JP2003101111A - 連続可変波長光源の波長較正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度で波長可変レーザーなどの連続可変波長
光源から出射される光の波長を較正することのできる連
続可変波長光源の波長較正方法を提供する。 【解決手段】連続可変波長光源から出射される光の波長
を較正する連続可変波長光源の波長較正方法において、
標準試料を対象として、連続可変波長光源から出射され
る光の波長を走査しながら干渉縞の測定を行う第１のス
テップと、上記第１のステップで測定された干渉縞の周
波数分布を短時間フーリエ変換法を用いて測定する第２
のステップと、上記第２のステップで測定された周波数
分布に基づいて、周波数が高い個所では波長の走査の送
り幅を減少させ、周波数の低い個所では波長の走査の送
り幅を増加させるように上記連続可変波長光源から出射
される光の波長を修正する第３のステップとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続可変波長光源
の波長較正方法に関し、さらに詳細には、波長可変レー
ザーなどの連続可変波長光源から出射される光の波長を
較正する連続可変波長光源の波長較正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、物体の表面形状を測定する際
に、高精度で広範囲の絶対値測定が可能な測定装置とし
て波長走査干渉計が知られている。この波長走査干渉計
は、物体の表面の各点に対して高さの絶対値を求めるこ
とができるので、物体の任意形状測定するのに適してい
る。

【０００３】こうした波長走査干渉計において高い分解
能を得るためには、広帯域で波長を連続的に可変するこ
とのできる連続可変波長光源が必要である。このような
連続可変波長光源としては、例えば、本願出願人の出願
に係る特開平９−１７２２１５号公報「波長可変レーザ
ーにおける波長選択方法および波長可変レーザーにおけ
る波長選択可能なレーザー発振装置」、特開平９−２９
８３３１号公報「波長可変レーザーにおける波長選択可
能なレーザー発振装置」ならびに特開平９−２９８３３
２号公報「波長可変レーザーにおける波長選択可能なレ
ーザー発振装置」などに開示された音響光学素子を用い
て電子制御により波長選択を行うチタンサファイアレー
ザーなどのような波長可変レーザーが知られており、本
願出願人によりこのような連続可変波長光源を備えた波
長走査干渉計が提案されている。

【０００４】ところで、上記したような連続可変波長光
源を備えた波長走査干渉計を用いて正確な高さ測定を行
うためには、連続可変波長光源の波長を波数において直
線的に変化させて走査する必要がある。

【０００５】このため、こうした走査を実現するための
手法として、高精度で波長可変レーザーなどの連続可変
波長光源から出射される光の波長を較正する連続可変波
長光源の波長較正方法の提案が強く望まれていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術に対する要望に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、高精度で波長可変レーザ
ーなどの連続可変波長光源から出射される光の波長を較
正することのできる連続可変波長光源の波長較正方法を
提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、連続可変波
長光源から出射される光の波長を較正する連続可変波長
光源の波長較正方法において、標準試料を対象として、
連続可変波長光源から出射される光の波長を走査しなが
ら干渉縞の測定を行う第１のステップと、上記第１のス
テップで測定された干渉縞の周波数分布を短時間フーリ
エ変換法を用いて測定する第２のステップと、上記第２
のステップで測定された周波数分布に基づいて、周波数
が高い個所では波長の走査の送り幅を減少させ、周波数
の低い個所では波長の走査の送り幅を増加させるように
上記連続可変波長光源から出射される光の波長を修正す
る第３のステップとを有するようにしたものである。

【０００８】ここで、上記第１のステップ乃至上記第３
のステップの処理は、本発明のうち請求項２に記載の発
明のように、上記第２のステップで測定された干渉縞の
周波数分布が均一になるまで繰り返し行うようにしても
よい。

【０００９】従って、本発明のうち請求項１または請求
項２に記載の発明によれば、高精度で連続可変波長光源
から出射される光の波長を較正することができるように
なる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明による連続可変波長光源の波長較正方法の実施の形
態について詳細に説明するものとする。

【００１１】はじめに、本発明による連続可変波長光源
の波長較正方法の第１の実施の形態として、本発明によ
る連続可変波長光源の波長較正方法を実施した波長走査
干渉計について説明する。

【００１２】図１には、こうした波長走査干渉計の概念
構成説明図が示されており、この波長走査干渉計は、光
音響素子を用いた波長選択素子（ＡＯＴＦ：ａｃｏｕｓ
ｔｏ−ｏｐｔｉｃ ｔｕｎａｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ）１
２を用いて電子制御により波長選択を行うチタンサファ
イアレーザー（Ｔｉ−Ｓレーザー）１４を備えた連続可
変波長光源１０と、チタンサファイアレーザー１４を励
起する励起光を出射するＹＡＧレーザー１６と、ＲＦ
（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を発生する際
のパラメータ（パラメータは、例えば、ＲＦ信号の周波
数や当該周波数の変化のタイミングなどである。）を記
憶したＲＦテーブルを参照してＲＦ信号を発生して波長
選択素子１２にＲＦ信号を入力するとともにＹＡＧレー
ザー１６にＲＦ信号によるトリガを入力するＲＦコント
ローラ１８と、ＲＦコントローラ１８がＲＦ信号を出力
する際に参照するパラメータを記憶したＲＦテーブルを
更新する制御を随時行うコンピュータ２０と、連続可変
波長光源１０から出射されたレーザー光をシングルモー
ドの光ファイバ２２を介して導入する干渉計２４と、干
渉計２４により発生された干渉縞を撮像するマルチポー
トＣＣＤカメラ２６と、マルチポートＣＣＤカメラ２６
が撮像した干渉縞を示すアナログ信号をデジタル信号の
画像データに変換してコンピュータ２０へ入力するＡ／
Ｄコンバータ２８とを有して構成されている。なお、コ
ンピュータ２０は、後述するように、Ａ／Ｄコンバータ
２８介してマルチポートＣＣＤカメラ２６から入力され
た干渉縞の画像データの処理を行う。

【００１３】ここで、連続可変波長光源１０は、この実
施の形態においては、波長を約７３０ｎｍ〜８５０ｎｍ
の範囲で可変することができ、その出力は約１０μＪ／
ｐｕｌｓｅであり、パルス繰り返し周波数は約２５０Ｈ
ｚとする。

【００１４】より詳細には、この連続可変波長光源１０
のチタンサファイアレーザー１４の励起光としては、ダ
イオード励起のＹＡＧレーザー１６の２倍高調波を用い
ている。ＹＡＧレーザー１６は、ＲＦコントローラ１８
からのＲＦ信号をトリガとして用いてＱスイッチを駆動
してパルス発振させている。

【００１５】この連続可変波長光源１０は、ＹＡＧレー
ザー１６から出射された励起光をチタンサファイアレー
ザー１４に入射することにより、連続可変波長光源１０
内に設けられた所定の構成の共振器によってレーザー発
振させるものであり、この際に、当該共振器内に配設さ
れた波長選択素子１２を１０９〜１６０ＭＨｚの周波数
のＲＦ信号によって振動させる（ＲＦ信号は、ＲＦコン
トローラ１８から供給される。）。このＲＦ信号の周波
数によって、波長選択素子１２の回折波長を選択してレ
ーザーの発振波長を制御することができる。

【００１６】従って、この連続可変波長光源１０は、回
折格子などを機械的に動かして波長選択を行う従来の波
長可変レーザーと比べて同調に要する時間が非常に短
く、バックラッシュによる再現性の悪化とも無縁である
ため、１０ｋＨｚ以上の繰り返し速度において１パルス
毎に自由に発振波長を選択することが可能となり、コン
ピュータ２０により制御されるＲＦコントローラ１８を
用いて各パルスの発振波長を数値的に設定することによ
って非線形な波長走査を自由に行うこともできるもので
ある。

