JPH11166807A - Frequency separation device and light wave interference measurement device provided with the frequency separation device - Google Patents
Frequency separation device and light wave interference measurement device provided with the frequency separation deviceInfo
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- JPH11166807A JPH11166807A JP9352240A JP35224097A JPH11166807A JP H11166807 A JPH11166807 A JP H11166807A JP 9352240 A JP9352240 A JP 9352240A JP 35224097 A JP35224097 A JP 35224097A JP H11166807 A JPH11166807 A JP H11166807A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数分離装置お
よび該周波数分離装置を備えた光波干渉測定装置に関
し、特に同じ光路に沿って入射した周波数の異なる2つ
の光を分離させるための周波数分離装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency separation device and an optical interference measuring device provided with the frequency separation device, and more particularly to a frequency separation device for separating two lights having different frequencies incident on the same optical path. It is about.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、特開平6−229922号公
報や特開平8−226802号公報には、光路中の気体
の屈折率変動を高精度に測定するための屈折率変動測定
装置や、該屈折率変動測定装置を組み込んで高精度な変
位計測を行うための光波干渉測定装置が開示されてい
る。これらの公報に開示された装置では、KTP結晶の
ような非線形結晶を介して基本波の一部から第2高調波
を生成し、生成された第2高調波と非線形結晶をそのま
ま透過した基本波とを同じ光路に沿って伝搬させる。そ
して、所定の光路を経た基本波の一部を非線形結晶を介
して第2高調波に変換し、変換された第2高調波と所定
の光路を経た元の第2高調波とを干渉させる。こうし
て、光路中の気体の分散特性に依存して得られる干渉縞
に基づいて、光路中の気体の屈折率変動を高精度に測定
する。2. Description of the Related Art For example, JP-A-6-229922 and JP-A-8-226802 disclose a refractive index fluctuation measuring device for measuring a refractive index fluctuation of a gas in an optical path with high accuracy, and a method of measuring the refractive index. A light wave interference measurement device for performing high-precision displacement measurement by incorporating a rate fluctuation measurement device is disclosed. In the devices disclosed in these publications, a second harmonic is generated from a part of the fundamental wave via a nonlinear crystal such as a KTP crystal, and the generated second harmonic and a fundamental wave transmitted directly through the nonlinear crystal. Are propagated along the same optical path. Then, a part of the fundamental wave passing through the predetermined optical path is converted into the second harmonic via the nonlinear crystal, and the converted second harmonic interferes with the original second harmonic passing through the predetermined optical path. In this manner, the refractive index fluctuation of the gas in the optical path is measured with high accuracy based on the interference fringes obtained depending on the dispersion characteristics of the gas in the optical path.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、所定の
光路を経た基本波の一部は非線形結晶を介して第2高調
波に変換され、第2高調波に変換されない残りの基本波
は非線形結晶をそのまま透過する。非線形結晶をそのま
ま透過した基本波の光は、第2高調波の干渉光とともに
光電変換素子に入射すると信号のビジビリティの低下の
原因となる。このため、従来技術では、基本波の光を除
去するために、非線形結晶と光電変換素子との間の光路
中に多層膜による光学フィルタを配置している。As described above, a part of the fundamental wave passing through the predetermined optical path is converted into the second harmonic through the nonlinear crystal, and the remaining fundamental wave which is not converted into the second harmonic is Transmits the nonlinear crystal as it is. When the fundamental wave light transmitted through the nonlinear crystal as it is incident on the photoelectric conversion element together with the second harmonic interference light, it causes a reduction in signal visibility. Therefore, in the related art, in order to remove light of a fundamental wave, an optical filter including a multilayer film is arranged in an optical path between a nonlinear crystal and a photoelectric conversion element.
【0004】しかしながら、一般に多層膜の光学フィル
タの性能はそれほど高くなく、基本波の光を充分に除去
することができない。また、分散プリズムを用いると周
波数の異なる2つの光を完全に分離することができる
が、分離された一方の光が他方の光とともに光電変換素
子に入射しないように充分な間隔を隔てて分離するには
所要の光路長が大きくなり、装置全体が大型化してしま
う。However, in general, the performance of an optical filter having a multilayer film is not so high, and light of a fundamental wave cannot be sufficiently removed. When a dispersing prism is used, two lights having different frequencies can be completely separated from each other. However, one of the separated lights is separated with a sufficient interval so as not to enter the photoelectric conversion element together with the other light. In this case, the required optical path length becomes large, and the entire apparatus becomes large.
【0005】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、同じ光路に沿って入射する周波数の異なる2
つの光を充分な間隔を隔てて分離することのできる小型
の周波数分離装置および該周波数分離装置を備えた光波
干渉測定装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problem, and has been made in consideration of the above problem.
It is an object of the present invention to provide a small-sized frequency separation device capable of separating two lights at a sufficient interval, and a light wave interference measurement device provided with the frequency separation device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第1発明では、所定の光路に沿って入射し
た第1の周波数を有する第1の光を該第1の周波数に依
存した角度だけ偏向させて第1の光路に沿って導くとと
もに、前記第1の光と同じ光路に沿って入射した前記第
1の周波数と異なる第2の周波数を有する第2の光を該
第2の周波数に依存した角度だけ偏向させて前記第1の
光路と異なる第2の光路に沿って導くための偏向手段
と、前記偏向手段を介して前記第1の光路に沿って入射
した前記第1の光のほぼ全部を反射するとともに、前記
偏向手段を介して前記第2の光路に沿って入射した前記
第2の光のほぼ全部を透過させるための光分離面を有す
る分離手段とを備えていることを特徴とする周波数分離
装置を提供する。According to a first aspect of the present invention, a first light having a first frequency incident along a predetermined optical path is converted to the first frequency. A second light having a second frequency different from the first frequency incident along the same optical path as the first light is deflected by a dependent angle and guided along the first optical path. Deflecting means for deflecting by an angle dependent on the frequency of 2 and guiding it along a second optical path different from the first optical path, and the deflecting means incident along the first optical path via the deflecting means. A light separating surface for reflecting substantially all of the first light and transmitting substantially all of the second light incident along the second optical path via the deflecting means. A frequency separation device is provided.
【0007】第1発明の好ましい態様によれば、前記分
離手段は、前記第2の光が前記光分離面に対してP偏光
となり且つ前記光分離面に対する前記第2の光の入射角
がブリュースター角とほぼ等しくなるとともに、前記光
分離面に対する前記第1の光の入射角がほぼ臨界角以上
になるように配置されている。According to a preferred aspect of the first invention, the separating means is configured such that the second light becomes P-polarized light with respect to the light separation surface, and the incident angle of the second light with respect to the light separation surface is Brew. The first light is arranged so as to be substantially equal to the star angle, and the incident angle of the first light to the light separation surface is substantially equal to or larger than the critical angle.
【0008】また、本発明の第2発明によれば、所定方
向に沿った移動鏡の変位量を測定するための測長用干渉
計と、第1の周波数を有する第1の光と該第1の周波数
と異なる第2の周波数を有する第2の光とを供給するた
めの光源と、前記光源から出力されて前記移動鏡を介す
る測定光路を経た前記第1の光の一部を前記第2の周波
数とほぼ同じ周波数を有する第3の光に変換するととも
に、前記第1の光の残部および前記測定光路を経た前記
第2の光をそのまま透過させるための周波数変換手段
と、前記周波数変換手段を介した前記第3の光と前記第
2の光との干渉光に基づいて干渉信号を生成するための
干渉信号生成系とを備え、前記干渉信号に基づいて測定
された前記測定光路中の気体による屈折率変動に応じ
て、前記測長用干渉計により測定された前記移動鏡の測
定変位量を補正し、前記移動鏡の幾何学的変位量を測定
する光波干渉測定装置において、前記周波数変換手段と
前記干渉信号生成系との間には、請求項1乃至7のいず
れか1項に記載の周波数分離装置が設けられ、前記周波
数分離装置は、前記周波数変換手段から同じ光路に沿っ
て入射した前記第1の光の残部と前記第2の光および前
記第3の光とを分離し、前記第2の光および前記第3の
光を前記干渉信号生成系へ導くとともに、前記第1の光
の残部を前記干渉信号生成系に到達させることなく光路
から除去することを特徴とする光波干渉測定装置を提供
する。According to a second aspect of the present invention, a length measuring interferometer for measuring an amount of displacement of a movable mirror along a predetermined direction, a first light having a first frequency, and a A light source for supplying a second light having a second frequency different from the first frequency, and a part of the first light output from the light source and passing through a measurement optical path through the movable mirror; Frequency conversion means for converting the light into third light having substantially the same frequency as the frequency of the second light and transmitting the second light having passed through the remaining light of the first light and the measurement light path as it is; An interference signal generation system for generating an interference signal based on interference light between the third light and the second light via the means, wherein the measurement light path is measured based on the interference signal. The interferometer for length measurement according to the refractive index fluctuation due to the gas In the light wave interference measuring apparatus for correcting the measured displacement amount of the movable mirror which is measured by the above, and measuring the geometric displacement amount of the movable mirror, the light wave interferometer may be provided between the frequency conversion means and the interference signal generation system. Item 8 is provided with the frequency separation device according to any one of Items 1 to 7, wherein the frequency separation device includes a remaining portion of the first light and a second light that are incident along the same optical path from the frequency conversion unit. And the third light are separated from each other, and the second light and the third light are guided to the interference signal generation system, and the remaining part of the first light is not caused to reach the interference signal generation system. Provided is a light wave interference measurement device characterized by being removed from an optical path.
