CN114112000B - 激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法 - Google Patents

激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114112000B
CN114112000B CN202110974878.5A CN202110974878A CN114112000B CN 114112000 B CN114112000 B CN 114112000B CN 202110974878 A CN202110974878 A CN 202110974878A CN 114112000 B CN114112000 B CN 114112000B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
laser
vibration
signal
laser interferometer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110974878.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114112000A (zh
Inventor
山田耕平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2020143298A external-priority patent/JP7491142B2/ja
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN114112000A publication Critical patent/CN114112000A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114112000B publication Critical patent/CN114112000B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/093—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/0201—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal phase variation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
    • G01B9/02045—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques using the Doppler effect
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02083—Interferometers characterised by particular signal processing and presentation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2/00—Demodulating light; Transferring the modulation of modulated light; Frequency-changing of light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0085—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够更加准确地对采样信号进行解调且易于小型化的激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法。激光干涉仪的特征在于，具备：光源部，其射出第一激光；光调制器，其具备振动元件，且使用所述振动元件来对所述第一激光进行调制，并生成包括调制信号的第二激光；受光元件，其接受第三激光和所述第二激光的干涉光，并输出受光信号，所述第三激光为所述第一激光被对象物反射而生成的包含采样信号的光；解调电路，其执行根据所述受光信号对所述采样信号进行解调的解调处理，所述解调电路间歇地执行所述解调处理。

Description

激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法
技术领域
本发明涉及一种激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法。
背景技术
在专利文献1中，作为对物体的振动速度进行测量的装置，公开了一种激光振动计，该激光振动计对物体照射激光并基于受到了多普勒频移的散射激光，来对振动速度进行测量。在该激光振动计中，通过使用光外差干涉法取出散射激光中所包含的多普勒信号。
此外，在专利文献1记载的激光振动计中，使用可通过改变电压而使振动频率改变的压电元件或者水晶振子，并通过对这些振动元件照射激光，从而使频率位移。以此方式，通过将包括频率位移了的调制信号的激光作为参照光来使用，而由散射激光对多普勒信号进行解调。通过使用以此方式获得的多普勒信号，从而能够对物体的振动速度进行测量。
另外，在专利文献1中记载了，作为振动元件，优选地使用例如具有在施加电压、磁力等时发生变形的性质且可通过改变电压而使振动频率改变的压电元件。此外，记载了振动频率必须为波形的上升显示出直线性的三角波或锯齿波、以及在锯齿波施加电压的上升时或者三角波施加电压上升以及下降时利用因射入激光而引起的光多普勒频移。
但是，通常而言，如以kHz频段以上的频率驱动的压电元件或Q值较高的水晶振子那样的振动元件利用单振动驱动。因此，在如专利文献1中所记载的那样的利用了三角波或锯齿波的驱动方法中，存在调制信号的精度较低从而不现实的问题。于是，需要采用不使用三角波或锯齿波的驱动方法。
另一方面，在使用了精度相对较高的正弦波的驱动方法的情况下，在该振动元件内对激光进行调制的部位的速度容易每时每刻发生变化。因此，调制频率也会随之发生变化。如此，当调制信号的频率发生变化时，在由散射激光对多普勒信号等采样信号进行解调时，会出现无法准确地对采样信号进行解调的课题。
专利文献1：日本特开2007-285898号公报
发明内容
本发明的应用例所涉及的激光干涉仪的特征在于，具备：光源部，其射出第一激光；光调制器，其具备振动元件，且使用所述振动元件来对所述第一激光进行调制，并生成包括调制信号的第二激光；受光元件，其接受第三激光和所述第二激光的干涉光，并输出受光信号，所述第三激光为所述第一激光被对象物反射而生成的包含采样信号的光；解调电路，其执行根据所述受光信号对所述采样信号进行解调的解调处理，所述解调电路间歇性地执行所述解调处理。
本发明的应用例所涉及的激光干涉仪的控制方法的特征在于，所述激光干涉仪具备：光源部，其射出第一激光；光调制器，其具备振动元件，且使用所述振动元件来对所述第一激光进行调制，并生成包括调制信号的第二激光；受光元件，其接受第三激光和所述第二激光的干涉光，并输出受光信号，所述第三激光为所述第一激光被对象物反射而生成的包含采样信号的光，在所述激光干涉仪的控制方法中，间歇地执行根据所述受光信号对所述采样信号进行解调的解调处理。
附图说明
图1为表示第一实施方式所涉及的激光干涉仪的概要结构图。
图2为表示图1所示的光调制器的第一结构例的概念图。
图3为表示图1所示的光调制器的第二结构例的概念图。
图4为表示图1所示的光调制器的第三结构例的概念图。
图5为表示施加于MEMS振镜元件的驱动部的电压与该MEMS振镜元件的振动最大速度、最大调制频率以及位移振幅的各测量值的关系的曲线图。
图6为表示图1所示的光调制器的第四结构例的概念图。
图7为表示执行通过正交检波法实施的解调处理的解调电路的框图。
图8为表示被设置在进行单振动的振动元件上的光反射面的位置的时间变化的曲线图、以及表示由该振动元件产生的调制频率的时间变化的曲线图。
图9为表示在对以匀速进行移动的被测量物照射激光时从解调电路输出的多普勒频移的时间变化的曲线图。
图10为表示通过振动元件而被调制了的参照光中所包含的调制信号的、与进入到了图9所示的误差1％以下的区域的时间相对应的波数和振动元件的最大调制频率的关系的表。
图11为表示第二实施方式所涉及的激光干涉仪所具备的光学系统的安装结构的一个示例的概要结构图。
图12为表示第二实施方式所涉及的激光干涉仪所具备的光学系统的安装结构的一个示例的概要结构图。
图13为表示第二实施方式所涉及的激光干涉仪所具备的光学系统的安装结构的一个示例的概要结构图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施方式而详细地对本发明的激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法进行说明。
1.第一实施方式
首先，对第一实施方式所涉及的激光干涉仪进行说明。
图1为表示第一实施方式所涉及的激光干涉仪的概要结构图。
图1所示的激光干涉仪1具有光学系统50、被输入来自光学系统50的信号的解调电路52、和控制电路53。
1.1.光学系统
光学系统50具备光源部2、偏振束分离器4、1/4波长板6、1/4波长板8、检偏镜9、受光元件10、频移型的光调制器12和配置有被测量物14的安置部16。
光源部2射出预定的波长的出射光L1(第一激光)。受光元件10将接受到的光转换成电信号。光调制器12具备振动元件3A，且对出射光L1进行调制，从而生成包含调制信号的参照光L2(第二激光)。安置部16设为能够配置被测量物14。入射至被测量物14的出射光L1作为包含采样信号、例如频率信号、相位信号的物体光L3(第三激光)而进行反射。
将从光源部2被射出的出射光L1的光路设为光路18。此外，光路18通过偏振束分离器4的反射而与光路20结合。在光路20上，从偏振光束分束器4侧起依次配置有1/4波长板8以及光调制器12。另外，光路18通过偏振束分离器4的透射而与光路22结合。在光路22上，从偏振束分离器4侧起，依次配置有1/4波长板6以及安置部16。
此外，光路20通过偏振束分离器4的透射而与光路24结合。在光路24上，从偏振束分离器4侧起依次配置有检偏镜9以及受光元件10。
从光源部2被射出的出射光L1经由光路18以及光路20，入射至光调制器12。此外，出射光L1经由光路18以及光路22，入射至被测量物14。通过光调制器12生成的参照光L2经由光路20以及光路24，入射至受光元件10。通过被测量物14的反射而生成的物体光L3经由光路22以及光路24，入射至受光元件10。
以下，依次对激光干涉仪1的各部进行说明。
1.1.1.光源部
光源部2为射出具有可干涉性的线宽较细的出射光L1的激光源。在使用频率差来表示线宽的情况下，优选地使用线宽为MHz频段以下的激光源。具体而言，可以列举出如氦氖(HeNe)激光器那样的气体激光器、如DFB-LD(Distributed feedback-laser diode：分布反馈式激光器)、FBG-LD(附有光纤布拉格光栅(Fiber bragg Grating)的激光二极管(laser diode))、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直腔面发射激光器)那样的半导体激光器等。其中，半导体激光器能够使光源部2小型化。
1.1.2.偏振束分离器
偏振束分离器4为将入射光分割成透射光和反射光的光学元件。此外，偏振束分离器4具有使P偏振光透射并使S偏振光反射的功能，并能够将入射光的偏振光状态分成正交分量。以下，考虑使作为直线偏振光且将P偏振光和S偏振光的比设为例如50：50的出射光L1入射至偏振束分离器4的情况。
如上所述，在偏振束分离器4中，对出射光L1的S偏振光进行反射，且使P偏振光透射。
通过偏振束分离器4反射的出射光L1的S偏振光通过1/4波长板8而被转换成圆偏振光，并入射至光调制器12。入射至光调制器12的出射光L1的圆偏振光受到fM(Hz)的频移，并作为参照光L2而反射。因此，参照光L2包含调制频率fM(Hz)的调制信号。参照光L2在再次透射过1/4波长板8时被转换成P偏振光。参照光L2的P偏振光透射过偏振束分离器4以及检偏镜9而入射至受光元件10。
透射过偏振束分离器4的出射光L1的P偏振光通过1/4波长板6而被转换成圆偏振光，并入射至处于移动状态下的被测量物14。入射到被测量物14的出射光L1的圆偏振光受到fd(Hz)的多普勒频移，并作为物体光L3而反射。因此，物体光L3包含频率fd(Hz)的频率信号。当物体光L3在再次透射过1/4波长板6时被转换成S偏振光。物体光L3的S偏振光通过偏振束分离器4而被反射，并透射过检偏镜9而入射至受光元件10。
如上所述那样，由于出射光L1具有可干涉性，因此参照光L2以及物体光L3作为干涉光而入射至受光元件10。
另外，也可以代替偏振束分离器而设为使用无偏振束分离器。在这种情况下，由于不需要1/4波长板6以及1/4波长板8，因此能够因部件数量的削减而实现激光干涉仪1的小型化。
1.1.3.检偏镜
在检偏镜9中，由于互相正交的S偏振光以及P偏振光互相独立，因此仅单纯地重叠不会出现干涉。于是，使重叠了S偏振光和P偏振光的光波通过相对于S偏振光以及P偏振光双方而倾斜了45度的检偏镜9。通过使用检偏镜9，能够使互相共同的分量彼此的光透射，且产生干涉。其结果为，在检偏镜9中，生成具有fM-fd(Hz)的频率的干涉光。
1.1.4.受光元件
参照光L2以及物体光L3经由偏振束分离器4以及检偏镜9而入射至受光元件10。由此，参照光L2和物体光L3发生光外差干涉，从而具有fM-fd(Hz)频率的干涉光入射至受光元件10。通过利用后述的方法由该干涉光对频率信号、相位信号等采样信号进行解调，最终能够求出被测量物14的运动、即速度、振动或者位移。作为受光元件10例如可以列举出光电二极管等。
1.1.5.光调制器
以下，基于振动元件的形态，分成四个结构例而对光调制器12进行说明。
1.1.5.1.第一结构例
首先，对光调制器12的第一结构例进行说明。图2为表示图1所示的光调制器12的第一结构例的概念图。
图2所示的光调制器12具备包括压电元件的振动元件3A。压电元件为，具有在施加电压时发生变形的性质，且可通过使电压发生改变而改变振动频率的元件。振动元件3A具有作为压电元件的元件主体31和被设置在元件主体31上的光反射膜32。
通过使振动元件3A具有这样的压电元件，而能够实现结构简单且易于低成本化的光调制器12。
图2所示的元件主体31具有在图2的上下方向上进行伸缩振动的振动模式。元件主体31由压电材料构成。作为该压电材料，例如可以列举出锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅等压电陶瓷以及聚偏二氟乙烯等压电塑料等。
光反射膜32由以与元件主体31的振动方向交叉的方式而扩展的镜膜构成。作为镜膜，例如可以列举出金属膜、电介质多层膜等。
