JP2001241913A - White light interferometer - Google Patents

White light interferometer

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JP2001241913A
JP2001241913A JP2000049647A JP2000049647A JP2001241913A JP 2001241913 A JP2001241913 A JP 2001241913A JP 2000049647 A JP2000049647 A JP 2000049647A JP 2000049647 A JP2000049647 A JP 2000049647A JP 2001241913 A JP2001241913 A JP 2001241913A
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Japan
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light
optical system
optical
white light
path difference
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Kenji Karasawa
賢志 唐沢
Akihiro Cho
亮弘 長
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Tokimec Inc
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Tokimec Inc
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a white light interferometer dispensing with a moving device for a movable mirror and a displacement measuring instrument. SOLUTION: The white light interferometer has a first optical system for forming light path difference in the light from a white light source and a second optical system for detecting the light path difference of the light from the first optical system and the second optical system has a branch means for branching light into two lights and a photodetector for detecting the interference fringe formed by the light from the branch means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光路差を検出するこ
とによって変位を測定する白色光干渉計に関する。より
詳細には、低可干渉性光源即ち白色光源を使用して変位
を測定する白色光干渉計に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a white light interferometer for measuring displacement by detecting an optical path difference. More particularly, it relates to a white light interferometer that measures displacement using a low coherence or white light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6を参照して従来のマイケルソン型白
色光干渉計の例を説明する。本例の白色光干渉計は白色
光源11と光路差を生成する2つの光学系を含む。第1
の光学系はコリメータレンズ12と第1のビームスプリ
ッタ21と第1の固定ミラー22と第1の可動ミラー2
4とを含む。第2の光学系は第2のビームスプリッタ3
1と第2の固定ミラー32と第2の可動ミラー34と受
光器36とを含む。
2. Description of the Related Art An example of a conventional Michelson-type white light interferometer will be described with reference to FIG. The white light interferometer of this example includes a white light source 11 and two optical systems that generate an optical path difference. First
The optical system includes a collimator lens 12, a first beam splitter 21, a first fixed mirror 22, and a first movable mirror 2.
4 is included. The second optical system is a second beam splitter 3
It includes a first and second fixed mirror 32, a second movable mirror 34, and a light receiver 36.

【0003】白色光源11からの光はコリメータレンズ
12によって平行光線化され、第1のビームスプリッタ
21によって2つの光に分岐される。第1の光は第1の
固定ミラー22を反射してから第1のビームスプリッタ
21に戻り、第1のビームスプリッタ21を通過して第
2のビームスプリッタ31に導かれる。第2の光は第1
の可動ミラー24を反射してから第1のビームスプリッ
タ21に戻り、第1のビームスプリッタ21を反射して
第2のビームスプリッタ31に導かれる。
The light from the white light source 11 is collimated by a collimator lens 12 and split into two lights by a first beam splitter 21. The first light is reflected by the first fixed mirror 22, returns to the first beam splitter 21, passes through the first beam splitter 21, and is guided to the second beam splitter 31. The second light is the first
After being reflected by the movable mirror 24, the beam returns to the first beam splitter 21, and is reflected by the first beam splitter 21 to be guided to the second beam splitter 31.

【0004】第1のビームスプリッタ21と第1の固定
ミラー22の間の距離をL1とし、第1のビームスプリ
ッタ21と第1の可動ミラー24の間の距離をL2とす
る。2つの距離L1、L2の間に差があると、第1の光
の光路と第2の光の光路の間に光路差が生ずる。この光
路差ΔL1は第1の光学系によって生成された光路差で
あり、次の式によって表される。
[0004] The distance between the first beam splitter 21 and the first fixed mirror 22 is L1, and the distance between the first beam splitter 21 and the first movable mirror 24 is L2. If there is a difference between the two distances L1 and L2, an optical path difference occurs between the optical path of the first light and the optical path of the second light. The optical path difference ΔL1 is an optical path difference generated by the first optical system, and is represented by the following equation.

【0005】[0005]

【数1】ΔL1=2|L2−L1|Equation 1 ΔL1 = 2 | L2-L1 |

【0006】第1の光学系からの光は第2の光学系に導
かれる。第1のビームスプリッタ21からの光は第2の
ビームスプリッタ31によって分岐される。第1の光は
第2の固定ミラー32を反射してから第2のビームスプ
リッタ31に戻り、第2のビームスプリッタ31を通過
して受光器36に導かれる。第2の光は第2の可動ミラ
ー34を反射してから第2のビームスプリッタ31に戻
り、第2のビームスプリッタ31を反射して受光器36
に導かれる。
[0006] Light from the first optical system is guided to the second optical system. Light from the first beam splitter 21 is split by the second beam splitter 31. The first light is reflected by the second fixed mirror 32, returns to the second beam splitter 31, passes through the second beam splitter 31, and is guided to the light receiver 36. The second light reflects on the second movable mirror 34 and then returns to the second beam splitter 31, and reflects on the second beam splitter 31 to
It is led to.

【0007】第2のビームスプリッタ31と第2の固定
ミラー32の間の距離をL3とし、第2のビームスプリ
ッタ31と第2の可動ミラー34の間の距離をL4とす
る。2つの距離L3、L4の間に差があると、第1の光
の光路と第2の光の光路の間に光路差が生ずる。この光
路差ΔL2は第2の光学系によって生成される光路差で
あり、次の式によって表される。
[0007] The distance between the second beam splitter 31 and the second fixed mirror 32 is L3, and the distance between the second beam splitter 31 and the second movable mirror 34 is L4. If there is a difference between the two distances L3 and L4, an optical path difference occurs between the optical path of the first light and the optical path of the second light. This optical path difference ΔL2 is an optical path difference generated by the second optical system, and is represented by the following equation.

【0008】[0008]

【数2】ΔL2=2|L4−L3|L2 = 2 | L4-L3 |

【0009】図7を参照して説明する。図7は図6の白
色光干渉計の2つの光学系からの光を模式的に示す。図
7Aは第1の光学系からの光を示し、図7B、図7C及
び図7Dは第2の光学系からの光を示す。上述のように
第1の光学系からの光は光路差ΔL1を有する2つの
光、即ち、短い光路長(L1)を通過した光Fと長い光
路長(L2)を通過した光Sからなる。
A description will be given with reference to FIG. FIG. 7 schematically shows light from two optical systems of the white light interferometer of FIG. FIG. 7A shows light from the first optical system, and FIGS. 7B, 7C and 7D show light from the second optical system. As described above, the light from the first optical system includes two lights having an optical path difference ΔL1, that is, light F that has passed through a short optical path length (L1) and light S that has passed through a long optical path length (L2).

【0010】第1の光学系からの2つの光F、Sのう
ち、短い光路長(L1)を通過した光Fは第2の光学系
を通過後、光路差ΔL2を有する2つの光、即ち、短い
光路長(L3)を通過した光FFと長い光路長(L4)
を通過した光FSに分離する。第1の光学系からの2つ
の光F、Sのうち、長い光路長(L2)を通過した光S
は第2の光学系を通過後、光路差ΔL2を有する2つの
光、即ち、短い光路長(L3)を通過した光SFと長い
光路長(L4)を通過した光SSに分離する。
[0010] Of the two lights F and S from the first optical system, the light F that has passed through the short optical path length (L1) after passing through the second optical system has two lights having an optical path difference ΔL2, ie, two lights. , The light FF that has passed through the short optical path length (L3) and the long optical path length (L4)
Is divided into the light FS that has passed. Of the two lights F and S from the first optical system, the light S that has passed through the long optical path length (L2)
After passing through the second optical system, is separated into two lights having an optical path difference ΔL2, that is, light SF having passed through a short optical path length (L3) and light SS having passed through a long optical path length (L4).

