JP2604052B2 - 光波長測定装置 - Google Patents
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/45—Interferometric spectrometry
- G01J3/453—Interferometric spectrometry by correlation of the amplitudes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
- G01J9/0246—Measuring optical wavelength
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光の波長をマイケルソン干渉計を用いて高精
度に測定する光波長測定装置に関する。
度に測定する光波長測定装置に関する。
［従来の技術］ 回折格子等の光学的機材を用いなくて電気的に被測定
光の波長を高精度に測定する装置として、第３図に示す
マイケルソン干渉計１を用いた光波長測定装置が実用化
されている。すなわち、基準光源２から出力された既知
の基準波長λ０を有するコヒーレントな基準光ｒはビー
ムスプリッター３内のハーフミラー４へ入射される。こ
のハーフミラー４は基準光ｒの光路に対して45゜傾斜し
て配設されている。基準光ｒの一部は傾斜したハーフミ
ラー４のＡ点にて直角に反射され、固定ミラー５にて進
行方向が180゜反転されて、同一ハーフミラー４のＢ点
を透過して基準光用受光器６へ入射される。また基準光
源２から出力された基準光ｒの一部はハーフミラー４の
Ａ点を透過して、移動ミラー７で進行方向が180゜反転
されて、ハーフミラー４のＢ点で反射されて前記基準光
用受光器６へ入射される。
光の波長を高精度に測定する装置として、第３図に示す
マイケルソン干渉計１を用いた光波長測定装置が実用化
されている。すなわち、基準光源２から出力された既知
の基準波長λ０を有するコヒーレントな基準光ｒはビー
ムスプリッター３内のハーフミラー４へ入射される。こ
のハーフミラー４は基準光ｒの光路に対して45゜傾斜し
て配設されている。基準光ｒの一部は傾斜したハーフミ
ラー４のＡ点にて直角に反射され、固定ミラー５にて進
行方向が180゜反転されて、同一ハーフミラー４のＢ点
を透過して基準光用受光器６へ入射される。また基準光
源２から出力された基準光ｒの一部はハーフミラー４の
Ａ点を透過して、移動ミラー７で進行方向が180゜反転
されて、ハーフミラー４のＢ点で反射されて前記基準光
用受光器６へ入射される。
一方、未知の波長λを有する被測定光ａはハーフミラ
ー４のＢ点を透過して、移動ミラー７で進行方向が180
゜反転されて、ハーフミラー４のＡ点で反射されて被測
定光用受光器８へ入射される。また、被測定光ａの一部
はハーフミラー４のＢ点まで直角に反射され、固定ミラ
ー５にて進行方向が180゜反転されて、ハーフミラー４
のＡ点を透過して被測定光用受光器８へ入射される。そ
して、前記移動ミラー７は図示するように光路に平行に
移動可能に設けられている。
ー４のＢ点を透過して、移動ミラー７で進行方向が180
゜反転されて、ハーフミラー４のＡ点で反射されて被測
定光用受光器８へ入射される。また、被測定光ａの一部
はハーフミラー４のＢ点まで直角に反射され、固定ミラ
ー５にて進行方向が180゜反転されて、ハーフミラー４
のＡ点を透過して被測定光用受光器８へ入射される。そ
して、前記移動ミラー７は図示するように光路に平行に
移動可能に設けられている。
各受光器6,8に入射される基準光ｒおよび被測定光ａ
はそれぞれ固定ミラー５を経由した光と移動ミラー７を
経由した光とで干渉現象が生じる。よって、移動ミラー
７を矢印方向へ移動すると各受光器6,8から出力される
各干渉光の光強度に対応した各光強度信号r1,a1には、
第４図に示すように、干渉によって生じる繰返し波形が
周期的に生じる。この繰返し波形のピッチ長Ｐはその光
の波長に対応した値であるので、移動ミラー７を予めら
れた規定距離DSだけ移動させた場合の各繰返し波形の数
Nr,Naを計数すれば、求める被測定光ａの波長λは
（１）式で求まる。
はそれぞれ固定ミラー５を経由した光と移動ミラー７を
経由した光とで干渉現象が生じる。よって、移動ミラー
７を矢印方向へ移動すると各受光器6,8から出力される
各干渉光の光強度に対応した各光強度信号r1,a1には、
第４図に示すように、干渉によって生じる繰返し波形が
周期的に生じる。この繰返し波形のピッチ長Ｐはその光
の波長に対応した値であるので、移動ミラー７を予めら
れた規定距離DSだけ移動させた場合の各繰返し波形の数
Nr,Naを計数すれば、求める被測定光ａの波長λは
（１）式で求まる。
λ＝（Nr/Na）λ０ …（１） ［発明が解決しようとする課題］ しかし、第３図に示すマイケルソン干渉計１を使用し
た光波長測定装置において、被測定光ａの波長λを正確
に測定するためには、前述した各繰返し波形数Nr,Naを
精度よく求める必要がある。すなわち、各繰返し波形数
Nr,Naが一般にカウンタで計数されるが、カウンタの計
数開始タイミングと計数終了タイミングとが、第４図に
示すように、各光強度信号r1,a1の繰返し波形の最高位
置又は最低位置、又は正負のピーク値を含む波の数に一
致しておれば、この繰返し波形数Nr,Naを（１）式に代
入すれば、正しい波長λが求まる。
た光波長測定装置において、被測定光ａの波長λを正確
に測定するためには、前述した各繰返し波形数Nr,Naを