如上所述，这样的振动元件3A在图2的上下方向上产生单振动。单振动是指，以预定的振幅以及预定的周期而往复的运动。通过将施加于振动元件3A的电压信号的波形设为正弦波或者以其为基准的波形，从而可以高精度地对单振动的振幅和周期进行控制。因此，通过使用使单振动产生的振动元件3A，能够高精度地对光反射面的振动速度进行控制。由此，能够高精度地生成稳定的调制信号。
在振动元件3A中，光反射膜32的上表面成为对出射光L1进行反射的光反射面。虽然振动元件3A也可以为面内振动、即与光反射面平行地进行振动的元件，但是在本实施方式中，为面外振动、即在与光反射面交叉的面外方向上进行振动的元件。通过使用这样的在面外方向上进行振动的振动元件3A，可以获得易于实现光调制器12的小型化的优点。
1.1.5.2.由光调制器实施的频移的原理
接下来，对由光调制器12实施的频移的原理进行说明，在该说明之前，首先，对因被测量物14引起的多普勒频移的原理进行说明。
当对以V矢量进行移动的被测量物14照射频率f0的出射光L1时，在被测量物14中，受到因多普勒效应而引起的频移。在将因被测量物14而引起的频移(多普勒频移)设为fd时，频率f0+fd的物体光L3从被测量物14散射。多普勒频移fd通过下列的数式(1)求出。
数学式1
在此，考虑到被测量物14沿着出射光L1入射的方向，在与入射方向相反的方向上以速度V进行移动，并且，入射的出射光L1通过被测量物14反射而逆着与入射光相同的光路而前进的情况。在这种情况下，由于ks＝-ki，因此，上述的数式(1)变成下列的数式(2)那样。
数学式2
从上述的数式(2)可以明确，多普勒频移fd与被测量物14的速度V可导出为线性的关系。因此，如果能够通过激光干涉仪1求出多普勒频移fd，则能够以非接触并且不实施校正作业的方式对被测量物14的速度V进行测量。
接下来，对于由光调制器12引起的频移的原理进行说明。
当出射光L1入射至光调制器12的光反射膜32时，出射光L1受到因多普勒效应而引起的频率调制，生成包含调制信号的参照光L2。当将调制信号的频率设为调制频率fM时，调制频率fM通过下列的数式(3)求出。
数学式3
ki矢量为入射至光调制器12的出射光L1的波矢，ks矢量为被光调制器12散射的散射光的波矢。另外，由于在光反射膜32上，能够将散射光视为反射光，因此ks矢量能够被视为反射光的波矢。此外，v矢量为光反射面的速度。
在此，考虑到使出射光L1垂直于光反射面而入射。在这种情况下，由于ks＝-ki，因此，上述的数式(3)变成下列的数式(4)那样。
数学式4
θ为从光调制器12被射出的参照光L2的行进方向和光反射面的速度方向所成的角度。此外，λ为入射至光反射面的出射光L1的波长。
在此，考虑到参照光L2的行进方向和光反射面的速度方向一致的情况。在这种情况下，由于θ＝0，因此，上述的数式(4)变成下列的数式(5)那样。
数学式5
另一方面，考虑光反射面的速度。将光反射面的位移振幅设为L0(m)，将光反射面的振动频率设为fa(Hz)。此时，光反射面的位置L(m)通过下列的数式(6)求出，光反射面的速度v(m/s)通过下列的数式(7)求出。
数学式6
L＝L0sin(2πfat) (6)
数学式7
v＝ZπfaL0cos(2πfat) (7)
通过这些数式(6)及数式(7)，上述的调制频率fM可以通过下列的数式(8)求出。
数学式8
从上述的数式(8)可知，调制频率fM根据振动元件3A的单振动而发生变动。而且，瞬间的最大调制频率fMmax可以通过下列的数式(9)求出。
数学式9
在此，考虑参照光L2的行进方向和光反射面的最大速度方向一致的情况。在这种情况下，在数式(9)中，由于θ＝0，因此最大调制频率fMmax可以通过下列的数式(10)求出。
数学式10
如以上那样，为了使最大调制频率fMmax变大，优选θ＝0或者与其接近的值。鉴于此，与进行面内振动的元件相比，振动元件3A优选为进行面外振动的元件。
另外，振动元件3A通过对所施加的电压以及频率进行变更，从而能够使位移振幅L0以及振动频率fa发生改变。由此，能够对最大调制频率fMmax进行调整。
1.1.5.3.第二结构例
接下来，对光调制器12的第二结构例进行说明。图3为表示图1所示的光调制器12的第二结构例的概念图。
以下，对第二结构例进行说明，在下文的说明中，以与第一结构例的不同点为中心进行说明，对于同样的事项省略其说明。另外，在图3中，对于与所述结构例同样的结构标记同一符号。
图3所示的光调制器12具备包括压电元件的振动元件3A和反射镜33。
在图3所示的光调制器12中，入射至振动元件3A的光反射面的ki矢量的光通过光反射面进行反射，并作为k1s矢量的光而入射至反射镜33。由于k1s矢量的光相对于反射镜33以零度入射角入射，因此出射角也为零度，且以相同的角度入射至振动元件3A的光反射面。k1s矢量的光通过光反射面再次进行反射，并沿着与ki矢量的光相同的光路行进。
通过以这样的方式经由反射镜33，由光调制器12生成的参照光L2成为接受了两次频率调制的光。因此，与单独使用振动元件3A的情况相比，通过并用反射镜33，从而能够进行更加高频的频率调制。
将通过上述的光反射面实施的两次反射中的由第一次反射引起的调制频率设为fM1，并将由第二次反射引起的调制频率设为fM2。
虽然f0为出射光L1的频率，但是由于具有f0＞＞fM的关系，因此调制频率fM1、fM2能够如下列的数式(11)以及下列的数式(12)所示的那样分别视为与fM相等。
数学式11
fM1＝fM (11)
鉴于此，由图3所示的光调制器12生成的参照光L2为对出射光L1施加了调制频率fM’的频移的光，而该调制频率fM’能够视为2fM。于是，fM’可以由下列的数式(13)给出。
数学式12
由此，在本结构例中，可知能够进行更加高频的频率调制。在如以上那样的第二结构例中，可以获得与第一结构例同样的效果。
1.1.5.4.第三结构例
接下来，对光调制器12的第三结构例进行说明。图4为表示图1所示的光调制器12的第三结构例的概念图。
以下，对第三结构例进行说明，在下文的说明中，以与第一结构例的不同点为中心进行说明，对于同样的事项省略其说明。另外，在图4中，对于与上述结构例相同的结构，标记相同的符号。
图4所示的光调制器12具备包括MEMS振镜元件的振动元件3B。MEMS(MicroElectro Mechanical Systems)为微机电系统。MEMS振镜元件具备可动部34和光反射膜32，所述可动部34被悬挂在未图示的扭杆彼此之间，所述光反射膜32被设置在可动部34的表面上。
可动部34与扭杆一起利用MEMS技术而被形成。可动部34将扭杆作为转动轴Ax，且绕转动轴Ax进行转动往复运动。作为对可动部34进行驱动的方式，例如可以列举出电磁驱动方式、静电驱动方式、压电驱动方式等。
另一方面，由于可动部34进行转动往复运动，因此，光反射面相对于入射光的光轴而朝向各个方向。因此，入射至光反射面的ki矢量的光(出射光L1)根据光反射面的朝向，而向各个方向散射。在图4中，作为通过光反射面而向各个方向被反射的光的示例，图示出了k1s矢量的光、k2s矢量的光、k3s矢量的光。它们都相当于参照光L2。
在此，在后述的解调处理中，通过在振动元件3B的振动速度为最大的时间段中对间歇处理的执行期间进行设定，从而能够提高采样信号的解调精度。于是，在振动元件3B的情况下，在光反射面位于转动角度幅度的中心处时，振动速度成为最大。如此在光反射面的振动速度成为最大时，将如下的光设为k1s矢量的光，即，由作为入射光的ki矢量的光反射而形成的光，并且其光路与作为入射光的ki矢量的光重叠的光。如果能够选择性地取出该k1s矢量的光，则由于其以外的光变得难以混入，因此，能够在解调处理中提高采样信号的S/N比(Signal Noise Ratio，信噪比)。