【0011】図7Bは第1の光路差ΔL1より第2の光
路差ΔL2が小さい場合であり、図7Cは第1の光路差
ΔL1と第2の光路差ΔL2が同一の場合であり、図7
Dは第1の光路差ΔL1より第2の光路差ΔL2が大き
い場合である。
FIG. 7B shows a case where the second optical path difference ΔL2 is smaller than the first optical path difference ΔL1, and FIG. 7C shows a case where the first optical path difference ΔL1 and the second optical path difference ΔL2 are the same.
D is a case where the second optical path difference ΔL2 is larger than the first optical path difference ΔL1.

【0012】第1の可動ミラー22は測定対象に装着さ
れており、測定対象が変位するとそれに対応して変位す
る。従って第1の光路差ΔL1は測定対象の変位又は位
置を表す。第2の可動ミラー32は測定者が自由に変位
させることができる。従って第2の光路差ΔL2は測定
者が自由に変化させることができる。
The first movable mirror 22 is mounted on the object to be measured, and is displaced correspondingly when the object to be measured is displaced. Therefore, the first optical path difference ΔL1 represents the displacement or position of the measurement target. The second movable mirror 32 can be freely displaced by the measurer. Therefore, the measurer can freely change the second optical path difference ΔL2.

【0013】第2の可動ミラー32を変位させながら、
受光器36の出力を監視する。受光器36の出力が図7
Cに示す波形となったとき、第2の可動ミラー32の変
位又は第2の光路差ΔL2を読み取る。このとき、第2
の光路差ΔL2は第1の光路差ΔL1に等しいから、第
1の光路差ΔL1が検出される。こうして第1の可動ミ
ラー22の変位又は位置が検出される。
While displacing the second movable mirror 32,
The output of the light receiver 36 is monitored. FIG. 7 shows the output of the light receiver 36.
When the waveform shown in C is reached, the displacement of the second movable mirror 32 or the second optical path difference ΔL2 is read. At this time, the second
Since the optical path difference ΔL2 is equal to the first optical path difference ΔL1, the first optical path difference ΔL1 is detected. Thus, the displacement or position of the first movable mirror 22 is detected.

【0014】図8を参照して従来のファブリペロ型白色
光干渉計の例を説明する。本例の白色光干渉計を図6に
示した白色光干渉計と比較すると、第1の光学系の第1
の固定ミラー23はハーフミラーであり、第1の可動ミ
ラー24の光路と同一の光路に沿って配置されている点
が異なる。本例の白色光干渉計の第2の光学系は図6に
示した白色光干渉計の第2の光学系と同様である。
An example of a conventional Fabry-Perot white light interferometer will be described with reference to FIG. Comparing the white light interferometer of the present example with the white light interferometer shown in FIG.
Is a half mirror, and is different in that it is arranged along the same optical path as the optical path of the first movable mirror 24. The second optical system of the white light interferometer of this example is the same as the second optical system of the white light interferometer shown in FIG.

【0015】白色光源11からの光はコリメータレンズ
12によって平行光線化され、第1のビームスプリッタ
21を経由し、ハーフミラー23によって2つの光に分
岐される。第1の光はハーフミラー23を反射してから
第1のビームスプリッタ21に戻り、第1のビームスプ
リッタ21を反射して第2のビームスプリッタ31に導
かれる。第2の光はハーフミラー23を通過し第1の可
動ミラー24を反射してから第1のビームスプリッタ2
1に戻り、第1のビームスプリッタ21を反射して第2
のビームスプリッタ31に導かれる。
The light from the white light source 11 is collimated by the collimator lens 12, passes through the first beam splitter 21, and is split into two lights by the half mirror 23. The first light returns to the first beam splitter 21 after being reflected by the half mirror 23, is reflected by the first beam splitter 21, and is guided to the second beam splitter 31. The second light passes through the half mirror 23 and reflects on the first movable mirror 24, and then the first beam splitter 2
1 and reflects the first beam splitter 21 to
To the beam splitter 31.

【0016】第1の光学系からの光は第2の光学系に導
かれる。第1の光学系によって生成される第1の光路差
ΔL1は数1の式によって表され、第2の光学系によっ
て生成される第2の光路差ΔL2は数2の式によって表
される。第1の可動ミラー24に装着された測定対象の
変位又は位置を検出する方法は図6の白色光干渉計の例
の場合と同様である。
Light from the first optical system is guided to the second optical system. The first optical path difference ΔL1 generated by the first optical system is represented by Expression 1, and the second optical path difference ΔL2 generated by the second optical system is represented by Expression 2. The method for detecting the displacement or the position of the measurement target mounted on the first movable mirror 24 is the same as in the case of the white light interferometer in FIG.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】従来の白色光干渉計で
は、第2の可動ミラー34を動かすことによって図7C
に示す干渉位置を検出するように構成されている。従っ
て第2の可動ミラー34を動かすための機械的移動装置
及び第2の可動ミラーの変位を検出するための変位検出
装置が必要であった。
In the conventional white light interferometer, by moving the second movable mirror 34, FIG.
Is configured to detect the interference position shown in FIG. Therefore, a mechanical moving device for moving the second movable mirror 34 and a displacement detecting device for detecting the displacement of the second movable mirror are required.

【0018】本発明は、可動ミラーのための移動装置及
び変位検出装置を必要としない白色光 干渉計を提供す
ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide a white light interferometer that does not require a moving device and a displacement detecting device for a movable mirror.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の白色光干渉計
は、白色光源と、該白色光源からの光に光路差を生成す
るための第1の光学系と、該第1の光学系からの光の光
路差を検出するための第2の光学系と、を有し、該第2
の光学系は光を2つに分岐する分岐手段と該分岐手段か
らの光によって生成された干渉縞を検出するための光検
出装置を有する。
According to the present invention, there is provided a white light interferometer comprising: a white light source; a first optical system for generating an optical path difference in light from the white light source; A second optical system for detecting an optical path difference of the light of
The optical system includes a branching unit that splits light into two, and a light detection device that detects interference fringes generated by the light from the branching unit.

【0020】本発明よると、第2の光学系は可動ミラー
を有さないから、可動ミラーの移動のための機械的装置
及び可動ミラーの変位を検出するための変位検出装置を
設ける必要がない。
According to the present invention, since the second optical system has no movable mirror, there is no need to provide a mechanical device for moving the movable mirror and a displacement detecting device for detecting the displacement of the movable mirror. .

【0021】本発明によると、上記光検出装置は1列に
並べられた光電変換素子からなる光検出素子を有する。
上記第2の光学系は光集積回路を含み、上記分岐手段は
上記光集積回路に形成されたY分岐である。
According to the present invention, the above-described photodetector has photodetectors composed of photoelectric conversion elements arranged in a line.
The second optical system includes an optical integrated circuit, and the branching unit is a Y-branch formed in the optical integrated circuit.

【0022】本発明の白色光干渉計によると、上記第1
の光学系と上記第2の光学系は光ファイバによって接続
され、上記第1の光学系は白色光源と該白色光源からの
光に光路差を生成するビームスプリッタ、固定ミラー及
び可動ミラーと光路差が生成された光を上記光ファイバ
に導くカプラとを有し、上記第2の光学系は上記光ファ
イバを経由した光を導く光集積回路を有し、上記分岐手
段は上記光集積回路に形成されたY分岐である。
According to the white light interferometer of the present invention, the first
And the second optical system are connected by an optical fiber, and the first optical system includes a white light source and a beam splitter that generates an optical path difference between the light from the white light source, a fixed mirror, a movable mirror, and an optical path difference. And a coupler for guiding the generated light to the optical fiber, the second optical system includes an optical integrated circuit for guiding the light passing through the optical fiber, and the branching unit is formed on the optical integrated circuit. Y branch.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1を参照して本発明の白色光干
渉計の第1の例について説明する。本例の白色光干渉計
は、低可干渉性光源、即ち、白色光源11と光路差を生
成する第1の光学系と光路差を検出する第2の光学系を
含む。第1の光学系はコリメータレンズ12と第1のビ
ームスプリッタ21と第1の固定ミラー22と第1の可
動ミラー24とを含む。第2の光学系は反射鏡21と集
光化レンズ42と光集積回路43と光検出装置45とを
有する。光集積回路43は光導波路からなるY分岐44
を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first example of a white light interferometer of the present invention will be described with reference to FIG. The white light interferometer of this example includes a low coherence light source, that is, a first optical system that generates an optical path difference with the white light source 11, and a second optical system that detects the optical path difference. The first optical system includes a collimator lens 12, a first beam splitter 21, a first fixed mirror 22, and a first movable mirror 24. The second optical system has a reflecting mirror 21, a condenser lens 42, an optical integrated circuit 43, and a photodetector 45. The optical integrated circuit 43 includes a Y branch 44 composed of an optical waveguide.
Having.

【0024】白色光源11及び第1の光学系は図6を参
照して説明した従来の白色光干渉計の白色光源11及び
第1の光学系と同様の構成であってよい。第2の光学系
において、反射鏡41を設けることによって白色光干渉
計の全体の寸法を小さくすることができるが、反射鏡4
1を使用することは必須ではない。
The white light source 11 and the first optical system may have the same configuration as the white light source 11 and the first optical system of the conventional white light interferometer described with reference to FIG. In the second optical system, by providing the reflecting mirror 41, the overall size of the white light interferometer can be reduced.
It is not mandatory to use 1.

【0025】白色光源11からの光はコリメータレンズ
12によって平行光線化され、第1のビームスプリッタ
21によって2つの光に分岐される。第1の光は第1の
固定ミラー22を反射してから第1のビームスプリッタ
21に戻り、第2の光は第1の可動ミラー24を反射し
てから第1のビームスプリッタ21に戻る。
The light from the white light source 11 is collimated by the collimator lens 12 and split into two lights by the first beam splitter 21. The first light reflects off the first fixed mirror 22 and then returns to the first beam splitter 21, and the second light reflects off the first movable mirror 24 and returns to the first beam splitter 21.

【0026】第1の光学系によって光路差ΔL1が生成
される。第1のビームスプリッタ21と第1の固定ミラ
ー22の間の距離をL1とし、第1のビームスプリッタ
21と第1の可動ミラー24の間の距離をL2とする。
光路差ΔL1は上述の数1の式によって表される。
An optical path difference ΔL1 is generated by the first optical system. The distance between the first beam splitter 21 and the first fixed mirror 22 is L1, and the distance between the first beam splitter 21 and the first movable mirror 24 is L2.
The optical path difference ΔL1 is expressed by the above equation (1).

【0027】光路差ΔL1を有する光は第1の光学系か
ら第2の光学系に導かれる。即ち反射鏡41を反射し、
集光レンズ42を経由して光集積回路43に導かれる。
Light having the optical path difference ΔL1 is guided from the first optical system to the second optical system. That is, it reflects the reflecting mirror 41,
The light is guided to the optical integrated circuit 43 via the condenser lens 42.

【0028】図2を参照して説明する。Y軸が光集積回
路43に入る光の光軸に沿うように光集積回路43の主
面に沿ってX軸及びY軸をとり、主面に垂直上方にZ軸
をとる。光集積回路43に導かれた光はY分岐44によ
って2つに分岐される。2つの光は光集積回路43より
出て光検出装置45によって検出される。
This will be described with reference to FIG. The X-axis and the Y-axis are taken along the main surface of the optical integrated circuit 43 so that the Y-axis is along the optical axis of the light entering the optical integrated circuit 43, and the Z-axis is taken vertically above the main surface. The light guided to the optical integrated circuit 43 is branched into two by the Y branch 44. The two lights exit from the optical integrated circuit 43 and are detected by the light detection device 45.

【0029】光集積回路43から出た2つの光は、光検
出装置45が配置された位置にて干渉縞を形成する。干
渉縞はXZ平面上のX軸に沿った線上にて明暗の繰り返
しとして現れる。従って光集積回路より適当な距離だけ
離れた位置に、XZ平面上のX軸方向の線に沿って1列
の、例えば光電変換素子からなる光検出素子が配置され
る。図2の半分のグラフは光検出装置45の出力の例で
あり、干渉縞の明暗を示す。
The two lights emitted from the optical integrated circuit 43 form interference fringes at the position where the photodetector 45 is disposed. The interference fringes appear as light and dark repetitions on a line along the X axis on the XZ plane. Therefore, at a position separated from the optical integrated circuit by an appropriate distance, a row of photodetectors, such as photoelectric conversion elements, are arranged along a line in the X-axis direction on the XZ plane. The half graph in FIG. 2 is an example of the output of the photodetector 45 and shows the contrast of the interference fringes.

【0030】図3を参照して説明する。図3は光検出装
置45の出力信号の例である。横軸はX軸方向の距離、
縦軸は光検出装置45の出力である。干渉縞の明の部分
では、光検出装置45の出力の振幅が大きく、干渉縞の
暗の部分では、光検出装置45の出力の振幅は小さい。
中央の明と隣の明の間の距離、即ち、中央の波形のピー
ク位置と隣の波形のピーク位置の間に距離xは、数1の
式によって表される光路差ΔL1に比例する。従って光
路差ΔL1が変化すると、2つの波形のピーク位置の間
の距離xがそれに対応して変化する。
A description will be given with reference to FIG. FIG. 3 is an example of an output signal of the photodetector 45. The horizontal axis is the distance in the X-axis direction,
The vertical axis is the output of the photodetector 45. In the bright portion of the interference fringe, the output amplitude of the photodetector 45 is large, and in the dark portion of the interference fringe, the output amplitude of the photodetector 45 is small.
The distance between the central light and the adjacent light, that is, the distance x between the peak position of the central waveform and the peak position of the adjacent waveform is proportional to the optical path difference ΔL1 represented by the equation (1). Therefore, when the optical path difference ΔL1 changes, the distance x between the peak positions of the two waveforms changes accordingly.

【0031】例えば、図3Aは光路差が初期値のときの
光検出装置45の出力であり、図3Bは光路差が初期値
より変化した後の光検出装置45の出力である。図3A
と図3Bを比較すると判るように、2つの波形のピーク
位置の間の距離がxからx‘に変化している。このピー
ク位置の間の距離の変化量Δx=x‘−xは、光路差の
変化量に対応する。
For example, FIG. 3A shows the output of the photodetector 45 when the optical path difference has an initial value, and FIG. 3B shows the output of the photodetector 45 after the optical path difference has changed from the initial value. FIG. 3A
3B, the distance between the peak positions of the two waveforms changes from x to x ′. The change amount Δx = x′−x of the distance between the peak positions corresponds to the change amount of the optical path difference.

【0032】[0032]

【数3】Δx=kΔL1## EQU3 ## Δx = kΔL1

【0033】これは第1の可動ミラー24の変位又は位
置に対応している。従って、2つの波形のピーク位置の
間の距離の変化を検出することによって、第1の可動ミ
ラー24に装着された測定対象の変位が検出される。
This corresponds to the displacement or position of the first movable mirror 24. Therefore, by detecting a change in the distance between the peak positions of the two waveforms, the displacement of the measurement target mounted on the first movable mirror 24 is detected.

【0034】こうして本例によると、第2の光学系にお
いて可動ミラーを使用しないから、可動ミラーを駆動す
るための機械的駆動装置と可動ミラーの変位を検出する
ための変位検出装置を必要としない。
As described above, according to the present embodiment, since the movable mirror is not used in the second optical system, a mechanical drive for driving the movable mirror and a displacement detector for detecting the displacement of the movable mirror are not required. .

【0035】図4を参照して本発明の第2の例について
説明する。本例の白色光干渉計は低干渉性光源又は白色
光源11と光路差を生成する第1の光学系と光路差を検
出する第2の光学系を含む。第1の光学系は図8を参照
して説明した従来の白色光干渉計の第1の光学系と同様
の構成であってよい。第2の光学系は図1を参照して説
明した本発明の第1の例の第2の光学系と同様な構成で
あってよい。
A second example of the present invention will be described with reference to FIG. The white light interferometer of this embodiment includes a low coherence light source or white light source 11, a first optical system for generating an optical path difference, and a second optical system for detecting the optical path difference. The first optical system may have the same configuration as the first optical system of the conventional white light interferometer described with reference to FIG. The second optical system may have the same configuration as the second optical system of the first example of the present invention described with reference to FIG.

【0036】第1の光学系によって数1の式によって表
される光路差を生成し、第2の光学系によってこの光路
差を検出する。光路差の検出は、図2及び図3を参照し
て説明したように、光検出装置45によってなされる。
The first optical system generates an optical path difference represented by the equation (1), and the second optical system detects the optical path difference. The detection of the optical path difference is performed by the light detection device 45 as described with reference to FIGS.

【0037】図5を参照して本発明の第3の例を説明す
る。本例の白色光干渉計は、低干渉性光源、即ち、白色
光源11と光路差を生成する第1の光学系と光路差を検
出する第2の光学系を含む。第1の光学系は集光レンズ
13とカプラ26とコリメータレンズ25と固定ミラー
23と可動ミラー24とを有する。第2の光学系は光集
積回路44と光検出装置45とを有する。本例では、第
1の光学系と第2の光学系は光ファイバ27によって接
続されている。固定ミラー23はハーフミラーである。
A third example of the present invention will be described with reference to FIG. The white light interferometer of the present example includes a low coherence light source, that is, a white light source 11, a first optical system that generates an optical path difference, and a second optical system that detects the optical path difference. The first optical system has a condenser lens 13, a coupler 26, a collimator lens 25, a fixed mirror 23, and a movable mirror 24. The second optical system has an optical integrated circuit 44 and a photodetector 45. In this example, the first optical system and the second optical system are connected by an optical fiber 27. The fixed mirror 23 is a half mirror.

【0038】白色光源11からの光は集光レンズ13に
よって集光され、カプラ26の一端の光ファイバ端(ピ
ッグテイル)及び他端の光ファイバ端(ピッグテイル)
を経由してコリメータレンズ25に導かれる。コリメー
タレンズ25からの光は固定ミラー23、即ちハーフミ
ラーによって2つに分離される。一方は固定ミラー23
を反射し、他方は固定ミラー23を透過して可動ミラー
24を反射する。
The light from the white light source 11 is condensed by the condensing lens 13, and an optical fiber end (pig tail) at one end of the coupler 26 and an optical fiber end (pig tail) at the other end.
Through the collimator lens 25. Light from the collimator lens 25 is split into two by a fixed mirror 23, that is, a half mirror. One is fixed mirror 23
And the other passes through the fixed mirror 23 and reflects the movable mirror 24.

【0039】2つの光は、カプラ26の一端の光ファイ
バ端(ピッグテイル)及び他端の光ファイバ端(ピッグ
テイル)を経由し更に光ファイバ27を経由して光集積
回路43に導かれる。
The two lights are guided to the optical integrated circuit 43 via the optical fiber end (pig tail) at one end of the coupler 26 and the optical fiber end (pig tail) at the other end, and further via the optical fiber 27.

【0040】同様に、第1の光学系によって数1の式に
よって表される光路差を生成し、第2の光学系によって
この光路差を検出する。光路差の検出は、図2及び図3
を参照して説明したように、光検出装置45によってな
される。
Similarly, an optical path difference represented by the equation (1) is generated by the first optical system, and the optical path difference is detected by the second optical system. The detection of the optical path difference is shown in FIGS.
Is performed by the photodetector 45 as described with reference to FIG.

【0041】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiments and can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention. It will be easily understood.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明によると、白色光干渉計におい
て、光路差検出用の光学系において可動ミラーを使用し
ないから、可動ミラーのための移動装置及び変位測定装
置を必要としない利点を有する。
According to the present invention, the white light interferometer has an advantage that a moving device and a displacement measuring device for the movable mirror are not required since the movable mirror is not used in the optical system for detecting the optical path difference.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の白色光干渉計の第1の例を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a first example of a white light interferometer of the present invention.

【図2】本発明の白色光干渉計の光検出装置を説明する
ための説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a light detection device of the white light interferometer of the present invention.

【図3】本発明の白色光干渉計の光検出装置の出力の例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an output of the light detection device of the white light interferometer of the present invention.

【図4】本発明の白色光干渉計の第2の例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a second example of the white light interferometer of the present invention.

【図5】本発明の白色光干渉計の第3の例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a third example of the white light interferometer of the present invention.

【図6】従来のマイケルソン型白色光干渉計の例を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional Michelson-type white light interferometer.

【図7】従来の白色光干渉計の測定原理を説明するため
の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a measurement principle of a conventional white light interferometer.

【図8】従来のファブリペロ型白色光干渉計の例を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional Fabry-Perot white light interferometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…白色光源 12…コリメータレンズ、 13…集
光レンズ、 21…ビームスプリッタ、 22,23…
固定ミラー、 24…可動ミラー、 25…コリメータ
レンズ、 26…カプラ、 27…光ファイバ、 31
…ビームスプリッタ、 32,33…固定ミラー、 3
4…可動ミラー、 36…受光器、 41…反射鏡、
42…集光レンズ、 43…光集積回路、 44…Y分
岐、 45…光検出装置、
11 white light source 12 collimator lens 13 condensing lens 21 beam splitter 22, 23
Fixed mirror, 24: movable mirror, 25: collimator lens, 26: coupler, 27: optical fiber, 31
… Beam splitter, 32, 33… Fixed mirror, 3
4: movable mirror, 36: light receiver, 41: reflecting mirror,
42: condenser lens, 43: optical integrated circuit, 44: Y branch, 45: photodetector,

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 白色光源と、該白色光源からの光に光路
差を生成するための第1の光学系と、該第1の光学系か
らの光の光路差を検出するための第2の光学系と、を有
し、該第2の光学系は光を2つに分岐する分岐手段と該
分岐手段からの光によって生成された干渉縞を検出する
ための光検出装置を有することを特徴とする白色光干渉
計。
1. A white light source, a first optical system for generating an optical path difference in light from the white light source, and a second optical system for detecting an optical path difference of light from the first optical system. An optical system, wherein the second optical system includes a branching unit that splits the light into two, and a light detection device that detects an interference fringe generated by the light from the branching unit. White light interferometer.
【請求項2】 請求項1記載の白色光干渉計において、
上記光検出装置は1列に並べられた光電変換素子からな
る光検出素子を有することを特徴とする白色光干渉計。
2. The white light interferometer according to claim 1, wherein
The white light interferometer, wherein the light detection device includes a light detection element including photoelectric conversion elements arranged in a line.
【請求項3】 請求項1記載の白色光干渉計において、
上記第2の光学系は光集積回路を含み、上記分岐手段は
上記光集積回路に形成されたY分岐であることを特徴と
する白色光干渉計。
3. The white light interferometer according to claim 1, wherein
The second optical system includes an optical integrated circuit, and the branching unit is a Y-branch formed in the optical integrated circuit.
【請求項4】 請求項1記載の白色光干渉計において、
上記第1の光学系と上記第2の光学系は光ファイバによ
って接続され、上記第1の光学系は白色光源と該白色光
源からの光に光路差を生成するビームスプリッタ、固定
ミラー及び可動ミラーと光路差が生成された光を上記光
ファイバに導くカプラとを有し、上記第2の光学系は上
記光ファイバを経由した光を導く光集積回路を有し、上
記分岐手段は上記光集積回路に形成されたY分岐である
ことを特徴とする白色光干渉計。
4. The white light interferometer according to claim 1, wherein
The first optical system and the second optical system are connected by an optical fiber, and the first optical system includes a white light source and a beam splitter that generates an optical path difference between the light from the white light source, a fixed mirror, and a movable mirror. And a coupler for guiding the light having the generated optical path difference to the optical fiber, the second optical system includes an optical integrated circuit for guiding the light passing through the optical fiber, and the branching unit includes the optical integrated circuit. A white light interferometer having a Y-branch formed in a circuit.
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