精度よく求める必要がある。すなわち、各繰返し波形数
Nr,Naが一般にカウンタで計数されるが、カウンタの計
数開始タイミングと計数終了タイミングとが、第４図に
示すように、各光強度信号r1,a1の繰返し波形の最高位
置又は最低位置、又は正負のピーク値を含む波の数に一
致しておれば、この繰返し波形数Nr,Naを（１）式に代
入すれば、正しい波長λが求まる。
しかし、一般に各光強度信号r1,a1とカウンタの計数
開始タイミングと計数終了タイミングとは非同期である
ので、第５図に示すように移動ミラー７を規定距離DS移
動させた場合には、カウンタ得られた各繰返し波形数N
r,Naが真に正しい繰返し波形数NR,NAとはならない。す
なわち、カウンタにて得られる繰返し波形数Nr,Naは整
数値のみしか取り得ないが、正しい繰返し波形数NR,NA
は少数点以下の数値も存在する。したがって、整数値の
みしか取り得ない繰返し波形数Nr,Naを用いて（１）式
で算出される波長λの測定精度には一定の限界が存在す
る。
開始タイミングと計数終了タイミングとは非同期である
ので、第５図に示すように移動ミラー７を規定距離DS移
動させた場合には、カウンタ得られた各繰返し波形数N
r,Naが真に正しい繰返し波形数NR,NAとはならない。す
なわち、カウンタにて得られる繰返し波形数Nr,Naは整
数値のみしか取り得ないが、正しい繰返し波形数NR,NA
は少数点以下の数値も存在する。したがって、整数値の
みしか取り得ない繰返し波形数Nr,Naを用いて（１）式
で算出される波長λの測定精度には一定の限界が存在す
る。
なお、従来方法で測定精度を向上させるには、カウン
タされる各繰返し波形数Nr,Naの桁数を多く求めればよ
い。すなわち、前述した規定距離DSを大きく設定する必
要がある。しかし、規定距離DSを大きくすると測定装置
全体が大型化する問題があり、また、移動距離が長くな
ると光学系機器の据付け精度等の問題が生じ、干渉波形
に乱れが生じる。
タされる各繰返し波形数Nr,Naの桁数を多く求めればよ
い。すなわち、前述した規定距離DSを大きく設定する必
要がある。しかし、規定距離DSを大きくすると測定装置
全体が大型化する問題があり、また、移動距離が長くな
ると光学系機器の据付け精度等の問題が生じ、干渉波形
に乱れが生じる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、光強度信号の繰返し波形数をカウントする場合にお
ける両端の繰返し波形の端数値を別のカウンタで計測す
ることによって、小数点以下を含む正しい繰返し波形数
を算出でき、装置を大型化することなく、波長の測定精
度を大幅に向上できる光波長測定装置を提供することを
目的とする。
り、光強度信号の繰返し波形数をカウントする場合にお
ける両端の繰返し波形の端数値を別のカウンタで計測す
ることによって、小数点以下を含む正しい繰返し波形数
を算出でき、装置を大型化することなく、波長の測定精
度を大幅に向上できる光波長測定装置を提供することを
目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解消するために本発明は、入力された被測
定光を二つの光路に分割して、その後再度合成して干渉
光を作成し、一方の光路長を規定距離変化させることに
よって生じる干渉光の光強度信号からなる波形信号を受
けて、この波形の波の数からなる被測定光の波長を算出
する光波長測定装置において、 規定距離の変化によって生じる光強度信号の波形の変
化を波の数として計数する波数カウンタと、この波数カ
ウンタの計数開始点から規定距離の初点位置までの差お
よび波数カウンタにおける計数終了点から規定距離の終
了位置までの差をクロックパルス数として計数する端数
カウンタと、波形の周期をクロックパルス数として計時
する周期カウンタとを用いて、被測定光の波長を算出す
る手段を備えている。
定光を二つの光路に分割して、その後再度合成して干渉
光を作成し、一方の光路長を規定距離変化させることに
よって生じる干渉光の光強度信号からなる波形信号を受
けて、この波形の波の数からなる被測定光の波長を算出
する光波長測定装置において、 規定距離の変化によって生じる光強度信号の波形の変
化を波の数として計数する波数カウンタと、この波数カ
ウンタの計数開始点から規定距離の初点位置までの差お
よび波数カウンタにおける計数終了点から規定距離の終
了位置までの差をクロックパルス数として計数する端数
カウンタと、波形の周期をクロックパルス数として計時
する周期カウンタとを用いて、被測定光の波長を算出す
る手段を備えている。
また、別の発明においては、別々に入力された被測定
光及び基準光をそれぞれ二つの光路に分割して、その後
各々を再度合成してそれぞれ２つの干渉光を作成し、二
つの光路のうちの一方の光路長を所定距離変化させるこ
とによって生じる２つの干渉光の各々の光強度信号から
なる波形信号をそれぞれ受けて、これらの２つの波形の
波の数の比と基準光の波長とから被測定光の波長を算出
する光波長測定装置において、 所定距離の変化によって生じる各光強度信号の波形の
変化を波の数として各々計数する波数カウンタと、この
２つの波数カウンタのカウント開始及び終了時点の差で
ある各端数部分の長さをクロックパルス数として計数す
る端数カウンタと、各波形の周期をクロックパルス数と
して計時する周期カウンタと、各端数カウンタの各値及
び周期カウンタの各値を用いて各波数カウンタで計数さ