图4所示的光调制器12具备遮光部35。遮光部35具有开口部351。遮光部35被构成为，经由该开口部351而使k1s矢量的光通过，且对其以外的光进行遮光。由此，能够抑制以k2s矢量的光和k3s矢量的光为代表的、具有k1s矢量以外的矢量的光入射至受光元件10的情况。其结果为，通过遮光部35去掉了使采样信号的S/N比降低的成分，因此能够对更加准确的采样信号进行解调。
只要遮光部35为具有遮光功能的部件，则不限定结构材料等。此外，也可以设为如下方式，即，代替具有遮光功能的部件，使用通过折射、反射、散射等而在结果上进行了遮光的部件。
如上所述，在本结构例中，振动元件3B具有MEMS振镜元件。根据这样的结构，能够有效地利用MEMS振镜元件的特征。也就是说，能够实现易于小型化，且驱动频率足够大并且位移振幅也较大的振动元件3B。其结果为，能够充分地拓展可测量的被测量物14的运动的频段或者速度范围，从而能够实现小型且高性能的激光干涉仪1。
此外，在本结构例中，光调制器12具备遮光部35，该遮光部35被设置在参照光L2(第二激光)的光路上，并对参照光L2的一部分进行遮光。换言之，图4所示的光调制器12具备遮光部35，该遮光部35使图4所示的k1s矢量的光通过，并对k2s矢量的光以及k3s矢量的光进行遮光。
根据这样的结构，能够将在振动元件3B的振动速度为最大的时间段中通过光反射面反射的k1s矢量的光选择性地引导至受光元件10。由此，能够提高采样信号的解调精度。
另外，MEMS振镜元件也能够通过对施加于驱动可动部34的驱动部的电压以及频率进行变更，从而使位移振幅L0以及振动频率fa发生改变。由此，能够对最大调制频率fMmax进行调整。
图5为表示对MEMS振镜元件的驱动部施加的电压与该MEMS振镜元件的振动最大速度、最大调制频率以及位移振幅的各测量值的关系的曲线图。另外，在图5中，示出了将MEMS振镜元件的振动频率设为1235Hz且以共振频率进行驱动时的测量结果。此外，在示出了最大调制频率的曲线图中，一并示出了使用了波长632nm的光和波长850nm的光作为入射至MEMS振镜元件的光的情况下的测量结果。
在图5中，认识到当提高对MEMS振镜元件的驱动部施加的电压时，振动最大速度、最大调制频率以及位移振幅的各测量值都增加。鉴于该结果，也可知振动最大速度、最大调制频率以及位移振幅能够通过驱动条件的变更来进行调整。
在如以上那样的第三结构例中，也可以获得与第一结构例同样的效果。
1.1.5.5.第四结构例
接下来，对光调制器12的第四结构例进行说明。图6为表示图1所示的光调制器12的第四结构例的概念图。
以下，对第四结构例进行说明，在下文的说明中，以与第三结构例的不同点为中心进行说明，对于同样的事项省略其说明。另外，在图6中，对于与上述结构例同样的结构标记同一符号。
图6所示的光调制器12具备振动元件3C，该振动元件3C具有由硅振子或者水晶振子构成的振动片36。如图6所示，振动片36为所谓的悬臂梁式的振动片，其以一端被支承且另一端成为自由端的方式被配置。此外，在振动片36上设置有光反射膜32。
由硅振子构成的振动片36被未图示的驱动部驱动，而在厚度方向上进行弯曲振动。作为驱动部的驱动方式，例如可以列举出电磁驱动方式、静电驱动方式、压电驱动方式等。
另一方面，由水晶振子构成的振动片36通过水晶所表现出的逆压电效应而在厚度方向上进行弯曲振动。
由于这样的振动片36进行弯曲往复运动，因此，光反射面相对于入射光的光轴而朝向各个方向，因此，入射至光反射面的ki矢量的光(出射光L1)根据光反射面的朝向，而向各个方向散射。在图6中，作为通过光反射面而向各个方向被反射的光的示例，图示出了k1s矢量的光、k2s矢量的光、k3s矢量的光。它们都相当于参照光L2。
图6所示的光调制器12具备遮光部35。遮光部35具有开口部351。遮光部35被构成为，经由该开口部351而使k1s矢量的光通过，且对其以外的光进行遮光。由此，能够抑制以k2s矢量的光和k3s矢量的光为代表的、具有k1s矢量以外的矢量的光入射至受光元件10的情况。其结果为，通过遮光部35去掉了使采样信号的S/N比降低的成分，因此，能够对更加准确的采样信号进行解调。
另外，也能够通过对施加于驱动部和电极的电压以及频率进行变更，从而使硅振子以及水晶振子的位移振幅L0以及振动频率fa发生改变。由此，能够对最大调制频率fMmax进行调整。
如上所述，在本结构例中，振动元件3C具有硅振子或者水晶振子。根据这样的结构，能够有效地利用硅振子和水晶振子的特征。也就是说，能够实现易于小型化、且驱动频率足够大并且位移振幅也较大的振动元件3C。其结果为，能够充分拓展可测量的被测量物14的运动的频段或者速度范围，且能够实现小型且高性能的激光干涉仪1。
在如以上那样的第四结构例中，也可以获得与第一结构例同样的效果。
1.2.解调电路
解调电路52执行解调处理。该解调处理根据自受光元件10输出的受光信号对频率信号、相位信号等采样信号进行解调。作为对采样信号进行解调的方法，并未被特别地限定，可以列举出公知的正交检波法。正交检波法为，通过对受光信号实施从外部混合互相正交的信号的操作，来对受光信号实施解调处理的方法。
图7为表示执行通过正交检波法实施的解调处理的解调电路的框图。图7所示的解调电路的结构为公知的数字电路的电路结构，且被用于由基于使用如调制频率不发生改变的声光元件(AOM)那样的光调制器而被调制了的光的受光信号对频率信号进行解调。
图7所示的解调电路52具备：高通滤波器521、乘法器522a、乘法器522b、局部振荡器523a、局部振荡器523b、低通滤波器525a、低通滤波器525b、除法器530、反正切运算电路532、微分电路533和振幅调整电路534。
在解调处理中，首先，使从受光元件10输出的受光信号穿过高通滤波器521而去除直流成分之后，分割为两个信号。对于分割后的一个受光信号，在乘法器522a中，乘以从局部振荡器523a输出的振荡频率信号cosωMt。对于分割后的另一个受光信号，在乘法器522b中，乘以从局部振荡器523b输出的振荡频率信号-sinωMt。振荡频率信号cosωMt和振荡频率信号-sinωMt为相位相互错开了90度的信号。
穿过了乘法器522a的受光信号穿过低通滤波器525a，然后，作为信号x而被输入到除法器530中。穿过了乘法器522b的受光信号也穿过低通滤波器525b，然后，作为信号y而被输入到除法器530中。在除法器530中，进行信号y除以信号x的除法运算，且使信号y/x穿过反正切运算电路532，从而求出信号atan(y/x)。
然后，通过使信号atan(y/x)穿过微分电路533以及振幅调整电路534，从而求出作为频率信号的采样信号fd(t)。
虽然以上，对解调电路52的电路结构进行了说明，但是上述的数字电路的电路结构为一个示例，并不限定于此。此外，解调电路52并不限定于数字电路，也可以为模拟电路。在模拟电路中也可以包括F/V(Frequency Voltage：频率电压)转换器电路和ΔΣ计数器电路。在频率解调的情况下，模拟电路具有易于提高分辨能力的优点。
此外，虽然上述的解调电路52的电路结构为输出频率信息的电路结构，但是也可以为输出相位信息的电路结构。通过使用该相位信息，从而实现求出被测量物14的位移的位移计。
1.3.控制电路
控制电路53对于从解调电路52输出的采样信号fd(t)执行各种运算。该运算的结果，获得最终的激光干涉仪1的输出信号。
在此，如上所述，上述那样的解调处理为，用于由基于使用调制频率不改变的光调制器而被调制了的光的受光信号对采样信号进行解调的处理。但是，由于振动元件3A至3C进行往复振动，因此调制频率发生改变。因此，当对于基于包含通过具备振动元件3A至3C的光调制器12而被调制了的参照光L2的光的受光信号执行上述的解调处理时，存在无法取出准确的采样信号的问题。
