CN112567196A - 干涉仪移动镜位置测定装置和傅里叶变换红外分光光谱仪 - Google Patents

Abstract

干涉仪移动镜位置测定装置(10)用于确定具有分束器(22)、固定镜(23)以及移动镜(24)的干涉仪的移动镜(24)的位置，干涉仪移动镜位置测定装置(10)具备：激光光源(11)；相位分离光学系统(1/8波片(15)、偏振分束器(16))，其能够将相位互不相同的第一光和第二光进行分离并进行检测，第一光和第二光是激光光源(11)的光被固定镜(23)和移动镜(24)反射而生成的；信号变换部，其与移动镜(24)的位置同步地分别检测第一光和第二光，来生成第一正弦波信号和第二正弦波信号；信号变换部(第一光检测器(17A)、第二光检测器(17B))，其与移动镜(24)的位置同步地分别检测第一光和第二光，来生成第一正弦波信号和第二正弦波信号；相位计算部(18)，其在针对第一正弦波信号和第二正弦波信号分别进行了标准化及相位差校正后，计算在各时间点的第一正弦波信号或者第二正弦波信号的相位；以及移动镜位置确定部(19)，其基于移动镜(24)的位置与相位的关系，根据在特定的时间点的相位来确定在该时间点的移动镜(24)的位置。

Description

干涉仪移动镜位置测定装置和傅里叶变换红外分光光谱仪

技术领域

本发明涉及一种用于确定具有分束器、固定镜以及移动镜的干涉仪的该移动镜的位置的干涉仪移动镜位置测定装置、以及具备该干涉仪移动镜位置测定装置的傅里叶变换红外分光光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectroscopy：FTIR)。

背景技术

在FTIR中，通过以Michelson型干涉仪为代表的干涉仪来生成振幅在时间上变化的干涉光并向试样照射，对透过试样的透过光或被试样反射的反射光进行检测来作为干涉图，对该干涉图进行傅里叶变换处理，由此得到横轴取波数(或者波长)、纵轴取强度的谱。在此，Michelson型干涉仪是包括分束器(半透半反镜)、固定镜、移动镜等的装置，通过分束器将光分割为2束，使其中一方被固定镜反射且使另一方被移动镜反射之后，使这2束的反射光发生干涉。通过使移动镜移动，来使得到的干涉光的振幅在时间上变化。

作为在Michelson型干涉仪中使移动镜移动的控制方法之一，存在被称为正交控制的方法(专利文献1)。在该方法中，使用与Michelson型干涉仪分开设置的激光光源、以及将与Michelson型干涉仪共用的分束器、固定镜及移动镜作为构成要素的激光干涉仪，根据被固定镜反射的光与被移动镜反射的光的光路长度之差(光路差)来求出移动镜的位置。图5中示出在该方法中使用的激光干涉仪的一个例子。该激光干涉仪90具有：激光光源91，其射出线偏振光的光束；Michelson型干涉仪的分束器92、固定镜93及移动镜94；以及1/8波片95，其设置于分束器92与固定镜93之间，配置成偏振面相对于光束的线偏振光倾斜。另外，在分束器92的射出侧配置有将p偏振光与s偏振光分离的偏振分束器96，在p偏振光的射出侧配置有第一光检测器97A，在s偏振光的射出侧配置有第二光检测器97B。在第一光检测器97A上连接有第一波形成形器98A，在第二光检测器97B上连接有第二波形成形器98B，在第一波形成形器98A和第二波形成形器98B上连接有可逆计数器99。

在该激光干涉仪90中，从激光光源91射出线偏振光的光束，通过分束器92将该光束分割成两个光束。分割出的光束中的一方被固定镜93反射，另一方被移动镜94反射。在此被移动镜94反射的光束保持线偏振光，与此相对，被固定镜93反射的线偏振光的光束两次通过1/8波片95，由此成为圆偏振光或者椭圆偏振光。这两个光束在分束器92叠加而成为干涉光，但该干涉光被偏振分束器96分离为p偏振光和s偏振光。分离出的p偏振光向第一光检测器97A入射，s偏振光向第二光检测器97B入射。分别在第一光检测器97A和第二光检测器97B中，干涉光的强度被变换为电流信号，成为边缘信号。如图6所示，p偏振光的边缘信号和s偏振光的边缘信号成为相对于时间而言周期性的信号，这些边缘信号的1个周期相当于移动镜94移动激光光源91的激光的1/2波长量的距离的时间。这些边缘信号通过第一波形成形器98A和第二波形成形器98B形成为脉冲信号，并输入到可逆计数器99。