れた各波の数を補正する波数補正手段とを備えている。
光及び基準光をそれぞれ二つの光路に分割して、その後
各々を再度合成してそれぞれ２つの干渉光を作成し、二
つの光路のうちの一方の光路長を所定距離変化させるこ
とによって生じる２つの干渉光の各々の光強度信号から
なる波形信号をそれぞれ受けて、これらの２つの波形の
波の数の比と基準光の波長とから被測定光の波長を算出
する光波長測定装置において、 所定距離の変化によって生じる各光強度信号の波形の
変化を波の数として各々計数する波数カウンタと、この
２つの波数カウンタのカウント開始及び終了時点の差で
ある各端数部分の長さをクロックパルス数として計数す
る端数カウンタと、各波形の周期をクロックパルス数と
して計時する周期カウンタと、各端数カウンタの各値及
び周期カウンタの各値を用いて各波数カウンタで計数さ
れた各波の数を補正する波数補正手段とを備えている。
［作用］ このように構成された光波長測定装置によれば、波数
カウンタにて移動ミラーが規定距離移動した場合におけ
る光強度信号における繰返し波形数が得られる。また、
端数カウンタによって、波数カウンタが計数開始時刻か
ら実際に繰返し波形における最初の計数位置到来までの
開始端数時間および終了時刻から次の計数位置到来まで
の終了端数時間が得られる。また、周期カウンタにて繰
返し波形の周期が求まる。したがって、各端数時間の周
期に対する比、すなわち先に得られた繰返し波形数に加
減算する小数点以下の数が求まる。
カウンタにて移動ミラーが規定距離移動した場合におけ
る光強度信号における繰返し波形数が得られる。また、
端数カウンタによって、波数カウンタが計数開始時刻か
ら実際に繰返し波形における最初の計数位置到来までの
開始端数時間および終了時刻から次の計数位置到来まで
の終了端数時間が得られる。また、周期カウンタにて繰
返し波形の周期が求まる。したがって、各端数時間の周
期に対する比、すなわち先に得られた繰返し波形数に加
減算する小数点以下の数が求まる。
また、別の発明においては、前記被測定光と同時に既
知波長を有した基準光の繰返し波形数がカウントされ
る。そして、前述した手法で被測定光および基準光の小
数点以下の精度を有した各繰返し波形波数が得られる。
よって、被測定光の正しい波長は基準光の波長と各繰返
し波形数の比でもって算出される。
知波長を有した基準光の繰返し波形数がカウントされ
る。そして、前述した手法で被測定光および基準光の小
数点以下の精度を有した各繰返し波形波数が得られる。
よって、被測定光の正しい波長は基準光の波長と各繰返
し波形数の比でもって算出される。
［実施例］ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第１図は実施例の光波長測定装置の概略構成を示すブ
ロック図である。なお、第３図と同一部分には同一符号
を付して重複する部分の説明を省略する。
ロック図である。なお、第３図と同一部分には同一符号
を付して重複する部分の説明を省略する。
外部から入力された未知波長λを有する被測定光ａは
第３図に示したマイケルソン干渉計１へ入射される。こ
のマイケルソン干渉計１から出力される被測定光ａに対
応する干渉光は被測定光用受光器８へ入射される。この
被測定用受光器８から出力される光強度信号a1は増幅器
９で増幅され、波形整形回路10で矩形波信号a2に波形整
形され、タイミング回路12を経由して被測定光用の波数
カウンタ13へ入力される。
第３図に示したマイケルソン干渉計１へ入射される。こ
のマイケルソン干渉計１から出力される被測定光ａに対
応する干渉光は被測定光用受光器８へ入射される。この
被測定用受光器８から出力される光強度信号a1は増幅器
９で増幅され、波形整形回路10で矩形波信号a2に波形整
形され、タイミング回路12を経由して被測定光用の波数
カウンタ13へ入力される。
一方、基準光源２から出力された既知波長λ０を有す
る基準光ｒはマイケルソン干渉計１へ入射される。この
マイケルソン干渉計１から出力される基準光ｒに対応す
る干渉光は基準光用受光器６へ入射される。この基準光
用受光器６から出力される光強度信号r1は増幅器11で増
幅され、波形整形回路14で矩形波信号r2に波形整形さ
れ、タイミング回路12を経由して規準定光用の波数カウ
ンタ15へ入力される。
る基準光ｒはマイケルソン干渉計１へ入射される。この
マイケルソン干渉計１から出力される基準光ｒに対応す
る干渉光は基準光用受光器６へ入射される。この基準光
用受光器６から出力される光強度信号r1は増幅器11で増
幅され、波形整形回路14で矩形波信号r2に波形整形さ
れ、タイミング回路12を経由して規準定光用の波数カウ
ンタ15へ入力される。
また、前記マイケルソン干渉計１の移動ミラー７は、
モータ駆動回路16にて駆動される駆動モータ17にて移動
制御される。そして、移動ミラー７には位置検出器18が
取付けられており、この位置検出器18は、移動ミラー７
が予め定められた規定距離DSの移動範囲に入るとハイ
（Ｈ）レベルとなる位置検出信号ｅを出力する。この位
置検出信号ｅは増幅器19で増幅された後、前記タイミン
グ回路12へ入力される。さらに、位置検出器18は、移動
ミラー７が移動範囲を外れて、この移動範囲の外側に設
定された停止位置に達すると、増幅器20を介してモータ
駆動回路16へ停止信号を送出する。
モータ駆動回路16にて駆動される駆動モータ17にて移動
制御される。そして、移動ミラー７には位置検出器18が
取付けられており、この位置検出器18は、移動ミラー７