于是，在本实施方式中，解调电路52执行间歇性的解调处理。具体而言，对于从解调电路52输出的采样信号fd(t)，在控制电路53中，执行提取一部分期间的信号的处理。
将提取采样信号fd(t)的期间设为“解调处理的执行期间”。对于该执行期间，设定了能够将进行单振动的光反射面的速度视为大致固定的期间。在这样的执行期间中，调制频率能够被视为大致固定。因此，在控制电路53中，通过对从解调电路52输出的采样信号fd(t)中的、在执行期间内被输出的信号进行提取，从而能够求出更加准确的多普勒频移的信息。
另外，虽然在本说明书中，对于从采样信号fd(t)抽取出一部分期间的信号进行说明，但是“间歇性的解调处理”也包括解调电路52进行间歇性地输出采样信号fd(t)的动作的方式。
图8为表示被设置在进行单振动的振动元件3B上的光反射面的位置L的时间变化的曲线图、以及表示由该振动元件3B引起的调制频率fM的时间变化的曲线图。另外，虽然在图8中，作为一个示例而列举了振动元件3B，但是其他的振动元件3A、振动元件3C也一样。
图8所示的光反射面的位置L由上述的数式(6)给出。此外，图8所示的调制频率fM由上述的数式(8)给出。因此，光反射面的位置L的时间变化和调制频率fM的时间变化都以三角函数来表示。因此，调制频率fM在达到极大值的时间段T中能够视为大致固定。
于是，控制电路53基于调制频率fM来确定达到最大调制频率的时刻t和包括时刻t的预定幅度的时间段T。然后，控制电路53在该时间段T中提取从解调电路52输出的采样信号fd(t)。通过执行这样的处理，能够高精度地求出多普勒频移的信息。另外，该时间段T也可称为是振动元件3B的瞬间的振动速度为最大的时间段。
图9为表示对于以匀速进行移动的被测量物照射激光时从解调电路52输出的多普勒频移fd的时间变化的曲线图。
另外，在图9的示例中，被测量物的速度为10mm/秒。该速度在换算成多普勒频移时为23.5kHz。因此，在图9中，将-23500Hz这一多普勒频移的值称为真值。此外，在图9中，相对于该真值，示出了误差1％以下的区域。如果测量结果进入到该区域的内侧，则可以说该测量结果的精度足够。
另外，在图9中，分别示出了改变了用于测量的振动元件3B的最大调制频率的情况下的测量结果。最大调制频率从低到高为0.5MHz、1MHz、1.5MHz、3MHz、5MHz、10MHz。另外，对于测量结果的导出所需的上述的振荡频率信号cosωM以及振荡频率信号-sinωM，使用了上述的各最大调制频率的值。
如图9所示，即使为任意的最大调制频率，也存在能够求出几乎接近真值的测量结果的时间段。此外，测量结果进入到误差1％以下的区域的时间虽然因最大调制频率而不同，但是分别确保了固定时间。因此，可以说通过在控制电路53中提取该时间段，能够进行足够高精度的测量。
此外，最大调制频率越低，测量结果进入到误差1％以下的区域的时间变得越长。但是，在最大调制频率过低的情况下，存在测量结果的精度降低的可能性。虽然在图9中未进行图示，但是在将最大调制频率设为0.18MHz的情况下，确认到了测量精度的降低。
于是，尝试研究通过振动元件被调制了的参照光L2中所包含的调制信号的、进入到了图9所示的误差1％以下的区域的时间所对应的波数和振动元件的最大调制频率的关系。图10为表示该波数和最大调制频率的关系的表。
如图10所示，在最大调制频率为0.18MHz的情况下，所述波数为2。在这种情况下，如上所述，鉴于确认到了测量结果的精度，因此所述波数优选为3以上。另一方面，在最大调制频率为0.5MHz以上的情况下，所述波数都为3以上。如图9所示，最大调制频率在该范围中获得了足够的测量精度。因此，也可以说所述波数优选为3以上。
如上所述，本实施方式所涉及的激光干涉仪1具备：光源部2、光调制器12、受光元件10和解调电路52。光源部2射出出射光L1(第一激光)。光调制器12具备振动元件3A至3C，且使用振动元件3A至3C对出射光L1进行调制，并生成包括调制信号的参照光L2(第二激光)。受光元件10接受物体光L3(第三激光)和参照光L2的干涉光，所述物体光L3(第三激光)为出射光L1由被测量物14(对象物)反射而生成的包含采样信号的光。解调电路52执行根据由受光元件10输出的受光信号来对采样信号进行解调的解调处理。并且，解调电路52间歇性地执行解调处理。
根据这样的结构，由于间歇地执行由解调电路52实施的解调处理，因此例如能够通过对间歇处理的执行期间进行最适化，从而进行更加准确的采样信号的解调。例如，通过将振动元件3A至3C的振动速度为最大的时间段设定为执行期间，从而能够提高采样信号的解调精度。其结果为，能够在使用振动元件3A至3C这样的低成本且简单的元件的同时，实现用于高精度的位移测量和速度测量的激光干涉仪1。
此外，本实施方式所涉及的激光干涉仪1的控制方法为，对具备光源部2、光调制器12和受光元件10的激光干涉仪1进行控制的方法。在该控制方法中，以间歇性地执行根据由受光元件10输出的受光信号来对采样信号进行解调的解调处理的方式进行控制。
根据这样的控制方法，由于间歇性地执行解调处理，因此能够通过例如使间歇处理的执行期间最适化，从而进行更加准确的采样信号的解调。例如，能够通过将振动元件3A至3C的振动速度为最大的时间段设定为执行期间，从而提高采样信号的解调精度。其结果为，能够在使用振动元件3A至3C这样的低成本且简单的元件的同时，实现用于高精度的位移测量和速度测量的激光干涉仪1。
因此，如上述那样的激光干涉仪1成为具有小型、低成本、高S/N比、高精度、宽带域等特长的设备。通过具备这样的激光干涉仪1，从而能够实现具备了这些特长的非接触振动测量装置以及使用了该装置的振动控制系统、非接触测距装置、位移计、速度计等。
此外，在本实施方式所涉及的解调电路52中，优选为，解调处理的执行期间包括振动元件3A至3C的振动速度最大的时间段T。
通过包括这样的执行期间并间歇性地执行解调处理，能够将采样信号的解调误差抑制为较小。其结果为，能够在使用振动元件3A至3C这样的低成本且简单的元件的同时，实现用于高精度的移位测量和速度测量的激光干涉仪1。
此外，在执行期间过短的情况下，存在能够测量的时间减少的可能性。此外，当执行期间中所包含的所述波数减少时，存在导致测量精度的降低的可能性。从这个角度来看，在解调电路52中，解调处理的执行期间优选为，调制信号的波数包括三个以上的长度。
通过包括这样的执行期间并间歇性地执行解调处理，从而能够进行例如误差1％以下那样的足够高精度的解调。其结果为，能够在使用振动元件3A至3C这样的低成本且简单的元件的同时，实现用于高精度的位移测量和速度测量的激光干涉仪1。
特别地，解调处理的执行期间更加优选为，调制信号的波数包括10个以上的长度。
在这种情况下，能够在解调电路52中使用比较器、快速傅立叶变换电路(FFT电路)。由此，能够简化解调电路52的电路结构。其结果为，能够实现激光干涉仪1的小型化。
另外，也可以设为如下方式，即，不是以所述波数为基准，而是以振动元件3A至3C的振动速度为基准来设定解调处理的执行期间。作为一个示例，解调处理的执行期间优选为，包括振动元件3A至3C达到振动最大速度的时刻，且满足振动速度为振动最大速度的90％以上的时间段。在此情况下，也可以获得与上文同样的效果。
此外，基于上述的研究结果，振动元件3A至3C中的优选的规格如下。
(a)最大调制频率优选为100kHz以上。
(b)在解调处理的执行期间中，调制信号的波数包括三个以上。
通过满足这些规格，可以分别获得如以下所示的效果。
(a)能够扩展针对被测量物14可测量的频率和速度的范围。
(b)能够抑制随着波数的不足而引起的测量精度的降低。
而且，为了满足上述那样的规格，作为一个示例，在振动频率fa为800Hz以上的情况下，优选为，选择位移振幅L0为250μm以上的振动元件。另一方面，在振动频率fa小于800Hz的情况下，优选为，选择位移振幅L0为25μm以上且小于250μm的振动元件。
因此，从易于满足以上的规格的观点来看，在光调制器12中，特别地优选使用MEMS振镜元件、硅振子或者水晶振子。
另外，解调电路52以及控制电路53的一部分或者全部由具有对信息进行处理的处理器、对程序和数据进行存储的存储器和外部接口的硬件构成。处理器通过读入并执行被存储于存储器中的各种程序和数据，从而实现解调电路52以及控制电路53的各功能。
此外，解调电路52以及控制电路53的功能的一部分或者全部也可以通过LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等硬件来实现。
2.第二实施方式
接下来，对第二实施方式所涉及的激光干涉仪进行说明。
图11至图13为分别表示第二实施方式所涉及的激光干涉仪所具备的光学系统的安装结构的一个示例的概要结构图。
以下，对第二实施方式进行说明，在下文的说明中，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于同样的事项省略其说明。另外，在图11至图13中，对于与上述实施方式同样的结构标记同一符号。
图11所示的激光干涉仪1的光学系统50A具备基板39。光源部2、光调制器12以及受光元件10被分别安装在该基板39上。并且，在基板39上，沿着与图11所示的光路22正交的方向，受光元件10、光源部2以及光调制器12依次排列地被配置。
此外，图11所示的光学系统50A具备棱镜40、棱镜42。棱镜40被设置在受光元件10与检偏镜9之间的光路24上。棱镜42被设置在光调制器12与1/4波长板8之间的光路20上。
另外，图11所示的光学系统50A具备凸透镜44。凸透镜44被设置在光源部2与偏振束分离器4之间的光路18上。通过设置凸透镜44，能够使从光源部2射出的出射光L1集光，从而有效地进行利用。
图12所示的激光干涉仪1的光学系统50B除了元件的配置不同以外，与光学系统50A同样。
在图12所示的基板39上，沿着与图12所示的光路22正交的方向，光源部2、受光元件10以及光调制器12依次排列地被配置。棱镜40被设置在光路18上，棱镜42被设置在光路24上。
图13所示的激光干涉仪1的光学系统50C具有在连接被测量物14和受光元件10的光路上组装有光调制器12的配置。
在图13所示的基板39上，沿着与图13所示的光路22正交的方向，光源部2、光调制器12以及受光元件10依次排列地被配置。棱镜40被设置在光路18上，棱镜42被设置在光路24上。
根据如以上那样的图11至图13所示的安装结构，从而能够容易地实现激光干涉仪1的小型化。另外，元件的配置并不限定于图示的配置。
在图11至图13所示的安装结构中，受光元件10的尺寸为例如0.1mm见方，光源部2的尺寸为例如0.1mm见方，光调制器12的尺寸为例如0.5至10mm见方。并且，关于安装它们的基板39的尺寸设为例如1至10mm见方。由此，能够使激光干涉仪1的小型化至该基板39的尺寸程度。
在如以上那样的第二实施方式中，也可以获得与第一实施方式同样的效果。
以上，基于图示的实施方式对本发明的激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法进行了说明，但是本发明的激光干涉仪并不限定于上述实施方式，各部分的结构可以被具有同样的功能的任意的结构的部件所置换。此外，也可以在上述实施方式所涉及的激光干涉仪上添加其他的任意的结构物。
符号说明
1…激光干涉仪；2…光源部；3A…振动元件；3B…振动元件；3C…振动元件；4…偏振束分离器；6…1/4波长板；8…1/4波长板；9…检偏镜；10…受光元件；12…光调制器；14…被测量物；16…安置部；18…光路；20…光路；22…光路；24…光路；31…元件主体；32…光反射膜；33…反射镜；34…可动部；35…遮光部；36…振动片；39…基板；40…棱镜；42…棱镜；44…凸透镜；50…光学系统；50A…光学系统；50B…光学系统；50C…光学系统；52…解调电路；53…控制电路；351…开口部；521…高通滤波器；522a…乘法器；522b…乘法器；523a…局部振荡器；523b…局部振荡器；525a…低通滤波器；525b…低通滤波器；530…除法器；532…反正切运算电路；533…微分电路；534…振幅调整电路；Ax…转动轴；L1…出射光；L2…参照光；L3…物体光；T…时间段；x…信号；y…信号。

Claims (7)

1.一种激光干涉仪，其特征在于，具备：
光源部，其射出第一激光；
光调制器，其具备振动元件，且使用所述振动元件来对所述第一激光进行调制，并生成包括调制信号的第二激光；
受光元件，其接受第三激光和所述第二激光的干涉光，并输出受光信号，所述第三激光为所述第一激光被对象物反射而生成的包含采样信号的光；
解调电路，其执行根据所述受光信号对所述采样信号进行解调的解调处理，
所述振动元件为，具有对所述第一激光进行反射的光反射面，且在所述光反射面的面外方向上进行单振动的元件，
所述解调电路仅在执行期间中执行所述解调处理，
所述执行期间是指进行单振动的所述光反射面的速度最大且能够视为大致固定、并且作为所述调制信号的频率的调制频率达到极大值的时间段。
2.如权利要求1所述的激光干涉仪，其中，
所述振动元件具有压电元件。
3.如权利要求1所述的激光干涉仪，其中，
所述振动元件具有MEMS振镜元件。
4.如权利要求1所述的激光干涉仪，其中，
所述振动元件具有硅振子。
5.如权利要求1所述的激光干涉仪，其中，
所述振动元件具有水晶振子。
6.如权利要求1所述的激光干涉仪，其中，
所述光调制器具备遮光部，所述遮光部被设置在所述第二激光的光路上，且对所述第二激光的一部分进行遮光。
7.一种激光干涉仪的控制方法，其特征在于，
所述激光干涉仪具备：
光源部，其射出第一激光；
光调制器，其具备振动元件，且使用所述振动元件来对所述第一激光进行调制，并生成包括调制信号的第二激光；
受光元件，其接受第三激光和所述第二激光的干涉光，并输出受光信号，所述第三激光为所述第一激光被对象物反射而生成的包含采样信号的光，
所述振动元件为，具有对所述第一激光进行反射的光反射面，且在所述光反射面的面外方向上进行单振动的元件，
在所述激光干涉仪的控制方法中，
仅在执行期间中执行根据所述受光信号对所述采样信号进行解调的解调处理，
所述执行期间是指进行单振动的所述光反射面的速度最大且能够视为大致固定、并且作为所述调制信号的频率的调制频率达到极大值的时间段。
CN202110974878.5A 2020-08-27 2021-08-24 激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法 Active CN114112000B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020143298A JP7491142B2 (ja) 2020-08-27 レーザー干渉計およびレーザー干渉計の制御方法
JP2020-143298 2020-08-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114112000A CN114112000A (zh) 2022-03-01