【0009】第2発明の好ましい態様によれば、前記周
波数変換手段は、前記第1の光の一部を高調波に変換
し、該高調波を前記第3の光として出力するための高調
波変換素子を有する。According to a preferred aspect of the second invention, the frequency conversion means converts a part of the first light into a harmonic, and outputs a harmonic as the third light. It has a conversion element.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の周波数分離装置では、回
折格子や分散プリズムのような偏向手段の作用により、
所定の光路に沿って入射した第1の周波数を有する第1
の光を偏向させて第1の光路に沿って導くとともに、同
じ光路に沿って入射した第2の周波数を有する第2の光
を偏向させて第1の光路と異なる第2の光路に沿って導
く。次いで、たとえばプリズムのような分離手段の光分
離面により、第1の光路に沿って入射した第1の光のほ
ぼ全部を反射するとともに、第2の光路に沿って入射し
た第2の光のほぼ全部を透過させる。具体的には、第2
の光が光分離面に対してP偏光となり且つ光分離面に対
する第2の光の入射角がブリュースター角とほぼ等しく
なるとともに、光分離面に対する第1の光の入射角がほ
ぼ臨界角以上になるように設定する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a frequency separation device according to the present invention, the action of a deflecting means such as a diffraction grating or a dispersion prism is used.
A first having a first frequency incident along a predetermined optical path;
And deflects the light along the first optical path, and deflects the second light having the second frequency incident along the same optical path along the second optical path different from the first optical path. Lead. Next, for example, a light separating surface of a separating means such as a prism reflects almost all of the first light incident along the first optical path, and reflects the second light incident along the second optical path. Almost all are transmitted. Specifically, the second
Is P-polarized with respect to the light separation surface, the incident angle of the second light with respect to the light separation surface is substantially equal to the Brewster angle, and the incident angle of the first light with respect to the light separation surface is substantially equal to or greater than the critical angle. Set to be.
【0011】こうして、本発明の周波数分離装置では、
共通の光軸に沿って同軸で入射した第1の光と第2の光
とが分離され、充分に間隔を隔てた2つの光軸に沿って
それぞれ導かれる。換言すると、同じ光路に沿って入射
した周波数の異なる2つの光を充分な間隔を隔てて分離
することができる。また、回折格子や分散プリズムのよ
うな偏向手段によって分離された第1の光と第2の光と
が光分離面において部分的に重なることがあっても光の
分離作用に影響がない。このため、偏向手段である回折
格子や分散プリズムと分離手段であるプリズムとの間隔
を必要に応じて短くすることにより周波数分離装置の小
型化を容易に図ることができる。Thus, in the frequency separation device of the present invention,
The first light and the second light incident coaxially along a common optical axis are separated and guided along two sufficiently spaced optical axes, respectively. In other words, two lights having different frequencies incident on the same optical path can be separated with a sufficient interval. Further, even if the first light and the second light separated by the deflecting means such as the diffraction grating and the dispersion prism partially overlap on the light separation surface, there is no influence on the light separating action. For this reason, the size of the frequency separation device can be easily reduced by shortening the distance between the diffraction grating or dispersing prism as the deflecting means and the prism as the separating means as necessary.
【0012】光路中の気体の屈折率変動を測定する屈折
率変動測定装置の組み込まれた光波干渉測定装置では、
測定光路を経た第1の光の一部はたとえば第2高調波変
換素子(SHG変換素子)のような周波数変換手段を介
して第2高調波に変換される。一方、第1の光の残部お
よび測定光路を経た第2の光は、SHG変換素子をその
まま透過する。ここで、SHG変換素子をそのまま透過
した第1の光が、SHG変換素子を介して変換された第
2高調波の光およびSHG変換素子をそのまま透過した
第2の光とともに光電変換素子のような干渉信号生成系
に入射すると、信号のビジビリティの低下の原因とな
る。In a light wave interference measuring apparatus incorporating a refractive index fluctuation measuring device for measuring a refractive index fluctuation of a gas in an optical path,
Part of the first light that has passed through the measurement optical path is converted to a second harmonic via frequency conversion means such as a second harmonic converter (SHG converter). On the other hand, the rest of the first light and the second light that has passed through the measurement optical path pass through the SHG conversion element as it is. Here, the first light that has passed through the SHG conversion element as it is, as well as the second harmonic light that has been converted through the SHG conversion element and the second light that has passed through the SHG conversion element as it is, such as a photoelectric conversion element When the light enters the interference signal generation system, it causes a decrease in signal visibility.
【0013】本発明の光波干渉測定装置では、周波数変
換手段であるSHG変換素子と干渉信号生成系である光
電変換素子との間の光路中に、本発明にしたがう周波数
分離装置を配置している。したがって、SHG変換素子
をそのまま透過した第1の光が光電変換素子に達するこ
となく光路から除去される。その結果、ビジビリティの
良好な信号を得ることができるので、光路中の気体によ
る屈折率変動を高精度に測定し、ひいては移動鏡の幾何
学的変位量すなわち真の変位量を高精度に測定すること
が可能となる。In the light wave interference measuring device of the present invention, the frequency separating device according to the present invention is arranged in the optical path between the SHG converting device as the frequency converting means and the photoelectric converting device as the interference signal generating system. . Therefore, the first light that has passed through the SHG conversion element as it is is removed from the optical path without reaching the photoelectric conversion element. As a result, a signal with good visibility can be obtained, so that the refractive index fluctuation due to gas in the optical path can be measured with high precision, and thus the geometric displacement of the movable mirror, that is, the true displacement can be measured with high precision. It becomes possible.
【0014】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図1は、本発明の第1実施例にかかる周
波数分離装置の構成を概略的に示す図である。図1に示
すように、第1実施例にかかる周波数分離装置は、光の
入射側(図中左側)から順に、回折格子1と光分離素子
11とから構成されている。回折格子1には、周波数の
異なる2つの光が同じ光路に沿って同軸で入射する。す
なわち、周波数ω1を有する光と周波数ω1よりも大き
な周波数ω2(ω1<ω2)を有する光とが、共通の光
軸201に沿って回折格子1に入射する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a frequency separation device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the frequency separation device according to the first embodiment includes a diffraction grating 1 and a light separation element 11 in order from the light incident side (left side in the figure). Two lights having different frequencies enter the diffraction grating 1 coaxially along the same optical path. That is, the light having the frequency ω1 and the light having the frequency ω2 (ω1 <ω2) higher than the frequency ω1 enter the diffraction grating 1 along the common optical axis 201.
【0015】回折格子1では、入射光の周波数に反比例
する角度で回折作用を受けるため、周波数ω1の光が周
波数ω2の光よりも大きな回折角で偏向される。こうし
て、回折格子1で回折された周波数ω1の光は光軸20
2に沿って、回折格子1で回折された周波数ω2の光は
光軸203に沿ってそれぞれ光分離素子11に入射す
る。上述したように、周波数ω1の光の回折角が周波数
ω2の光の回折角よりも大きいため、光軸202の方が
光軸203よりも光軸201に対して大きく傾いてい
る。In the diffraction grating 1, the light having the frequency ω1 is diffracted at a larger diffraction angle than the light having the frequency ω2 because the diffraction action is performed at an angle inversely proportional to the frequency of the incident light. Thus, the light of frequency ω1 diffracted by the diffraction grating 1 is
Along the optical axis 203, the light of the frequency ω2 diffracted by the diffraction grating 1 is incident on the light separating element 11 along the optical axis 203. As described above, since the diffraction angle of the light having the frequency ω1 is larger than the diffraction angle of the light having the frequency ω2, the optical axis 202 is more inclined than the optical axis 203 with respect to the optical axis 201.
【0016】光分離素子11は、周波数ω2の光が光分
離面11aに対してP偏光(すなわち図1の紙面に平行
な偏光方位を有する光)となり且つ光分離面11aに対
する周波数ω2の光の入射角がブリュースター角と等し
くなるとともに、光分離面11aに対する周波数ω1の
光の入射角が臨界角以上になるように配置されている。
したがって、光分離面11aにブリュースター角で入射
したP偏光の周波数ω2の光は、光分離面11aで反射
されることなく光分離面11aを透過し、光軸203に
沿って直進する。一方、光分離面11aに臨界角以上の
入射角で入射した周波数ω1の光は、光分離面11aを
透過することなく光分離面11aで全反射され、光軸2
04に沿って導かれる。The light separating element 11 converts the light of frequency ω2 into P-polarized light (that is, light having a polarization direction parallel to the plane of FIG. 1) with respect to the light separating surface 11a, and converts the light of frequency ω2 with respect to the light separating surface 11a. They are arranged so that the incident angle becomes equal to the Brewster angle and the incident angle of the light having the frequency ω1 with respect to the light separation surface 11a is equal to or larger than the critical angle.
Therefore, the P-polarized light having a Brewster angle and having a frequency of ω2 that is incident on the light separating surface 11a passes through the light separating surface 11a without being reflected by the light separating surface 11a, and travels straight along the optical axis 203. On the other hand, the light of frequency ω1 incident on the light separating surface 11a at an incident angle equal to or larger than the critical angle is totally reflected by the light separating surface 11a without transmitting through the light separating surface 11a, and the optical axis 2
Guided along 04.
【0017】こうして、第1実施例の周波数分離装置で
は、共通の光軸201に沿って同軸で入射した周波数ω
1の光と周波数ω2の光とが分離され、充分に間隔を隔
てた2つの光軸すなわち光軸204と光軸203とに沿
ってそれぞれ導かれる。換言すると、第1実施例の周波
数分離装置では、同じ光路に沿って入射した周波数の異
なる2つの光を充分な間隔を隔てて分離することができ
る。また、光軸202に沿って入射する周波数ω1の光
と光軸203に沿って入射する周波数ω2の光とが光分
離面11aにおいて部分的に重なることがあっても光の
分離作用に影響がないため、回折格子1と光分離素子1
1との間隔を必要に応じて短くすることにより周波数分
離装置の小型化を容易に図ることができる。Thus, in the frequency separation device of the first embodiment, the frequency ω incident coaxially along the common optical axis 201
The light of frequency 1 and the light of frequency ω2 are separated and guided along two optical axes that are sufficiently separated, that is, optical axis 204 and optical axis 203, respectively. In other words, the frequency separation device of the first embodiment can separate two lights having different frequencies incident along the same optical path at a sufficient interval. Further, even if the light of the frequency ω1 incident along the optical axis 202 and the light of the frequency ω2 incident along the optical axis 203 partially overlap on the light separating surface 11a, the light separating effect is not affected. There is no diffraction grating 1 and light separation element 1
The size of the frequency separation device can be easily reduced by shortening the distance between the frequency separation device 1 and the device 1 if necessary.