が予め定められた規定距離DSの移動範囲に入るとハイ
（Ｈ）レベルとなる位置検出信号ｅを出力する。この位
置検出信号ｅは増幅器19で増幅された後、前記タイミン
グ回路12へ入力される。さらに、位置検出器18は、移動
ミラー７が移動範囲を外れて、この移動範囲の外側に設
定された停止位置に達すると、増幅器20を介してモータ
駆動回路16へ停止信号を送出する。
また、タイミング回路12にはクロック発振器21から50
MHzのクロック信号ｆが入力されている。さらに、タイ
ミング回路12には前記クロック信号ｆのクロック数を計
数する、それぞれ被測定光ａおよび基準光ｒに対応する
各端数カウンタ22a,22rおよび各周期カウンタ23a,23rが
接続されている。
MHzのクロック信号ｆが入力されている。さらに、タイ
ミング回路12には前記クロック信号ｆのクロック数を計
数する、それぞれ被測定光ａおよび基準光ｒに対応する
各端数カウンタ22a,22rおよび各周期カウンタ23a,23rが
接続されている。
そして、このタイミング回路12は、位置検出信号ｅの
立上り／立下り，および各矩形波信号a2,r2の立下りを
検出して各カウンタ13,15,22a,22r,23a,23rに対する計
数開始信号および計数終了信号を第２図に示すタイミン
グで送出する。すなわち、位置検出信号ｅが立上ると各
波数カウンタ13,15を計数開始させ、位置検出信号ｅが
立下ると計数終了させる。また、位置検出信号ｅの立上
り，立下りに同期して端数カウンタ22a,22rを同時に計
数開始させ、位置検出信号ｅの立上り，立下時刻から最
初に各矩形波信号a2,r2がそれぞれ立下がったタイミン
グで該当する各端数カウンタ22a,22rを計数終了させ
る。また、各端数カウンタ22a,22rの計数終了に同期し
て、該当する各周期カウンタ23a,23rをそれぞれ計数開
始させる。さらに、各矩形波信号a2,r2におけるさらに
次の立下りタイミングで各周期カウンタ23a,23rをそれ
ぞれ計数終了させる。
立上り／立下り，および各矩形波信号a2,r2の立下りを
検出して各カウンタ13,15,22a,22r,23a,23rに対する計
数開始信号および計数終了信号を第２図に示すタイミン
グで送出する。すなわち、位置検出信号ｅが立上ると各
波数カウンタ13,15を計数開始させ、位置検出信号ｅが
立下ると計数終了させる。また、位置検出信号ｅの立上
り，立下りに同期して端数カウンタ22a,22rを同時に計
数開始させ、位置検出信号ｅの立上り，立下時刻から最
初に各矩形波信号a2,r2がそれぞれ立下がったタイミン
グで該当する各端数カウンタ22a,22rを計数終了させ
る。また、各端数カウンタ22a,22rの計数終了に同期し
て、該当する各周期カウンタ23a,23rをそれぞれ計数開
始させる。さらに、各矩形波信号a2,r2におけるさらに
次の立下りタイミングで各周期カウンタ23a,23rをそれ
ぞれ計数終了させる。
各カウンタ13,15,22a〜23rにて計数された計数値はバ
スライン24を介してRAM25に一旦格納される。このバス
ライン24には、各種演算処理を実行するCPU26、制御プ
ログラムを記憶するROM27、各種可変データを記憶する
前記RAM25、測定した波長λを例えば外部のホストコン
ピュータへ送出するためのインターフェース28、操作者
が各種指令をキー入力するためのキーボード29からキー
信号が入力されるキー入力回路30、および前記モータ駆
動回路16等が接続されている。
スライン24を介してRAM25に一旦格納される。このバス
ライン24には、各種演算処理を実行するCPU26、制御プ
ログラムを記憶するROM27、各種可変データを記憶する
前記RAM25、測定した波長λを例えば外部のホストコン
ピュータへ送出するためのインターフェース28、操作者
が各種指令をキー入力するためのキーボード29からキー
信号が入力されるキー入力回路30、および前記モータ駆
動回路16等が接続されている。
次にこのように構成された光波長測定装置の動作を第
２図のタイムチャートを用い説明する。
２図のタイムチャートを用い説明する。
モータ駆動回路16へ駆動信号を送出して移動モータ17
を起動してマイケルソン干渉計１内の移動ミラー７を移
動中において、マイケルソン干渉計１から出力された被
測定光ａの干渉光は被測定光用受光器８で周期的な繰返
し波形を含む光強度信号a1に変換される。そして、この
光強度信号a1は波形整形回路10でもって矩形波信号a2に
変換される。
を起動してマイケルソン干渉計１内の移動ミラー７を移
動中において、マイケルソン干渉計１から出力された被
測定光ａの干渉光は被測定光用受光器８で周期的な繰返
し波形を含む光強度信号a1に変換される。そして、この
光強度信号a1は波形整形回路10でもって矩形波信号a2に
変換される。
そして、移動ミラー７が時刻t0にて規定距離DSの範囲
に入ると、位置検出信号ｅが立上り、被測定光用の波数
カウンタ13が矩形波信号a2の図中矢印で示す立下りタイ
ミングの計数を開始する。同時に、端数カウンタ22aが
クロック信号ｆのクロックの計数を開始する。次に、時
刻t1にて矩形波信号a2が立下がると、端数カウンタ22a
はクロック信号ｆの計数を終了して、計数値を開始端数
時間NSとしてバスライン24へ送出する。バスライン24へ
出力された開始端数時間NSはRAM25へ一旦格納される。
そして、端数カウンタ22aはクリアされる。また、時刻t
1にて周期カウンタ23aが前記クロック信号ｆの計数を開
