JP2001227906A - 光干渉計 - Google Patents

光干渉計

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JP2001227906A
JP2001227906A JP2000041763A JP2000041763A JP2001227906A JP 2001227906 A JP2001227906 A JP 2001227906A JP 2000041763 A JP2000041763 A JP 2000041763A JP 2000041763 A JP2000041763 A JP 2000041763A JP 2001227906 A JP2001227906 A JP 2001227906A
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JP
Japan
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light
beam splitter
optical
incident
reflected
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Fumio Akikuni
文夫 秋國
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Ando Electric Co Ltd
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Ando Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/266Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light by interferometric means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02055Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02056Passive reduction of errors
    • G01B9/02059Reducing effect of parasitic reflections, e.g. cyclic errors

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光干渉計において、不要な反射光をなくし、
安定した測定をする。 【解決手段】 入射光3をビームスプリッタ4により反
射光と透過光による直交する二光路に分岐し、各々の光
路で反射光を第1の反射器5により全反射して透過光を
第2の反射器6により全反射し、両反射器5,6による
反射光を再びビームスプリッタ4で合波してから受光器
7に受光させる光干渉計である。入射光を分波・合波す
るビームスプリッタ4を入射光に対して垂直より少し傾
けて配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光計測技
術分野で使用する光干渉計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の光干渉計の概略構成例を示
した図で、図中、1は光ファイバ、2はレンズ、3は入
射光、4はビームスプリッタ、5,6は反射器、7は受
光器、である。この光干渉計は、図示のように、光ファ
イバ1からの入射光3をレンズ2にて平行光とし、ビー
ムスプリッタ4によって透過光と反射光による直交する
2光路に分岐し、それぞれの光路に直角に置いた反射器
5,6による反射光を再びビームスプリッタ4で合波す
る。このとき、一方の反射器5を設置した図示しないス
テージを等速に動かすことで、2つの反射器5,6から
の反射光の光路長に差ができ、干渉縞の強度変化が見ら
れる。この干渉縞の強度変化を受光器7で電気信号とし
て取り出す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の光
干渉計は、ビームスプリッタ4を入射光軸に対して垂直
に配置していたが、ビームスプリッタ4の入射面、出射
面等で反射した光が干渉したり、ファイバ1に戻ること
で安定した測定が難しいものとなっていた。そこで、本
発明の目的はこのような反射光をなくし、安定した測定
をする光干渉計を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項1記載の発明は、光干渉計であって、測定光を入
射する光ファイバと、光ファイバから入射された光を平
行光にするレンズと、入射光を反射光と透過光による直
交する2光路に分岐させ、かつ、入射光に対して垂直か
ら少し傾けて配置したビームスプリッタと、ビームスプ
リッタからの反射光に対して平行移動した位置に反射す
る第1の反射器と、ビームスプリッタからの透過光に対
して平行移動した位置に反射する第2の反射器と、ビー
ムスプリッタにより合波した光を受光する受光器と、を
備えた構成、を特徴としている。ここで反射器として
は、リフレクタが代表的であるが、リフレクタの代わり
に、例えば、コーナキューブなども使用できる。受光器
は干渉縞の強度変化を電気信号として取り出すものであ
る。
【0005】以上のように、請求項1の発明によれば、
ビームスプリッタを入射光軸に対して垂直に配置せず、
傾けて配置するため入射面で反射した光は入射光路と同
一光路を通らないため、光ファイバに戻らない。また、
ビームスプリッタの出射面で反射した光もビームスプリ
ッタ内で同一光路を通らない。このためビームスプリッ
タ内での干渉をさけることができ、安定した測定が可能
となる。
【0006】請求項2記載の発明は、光干渉計であっ
て、測定光を入射する光ファイバと、光ファイバの中心
軸とレンズの中心軸をずらすことで入射光軸を傾ける位
置に配置したレンズと、入射光を反射光と透過光による
直交する2光路に分岐させるビームスプリッタと、ビー
ムスプリッタからの透過光に対して平行移動した位置に
反射する第2の反射器と、ビームスプリッタにより合波
した光を受光する受光器と、を備えた構成、を特徴とし
ている。ここで、反射器としては、リフレクタが代表的
であるが、リフレクタの代わりに、例えば、コーナキュ
ーブなども使用できる。受光器は干渉縞の強度変化を電
気信号として取り出すものである。
【0007】以上のように、請求項2の発明によれば、
請求項1の発明と同様に、入射光軸を傾けるため、ビー
ムスプリッタの入射面で反射した光は入射光路と同一光
路を通らないため、光ファイバに戻らない。また、ビー
ムスプリッタの出射面で反射した光もビームスプリッタ
内で同一光路を通らない、このためビームスプリッタ内
での干渉をさけることができ、安定した測定が可能とな
る。
【0008】請求項3記載の発明は、請求項1または2
のいずれかに記載の光干渉計であって、第1及び第2の
反射器は、リフレクタである構成、を特徴としている。
このように、請求項3の発明によれば、請求項1また2
記載の第1及び第2の反射器が、リフレクタである光干
渉計なので、ビームスプリッタからの反射光を第1のリ
フレクタにより平行移動した位置に反射する一方、ビー
ムスプリッタからの透過光を第2のリフレクタにより平
行移動した位置に反射し、ともにビームスプリッタに入
射できる。
【0009】請求項4記載の発明は、請求項1または2
のいずれかに記載の光干渉計であって、第1及び第2の
反射器は、コーナキューブである構成、を特徴としてい
る。このように、請求項4の発明によれば、請求項1ま
た2記載の第1及び第2の反射器が、コーナキューブで
ある光干渉計なので、ビームスプリッタからの反射光を
第1のコーナキューブにより平行移動した位置に反射す
る一方、ビームスプリッタからの透過光を第2のコーナ
キューブにより平行移動した位置に反射し、ともにビー
ムスプリッタに入射できる。
【0010】請求項5記載の発明は、請求項1また2記
載の光干渉計であって、光ファイバは、斜め研磨ファイ
バである構成、を特徴としている。このように、請求項
5の発明によれば、請求項1また2記載の光ファイバ
が、斜め研磨ファイバである光干渉計なので光ファイバ
のコネクタ端での反射を抑えレンズからの戻り光を減ら
すことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る光干渉計の
実施の各形態例を図1から図2に基づいて説明する。 <第1の実施の形態例>まず、図1は本発明を適用した
第1の実施の形態例としての光干渉計の概略構成を示し
た図であり、前述した従来の光干渉計(図3参照)と同
様に、図中、1は光ファイバ、2はレンズ、3は入射
光、4はビームスプリッタ、5,6はリフレクタ(第1
及び第2の反射器)、7は受光器、である。この実施の
形態例は、前述したビームスプリッタ4を傾けて配置し
たものである。具体的には図示のようにビームスプリッ
タ4を1度傾けると、入射面で反射した光は入射光と同
一光路を通らず、入射光路から2度傾いた方向に進む。
ここで、光ファイバ1とビームスプリッタ4の距離が1
0cmとすると約3.5mmずれた位置に戻り、光ファ
イバ1に反射光は戻らなくなる。次にビームスプリッタ
4の出射面にて反射した光についてもビームスプリッタ
4内の同一光路を戻ることが無くなり、反射光が光ファ
イバ1に戻らなくなる。ビームスプリッタ4から出た光
はリフレクタ5,6で出射光に対して平行移動した位置
に反射され、再びビームスプリッタ4内に入射され、合
波した光を受光器6に入射する。
【0012】<第2の実施の形態例>図2は本発明を適
用した第2の実施の形態例としての光干渉計の概略構成
を示した図であり、前述した従来の光干渉計(図3参
照)と同様に、図中、1は光ファイバ、2はレンズ、3
は入射光、4はビームスプリッタ、5,6はリフレクタ
