DE69110230T2

DE69110230T2 - Gerät zur messung der lichtwellenlänge durch hochauflösenden nachweis von interferenz streifen.

Info

Publication number: DE69110230T2
Application number: DE69110230T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Goto; Yasutaka Ichihashi; Takamasa Imai; Youichi Tamura; Takeshi Tsukamoto
Original assignee: Anritsu Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Anritsu Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: DE69110230D1; EP0478785A1; JPH03279828A; WO1991014928A1; EP0478785A4; US5247342A; JP2604052B2; EP0478785B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtwellenlängenmeßvorrichtung zum elektrischen Messen der Wellenlänge eines Ziellichts auf der Grundlage des Zählwertes von Interferenzstreifen, die von einem Interferenzspektroskopiebereich geliefert werden, und insbesondere eine Lichtwellenlängenmeßvorrichtung zum Messen der Wellenlänge eines Ziellichts mit hoher Präzision unter Verwendung einer Interferenzspektroskopieeinheit, wie z. B. eines Michelson- Interferometers.

Beschreibung des verwandten Stands der Technik

In jüngster Zeit ergab sich ein Bedarf für die leichte Messung der Wellenlänge eines Ziellichts, z.B. eines Laserstrahls mit hoher Präzision und hoher Auflösung.
Aus diesem Grund wurde eine Lichtwellenlängenmeßeinheit, die eine Interferenzspektroskopieeinheit, wie z. B. ein Michelson-Interferometer verwendet, als Vorrichtung in die Praxis umgesetzt, um elektrisch mit hoher Präzision die Wellenlänge eines Ziellichts zu messen, ohne eine optische Einrichtung, wie z. B. ein Beugungsgitter zu verwenden.
Bei dieser Lichtwellenmeßvorrichtung fällt ein kohärentes Bezugslicht r mit einer bekannten Bezugswellenlänge λ&sub0;, das von einer Bezugslichtquelle 2 ausgegeben wird, auf einen halbdurchlässigen Spiegel, kurz Halbspiegel 4 in einem Strahlenteiler 3. Der Halbspiegel 4 ist mit einem Neigungswinkel von 45º bezüglich des Einfallswinkels des Bezugslichts angeordnet. Ein Teil des Bezugslichts r wird an einem Punkt A an dem Halbspiegel 4 rechtwinklig reflektiert, und seine Fortpflanzungsrichtung wird durch einen stationären Spiegel 5 über 180º umgekehrt. Das Licht wird dann durch einen Punkt B an dem Halbspiegel 4 übertragen, so daß es auf einen Bezugslichtempfänger 6 fällt. Ein Teil des von der Bezugslichtquelle 2 abgegebenen Bezugslichts r wird durch den Punkt A an dem Halbspiegel 4 übertragen, und seine Fortpflanzungsrichtung wird durch einen beweglichen Spiegel 7 über 180º umgekehrt. Das Licht wird dann an dem Punkt B an dem Halbspiegel 4 reflektiert, so daß es auf den Bezugslichtempfänger 6 fällt.
In der Zwischenzeit wird ein Ziellicht a mit einer unbekannten Wellenlänge λ durch den Punkt B an dem Halbspiegel 4 übertragen, und seine Fortpflanzungsrichtung wird durch den beweglichen Spiegel 7 über 180º reflektiert. Das Licht wird dann am Punkt A an dem Halbspiegel 4 reflektiert, so daß es auf einen Ziellichtempfänger 8 fällt. Außerdem wird ein Teil des Ziellichts a rechtwinklig am Punkt B an dem Halbspiegel 4 reflektiert, und seine Fortpflanzungsrichtung wird durch den stationären Spiegel 5 über 180º umgekehrt. Das Licht wird dann durch den Punkt A an dem Halbspiegel 4 übertragen, so daß es auf den Ziellichtempfänger 8 fällt. Der bewegliche Spiegel 7 ist so angeordnet, daß er parallel zu dem optischen Weg beweglich ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.
Das Bezugslicht r und das Ziellicht a, die auf den Lichtempfänger 6 bzw. 8 fallen, verursachen eine Interferenz mit den von dem stationären Spiegel 5 und dem beweglichen Spiegel 7 reflektierten Lichtkomponenten. Wird der bewegliche Spiegel 7 in die durch Pfeile angedeuteten Richtungen bewegt, dann werden durch die Interferenz periodisch wiederkehrende Wellenformen (Interferenzstreifen: Streifen) in Lichtstärkesignalen r1 und a1 gebildet, die den Lichtstärken der Interferenzlichtstärken der von den Lichtempfängern 6 und 8 abgegebenen Interferenzlichtkomponenten entsprechen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Eine Schrittlänge P von jeder dieser wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) entspricht der Wellenlänge des entsprechenden Lichts. Deshalb läßt sich die Wellenlänge λ des Ziellichts a gemäß der folgenden Gleichung (1) erhalten, indem die Zahlen Nr und Na wiederkehrender Wellenformen (Interferenzstreifen) in einem Fall gezählt werden, in dem der bewegliche Spiegel um eine vorbestimmte Entfernung L (die DS = 2L entspricht, wenn DS der Änderungsbetrag der optischen Wegstrecke in Fig. 3 ist) aus der in Fig. 3 in durchgezogenen Linien angedeuteten Position zu einer in gestrichelten Linien angedeuteten Position bewegt wird:
λ = (Nr/Na)λ&sub0; ...(1).
Bei der Lichtwellenlängenmeßvorrichtung, die eine Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. ein in Fig. 3 gezeigtes Michelson-Interferometer zum Messen der Wellenlänge λ des Ziellichtes a verwendet, müssen die Zahlen Nr und Na der oben erwähnten wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) mit hoher Präzision erhalten werden. Zu diesem Zweck müssen ein Zählstartzeitpunkt TS und Zählendzeitpunkt TE eines Zählers zum Zählen der Zahlen Nr und Na von wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) einer vorbestimmten Beziehung genügen. Falls sich insbesondere die Zeitpunkte TS und TE mit der obersten oder untersten Position bzw. den positiven oder negativen Spitzenwerten der wiederkehrenden Wellenformen der Lichtstärkesignale r&sub1; und a&sub1; decken, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, dann läßt sich die Wellenlänge λ mit höherer Präzision erhalten, indem die zwischen den Zeitpunkten TS und TE gezählten Zahlen Nr und Na von wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) in die Gleichung (1) eingesetzt werden.