【００１７】また、干渉計２４は、この実施の形態にお
いては、連続可変波長光源１０側のコリメーターレンズ
と結像レンズとを兼用してビームスプリッターを分割し
たマイケルソン型干渉計とする。

【００１８】この干渉計２４は、可動式の架台に載せて
移動させながら測定することが可能となされており、結
像倍率は２．４倍であり、受光素子の全域に対応する
「５．１２ｍｍ×５．１２ｍｍ」の範囲をカバーする視
野を持ち、同時測定範囲２ｍｍを目標としてこの範囲の
被写体に対して面内解像度１０μｍを維持できる被写界
深度をもつように設計されており、チタンサファイアレ
ーザー１４の発振波長域で１００ｎｍの波長走査に対し
て像のずれが１画素以内に収まるように色収差を補正し
たものとなされている。

【００１９】次に、マルチポートＣＣＤカメラ２６と
は、画素数の多いＣＣＤで性能を落とさずに読み出し時
間を短縮するため、全体を分割して複数の読み出しポー
トから並列に信号を取り出すように構成されているＣＣ
Ｄカメラである。

【００２０】マルチポートＣＣＤカメラ２６は、この実
施の形態においては、５１２×５１２画素を１２８×２
５６画素の８領域に分割しており、動作速度１０Ｍｐｉ
ｘｅｌ／ｓで１画面の読み出しを約３．５ｍｓで終了す
るように設計されている。

【００２１】また、マルチポートＣＣＤカメラ２６は、
連続可変波長光源１０がパルスレーザーであるためシャ
ッター機能を省略し、画素の有効面積を大きくとれるフ
ルフレームトランスファー方式を採用しており、画素サ
イズは「２４×２４μｍ」であって、４００〜１０００
ｎｍの波長範囲に感度をもち、量子効率は最大０．２で
あるように設計されている。

【００２２】ここで、マルチポートＣＣＤカメラ２６の
ヘッドは、相関２重サンプリング機能をもつプリアンプ
を８系統と読み出し動作のクロック発生回路とを組み込
み、０〜１Ｖの明暗信号と同期クロックを出力する。出
力におけるノイズを約２ｍＶ _ｐ−ｐに抑えると、Ａ／Ｄ
コンバータ２８が８ビット分解能でＡ／Ｄ変換を行うと
ノイズは分解能以下となって無視することができる。

【００２３】外部からのトリガに対する読み出し開始ま
での時間は約１μｓで読み出し時間に比べて無視できる
程度に短くすることができるため、最小撮像間隔は読み
出し時間に等しい３．５ｍｓとなり、１０２４画面を約
３．５秒で撮像することができる。

【００２４】以上の構成において、連続可変波長光源１
０によって出射されるレーザー光の波長を走査しなが
ら、５１２×５１２画素のマルチポートＣＣＤカメラ２
６で１０２４枚の画像を撮影することにより、高さ分解
能３μｍにおいて約１．５ｍｍの測定範囲が得られる
が、コンピュータ２０は、約２５万点の画素についてそ
れぞれ１０２４点の明暗値として記録された干渉縞の周
波数を求める処理を行う。

【００２５】ここで、各明暗値を８ビットで記録しても
データ総量は２５６ＭＢに達するので、汎用の計算機で
は各画素のデータを再配列してＦＦＴ（ｆａｓｔ Ｆｏ
ｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算を行い、得られ
たスペクトルからピークを検出する処理に数分間は必要
となる。このためコンピュータ２０は、１組のボード上
に６４ＭＢのフレームメモリーを備えてマルチポートＣ
ＣＤカメラ２６の１ポートから出力されるデータを記録
するようになされている。ボード上に４個のＤＳＰ（ｄ
ｉｇｉｔａ１ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を
備え，それぞれが８１９２画素のデータを約９．５秒で
処理する。即ち、各ボードは２組のフレームメモリーを
もち、この２組のフレームメモリーを交互に切り替える
ことによって演算中に新しい１組のデータを記録するこ
とが可能であり、これにより連続して多数の視野を測定
する場合には撮影と演算を並行処理できるようになるの
で、１視野について９．５秒で処理が終了する。

【００２６】コンピュータ２０は、フレームメモリーか
ら特定画素の波長走査方向のデータ列を取り出して演算
用の高速メモリーに転送する３次元アドレス制御回路を
備えており、内部のデータ転送を自動化している。シス
テムバスに過大な負担をかけないために、ＦＦＴ演算に
引き続いて内部でピーク検出を行い、検出した周波数と
振幅の値のみを出力することによってホストＣＰＵへの
データ転送量を８系統のシステム全体で１ＭＢに抑えて
いる。測定条件に応じてピーク検出方式を調整すること
を想定し、ＤＳＰのプログラム中に複数のアルゴリズム
を搭載して随時切り替えられるようにしてもよい。

【００２７】上記した波長走査干渉計においては、コン
ピュータ２０の制御により、以下に説明するような本発
明による連続可変波長光源の波長較正方法の処理が実行
され、連続可変波長光源１０の波長を波数において直線
的に変化させて走査している。

【００２８】即ち、まず、干渉計２４を用いて標準試料
（標準試料としては、例えば、ゲージブロックを用いる
ことができる。）の測定を行い、連続可変波長光源１０
の波長走査による干渉縞を記録する。

【００２９】次に、この干渉縞の周波数分布を短時間フ
ーリエ変換法を用いて測定し、周波数が高い個所では波
長走査の送り幅を減少させ、低い個所では増加させるよ
うにＲＦテーブルのパラメータを書き換えて、連続可変
波長光源１０の波長設定値を修正する。

【００３０】そして、干渉縞の周波数分布が均一になる
までこの操作を繰り返すことにより、干渉縞全体の周波
数を表すスペクトルに現れるピークを尖鋭にして、これ
により周波数を精密に読み取ることが可能になる。その
結果、高さ測定値の精度が向上する。

【００３１】この連続可変波長光源の波長較正方法にお
いては、上記した波長走査干渉計の構成をそのまま使用
するため、標準試料以外に特別な装置を必要としないの
で、正確な測定を安価に行うことができるものである。

【００３２】また、較正操作に必要な時間も短く、測定
作業の一部として頻繁に較正を行うことが容易であるた
め連続可変波長光源１０の安定性に対する要求を緩める
ことができる。

【００３３】さらに、この方法によって較正された波長
走査干渉計では光学系の波長分散によって発生する誤差
が補正されているので、連続可変波長光源１０を単独で
較正した場合と比較してより高い精度が得られることに
なる。

【００３４】より詳細には、本発明による連続可変波長
光源の波長較正方法の処理手順は、以下の通りである。

【００３５】（１）波長走査方向の画面番号１（１＝
０，１・・・，１０２３）に対して波長選択素子１２に
印加するＲＦ信号の周波数が直線的に変化する照射プロ
グラムを生成してＲＦテーブルを更新し、当該ＲＦ信号
の周波数が直線的に変化する照射プログラムにより更新
されたＲＦテーブルのパラメータを初期値として標準試
料を対象にテスト測定を行う。

【００３６】（２）テスト測定によって得られた画像デ
ータから適当な画素を選択し、この画素の明るさＩを波
長走査方向に並べたデータ列Ｉ_ｉ（ｉ＝０，１，・・
・，１０２３）を抽出する（図２参照）。

【００３７】（３）データ列Ｉ_ｉに対して適当な幅のガ
ウス分布型窓関数（図３参照）を乗算して短時間フーリ
エ変換を行い、局所スペクトルを求める。このとき、ガ
ウス分布型窓関数の中心をＩ＝０からＩ＝１０２３まで
変化させて各点を中心とした局所スペクトルＳ_ｉを順次
求める。ガウス分布型窓関数の幅は対象とするデータの
特性に応じて適宜調整し、ゼロフィル法により、ガウス
分布型窓関数がデータの範囲をはみ出す部分については
Ｉ＝０として計算上必要な見掛けのデータ点を補う。

【００３８】（４）局所スペクトルＳ_ｉに対してピーク
検出処理を施し、ピークの分布中心を局所周波数ｆ_ｉと
する。このとき、ピーク形状をガウス分布型としてフィ
ッティングを行う（図４参照）。計算法は、データ列Ｉ
_ｉの対数ｌｏｇ（Ｉ_ｉ）に対して重みつき最小二乗法に
よってｉの２次関数を当てはめる方法と、データ列Ｉ _ｉ
に対して非線形最小二乗法によってガウス分布を直接当
てはめる方法とのいずれかを用いることができる。

【００３９】（５）上記した（４）で求めた局所周波数
を目標値と比較し、両者の比率に応じて照射プログラム
を生成し、この照射プログラムによりＲＦテーブルを修
正する。このとき、局所線形近似により、ｉとｉ＋１と
の間のＲＦ周波数の差分と局所周波数ｆ_{ｉ＋０．５}とが
比例するものと仮定する。両者の中間に相当する位置の
局所周波数ｆ_{ｉ＋０．５}は、ｆ_ｉとｆ_ｉ＋１との線形補
間によって「ｆ_{ｉ＋０ ．５}＝（ｆ_ｉ＋ｆ_ｉ＋１）／２」
として求める。任意に設定した干渉縞周波数の目標値を
ｆ_０とし、ＲＦ周波数ｆ_ＲＦの差分Δｆ_ＲＦｉ（Δｆ
_ＲＦｉ＝ｆ_{ＲＦｉ ＋１}×ｆ_ＲＦｉ（ｉ＝０，１，・・
・，１０２２））に（ｆ_０／ｆ_１）を乗算して新しいｆ
_ＲＦｉを求める。この値を用いて「ｆ_{ＲＦｉ＋１}＝ｆ
_ＲＦｉ＋△ｆ_{Ｒ Ｆｉ}（ｉ＝０，１，・・・，１０２
２）」としてｉ方向に順次差分を積算することによって
新しいｆ_ＲＦｉを求める（図５参照）。

【００４０】（６）上記した（５）で修正したＲＦテー
ブルを用いて再度テスト測定を行い、上記した（２）に
戻って同じ手順を繰り返す。局所周波数ｆ_ｉの変動幅を
検査し、これが規定値以内に収まったら較正終了とす
る。図６には、ＲＦテーブルの修正結果の一例が示され
ており、初期値のＲＦテーブルを用いた測定結果（ＳＴ
ＥＰ０）と、初期値を修正したＲＦテーブルを用いた１
回目の測定結果（ＳＴＥＰ１）と、上記した（２）以降
の処理の繰り返しによりＳＴＥＰ１におけるＲＦテーブ
ルを修正したＲＦテーブルを用いた測定結果（ＳＴＥＰ
２）と、上記した（２）以降の処理の繰り返しによりＳ
ＴＥＰ２におけるＲＦテーブルを修正したＲＦテーブル
を用いた測定結果（ＳＴＥＰ３）と、上記した（２）以
降の処理の繰り返しによりＳＴＥＰ３におけるＲＦテー
ブルを修正したＲＦテーブルを用いた測定結果（ＳＴＥ
Ｐ４）と、上記した（２）以降の処理の繰り返しにより
ＳＴＥＰ４におけるＲＦテーブルを修正したＲＦテーブ
ルを用いた測定結果（ＳＴＥＰ５）と示している。

【００４１】図６の測定結果から判るように、上記した
（２）以降の処理を数回、例えば、５回ほど行うことに
より、連続可変波長光源１０の波長を波数において直線
的に変化させて走査することが可能になる。

【００４２】なお、上記した本発明による連続可変波長
光源の波長較正方法の処理手順の（３）において、ガウ
ス分布型窓関数の中心をｉの整数値から０．５ずらすこ
とによってｆ_{ｉ＋０．５}を直接求め、上記した（５）に
おいてｆ_ｉとｆ_ｉ＋１とから線形補間によりｆ
_{ｉ＋０．５}を求める手順を除いても同等の結果が得られ
る。

【００４３】次に、本発明による連続可変波長光源の波
長較正方法の第２の実施の形態として、本発明による連
続可変波長光源の波長較正方法を実施した波長可変レー
ザー装置について説明する。

【００４４】図７には、こうした波長可変レーザー装置
の概念構成説明図が示されている。なお、この図７に示
す波長可変レーザー装置の各構成のなかで、図１に示す
波長走査干渉計の各構成と同一あるいは相当する構成に
関しては、図１において用いた符号と同一の符号を用い
て示すことにより、その構成ならびに作用の詳細な説明
は省略する。

【００４５】図７に示す波長可変レーザー装置において
は、標準試料としてステップゲージ２００を装着した干
渉計２４に、較正対象となる連続可変波長光源１０であ
る波長可変レーザー光源からのレーザー出力光を導入す
る。予め他の測定機によって較正されたステップゲージ
２００を用い、高さの差が既知である２点を試験測定の
対象とする。

【００４６】そして、この２点に対応する干渉縞信号が
得られるように受光器を設置する。受光器は画像を撮影
するＣＣＤ等の素子を用いても良いし、適切な位置にフ
ォトダイオードなどの単独の受光素子を２個配置してこ
れを用いても良い。この図７に示す例においては、２個
のフォトダイオードＤ１、Ｄ２を設けるように構成して
いる。

【００４７】干渉縞の信号を取得するＡ／Ｄコンバータ
２８およびメモリや信号処理を行うＣＰＵを備えたコン
ピュータ２０は、較正に用いる特定画素あるいは単独の
受光素子（２個のフォトダイオードＤ１、Ｄ２）から得
られる２系統の信号を処理するのに必要な容量を備えて
いれば良い。

【００４８】この波長可変レーザー装置においては、波
長の値を絶対的に決定するために、走査範囲内で一点の
み独立した基準で波長測定を行う。既知の吸収スペクト
ルを持つ標準フィルター２０２を干渉計２４の物体光ま
たは参照光どちらか一方の光路内に配置して、干渉縞信
号にこの標準フィルター２０２の吸収スペクトルを重畳
する。あるいは、干渉計２４とは別途に標準フィルター
２０２の透過率を測定しても良い。

【００４９】また、標準フィルター２０２としては、反
射光を用いる形式のものを用いることもできる。

【００５０】以下、この波長可変レーザー装置における
連続可変波長光源の波長較正方法の較正手順について説
明する。

【００５１】まず、２箇所の測定点のいずれか一方を対
象として、図１に示す波長走査干渉計における連続可変
波長光源の波長較正方法と同様の手順により、レーザー
光の波数が直線的に変化するＲＦ周波数テーブルを求め
る。

【００５２】即ち、試験照射のパルス番号（画面番号）
に対してＲＦ信号を直線的に変化させる初期値を設定
し、試験照射を行って波長走査による干渉縞信号を記録
する。この干渉縞信号に短時間フーリエ変換を施して干
渉縞の周波数分布を求め、検出された局所周波数と目標
値との比率に従ってＲＦテーブル各点の変化量を修正す
る。修正された変化量を積算して新しいＲＦ周波数テー
ブルを作り、このテーブルを用いて再測定を行う。干渉
縞信号の周波数分布が十分平坦になるまで以上の手順を
繰り返す。

【００５３】以上の手順は、図１に示す波長走査干渉計
における連続可変波長光源の波長較正方法と同様の手順
である。

【００５４】次に、波数空間において直線的に変化する
ＲＦ周波数テーブルが得られたら、もう一方の測定点で
得られた信号の干渉縞周波数を求め、２点の周波数を決
定する。このとき、干渉縞の周波数と光路差とが比例す
ることを利用して、以下のようにＲＦ周波数に対する波
数の変化率を求めることができる。

【００５５】即ち、２点について測定された干渉縞周波
数をそれぞれｆ_１、ｆ_２、波長走査範囲の両端での波数
の差をΔνとすると、各々の段における干渉計２４の光
路差ΔＬ_１、Ｌ_２との関係 ｆ_１＝△Ｌ_１Δν ｆ_２＝△Ｌ_２Δν より、 ｆ_１−ｆ_２＝（△Ｌ_１−△Ｌ_２）Δν＝２△ｈΔν △ｈ：ステップゲージ２００の段差 が得られる。ここで、ステップゲージ２００の段差Δｈ
に別途較正された既知の値を用いると、２点の干渉縞の
周波数から波数の走査幅が、 Δν＝（ｆ_１−ｆ_２）／２△ｈ と求められる。

【００５６】以上の操作により、波数が直線的に変化す
ることが保証され、その変化幅が求まったため、走査範
囲内の任意の一点において波数あるいは波長の絶対値を
求めれば、走査範囲全域において波数を決定することが
できる。このために必要な波数の基準値測定は、以下の
手順で行う。

【００５７】即ち、標準フィルター２０２を干渉計２４
の光路内に設置した場合に、短時間フーリエ変換によっ
て求められた局所スペクトル（図４参照）のピーク高さ
が干渉縞の強度を示し、干渉計の物体光と参照光の比率
が「１：１」であるときに最も強度が高くなるため、光
の分岐比を適切に設定すると、窓関数の中心周波数に対
するピーク高さの変化が標準フィルター２０２の透過ス
ペクトルに対応する。

【００５８】この結果から、標準フィルター２０２のス
ペクトルの特徴より既知の波長を導き、これに対応する
ＲＦ周波数を決定することができる。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、高精度で波長可変レーザーなどの連続可変
波長光源から出射される光の波長を較正することのでき
る連続可変波長光源の波長較正方法を提供することがで
きるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による連続可変波長光源の波長較正方法
を実施した波長走査干渉計の概念構成説明図である。

【図２】画素の明るさＩを波長走査方向に並べたデータ
列Ｉ_ｉを示すグラフである。

【図３】データ列Ｉ_ｉに対して適当な幅のガウス分布型
窓関数を示すグラフである。

【図４】局所スペクトルＳ_ｉに対してピーク検出処理を
施し、ピークの分布中心を局所周波数ｆ_ｉとし、ピーク
形状をガウス分布型としてフィッティングを行う処理を
示す説明図である。

【図５】本発明による連続可変波長光源の波長較正方法
の処理の手法を示す説明図である。

【図６】本発明による連続可変波長光源の波長較正方法
を実施した際における波長較正の結果を示すグラフであ
る。

【図７】本発明による連続可変波長光源の波長較正方法
を実施した波長可変レーザー装置の概念構成説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 連続可変波長光源 １２ 波長選択素子（ＡＯＴＦ） １４ チタンサファイアレーザー １６ ＹＡＧレーザー １８ ＲＦコントローラ ２０ コンピュータ ２２ 光ファイバ ２４ 干渉計 ２６ マルチポートＣＣＤカメラ ２８ Ａ／Ｄコンバータ ２００ ステップゲージ ２０２ 標準フィルター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続可変波長光源から出射される光の波
   長を較正する連続可変波長光源の波長較正方法におい
   て、 標準試料を対象として、連続可変波長光源から出射され
   る光の波長を走査しながら干渉縞の測定を行う第１のス
   テップと、 前記第１のステップで測定された干渉縞の周波数分布を
   短時間フーリエ変換法を用いて測定する第２のステップ
   と、 前記第２のステップで測定された周波数分布に基づい
   て、周波数が高い個所では波長の走査の送り幅を減少さ
   せ、周波数の低い個所では波長の走査の送り幅を増加さ
   せるように前記連続可変波長光源から出射される光の波
   長を修正する第３のステップとを有する連続可変波長光
   源の波長較正方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の連続可変波長光源の波
   長較正方法において、 前記第２のステップで測定された干渉縞の周波数分布が
   均一になるまで、前記第１のステップ乃至前記第３のス
   テップの処理を繰り返す連続可変波長光源の波長較正方
   法。