CN114112000B true CN114112000B (zh) 2024-01-16

Family

ID=80356736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110974878.5A Active CN114112000B (zh) 2020-08-27 2021-08-24 激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20220065892A1 (zh)
CN (1) CN114112000B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7459724B2 (ja) 2020-08-26 2024-04-02 セイコーエプソン株式会社 レーザー干渉計
JP2022038157A (ja) * 2020-08-26 2022-03-10 セイコーエプソン株式会社 レーザー干渉計

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02184827A (ja) * 1989-01-12 1990-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光変調波復調装置
JPH07154336A (ja) * 1993-12-01 1995-06-16 Sharp Corp 空間光伝送装置
US5925968A (en) * 1995-03-03 1999-07-20 Fujitsu Limited Piezoelectric vibrator, piezoelectric vibrator device having the same and circuit device having the piezoelectric vibrator device
JP2001007875A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 直交検波受信機における復調方法及び復調回路
US6608717B1 (en) * 1999-01-29 2003-08-19 Colorado State University Research Foundation Optical coherence microscope and methods of use for rapid in vivo three-dimensional visualization of biological function
JP2008160678A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 相関ピーク検出方法及び無線受信機
CN103038826A (zh) * 2011-06-17 2013-04-10 松下电器产业株式会社 调制信号检测装置及调制信号检测方法
CN103542870A (zh) * 2013-10-12 2014-01-29 天津大学 交流调制型低相干干涉解调系统及其解调方法
CN104266739A (zh) * 2014-08-22 2015-01-07 中国科学院半导体研究所 一种目标振动测量系统及方法、解调装置及解调方法
CN106643477A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 南京师范大学 偏振复用相位调制型激光自混合二维干涉仪及其测量方法
CN108692663A (zh) * 2018-04-11 2018-10-23 南京师范大学 相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪及其测量方法
CN110050193A (zh) * 2016-10-29 2019-07-23 布鲁克纳米公司 用于化学成像的原子力显微镜的红外光谱方法及装置
CN110221308A (zh) * 2019-03-04 2019-09-10 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种相干脉冲激光测距的方法、相关装置及存储介质
CN110412606A (zh) * 2019-08-16 2019-11-05 中国科学院武汉物理与数学研究所 基于外差激光干涉仪同时测量距离和位移的装置及其方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4289403A (en) * 1977-03-04 1981-09-15 Isco, Inc. Optical phase modulation instruments
US4365181A (en) * 1979-07-18 1982-12-21 Murata Manufacturing Co., Ltd. Piezoelectric vibrator with damping electrodes
EP0127442B1 (en) * 1983-05-30 1991-04-17 Fujitsu Limited Piezoelectric resonator
US5382929A (en) * 1992-07-31 1995-01-17 Ndk, Nihon Dempa Kogyo Company, Ltd. Monolithic crystal filter
US6381015B1 (en) * 1997-05-26 2002-04-30 Hitachi, Ltd. Inspection apparatus using optical interferometer
US6061134A (en) * 1998-05-22 2000-05-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Modulated Fourier Transform Raman fiber-optic spectroscopy
US7508523B2 (en) * 2006-07-24 2009-03-24 National Research Council Of Canada Interferometric system for complex image extraction
US7952723B2 (en) * 2008-12-05 2011-05-31 Kowa Company Ltd. Optical coherence tomography apparatus
EP2498048A1 (de) * 2011-03-10 2012-09-12 Agfa HealthCare N.V. System und Verfahren zur optischen Kohärenztomographie
US8816567B2 (en) * 2011-07-19 2014-08-26 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Piezoelectric laterally vibrating resonator structure geometries for spurious frequency suppression
US9099986B2 (en) * 2011-09-30 2015-08-04 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Cross-sectional dilation mode resonators
JP2022038157A (ja) * 2020-08-26 2022-03-10 セイコーエプソン株式会社 レーザー干渉計
JP7459724B2 (ja) * 2020-08-26 2024-04-02 セイコーエプソン株式会社 レーザー干渉計
JP2022038678A (ja) * 2020-08-27 2022-03-10 セイコーエプソン株式会社 レーザー干渉計
JP2022182132A (ja) * 2021-05-27 2022-12-08 セイコーエプソン株式会社 レーザー干渉計
JP2022182317A (ja) * 2021-05-28 2022-12-08 セイコーエプソン株式会社 レーザー干渉計およびレーザー干渉計の制御方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02184827A (ja) * 1989-01-12 1990-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光変調波復調装置
JPH07154336A (ja) * 1993-12-01 1995-06-16 Sharp Corp 空間光伝送装置
US5925968A (en) * 1995-03-03 1999-07-20 Fujitsu Limited Piezoelectric vibrator, piezoelectric vibrator device having the same and circuit device having the piezoelectric vibrator device
US6608717B1 (en) * 1999-01-29 2003-08-19 Colorado State University Research Foundation Optical coherence microscope and methods of use for rapid in vivo three-dimensional visualization of biological function
JP2001007875A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Hitachi Kokusai Electric Inc 直交検波受信機における復調方法及び復調回路
JP2008160678A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 相関ピーク検出方法及び無線受信機
CN103038826A (zh) * 2011-06-17 2013-04-10 松下电器产业株式会社 调制信号检测装置及调制信号检测方法
CN103542870A (zh) * 2013-10-12 2014-01-29 天津大学 交流调制型低相干干涉解调系统及其解调方法
CN104266739A (zh) * 2014-08-22 2015-01-07 中国科学院半导体研究所 一种目标振动测量系统及方法、解调装置及解调方法
CN110050193A (zh) * 2016-10-29 2019-07-23 布鲁克纳米公司 用于化学成像的原子力显微镜的红外光谱方法及装置
CN106643477A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 南京师范大学 偏振复用相位调制型激光自混合二维干涉仪及其测量方法
CN108692663A (zh) * 2018-04-11 2018-10-23 南京师范大学 相位调制型正交偏振激光反馈光栅干涉仪及其测量方法
CN110221308A (zh) * 2019-03-04 2019-09-10 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种相干脉冲激光测距的方法、相关装置及存储介质
CN110412606A (zh) * 2019-08-16 2019-11-05 中国科学院武汉物理与数学研究所 基于外差激光干涉仪同时测量距离和位移的装置及其方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
相位调制型激光自混合干涉仪的动态特性分析及测试;夏巍;郝辉;王峰;王鸣;郭冬梅;郭文华;;中国激光(12);全文 *
相位调制干涉位移测量系统信号处理方法;王汉斌;夏豪杰;樊宏;;纳米技术与精密工程(03);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114112000A (zh) 2022-03-01
US20220065892A1 (en) 2022-03-03
JP2022038679A (ja) 2022-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114112000B (zh) 激光干涉仪以及激光干涉仪的控制方法
JP5336921B2 (ja) 振動計測装置及び振動計測方法
CN108603747B (zh) 光模块
CN114111998B (zh) 激光干涉仪
JP2024001242A (ja) 周波数シフター型光変調器及びレーザードップラー計測装置
JP2007285898A (ja) レーザ振動計
CN115406481A (zh) 激光干涉仪
CN114111999B (zh) 激光干涉仪
CN114964352B (zh) 激光干涉仪
JP2022038157A (ja) レーザー干渉計
JP7491142B2 (ja) レーザー干渉計およびレーザー干渉計の制御方法
US8279424B2 (en) System and method for motion based velocity discrimination for doppler velocimeters
US20230266161A1 (en) Laser interferometer
US20240044698A1 (en) Laser Interferometer
US20230243636A1 (en) Laser interferometer
US20230095129A1 (en) Laser Interferometer
US20230168120A1 (en) Laser Interferometer
JPH052075A (ja) レーザドツプラ速度計
US7667826B2 (en) System and method for motion based velocity discrimination for doppler velocimeters
JP2023034585A (ja) レーザー干渉計
JP2023034683A (ja) レーザー干渉計
Annovazzi-Lodi et al. Optical characterization of micro-electro-mechanical structures
JPS584295B2 (ja) シユウハスウソクテイホウホウ
D'Emilia Improving the signal-to-noise ratio of a fiber optic laser Doppler vibrometer
JPH04353785A (ja) 高速度変位測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant