JPH0989517A - 干渉雑音の観察により干渉測定を行なうための方法及び装置 - Google Patents
干渉雑音の観察により干渉測定を行なうための方法及び装置Info
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- JPH0989517A JPH0989517A JP8087849A JP8784996A JPH0989517A JP H0989517 A JPH0989517 A JP H0989517A JP 8087849 A JP8087849 A JP 8087849A JP 8784996 A JP8784996 A JP 8784996A JP H0989517 A JPH0989517 A JP H0989517A
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- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の方法より正確度でも汎用性でも劣らな
いが、機械的な不完全さに影響されず、高度な相対位相
安定性を必要としない干渉測定の方法ならびにその装置
を提供することである。 【解決手段】 「位相撹乱器」２０が分割ビームの一方
のアームに追加されて、無作意な位相（０から２πの
間）を提供する。測定量が干渉信号の強度ではなく、強
度の変動である。このような変動は統計的に分析され
る。即ち、雑音の統計的測定を導くと、これが２つのア
ームの間の何らかの任意の光路差における干渉縞のコン
トラストに相関する。追加の無作意相対位相は高速発振
の消失を起こし、これらを強度変動に変換する。出力信
号の平均は一定となるが、これの変動の振幅は何らかの
任意の時間的遅延における変調の深さ、即ち、最も近い
干渉が強まる山と干渉が弱まる谷の間の強度差に依存す
ることにより、干渉縞のエンベロープ関数が明らかにな
る。したがって、ＣＯＩＮ干渉計からの「雑音」出力の
何らかの統計的測定をみれば、干渉の変調深さが測定で
きる。
いが、機械的な不完全さに影響されず、高度な相対位相
安定性を必要としない干渉測定の方法ならびにその装置
を提供することである。 【解決手段】 「位相撹乱器」２０が分割ビームの一方
のアームに追加されて、無作意な位相（０から２πの
間）を提供する。測定量が干渉信号の強度ではなく、強
度の変動である。このような変動は統計的に分析され
る。即ち、雑音の統計的測定を導くと、これが２つのア
ームの間の何らかの任意の光路差における干渉縞のコン
トラストに相関する。追加の無作意相対位相は高速発振
の消失を起こし、これらを強度変動に変換する。出力信
号の平均は一定となるが、これの変動の振幅は何らかの
任意の時間的遅延における変調の深さ、即ち、最も近い
干渉が強まる山と干渉が弱まる谷の間の強度差に依存す
ることにより、干渉縞のエンベロープ関数が明らかにな
る。したがって、ＣＯＩＮ干渉計からの「雑音」出力の
何らかの統計的測定をみれば、干渉の変調深さが測定で
きる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、干渉雑音の観察に
より、または一般的には干渉雑音によるコヒーレンス観
察法（以下、ＣＯＩＮという）により干渉測定を行うた
めの方法ならびにその装置に関する。本発明は、さらに
光源の自動相関の測定及びスペクトル測定のためのＣＯ
ＩＮの使用にも関する。
より、または一般的には干渉雑音によるコヒーレンス観
察法（以下、ＣＯＩＮという）により干渉測定を行うた
めの方法ならびにその装置に関する。本発明は、さらに
光源の自動相関の測定及びスペクトル測定のためのＣＯ
ＩＮの使用にも関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】干渉は
物理光学で古くから文献に記載されている現象の１つで
あり、干渉に基づく干渉計は、波長の正確な測定または
比較、非常に小さな距離変化または厚みの測定、光学媒
体中の歪みまたは不均一性の検出、物質の屈折率の測定
等の現実的な用途が多い。
物理光学で古くから文献に記載されている現象の１つで
あり、干渉に基づく干渉計は、波長の正確な測定または
比較、非常に小さな距離変化または厚みの測定、光学媒
体中の歪みまたは不均一性の検出、物質の屈折率の測定
等の現実的な用途が多い。
【０００３】従来の干渉計たとえばミカエルソン干渉計
の設計と動作原理は良く知られている通りである。即
ち、光ビームを２つに分割し、２つのビームを長さの異
なる２つの光路を横断させ、１つの出力ビームにまたは
検出器上に再合成する。２つのアームの間の光路長の差
の関数として干渉縞が観察され、光路長の差を発生する
機構についての情報が提供される。また、従来の干渉計
は非常に正確で高感度であるが、２つのビームの相対位
相の安定性（またはどちらかというとその欠除）に対す
るこの高感度のため、干渉計には非常に厳密な剛性と機
械全体の完璧さの要求が生まれ、可能な限り干渉測定を
回避する傾向となった。
の設計と動作原理は良く知られている通りである。即
ち、光ビームを２つに分割し、２つのビームを長さの異
なる２つの光路を横断させ、１つの出力ビームにまたは
検出器上に再合成する。２つのアームの間の光路長の差
の関数として干渉縞が観察され、光路長の差を発生する
機構についての情報が提供される。また、従来の干渉計
は非常に正確で高感度であるが、２つのビームの相対位
相の安定性（またはどちらかというとその欠除）に対す
るこの高感度のため、干渉計には非常に厳密な剛性と機
械全体の完璧さの要求が生まれ、可能な限り干渉測定を
回避する傾向となった。
【０００４】したがって、本発明の目的の１つは、従来
の方法より正確度でも汎用性でも劣らないが、機械的な
不完全さに影響されず、高度な相対位相安定性を必要と
しない干渉測定の方法ならびにその装置を提供すること
である。
の方法より正確度でも汎用性でも劣らないが、機械的な
不完全さに影響されず、高度な相対位相安定性を必要と
しない干渉測定の方法ならびにその装置を提供すること
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
目的は、干渉雑音の観察により干渉測定を行うための方
法を提供することにより達成され、この方法は、エネル
ギー源からのエネルギービームを干渉計の２つの異なる
アームに向けられた２つのビームに分割する段階と、可
変遅延を生成する手段を用いて前記２つのアームの間に
光路差を導入する段階と、前記２つのアームに可変位相
差を導入する段階と、前記２つのエネルギービームを１
つのビームに再合成する段階とを含む。
目的は、干渉雑音の観察により干渉測定を行うための方
法を提供することにより達成され、この方法は、エネル
ギー源からのエネルギービームを干渉計の２つの異なる
アームに向けられた２つのビームに分割する段階と、可
変遅延を生成する手段を用いて前記２つのアームの間に
光路差を導入する段階と、前記２つのアームに可変位相
差を導入する段階と、前記２つのエネルギービームを１
つのビームに再合成する段階とを含む。
【０００６】本発明はまた干渉雑音の観察により干渉測
定を行うための装置を提供する。この装置は、エネルギ
ー源からのエネルギービームを２つのアームに分割させ
るビームスプリッタと、可変遅延を前記２つのアームの
一方に与える可変遅延ユニットと、前記２つのアームの
他方に一定の遅延を与える定遅延ユニットと、前記２つ
のアームを再合成して１つの出力ビームを形成する再合
成器とを含み、前記定遅延ユニットまたは前記可変遅延
ユニットと前記再合成器との間に位相撹乱器を配置して
前記２つのアームに可変光路差を導入することを特徴と
する。
定を行うための装置を提供する。この装置は、エネルギ
ー源からのエネルギービームを２つのアームに分割させ
るビームスプリッタと、可変遅延を前記２つのアームの
一方に与える可変遅延ユニットと、前記２つのアームの
他方に一定の遅延を与える定遅延ユニットと、前記２つ
のアームを再合成して１つの出力ビームを形成する再合
成器とを含み、前記定遅延ユニットまたは前記可変遅延
ユニットと前記再合成器との間に位相撹乱器を配置して
前記２つのアームに可変光路差を導入することを特徴と
する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明はこれがさらに完全に理解
されるように以下の図面を参照しつつ幾つかの好適実施
例に関して説明する。
されるように以下の図面を参照しつつ幾つかの好適実施
例に関して説明する。
【０００８】ここで図面を詳細に参照すると、本発明の
特定の実施例が図示されており、これは実施例の説明の
みを目的としており、本発明の原理および概念的態様の
最も有用かつ容易に理解される説明であると思われるも
のが提供されている。この点において、本発明の基本的
理解に必要である以上に詳細に本発明の構造的詳細を図
示する試みは行わないが、本発明の幾つかの態様が現実
にはどのように実施しうるかは当業者には添付の図面を
参照して以下の説明から明らかとなろう。
特定の実施例が図示されており、これは実施例の説明の
みを目的としており、本発明の原理および概念的態様の
最も有用かつ容易に理解される説明であると思われるも
のが提供されている。この点において、本発明の基本的
理解に必要である以上に詳細に本発明の構造的詳細を図
示する試みは行わないが、本発明の幾つかの態様が現実
にはどのように実施しうるかは当業者には添付の図面を
参照して以下の説明から明らかとなろう。
【０００９】図面を参照すると、図１には従来の干渉計
の略ブロック図が図示してあり、光源Ｓからのビーム２
はビームスプリッタ４で２つのアーム６と６’に分割さ
れ、一方のアーム６は可変遅延ユニット１０経由で再合
成器８に到達し、他方のアーム６’は定遅延ユニット１
２経由で再合成器８に導かれる。再合成器８では２つの
アーム６、６’が重ね合されて出力干渉信号１４が合成
され、その強度はアーム間の相対位相の関数として検出
器１６で測定され、一方のアームが固定長の場合には可
変アームの光路長の差の関数として測定される。そし
て、信号は分析器１８で分析される。
の略ブロック図が図示してあり、光源Ｓからのビーム２
はビームスプリッタ４で２つのアーム６と６’に分割さ
れ、一方のアーム６は可変遅延ユニット１０経由で再合
成器８に到達し、他方のアーム６’は定遅延ユニット１
２経由で再合成器８に導かれる。再合成器８では２つの
アーム６、６’が重ね合されて出力干渉信号１４が合成
され、その強度はアーム間の相対位相の関数として検出
器１６で測定され、一方のアームが固定長の場合には可
変アームの光路長の差の関数として測定される。そし
て、信号は分析器１８で分析される。
【００１０】本発明にかかるＣＯＩＮ干渉計、即ちＣＯ
ＩＮ測定法に基づく干渉計は、図２から分かるように、
新しい要素、「位相撹乱器」２０が分割ビームの一方の
アームに追加されて、無作意な位相（０から２πの間）
を提供することにおいて従来の干渉計と異なる（図２は
実際にはブロック図で本発明の第１の実施例を図示した
もので、従来技術にかかる図１に図示したものと機能的
に同様な要素を有し、同じ参照番号が付記してある）。
さらなる相違点は、測定量が干渉信号の強度ではなく、
むしろ強度の変動であることである。このような変動は
統計的に分析される。即ち、雑音の統計的測定（たとえ
ばバリアンス（変動））を導くと、これが２つのアーム
の間の何らかの任意の光路差における干渉縞のコントラ
ストに相関する。
ＩＮ測定法に基づく干渉計は、図２から分かるように、
新しい要素、「位相撹乱器」２０が分割ビームの一方の
アームに追加されて、無作意な位相（０から２πの間）
を提供することにおいて従来の干渉計と異なる（図２は
実際にはブロック図で本発明の第１の実施例を図示した
もので、従来技術にかかる図１に図示したものと機能的
に同様な要素を有し、同じ参照番号が付記してある）。
さらなる相違点は、測定量が干渉信号の強度ではなく、
むしろ強度の変動であることである。このような変動は
統計的に分析される。即ち、雑音の統計的測定（たとえ
ばバリアンス（変動））を導くと、これが２つのアーム
の間の何らかの任意の光路差における干渉縞のコントラ
ストに相関する。
【００１１】専用のユニットにより、または、干渉計自
体の内部または外部に起因する制御されたまたは無制御
の環境的変動により、または専用の位相撹乱器以外のシ
ステムの１つまたはそれ以上の部材により、無作意な位
相が発生する。
体の内部または外部に起因する制御されたまたは無制御
の環境的変動により、または専用の位相撹乱器以外のシ
ステムの１つまたはそれ以上の部材により、無作意な位
相が発生する。
【００１２】図２では、位相撹乱器２０が定遅延ユニッ
ト１２と再合成器８の間に配置されているが、再合成器
８と前記可変遅延ユニット１０の間にも等しく配置する
ことができる。
ト１２と再合成器８の間に配置されているが、再合成器
８と前記可変遅延ユニット１０の間にも等しく配置する
ことができる。
【００１３】ＣＯＩＮ法は光それ自身の特徴を調べるた
めに使用でき、または光が相互作用する媒体の特徴を調
べるために使用できる。第１の場合には、ＣＯＩＮ法は
光源自動相関の決定に用いられるが、第２の場合には、
本法は媒体スペクトル、たとえば放射、吸収、またはラ
マーンスペクトルの測定に用いられる。
めに使用でき、または光が相互作用する媒体の特徴を調
べるために使用できる。第１の場合には、ＣＯＩＮ法は
光源自動相関の決定に用いられるが、第２の場合には、
本法は媒体スペクトル、たとえば放射、吸収、またはラ
マーンスペクトルの測定に用いられる。
【００１４】自動相関測定の標準的なツールはマイケル
ソン干渉計で、これは、すでに述べたように、入射光ビ
ームをビームスプリッタで２つの部分に分割し、光路長
の異なる径路を通ってから再合成されて得られた出力干
渉信号を検出器で測定する。光路差は直接２つの再合成
されたビームの間の時間的遅延に変換される。パルス状
の入射光ビームの場合、得られる干渉信号は何らかの光
学搬送波周波数を有し、光学周波数周期で速い発振を有
し、エンベロープは入力パルス振幅エンベロープ関数の
自動相関である。本発明にしたがって改変した干渉計で
は、追加の無作意相対位相が高速発振の消失を起こし、
これらを強度変動に変換する。出力信号の平均は一定と
なるが、これの変動の振幅は何らかの任意の時間的遅延
における変調の深さ、即ち、最も近い干渉が強まる山と
干渉が弱まる谷の間の強度差に依存することにより、干
渉縞のエンベロープ関数が明らかになる。したがって、
ＣＯＩＮ干渉計からの「雑音」出力の何らかの統計的測
定をみれば、干渉の変調深さが測定できる。この様に、
得られた情報はエンベロープ自動相関関数の二乗であ
る。（何らかの自動相関関数は１つの時刻におけるデー
タの値の別の時刻におけるこれらのデータの値に対する
一般的な依存を記述する）。
ソン干渉計で、これは、すでに述べたように、入射光ビ
ームをビームスプリッタで２つの部分に分割し、光路長
の異なる径路を通ってから再合成されて得られた出力干
渉信号を検出器で測定する。光路差は直接２つの再合成
されたビームの間の時間的遅延に変換される。パルス状
の入射光ビームの場合、得られる干渉信号は何らかの光
学搬送波周波数を有し、光学周波数周期で速い発振を有
し、エンベロープは入力パルス振幅エンベロープ関数の
自動相関である。本発明にしたがって改変した干渉計で
は、追加の無作意相対位相が高速発振の消失を起こし、
これらを強度変動に変換する。出力信号の平均は一定と
なるが、これの変動の振幅は何らかの任意の時間的遅延
における変調の深さ、即ち、最も近い干渉が強まる山と
干渉が弱まる谷の間の強度差に依存することにより、干
渉縞のエンベロープ関数が明らかになる。したがって、
ＣＯＩＮ干渉計からの「雑音」出力の何らかの統計的測
定をみれば、干渉の変調深さが測定できる。この様に、
得られた情報はエンベロープ自動相関関数の二乗であ
る。（何らかの自動相関関数は１つの時刻におけるデー
タの値の別の時刻におけるこれらのデータの値に対する
一般的な依存を記述する）。
【００１５】図２のブロック図において、変動は分析器
１８’で分析され、これの出力はコンピュータ２２へ入
力され、コンピュータはまた可変遅延１０を制御する。
１８’で分析され、これの出力はコンピュータ２２へ入
力され、コンピュータはまた可変遅延１０を制御する。
【００１６】図３は図２の構成による短いレーザーパル
スの自動相関の測定結果を示す。本図は遅延の関数とし
てのバリアンスを図示している。
スの自動相関の測定結果を示す。本図は遅延の関数とし
てのバリアンスを図示している。
【００１７】自動相関測定は２色波長光源について行な
うことができる。この場合、一方の色が公知でない光
で、他方の光が測定装置内部または外部の公知の波長の
光源からの光（たとえばＨｅＮｅレーザー）からの光で
ある。２色光源の干渉パターンから公知でない光源の波
長を抽出することができる。
うことができる。この場合、一方の色が公知でない光
で、他方の光が測定装置内部または外部の公知の波長の
光源からの光（たとえばＨｅＮｅレーザー）からの光で
ある。２色光源の干渉パターンから公知でない光源の波
長を抽出することができる。
【００１８】図４は分光計として使用するＣＯＩＮ干渉
計のブロック図を示す。図２のブロック図に対しての相
違点は明らかで説明を要しない。光源Ｓ’は装置の一部
をなす。再合成されたビームはサンプル・セル２４へ導
かれ、ここで発生した蛍光は集光器２６により集めら
れ、ここから光が検出器１６’へ到達する。
計のブロック図を示す。図２のブロック図に対しての相
違点は明らかで説明を要しない。光源Ｓ’は装置の一部
をなす。再合成されたビームはサンプル・セル２４へ導
かれ、ここで発生した蛍光は集光器２６により集めら
れ、ここから光が検出器１６’へ到達する。
【００１９】光源ＳとＳ’はパルスまたは連続レーザ
ー、白熱電球、またはその他の非連続性光源、または幾
つかの独立した光源（干渉性または不可干渉性）から発
した光とすることができる。
ー、白熱電球、またはその他の非連続性光源、または幾
つかの独立した光源（干渉性または不可干渉性）から発
した光とすることができる。
【００２０】公知のように、原子（分子）は基底状態か
ら光パルスで励起されると、励起状態の何らかの量子振
幅が発生する。遅延した第２のパルスを印加すると、励
起状態の総分布が２つの量子振幅の干渉によって決定さ
れる。干渉の結果は遅延期間中のシステムの変化ならび
に２つのパルスの相対位相によって決定される。
ら光パルスで励起されると、励起状態の何らかの量子振
幅が発生する。遅延した第２のパルスを印加すると、励
起状態の総分布が２つの量子振幅の干渉によって決定さ
れる。干渉の結果は遅延期間中のシステムの変化ならび
に２つのパルスの相対位相によって決定される。
【００２１】図４に概略を図示したようなＣＯＩＮ分光
計は、励起パルス対の間の無作意な相対位相差を導入し
て、それぞれの事象の後の総蛍光またはサンプルを介し
て伝わる信号強度を観察することに基づくもので、ここ
で事象とは任意の遅延における同じ相対位相の一対のパ
ルスまたはそれ以上の対による励起である。以下の例で
は、蛍光に言及しているが、この用語は伝達エネルギー
によって測定される蛍光または吸収といった一般的な意
味に理解すべきである。遅延量ゼロでは、干渉は完全に
相乗的または完全に相補的のどちらか、またはその間の
どこかにあり、蛍光の大きな強度変動を発生する。２つ
の同一入力パルスでは、放射エネルギーはゼロから単一
パルスの発生する放射の４倍までの間の変動を発生す
る。パルス間の遅延時間が非常に長い場合、媒体中の位
相ずれ効果が干渉を減衰させ、観察される変動は単一パ
ルスにより発生する放射の２倍となり、変動はない。ゼ
ロから完全分離の間の遅延では、第２のパルスが原子
（分子）に衝突し、原子のコヒーレンスが内部動力学と
コヒーレントな位相ずれ効果との両方によって変化す
る。原子がコヒーレンスを維持し続ける限り、励起状態
の総分布は量子干渉によっても影響を受ける。遅延によ
る雑音レベルを有する総蛍光強度は変動する。この段階
的に減少する干渉雑音は、２つのパルスの位相が互いに
固定されている場合と同じ時間解像度情報を提供する
が、前述の通り、ＣＯＩＮシステムを用いた測定では、
装置の機械的構造の剛性と熱作用に対する保護に関する
重大な要求は必要としない。
計は、励起パルス対の間の無作意な相対位相差を導入し
て、それぞれの事象の後の総蛍光またはサンプルを介し
て伝わる信号強度を観察することに基づくもので、ここ
で事象とは任意の遅延における同じ相対位相の一対のパ
ルスまたはそれ以上の対による励起である。以下の例で
は、蛍光に言及しているが、この用語は伝達エネルギー
によって測定される蛍光または吸収といった一般的な意
味に理解すべきである。遅延量ゼロでは、干渉は完全に
相乗的または完全に相補的のどちらか、またはその間の
どこかにあり、蛍光の大きな強度変動を発生する。２つ
の同一入力パルスでは、放射エネルギーはゼロから単一
パルスの発生する放射の４倍までの間の変動を発生す
る。パルス間の遅延時間が非常に長い場合、媒体中の位
相ずれ効果が干渉を減衰させ、観察される変動は単一パ
ルスにより発生する放射の２倍となり、変動はない。ゼ
ロから完全分離の間の遅延では、第２のパルスが原子
（分子）に衝突し、原子のコヒーレンスが内部動力学と
コヒーレントな位相ずれ効果との両方によって変化す
る。原子がコヒーレンスを維持し続ける限り、励起状態
の総分布は量子干渉によっても影響を受ける。遅延によ
る雑音レベルを有する総蛍光強度は変動する。この段階
的に減少する干渉雑音は、２つのパルスの位相が互いに
固定されている場合と同じ時間解像度情報を提供する
が、前述の通り、ＣＯＩＮシステムを用いた測定では、
装置の機械的構造の剛性と熱作用に対する保護に関する
重大な要求は必要としない。
【００２２】ＣＯＩＮ法の能力を示すために、２色パル
スから構成され、かつスペクトルが原子線と共鳴する非
相関レーザーに由来する光源によって励起されたカリウ
ム原子の二重線から蛍光変動を測定した。図５は測定し
た蛍光バリアンスの指数関数的に減衰する発振を示した
もので、挿入図はデータ点のフーリエ変換の絶対値を示
す。ピークはカリウム二重線（５７．７ｃｍ-1）のエネ
ルギー分割に対応し、２つの小さい側波帯はモーター駆
動の遅延線で使用した機械的親ねじの１ミリピッチに起
因するアーチファクトである。
スから構成され、かつスペクトルが原子線と共鳴する非
相関レーザーに由来する光源によって励起されたカリウ
ム原子の二重線から蛍光変動を測定した。図５は測定し
た蛍光バリアンスの指数関数的に減衰する発振を示した
もので、挿入図はデータ点のフーリエ変換の絶対値を示
す。ピークはカリウム二重線（５７．７ｃｍ-1）のエネ
ルギー分割に対応し、２つの小さい側波帯はモーター駆
動の遅延線で使用した機械的親ねじの１ミリピッチに起
因するアーチファクトである。
【００２３】上記では、明確化と簡略化のために選択し
た干渉実体は光ビームだったが、本発明による方法は相
互に干渉することのできる他の波、たとえば原子または
分子の励起の量子確率、電磁波、音波、または縦波また
は横波等に好適である。
た干渉実体は光ビームだったが、本発明による方法は相
互に干渉することのできる他の波、たとえば原子または
分子の励起の量子確率、電磁波、音波、または縦波また
は横波等に好適である。
【００２４】本発明は上記で図示した実施例の詳細に制
限されるものではなく、また本発明はその趣旨または基
本的属性から逸脱することなく他の特定の形態で実現し
うることが当業者には明らかとなろう。したがって本発
明の実施例は図示したまたは図示していない全ての態様
において勘案すべきものであって、本発明の請求範囲は
前述の説明ではなく添付の請求項に示されており、請求
項の均等の意味と範囲に含まれる全ての変化も本発明に
包含されるべきものであると意図するものである。
限されるものではなく、また本発明はその趣旨または基
本的属性から逸脱することなく他の特定の形態で実現し
うることが当業者には明らかとなろう。したがって本発
明の実施例は図示したまたは図示していない全ての態様
において勘案すべきものであって、本発明の請求範囲は
前述の説明ではなく添付の請求項に示されており、請求
項の均等の意味と範囲に含まれる全ての変化も本発明に
包含されるべきものであると意図するものである。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
追加の無作意相対位相が高速発振の消失を起こし、これ
らを強度変動に変換する。出力信号の平均は一定となる
が、これの変動の振幅は何らかの任意の時間的遅延にお
ける変調の深さ、即ち、最も近い干渉が強まる山と干渉
が弱まる谷の間の強度差に依存することにより、干渉縞
のエンベロープ関数が明らかになる。したがって、ＣＯ
ＩＮ干渉計からの「雑音」出力の何らかの統計的測定を
みれば、干渉の変調深さが測定できる。
追加の無作意相対位相が高速発振の消失を起こし、これ
らを強度変動に変換する。出力信号の平均は一定となる
が、これの変動の振幅は何らかの任意の時間的遅延にお
ける変調の深さ、即ち、最も近い干渉が強まる山と干渉
が弱まる谷の間の強度差に依存することにより、干渉縞
のエンベロープ関数が明らかになる。したがって、ＣＯ
ＩＮ干渉計からの「雑音」出力の何らかの統計的測定を
みれば、干渉の変調深さが測定できる。
【図１】従来の干渉計のブロック図である。
【図２】本発明にかかる光源の自動相関の測定に使用さ
れるようなＣＯＩＮ干渉計のブロック図である。
れるようなＣＯＩＮ干渉計のブロック図である。
【図３】短いパルスの自動相関の測定結果である。
【図４】放射スペクトルの測定に使用するようなＣＯＩ
Ｎ干渉計のブロック図である。
Ｎ干渉計のブロック図である。
【図５】蛍光の変動測定結果である。
４ ビームスプリッタ ８ 再合成器 １０ 可変遅延ユニット １２ 定遅延ユニット １６ 検出器 １８ 分析器 １６’ 検出器 １８’ 分析器 ２０ 位相撹乱器 ２４ サンプルセル ２６ 光回収器 Ｓ’ 内部光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オファー キンロット イスラエル 76308・レホボト・ピンスカ ー ストリート ６ (72)発明者 エリヤフ アヴァブク イスラエル 76209・レホボト・シュコル ニク ストリート ６
Claims (18)
- 【請求項１】 エネルギー源からのエネルギービームを
干渉計の２つの異なるアームに向けられた２つのビーム
に分割する段階と、可変遅延生成手段を用いて前記２つ
のアームの間に光路差を導入する段階と、前記２つのア
ームの間に可変位相差を導入する段階と、前記２つのエ
ネルギービームを単一ビームに再合成する段階とを含む
ことを特徴とする干渉雑音の観察により干渉測定を行な
うための方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、前記導
入される位相差は０から２πの間の大きさであることを
特徴とする干渉雑音の観察により干渉測定を行うための
方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、前記位
相差は無作意な光路差の追加の形態で発生することを特
徴とする干渉雑音の観察により干渉測定を行うための方
法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の方法において、前記位
相差は前記遅延生成手段により生成されることを特徴と
する干渉雑音の観察により干渉測定を行うための方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、前記位
相差は制御されたまたは制御されない環境的変動により
生成されることを特徴とする干渉雑音の観察により干渉
測定を行うための方法。 - 【請求項６】 エネルギー源の自動相関の測定に使用さ
れる請求項１に記載の方法において、前記方法は、変化
する遅延について、時間の関数として前記単一の再合成
ビームの強度を検出する段階と、任意の所定の公称遅延
量で発生した前記強度変動を分析する段階と、前記変動
の統計的尺度を導き出す段階と、前記統計的尺度を前記
遅延量の関数として記録する段階とを含むことを特徴と
する干渉雑音の観察により干渉測定を行うための方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の方法において、前記統
計的尺度はバリアンスであることを特徴とする干渉雑音
の観察により干渉測定を行うための方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の方法において、前記エ
ネルギービームは光ビームであることを特徴とする干渉
雑音の観察により干渉測定を行うための方法。 - 【請求項９】 請求項６に記載の方法において、前記エ
ネルギー源はスペクトルが公知の公知の光源と公知でな
いと光源から構成され、前記エネルギー源の自動相関を
前記公知でない光源のスペクトルの測定に使用すること
を特徴とする干渉雑音の観察により干渉測定を行うため
の方法。 - 【請求項１０】 スペクトル測定に使用される請求項８
に記載の方法において、前記方法は、スペクトルを測定
しようとするサンプルが含まれたサンプルセルに前記単
一の再構成したビームを通過させる段階と、前記セルか
ら発せられた信号を回収する段階と、変化する遅延につ
いて、時間の関数として前記信号の強度を検出する段階
と、任意の所定の公称遅延における前記信号の強度変動
を分析する段階と、前記変動の統計的尺度を導き出す段
階と、前記統計的尺度を前記遅延の関数として記録する
段階とを含むことを特徴とする干渉雑音の観察により干
渉測定を行うための方法。 - 【請求項１１】 エネルギー源からのエネルギービーム
を２つのアームに分割させるビームスプリッタと、可変
遅延を前記２つのアームの一方に適用した可変遅延ユニ
ットと、定遅延を前記２つのアームの他方に適用する定
遅延ユニットと、前記２つのアームを再合成して単一の
出力ビームを形成する再合成器とを含み、前記定遅延ユ
ニットまたは前記可変遅延ユニットと前記再合成器との
間に位相撹乱器を配置して、前記２つのアームの間に可
変位相差を導入することを特徴とする干渉雑音の観察に
より干渉測定を行なうための装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置において、前
記位相撹乱器は専用の位相撹乱器であることを特徴とす
る干渉雑音の観察により干渉測定を行なうための装置。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載の装置において、前
記再合成器からの信号を受信し前記信号を分析用の変動
分析機へ供給する検出器をさらに含むことを特徴とする
干渉雑音の観察により干渉測定を行なうための装置。 - 【請求項１４】 請求項１１に記載の装置において、前
記エネルギー源は光源であることを特徴とする干渉雑音
の観察により干渉測定を行なうための装置。 - 【請求項１５】 請求項１１に記載の装置において、前
記エネルギー源はパルス式または連続波レーザー、白熱
電球またはその他の非干渉光源、または幾つかの独立し
た干渉性または非干渉性光源から発する光であることを
特徴とする干渉雑音の観察により干渉測定を行なうため
の装置。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の装置において、分
割しようとする前記エネルギービームを提供するための
内部エネルギー源と、前記再合成器からのエネルギーを
受け入れ、スペクトルを分析しようとする物質を収容す
るためのサンプルセルと、前記セル内の前記物質により
発生した蛍光を受け入れて、これを前記検出器へ転送す
るためのエネルギー回収器とをさらに含むことを特徴と
する干渉雑音の観察により干渉測定を行なうための装
置。 - 【請求項１７】 請求項１１に記載の装置において、前
記変動分析器からの結果を受信して表示し、前記可変遅
延ユニットを制御するためのコンピュータ手段をさらに
含むことを特徴とする干渉雑音の観察により干渉測定を
行なうための装置。 - 【請求項１８】 請求項１１に記載の装置において、前
記エネルギー源はスペクトルが公知で前記装置の内部ま
たは外部の公知の光源と公知でない光源とから成ること
を特徴とする干渉雑音の観察により干渉測定を行なうた
めの装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL113311A IL113311A (en) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Method and apparatus for coherence observation by interference noise |
| IL113,311 | 1995-04-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989517A true JPH0989517A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=11067342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8087849A Pending JPH0989517A (ja) | 1995-04-10 | 1996-04-10 | 干渉雑音の観察により干渉測定を行なうための方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5805282A (ja) |
| EP (1) | EP0737843A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0989517A (ja) |
| IL (1) | IL113311A (ja) |
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| US7675020B2 (en) * | 2006-08-28 | 2010-03-09 | Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Input apparatus and methods having diffuse and specular tracking modes |
| WO2014055749A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Zygo Corporation | Position monitoring system with reduced noise |
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| US5191614A (en) * | 1988-11-14 | 1993-03-02 | Mcdonnell Douglas Corporation | Secure communication system |
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| US5131748A (en) * | 1991-06-10 | 1992-07-21 | Monchalin Jean Pierre | Broadband optical detection of transient motion from a scattering surface by two-wave mixing in a photorefractive crystal |
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-
1995
- 1995-04-10 IL IL113311A patent/IL113311A/xx not_active IP Right Cessation
-
1996
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- 1996-04-08 US US08/629,074 patent/US5805282A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-04-10 JP JP8087849A patent/JPH0989517A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0737843A3 (en) | 1997-04-09 |
| IL113311A0 (en) | 1995-07-31 |
| US5805282A (en) | 1998-09-08 |
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| EP0737843A2 (en) | 1996-10-16 |
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