【0018】図2は、第1実施例の周波数分離装置にお
いて使用可能な光分離素子の構成を具体的に示す拡大図
である。図2に示す光分離素子11は、光の入射側(図
2中左側)から順に、三角プリズム51と、この三角プ
リズム51との間に媒体層52を形成するように配置さ
れた三角プリズム53とから構成され、三角プリズム5
1と媒体層52との境界面が光分離面11aを形成して
いる。ここで、三角プリズム51の屈折率および三角プ
リズム53の屈折率が媒体層52の屈折率よりも大きく
設定されていることが重要である。したがって、たとえ
ばBK7のような適当な光学ガラス材料で三角プリズム
51および53を形成し、2つの三角プリズムの間に媒
体層52として空気層を形成してもよい。FIG. 2 is an enlarged view specifically showing the configuration of a light separating element usable in the frequency separating device of the first embodiment. The light separating element 11 shown in FIG. 2 includes a triangular prism 51 and a triangular prism 53 arranged so as to form a medium layer 52 between the triangular prism 51 in this order from the light incident side (left side in FIG. 2). And a triangular prism 5
The boundary surface between 1 and the medium layer 52 forms the light separation surface 11a. Here, it is important that the refractive index of the triangular prism 51 and the refractive index of the triangular prism 53 are set to be larger than the refractive index of the medium layer 52. Therefore, the triangular prisms 51 and 53 may be formed of a suitable optical glass material such as BK7, and an air layer may be formed as the medium layer 52 between the two triangular prisms.
【0019】図3は、本発明の第2実施例にかかる周波
数分離装置の構成を概略的に示す図である。第2実施例
は第1実施例と類似の構成を有するが、第2実施例では
回折格子1に代えて分散プリズム2を配置している点だ
けが第1実施例と相違している。図3の第2実施例にお
いて、周波数ω1を有する光と周波数ω1よりも大きな
周波数ω2(ω1<ω2)を有する光とが、共通の光軸
211に沿って分散プリズム2に入射する。FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of a frequency separation device according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment. However, the second embodiment is different from the first embodiment only in that a dispersing prism 2 is disposed instead of the diffraction grating 1. In the second embodiment shown in FIG. 3, light having a frequency ω1 and light having a frequency ω2 (ω1 <ω2) higher than the frequency ω1 enter the dispersion prism 2 along a common optical axis 211.
【0020】分散プリズム2では、入射光の周波数に比
例する角度で屈折作用を受けるため、周波数ω2の光が
周波数ω1の光よりも大きな屈折角(分散角)で偏向さ
れる。こうして、分散プリズム2で屈折された周波数ω
1の光は光軸212に沿って、分散プリズム2で回折さ
れた周波数ω2の光は光軸213に沿ってそれぞれ光分
離素子11に入射する。上述したように、周波数ω1の
光の屈折角が周波数ω2の光の屈折角よりも小さいた
め、光軸213の方が光軸212よりも光軸211に対
して大きく傾いている。なお、光分離素子11は、第1
実施例と同様に、図2に示す構成を有する。In the dispersing prism 2, the light having the frequency ω2 is deflected at a larger refraction angle (dispersion angle) than the light having the frequency ω1, because the light is refracted at an angle proportional to the frequency of the incident light. Thus, the frequency ω refracted by the dispersion prism 2
The light of No. 1 is incident on the light separating element 11 along the optical axis 212, and the light of frequency ω2 diffracted by the dispersing prism 2 is incident on the optical separation element 11 along the optical axis 213. As described above, since the refraction angle of the light having the frequency ω1 is smaller than the refraction angle of the light having the frequency ω2, the optical axis 213 is more inclined than the optical axis 212 with respect to the optical axis 211. Note that the light separating element 11 is
Like the embodiment, it has the configuration shown in FIG.
【0021】光分離素子11は、周波数ω1の光が光分
離面11aに対してP偏光(すなわち図3の紙面に平行
な偏光方位を有する光)となり且つ光分離面11aに対
する周波数ω1の光の入射角がブリュースター角と等し
くなるとともに、光分離面11aに対する周波数ω2の
光の入射角が臨界角以上になるように配置されている。
したがって、光分離面11aにブリュースター角で入射
したP偏光の周波数ω1の光は、光分離面11aで反射
されることなく光分離面11aを透過し、光軸212に
沿って直進する。一方、光分離面11aに臨界角以上の
入射角で入射した周波数ω2の光は、光分離面11aを
透過することなく光分離面11aで全反射され、光軸2
14に沿って導かれる。The light separating element 11 converts the light having the frequency ω1 into P-polarized light (that is, light having a polarization direction parallel to the paper surface of FIG. 3) with respect to the light separating surface 11a and the light having the frequency ω1 with respect to the light separating surface 11a. They are arranged so that the incident angle becomes equal to the Brewster angle and the incident angle of the light having the frequency ω2 with respect to the light separating surface 11a is equal to or larger than the critical angle.
Therefore, the P-polarized light having the frequency ω1 incident on the light separating surface 11a at the Brewster angle passes through the light separating surface 11a without being reflected by the light separating surface 11a, and travels straight along the optical axis 212. On the other hand, the light of frequency ω2 incident on the light separation surface 11a at an incident angle equal to or greater than the critical angle is totally reflected by the light separation surface 11a without transmitting through the light separation surface 11a, and the optical axis 2
Guided along 14.
【0022】こうして、第2実施例の周波数分離装置に
おいても第1実施例と同様に、共通の光軸211に沿っ
て同軸で入射した周波数ω1の光と周波数ω2の光とが
分離され、充分に間隔を隔てた2つの光軸すなわち光軸
212と光軸214とに沿ってそれぞれ導かれる。ま
た、光軸212に沿って入射する周波数ω1の光と光軸
213に沿って入射する周波数ω2の光とが光分離面1
1aにおいて部分的に重なることがあっても光の分離作
用に影響がないため、分散プリズム2と光分離素子11
との間隔を必要に応じて短くすることにより周波数分離
装置の小型化を容易に図ることができる。Thus, in the frequency separation device of the second embodiment, similarly to the first embodiment, the light of the frequency ω1 and the light of the frequency ω2, which are incident coaxially along the common optical axis 211, are separated from each other. Are guided along two optical axes spaced apart from each other, namely, an optical axis 212 and an optical axis 214. Further, the light having the frequency ω1 incident along the optical axis 212 and the light having the frequency ω2 incident along the optical axis 213 are separated by the light separating surface 1.
1a does not affect the light separating action even if they partially overlap each other.
The size of the frequency separation device can be easily reduced by shortening the interval as necessary.
【0023】図4は、本発明の第3実施例にかかる周波
数分離装置の構成を概略的に示す図である。第3実施例
は第1実施例と類似の構成を有するが、第3実施例では
1つの三角プリズムで光分離素子を構成している点だけ
が第1実施例と相違している。第3実施例にかかる周波
数分離装置において、周波数ω1を有する光と周波数ω
1よりも大きな周波数ω2(ω1<ω2)を有する光と
が、共通の光軸221に沿って回折格子1に入射する。FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a frequency separation device according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment has a configuration similar to that of the first embodiment. However, the third embodiment is different from the first embodiment only in that a light separating element is formed by one triangular prism. In the frequency separation device according to the third embodiment, the light having the frequency ω1 and the frequency ω
Light having a frequency ω2 (ω1 <ω2) greater than 1 is incident on the diffraction grating 1 along a common optical axis 221.
【0024】回折格子1で回折された周波数ω1の光は
光軸222に沿って、回折格子1で回折された周波数ω
2の光は光軸223に沿ってそれぞれ光分離素子12に
入射する。光分離素子12は1つの三角プリズムから構
成され、その入射端面12bと対向する端面12aが光
分離面を形成している。また、光分離素子11は、周波
数ω2の光が光分離面12aに対してP偏光(すなわち
図4の紙面に平行な偏光方位を有する光)となり且つ光
分離面12aに対する周波数ω2の光の入射角がブリュ
ースター角と等しくなるとともに、光分離面12aに対
する周波数ω1の光の入射角が臨界角以上になるように
配置されている。The light having the frequency ω 1 diffracted by the diffraction grating 1 travels along the optical axis 222 at the frequency ω
The two lights enter the light separating element 12 along the optical axis 223, respectively. The light separating element 12 is composed of one triangular prism, and an end face 12a facing the incident end face 12b forms a light separating surface. Further, the light separating element 11 converts the light of the frequency ω2 into P-polarized light (that is, light having a polarization direction parallel to the paper surface of FIG. 4) with respect to the light separating surface 12a, and makes the light of the frequency ω2 incident on the light separating surface 12a. The angle is equal to the Brewster angle, and the incident angle of the light having the frequency ω1 with respect to the light separating surface 12a is set to be equal to or larger than the critical angle.
【0025】したがって、光分離面12aにブリュース
ター角で入射したP偏光の周波数ω2の光は、光分離面
12aで反射されることなく光分離面12aを透過し、
光軸223に沿って直進する。一方、光分離面12aに
臨界角以上の入射角で入射した周波数ω1の光は、光分
離面12aを透過することなく光分離面12aで全反射
され、光軸224に沿って導かれる。こうして、第3実
施例の周波数分離装置においても、共通の光軸221に
沿って同軸で入射した周波数ω1の光と周波数ω2の光
とが分離され、充分に間隔を隔てた2つの光軸すなわち
光軸224と光軸223とに沿ってそれぞれ導かれる。Therefore, the P-polarized light having a frequency of ω2 incident on the light separating surface 12a at the Brewster angle passes through the light separating surface 12a without being reflected by the light separating surface 12a,
It travels straight along the optical axis 223. On the other hand, light having a frequency ω1 incident on the light separating surface 12a at an incident angle equal to or larger than the critical angle is totally reflected by the light separating surface 12a without transmitting through the light separating surface 12a, and is guided along the optical axis 224. Thus, also in the frequency separation device of the third embodiment, the light having the frequency ω1 and the light having the frequency ω2 which are coaxially incident along the common optical axis 221 are separated, and two optical axes which are sufficiently separated, that is, The light is guided along the optical axis 224 and the optical axis 223, respectively.
【0026】また、光軸222に沿って入射する周波数
ω1の光と光軸223に沿って入射する周波数ω2の光
とが光分離面12aにおいて部分的に重なることがあっ
ても光の分離作用に影響がないため、回折格子1と光分
離素子12との間隔を必要に応じて短くすることにより
周波数分離装置の小型化を容易に図ることができる。な
お、第3実施例において、回折格子1に代えて分散プリ
ズムを用いることができることはいうまでもない。Further, even if the light of frequency ω1 incident along the optical axis 222 and the light of frequency ω2 incident along the optical axis 223 partially overlap on the light separating surface 12a, the light is separated. Therefore, the size of the frequency separation device can be easily reduced by shortening the distance between the diffraction grating 1 and the light separation element 12 as necessary. In the third embodiment, it goes without saying that a dispersion prism can be used instead of the diffraction grating 1.
【0027】図5は、本発明の第4実施例にかかる光波
干渉測定装置の構成を概略的に示す図である。また、図
6は、図5の周波数シフト部170の内部構成を概略的
に示す図である。なお、第4実施例の光波干渉測定装置
は一対の周波数分離装置を備えており、各周波数分離装
置は第1実施例に示す内部構成を有する。図5の光波干
渉測定装置は、光路中の気体の屈折率変動を測定するた
めの光を供給するとともに移動鏡105の光軸方向(図
中矢印方向)の変位量を測長するための光を供給する共
通の光源101を備えている。光源101は、周波数ω
2の光とその第2高調波である周波数ω3 (ω3 =2×
ω2 )の光とを同じ光路に沿って射出する。光源101
から射出された周波数ω2 の光と周波数ω3 の光とは、
同じ光路に沿って周波数シフト部170に入射する。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of an optical interference measuring apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram schematically showing an internal configuration of frequency shift section 170 in FIG. The optical interference measuring apparatus according to the fourth embodiment includes a pair of frequency separating devices, and each frequency separating device has the internal configuration shown in the first embodiment. The light wave interference measurement apparatus shown in FIG. 5 supplies light for measuring the change in the refractive index of the gas in the optical path and light for measuring the displacement of the movable mirror 105 in the optical axis direction (the direction of the arrow in the figure). Are provided. The light source 101 has a frequency ω
2 and its second harmonic, frequency ω 3 (ω 3 = 2 ×
ω 2 ) is emitted along the same optical path. Light source 101
The light of frequency ω 2 and the light of frequency ω 3 emitted from
The light enters the frequency shift unit 170 along the same optical path.
【0028】図6を参照すると、周波数シフト部170
に入射した周波数ω3 の光は、ダイクロイックミラー1
71を透過し、偏光ビームスプリッタ172に入射す
る。偏光ビームスプリッタ172で反射された周波数ω
3 の光は、反射鏡175を介した後、たとえば音響光学
素子からなる周波数シフタ176に入射し、周波数シフ
タ176により周波数ω3 とはわずかに周波数の異なる
周波数ω3'(=ω3 +Δωa )の光に周波数シフトされ
る。一方、偏光ビームスプリッタ172を透過した周波
数ω3 の光は、周波数シフタ173により、周波数ω3
とはわずかに周波数の異なる周波数ω3'' (=ω3 +Δ
ω a' )の光に周波数シフトされる。Referring to FIG. 6, frequency shift section 170
Light having a frequency of ω 3 incident on the dichroic mirror 1
The light passes through 71 and enters the polarization beam splitter 172. Frequency ω reflected by polarization beam splitter 172
3 of the light after passing through the reflecting mirror 175, for example, enters the frequency shifter 176 consisting of acousto-optic device, the frequency omega 3 different slightly in frequency from the frequency omega 3 by the frequency shifter 176 '(= ω 3 + Δω a ) Is frequency-shifted to light. On the other hand, light of frequency omega 3 transmitted through the polarizing beam splitter 172, a frequency shifter 173, frequency omega 3
Is slightly different from the frequency ω 3 ″ (= ω 3 + Δ
ω a ′).
【0029】周波数シフタ176を介した周波数ω3'の
光は反射鏡177で反射された後に、周波数シフタ17
3を介した周波数ω3'' の光は直接に、それぞれ偏光ビ
ームスプリッタ174に入射する。こうして、偏光ビー
ムスプリッタ174により再び同じ光路に沿って結合さ
れた周波数ω3'の光と周波数ω3'' の光とは、ダイクロ
イックミラー184に入射する。The light of the frequency ω 3 ′ passing through the frequency shifter 176 is reflected by the reflecting mirror 177,
The light having the frequency ω 3 ″ passing through each of the polarization beam splitters 3 directly enters the polarization beam splitter 174. Thus, the light having the frequency ω 3 ′ and the light having the frequency ω 3 ″, which are coupled along the same optical path again by the polarization beam splitter 174, enter the dichroic mirror 184.
【0030】一方、光源101からの周波数ω2 の光
は、ダイクロイックミラー171で反射された後、偏光
ビームスプリッタ178に入射する。偏光ビームスプリ
ッタ178で反射された周波数ω2 の光は、周波数シフ
タ179により周波数ω2 とはわずかに周波数の異なる
周波数ω2'(=ω2 +Δωb )の光に周波数シフトされ
る。また、偏光ビームスプリッタ178を透過した周波
数ω2 の光は、反射鏡181を介して周波数シフタ18
2に入射し、周波数シフタ182により周波数ω2 とは
わずかに周波数の異なる周波数ω2'' (=ω2 +Δ
ω b' )の光に周波数シフトされる。なお、周波数シフ
タ176、173、179および182での周波数シフ
ト量Δωa 、Δω a' 、Δωb およびΔω b' はそれぞ
れ異なる。On the other hand, the light of frequency ω 2 from the light source 101 is reflected by the dichroic mirror 171 and then enters the polarization beam splitter 178. Light of frequency omega 2 is reflected by the polarizing beam splitter 178, is frequency shifted to the optical frequency omega 2 different slightly in frequency from the frequency ω 2 '(= ω 2 + Δω b) by the frequency shifter 179. Further, the light of frequency ω 2 transmitted through the polarization beam splitter 178 is transmitted through the reflection mirror 181 to the frequency shifter 18.
Incident on 2, the frequency omega 2 of different slightly in frequency from the frequency omega 2 by the frequency shifter 182 '' (= ω 2 + Δ
ω b ′). The frequency shift amounts Δω a , Δω a ′, Δω b, and Δω b ′ in the frequency shifters 176, 173, 179, and 182 are different from each other.
【0031】周波数シフタ179を介した周波数ω2'の
光は直接に、周波数シフタ182を介した周波数ω2''
の光は反射鏡183で反射された後に、それぞれ偏光ビ
ームスプリッタ180に入射する。こうして、偏光ビー
ムスプリッタ180により再び同じ光路に沿って結合さ
れた周波数ω2'の光と周波数ω2'' の光とは、ダイクロ
イックミラー184に入射する。ダイクロイックミラー
184により結合された周波数ω3'の光および周波数ω
3'' の光と周波数ω2'の光および周波数ω2'' の光と
は、ビームスプリッタ185を介して周波数シフト部1
70から同じ光路に沿って射出される。The light of frequency ω 2 ′ via frequency shifter 179 is directly transmitted to frequency ω 2 ″ via frequency shifter 182.
Are reflected by the reflecting mirror 183 and then enter the polarization beam splitter 180. Thus, the light having the frequency ω 2 ′ and the light having the frequency ω 2 ″, which are coupled along the same optical path again by the polarization beam splitter 180, enter the dichroic mirror 184. Light at frequency ω 3 ′ and frequency ω combined by dichroic mirror 184
The light of 3 ″, the light of frequency ω 2 ′, and the light of frequency ω 2 ″ are transmitted through the beam splitter 185 to the frequency shift unit 1.
Emitted from 70 along the same optical path.
【0032】再び図5に戻って、周波数シフト部170
から射出された周波数ω3'の光と周波数ω3'' の光と周
波数ω2'の光と周波数ω2'' の光とは、反射鏡154で
反射された後に、偏光ビームスプリッター103に入射
する。偏光ビームスプリッター103は、周波数ω2'の
光および周波数ω3'の光を反射し且つ周波数ω2'' の光
および周波数ω3'' の光を透過させるように配置されて
いる。したがって、偏光ビームスプリッタ103で反射
された周波数ω2'の光および周波数ω3'の光は、参照光
となって参照光路を通る。すなわち、コーナーキューブ
106の作用により偏光ビームスプリッタ103と固定
鏡であるコーナーキューブ104との間の光路を2往復
した後、偏光ビームスプリッタ103から射出される。Returning to FIG. 5, the frequency shift unit 170
The light having the frequency ω 3 ′, the light having the frequency ω 3 ″, the light having the frequency ω 2 ′, and the light having the frequency ω 2 ″, which are emitted from the polarizing beam splitter 103, are reflected by the reflecting mirror 154. Incident. Polarization beam splitter 103 is arranged to transmit light of 'light and the frequency omega 3' of 'frequency omega 2 and the frequency omega 2 reflects the light of' light and the frequency omega 3 of ''. Therefore, the light of the frequency ω 2 ′ and the light of the frequency ω 3 ′ reflected by the polarization beam splitter 103 become reference light and pass through the reference optical path. That is, the light is emitted from the polarizing beam splitter 103 after reciprocating twice in the optical path between the polarizing beam splitter 103 and the corner cube 104 as a fixed mirror by the action of the corner cube 106.
【0033】また、偏光ビームスプリッタ103を透過
した周波数ω2'' の光および周波数ω3'' の光は、測定
光となって測定光路を通る。すなわち、コーナーキュー
ブ106の作用により偏光ビームスプリッタ103と移
動鏡であるコーナーキューブ105との間の光路を2往
復した後、偏光ビームスプリッタ103から射出され
る。偏光ビームスプリッタ103から射出された測定光
(すなわち周波数ω2'' の光および周波数ω3'' の光)
は、反射鏡107および108を介した後、ビームスプ
リッタ155に入射する。同様に、偏光ビームスプリッ
タ103から射出された参照光(すなわち周波数ω2'の
光および周波数ω3'の光)は直接ビームスプリッタ15
5に入射する。The light having the frequency ω 2 ″ and the light having the frequency ω 3 ″ transmitted through the polarization beam splitter 103 become measurement light and pass through the measurement optical path. That is, the light is emitted from the polarizing beam splitter 103 after reciprocating two times in the optical path between the polarizing beam splitter 103 and the corner cube 105 as a movable mirror by the action of the corner cube 106. Measurement light emitted from the polarizing beam splitter 103 (that is, light of frequency ω 2 ″ and light of frequency ω 3 ″)
Enters the beam splitter 155 after passing through the reflecting mirrors 107 and 108. Similarly, the reference light (that is, the light of the frequency ω 2 ′ and the light of the frequency ω 3 ′) emitted from the polarization beam splitter 103 is directly transmitted to the beam splitter 15.
5 is incident.
【0034】ビームスプリッタ155では、参照光およ
び測定光のうち周波数ω2'の光および周波数ω2'' の光
の一部が透過し、周波数ω2'の光および周波数ω2'' の
光の残部並びに周波数ω3'の光および周波数ω3'' の光
は反射される。ビームスプリッタ155で反射された測
定光のうち周波数の小さな周波数ω2'' の光の一部はS
HG換素子112によりその第2高調波すなわち周波数
2ω2'' の光に変換され、周波数ω2'' の光の残部はS
HG換素子112をそのまま透過する。また、ビームス
プリッタ155で反射された測定光のうち周波数の大き
な周波数ω3''の光も、SHG換素子112をそのまま
透過する。なお、SHG変換素子112として、例えば
KTiOPO4 結晶を用いることができる。[0034] In the beam splitter 155, part of the light of the 'light and the frequency omega 2 of the' reference light and the frequency omega 2 of the measuring light 'is transmitted, light' light and the frequency omega 2 of the 'frequency omega 2 the light of 'light and the frequency omega 3' of 'the balance and the frequency omega 3 is reflected. Part of the light of the low frequency ω 2 ″ of the measurement light reflected by the beam splitter 155 is S
The HG conversion element 112 converts the second harmonic into light having a frequency of 2ω 2 ″, and the rest of the light having a frequency of ω 2 ″ is S
The light passes through the HG replacement element 112 as it is. Further, of the measurement light reflected by the beam splitter 155, light having a high frequency ω 3 ″ also passes through the SHG conversion element 112 as it is. In addition, as the SHG conversion element 112, for example, a KTiOPO 4 crystal can be used.
【0035】SHG換素子112を介して変換された周
波数2ω2'' の光と、SHG換素子112をそのまま透
過した周波数ω2'' の光および周波数ω3'' の光とは、
同じ光路に沿って周波数分離装置117に入射する。な
お、前述したように、周波数分離装置117は、図1に
示す内部構成を有する。また、周波数2ω2'' の光と周
波数ω3'' の光とは互いにほぼ等しい周波数を有し、そ
の周波数は周波数ω2'' の光の周波数よりも大きい。The light of frequency 2ω 2 ″ converted via the SHG conversion element 112, the light of frequency ω 2 ″ and the light of frequency ω 3 ″ transmitted through the SHG conversion element 112 as they are
The light enters the frequency separation device 117 along the same optical path. Note that, as described above, the frequency separation device 117 has the internal configuration shown in FIG. Further, the light having the frequency 2ω 2 ″ and the light having the frequency ω 3 ″ have substantially the same frequency, and the frequency is higher than the frequency of the light having the frequency ω 2 ″.
【0036】したがって、周波数分離装置117の内部
では、第1実施例で説明したように、回折格子1で回折
された周波数ω2'' の光(周波数の小さい方の光:第1
実施例では周波数ω1の光に対応)は光軸202に沿っ
て、回折格子1で回折された周波数2ω2'' の光および
周波数ω3'' の光(周波数の大きい方の光:第1実施例
では周波数ω2の光に対応)は光軸203に沿ってそれ
ぞれ光分離素子11に入射する。光分離素子11は、周
波数2ω2'' の光および周波数ω3'' の光が光分離面1
1aに対してP偏光となり且つ光分離面11aに対する
周波数2ω2''の光および周波数ω3'' の光の入射角が
ブリュースター角と等しくなるとともに、光分離面11
aに対する周波数ω2'' の光の入射角が臨界角以上にな
るように配置されている。Therefore, as described in the first embodiment, the light having the frequency ω 2 ″ (the light having the smaller frequency: the light having the smaller frequency: the first light) diffracted by the diffraction grating 1 is provided inside the frequency separation device 117.
In the embodiment, the light having the frequency 2ω 2 ″ and the light having the frequency ω 3 ″ (the light having the higher frequency: first light) diffracted by the diffraction grating 1 along the optical axis 202 along the optical axis 202. (Corresponding to the light of the frequency ω2 in the embodiment) respectively, enters the light separating element 11 along the optical axis 203. The light separating element 11 converts the light having the frequency 2ω 2 ″ and the light having the frequency ω 3 ″ into the light separating surface 1.
1a becomes P-polarized light and the incident angle of the light having the frequency 2ω 2 ″ and the light having the frequency ω 3 ″ with respect to the light separating surface 11 a becomes equal to the Brewster angle.
They are arranged so that the angle of incidence of light of frequency ω 2 ″ with respect to a is equal to or greater than the critical angle.
【0037】したがって、光分離面11aにブリュース
ター角で入射したP偏光の周波数2ω2'' の光および周
波数ω3'' の光は、光分離面11aで反射されることな
く光分離面11aを透過した後、光軸203に沿って直
進し、光電変換素子114に達する。一方、光分離面1
1aに臨界角以上の入射角で入射した周波数ω2'' の光
は、光分離面11aで全反射された後、光軸204に沿
って導かれ、光電変換素子114に達することなく光路
から除去される。こうして、測定光路を経てSHG換素
子112で変換された周波数2ω2'' の光と測定光路を
経てSHG換素子112をそのまま透過した周波数
ω3'' の光とが干渉し、その干渉光は光電変換素子11
4で検出される。光電変換素子114からの信号は、位
相計115に供給される。Accordingly, the P-polarized light having a frequency of 2ω 2 ″ and the light having a frequency of ω 3 ″ incident on the light separating surface 11 a at the Brewster angle are not reflected by the light separating surface 11 a and are not reflected by the light separating surface 11 a. , The light travels straight along the optical axis 203 and reaches the photoelectric conversion element 114. On the other hand, the light separation surface 1
Light having a frequency of ω 2 ″ incident on 1 a at an incident angle equal to or greater than the critical angle is totally reflected by the light separating surface 11 a, guided along the optical axis 204, and from the optical path without reaching the photoelectric conversion element 114. Removed. Thus, the light of frequency 2ω 2 ″ converted by the SHG conversion element 112 via the measurement optical path interferes with the light of frequency ω 3 ″ transmitted directly through the SHG conversion element 112 via the measurement optical path. Photoelectric conversion element 11
4 is detected. The signal from the photoelectric conversion element 114 is supplied to a phase meter 115.
【0038】同様に、ビームスプリッタ155で反射さ
れた参照光のうち周波数の小さな周波数ω2'の光の一部
はSHG換素子111によりその第2高調波すなわち周
波数2ω2'の光に変換され、周波数ω2'の光の残部はS
HG換素子111をそのまま透過する。また、ビームス
プリッタ155で反射された参照光のうち周波数の大き
な周波数ω3'の光も、SHG換素子111をそのまま透
過する。SHG換素子111を介して変換された周波数
2ω2'の光と、SHG換素子111をそのまま透過した
周波数ω2'の光および周波数ω3'の光とは、同じ光路に
沿って周波数分離装置116に入射する。なお、前述し
たように、周波数分離装置116は、図1に示す内部構
成を有する。また、周波数2ω2'の光と周波数ω3'の光
とは互いにほぼ等しい周波数を有し、その周波数は周波
数ω2'の光の周波数よりも大きい。Similarly, of the reference light reflected by the beam splitter 155, a part of the light having the small frequency ω 2 ′ is converted by the SHG conversion element 111 into the second harmonic, that is, the light having the frequency 2ω 2 ′. , The rest of the light at frequency ω 2 ′ is S
The light passes through the HG conversion element 111 as it is. Further, of the reference light reflected by the beam splitter 155, light having a high frequency ω 3 ′ also passes through the SHG conversion element 111 as it is. The light having the frequency 2ω 2 ′ converted through the SHG conversion element 111 and the light having the frequency ω 2 ′ and the light having the frequency ω 3 ′ transmitted through the SHG conversion element 111 as they are are separated along the same optical path. It is incident on 116. Note that, as described above, the frequency separation device 116 has the internal configuration shown in FIG. Further, the light having the frequency 2ω 2 ′ and the light having the frequency ω 3 ′ have substantially the same frequency, and the frequency is higher than the frequency of the light having the frequency ω 2 ′.