在此，在移动镜94远离分束器92时，p偏振光的边缘信号和s偏振光的边缘信号中的一方(在图6中为p偏振光。根据所述圆偏振光或者椭圆偏振光的旋转方向，有时也为与图6相反的偏振光、即s偏振光。下面相同。)相对于另一方(在图6中为s偏振光)相位延迟90°，在移动镜94接近分束器92时，该一方(在图6中为p偏振光)相对于该另一方(在图6中为s偏振光)相位前进90°。在可逆计数器99中，在由所述一方的边缘信号产生的脉冲信号相对于由所述另一方的边缘信号产生的脉冲信号而言相位延迟90°地被输入时，进行+1的计数，在由该另一方的边缘信号产生的脉冲信号相对于由该一方的边缘信号产生的脉冲信号而言相位延迟90°地被输入时，进行-1的计数。通过将可逆计数器的这些计数进行相加，来测量激光光束的1个波长量的光路差、即测量移动镜94向前方或者后方每移动1/2波长的距离这一情况，从而确定移动镜94的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平02-253103号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以往的正交控制中，以激光光束的1/2波长量的长度为单位来确定移动镜的位置，因此无法确定移动镜移动该1/2波长量的距离的途中的位置。已知在FTIR中重复进行将移动镜移动1/2波长量的距离之后停止并记录干涉图的动作的步进扫描的方法，但是为了进行使移动镜停止的控制，需要以与1/2波长相比足够高的位置分辨率来确定相对于作为目标的停止位置的偏移。但是，在以往的正交控制中，由于位置分辨率为1/2波长，因此无法进行步进扫描。

本发明要解决的课题在于提供一种不管干涉仪的移动镜的位置如何都能够以高分辨率确定该位置的干涉仪移动镜位置测定装置、以及具备该干涉仪移动镜位置测定装置的FTIR。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题而完成的本发明为干涉仪移动镜位置测定装置，用于确定具有分束器、固定镜以及移动镜的干涉仪的该移动镜的位置，所述干涉仪移动镜位置测定装置具备：

a)激光光源；

b)相位分离光学系统，其能够将相位互不相同的第一光和第二光进行分离并进行检测，所述第一光和第二光是所述激光光源的光被所述固定镜和所述移动镜反射而生成的；

c)信号变换部，其与所述移动镜的位置同步地分别检测所述第一光和所述第二光，来生成第一正弦波信号和第二正弦波信号；

d)相位计算部，其在针对所述第一正弦波信号和所述第二正弦波信号分别进行了标准化及相位差校正后，计算在各时间点的所述第一正弦波信号或者所述第二正弦波信号的相位；以及

e)移动镜位置确定部，其基于所述移动镜的位置与所述相位的关系，根据在特定的时间点的相位来确定在该时间点的该移动镜的位置。

在由相位计算部计算的第一正弦波信号或者第二正弦波信号在各时间点的相位与在该各时间点的移动镜的位置之间具有规定的关系。能够基于该关系，根据在特定的时间点的相位来确定在该时间点的该移动镜的位置。由此，能够以高分辨率确定移动镜的位置。另外，移动镜的位置的确定不仅能够在如移动镜移动了1/2波长量时那样的特定位置进行，还能够在任意位置进行。

在所述相位分离光学系统中，列举了能够使被固定镜反射的光与被移动镜反射的光为不同的偏振光来分别检测两者的相位分离光学系统。在这样的相位分离光学系统中，例如能够使用在前述的正交控制中使用的射出线偏振光的光束的激光光源、配置于所述分束器与所述固定镜之间的1/8波片、以及配置于所述分束器的后级的偏振分束器。或者，也可以将1/8波片配置于分束器与移动镜之间，还可以使用1/8波片以外的偏振片。