Wird allerdings der bewegliche Spiegel 7 um die vorbestimmte Entfernung L bewegt, und da die Lichtstärkesignale r&sub1; und a&sub1; im allgemeinen asynchron zu den Zählbeginn- und Zählendzeitpunkten TS und TE des Zählers sind, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, dann differieren die Zahlen Nr und Na der wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen), die durch den Zähler erhalten wurden, von den richtigen Zahlen NR und NA der wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen). Insbesondere können die richtigen Werte NR und NA von wiederkehrenden Wellenformen (Interferenz streifen) Werte annehmen, die nach dem Dezimalkomma Bruchwerte enthalten, obwohl die durch den Zähler erhaltenen Zahlen Nr und Na von wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) nur ganzzahlige Werte annehmen. Folglich enthält die Wellenlänge X, die unter Verwendung der Zahlen Nr und Na von wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) nach Gleichung (1) berechnet wird, die erhalten werden, indem Bruchwerte ausgelassen werden, die niedriger als ein Wert sind, der einer Periode entspricht, und nur ganzzahlige Werte annehmen kann, einen Fehler, der einem Maximum von zwei Perioden entspricht, wobei nur die ausgelassenen Bruchwerte berücksichtigt sind. Demnach ist die Verbesserung der Meßgenauigkeit begrenzt.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Meßtechnik müssen die Zahlen von Ziffern der Zahlen Nr und Na von zu zählenden wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) so weit wie möglich erhöht werden, um die Meßgenauigkeit zu erhöhen. Allerdings muß die vorbestimmte Länge L zu diesem Zweck lang eingestellt werden. Wird die vorbestimmte Entfernung L erhöht, dann wird die Größe der gesamten Meßvorrichtung, die die Interferenzspektroskopieeinheit aufweist, unerwünscht erhöht. Außerdem treten bei Erhöhung der Bewegungsentfernung, insbesondere bezüglich der Montagegenauigkeit eines optischen Systems Probleme in der Interferenzspektroskopieeinheit auf. Da außerdem in der erhaltenen Interferenzwelle eine Störung auftritt, kommt es zu Problemen bei der nachfolgenden Zählverarbeitung. Solche Probleme sind leicht zu erwarten, da eine Meßgenauigkeit von z.B ± 0,1 x 10&supmin;&sup8; Metern (± 0,1 pm) eine Bewegungsentfernung von bis zu 1,2 Metern erfordert.
Als ein Beispiel aus dem Stand der Technik sei auf den Aufsatz in Applied Optics, Vol. 20, Nr. 5, S. 736 bis 757 verwiesen, und zwar mit dem Titel "Accurate laser wavelength measurement with a precision two-beam Michelson Interferometer", von Monchalin et al.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben angedeuteten Situation durchgeführt, und ihre Aufgabe liegt darin, eine Lichtwellenlängenmeßvorrichtung vorzusehen, bei der die Zahl der Bruchwerte an beiden Seiten des ganzzahligen Wertes der wiederkehrenden Wellenformen ebenso wie der ganzzahlige Wert erfaßt werden, wenn die Zahl von wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) eines von einem Interferenzspektroskopieabschnitt abgegebenen Lichtstärkesignals erfaßt werden soll, so daß eine korrekte Zählung der wiederkehrenden Wellenforinen (Interferenzstreifen) einschließlich eines Bruchs nach dem Dezimalkomma berechnet werden kann, so daß die Ziellichtmeßgenauigkeit und -auflösung stark verbessert werden, ohne die Größe der Vorrichtung zu erhöhen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Lichtwellenlängenmeßvorrichtung vorgesehen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Anordnung einer Lichtwellenlängenmeßvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht einer Interferenzspektroskopieinheit, wie z.B. allgemein eines Michelson- Interferometers;
Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das das Prinzip der Wellenlängenmessung zeigt;
Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung von Problemen bei einer herkömmlichen Wellenlängenmeßtechnik;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Anordnung einer Lichtwellenlängenmeßvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die eine für die Vorrichtung in Fig. 6 verwendete Interferenzspektroskopieeinheit zeigt;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das einen Hauptteil der Vorrichtung in Fig. 6 genauer zeigt;
Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung in Fig. 6;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Vorrichtung in Fig. 6 und 8; und
Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm, das eine weitere Beziehung bei der Zeitsteuerung zum Erhalt von Bruchwerten von Interferenzsignalen bei der zweiten Ausführungsform zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Im folgenden werden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine schematische Anordnung einer Lichtwellenlängenmeßvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnen in Fig. 3 die gleichen Teile, und eine erneute Beschreibung dieser Teile erscheint entbehrlich.
Ein von außen eingegebenens Ziellicht a mit einer unbekannten Wellenlänge λ fällt auf eine Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. ein in Fig. 3 gezeigtes Michelson- Interferometer. Das dem Ziellicht a entsprechende, von der Interferenzspektroskopieeinheit l, wie z.B. einem Michelson-Interferometer abgegebene Interferenzlicht fällt auf einen Ziellichtempfänger 8. Ein von dem Ziellichtempfänger 8 abgegebenes Lichstärkesignal a&sub1; wird durch einen Verstärker 9 verstärkt und durch eine Wellenformerschaltung 10 zu einem Rechteckwellensignal a&sub2; geformt. Das Signal a&sub2; wird dann über eine Zeitsteuerschaltung 12 in einen Ganzzahlzähler 13 (zum Zählen von Interferenzstreifen) für Ziellicht eingegeben.
Inzwischen fällt ein von einer Bezugslichtquelle 2 abgegebenes Bezugslicht r mit einer bekannten Wellenlänge λ&sub0; auf die Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. ein Michelson-Interferometer. Das dem Bezugslicht r entsprechende, von der Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. einem Michelson-Interferometer abgegebene Interferenzlicht fällt auf einen Bezugslichtempfänger 6. Ein von dem Bezugslichtempfänger 6 abgegebenes Lichtstärkesignal r&sub1; wird durch einen Verstärker 11 verstärkt und durch eine Wellenformerschaltung 14 zu einem Rechteckwellensignal r&sub2; geformt. Das Signal r&sub2; wird dann über die Zeitsteuerschaltung 12 in einen Ganzzahlzähler 15 (zum Zählen von Interferenzstreifen) eingegeben.
Ein beweglicher Spiegel 7 (vgl. Fig. 3) in der Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. einem oben beschriebenen Michelson-Interferometer wird durch einen von einem Motortreiber 16 angesteuerten Antriebsmotor 17 bewegt/gesteuert. Die Vorrichtung umfaßt einen Positionsdetektor 18 zum Erfassen der Position des beweglichen Spiegels 7. Der Positionsdetektor 18 gibt ein Positionserfassungsignal e ab, das auf H-Pegel gesetzt ist, wenn der bewegliche Spiegel 7 in einen Bewegungsbereich einer vorbestimmten Entfernung L eintritt. Dieses Positionserfassungssignal e wird durch einen Verstärker 19 verstärkt und danach in die Zeitsteuerschaltung 12 eingegeben. Der Positionsdetektor 18 liefert zusätzlich über einen Verstärker 20 ein Anhaltesignal an den Motortreiber 16, wenn der bewegliche Spiegel 7 aus dem Bewegungsbereich bewegt wird, um eine außerhalb des Bewegungsbereichs eingestellte Anhalteposition zu erreichen.
Zusätzlich wird ein 50-MHz-Taktsignal f aus dem Taktoszillator 21 in die Zeitsteuerschaltung 12 eingegeben. Ferner sind mit der Zeitsteuerschaltung 12 Bruchzähler 22a und 22r sowie Periodenzähler 23a und 23r verbunden. Diese Zähler 22a und 22r sowie 23a und 23r entsprechen dem Ziellicht a bzw. dem Bezugslicht r.
Die Zeitsteuerschaltung 12 erfaßt die Vorder- und Hinterflanken des Positionserfassungssignals e sowie die Hinterflanken der Rechteckwellensignale a&sub2; und r&sub2;, die durch Formung der jeweiligen Interferenzstreifenausgänge erhalten wurden, und liefert zu den in Fig. 2 gezeigten Zeitpunkten Zählstartsignale und Zählendsignale an die Zähler 12, 15, 22a, 22r, 23a und 23r. Genauer gesagt, es bewirkt die Zeitsteuerschaltung 12, daß die Ganzzahlzähler 13 und 15 zu einem Zeitpunkt t&sub0; mit dem Zählen beginnen, zu dem das Positionserfassungssignal e ansteigt, und sie bewirkt, daß die Zähler 13 und 15 zu einem Zeitpunkt t&sub4; mit dem Zählen aufhören, zu dem das Positionserfassungssignal e abfällt.
Zusätzlich bewirkt die Zeitsteuerschaltung 12, daß die Bruchzähler 22a und 22r gleichzeitig zu den Zeitpunkten t&sub0; und t&sub4; zu zählen beginnen, die mit dem Ansteigen und Abfallen des Positionserfassungssignals e synchronisiert sind, und sie bewirkt, daß die Zähler 22a und 22r zu Zeitpunkten t&sub1; bzw. t&sub5; zu zählen aufhören, zu denen die Rechtecksignale a&sub2; und r&sub2; nach dem Anstiegs- und Abfallzeitpunkt des Positionserfassungssignals e zum ersten Mal abfallen. Darüberhinaus bewirkt die Zeitsteuerschaltung 12, daß die Periodenzähler 23a und 23r zu den Zeitpunkten t&sub1; bzw. t&sub5; zu zählen beginnen, die mit den Zählanhaltezeitpunkten der Bruchzähler 22a und 22r synchronisiert sind, und sie bewirkt, daß die Zähler 23a und 23r zu den nächsten Abfallzeitpunkten t&sub2; und t&sub6; des Rechteckwellensignals a&sub2; bzw. r&sub2; zu zählen aufhören.
Die von den Zählern 13, 15 und 22a bis 23r erhaltenen Zählwerte werden über eine Busleitung 24 zeitweilig in einem RAM 25 gespeichert. Mit dieser Busleitung 24 sind beispielsweise die folgenden Bauteile verbunden: eine CPU 26 zur Durchführung verschiedener Arten von Arithmetikoperationen; ein ROM zum 27 zum Speichern von Steuerprogrammen; eine Schnittstelle 28 zum Liefern der Information einer gemessenen Wellenlänge λ beispielsweise an einen externen Hostrechner; eine Tasteneingabeschaltung 30 zum Empfang eines Tastensignals von einer Tastatur 29, die von einem Bediener zum Eintasten verschiedener Arten von Befehlen verwendet wird; der Motortreiber 16; die Zeitsteuerschaltung 12 und ähnliches.
Im folgenden wird der Betrieb der Lichtwellenlängenmeßvorrichtung mit der oben beschriebenen Anordnung unter Bezug auf das in Fig 2 gezeigte Zeitdiagramm beschrieben.
Bei dem Vorgang, der darin besteht, daß der bewegliche Spiegel 7 in der Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. einem Michelson-Interferometer bewegt wird, indem ein Treibersignal dem Motortreiber 16 zugeführt und der Bewegungsmotor 17 gestartet wird, wird das aus der Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. einem Michelson-Interferometer abgegebene Interferenzlicht des Ziellichts a durch den Ziellichtempfänger 8 in das Lichtstärkesignal a&sub1; mit periodischen, wiederkehrenden Wellenformen umgewandelt. Dieses Lichtstärkesignal a&sub1; wird dann durch die Wellenformerschaltung 10 in das Rechtecksignal a&sub2; umgewandelt.
Tritt der bewegliche Spiegel 7 zum Zeitpunkt t&sub0; in den Bereich der vorbestimmten Entfernung L ein, dann steigt das Positionserfassungssignal e an, und der Ganzzahlzähler 13 für Ziellicht beginnt bei jedem der Abfallzeitpunkte 1, 2, 3, 4, ... Na des Rechteckwellensignals a&sub2; mit dem Zählen, wie dies in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist. Gleichzeitig beginnt der Bruchzähler 22a mit dem Zählen der Takte des Taktsignals f. Fällt das Rechteckwellensignal a&sub2; zum Zeitpunkt t&sub1; ab, dann hält der Bruchzähler 22a das Zählen des Taktsignals f an und liefert den Zählwert als Bruchwert NS eines Wellenzählungserfassungs-Startbereichs an die Busleitung 24. Der an die Busleitung 24 abgegebene Bruchwert NS des Wellenzählungserfassungs-Startbereichs wird zeitweilig in dem RAM 25 gespeichert. Gleichzeitig wird der Bruchzähler 22a zurückgestellt. Außerdem beginnt der Periodenzähler 23a zum Zeitpunkt t&sub1; mit dem Zählen des Taktsignals f. Steigt das Rechteckwellensignal a&sub2; zum Zeitpunkt t&sub2; wieder an, dann hält der Periodenzähler 23a die Zähloperation an. Der Zählwert des Periodenzählers 23a in dem entsprechenden Intervall wird als Periode N&sub0; in dem RAM 25 gespeichert. Gleichzeitig wird der Periodenzähler 23a zurückgestellt bzw. gelöscht.