【0039】したがって、周波数分離装置116の内部
では、第1実施例で説明したように、回折格子1で回折
された周波数ω2'の光(周波数の小さい方の光:第1実
施例では周波数ω1の光に対応)は光軸202に沿っ
て、回折格子1で回折された周波数2ω2'の光および周
波数ω3'の光(周波数の大きい方の光:第1実施例では
周波数ω2の光に対応)は光軸203に沿ってそれぞれ
光分離素子11に入射する。そして、光分離素子11
は、周波数2ω2'の光および周波数ω3'の光が光分離面
11aに対してP偏光となり且つ光分離面11aに対す
る周波数2ω2'の光および周波数ω3'の光の入射角がブ
リュースター角と等しくなるとともに、光分離面11a
に対する周波数ω2'の光の入射角が臨界角以上になるよ
うに配置されている。Therefore, inside the frequency separation device 116, as described in the first embodiment, the light having the frequency ω 2 ′ (light having a smaller frequency: the frequency in the first embodiment) The light of frequency ω 2 ′ and the light of frequency ω 3 ′ (light having a higher frequency: light of the frequency ω 2 in the first embodiment) corresponding to the light of ω 1 along the optical axis 202 are diffracted by the diffraction grating 1. (Corresponding to light) enter the light separating element 11 along the optical axis 203. Then, the light separating element 11
Is that the light of frequency 2ω 2 ′ and the light of frequency ω 3 ′ are P-polarized with respect to the light separation surface 11 a, and the incident angles of the light of frequency 2 ω 2 ′ and the light of frequency ω 3 ′ with respect to the light separation surface 11 a are Brew. It becomes equal to the star angle and the light separation surface 11a
Are arranged such that the angle of incidence of light of frequency ω 2 ′ with respect to
【0040】したがって、光分離面11aにブリュース
ター角で入射したP偏光の周波数2ω2'の光および周波
数ω3'の光は、光分離面11aで反射されることなく光
分離面11aを透過した後、光軸203に沿って直進
し、光電変換素子113に達する。一方、光分離面11
aに臨界角以上の入射角で入射した周波数ω2'の光は、
光分離面11aで全反射された後、光軸204に沿って
導かれ、光電変換素子113に達することなく光路から
除去される。Therefore, the P-polarized light having a frequency of 2ω 2 ′ and the light having a frequency of ω 3 ′ incident on the light separating surface 11a at the Brewster angle pass through the light separating surface 11a without being reflected by the light separating surface 11a. After that, the light goes straight along the optical axis 203 and reaches the photoelectric conversion element 113. On the other hand, the light separation surface 11
The light of frequency ω 2 ′ incident on a at an incident angle equal to or greater than the critical angle is
After being totally reflected by the light separating surface 11 a, it is guided along the optical axis 204 and is removed from the optical path without reaching the photoelectric conversion element 113.
【0041】こうして、参照光路を経てSHG換素子1
11で変換された周波数2ω2'の光と参照光路を経てS
HG換素子111をそのまま透過した周波数ω3'の光と
が干渉し、その干渉光は光電変換素子113で検出され
る。光電変換素子113からの信号は、位相計115に
供給される。位相計115では、光電変換素子113の
信号と光電変換素子114の信号とから光路中の気体の
屈折率変動情報として{ΔD(ω3 )−ΔD(ω2 )}
を求め、これを演算器160に出力する。なお、位相計
115では2つの干渉光に応じた干渉信号が比較される
ので、各干渉信号におけるヘテロダイン周波数(2Δω
b −Δωa )と(2Δω b' −Δω a' )とは等しくす
ることが必要である。In this manner, the SHG conversion element 1 passes through the reference optical path.
After passing through the light of frequency 2ω 2 ′ converted at 11 and the reference light path, S
The light having the frequency ω 3 ′ transmitted through the HG conversion element 111 as it is interferes with the light, and the interference light is detected by the photoelectric conversion element 113. The signal from the photoelectric conversion element 113 is supplied to the phase meter 115. In the phase meter 115, based on the signal of the photoelectric conversion element 113 and the signal of the photoelectric conversion element 114, {ΔD (ω 3 ) −ΔD (ω 2 )} as refractive index fluctuation information of the gas in the optical path.
And outputs it to the arithmetic unit 160. Since the phase meter 115 compares the interference signals corresponding to the two interference lights, the heterodyne frequency (2Δω) in each interference signal is compared.
b -Δω a) and (2Δω b '-Δω a') and it is necessary to equal.
【0042】一方、ビームスプリッタ155を透過した
測定光(周波数ω2'' の光)は、反射鏡120で反射さ
れた後に、ビームスプリッタ155を透過した参照光
(周波数ω2'の光)は直接に、偏光ビームスプリッタ1
56に入射する。こうして、偏光ビームスプリッタ15
6を介して結合された測定光と参照光とは、偏光板15
7を介して干渉する。測定光と参照光との干渉光は光電
変換素子158で検出され、光電変換素子158からの
信号は位相計159に供給される。On the other hand, the measurement light (light of frequency ω 2 ″) transmitted through the beam splitter 155 is reflected by the reflecting mirror 120, and the reference light (light of frequency ω 2 ′) transmitted through the beam splitter 155 is Directly, polarizing beam splitter 1
It is incident on 56. Thus, the polarization beam splitter 15
The measurement light and the reference light combined via the light 6 are coupled to the polarizing plate 15.
7 via. Interference light between the measurement light and the reference light is detected by the photoelectric conversion element 158, and a signal from the photoelectric conversion element 158 is supplied to the phase meter 159.
【0043】また、周波数シフト部170のビームスプ
リッタ185は、入射した周波数ω2'の光および周波数
ω2'' の光の一部を反射し、周波数ω2'の光および周波
数ω2'' の光の残部並びに周波数ω3'の光および周波数
ω3'' の光を透過させる。ビームスプリッタ185で反
射された周波数ω2'の光および周波数ω2'' の光は、偏
光板186を介して干渉する。その干渉光は、光電変換
素子187によって検出され、光電変換素子187は検
出した信号を位相計159に供給する。[0043] The beam splitter 185 of the frequency shift portion 170 reflects a portion of light of 'light and the frequency omega 2 of the' frequency omega 2 incident, the frequency omega 2 'of the light and the frequency omega 2' ' The light of the frequency ω 3 ′ and the light of the frequency ω 3 ″ are transmitted. Light 'light and the frequency omega 2 of the''reflected frequency omega 2 in the beam splitter 185 interferes through the polarizing plate 186. The interference light is detected by the photoelectric conversion element 187, and the photoelectric conversion element 187 supplies the detected signal to the phase meter 159.
【0044】位相計159では、参照光路を通った周波
数ω2'の光と測定光路を通った周波数ω2'' の光との干
渉光を検出する光電変換素子158からの信号と、光電
変換素子187からの信号とに基づいて、屈折率変動の
影響を考慮していない移動鏡105の変位量ΔD
(ω2 )を求め、この変位量ΔD(ω2 )に関する信号
を演算器160に供給する。演算器160では、位相計
115からの屈折率変動情報{ΔD(ω3 )−ΔD(ω
2 )}に関する信号と位相計159からの測定変位量Δ
D(ω2 )に関する信号と後述する式(4)とに基づい
て、屈折率変動に起因する測定誤差を補正した移動鏡1
05の幾何学的変位量(真の変位量)ΔDを求めて出力
する。The signal from the photoelectric conversion element 158 for detecting the interference light of the light in the phase meter 159, 'frequency omega 2 having passed through the light and the measurement optical path of' the reference frequency omega 2 that has passed through the optical path ', the photoelectric conversion Based on the signal from the element 187, the displacement amount ΔD of the movable mirror 105 without considering the influence of the refractive index fluctuation.
(Ω 2 ) is obtained, and a signal related to the displacement amount ΔD (ω 2 ) is supplied to the arithmetic unit 160. In the arithmetic unit 160, the refractive index fluctuation information {ΔD (ω 3 ) −ΔD (ω
2 ) Signal related to} and measured displacement Δ from phase meter 159
Moving mirror 1 in which a measurement error caused by a change in refractive index is corrected based on a signal related to D (ω 2 ) and Expression (4) described later.
A geometric displacement amount (true displacement amount) ΔD is obtained and output.