在本发明中，“相位差校正”是指以使第一正弦波信号和第二正弦波信号的相位差成为规定的值(典型为90°)的方式对这两个正弦波信号进行校正。

在相位计算部中，使用所述第一正弦波信号和所述第二正弦波信号各自的平均值和振幅作为参数来进行边缘信号的标准化，使用所述第一正弦波信号与所述第二正弦波信号的相位差作为参数来进行相位差校正。这些参数需要在计算第一正弦波信号、第二正弦波信号的相位之前事先求出校正值。为了求出这些校正值，本发明所涉及的干涉仪移动镜位置测定装置优选还具备参数校准部，所述参数校准部重复进行以下处理：以规定的相位间隔获取所述第一正弦波信号和所述第二正弦波信号的多个强度值，对于所述第一正弦波信号和所述第二正弦波信号分别求出获取到的多个强度值的平均值，并且对于获取到的多个强度值进行离散傅里叶变换处理来求出振幅、以及所述第一正弦波信号与所述第二正弦波信号的相位差。

使用像这样基于以规定的相位间隔获取到的第一正弦波信号和第二正弦波信号的多个强度值求出的平均值和振幅来进行标准化，基于该标准化后的第一正弦波信号和第二正弦波信号来计算所述相位，由此能够更高精度地确定移动镜的位置。

本发明所涉及的FTIR具备：

红外光干涉光学系统，其具有红外光源、分束器、固定镜以及移动镜；

红外光检测器，其对由所述红外光干涉光学系统生成的干涉光进行检测；以及

所述干涉仪移动镜位置测定装置。

本发明所涉及的FTIR还能够具备步进扫描控制部，所述步进扫描控制部控制所述移动镜以重复进行以下操作：通过使用来自所述移动镜位置确定部的位置信号进行控制来使该移动镜停止在固定间隔的不同位置，在各个所述位置处多次获取来自所述红外光检测器的检测信号。由此，能够以高精度进行步进扫描。

发明的效果

根据本发明所涉及的干涉仪移动镜位置测定装置和FTIR，不管干涉仪的移动镜的位置如何都能够以高分辨率确定该位置。

附图说明

图1的(a)是示出本发明所涉及的干涉仪移动镜位置测定装置的一个实施方式的概要图，(b)是示出该干涉仪移动镜位置测定装置中的相位计算部和移动镜位置确定部的功能的框图。

图2是示出在本实施方式的干涉仪移动镜位置测定装置中使用的参数计算部的功能的框图。

图3是示出在参数计算部中获取数据的定时的例子的图。

图4是示出具有本实施方式的干涉仪移动镜位置测定装置的FTIR的一个例子的概要图。

图5是示出以往的激光干涉仪的一个例子的概要图。

图6是示出在以往的激光干涉仪中在(a)移动镜远离分束器的情况和(b)移动镜接近分束器的情况下的边缘信号、将该边缘信号进行波形成形所得到的脉冲信号、以及可逆计数器的输出信号随时间的变化的图表。

具体实施方式

(1)干涉仪移动镜位置测定装置的一个实施方式

(1-1)本实施方式的干涉仪移动镜位置测定装置的结构

使用图1来说明本发明所涉及的干涉仪移动镜位置测定装置的一个实施方式。本实施方式的干涉仪移动镜位置测定装置10是组装于后述的FTIR 20的装置，如图1的(a)所示，具有激光光源11、1/8波片15、偏振分束器16、第一光检测器17A及第二光检测器17B、相位计算部18以及移动镜位置确定部19。1/8波片15和偏振分束器16相当于前述的相位分离光学系统，第一光检测器17A和第二光检测器17B相当于前述的信号变换部。在图1的(a)中，一并示出FTIR 20的分束器22、固定镜23以及移动镜24。

激光光源11射出线偏振光的激光光束。1/8波片15被配置于FTIR 20的分束器22与固定镜23之间。偏振分束器16被配置于FTIR 20的分束器22的射出侧。第一光检测器17A被配置于偏振分束器16的p偏振光的射出侧，第二光检测器17B被配置于偏振分束器16的s偏振光的射出侧。第一光检测器17A和第二光检测器17B相当于前述的信号变换部。

如图1的(b)所示，相位计算部18具有标准化处理部181、相位差校正部182以及反切处理部183。另外，移动镜位置确定部19具有相位连接部191和位置变换部192。这些各部通过进行数字信号处理的逻辑电路或CPU、存储器等计算机硬件、以及软件来具体实现。这些各部的功能在后面叙述。

(1-2)本实施方式的干涉仪移动镜位置测定装置的动作

对本实施方式的干涉仪移动镜位置测定装置10的动作进行说明。激光光源11射出线偏振光的光束。该光束被FTIR 20的分束器22分割成两个光束。分割出的光束中的一方被FTIR 20的固定镜23反射，另一方被FTIR 20的移动镜24反射。关于被固定镜23反射的光束，该反射前的光束和该反射后的光束加在一起而两次通过1/8波片15，由此成为圆偏振光或者椭圆偏振光。这两个光束在FTIR 20的分束器22中被叠加，并向干涉仪移动镜位置测定装置10的偏振分束器16入射。偏振分束器16将叠加后的光束分离为p偏振光和s偏振光。p偏振光向第一光检测器17A入射，s偏振光向第二光检测器17B入射。第一光检测器17A将入射的p偏振光变换成电信号，第二光检测器17B将入射的s偏振光变换成电信号。

如此通过第一光检测器17A和第二光检测器17B生成的两个电信号为每当移动镜24在光路差的长度的情况下移动激光光束的1个波长量时强度呈现1个周期的变化的正弦波。下面，将由第一光检测器17A生成的电信号称为第一正弦波信号I_A，将由第二光检测器17B生成的电信号称为第二正弦波信号I_B。

在相位计算部18中，对于第一正弦波信号I_A和第二正弦波信号I_B进行下面的操作。

当将第一正弦波信号I_A和第二正弦波信号I_B的振幅分别设为a_A和a_B、将平均值分别设为b_A和b_B、将这两个正弦波信号的相位差设为Δφ时，这两个正弦波信号的相位例如能够分别表示为(φ+(Δφ/2))和(φ-(Δφ/2))。当如此表示两个正弦波信号的相位时，第一正弦波信号I_A和第二正弦波信号I_B为下式。

I_A＝a_Acos(φ+(Δφ/2))+b_A…(1a)

1_B＝a_Bcos(φ-(Δφ/2))+b_B…(1b)

若事先求出在此列举的振幅a_A及a_B、平均值b_A及b_B、以及相位差Δφ这5个参数，则能够通过下面叙述的方法来计算移动镜的位置。此外，这5个参数的计算精度对最终的移动镜位置的计算精度造成大的影响。此外，这5个参数是由光学系统的安装来决定的，在理想的光学系统中这5个参数始终为固定的值，但在实际的装置中，这5个参数由于移动镜移动导致的光量的变化、激光的干涉性的微小变化而逐次变化。因而，通过进行高精度且实时地求出这5个参数的校准(Calibration)，能够进一步提高最终得到的移动镜的位置的精度。校准方法的一个例子在后面叙述。

在标准化处理部181中，对于这两个正弦波信号I_A和I_B分别减去平均值后除以振幅，由此生成完成了标准化处理的两个标准化正弦波信号J_A和J_B。

J_A＝(I_A-b_A)/a_A…(2a)

J_B＝(I_B-b_B)/a_B…(2a)

通过如此进行标准化处理，排除了因在偏振分束器16中一方的偏振光的透过率与另一方的偏振光的反射率的差异、第一光检测器17A与第二光检测器17B的检测灵敏度的差异而产生的两个偏振光的振幅和平均值的差异的影响。

接着，相位差校正部182进行如下处理：生成对于这两个标准化正弦波信号J_A和J_B以使位差为90°的方式进行校正所得到的两个相位差校正后标准化正弦波信号c、s。具体地说，通过进行基于以下式(3)的处理，

[数1]

相位差校正后标准化正弦波信号c、s为下式。

c＝sin(Δφ)·cosφ＝sin(Δφ)·sin(φ+π/2)…(4a)

s＝sin(Δφ)·sinφ…(4b)

两者的相位差为90°。

反切处理部183在将两个相位差校正后标准化正弦波信号中的一方的信号s除以另一方的信号c之后采取反切。于是，通过式(4a)和(4b)成为下式，

φ＝arctan(s/c)…(5)

计算相位φ。

接着，在移动镜位置确定部19中，将通过相位计算部18得到的相位φ换算为移动镜的位置x。在该换算中，首先，相位连接部191对于式(5)中示出的φ进行相位连接处理。相位连接处理是指如下处理：将由于φ为反切函数而在相位为-π时以及相位为+π时产生的不连续(数据的骤变)连接成连续的数据。在此，将相位连接处理以“Unwrap(φ)”这一函数来进行显示。

位置变换部192使用相位连接后的相位φ和激光的光束的波长λ，通过以下的式(6)，

x＝(λ/4π)Unwrap(φ)…(6)

来确定移动镜的位置x。

在本发明所涉及的干涉仪中，通过进行以上的处理，不仅能够在移动镜移动了1个波长量时那样的特定定时求出移动镜的位置x，还能够在任意定时求出移动镜的位置x，因此能够以高分辨率确定移动镜的位置。

(1-3)对振幅a_A及a_B、平均值b_A及b_B、以及相位差Δφ进行校准的结构和动作的例子

接着，使用图2来说明用于对在相位计算部18中使用的参数即振幅a_A及a_B、平均值b_A及b_B、以及相位差Δφ进行校准的参数校准部185的结构及其动作。参数校准部185具有数据采样部1851、采样数据记录部1852、参数计算部1853以及计算参数输出部1854。

数据采样部1851按规定的定时获取由第一光检测器17A和第二光检测器17B生成的第一正弦波信号I_A及第二正弦波信号I_B、以及从反切处理部183输出的相位连接前的相位φ的数据。在此，获取这些值的定时例如能够如图3的(a)中圆圈标记所示的那样，设为将第一正弦波信号I_A和第二正弦波信号I_B的1个周期进行N等分(N为2以上的整数)的定时、即相位φ为(2πn/N)时(n为0～(N-1)之间的整数)的N个定时。在图3的(a)中，第一正弦波信号I_A和第二正弦波信号I_B的相位差Δφ几乎为90°(视为90°)，在以I_A的强度为纵轴、I_B的强度为横轴的图表中，以圆周来表示两者的关系。

获取I_A、I_B以及φ的数据的定时并不限于图3的(a)的情况，还能够设为图3的(b)和图3的(c)所示的定时。在图3的(b)中，以与相位φ为(2πn/N)的定时相比足够短的采样率来反复获取数据，并且提取在紧挨着相位φ为(2πn/N)之前和之后得到的数据并对两个数据进行插值，由此获取(2πn/N)处的数据。代替对这两个数据进行插值，也可以取这两个数据的平均值，还可以仅使用紧挨着相位φ为(2πn/N)之前和之后中的任一方的数据。像这样使用在紧挨着相位φ为(2πn/N)之前和/或之后得到的数据的方法在以下的情况下是有效的：第一正弦波信号I_A和第二正弦波信号I_B的周期足够长，从而能够按(2π/N)获取足够多的数据。

另一方面，在第一正弦波信号I_A和第二正弦波信号I_B的周期足够短的情况下，如图3的(c)所示，以尽可能短的采样率反复获取数据，并且仅在相位φ进入(2πn/N±δ)的范围内(δ是与2π/N相比足够小的值)时提取数据。在1次采样的期间中相位φ越超过2π/N地变化则周期越短的情况下，在1个周期的期间，能够在(2πn/N)的各相位获取的数据的数量为0个，或最多仅为1个。但是，通过遍及多个周期地获取数据，能够获取两个以上的、(2πn/N)的各相位下的数据。如此，对在(2πn/N)的各相位下获取到的2个数据进行插值，由此能够获取(2πn/N)的各相位下的数据。或者，可以采取所获取到的2个数据的平均值，也可以使用所获取到的仅1个的数据。

采样数据记录部1852对由数据采样部1851在各相位获取到的I_A、I_B以及φ的数据进行记录。

参数计算部1853获取采样数据记录部1852中记录的、在n处于规定范围内的相位下的I_A(n)、I_B(n)以及φ(n)的数据，基于这些数据来求出I_A及I_B的振幅a_A及a_B、I_A及I_B的平均值b_A及b_B、以及I_A与I_B的相位差Δφ的校准值。下面，以使用1个周期量的N个数据的情况为例来进行说明，但使用的数据的个数并不限定于N个。

首先，I_A的平均值b_A的校准值通过将N个I_A(n)(n＝0～(N-1))之和除以N来求出。I_B的平均值b_B的校准值也同样地，通过将N个I_B(n)(n＝0～(N-1))之和除以N来求出。

[数2]

I_A的振幅a_A的校准值是使用对N个I_A(n)进行离散傅里叶变换而得到的标准化频率X_A(下面的式(8a))的复数成分来通过下面的式(9a)求出的。同样地，I_B的振幅a_B的校准值是使用标准化频率X_B(下面的式(8b))的复数成分来通过下面的式(9b)求出的。

[数3]

[数4]

I_A与I_B的相位差Δφ的校准值是根据复数X_A的偏角∠X_A与复数X_B的偏角∠X_B之差来通过下面的式(10)求出的。

Δφ＝∠X_A-∠X_B…(10)

计算参数输出部1854将由参数计算部1853求出的振幅a_A及a_B以及平均值b_A及b_B的校准值输出到标准化处理部181，并且将由参数计算部1853计算出的相位差Δφ的校准值输出到相位差校正部182。标准化处理部181使用这些振幅a_A及a_B以及平均值b_A及b_B的校准值来进行第一正弦波信号I_A和第二正弦波信号I_B的标准化处理，相位差校正部182使用相位差Δφ的校准值来进行相位的校正。由此，与使用校准前的振幅a_A及a_B、平均值b_A及b_B、以及相位差Δφ的情况相比，能够提高相位φ的计算的精度，能够提高所得到的移动镜的位置x的确定精度。

并且，能够重复进行下面一系列的操作：使用如此得到的高精度的相位φ的值来进行参数校准部185对参数的校准。由此，能够进一步提高所得到的移动镜的位置x的确定精度。因而，即使在初始时使用的参数是低精度的值，也能够通过参数校准部185多次反复地进行处理来得到期望的精度。具体地说，将通过第一正弦波信号、第二正弦波信号的峰值和谷值的平均而求出的平均值b_A及b_B、通过峰值与谷值之差而求出的振幅a_A及a_B、以及相位差Δφ＝π/2用作初始值的参数来多次进行上述校准即可。并且，对于因光学系统的动态变化而引起的参数的变化，通过反复持续进行校准，也能够始终以高精度求出参数，最终得到的移动镜的位置x的确定精度始终被维持在高精度。

(2)FTIR的一个实施方式

接着，使用图4对组装有干涉仪移动镜位置测定装置10的FTIR 20进行说明。FTIR20具有：红外光源21；前述的分束器22、固定镜23及移动镜24；试样室25；以及红外光检测器26。在试样室25的近前方设置有将红外光聚光到该试样室25内的试样的第一聚光镜251，在试样室25与红外光检测器26之间设置有将红外光聚光到红外光检测器26的第二聚光镜252。从红外光源21射出的红外光向分束器22照射，被分束器22分割成朝向固定镜23和移动镜24这2个方向。被固定镜23和移动镜24分别反射的红外光返回到分束器22而进行合流。在此当使移动镜24移动时，被固定镜23反射的红外光的光路与被移动镜24反射的红外光的光路长度产生差，生成以根据该光路长度差而不同的相位进行了干涉所得到的红外干涉光。红外干涉光被第一聚光镜251聚光并向试样室25内的试样照射。通过了试样的红外干涉光被红外光检测器26检测。

组装于FTIR 20的干涉仪移动镜位置测定装置10除了具有前述的激光光源11、1/8波片15、偏振分束器16、第一光检测器17A、第二光检测器17B、相位计算部18以及移动镜位置确定部19之外，还具有设置于红外光源21与分束器22之间的第一微小反射镜111以及设置于分束器22与第一聚光镜251之间的第二微小反射镜112。激光光源11在偏离了红外光源21与分束器22之间的红外光的光路(图4中的平行的两根双点划线之间)的位置，以使激光光源11发出的光束被第一微小反射镜111反射而入射到分束器22的方式配置。另外，偏振分束器16在偏离了分束器22与第一聚光镜251的红外光的光路的位置，以使通过了分束器22的光束被第二微小反射镜112反射而入射到偏振分束器16的方式配置。第一微小反射镜111和第二微小反射镜112均是微小的，因此使红外光以几乎不被妨碍的方式通过。

根据FTIR 20，能够通过干涉仪移动镜位置测定装置10求出移动镜24的位置，并且通过与以往的FTIR同样的方法获取干涉图。

FTIR 20还能够具备步进扫描控制部27，该步进扫描控制部27在固定间隔的不同位置处重复进行以下的操作：一边进行使移动镜24停止在规定的位置的反馈控制，一边获取来自红外光检测器26的检测信号。由此，能够以高精度进行步进扫描。

以上，说明了本发明所涉及的干涉仪移动镜位置测定装置和FTIR的实施方式，但本发明并不限定于这些实施方式，能够遵循本发明的主旨进行各种变更。

附图标记说明

10：干涉仪移动镜位置测定装置；11、91：激光光源；111：第一微小反射镜；112：第二微小反射镜；15、95：1/8波片；16、96：偏振分束器；17A、97A：第一光检测器；17B、97B：第二光检测器；18：相位计算部；181：标准化处理部；182：相位差校正部；183：反切处理部；185：参数校准部；1851：数据采样部；1852：采样数据记录部；1853：参数计算部；1854：计算参数输出部；19：移动镜位置确定部；191：相位连接部；192：位置变换部；20：FTIR；21：红外光源；22、92：分束器；23、93：固定镜；24、94：移动镜；25：试样室；251：第一聚光镜；252：第二聚光镜；26：红外光检测器；27：步进扫描控制部；90：激光干涉仪；98A：第一波形成形器；98B：第二波形成形器；99：可逆计数器。

Claims (6)

1.一种干涉仪移动镜位置测定装置，用于确定具有分束器、固定镜以及移动镜的干涉仪的该移动镜的位置，所述干涉仪移动镜位置测定装置的特征在于，具备：

a)激光光源；

b)相位分离光学系统，其能够将相位互不相同的第一光和第二光进行分离并进行检测，所述第一光和第二光是所述激光光源的光被所述固定镜和所述移动镜反射而生成的；

c)信号变换部，其与所述移动镜的位置同步地分别检测所述第一光和所述第二光，来生成第一正弦波信号和第二正弦波信号；

d)相位计算部，其在针对所述第一正弦波信号和所述第二正弦波信号分别进行了标准化及相位差校正后，计算在各时间点的所述第一正弦波信号或者所述第二正弦波信号的相位；以及

e)移动镜位置确定部，其基于所述移动镜的位置与所述相位的关系，根据在特定的时间点的相位来确定在该时间点的该移动镜的位置。

2.根据权利要求1所述的干涉仪移动镜位置测定装置，其特征在于，

还具备参数校准部，所述参数校准部重复进行以下处理：

以规定的相位间隔获取所述第一正弦波信号和所述第二正弦波信号的多个强度值，

对于所述第一正弦波信号和所述第二正弦波信号分别求出获取到的多个强度值的平均值，并且对于获取到的多个强度值进行离散傅里叶变换处理来求出振幅、以及所述第一正弦波信号与所述第二正弦波信号的相位差。

3.一种傅里叶变换红外分光光谱仪，其特征在于，具备：

红外光干涉光学系统，其具有红外光源、分束器、固定镜以及移动镜；

红外光检测器，其对由所述红外光干涉光学系统生成的干涉光进行检测；以及

根据权利要求1所述的干涉仪移动镜位置测定装置。

4.根据权利要求3所述的傅里叶变换红外分光光谱仪，其特征在于，

还具备步进扫描控制部，所述步进扫描控制部控制所述移动镜以重复进行以下操作：通过使用来自所述移动镜位置确定部的位置信号进行控制来使该移动镜停止在固定间隔的不同位置，在各个所述位置处多次获取来自所述红外光检测器的检测信号。

5.一种傅里叶变换红外分光光谱仪，其特征在于，具备：

红外光干涉光学系统，其具有红外光源、分束器、固定镜以及移动镜；

红外光检测器，其对由所述红外光干涉光学系统生成的干涉光进行检测；以及

根据权利要求2所述的干涉仪移动镜位置测定装置。

6.根据权利要求5所述的傅里叶变换红外分光光谱仪，其特征在于，

还具备步进扫描控制部，所述步进扫描控制部控制所述移动镜以重复进行以下操作：通过使用来自所述移动镜位置确定部的位置信号进行控制来使该移动镜停止在固定间隔的不同位置，在各个所述位置处多次获取来自所述红外光检测器的检测信号。

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