Wird der bewegliche Spiegel 7 zum Zeitpunkt t&sub4; außerhalb des Bereichs der vorbestimmten Entfernung L bewegt, dann fällt das Positionerfassungssignal e ab, und der Ganzzahlzähler 13 hört zu zählen auf. Der in diesem Intervall erhaltene Zählwert des Ganzzahlzählers 13 wird als Zählung Na der wiederkehrenden Wellenlänge Na in dem RAM 25 gespeichert. Synchron zu dem Abfallzeitpunkt des Positionserfassungssignals e wird der Bruchzähler 22a zum Zählen des Taktsignals f gestartet. Der Bruchzähler 22a hört beim nächsten Abfallzeitpunkt t&sub5; des Rechteckwellensignals a&sub2; zu zählen auf. Der in diesem Intervall erhaltene Zählwert des Bruchzählers 22a wird als Bruchwert NE eines Wellenzählerfassungs-Endbereichs in dem RAM 25 gespeichert. Dann wird der Bruchzähler 22a gelöscht. Zum Zeitpunkt t&sub5; beginnt der Periodenzähler 23a mit dem Zählen des Taktsignals f. Fällt das Rechteckwellensignal a&sub2; zum Zeitpunkt t&sub6; wieder ab, dann hört der Periodenzähler 23a zu zählen auf. Der in diesem Intervall erhaltene Zählwert des Periodenzählers 23a wird als Periode N&sub1; in dem RAM 25 gespeichert. Gleichzeitig wird der Periodenzähler 23a gelöscht.
Mit der oben beschriebenen Operation ist eine Reihe von Meßoperationen bezüglich des Ziellichts a abgeschlossen. Es sei bemerkt, daß die tatsächliche Einschreibverarbeitung der jeweiligen von den Zählern 13, 22a und 23a erhaltenen Zählwerte bezüglich des RAMS 25 durch die CPU 26 durchgeführt wird, die die jeweiligen Zeitsteuersignale von der Zeitsteuerschaltung 12 empfängt.
Die CPU 26 korrigiert die Zählung Na der wiederkehrenden Wellenformen unter Verwendung des Bruchwertes NS des Startbereichs, des Bruchwertes NE des Endbereichs NE sowie der Perioden N&sub0; und N&sub1;, die in dem RAM 25 gespeichert sind, nach der Gleichung (2), so daß eine korrekte Zählung NA der wiederkehrenden Wellenform berechnet wird, die in einem Änderungsbetrag DS der optischen Wegstrecke enthalten ist.
NA = Na - 1 + NS/N&sub0; + (N&sub1; - NE)/N&sub1; = Na + NS/N&sub0; - NE/N&sub1; ...(2).
Es sei bemerkt, daß (N&sub1; - NE) einem Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt t&sub3; (wiederkehrende Wellenformzählung = Na), zu dem das Rechteckwellensignal zum letzten Mal abfällt, und dem Zeitpunkt entspricht, zu dem das Positionserfassungssignal e abfällt.
Auf die oben beschriebene Weise wird die Zahl von dem Ziellicht a zugeordneten Interferenz streifen derart korrigiert, daß der Bruchwert, der niedriger als ein einer Periode entsprechender Wert ist, zu einem ganzzahligen Wert addiert wird, so daß die korrekte Zählung NA der wiederkehrenden Wellenform einschließlich des Bruchwertes nach dem Dezimalkomma berechnet wird.
Die Zahl der dem Bezugslicht r zugeordneten Interferenzstreifen wird durch Addition eines Bruchwertes nach dem Dezimalkomma zu einem ganzzahligen Wert nach dem gleichen Verfahren wie oben beschrieben korrigiert, so daß eine korrekte Zählung NR der wiederkehrenden Wellenform (Interferenzstreifen) berechnet wird. Da der Meß-/Rechenvorgang für das Bezugslicht r der gleiche ist wie für das Ziellicht a, wird dessen Beschreibung weggelassen.
Danach berechnet die CPU 26 unter Verwendung der berechneten Zählungen NA und NR der wiederkehrenden Wellenform (Interferenzstreifen) gemäß der Gleichung (3) die Wellenlänge λ des Ziellichts a:
λ = (NR/NA)λ&sub0; ...(3).
Die Gleichung (3) basiert auf den Beziehungen λ = DS/NA und λ = DS/NR. Demnach ist offensichtlich DS = λNA = λ0NR.
Ist folglich die bekannte Wellenlänge λ&sub0; des Bezugslichtes r genau erhalten, dann läßt sich der Änderungsbetrag DS als DS = λ&sub0;NR unter Verwendung der bekannten Wellenlänge λ&sub0; genau berechnen.
Wird insbesondere der auf diese Weise berechnete vorgeschriebene Entfernungswert DS oder der Änderungsbetrag DS der optischen Wegstrecke verwendet, der durch eine andere Meßtechnik genau erhalten wurde, dann läßt sich die Wellenlänge λ des Ziellichtes a unmittelbar durch die folgende Gleichung erhalten, ohne daß die oben beschriebene Gleichung (3) verwendet wird:
λ = DS/NA ...(4).
In diesem Fall läßt sich die Zählung NA zusätzlich zu der Technik auf der Basis von Gleichung (2) durch verschiedene Arten von Berechnungstechniken erhalten.
Als nächstes wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bechrieben, bei der angenommen wird, daß ein solcher Wert DS bekannt ist, und die Wellenlänge λ des Ziellichts a wird unmittelbar gemäß der Gleichung (4) erhalten.
Fig. 6 zeigt die Anordnung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 zeigt die Innenanordnung einer Interferenzspektospieeinheit 1A, wie z.B. eines Michelson-Interferometers, das für die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform verwendet wird.
Die in Fig. 6 und 7 gezeigte Anordnung ist die gleiche wie die in Fig. 1 und 3 gezeigte, abgesehen davon, daß das dem Bezugslicht r bei der Anordnung in Fig. 1 und 3 zugeordnete Meßsystem weggelassen ist.
Bei dieser Ausführung wird deshalb eine Zahl NA von wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) eines Ziellichtes a durch die Gleichung (2) grundsätzlich auf die gleiche Weise bei der ersten Ausführungsform berechnet, und die Berechnung der Wellenlänge X des Ziellichtes a wird durch eine CPU 26 unter Verwendung der Zahl NA und eines bekannten Wertes DS gemäß Gleichung (4) durchgeführt.
Es sei bemerkt, daß der bekannte Wert DS nach Bedarf über eine Tastatur 29 eingegeben oder vorher in einem ROM 27 oder einem RAM 25 gespeichert werden kann.
Der Wert DS läßt sich zwar durch Verwendung der Zahl NR [= Nr + Ns/N&sub0; + (N&sub1; - NE)/N&sub1;] der wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) des Bezugslichtes r erhalten, die durch das dem Bezugslicht r zugeordnete, in Fig. 1 gezeigte Meßsystem gemäß DS = λ&sub0;NR (λ&sub0; ist ein bekannter Wert), berechnet wurde, der Wert DS kann aber auch durch andere Meßtechniken erhalten werden.
Eine der Meßtechniken basiert auf der folgenden Gleichung:
DS = 2v t,
wobei v = Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Spiegels 7
t = die zum Bewegen des beweglichen Spiegels 7 erforderliche Zeit.
Dies bedeutet, daß der Wert DS durch verschiedene Arten von Techniken zur Einstellung als bekannter Wert berechnet werden kann.
Fig. 8 zeigt die Anordnung eines Hauptteils der zweiten Ausführungsform im einzelnen. Bei dieser Anordnung werden ein Positionserfassungssignal 1 des beweglichen Spiegels 7 und ein Signal 2 für die wiederkehrende Wellenform (Interferenzstreifen), das dem Ziellicht a zugeordnet ist, in einen Datenanschluß D bzw. einen Taktanschluß CK eines D-Flipflops 31 eingegeben. Die Signale 1 und 2 werden von einer Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. einem Michelson-Interferometer über einen Positionsdetektor 18 und einen Verstärker 19 bzw. über einen Lichtempfänger 8, einen Verstärker 9 und eine Wellenformerschaltung 10 geliefert. Ein Ausgangssignal 3 von einem Ausgangsanschluß Q des D-Flipflops 31 und das Positionserfassungssignal 1 werden an den ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß eines Exklusiv- ODER-Gatters 32 geliefert. Zusätzlich werden das Interferenzstreifensignal 2 und das Ausgangssignal 3 von dem D-Flipflops 31 an den ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß eines UND-Gatters 33 geliefert. Ein Ausgangssignal 4 von dem UND-Gatter 33 wird über einen Ganzzahlzähler 13 an eine Arithmetikschaltung 37 geliefert, die eine CPU, ein RAM und ähnliches umfaßt.
Das Interferenzstreifensignal 2 und ein Ausgangssignal 5 von dem Exklusiv-ODER-Gatter 32 werden in einen Datenanschluß D bzw. einen Taktanschluß CK eines D-Flipflops 34 eingegeben. Das Ausgangssignal von dem Exklusiv-ODER-Gatter 32 und ein Bezugstakt von einem (50-Mhz)-Taktgenerator 21 werden an den ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß eines UND-Gatters 35 geliefert. Ein Ausgangssignal von dem UND- Gatter 35 wird über einen Bruchzähler 22a an die Arithmetikschaltung geliefert. Ein Ausgangssignal 6 und der Bezugstakt von dem (50-MHz)-Taktgenerator 21 werden an den ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß eines UND-Gatters 36 geliefert. Ein Ausgangssignal von dem UND-Gatter 36 wird über einen Periodenzähler 23a an die Arithmetikschaltung 37 geliefert.
Fig. 9 zeigt die Beziehung der Zeitsteuerung zwischen den jeweiligen Signalen 1 bis 8 in Fig. 8. Unter Bezug auf Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen e ein Positionserfassungssignal, 2 ein Interferenzstreifensignal; 3 ein Ausgangssignal von dem D-Flipflop 31; 4 ein Ausgangssignal von dem UND-Gatter 33; 5 ein Ausgangssignal von dem Exklusiv-ODER- Gatter 32 und 6 ein Ausgangssignal von dem D-Flipflop 34.
Bei dem Ausgangssignal 5 von dem Exklusiv-ODER-Gatter 32 ist ein Intervall, das dem Zählen eines Bruchbereichs an der Vorderflanke des Positionserfassungssignals 1 zugeordnet ist, d.h. des Interferenzstreifensignals, durch A dargestellt, und ein Intervall, das dem Zählen eines Bruchbereichs an der Hinterflanke des Signals 1, d.h. des Interferenzstreifensignals, zugeordnet ist, ist durch c dargestellt. Außerdem ist in dem Ausgangssignal 6 von dem D- Flipflop 34 eine Periode, die dem Zeitpunkt zugeordnet ist, zu dem das Zählen des Ausgangssignals 4 von dem UND-Gatter 33, d.h. das Zählen des ganzzahligen Bereichs des Interferenzstreifensignals begonnen wird, durch B dargestellt, und ein Intervall, das dem Zeitpunkt zugeordnet ist, zu dem die Zähloperation beendet wird, ist durch D dargestellt.
Bei der oben beschriebenen Operation gibt der Ganzzahlzähler 13 einen Zählwert Na des ganzzahligen Bereichs des Interferenzstreifensignals ab, und der Bruchzähler 22a gibt (50-MHz)-Taktzählwerte NS und NE in den Intervallen A und C ab. Zusätzlich gibt der Periodenzähler 23a (50-MHz)-Taktzählwert N&sub0; und N&sub1; in den Intervallen B und D ab.
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm der in Fig. 8 und 9 gezeigten zweiten Ausführungsform. Im Schritt S1 werden der Ganzzahlzähler 13, der Bruchzähler 22a und der Periodenzähler 23a gelöscht. Im Schritt S2 wird der bewegliche Spiegel 7 in der Interferenzspektroskopieeinheit 1 gestartet. Es sei angenommen, daß das Ziellicht a zu dieser Zeit auf die Interferenzspektroskopieeinheit fällt. Im Schritt S3 werden der Zählwert NS des Bruchzählers 22 und der Zählwert N&sub0; des Periodenzählers 23a in einen RAM-Bereich in der Arithmetikschaltung 37 eingelesen. Im Schritt S4 werden die Zähler 22a und 23a gelöscht. Im Schritt S5 wird der Zählwert Na des Ganzzahlzählers 13 in den RAM-Bereich in der Arithmetikschaltung 37 eingelesen.
Im Schritt S6 werden die Zählwerte NE und N&sub1; des Bruchzählers 22a und des Periodenzählers 23a in den RAM-Bereich der Arithmetikschaltung 37 eingelesen. Im Schritt S7 arbeitet die Arithmetikschaltung 37 die folgende Gleichung auf der Grundlage des vorher in dem RAM-Bereich gespeicherten Wertes DS sowie der auf die oben beschriebene Weise in den RAM-Bereich eingelesenen Zählwerte Na, NS, NE, N&sub0; und N&sub1; ab, so daß die Wellenlänge X des Ziellichtes berechnet wird.
In der Gleichung (5) dient der Nenner der rechten Seite dazu, eine korrekte Interferenzstreifenzählung NA für den Änderungsbetrag DS der optischen Wegstrecke ähnlich wie in Gleichung (2) bereitzustellen.
Fig. 11 zeigt eine weitere Beziehung in der Zeitsteuerung zum Erhalt eines Bruchwertes, der kleiner als ein Wert ist, der an Wellenzählstart- und -endabschnitten einer Periode entspricht. Genauer gesagt, es sind die Zeitpunkte, zu denen der Periodenzähler 23a zu zählen beginnt, um die Zählwerte N&sub0; und N&sub1; zu erhalten, in diesem Fall mit den Abfall- bzw. Anstiegszeitpunkten des Positionserfassungssignals synchronisiert. Im folgenden werden nacheinander die Zähloperationen beschrieben.