始する。そして、時刻t2にて矩形波信号a2が再度立下が
るとこの周期カウンタ23aは計数動作を終了する。そし
て、計数値は周期NOとして前記RAM25へ格納される。ま
た、周期カウンタ23aはクリアされる。
に入ると、位置検出信号ｅが立上り、被測定光用の波数
カウンタ13が矩形波信号a2の図中矢印で示す立下りタイ
ミングの計数を開始する。同時に、端数カウンタ22aが
クロック信号ｆのクロックの計数を開始する。次に、時
刻t1にて矩形波信号a2が立下がると、端数カウンタ22a
はクロック信号ｆの計数を終了して、計数値を開始端数
時間NSとしてバスライン24へ送出する。バスライン24へ
出力された開始端数時間NSはRAM25へ一旦格納される。
そして、端数カウンタ22aはクリアされる。また、時刻t
1にて周期カウンタ23aが前記クロック信号ｆの計数を開
始する。そして、時刻t2にて矩形波信号a2が再度立下が
るとこの周期カウンタ23aは計数動作を終了する。そし
て、計数値は周期NOとして前記RAM25へ格納される。ま
た、周期カウンタ23aはクリアされる。
しかして、移動ミラー７が時刻t4にて規定距離DSの範
囲を外れると位置検出信号ｅが立下り、波数カウンタ13
は計数動作を終了する。そして、計数値は繰返し波形数
Naとして前記RAM25へ格納される。また、位置検出信号
ｅの立下りに同期して、端数カウンタ22aが起動され、
クロック信号ｆの計数を開始する。そして、矩形波信号
a2の次の立下り時刻t5にて端数カウンタ22aは計時動作
を終了する。そして、計数値は終了端数時間NEとしてRA
M25に格納され、端数カウンタ22aはクリアされる。ま
た、時刻t5にて周期カウンタ23aが前記クロック信号ｆ
の計数を開始する。そして、時刻t6にて矩形波信号a2が
再度立下がるとこの周期カウンタ23aは計数動作を終了
する。そして、計数値は周期N1として前記RAM25へ格納
される。また、周期カウンタ23aはクリアされる。
囲を外れると位置検出信号ｅが立下り、波数カウンタ13
は計数動作を終了する。そして、計数値は繰返し波形数
Naとして前記RAM25へ格納される。また、位置検出信号
ｅの立下りに同期して、端数カウンタ22aが起動され、
クロック信号ｆの計数を開始する。そして、矩形波信号
a2の次の立下り時刻t5にて端数カウンタ22aは計時動作
を終了する。そして、計数値は終了端数時間NEとしてRA
M25に格納され、端数カウンタ22aはクリアされる。ま
た、時刻t5にて周期カウンタ23aが前記クロック信号ｆ
の計数を開始する。そして、時刻t6にて矩形波信号a2が
再度立下がるとこの周期カウンタ23aは計数動作を終了
する。そして、計数値は周期N1として前記RAM25へ格納
される。また、周期カウンタ23aはクリアされる。
以上で、被測定光ａに対する一連の測定処理は終了す
る。なお、各カウンタ13,22a,23aにて得られた各計数値
のRAM25への実際の書込処理は、タイミング回路12から
の各タイミング信号を受領したCPU26が実行する。
る。なお、各カウンタ13,22a,23aにて得られた各計数値
のRAM25への実際の書込処理は、タイミング回路12から
の各タイミング信号を受領したCPU26が実行する。
そして、前記CPU26はRAM25に格納された開始端数時間
NS,終了端数時間NEを用いて繰返し波形数Naを（２）式
に従って補正して前記規定距離DS内に含まれる正しい繰
返し波形数NAを算出する。
NS,終了端数時間NEを用いて繰返し波形数Naを（２）式
に従って補正して前記規定距離DS内に含まれる正しい繰
返し波形数NAを算出する。
NA＝Na−１＋NS/NO＋（N1−NE）/N1 ＝Na＋（NS/NO）−（NE/N1） …（２） なお、（N1−NE）は矩形波信号a2が最後に立下がった時
刻t3（繰返し波形数＝Na）から位置検出信号ｅが立下が
る間での時間に相当する。
刻t3（繰返し波形数＝Na）から位置検出信号ｅが立下が
る間での時間に相当する。
以上で被測定光ａに対する補正後の小数点以下の数値
を含むより正確な繰返し波形数NAが算出された。
を含むより正確な繰返し波形数NAが算出された。
同様の手法にて基準光ｒに対する補正後の小数点以下
の数値も含むより正確な繰返し波形数NRも算出される。
なお、この基準光ｒに対する測定および算出過程は被測
定光ａと同様であるので説明を省略する。
の数値も含むより正確な繰返し波形数NRも算出される。
なお、この基準光ｒに対する測定および算出過程は被測
定光ａと同様であるので説明を省略する。
しかして、算出された各繰返し波形数NA,NRを用いて
（３）式に従って、被測定光ａの波長λを算出する。
（３）式に従って、被測定光ａの波長λを算出する。
λ＝（NR/NA）λ０ …（３） なお、基準光ｒの波長λ０が正確に求められている場
合は、距離DSを用いずに、（３）式からそれの比だけで
波長λを求めることかできる、この場合、２つの干渉光
のいずれか一方の周期を計測する同期カウンタ22r及び
端数カウンタ23rを用い、この２つの干渉光の端数カウ
ンタの値を考慮した繰返し波形数が完全に一致したとき
のそれぞれの比を前記（３）式の（NR/NA）の値として
利用する。
合は、距離DSを用いずに、（３）式からそれの比だけで
波長λを求めることかできる、この場合、２つの干渉光
のいずれか一方の周期を計測する同期カウンタ22r及び
端数カウンタ23rを用い、この２つの干渉光の端数カウ
ンタの値を考慮した繰返し波形数が完全に一致したとき
のそれぞれの比を前記（３）式の（NR/NA）の値として