(第1及び第2の反射器)、7は受光器、である。この
第2の実施の形態例は、前述した光ファイバ1の中心軸
とレンズ2の中心軸をずらした位置に配置している。こ
のため、レンズ2で平行光にされた入射光3はビームス
プリッタ4に対して垂直ではなく角度をもって入射され
る。このため、前述した第1の実施の形態例と同等な効
果が得られる。なお、以上の実施の形態例においては、
反射器をリフレクタとしたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、リフレクタの代わりに、コーナーキュ
ーブなどの反射器を使用しても良い。また、その他、具
体的な寸法関係等についても適宜に変更可能であること
は勿論である。
【0013】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明に係
る光干渉計によれば、ビームスプリッタを傾けているた
め、ビームスプリッタの入射面からの反射と、ビームス
プリッタ出射面からの反射が光ファイバに戻ったり、ビ
ームスプリッタ内での干渉をなくすことができ、安定し
た測定ができる。
【0014】請求項2記載の発明に係る光干渉計によれ
ば、入射光軸を傾けているため、請求項1記載の発明の
ように、ビームスプリッタの入射面と出射面での反射を
抑え、安定した測定ができる。
【0015】請求項3記載の発明に係る光干渉計によれ
ば、第1及び第2の反射器をリフレクタとしたため、請
求項1記載の発明のように、ビームスプリッタからの反
射光を第1のリフレクタにより平行移動した位置に反射
する一方、ビームスプリッタからの透過光を第2のリフ
レクタにより平行移動した位置に反射し、ともにビーム
スプリッタに入射することができる。
【0016】請求項4記載の発明に係る光干渉計によれ
ば、第1及び第2の反射器をコーナーキューブとしたた
め、請求項1記載の発明のように、ビームスプリッタか
らの反射光を第1のコーナーキューブにより平行移動し
た位置に反射する一方、ビームスプリッタからの透過光
を第2のコーナーキューブにより平行移動した位置に反
射し、ともにビームスプリッタに入射することができ
る。
【0017】請求項5記載の発明に係る光干渉計によれ
ば、光ファイバを斜め研磨ファイバとしたため、コネク
タ端からの戻り光を抑え、安定な測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した第1の実施の形態例としての
光干渉計の概略構成を示した図である。
【図2】本発明を適用した第2の実施の形態例としての
光干渉計の概略構成を示した図である。
【図3】従来の光干渉計の概略構成を示した図である。
【符号の説明】 1 光ファイバ 2 レンズ 3 入射光 4 ビームスプリッタ 5 第1の反射器 6 第2の反射器 7 受光器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定光を入射する光ファイバと、光ファ
    イバから入射された光を平行光にするレンズと入射光を
    反射光と透過光による直交する2光路に分岐させ、か
    つ、入射光に対して垂直から少し傾けて配置したビーム
    スプリッタと、ビームスプリッタからの反射光に対して
    平行移動した位置に反射する第1の反射器と、ビームス
    プリッタからの透過光に対して平行移動した位置に反射
    する第2の反射器と、ビームスプリッタにより合波した
    光を受光する受光器と、を備えた構成を特徴とする光干
    渉計。
  2. 【請求項2】 測定光を入射する光ファイバと、光ファ
    イバの中心軸とレンズの中心軸をずらすことで入射光軸
    を傾ける位置に配置したレンズと、入射光を反射光と透
    過光による直交する2光路に分岐させるビームスプリッ
    タと、ビームスプリッタからの透過光に対して平行移動
    した位置に反射する第2の反射器と、ビームスプリッタ
    により合波した光を受光する受光器と、を備えた構成、
    を特徴とする光干渉計。
  3. 【請求項3】 前記第1および第2の反射器は、リフレ
    クタであること、を特徴とする請求項1または2記載の
    光干渉計。
  4. 【請求項4】 前記第1および第2の反射器はコーナキ
    ューブであること、を特徴とする請求項1または2のい
    ずれかに記載の光干渉計
  5. 【請求項5】 前記光ファイバは斜め研磨光ファイバで
    あること、を特徴とする請求項1または2のいずれかに
    記載の光干渉計
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US09/785,585 US6636317B2 (en) 2000-02-18 2001-02-16 Optical interferometer
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