[A] Zählen der Rechteckwelle in einer Periode (N&sub0;, N&sub1;)

(a) Man läßt den Periodenzähler 23 mit dem Zählen des (50-MHz)-Taktsignals an der Hinterflanken (0) und (Na) des Rechteckwellensignals beginnen.
(b) Kommen die Vorderflanke (P) und die Hinterflanke (Q) des Positionserfassungssignalsnicht vor den nächsten Hinterflanken (1) und (Na + 1) des Rechteckwellensignals an, dann wird der Periodenzähler 23a an den Hinterflanken (1) und (Na + 1) des Rechteckwellensignals zurückgestellt und veranlaßt, eine neue Zähloperation des Taktsignals zu beginnen.
(c) Wenn die Vorderflanke (P) und die Hinterflanke (Q) des Positionserfassungssignals im Schritt (b) ankommen, werden die in den entsprechenden Perioden erhaltenen Zählwerte ohne Rückstellung des Periodenzählers 23a abgegeben.

[B] Zählen eines Bruchs des Zählstartbereichs

(a) Der Bruchzähler 22a wird veranlaßt, mit dem Zählen des Taktsignals an der Vorderflanke (P) des Positionserfassungssignals zu beginnen.
(b) Der Bruchzähler 22a wird veranlaßt, mit dem Zählen an der Hinterflanke (1) des Rechteckwellensignals aufzuhören, und der Bruchwert des Zählstartbereichs wird auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen dem Zählwert NS in dem entsprechenden Intervall und dem in Schritt (c) von [A] gewonnenen Zählwert N&sub0; erhalten.

[C] Zählen eines Bruchs des Zählendbereichs

(a) Der Bruchzähler 22a wird veranlaßt, mit dem Zählen des Taktsignals an der Hinterflanke (Na) des Rechteckwellensignals beginnen.
(b) Der Bruchzähler 22a wird veranlaßt, mit dem Zählen an der Hinterflanke (Q) des Positionserfassungssignals aufzuhören, und der Bruchwert des Zählendbereichs wird auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen einem Zählwert NE' in dem entsprechenden Intervall und dem in Schritt (c) von [A] gewonnenen Zählwert N&sub1; erhalten.
In diesem Fall kann der Bruchwert des Zählendbereichs berechnet werden, indem der Wert NE erhalten wird und dann ähnlich wie in Gleichung (2) N1 - NE = NE' berechnet wird, anstatt direkt den Wert NE' zu erhalten.
Kann außerdem N&sub0; = N&sub1; eingestellt werden, dann müssen nur entweder der Wert N&sub0; oder der Wert N&sub1; erhalten werden.
Gemäß der Lichtwellenlängenmeßvorrichtung mit einer solchen Anordnung kann der Bruchzähler die Zählung einer wiederkehrenden Wellenform eines Lichtstärkesignals in einem Fall erhalten, wo der bewegliche Spiegel in der Interferenzspektroskopieeinheit um eine vorbestimmte Entfernung bewegt wird, so daß die optische Wegstrecke um den Änderungsbetrag DS geändert wird. Außerdem kann der Bruchzähler einen Startbruchwert zwischen dem Zählstartzeitpunkt des Wellenzählers und dem Zeitpunkt erhalten, zu dem die erste Zählposition von wiederkehrenden Wellenformen tatsächlich ankommt, und er kann einen Endbruchwert zwischen dem Zählendzeitpunkt und dem Zeitpunkt erhalten, zu dem die nächste Zählposition ankommt. Außerdem wird die Periode der wiederkehrenden Wellenformen durch den Periodenzähler erhalten. Deshalb läßt sich das Verhältnis jedes Bruchwertes zu der Periode, d.h. ein Bruchwert nach dem Dezimalkomma, zur Verwendung zur Korrektur einer vorher erhaltenen Zählung der wiederkehrenden Wellenform erhalten.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die Zahl von wiederkehrenden Wellenformen des Ziellichtes und diejenige des Bezugslichtes mit der bekannten Wellenlänge gleichzeitig gezählt. Danach können die Zählwerte der wiederkehrenden Wellenformen des Ziellichtes und des Bezugslichtes jeweils mit einer Genauigkeit bis auf Brüche nach dem Dezimalkomma durch die oben beschriebene Technik erhalten werden. Deshalb wird die korrekte Wellenlänge des Ziellichtes auf der Grundlage der Wellenlänge des Bezugslichtes und dem Verhältnis zwischen den Zählungen der wiederkehrenden Wellenform berechnet.
Dies bedeutet, daß sich gemäß der oben beschriebenen Lichtwellenlängenmeßvorrichtung die Wellenlängenmeßgenauigkeit im Vergleich zu einer herkömmlichen Vorrichtung stark verbessern läßt, bei der die Zählung der wiederkehrenden Wellenform Na nur einen ganzzahligen Wert annehmen kann, da die Zählung NA der wiederkehrenden Wellenform (Interferenzstreifen) des Ziellichts a einschließlich eines ganzzahligen Wertes und eines Bruchwertes mit hoher Genauigkeit berechnet werden kann.
Da außerdem die Herstellungskosten viel geringer als bei einer Erhöhung der Bewegungsentfernung des Bewegungsspiegels 7 bei einer Interferenzspektroskopieeinheit 1, wie z.B. einem Michelson-Interferometer sind, wenn der Bruchzähler 22a und der Periodenzähler 23a eingebaut sind, läßt sich eine hohe Meßgenauigkeit erhalten, ohne die Herstellungskosten stark zu erhöhen. Zusätzlich ist die Größe der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung nicht besonders erhöht, da sich eine Meßgenauigkeit von ± 0,1 Pm erhalten läßt, indem die Bewegungsentfernung des beweglichen Spiegels auf etwa 20 cm eingestellt wird.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der Lichtwellenlängenmeßvorrichtung der vorliegenden Erfindung dann, wenn die Anzahl von wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) eines Lichtstärkesignals von der Interferenzspektroskopieeinheit von den Zählern gezählt werden soll, der Bruchzähler dazu verwendet, Bruchwerte der wiederkehrenden Wellenformen (Interferenzstreifen) zu Zählstart- und -endzeitpunkten zusammen mit der Ganzzahlzählung zu zählen, um den ganzzahligen Wert der wiederkehrenden Wellenformen zu zählen. Mit dieser Operation läßt sich eine korrekte Zählung der wiederkehrenden Wellenform (Interferenzstreifen) berechnen, die Bruchwerte nach dem Dezimalkomma umfaßt, ohne daß die Bewegungsentfernung des beweglichen Spiegels in der Interferenzspektroskopieeinheit erhöht wird. Deshalb braucht die Größe der Vorrichtung nicht stark zunehmen, und die Genauigkeit und Auflösung der Wellenlängenmessung lassen sich stark verbessern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene und in den beigefügten Zeichnungen gezeigte Ausführungsform beschränkt. Zahlreiche Änderungen und Modifizierungen lassen sich innerhalb des Bereichs der Erfindung vornehmen, wie er durch die Ansprüche definiert ist.

Industrielle Anwendbarkeit

Die Lichtwellenlängenmeßvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Wellenlänge eines Ziellichtes mit hoher Genauigkeit und Auflösung messen, indem die Anzahl von durch die Interferenzspektroskopieeinheit erhaltenen Interferenzstreifen des Ziellichtes einschließlich eines ganzzahligen Wertes und eines Bruchwertes von weniger als einer Periode mit hoher Präzision gezählt wird. Deshalb läßt sich die Vorrichtung auf verschiedenen Gebieten, wie beispielsweise optischen Kommunikationsvorrichtungen und optischen Meßeinrichtungen verwenden, die von möglichst geringer Größe sind und Laserstrahlen verwenden.

Claims

1. Lichtwellenlängenmeßvorrichtung zum Messen einer unbekannten Wellenlänge (λ) eines Ziellichts (a) unter Verwendung einer Anzahl (N) von Interferenzstreifen, die durch das Ziellicht (a) erzeugt werden, wenn eine optische Wegstrecke bei kontinuierlicher Bewegung eines beweglichen Bereichs (7) eines Interferenzspektroskopieabschnitts (1A), auf den das Ziellicht (a) fällt, mit einer konstanten Geschwindigkeit über eine vorbestimmte Entfernung (L) um einen bekannten Betrag (DS) geändert wird, wobei die unbekannte Wellenlänge gemäß dem arithmetischen Ausdruck λ = DS/N bestimmt wird, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

- eine Lichtempfangseinrichtung (8) zum Empfang von Interferenzlicht von dem Interferenzspektroskopieabschnitt (1A) und zum Umwandeln des empfangenen Interferenzlichts in ein elektrisches Signal (a1);

- eine Positionserfassungseinrichtung (18), um zu erfassen, ob sich der bewegliche Bereich (7) des Interferenzspektroskopieabschnitts (1A) in einer Position innerhalb eines Bewegungsbereichs befindet, der der vorbestimmten Entfernung (L) entspricht, oder nicht; sowie

- eine Zeitsteuereinrichtung (12) zum Liefern von Startsignalen an eine Zählereinrichtung (13, 22a, 23a) zum Bestimmen der Anzahl (N) von Interferenzstreifen; und

- eine Bezugsimpulserzeugungseinrichtung (21) zum Erzeugen eines Bezugsimpulses mit einer höheren Frequenz als derjenigen der vorbestimmten wiederkehrenden Wellenformen der Interferenzstreifen,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zeitsteuereinrichtung folgendes aufweist:

- (12) ein erstes D-Flipflop (31) mit einem Datenanschluß zum Empfang eines von der Positionserfassungseinrichtung (18) abgegebenen, ersten Positionserfassungssignals (18) sowie mit einem Taktanschluß zum Empfang des von der Lichtempfangseinrichtung (8) abgegebenen elektrischen Interferenzstreifensignals;

- ein Exklusiv-ODER-Gatter (32) zum Empfang des von der Positionserfassungseinrichtung (18) abgegebenen Positionserfassungssignals und zum Empfang eines von dem ersten D-Flipflop (31) erzeugten Ausgangssignals;

- ein erstes UND-Gatter (33) zum Empfang des Interferenzstreifensignals von der Lichtempfangseinrichtung (8) und zum Empfang des von dem ersten D-Flipflop (31) erzeugten Ausgangssignals;

- ein zweites D-Flipflop (34) mit einem Datenanschluß zum Empfang eines von dem Exklusiv-ODER-Gatter (32) erzeugten Ausgangssignals sowie mit einem Taktanschluß zum Empfang des von der Lichtempfangseinrichtung (8) abgegebenen elektrischen Interferenzstreifensignals;

- ein zweites UND-Gatter (35) zum Empfang des von dem Exklusiv-ODER-Gatter (32) erzeugten Ausgangssignals sowie zum Empfang des von der Bezugsimpulserzeugungseinrichtung (21) erzeugten Bezugsimpulses;

- ein drittes UND-Gatter (36) zum Empfang eines von dem zweiten D-Flipflop (34) erzeugten Ausgangssignals sowie zum Empfang des von der Bezugsimpulserzeugungseinrichtung (21) erzeugten Bezugsimpulses; daß die Zähleinrichtung folgendes aufweist:

- einen Ganzzahlzähler (13) zum Zählen der Anzahl der von dem ersten UND-Gatter (23) erzeugten Ausgangssignale sowie zum Abgeben eines Zählwertes (Na), der einer gemessenen Anzahl von Ganzzahlbereichen entspricht, die in dem elektrischen Interferenzstreifensignal enthalten sind;

- einen Bruchzähler (22a) zum Zählen der Anzahl der von dem zweiten UND-Gatter (35) erzeugten Ausgangssignale sowie zum Abgeben von Bezugsimpulszählwerten (NS, NE), die Bruchbereichen beim Anstieg bzw. Abfall des elekrischen Interferenzstreifensignals entsprechen;

- einen Periodenzähler (23a) zum Zählen der Anzahl der von dem dritten UND-Gatter (36) erzeugten Ausgangssignale und zum Abgeben von Bezugsimpulszählwerten (N&sub0;, N&sub1;), die Perioden entsprechen, die jeweils zu Beginn bzw. am Ende der Meßzeiten der Ganzzahlbereiche des elektrischen Interferenzstreifensignals erfaßt werden;

und daß die Vorrichtung ferner folgendes aufweist:

- eine Arithmetikeinrichtung (26) zum Erhalten der Wellenlänge (λ) des Ziellichts durch Ausführung der arithmetischen Operation, die sich wie folgt ausdrücken läßt:

in Abhängigkeit von dem bekannten Wert DS; dem Zählwert (Na), der von dem Ganzzahlzähler (13) abgegeben wird und der Anzahl von Ganzzahlbereichen des elektrischen Interferenzstreifensignals entspricht; den Bezugsimpulszählwerten (NS, NE), die von dem Bruchzähler (22a) abgegeben werden und jeweils den Bruchbereichen des elektrischen Interferenzstreifensignals entsprechen; sowie den Impulszählwerten (N&sub0;, N&sub1;), die von dem Periodenzähler (23a) abgegeben werden und den Perioden entsprechen, die zu Beginn bzw. am Ende der Meßzeiten der Ganzzahlbereiche des elektrischen Interferenzstreifensignals erfaßt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arithmetikeinrichtung folgendes umfaßt:

- eine Einrichtung zum Lesen der von den Bruch- und Periodenzählern (22a, 23a) abgegebenen Bezugsimpulszählwerte (NS, N&sub0;) zu ersten Zeitpunkten;

- eine Einrichtung zum Rückstellen der Bruch- und Periodenzähler (22a, 23a) zu zweiten Zeitpunkten; sowie

- eine Einrichtung zum Lesen des von dem Ganzzahlzähler (13) abgegebenen Zählwertes (Na) zu dritten Zeitpunkten sowie zum Lesen der von den Bruch- und Periodenzählern (22a, 23a) abgegebenen Bezugsimpulszählwerte (NE, N&sub1;) zu vierten Zeitpunkten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist:

- eine Einrichtung zum Berechnen des Änderungsbetrages (DS) der optischen Wegstrecke durch Ausführung einer Operation, die sich wie folgt ausdrücken läßt:

DS = 2V t;

wobei v eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Abschnitts des Interferenzspektroskopieabschnitts und t die zum Bewegen des beweglichen Bereichs erforderliche Zeit bedeutet, so daß der Änderungsbetrag (DS) als bekannter Wert bestimmt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner folgendes aufweist:

- eine Einrichtung zum Berechnen des Änderungsbetrage (DS) der optischen Wegstrecke durch Ausführung einer Operation, die sich wie folgt ausdrücken läßt:

DS = λ&sub0;NR;

- wobei λ&sub0; eine bekannte Wellenlänge eines Bezugslichtes ist und NR die Anzahl der Interferenzstreifen ist, die erzeugt werden, wenn der bewegliche Bereich (7) des Interferenzspektroskopieabschnitts (1A) kontinuierlich mit der konstanten Geschwindigkeit über die gesamte vorbestimmte Entfernung (L) bewegt wird, wobei man das Bezugslicht auf den beweglichen Bereich (7) des Interferenzspektroskopieabschnitts (1A) fallen läßt, so daß der Änderungsbetrag als bekannter Wert bestimmt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner folgendes aufweist:

- eine Einrichtung zum Liefern des Änderungsbetrages (DS) der optischen Wegstrecke als bekannten Wert an die Arithmetikeinrichtung (26).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner folgendes aufweist:

- eine Einrichtung (25, 27) zum Speichern des Änderungsbetrages (DS) der optischen Wegstrecke als bekannten Wert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Interferenzspektroskopiebereich (1A) folgendes umfaßt:

- eine Einrichtung (3, 4) zum Teilen des Ziellichts in zwei Ziellichtkomponenten, die längs eines ersten bzw. zweiten optischen Weges laufen;

- eine stationäre Reflexionseinrichtung (5) zum Reflektieren des in dem ersten optischen Weg laufenden Lichts; sowie

- eine bewegliche, von dem beweglichen Abschnitt gebildete Reflexionseinrichtung (7) zum Reflektieren der in dem zweiten optischen Weg laufenden Ziellichtkomponente, während sie sich gleichzeitig um eine vorbestimmte Entfernung bewegt;

- wobei der Interferenzspektroskopiebereich (1A) Interferenzstreifen ausgibt, die durch die Interferenz zwischen von der stationären Reflexionseinrichtung reflektiertem Licht und von der beweglichen Reflexionseinrichtung (7) reflektiertem Licht erhalten sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsimpulserzeugungseinrichtung (21) einen Bezugsimpuls von etwa 50 MHz erzeugt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Bereich (7) des Interferenzspektroskopieabschnitts (1A) um etwa 20 cm bewegt wird.