JP2021047145A - レーザー干渉型変位計及び変位測定方法 - Google Patents
レーザー干渉型変位計及び変位測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021047145A JP2021047145A JP2019171349A JP2019171349A JP2021047145A JP 2021047145 A JP2021047145 A JP 2021047145A JP 2019171349 A JP2019171349 A JP 2019171349A JP 2019171349 A JP2019171349 A JP 2019171349A JP 2021047145 A JP2021047145 A JP 2021047145A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- unit
- light
- point
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 32
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 claims description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 10
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 20
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
測定可能な変位ダイナミックレンジはレーザー光源の半波長よりも更に狭いという短所がある。この短所を克服する試みとして、非特許文献1に示すホモダイン式レーザー干渉計が知られている。この干渉計は、n-Command Pernick法と命名される方式によって半波長を超えて変位ダイナミックレンジを拡張することを提案しているが、測定対象は周波数が既知の定常振動である場合に適用が限定される。
化する。この干渉信号強度を時間軸で連続して取得すると、図3(c)に示す干渉波形(干渉信号強度の時間変化)が得られる。図3(c)に示すa点とb点は、図3(b)のa点とb点にそれぞれ対応する。図3に示す例において、変調信号の出力がa点に達したとき、干渉信号強度はV2kをピークとして増加から減少に転じるため、図3(c)に示すa点のピーク(極値)は極大値となる。また、変調信号の出力がb点に達したとき、干渉信号強度はV2k+1をピークとして増加から減少に転じるため、図3(c)に示すb点のピークも極大値となる。
力がa点とb点の間を行き来しているとき、干渉信号強度は、a点において最小値となり、b点において最大値の1/2となる。
きの位相差φ)又はb点(変調信号の出力が最大であるときの位相差φ)が干渉フリンジの谷又は山を越える度に、メモリに記憶しているゾーン番号Zを適切に更新して、a点やb点の属する位相範囲を判定することで、大変位を測定することができる。
調されており、干渉フリンジの山を通過する(a点とb点の間に干渉フリンジの山が1つだけ存在する)。ステップS16とステップS18の場合はいずれも、ゾーン番号Z=−1とゾーン番号Z=1の間で位相変調されており、干渉フリンジの山と谷の両方を通過する(a点とb点の間に干渉フリンジの山と谷が合わせて2つ存在する)。
ある場合には0.27ラジアン、極値xが誤差を含む場合には0.53ラジアンとなり、位相誤差は0.26ラジアンとなる。すなわち、この場合、第1の閾値L1、第2の閾値L2を設定しない場合の位相誤差0.45ラジアンを100%として比べると、位相誤差を58%まで低減することができる。
Claims (5)
- 測定対象の変位を非接触で測定するレーザー干渉型変位計であって、
連続光を出力する光源部と、
前記連続光を参照光とプローブ光とに分岐する分岐部と、
前記参照光を位相変調する変調部と、
前記変調部を駆動する変調信号を発生する信号発生部と、
前記変調信号の全振幅を、πラジアンより大きく2πラジアン未満の値に2πm(mは0以上の整数)ラジアンを加算した値に設定する信号設定部と、
前記測定対象で反射された前記プローブ光と位相変調された前記参照光との干渉光を受光する受光部と、
前記受光部からの干渉信号に基づいて前記測定対象の変位を求める演算部とを含む、レーザー干渉型変位計。 - 請求項1において、
前記信号設定部は、
前記変調信号の全振幅を、1.5πラジアンに2πmラジアンを加算した値に設定する、レーザー干渉型変位計。 - 請求項1又は2において、
前記演算部は、
前記干渉信号から極値を抽出するピーク抽出部と、
πラジアン毎に区切った複数の位相範囲を設定し、前記極値が極大値であるか極小値であるかに基づいて、前記極値の位相範囲を判定するゾーン判定部と、
前記極値と、前記ゾーン判定部の判定結果とに基づいて、前記プローブ光と前記参照光の光路長差に対応する位相を計算する位相計算部とを備える、レーザー干渉型変位計。 - 請求項3において、
前記演算部は、
前記ピーク抽出部により抽出された極値のうち第1の閾値L1以上の極値と第2の閾値L2(L2<L1)以下の極値を除外する除外部を更に備え、
前記位相計算部は
前記除外部により除外された極値以外の極値と、前記ゾーン判定部の判定結果とに基づいて、前記位相を計算する、レーザー干渉型変位計。 - 測定対象の変位を非接触で測定する変位測定方法であって、
光源部から出力された連続光を参照光とプローブ光とに分岐する分岐ステップと、
前記参照光を変調部により位相変調する変調ステップと、
前記変調部を駆動する変調信号を発生する信号発生ステップと、
前記変調信号の全振幅を、πラジアンより大きく2πラジアン未満の値に2πm(mは0以上の整数)ラジアンを加算した値に設定する信号設定ステップと、
前記測定対象で反射された前記プローブ光と位相変調された前記参照光との干渉光を受光部により受光する受光ステップと、
前記受光部からの干渉信号に基づいて前記測定対象の変位を求める演算ステップとを含む、変位測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019171349A JP7335598B2 (ja) | 2019-09-20 | 2019-09-20 | レーザー干渉型変位計及び変位測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019171349A JP7335598B2 (ja) | 2019-09-20 | 2019-09-20 | レーザー干渉型変位計及び変位測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021047145A true JP2021047145A (ja) | 2021-03-25 |
JP7335598B2 JP7335598B2 (ja) | 2023-08-30 |
Family
ID=74876249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019171349A Active JP7335598B2 (ja) | 2019-09-20 | 2019-09-20 | レーザー干渉型変位計及び変位測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7335598B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114264238A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-01 | 西南交通大学 | 一种基于倍频原理的干涉位移测量系统及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04213005A (ja) * | 1990-12-10 | 1992-08-04 | Ohkura Electric Co Ltd | 二光束干渉計の位相検出方法 |
JPH11132718A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Topcon Corp | 干渉計測装置及び干渉計測装置用プローブ |
JP2011257160A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-22 | Canon Inc | 光干渉断層撮像装置、光干渉断層撮像方法、およびプログラム |
JP2018009896A (ja) * | 2016-07-14 | 2018-01-18 | 白山工業株式会社 | 光ファイバセンサ |
JP2019152614A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 中央精機株式会社 | 変位計測装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7948637B2 (en) | 2009-03-20 | 2011-05-24 | Zygo Corporation | Error compensation in phase shifting interferometry |
-
2019
- 2019-09-20 JP JP2019171349A patent/JP7335598B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04213005A (ja) * | 1990-12-10 | 1992-08-04 | Ohkura Electric Co Ltd | 二光束干渉計の位相検出方法 |
JPH11132718A (ja) * | 1997-10-31 | 1999-05-21 | Topcon Corp | 干渉計測装置及び干渉計測装置用プローブ |
JP2011257160A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-22 | Canon Inc | 光干渉断層撮像装置、光干渉断層撮像方法、およびプログラム |
JP2018009896A (ja) * | 2016-07-14 | 2018-01-18 | 白山工業株式会社 | 光ファイバセンサ |
JP2019152614A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 中央精機株式会社 | 変位計測装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
FURUKAWA, OSAMU ET AL.: "Interference signal processing for dynamic displacement measurement with 1 ns time resolution", APPLIED PHYSICS EXPRESS [ONLINE], vol. Volume: 11, Number: 1, JPN6023012389, 14 December 2017 (2017-12-14), JP, pages 1 - 4, ISSN: 0005021567 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114264238A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-01 | 西南交通大学 | 一种基于倍频原理的干涉位移测量系统及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7335598B2 (ja) | 2023-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yu et al. | Fast white light interferometry demodulation algorithm for low-finesse Fabry–Pérot sensors | |
Donati | Developing self‐mixing interferometry for instrumentation and measurements | |
Zhang et al. | Vibration measurement based on multiple Hilbert transform for self-mixing interferometry | |
Magnani et al. | Real-time self-mixing interferometer for long distances | |
CN102564564A (zh) | 一种基于非平衡迈克尔逊光纤干涉仪的非接触微振动测量系统 | |
US20150019160A1 (en) | Absolute distance laser interferometer | |
US9506739B2 (en) | Distance measurement by beating a varying test signal with reference signal having absolute frequency value predetermined with a specified accuracy | |
Jiang et al. | Vibration measurement based on multiple self-mixing interferometry | |
Tao et al. | Semiconductor laser self-mixing micro-vibration measuring technology based on Hilbert transform | |
US20090147267A1 (en) | Laser doppler vibrometer employing active frequency feedback | |
Tao et al. | Self-mixing vibration measurement using emission frequency sinusoidal modulation | |
JPWO2018070442A1 (ja) | 光角度変調測定装置及び測定方法 | |
GB2509105A (en) | Mechanical resonator sensor | |
Wang et al. | All-fiber differential interferometer for nanometric displacement measurement | |
Lee et al. | Interrogation techniques for fiber grating sensors and the theory of fiber gratings | |
JP7335598B2 (ja) | レーザー干渉型変位計及び変位測定方法 | |
Huang et al. | Phase-Shifted Quadrature-Phase demodulation based on a Multi-Longitudinal mode laser Self-Mixing sensor for displacement measurement | |
US6147755A (en) | Dynamic optical phase state detector | |
Wang et al. | Self-mixing interference displacement measurement under very weak feedback regime based on integral reconstruction method | |
US8724114B2 (en) | Interferometer and distance calculation method therefor | |
JP2014149190A (ja) | 計測装置、計測方法、光源装置および物品の製造方法 | |
JP2018009896A (ja) | 光ファイバセンサ | |
CN108007307B (zh) | 一种光纤的测量方法以及测量装置 | |
JP5461761B2 (ja) | 距離・速度計および距離・速度計測方法 | |
JP5461762B2 (ja) | 距離計および距離計測方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220607 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230316 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230328 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230510 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230801 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230810 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7335598 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |