JPH0552511A - 干渉計 - Google Patents
干渉計Info
- Publication number
- JPH0552511A JPH0552511A JP3244428A JP24442891A JPH0552511A JP H0552511 A JPH0552511 A JP H0552511A JP 3244428 A JP3244428 A JP 3244428A JP 24442891 A JP24442891 A JP 24442891A JP H0552511 A JPH0552511 A JP H0552511A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- interferometer
- mirror
- semi
- light
- polarization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 干渉計の光学素子の傾き修正を容易にする。
【構成】 干渉計の固定鏡１側のアームにλ／８位相板
３を設け、波形分割器５によりレーザ光を二光束に分割
して干渉計に入射させ、干渉計の二光束出力を偏光半透
鏡６により４つの光束に分割して検出器７〜１０で検出
し、それらの４つの検出出力から同一干渉光で偏光半透
鏡６で分割された光束の検出出力どおしを掛算し、２つ
の掛算結果の減算を行なって光学素子の傾きによる成分
をsinωとして算出し、その算出結果を用いて移動鏡２
の傾きを修正する。
３を設け、波形分割器５によりレーザ光を二光束に分割
して干渉計に入射させ、干渉計の二光束出力を偏光半透
鏡６により４つの光束に分割して検出器７〜１０で検出
し、それらの４つの検出出力から同一干渉光で偏光半透
鏡６で分割された光束の検出出力どおしを掛算し、２つ
の掛算結果の減算を行なって光学素子の傾きによる成分
をsinωとして算出し、その算出結果を用いて移動鏡２
の傾きを修正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半透鏡、固定鏡又は移動
鏡などの光学素子の傾きを修正する傾き制御手段を備え
た干渉計に関するものである。
鏡などの光学素子の傾きを修正する傾き制御手段を備え
た干渉計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フーリエ変換赤外分光光度計で用いるマ
イケルソン干渉計において、移動鏡と固定鏡の傾きを精
度よく調整するために、エアーベアリング方式やベック
マン方式が採用されている。しかし、エアーベアリング
方式もベックマン方式もいずれも高い精度を有する機構
を用いているため、高価であり、機構も複雑になり取扱
いも簡便でないことから、干渉計のいずれかのアームに
レーザ光の往復でλ／４位相ずれを起こす位相板を設
け、波形分割手段によりレーザ光を二光束に分割して干
渉計に入射させ、干渉計の二光束出力を偏光半透鏡によ
り４つの光束に分割して検出し、その４つの検出出力の
掛算と加算により干渉計の光学素子の傾きによる成分を
算出、その算出結果に基づいて光学素子の傾きを修正す
る方法が提案されている（特開平３−５３１０２号公報
参照）。
イケルソン干渉計において、移動鏡と固定鏡の傾きを精
度よく調整するために、エアーベアリング方式やベック
マン方式が採用されている。しかし、エアーベアリング
方式もベックマン方式もいずれも高い精度を有する機構
を用いているため、高価であり、機構も複雑になり取扱
いも簡便でないことから、干渉計のいずれかのアームに
レーザ光の往復でλ／４位相ずれを起こす位相板を設
け、波形分割手段によりレーザ光を二光束に分割して干
渉計に入射させ、干渉計の二光束出力を偏光半透鏡によ
り４つの光束に分割して検出し、その４つの検出出力の
掛算と加算により干渉計の光学素子の傾きによる成分を
算出、その算出結果に基づいて光学素子の傾きを修正す
る方法が提案されている（特開平３−５３１０２号公報
参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】傾き成分をωとする
と、提案された方法ではcosωの形で傾き成分が算出さ
れる。そのcosωの信号を用いて光学素子の傾き修正手
段を経て光学素子の傾きを直すようにフィードバックが
かけられるが、ω＝０の付近でcosω≒１であり、しか
も図３（Ａ）に示されるように、その変化率が小さいた
め、正しくω＝０の状態に制御するのが困難である。本
発明は光学素子の傾きを修正するのが容易な傾き制御手
段を備えた干渉計を提供することを目的とするものであ
る。
と、提案された方法ではcosωの形で傾き成分が算出さ
れる。そのcosωの信号を用いて光学素子の傾き修正手
段を経て光学素子の傾きを直すようにフィードバックが
かけられるが、ω＝０の付近でcosω≒１であり、しか
も図３（Ａ）に示されるように、その変化率が小さいた
め、正しくω＝０の状態に制御するのが困難である。本
発明は光学素子の傾きを修正するのが容易な傾き制御手
段を備えた干渉計を提供することを目的とするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、光学素子と
して半透鏡、固定鏡及び移動鏡を含む干渉計のいずれか
のアームにレーザ光の往復でλ／４位相ずれを起こす位
相板を設け、波形分割手段によりレーザ光を二光束に分
割してその干渉計に入射させ、干渉計の二光束出力を偏
光半透鏡により４つの光束に分割して、それらの４つの
光束を検出し、それらの４つの検出出力から同一干渉光
で偏光半透鏡で分割された光束の検出出力どおしを掛算
し、２つの掛算結果の減算を行なって光学素子の傾きに
よる成分を算出し、その算出結果を用いて干渉計の光学
素子の傾きを修正する。
して半透鏡、固定鏡及び移動鏡を含む干渉計のいずれか
のアームにレーザ光の往復でλ／４位相ずれを起こす位
相板を設け、波形分割手段によりレーザ光を二光束に分
割してその干渉計に入射させ、干渉計の二光束出力を偏
光半透鏡により４つの光束に分割して、それらの４つの
光束を検出し、それらの４つの検出出力から同一干渉光
で偏光半透鏡で分割された光束の検出出力どおしを掛算
し、２つの掛算結果の減算を行なって光学素子の傾きに
よる成分を算出し、その算出結果を用いて干渉計の光学
素子の傾きを修正する。
【０００５】
【作用】波形分割手段によりレーザ光を二光束に分割し
て干渉計に入射させ、位相板でλ／４の位相ずれを起こ
した光を出力してさらにこれを偏光半透鏡で４つの光束
に分割すれば、移動鏡の移動速度と傾きを加算した周波
数と傾き分だけ位相変化した位相遅れ量を検出すること
ができる。それらの４つの検出出の掛算と減算により光
学素子の傾きによる成分ωをsinωの形で算出すること
ができる。
て干渉計に入射させ、位相板でλ／４の位相ずれを起こ
した光を出力してさらにこれを偏光半透鏡で４つの光束
に分割すれば、移動鏡の移動速度と傾きを加算した周波
数と傾き分だけ位相変化した位相遅れ量を検出すること
ができる。それらの４つの検出出の掛算と減算により光
学素子の傾きによる成分ωをsinωの形で算出すること
ができる。
【０００６】
【実施例】図１は一実施例を示す概略図、図２は図１に
おける演算手段を示す図である。１は固定鏡、２は移動
鏡、３はλ／８位相板、４は半透鏡、５は波形分割器、
６は偏光半透鏡、７〜１０は検出器、１１，１２は掛算
器、１３は減算器、１４は位相判別器、１５は演算手
段、１６は傾き制御手段である。演算手段１５は掛算器
１１，１２、減算器１３及び位相判別器１４を含んでい
る。
おける演算手段を示す図である。１は固定鏡、２は移動
鏡、３はλ／８位相板、４は半透鏡、５は波形分割器、
６は偏光半透鏡、７〜１０は検出器、１１，１２は掛算
器、１３は減算器、１４は位相判別器、１５は演算手
段、１６は傾き制御手段である。演算手段１５は掛算器
１１，１２、減算器１３及び位相判別器１４を含んでい
る。
【０００７】波形分割器５は偏光方向を４５度にしたレ
ーザ光を平行な２つの光束に分割するものである。光学
素子として半透鏡４、固定鏡１及び移動鏡２を含む干渉
計は、λ／８位相板３を固定鏡１側のアームに有し、波
形分割器５で生成された２つの光束が入射する。λ／８
位相板３はレーザ光の往復で一方の偏光がλ／４位相の
ずれた光を干渉計から出力させる。偏光半透鏡６は一方
の偏光がλ／４位相のずれた干渉計からの光を偏光によ
り４つの光束に選り分けるものであり、検出器７〜１０
はこの４つの光束を検出する。検出器７と９では移動鏡
２の移動の遅れと傾きを加算した周波数ｆが検出され
る。これを式で表現すると、 検出器７からの信号ａ＝cos２πｆｔ 検出器９からの信号ｂ＝cos(２πｆｔ＋π／２） 検出器８からの信号ｃは検出器７からの信号ａと比べて
傾きの分だけ位相遅れ量ωをもって表わされる。同様に
検出器９からの信号ｂと検出器１０からの信号ｄの間に
も同じ遅れ量ωをもつ。 検出器８からの信号ｃ＝cos(２πｆｔ＋ω） 検出器10からの信号ｄ＝cos(２πｆｔ＋ω＋π／２）
ーザ光を平行な２つの光束に分割するものである。光学
素子として半透鏡４、固定鏡１及び移動鏡２を含む干渉
計は、λ／８位相板３を固定鏡１側のアームに有し、波
形分割器５で生成された２つの光束が入射する。λ／８
位相板３はレーザ光の往復で一方の偏光がλ／４位相の
ずれた光を干渉計から出力させる。偏光半透鏡６は一方
の偏光がλ／４位相のずれた干渉計からの光を偏光によ
り４つの光束に選り分けるものであり、検出器７〜１０
はこの４つの光束を検出する。検出器７と９では移動鏡
２の移動の遅れと傾きを加算した周波数ｆが検出され
る。これを式で表現すると、 検出器７からの信号ａ＝cos２πｆｔ 検出器９からの信号ｂ＝cos(２πｆｔ＋π／２） 検出器８からの信号ｃは検出器７からの信号ａと比べて
傾きの分だけ位相遅れ量ωをもって表わされる。同様に
検出器９からの信号ｂと検出器１０からの信号ｄの間に
も同じ遅れ量ωをもつ。 検出器８からの信号ｃ＝cos(２πｆｔ＋ω） 検出器10からの信号ｄ＝cos(２πｆｔ＋ω＋π／２）
【０００８】これらの検出信号ａ〜ｄからλ／４位相遅
延信号により和周波数信号を除去し、差周波数の傾き成
分を取り出すことができる。これらの検出信号ａ〜ｄを
処理して傾きを検出する回路の構成例を示したのが図２
である。各検出信号の掛け算と減算は次の式の結果をも
たらす。 ａ×ｄ＝cos２πｆｔ・sin(２πｆｔ＋ω） ＝ｅ ｄ×ｃ＝sin２πｆｔ・cos(２πｆｔ＋ω） ＝ｆ ｅ−ｆ＝sinω 演算の結果得られる信号はsinωであり、これは位相信
号をアナログ値としてよりよく認識することができる。
引用例の方法では、得られる結果がcosωであったの
で、ω＝０の近傍でcosωの変化を認識しずらいのに対
し、sinωの場合ω＝０の付近でω＞０のときsinω＞
０、ω＜０のときsinω＜０となって認識しやすくな
る。また、ω＝０の付近では図３（Ｂ）に示されるよう
に、sinωの傾きが大きいので、cosωの場合よりも傾き
修正手段１６により傾き修正が簡便になる。
延信号により和周波数信号を除去し、差周波数の傾き成
分を取り出すことができる。これらの検出信号ａ〜ｄを
処理して傾きを検出する回路の構成例を示したのが図２
である。各検出信号の掛け算と減算は次の式の結果をも
たらす。 ａ×ｄ＝cos２πｆｔ・sin(２πｆｔ＋ω） ＝ｅ ｄ×ｃ＝sin２πｆｔ・cos(２πｆｔ＋ω） ＝ｆ ｅ−ｆ＝sinω 演算の結果得られる信号はsinωであり、これは位相信
号をアナログ値としてよりよく認識することができる。
引用例の方法では、得られる結果がcosωであったの
で、ω＝０の近傍でcosωの変化を認識しずらいのに対
し、sinωの場合ω＝０の付近でω＞０のときsinω＞
０、ω＜０のときsinω＜０となって認識しやすくな
る。また、ω＝０の付近では図３（Ｂ）に示されるよう
に、sinωの傾きが大きいので、cosωの場合よりも傾き
修正手段１６により傾き修正が簡便になる。
【０００９】傾きの検出は実施例のように紙面内での左
右方向に対してだけでなく、紙面垂直方向にも同様の機
構を配置することにより各方向の傾きを制御することが
できる。本発明は実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。例えばλ／４位相ずれを起こす
ためのλ／８位相板を固定鏡側のアームに設けている
が、移動鏡側のアームに設けてもよい。また傾き修正手
段によるフィードバックは固定鏡、移動鏡、半透鏡のい
ずれに対して行なってもよい。
右方向に対してだけでなく、紙面垂直方向にも同様の機
構を配置することにより各方向の傾きを制御することが
できる。本発明は実施例に限定されるものではなく、種
々の変形が可能である。例えばλ／４位相ずれを起こす
ためのλ／８位相板を固定鏡側のアームに設けている
が、移動鏡側のアームに設けてもよい。また傾き修正手
段によるフィードバックは固定鏡、移動鏡、半透鏡のい
ずれに対して行なってもよい。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、二光束に分割したレー
ザ光を干渉計に入射し、干渉計の一方のアームでλ／４
位相ずれを起こした出力を偏光半透鏡でさらに４つの光
束に分割して検出し、その検出信号の積と差を用いて光
学素子の傾きを修正する信号を得るので、移動鏡の速度
とは無関係に移動鏡の傾きをsinの形で求めることがで
きる。したがってその信号を利用すれば簡単に光学素子
の傾き修正を行なうことができる。
ザ光を干渉計に入射し、干渉計の一方のアームでλ／４
位相ずれを起こした出力を偏光半透鏡でさらに４つの光
束に分割して検出し、その検出信号の積と差を用いて光
学素子の傾きを修正する信号を得るので、移動鏡の速度
とは無関係に移動鏡の傾きをsinの形で求めることがで
きる。したがってその信号を利用すれば簡単に光学素子
の傾き修正を行なうことができる。
【図１】一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例の演算手段を示す構成図である。
【図３】sinωとcosωにおけるω＝０付近の変化を比較
する図である。
する図である。
１ 固定鏡 ２ 移動鏡 ３ λ／８位相板 ４ 半透鏡 ５ 波形分割器 ６ 偏光半透鏡 ７，８，９，１０ 検出器 １１，１２ 掛算器 １３ 減算器 １４ 位相判別器 １５ 演算手段 １６ 傾き修正手段
Claims (1)
- 【請求項１】 光学素子として半透鏡、固定鏡及び移動
鏡を含む干渉計にレーザ光を二光束に分割して入射させ
る波形分割手段と、干渉計のいずれかのアームに設けら
れ、レーザ光の往復でλ／４位相ずれを起こす位相板
と、干渉計の二光束出力を偏光により４つの光束に分割
する偏光半透鏡と、この偏光半透鏡で分割された４つの
光束を検出する検出手段と、それらの検出手段の４つの
出力から同一干渉光で前記偏光半透鏡で分割された光束
の検出出力どおしを掛算し、２つの掛算結果の減算を行
なう演算手段と、この演算手段による減算結果が０にな
るように前記光学素子の少なくとも１つの傾きを修正す
る傾き修正手段とを備えた干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3244428A JPH0552511A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3244428A JPH0552511A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 干渉計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552511A true JPH0552511A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=17118514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3244428A Pending JPH0552511A (ja) | 1991-08-28 | 1991-08-28 | 干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552511A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012063551A1 (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 光学部材の姿勢調整機構、マイケルソン干渉計、およびフーリエ変換分光分析装置 |
-
1991
- 1991-08-28 JP JP3244428A patent/JPH0552511A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012063551A1 (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-18 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 光学部材の姿勢調整機構、マイケルソン干渉計、およびフーリエ変換分光分析装置 |
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