【0045】以下、移動鏡105の測定変位量ΔD(ω
2 )から幾何学的変位量ΔDへの補正について説明す
る。周波数ω2 およびω3 の光に対する光路長D
(ω2 )およびD(ω3 )は、次の式(1)および
(2)によりそれぞれ表される。 D(ω2 )={1+N・F(ω2 )}・D (1) D(ω3 )={1+N・F(ω3 )}・D (2)Hereinafter, the measured displacement amount ΔD (ω
The correction from 2 ) to the geometric displacement ΔD will be described. Optical path length D for light at frequencies ω 2 and ω 3
(Ω 2 ) and D (ω 3 ) are represented by the following equations (1) and (2), respectively. D (ω 2 ) = {1 + NF (ω 2 )} · D (1) D (ω 3 ) = {1 + NF (ω 3 )} · D (2)
【0046】ここで、Dは幾何学的な距離であり、Nは
空気の密度である。また、F(ω)は、空気の構成比が
不変であれば空気の密度に依存することなく光の周波数
ωのみに依存する関数である。上述の式(1)および
(2)より、幾何学的距離Dは次の式(3)によって与
えられる。 D=D(ω2 )−A’{D(ω3 )−D(ω2 )} (3) 但し、A’=F(ω2 )/{F(ω3 )−F(ω2 )}
である。したがって、式(3)を参照すると、幾何学的
変位量ΔDは、次の式(4)によって与えられる。 ΔD=ΔD(ω2 )−A’{ΔD(ω3 )−ΔD(ω2 )} (4)Here, D is a geometric distance, and N is the density of air. F (ω) is a function that depends only on the frequency ω of the light without depending on the density of the air if the composition ratio of the air is unchanged. From the above equations (1) and (2), the geometric distance D is given by the following equation (3). D = D (ω 2 ) −A ′ {D (ω 3 ) −D (ω 2 )} (3) where A ′ = F (ω 2 ) / {F (ω 3 ) −F (ω 2 )}
It is. Therefore, referring to equation (3), the geometric displacement ΔD is given by the following equation (4). ΔD = ΔD (ω 2 ) −A ′ {ΔD (ω 3 ) −ΔD (ω 2 )} (4)
【0047】以上のように、第4実施例の光波干渉測定
装置では、測定光路を経た周波数ω2'' の光の一部はS
HG変換素子112を介して第2高調波(周波数2
ω2'' の光)に変換され、周波数ω2'' の光の残部は第
2高調波に変換されることなくそのままSHG変換素子
112を透過する。ここで、SHG変換素子112をそ
のまま透過した周波数ω2'' の光が、SHG変換素子1
12を介して変換された周波数2ω2'' の光およびSH
G変換素子112を透過した周波数ω3'' の光とともに
光電変換素子114に入射すると、光電変換素子114
の出力信号のビジビリティの低下の原因となる。As described above, in the lightwave interference measuring apparatus of the fourth embodiment, a part of the light having the frequency ω 2 ″ passing through the measurement optical path is S
The second harmonic (frequency 2
ω 2 ″), and the rest of the light at the frequency ω 2 ″ passes through the SHG conversion element 112 without being converted to the second harmonic. Here, the light of the frequency ω 2 ″ that has passed through the SHG conversion element 112 as it is
12 and the light of frequency 2ω 2 ″
When incident on the photoelectric conversion element 114 together with the light of the frequency ω 3 ″ transmitted through the G conversion element 112, the photoelectric conversion element 114
Causes a decrease in the visibility of the output signal.
【0048】しかしながら、第4実施例の光波干渉測定
装置では、SHG変換素子112と光電変換素子114
との間の光路中に第1実施例にしたがう周波数分離装置
117を配置しているので、SHG変換素子112をそ
のまま透過した周波数ω2''の光が光電変換素子114
に達することなく光路から除去される。同様に、SHG
変換素子111と光電変換素子113との間の光路中に
周波数分離装置116を配置しているので、SHG変換
素子111をそのまま透過した周波数ω2'の光が光電変
換素子113に達することなく光路から除去される。そ
の結果、第4実施例では、光電変換素子113および1
14の出力信号としてビジビリティの良好な信号を得る
ことができるので、光路中の気体による屈折率変動を高
精度に測定し、ひいては移動鏡105の幾何学的変位量
ΔDを高精度に測定することが可能となる。However, in the optical interference measuring apparatus of the fourth embodiment, the SHG conversion element 112 and the photoelectric conversion element 114
Since the frequency separation device 117 according to the first embodiment is arranged in the optical path between the optical conversion element 114 and the light having the frequency ω 2 ″ that has passed through the SHG conversion element 112 as it is.
Is removed from the light path without reaching. Similarly, SHG
Since the frequency separation device 116 is arranged in the optical path between the conversion element 111 and the photoelectric conversion element 113, the light having the frequency ω 2 ′ transmitted through the SHG conversion element 111 without Removed from As a result, in the fourth embodiment, the photoelectric conversion elements 113 and 1
Since it is possible to obtain a signal with good visibility as the output signal of 14, it is necessary to measure the refractive index fluctuation due to gas in the optical path with high accuracy, and thus to measure the geometric displacement ΔD of the movable mirror 105 with high accuracy. Becomes possible.
【0049】なお、SHG変換素子111の後方におい
て周波数2ω2'の光の偏光方位と周波数ω3'の光の偏光
方位とを一致させるためには、必要に応じてSHG変換
素子111の直前にたとえば周波数ω2'の光のための1
/2波長板を挿入することが好ましい。同様に、SHG
変換素子112の後方において周波数2ω2'' の光の偏
光方位と周波数ω3'' の光の偏光方位とを一致させるた
めには、必要に応じてSHG変換素子112の直前にた
とえば周波数ω2'' の光のための1/2波長板を挿入す
ることが好ましい。In order to make the polarization direction of the light of frequency 2ω 2 ′ coincide with the polarization direction of the light of frequency ω 3 ′ behind the SHG conversion element 111, the For example, 1 for light at frequency ω 2 '
It is preferable to insert a / 2 wavelength plate. Similarly, SHG
In order to make the polarization direction of the light having the frequency 2ω 2 ″ coincide with the polarization direction of the light having the frequency ω 3 ″ behind the conversion element 112, for example, the frequency ω 2 ″ may be provided immediately before the SHG conversion element 112 as necessary. It is preferable to insert a half-wave plate for '' light.
【0050】ところで、SHG変換素子111の後方に
おいて周波数2ω2'の光の偏光方位と周波数ω3'の光の
偏光方位とが一致しない場合、周波数2ω2'の光と周波
数ω3'の光との双方を光分離面11aに対してP偏光に
設定することができなくなるので、周波数2ω2'の光お
よび周波数ω3'の光の少なくとも一方の光の一部が光分
離面11aで反射され光路から除去されることになる。
同様に、SHG変換素子112の後方において周波数2
ω2'' の光の偏光方位と周波数ω3'' の光の偏光方位と
が一致しない場合、少なくとも一方の光の一部が光分離
面11aで反射され光路から除去されることになる。そ
の結果、光電変換素子113および114の直前に挿入
した偏光板を介して得られる信号強度は小さくなる。し
たがって、上述のように、SHG変換素子111および
112の直前に1/2波長板を挿入することが好まし
い。特に、SHG変換素子111の後方において周波数
2ω2'の光の偏光方位と周波数ω3'の光の偏光方位とが
直交するような極端な場合には、SHG変換素子111
および112の直前に1/2波長板を挿入することが必
須である。When the polarization direction of the light of frequency 2ω 2 ′ and the polarization direction of the light of frequency ω 3 ′ do not match behind the SHG conversion element 111, the light of frequency 2ω 2 ′ and the light of frequency ω 3 ′ Cannot be set to the P-polarized light with respect to the light separation surface 11a, and at least a part of at least one of the light having the frequency 2ω 2 ′ and the light having the frequency ω 3 ′ is reflected by the light separation surface 11a. And will be removed from the optical path.
Similarly, the frequency 2 behind the SHG conversion element 112
If the polarization direction of the light of ω 2 ″ does not match the polarization direction of the light of frequency ω 3 ″, at least a part of the light is reflected by the light separating surface 11 a and removed from the optical path. As a result, the signal intensity obtained via the polarizer inserted immediately before the photoelectric conversion elements 113 and 114 decreases. Therefore, it is preferable to insert a half-wave plate immediately before the SHG conversion elements 111 and 112 as described above. Particularly, in an extreme case where the polarization direction of the light of frequency 2ω 2 ′ and the polarization direction of the light of frequency ω 3 ′ are orthogonal to each other behind the SHG conversion element 111,
It is essential to insert a half-wave plate immediately before and 112.
【0051】なお、第4実施例では、SHG変換素子と
光電変換素子との間の光路中に第1実施例にしたがう周
波数分離装置を配置しているが、第1実施例にしたがう
周波数分離装置に代えて第2実施例や第3実施例にした
がう周波数分離装置を用いることもできる。また、第4
実施例では、屈折率変動測定系において周波数変換手段
としてSHG変換素子を用いた例に基づいて本発明を説
明している。しかしながら、測定光路を経た第1の光の
一部を測定光路を経た第2の光の周波数とほぼ同じ周波
数の光に変換するとともに、第1の光の残部および第2
の光をそのまま透過させるような一般の周波数変換手段
を有する光波干渉測定装置に、本発明を適用することが
できる。In the fourth embodiment, the frequency separation device according to the first embodiment is arranged in the optical path between the SHG conversion device and the photoelectric conversion device. However, the frequency separation device according to the first embodiment is used. Alternatively, a frequency separation device according to the second or third embodiment can be used. Also, the fourth
In the embodiment, the present invention is described based on an example in which an SHG conversion element is used as a frequency conversion unit in a refractive index fluctuation measurement system. However, a part of the first light having passed through the measurement optical path is converted into light having substantially the same frequency as the frequency of the second light having passed through the measurement optical path, and the remainder of the first light and the second light have been converted.
The present invention can be applied to a light wave interference measurement device having a general frequency conversion means that transmits the light as it is.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の周波数分
離装置によれば、共通の光軸に沿って同軸で入射した第
1の光と第2の光とを分離し、充分に間隔を隔てた2つ
の光軸に沿ってそれぞれ導くことが、すなわち同じ光路
に沿って入射した周波数の異なる2つの光を充分な間隔
を隔てて分離することができる。第1の光と第2の光と
が光分離面において部分的に重なることがあっても光の
分離作用に影響がないので、偏向手段と分離手段との間
隔を必要に応じて短くすることにより周波数分離装置の
小型化を容易に図ることができる。As described above, according to the frequency separation apparatus of the present invention, the first light and the second light which are incident coaxially along the common optical axis are separated from each other, and a sufficient distance is provided between them. It can be guided along two optical axes separated from each other, that is, two lights having different frequencies incident along the same optical path can be separated at a sufficient distance. Even if the first light and the second light partially overlap on the light separation surface, there is no effect on the light separation action. Therefore, the distance between the deflecting means and the separation means should be shortened as necessary. Accordingly, the size of the frequency separation device can be easily reduced.
【0053】また、本発明の光波干渉測定装置によれ
ば、SHG変換素子のような周波数変換手段と光電変換
素子のような干渉信号生成系との間の光路中に本発明に
したがう周波数分離装置を配置しているので、SHG変
換素子をそのまま透過した有害光が光電変換素子に達す
ることなく光路から除去される。その結果、ビジビリテ
ィの良好な信号を得ることができるので、光路中の気体
による屈折率変動を高精度に測定し、ひいては移動鏡の
幾何学的変位量すなわち真の変位量を高精度に測定する
ことが可能となる。According to the light wave interference measuring apparatus of the present invention, the frequency separating apparatus according to the present invention is provided in the optical path between the frequency converting means such as the SHG converting element and the interference signal generating system such as the photoelectric converting element. Is disposed, the harmful light transmitted through the SHG conversion element as it is is removed from the optical path without reaching the photoelectric conversion element. As a result, a signal with good visibility can be obtained, so that the refractive index fluctuation due to gas in the optical path can be measured with high precision, and thus the geometric displacement of the movable mirror, that is, the true displacement can be measured with high precision. It becomes possible.
【図1】本発明の第1実施例にかかる周波数分離装置の
構成を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a frequency separation device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1実施例の周波数分離装置において使用可能
な光分離素子の構成を具体的に示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view specifically showing a configuration of a light separating element that can be used in the frequency separating device of the first embodiment.
【図3】本発明の第2実施例にかかる周波数分離装置の
構成を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of a frequency separation device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3実施例にかかる周波数分離装置の
構成を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a frequency separation device according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4実施例にかかる光波干渉測定装置
の構成を概略的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of an optical interference measurement apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】図5の周波数シフト部170の内部構成を概略
的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an internal configuration of a frequency shift unit 170 of FIG. 5;
1 回折格子 2 分散プリズム 11、12 光分離素子 11a、12a 光分離面 51、53 プリズム 52 空気層 101 光源 103 偏光ビームスプリッター 104〜106 コーナーキューブ 111、112 SHG変換素子 113、114 光電変換素子 115、159 位相計 116、117 周波数分離装置 155、156 ビームスプリッター 160 演算器 171、184 ダイクロイックミラー 172、174 偏光ビームスプリッター 178、180 偏光ビームスプリッター 173、176 周波数シフタ 179、182 周波数シフタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diffraction grating 2 Dispersion prism 11, 12 Light separation element 11a, 12a Light separation surface 51, 53 Prism 52 Air layer 101 Light source 103 Polarization beam splitter 104-106 Corner cube 111, 112 SHG conversion element 113, 114 Photoelectric conversion element 115, 159 Phase meter 116, 117 Frequency separation device 155, 156 Beam splitter 160 Operation unit 171, 184 Dichroic mirror 172, 174 Polarization beam splitter 178, 180 Polarization beam splitter 173, 176 Frequency shifter 179, 182 Frequency shifter
Claims (9)
数を有する第1の光を該第1の周波数に依存した角度だ
け偏向させて第1の光路に沿って導くとともに、前記第
1の光と同じ光路に沿って入射した前記第1の周波数と
異なる第2の周波数を有する第2の光を該第2の周波数
に依存した角度だけ偏向させて前記第1の光路と異なる
第2の光路に沿って導くための偏向手段と、 前記偏向手段を介して前記第1の光路に沿って入射した
前記第1の光のほぼ全部を反射するとともに、前記偏向
手段を介して前記第2の光路に沿って入射した前記第2
の光のほぼ全部を透過させるための光分離面を有する分
離手段とを備えていることを特徴とする周波数分離装
置。1. A first light having a first frequency incident along a predetermined optical path is deflected by an angle dependent on the first frequency and guided along the first optical path, and the first light is guided by the first optical path. A second light having a second frequency different from the first frequency incident along the same optical path as that of the second light is deflected by an angle dependent on the second frequency, and a second light different from the first optical path is deflected. Deflecting means for guiding along the optical path, and reflecting substantially all of the first light incident along the first optical path via the deflecting means, and reflecting the second light via the deflecting means. The second incident along the optical path of
And a separating means having a light separating surface for transmitting substantially all of the light.
分離面に対してP偏光となり且つ前記光分離面に対する
前記第2の光の入射角がブリュースター角とほぼ等しく
なるとともに、前記光分離面に対する前記第1の光の入
射角がほぼ臨界角以上になるように配置されていること
を特徴とする請求項1に記載の周波数分離装置。2. The separation means, wherein the second light is P-polarized with respect to the light separation surface, and an incident angle of the second light with respect to the light separation surface is substantially equal to a Brewster angle; 2. The frequency separation device according to claim 1, wherein the first light is incident on the light separation surface so that an incident angle of the first light is substantially equal to or larger than a critical angle.
で入射光を回折させるための回折格子を有することを特
徴とする請求項1または2に記載の周波数分離装置。3. The frequency separation device according to claim 1, wherein the deflecting unit has a diffraction grating for diffracting incident light at an angle depending on a frequency.
で入射光を屈折させるための分散プリズムを有すること
を特徴とする請求項1または2に記載の周波数分離装
置。4. The frequency separation device according to claim 1, wherein the deflecting unit has a dispersion prism for refracting incident light at an angle depending on a frequency.
第1のプリズムと、該第1のプリズムとの間に所定の媒
体層を形成するように配置された第2のプリズムとを有
し、 前記第1のプリズムの屈折率および前記第2のプリズム
の屈折率は前記媒体層の屈折率よりも大きく設定され、
前記第1のプリズムと前記媒体層との境界面が前記光分
離面を形成していることを特徴とする請求項1乃至4の
いずれか1項に記載の周波数分離装置。5. The separation means includes:
It has a first prism and a second prism arranged so as to form a predetermined medium layer between the first prism and the first prism. The refractive index of the first prism and the second prism Is set to be larger than the refractive index of the medium layer,
The frequency separation device according to any one of claims 1 to 4, wherein a boundary surface between the first prism and the medium layer forms the light separation surface.
する請求項5に記載の周波数分離装置。6. The frequency separation device according to claim 5, wherein the medium layer is an air layer.
成され、 前記プリズムの入射端面と対向する端面が前記光分離面
を形成していることを特徴とする請求項1乃至4のいず
れか1項に記載の周波数分離装置。7. The light separating device according to claim 1, wherein the separating unit includes a single prism, and an end surface of the prism facing an incident end surface forms the light separating surface. Item 8. The frequency separation device according to item 1.
するための測長用干渉計と、 第1の周波数を有する第1の光と該第1の周波数と異な
る第2の周波数を有する第2の光とを供給するための光
源と、 前記光源から出力されて前記移動鏡を介する測定光路を
経た前記第1の光の一部を前記第2の周波数とほぼ同じ
周波数を有する第3の光に変換するとともに、前記第1
の光の残部および前記測定光路を経た前記第2の光をそ
のまま透過させるための周波数変換手段と、 前記周波数変換手段を介した前記第3の光と前記第2の
光との干渉光に基づいて干渉信号を生成するための干渉
信号生成系とを備え、 前記干渉信号に基づいて測定された前記測定光路中の気
体による屈折率変動に応じて、前記測長用干渉計により
測定された前記移動鏡の測定変位量を補正し、前記移動
鏡の幾何学的変位量を測定する光波干渉測定装置におい
て、 前記周波数変換手段と前記干渉信号生成系との間には、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の周波数分離装置
が設けられ、 前記周波数分離装置は、前記周波数変換手段から同じ光
路に沿って入射した前記第1の光の残部と前記第2の光
および前記第3の光とを分離し、前記第2の光および前
記第3の光を前記干渉信号生成系へ導くとともに、前記
第1の光の残部を前記干渉信号生成系に到達させること
なく光路から除去することを特徴とする光波干渉測定装
置。8. A length measuring interferometer for measuring an amount of displacement of a movable mirror along a predetermined direction, a first light having a first frequency and a second frequency different from the first frequency. A light source for supplying the second light having a second light having a frequency substantially the same as the second frequency, wherein a part of the first light output from the light source and passing through the measurement optical path through the movable mirror is provided. 3 light and the first light
Frequency conversion means for transmitting the rest of the light and the second light passing through the measurement light path as it is, based on interference light between the third light and the second light via the frequency conversion means. And an interference signal generation system for generating an interference signal, according to the refractive index fluctuation due to gas in the measurement optical path measured based on the interference signal, the measured by the length measuring interferometer In a light wave interference measurement device that corrects a measured displacement amount of a moving mirror and measures a geometric displacement amount of the moving mirror, between the frequency conversion unit and the interference signal generation system,
The frequency separation device according to any one of claims 1 to 7 is provided, wherein the frequency separation device is configured to control the remaining portion of the first light incident along the same optical path from the frequency conversion unit and the second light. Separating the light and the third light, guiding the second light and the third light to the interference signal generation system, and causing the remainder of the first light to reach the interference signal generation system. A light wave interference measurement apparatus characterized in that the light wave interference is removed from the optical path without any change.
一部を高調波に変換し、該高調波を前記第3の光として
出力するための高調波変換素子を有することを特徴とす
る請求項8に記載の光波干渉測定装置。9. The apparatus according to claim 1, wherein the frequency conversion unit includes a harmonic conversion element for converting a part of the first light into a harmonic and outputting the harmonic as the third light. The optical interference measurement apparatus according to claim 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9352240A JPH11166807A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Frequency separation device and light wave interference measurement device provided with the frequency separation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9352240A JPH11166807A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Frequency separation device and light wave interference measurement device provided with the frequency separation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11166807A true JPH11166807A (en) | 1999-06-22 |
Family
ID=18422724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9352240A Pending JPH11166807A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Frequency separation device and light wave interference measurement device provided with the frequency separation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11166807A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258749A (en) * | 2002-11-27 | 2007-10-04 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP9352240A patent/JPH11166807A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258749A (en) * | 2002-11-27 | 2007-10-04 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
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