949377B2 JP2949377B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=13506856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3073040A Expired - Lifetime JP2949377B2 (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 分岐プリズムとそれを用いた干渉真直度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2949377B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH095060A (ja) * | 1995-06-16 | 1997-01-10 | Sokkia Co Ltd | 真直度干渉計 |
| JP2004343058A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-12-02 | Asml Netherlands Bv | 計測ビームの操作および方向付けするための装置および方法 |
| CN110501298A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-26 | 青岛众瑞智能仪器有限公司 | 一种提高热湿法光路系统稳定性的方法及其气室、测量仪 |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP3073040A patent/JP2949377B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH095060A (ja) * | 1995-06-16 | 1997-01-10 | Sokkia Co Ltd | 真直度干渉計 |
| JP2004343058A (ja) * | 2003-03-06 | 2004-12-02 | Asml Netherlands Bv | 計測ビームの操作および方向付けするための装置および方法 |
| CN110501298A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-26 | 青岛众瑞智能仪器有限公司 | 一种提高热湿法光路系统稳定性的方法及其气室、测量仪 |
| CN110501298B (zh) * | 2019-08-30 | 2023-05-30 | 青岛众瑞智能仪器股份有限公司 | 一种提高热湿法光路系统稳定性的方法及其气室、测量仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2949377B2 (ja) | 1999-09-13 |
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