利用する。
このように構成された光波長測定装置よれば、（３）
式における被測定光ａおよび基準光ｒに対応する各繰返
し波形数NA,NRが小数点以下の数値も含み、より精度良
く算出されるので、各繰返し波形数Na,Nrが整数値しか
取り得ない従来装置に比較して波長測定制度を大幅に向
上できる。
式における被測定光ａおよび基準光ｒに対応する各繰返
し波形数NA,NRが小数点以下の数値も含み、より精度良
く算出されるので、各繰返し波形数Na,Nrが整数値しか
取り得ない従来装置に比較して波長測定制度を大幅に向
上できる。
また、各カウンタ22a,22r,23a,23rを設けることによ
る製造費の上昇分は、マイケルソン干渉計１におけ移動
ミラー７の移動距離を延ばす場合に比較して格段に少な
いので、高い測定精度を得るために製造費が大幅に上昇
することはない。また、装置全体が大型化することもな
い。
る製造費の上昇分は、マイケルソン干渉計１におけ移動
ミラー７の移動距離を延ばす場合に比較して格段に少な
いので、高い測定精度を得るために製造費が大幅に上昇
することはない。また、装置全体が大型化することもな
い。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の光波長測定装置によれ
ば、光強度信号の繰返し波形数を波数カウンタで計数す
る場合における計数開始時および計数終了時に基準光と
被測定光とが重なる各繰返し波形の各端数値を別の端数
カウンタで計測するようにしている。又は、計数開始点
及び計数終了点に規定距離が一致する各端数値を別の端
数カウンタで計測するようにしている。したがって、小
数点以下を含む正しい繰返し波形数を算出できるので、
装置を大型化することなく、波長の測定精度を大幅に向
上できる。
ば、光強度信号の繰返し波形数を波数カウンタで計数す
る場合における計数開始時および計数終了時に基準光と
被測定光とが重なる各繰返し波形の各端数値を別の端数
カウンタで計測するようにしている。又は、計数開始点
及び計数終了点に規定距離が一致する各端数値を別の端
数カウンタで計測するようにしている。したがって、小
数点以下を含む正しい繰返し波形数を算出できるので、
装置を大型化することなく、波長の測定精度を大幅に向
上できる。
第１図は本発明の一実施例に係わる光波長測定装置の概
略構成を示すブロック図、第２図は動作を示すタイムチ
ャート、第３図は一般的なマイケルソン干渉計を示す模
式図、第４図は波長測定原理を示す波形図、第５図は従
来装置の問題点を説明するための波形図である。 １……マイケルソン干渉計、２……基準光源、３……ビ
ームスプリッター、４……ハーフミラー、５……固定ミ
ラー、６……基準光用受光器、７……移動ミラー、８…
…被測定光用受光器、10,14……波形整形回路、12……
タイミング回路、13,15……波数カウンタ、18……位置
検出器、22a,22r……端数カウンタ、23a,23r……周期カ
ウンタ、26……CPU、ａ……被測定光、a1,r1……光強度
信号、ｒ……基準光、Na,Nr……繰返し波形数、NS……
開始端数時間、,NE……終了端数時間、N0,N1……周期。
略構成を示すブロック図、第２図は動作を示すタイムチ
ャート、第３図は一般的なマイケルソン干渉計を示す模
式図、第４図は波長測定原理を示す波形図、第５図は従
来装置の問題点を説明するための波形図である。 １……マイケルソン干渉計、２……基準光源、３……ビ
ームスプリッター、４……ハーフミラー、５……固定ミ
ラー、６……基準光用受光器、７……移動ミラー、８…
…被測定光用受光器、10,14……波形整形回路、12……
タイミング回路、13,15……波数カウンタ、18……位置
検出器、22a,22r……端数カウンタ、23a,23r……周期カ
ウンタ、26……CPU、ａ……被測定光、a1,r1……光強度
信号、ｒ……基準光、Na,Nr……繰返し波形数、NS……
開始端数時間、,NE……終了端数時間、N0,N1……周期。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 威 東京都港区南麻布５丁目10番27号 アン リツ株式会社内 (72)発明者 市橋 保孝 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 今井 崇雅 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 実公 平７−14836（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (2)
- 【請求項１】入力された被測定光（ａ）を二つの光路に
分割して、その後再度合成して干渉光を作成し、前記一
方の光路長を規定距離変化させることによって生じる前
記干渉光の光強度信号（a1）からなる波形信号をうけ
て、この波形の波の数から前記被測定光の波長（λ）を
算出する光波長測定装置において、 前記規定距離の変化によって生じる前記光強度信号の波
形の変化を波の数として計数する波数カウンタ（13）
と、この波数カウンタの計数開始点から前記規定距離の
初点位置までの差および前記波数カウンタにおける計数
終了点から前記規定距離の終了位置までの差をクロック
パルス数として計数する端数カウンタ（22a）と、前記
波形の周期をクロックパルス数として計時する周期カウ
ンタ（23a）とを用いて、前記被測定光の波長（λ）を
算出する手段（26）を備えた光波長測定装置。 - 【請求項２】別々に入力された被測定光（ａ）及び基準
光（ｒ）をそれぞれ二つの光路に分割して、その後各々
を再度合成してそれぞれ２つの干渉光を作成し、前記二
つの光路のうちの一方の光路長を所定距離変化させるこ
とによって生じる前記２つの干渉光の各々の光強度信号
（a1,r1）からなる波形信号をそれぞれ受けて、これら
の２つの波形の波の数の比と前記基準光の波長（λ０）
とから前記被測定光の波長（λ）を算出する光波長測定
装置において、 前記所定距離の変化によって生じる前記各光強度信号の
波形の変化を波の数（Na,Nr）として各々計数する波数
カウンタ（13,15）と、この２つの波数カウンタのカウ
ント開始及び終了時点の差である各端数部分の長さ
（NA,NE）をクロックパルス数として計数する端数カウ
ンタ（22a,22r）と、前記各波形の周期をクロックパル
ス数として計時する周期カウンタ（23a,23r）と、前記
各端数カウンタの各値及び前記周期カウンタの各値を用
いて前記各波数カウンタで計数された各波の数（Na,N
r）を補正する波数補正手段（26）とを備えた光波長測
定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081875A JP2604052B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 光波長測定装置 |
| US07/777,371 US5247342A (en) | 1990-03-29 | 1991-03-26 | Light wavelength measuring apparatus including an interference spectroscopic section having a movable portion |
| DE69110230T DE69110230T2 (de) | 1990-03-29 | 1991-03-26 | Gerät zur messung der lichtwellenlänge durch hochauflösenden nachweis von interferenz streifen. |
| EP91905899A EP0478785B1 (en) | 1990-03-29 | 1991-03-26 | Apparatus for measuring wavelength of light by high precision detection of interference fringe |
| PCT/JP1991/000385 WO1991014928A1 (en) | 1990-03-29 | 1991-03-26 | Apparatus for measuring wavelength of light by high precision detection of interference fringe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081875A JP2604052B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 光波長測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279828A JPH03279828A (ja) | 1991-12-11 |
| JP2604052B2 true JP2604052B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=13758635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2081875A Expired - Fee Related JP2604052B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 光波長測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5247342A (ja) |
| EP (1) | EP0478785B1 (ja) |
| JP (1) | JP2604052B2 (ja) |
| DE (1) | DE69110230T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991014928A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2716722B1 (fr) * | 1994-02-25 | 1996-04-05 | France Telecom | Système interférométrique de détection et de localisation de défauts réflecteurs de structures guidant la lumière. |
| JPH07239272A (ja) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Ando Electric Co Ltd | 光波長計 |
| JPH07270245A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Ando Electric Co Ltd | 測長器を用いた光波長計 |
| JPH08101072A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Ando Electric Co Ltd | 光波長計 |
| US5790250A (en) * | 1996-11-04 | 1998-08-04 | Ail Systems, Inc. | Apparatus and method for real-time spectral alignment for open-path fourier transform infrared spectrometers |
| US5959730A (en) * | 1996-11-04 | 1999-09-28 | Ail Systems, Inc. | Apparatus and method for real-time spectral alignment for open-path fourier transform infrared spectrometers |
| DE102008020147A1 (de) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Carl Zeiss Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der m unterschiedlichen Wellenlängen von m optischen Meßstrahlbündeln |
| CN105424185B (zh) * | 2015-11-04 | 2017-08-11 | 清华大学 | 一种计算机辅助的全波段光谱仪波长标定方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5022422B1 (ja) * | 1969-04-25 | 1975-07-30 | ||
| US4165183A (en) * | 1977-08-26 | 1979-08-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Fringe counting interferometric system for high accuracy measurements |
| US4413908A (en) * | 1982-03-05 | 1983-11-08 | Bio-Rad Laboratories, Inc. | Scanning interferometer control systems |
| JPS59143933A (ja) * | 1983-02-07 | 1984-08-17 | Pioneer Electronic Corp | 半導体レ−ザの特性測定装置 |
| US4847878A (en) * | 1988-03-31 | 1989-07-11 | Nicolet Instrument Corporation | Method and apparatus for determining mirror position in a fourier-transform infrared spectrometer |
| US4999586A (en) * | 1988-05-26 | 1991-03-12 | North American Philips Corp | Wideband class AB CRT cathode driver |
| JPH0249169A (ja) * | 1988-08-11 | 1990-02-19 | Anritsu Corp | アラン分散測定器 |
| JP2597080Y2 (ja) * | 1993-09-01 | 1999-06-28 | 株式会社山本製作所 | 農園芸用の育苗ポット |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2081875A patent/JP2604052B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-03-26 EP EP91905899A patent/EP0478785B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-26 US US07/777,371 patent/US5247342A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-26 WO PCT/JP1991/000385 patent/WO1991014928A1/ja active IP Right Grant
- 1991-03-26 DE DE69110230T patent/DE69110230T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69110230T2 (de) | 1996-03-07 |
| US5247342A (en) | 1993-09-21 |
| EP0478785B1 (en) | 1995-06-07 |
| JPH03279828A (ja) | 1991-12-11 |
| DE69110230D1 (de) | 1995-07-13 |
| EP0478785A4 (en) | 1992-07-01 |
| EP0478785A1 (en) | 1992-04-08 |
| WO1991014928A1 (en) | 1991-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |