JP2023164100A - Angular displacement measurement device and angular displacement measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、角度変位測定装置および角度変位測定方法に関する。 The present invention relates to an angular displacement measuring device and an angular displacement measuring method.
微細形状を有する対象物、例えば半導体や高機能光学部品等の精密部品の生産工程において、生産に用いる機械の運動誤差測定の重要性が増してきている。生産に用いる機械の直動ステージの運動誤差の一つに回転誤差がある。直動ステージには、通常、回転運動誤差を測定する機構は付属しておらず、回転誤差の測定には、非接触式の光学式角度測定が選択される傾向にある。 BACKGROUND ART In the production process of precision parts such as semiconductors and high-performance optical parts, the importance of measuring motion errors of machines used for production is increasing. Rotation error is one of the motion errors of linear motion stages of machines used in production. A linear motion stage is usually not attached with a mechanism for measuring rotational motion errors, and non-contact optical angle measurement tends to be selected for measuring rotational errors.
従来、光学式角度測定装置に多用される方法に、オートコリメーション法がある。しかしながらオートコリメーション法は0.05角度秒程度の高い分解能を有する一方で、その測定範囲は400角度秒程度に制限されており、適用できる測定用途に限界がある。 Conventionally, an autocollimation method is a method often used in optical angle measuring devices. However, while the autocollimation method has a high resolution of about 0.05 angular seconds, its measurement range is limited to about 400 angular seconds, and there are limits to the measurement applications to which it can be applied.
これに対し、高い分解能及び広い測定範囲の両方を実現する手法の一つとして、ファブリー・ペロ干渉計を用いた角度計測法がある(例えば非特許文献1)。ファブリー・ペロ干渉計を用いた角度計測法のうち周波数掃引が可能なレーザーを用いた方法がある(例えば非特許文献2)。この方法は、角度情報が広い測定範囲で連続的にとれる測定法である。 On the other hand, as one method for realizing both high resolution and a wide measurement range, there is an angle measurement method using a Fabry-Perot interferometer (for example, Non-Patent Document 1). Among angle measurement methods using a Fabry-Perot interferometer, there is a method using a laser capable of frequency sweeping (for example, Non-Patent Document 2). This method is a measurement method that allows angle information to be obtained continuously over a wide measurement range.
しかしながら、非特許文献2に記載の角度計測法では、対象物を透過した透過光のみを用いて対象物の角度の変位を検出する。このため、測定信号を処理する際、測定分解能の上限が制約されているという課題があった。 However, in the angle measurement method described in Non-Patent Document 2, the angular displacement of the object is detected using only transmitted light that has passed through the object. For this reason, there is a problem in that the upper limit of measurement resolution is restricted when processing measurement signals.
本発明の目的の一つは、測定分解能を高め、対象物の角度変位を高い精度にて取得する角度変位測定装置及び角度変位測定方法を提供することにある。 One of the objects of the present invention is to provide an angular displacement measuring device and an angular displacement measuring method that increase measurement resolution and acquire the angular displacement of an object with high precision.
一つの側面では、角度変位測定装置は、
対象物に向けて光を照射する照射部と、
前記照射部から照射された光であって前記対象物から反射された反射光と、前記照射部から照射された光であって前記対象物を透過した透過光と、を検出する検出部と、
前記検出された反射光の強度と前記検出された透過光の強度との比に基づいて前記対象物の角度変位を取得する処理部と、
を備える。
In one aspect, the angular displacement measuring device is
an irradiation unit that irradiates light toward a target object;
a detection unit that detects reflected light that is emitted from the irradiation unit and is reflected from the target object, and transmitted light that is irradiated from the irradiation unit and that has passed through the target object;
a processing unit that obtains an angular displacement of the object based on a ratio between the intensity of the detected reflected light and the intensity of the detected transmitted light;
Equipped with
他の一つの側面では、角度変位測定方法は、
対象物に向けて光を照射し、
前記照射された光であって前記対象物から反射された反射光と、前記照射された光であって前記対象物を透過した透過光と、を検出し、
前記検出された反射光の強度と前記検出された透過光の強度との比に基づいて前記対象物の角度変位を取得する。
In another aspect, the angular displacement measurement method includes:
Irradiates light towards the target,
Detecting the reflected light that is the irradiated light and is reflected from the target object, and the transmitted light that is the irradiated light that is transmitted through the target object,
An angular displacement of the object is obtained based on a ratio between the intensity of the detected reflected light and the intensity of the detected transmitted light.
本発明によれば、測定分解能を高め、対象物の角度変位を高い精度にて取得できる。 According to the present invention, the measurement resolution can be increased and the angular displacement of the target object can be acquired with high accuracy.
[I.一実施形態]
以下、本発明の、角度変位測定装置及び角度変位測定方法に関する各実施形態について図1乃至図7を参照しながら説明する。
[I. One embodiment]
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, each embodiment regarding the angular displacement measuring device and the angular displacement measuring method of this invention is described with reference to FIG. 1 thru|or FIG.
[1.原理]
まず、本実施形態の角度計測原理を説明する。図1は、実施形態に係る光学系におけるファブリー・ペロ干渉計22で生じる多重反射と反射回数の異なる光成分の光路差とを模式的に示す図である。図1に示すように、ファブリ―・ペロ干渉計22は、平行に向かい合って配置された二枚の部分反射鏡22a,22bで構成される光学デバイス(エタロン)を有する。なお、分割されていない一枚の光学デバイスが二枚の部分反射鏡22a,22bの役割をもっていてもよい。
[1. principle]
First, the angle measurement principle of this embodiment will be explained. FIG. 1 is a diagram schematically showing multiple reflections occurring in a Fabry-
光がファブリー・ペロ干渉計22に入射すると、光は二枚の部分反射鏡22a,22b表面で反射を繰り返す。このとき、干渉が起こり、透過光束LT及び反射光束LRの光強度は、ファブリー・ペロ干渉計22内部での光路長差に依存する。ファブリー・ペロ干渉計22内部での光路長差は、入射光束L2とファブリー・ペロ干渉計22とがなす角、及び、光周波数に依存する。従って、ある光周波数に着目すると、ファブリー・ペロ干渉計22からの透過光の光強度と反射光の光強度との強弱から角度を特定することができる。
When light enters the Fabry-
ファブリー・ペロ干渉計22からの透過光及び反射光の光強度変化は急峻であり、特定の光周波数で観測される光強度がピークとなる条件は離散的である。このことから、光強度がピークとなる光周波数から角度変位を特定することが可能になる。
The light intensity changes of the transmitted light and reflected light from the Fabry-Perot
また、ファブリー・ペロ干渉計22からの透過光及び反射光の強度は、ファブリー・ペロ干渉計22からの透過光の強度が強いときはファブリー・ペロ干渉計22からの反射光の強度が弱く、ファブリー・ペロ干渉計22からの透過光の強度が弱いときはファブリー・ペロ干渉計22からの反射光の強度が強くなる。従って、ファブリー・ペロ干渉計22からの透過光と反射光との強度比は、ファブリー・ペロ干渉計22からの反射光のみ、もしくは、ファブリー・ペロ干渉計22からの透過光のみ、の強度変化を観察する場合より、角度変位に対して急峻に応答することがわかる。
Furthermore, regarding the intensity of the transmitted light and reflected light from the Fabry-
本実施形態に係る角度変位測定装置及び角度変位測定方法は、上述した光の干渉の性質及び反射光及び透過光の強度の関係性に基づくものである。以下、角度変位測定装置について、[2]で機能構成を説明し、[3]でハードウェア構成を説明する。 The angular displacement measuring device and the angular displacement measuring method according to the present embodiment are based on the above-described properties of light interference and the relationship between the intensities of reflected light and transmitted light. Hereinafter, the functional configuration of the angular displacement measuring device will be explained in [2], and the hardware configuration will be explained in [3].
[2.機能構成]
図2は、実施形態に係る角度変位測定装置100の機能構成例を模式的に示す図である。角度変位測定装置100は、制御装置10と光学系20とを備える。制御装置10と光学系20とは互いに通信可能に接続されており、接続方法は有線及び無線のいずれでもよい。
[2. Functional configuration]
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the functional configuration of the angular
[2-1.光学系]
図2に表されるように、光学系20は、照射部21と、干渉部22と、伝搬部23と、検出部26とを備える。
[2-1. Optical system]
As shown in FIG. 2, the
照射部21は対象物に向けて光を照射する。後述するように、干渉部22は対象物に取り付けられる(装着される)ため、照射部21は干渉部に向けて光を照射するとも言える。照射部21は、単一の周波数(波長)又は複数の周波数(波長)の光を照射する。さらに、照射部21は、照射する光の周波数を安定化してもよく、照射した光の拡散を平行化させてもよい。
The
干渉部22は、照射部21から照射された光を、反射光として出射すると共に、透過光として出射する。別言すると、干渉部22は、入射した光を反射させて干渉させることによって特定の波長の光を反射光及び透過光として出射する。干渉部22に入射した光の一部は、干渉部22内で反射され、干渉部22外部に出射される。干渉部22外部に出射された反射光(以下、単に反射光ともいう。)の干渉部22内での反射回数は1回から複数回である。干渉部22に入射した光の他部は、干渉部22内を透過し、干渉部22外部に出射される。干渉部22外部に出射された透過光(以下、単に透過光ともいう。)の干渉部22内での反射回数は0回から複数回である。干渉部22は、測定される対象物に着脱可能に装着される。
The
伝搬部23は、干渉部22から出射された光を伝播する。伝搬部23は、出射した光を集光し、伝送する。伝搬部23は、干渉部22から出射した反射光を伝播する第一伝搬部24と、干渉部22から出射した透過光を伝播する第二伝搬部25とで構成される。
The
検出部26は、対象物から反射された反射光と、対象物を透過した透過光と、を検出する。干渉部22は対象物に装着されるため、検出部26は、干渉部22で反射された反射光と、干渉部22を透過した透過光と、を検出するとも言える。検出部26は、干渉部22から出射し、第一伝搬部24によって伝搬された反射光を受光し、当該光の強度を検出する第一検出部27と、干渉部22から出射し、第二伝搬部25によって伝搬された透過光を受光し、当該光の強度を検出する第二検出部28とで構成される。検出部26は、検出した反射光及び透過光それぞれの強度を制御装置10に送信する。
The
[2-2.制御装置]
図2に表されるように、制御装置10は処理部11を備える。処理部11は、検出部26(第一検出部27)で検出された反射光の強度と、検出部26(第二検出部28)で検出された透過光の強度との比に基づいて対象物の角度変位を取得する。別言すると、処理部11は、検出部26(第一検出部27)で検出された反射光を、検出部26(第二検出部28)で検出された透過光に対するリファレンスとし、対象物の角度変位を取得する。さらに、処理部11は、光学系20を制御するとともに、光学系20で取得されたデータを種々演算し、演算した結果を表示する処理を行なう。上記比は、後述するように、第二検出部28で検出された透過光の強度を、第一検出部27で検出された反射光の強度で除算することで算出される。または、上記比は、後述するように、第一検出部27で検出された反射光の強度を、第二検出部28で検出された透過光の強度で除算することで算出される。別言すると、処理部11は、検出部26(第二検出部28)で検出された透過光を、検出部26(第一検出部27)で検出された反射光に対するリファレンスとし、対象物の角度変位を取得する。
[2-2. Control device]
As shown in FIG. 2, the
処理部11は、後述するように、光周波数コムの光強度及び上記比を算出するために必要な値を算出してもよい。
The
[3.ハードウェア構成]
図3は、実施形態に係る角度変位測定装置100のハードウェア構成例を模式的に示す図である。
[3. Hardware configuration]
FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the hardware configuration of the angular
[3-1.光学系]
光学系20は、複数の部品(器具、装置)で構成されており、これらの部品は上述した図2に示す機能によってグループ化される。そこで、図2の機能構成と対応付けて以下説明する。
[3-1. Optical system]
The
照射部21は、光源21aである。光源21aは、単一の波長の光を出射できれば計測原理上十分であるが、計測を広帯域の波長の光で行なえる方が実用的であるため、広帯域の波長を出射可能な光源であることが望ましい。光源21aの例としては、白色光源、掃引レーザー、フェムト秒レーザー及び光周波数コム等が挙げられる。なお、光源21aから照射される光は、一定間隔で照射されなくてもよく、また、複数の周波数の光を照射可能である場合には、周波数の間隔は一定でなくてもよい。
The
本例では、光源21aは光周波数コム21aである。光周波数コム21aは、離散的な周波数スペクトルを有するため、連続スペクトルを有する白色光と比較して強度分析の際にピーク波長の特定が容易になり、測定分解能が向上する。また、光周波数コム21aに内蔵される光周波数コム発生器であるレーザーは白色光と比較して強度が大きく、それによりノイズの影響が低減され、高精度な測定が期待できる。さらに、光周波数コム21aの周波数は精度良く制御されているため、非常に安定している。そのため、各光束(コリメート光束LC、反射光束LR、透過光束LT)の波長も非常に安定したものとなり、焦点距離も安定する。
In this example, the
照射部21は、光源21aと後述するファブリー・ペロ干渉計22との間に、コリメート部21bを備えてもよい。コリメート部21bは、光源21aから照射された光LIが拡散している場合、光LIを平行化(コリメート)し、コリメート光束LCを生成する。
The
照射部21は、さらに、周波数標準器21cを備えてもよい。周波数標準器21cの例として、ルビジウム発振器が挙げられる。周波数標準器21cは、光源21aの周波数をより安定化させる。例えば、光周波数コム21aを用いる場合、レーザーを駆動する電源の電流ノイズにより、周波数揺らぎが大きくなることがあるが、周波数標準器21cを用いることで、正確な周波数を知ることができるため、周波数標準器21cの周波数と光周波数コム21aとを比較することで光源周波数誤差による系統的な誤差を低減させることができる。これにより、得られた角度変位情報と正確な周波数とを対応付けることができるため、より測定の精度を向上させることができる。
The
干渉部22は、二枚の部分鏡から成る光共振器である。光共振器の例として、ファブリー・ペロ干渉計が挙げられる。図1に示す通り、ファブリ―・ペロ干渉計22は、平行に向かい合って配置された二枚の部分反射鏡22a,22bで構成される光学デバイス(エタロン)を有する。エタロンに入射した光が向かい合わせに配置した二枚の鏡の間で多重反射し、干渉が生じることで、特定の波長が出射される。ファブリー・ペロ干渉計22は、任意の方法で対象物に着脱可能である。
The
対象物30は、測定する対象である。角度変位測定装置100では、動いている状態の対象物(被測定物)30の角度の変位を測定する。対象物30の例としては、半導体の露光装置や工作機械のリニアスライドが挙げられる。
The
ファブリー・ペロ干渉計22で分光された光は、反射光及び透過光としてそれぞれ検出部26で検出される。分光された光は、伝搬部23を介して検出部26に入射し検出されてもよいし、直接検出部26に入射し検出されてもよい。本実施形態では、伝搬部23を備える構成を例に説明する。伝搬部23は、集光レンズ24a,25a及び光ファイバー24b,25bで構成される。
The light separated by the Fabry-
第一伝搬部24は、反射光束集光レンズ24a及び反射光束用光ファイバー24bである。反射光束集光レンズ24a及び反射光束用光ファイバー24bは、ファブリー・ペロ干渉計22から出射する反射光の反射方向に配置される。反射光束集光レンズ24aは、ファブリー・ペロ干渉計22に入射し反射された反射光を集光し、反射光束LRを生成する。反射光束用光ファイバー24bは、反射光束集光レンズ24aの後方焦点面に配置され、反射光を第一検出部27に伝送する。
The
第二伝搬部25は、透過光束集光レンズ25a及び透過光束用光ファイバー25bである。透過光束集光レンズ25a及び透過光束用光ファイバー25bは、ファブリー・ペロ干渉計22から出射する透過光の透過方向に配置される。透過光束集光レンズ25aは、ファブリー・ペロ干渉計22に入射し透過した透過光を集光し、透過光束LTを生成する。透過光束用光ファイバー25bは、透過光束集光レンズ25aの後方焦点面に配置され、透過光を第二検出部28に伝送する。
The
検出部26は、光検出機能を有するデバイス(以下、光検出デバイスという)である。光検出デバイスの例として、フォトダイオード、分光器とフォトダイオードとを組み合わせた光スペクトラムアナライザ等が挙げられる。なお、光検出デバイスの選択は、光源21aとの組み合わせで決定される。例えば、順次周波数を変化させることが可能な掃引レーザーを光源21aとして用いる場合は、時間毎に異なる光強度を取得できるため、光を分光するための光スペクトラムアナライザを選択する必要はない。
The
第一検出部27は、第一光検出デバイス27aである。第一光検出デバイス27aは、反射光束用光ファイバー24bで伝送された反射光束LRを検出する。第一光検出デバイス27aは、検出した反射光束LRの強度を制御装置10に送信する。
The
本例では、第一光検出デバイス27aは、反射光束用光スペクトラムアナライザ27aである。反射光束用光スペクトラムアナライザ27aは、反射光束用光ファイバー24bで伝送された反射光束LRを分光分析するための装置である。
In this example, the first
第二検出部28は、第二光検出デバイス28aである。第二光検出デバイス28aは、透過光束用光ファイバー25bで伝送された透過光束Tを検出する。第二光検出デバイス28aは、検出した透過光束LTの強度を制御装置10に送信する。
The
本例では、第二光検出デバイス28aは、透過光束用光スペクトラムアナライザ28aである。透過光束用光スペクトラムアナライザ28aは、透過光束用光ファイバー25bで伝送された透過光束LTを分光分析するための装置である。
In this example, the second
[3-2.制御装置] [3-2. Control device]
本例では、制御装置10は、汎用の情報処理装置(コンピュータ)によって実現される。図4は、実施形態に係る制御装置(コンピュータ)10のハードウェア(HW)構成例を模式的に示すブロック図である。コンピュータ10は、HW構成として、例示的に、プロセッサ10a、メモリ10b、記憶部10c、IF(Interface)部10d、IO(Input / Output)部10e、及び読取部10fを備えてよい。
In this example, the
プロセッサ10aは、種々の制御や演算を行なう演算処理装置の一例である。プロセッサ10aは、コンピュータ10内の各ブロックとバス10iで相互に通信可能に接続されてよい。プロセッサ10aとしては、例えば、Central Processing Unit(CPU)及びGraphics Processing Unit(GPU)等の集積回路(IC;Integrated Circuit)が挙げられる。本例では、処理部11はプロセッサ10aである。本実施形態における角度変位測定に必要な値の算出はプロセッサ10aが行なう。
The
メモリ10bは、種々のデータやプログラム等の情報を格納するHWの一例である。メモリ10bとしては、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性メモリ、及び、PM(Persistent Memory)等の不揮発性メモリ、の一方又は双方が挙げられる。
The
記憶部10cは、種々のデータやプログラム等の情報を格納するHWの一例である。記憶部10cとしては、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気ディスク装置、SSD(Solid State Drive)等の半導体ドライブ装置、不揮発性メモリ等の各種記憶装置が挙げられる。不揮発性メモリとしては、例えば、フラッシュメモリ、SCM(Storage Class Memory)、ROM(Read Only Memory)等が挙げられる。
The
また、記憶部10cは、コンピュータ10の各種機能の全部若しくは一部を実現するプログラム10g(角度変位測定プログラム)を格納してよい。
Furthermore, the
例えば、制御装置10のプロセッサ10aは、記憶部10cに格納されたプログラム10gをメモリ10bに展開して実行することにより、上述した図2に示される角度変位測定装置100(処理部11)としての機能を実現できる。また、上述した図2に例示する第一検出部27及び第二検出部28は、記憶装置の一例としてのメモリ10b及び記憶部10cの少なくとも1つに検出(取得)した情報を格納してもよい。
For example, the
IF部10dは、ネットワークとの間の接続及び通信の制御等を行なう通信IFの一例である。例えば、IF部1dは、イーサネット(登録商標)等のLAN(Local Area Network)、或いは、FC(Fibre Channel)等の光通信等に準拠したアダプタを含んでよい。例えば、制御装置10は、IF部10dを介して、光学系20と相互に通信可能に接続されてよい。また、例えば、プログラム10gは、当該通信IFを介して、ネットワークからコンピュータ10にダウンロードされ、記憶部10cに格納されてもよい。
The
IO部10eは、入力装置、及び、出力装置、の一方又は双方を含んでよい。入力装置としては、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等が挙げられる。出力装置としては、例えば、モニタ、プロジェクタ、プリンタ等が挙げられる。例えば、上述した図2に示す照射部21、干渉部22、第一検出部27及び第二検出部28に対し、IO部10eの入力装置から情報や指示が入力されてよい。また、例えば、上述した図2に示す第一検出部27及び第二検出部28で検出(取得)した情報を出力装置に出力し表示させてもよい。
The
読取部10fは、記録媒体10hに記録された情報(データ)やプログラムの情報を読み出すリーダの一例である。読取部10fは、記録媒体10hを接続可能又は挿入可能な接続端子又は装置を含んでよい。読取部10fとしては、例えば、USB(Universal Serial Bus)等に準拠したアダプタ、記録ディスクへのアクセスを行なうドライブ装置、SDカード等のフラッシュメモリへのアクセスを行なうカードリーダ等が挙げられる。なお、記録媒体10hにはプログラム1gが格納されてもよく、読取部10fが記録媒体10hからプログラム10gを読み出して記憶部10cに格納してもよい。
The
記録媒体10hとしては、例示的に、磁気/光ディスクやフラッシュメモリ等の非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体が挙げられる。磁気/光ディスクとしては、例示的に、フレキシブルディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイディスク、HVD(Holographic Versatile Disc)等が挙げられる。フラッシュメモリとしては、例示的に、USBメモリやSDカード等の半導体メモリが挙げられる。
Examples of the
上述した制御装置10のHW構成は例示である。従って、制御装置10内でのHWの増減(例えば任意のブロックの追加や削除)、分割、任意の組み合わせでの統合、又は、バスの追加若しくは削除等は適宜行なわれてもよい。例えば、制御装置10において、IO部10e及び読取部10fの少なくとも一方は、省略されてもよい。
The HW configuration of the
[4.角度変位測定方法]
本実施形態の計測原理については[1]で簡単に説明したが、本実施形態の角度変位測定方法について、以下に詳細に説明する。始めに[4-1]において光周波数コム21aの性質を説明し、次に[4-2]においてファブリー・ペロ干渉計22で生じる光路差について説明する。最後に[4-3]においてシミュレーション結果を説明する。
[4. Angular displacement measurement method]
Although the measurement principle of this embodiment was briefly explained in [1], the angular displacement measuring method of this embodiment will be explained in detail below. First, the properties of the
[4-1.光周波数コムの性質]
図5を参照して、実施形態に係る光学系で用いる光周波数コム21aの性質を説明する。図5は、光周波数コム21aの強度を説明するための図である。光周波数コム21aの光強度を、時間領域で表したグラフが図5(a)であり、周波数領域で表したグラフが図5(b)である。図5(a)に示すように、時間領域では、パルス列は出力ピーク間の周波数間隔νrepの逆数、つまり1/νrepの間隔で並ぶ。図5(b)に示すように、周波数領域では、ピーク強度群はνrepの間隔で並ぶ。周波数領域において、各々の出力ピークの周波数νiは以下の式で表される。
The properties of the
ここで、νrep:出力ピーク間の周波数間隔、νceo:キャリアエンベロープオフセット周波数、i:整数である。 Here, ν rep : frequency interval between output peaks, ν ceo : carrier envelope offset frequency, i: integer.
周波数νiを有する光の真空中の波長は以下の式で表される。
本実施形態では、式(1)および式(2)の性質を利用した角度変位測定装置を生成する。なお、式(1)及び式(2)に基づく演算は、制御装置10の処理部11で行なわれてもよい。
In this embodiment, an angular displacement measuring device is generated using the properties of equations (1) and (2). Note that the calculations based on equations (1) and (2) may be performed in the
[4-2.ファブリー・ペロ干渉計で生じる光路差]
図1に戻り、ファブリー・ペロ干渉計22で生じる多重反射により生じる光路差を説明する。図1は、ファブリー・ペロ干渉計22で生じる多重反射と反射回数の異なる光成分の光路差とを示す模式図である。光源21aを出射し、コリメート部21bで平行化されたコリメート光束LCは、ファブリー・ペロ干渉計22に入射し、第一部分反射鏡22a及び第二部分反射鏡22bにより多重反射される。多重反射成分のうち1往復だけ光路差のある二つの成分の位相差δは以下のように表される。
Returning to FIG. 1, the optical path difference caused by multiple reflections occurring in the Fabry-
一般的に、θの前者と後者の角度は異なるが、第一部分反射鏡22aの入射側の空間の屈折率と、第一部分反射鏡22aと第二部分反射鏡22bとの間の空間の屈折率とが同じ場合には、同じ角度になる。本実施形態では、第一部分反射鏡22aの入射側の空間の屈折率と、第一部分反射鏡22aと第二部分反射鏡22bとの間の空間の屈折率とが異なるため、後述する動作例における角度θは、第二部分反射鏡22bの法線とファブリー・ペロ干渉計22内の光軸の成す角度を表す。
Generally, the former and latter angles of θ are different, but the refractive index of the space on the incident side of the first partial reflecting
ファブリー・ペロ干渉計22から反射される反射光には、第一部分反射鏡22aに入射し、第一部分反射鏡22aで反射される光成分と、第一部分反射鏡22a及び第二部分反射鏡22bに入射し、第一部分反射鏡22aと第二部分反射鏡22bとの間で反射された後で第一部分反射鏡22aから出射する光成分とが含まれる。第一部分反射鏡22a側に透過した光成分は、反射光束集光レンズ24aで集光され、反射光束LRとなる。
The reflected light reflected from the Fabry-
ファブリー・ペロ干渉計22を透過する透過光には、第一部分反射鏡22a及び第二部分反射鏡22bに入射し、第二部分反射鏡22bで反射されずに透過する光成分と、第一部分反射鏡22a及び第二部分反射鏡22bに入射し、第一部分反射鏡22aと第二部分反射鏡22bとの間で反射された後に第二部分反射鏡22bを透過する光成分とが含まれる。第二部分反射鏡22b側に透過した光成分は、透過光束集光レンズ25aで集光され、透過光束LTとなる。
The transmitted light that passes through the Fabry-
反射光束用光スペクトラムアナライザ27aで検出された反射光束LRの強度と、透過光束用光スペクトラムアナライザ28aで検出された透過光束LTの強度とは、それぞれ制御装置10に送信される。
The intensity of the reflected light beam LR detected by the
制御装置10の処理部11は、透過光の強度(透過光束強度)|At|2を、反射光の強度(反射光束強度)|Ar|2で除算して、反射光の強度(反射光束強度)|Ar|2に対する透過光の強度(透過光束強度)|At|2の比を算出する。制御装置10の処理部11は、上記比を算出するのに必要な値を算出してもよい。
The
ファブリー・ペロ干渉計22の反射率RFPは、入射光束強度|Ai|2に対する反射光束強度|Ar|2の比で以下のように表される。なお、反射光束LRの複素振幅Arは、コリメート光束LCの複素振幅Aiを用いて一般的な式で算出される。
ファブリー・ペロ干渉計22の透過率TFPは、入射光束強度|Ai|2に対する透過光束強度|At|2の比で以下のように表される。なお、透過光束LTの複素振幅Atは、コリメート光束LCの複素振幅Aiを用いて一般的な式で算出される。
式(4)および式(5)より、反射光束強度|Ar|2に対する透過光束強度|At|2の比は以下の式で算出できる。
式(3)および式(6)より、以下の式が得られる。
[4-3.シミュレーション結果]
図6は、図5(b)に示す複数の周波数のうちの一周波数について、光の強度比の、光スペクトルの角度変位に対する依存性をシミュレーションした結果のデータである。図6(a)は、入射光の強度に対する反射光の強度の比の、光スペクトルの角度変位に対する依存性を示し、図6(b)は、入射光の強度に対する透過光の強度の比の、光スペクトルの角度変位に対する依存性を示し、図6(c)は、透過光の強度を反射光の強度で除算した、反射光の強度に対する透過光の強度の比の、光スペクトルの角度変位に対する依存性を示す。
[4-3. simulation result]
FIG. 6 shows data as a result of simulating the dependence of the light intensity ratio on the angular displacement of the optical spectrum for one frequency among the plurality of frequencies shown in FIG. 5(b). FIG. 6(a) shows the dependence of the ratio of the intensity of reflected light to the intensity of incident light on the angular displacement of the optical spectrum, and FIG. 6(b) shows the dependence of the ratio of the intensity of transmitted light to the intensity of incident light. , which shows the dependence of the optical spectrum on the angular displacement, and Figure 6(c) shows the dependence of the intensity of the transmitted light on the angular displacement of the optical spectrum on the ratio of the intensity of the transmitted light to the intensity of the reflected light, which is the intensity of the transmitted light divided by the intensity of the reflected light. indicates a dependence on
図6(a)~(c)の横軸は、対象物に装着されたファブリー・ペロ干渉計22に入射した光の角度、具体的には、第二部分反射鏡22bの法線とファブリー・ペロ干渉計22内の光軸の成す角度θの変化を示す。図6(a)の縦軸は、反射光束強度比RFPを示し、図6(b)の縦軸は、透過光束強度比TFPを示し、図6(c)の縦軸は、反射光束強度|Ar|2に対する透過光束強度|At|2の比を示し、式(6)で算出される。ここではR1=0.9、R2=0.9、n=1、λ=1550 nm、l=50mmとした。
The horizontal axes in FIGS. 6(a) to 6(c) represent the angle of light incident on the Fabry-
図6(a)~(c)における各ピークが存在する位置(角度)は、物理学のエネルギー保存の法則から互いに一致する。なお、各ピークが存在する位置(角度)は周波数によって異なる。図6(c)のグラフは図4(a)と図4(b)のグラフより急峻な角度に対する変位を示す。図6(a)において極小値をとる角度と図6(b)において極大値をとる角度から角度変位を検出することができるが、図6(c)において極大値をとる角度から角度変位を検出する方が角度計測の精度が高くなると考えられる。 The positions (angles) at which the respective peaks in FIGS. 6(a) to 6(c) exist coincide with each other based on the law of conservation of energy in physics. Note that the position (angle) where each peak exists differs depending on the frequency. The graph in FIG. 6(c) shows the displacement for a steeper angle than the graphs in FIGS. 4(a) and 4(b). Angular displacement can be detected from the angle that takes the local minimum value in Figure 6(a) and the angle that takes the local maximum value in Figure 6(b), but the angular displacement can be detected from the angle that takes the local maximum value in Figure 6(c). It is thought that the accuracy of angle measurement will be higher if this is done.
図6(a)~(c)の見方を簡単に説明する。例えば、約角度0.1で光が入射した場合、図6(a)の角度0.1付近での反射光束強度比RFPは0.0であり、図6(b)の角度0.1付近での透過光束強度比TFPは1.0である。RFPが0.0およびTFPが1.0になる角度約0.1からわずかに角度変位が与えられるとRFPは0.0から増加する一方、TFPは1.0から減少する。RFPとTFPの和は常に1となり、例えば,RFPが0.8になる角度においては,TFPは0.2となることは図6から見て取れる。 How to view FIGS. 6(a) to 6(c) will be briefly explained. For example, when light is incident at an angle of approximately 0.1, the reflected luminous flux intensity ratio R FP near the angle 0.1 in FIG. 6(a) is 0.0, and the angle 0.1 in FIG. 6(b) is The transmitted light flux intensity ratio T FP in the vicinity is 1.0. Given a slight angular displacement from the angle of about 0.1 where R FP is 0.0 and T FP is 1.0, R FP will increase from 0.0 while T FP will decrease from 1.0. It can be seen from FIG. 6 that the sum of R FP and T FP is always 1, and for example, at an angle where R FP is 0.8, T FP is 0.2.
図6(a)及び(b)のそれぞれから角度の変化と光の強度の変化の関係を見ることができるが、図6(c)ではより明確にこの関係を見ることができる。図6(b)および図6(c)では、同じ角度でピークが存在するが、図6(b)で存在するピークの角度変位に対する傾きと比較して、図6(c)で存在するピークの角度変位に対する傾きが大きいことが明らかである。このように、透過光束強度比TFPを反射光束強度比RFPで除算することで、ピークがより際立ち、角度の変化に対する光の強度の変化が大きくなる。これにより、角度の変位を詳細に検知することができるため、高感度及び高分解能の角度変位測定装置及び方法を提供することができる。上記のRFPとTFPの比の代わりに透過光束強度|At|2と反射光束強度|Ar|2の比をとっても同様の議論が成り立つ。 Although the relationship between the change in angle and the change in light intensity can be seen from each of FIGS. 6(a) and (b), this relationship can be seen more clearly in FIG. 6(c). In Figures 6(b) and 6(c), peaks exist at the same angle, but compared to the slope of the peaks present in Figure 6(b) with respect to angular displacement, the peaks present in Figure 6(c) It is clear that the slope with respect to the angular displacement is large. In this way, by dividing the transmitted light flux intensity ratio T FP by the reflected light flux intensity ratio R FP , the peak becomes more prominent and the change in light intensity with respect to the change in angle becomes larger. As a result, angular displacement can be detected in detail, making it possible to provide a highly sensitive and high-resolution angular displacement measuring device and method. The same argument can be made by taking the ratio of the transmitted light flux intensity |A t | 2 and the reflected light flux intensity |A r | 2 instead of the ratio of R FP and T FP described above.
図7は、光周波数コム21aの隣り合う二つの光周波数ピークの光成分の反射光束用光スペクトラムアナライザ27aで観測される光スペクトルの、透過光束用光スペクトラムアナライザ28aで観測される光スペクトルに対する比の、角度変位に対する依存性を算出した結果である。ここではR1=0.9、R2=0.9、n=1、λ=1550 nm、l=50mm、νrep =100MHzとした。図7において光周波数コム21aの隣り合う二つの光周波数ピークの光成分は、異なる角度変位に対してピークを持つことが分かる。従って、各光スペクトラムアナライザ27a,28aでスペクトルを分けることで角度をより正確に決定することができると考えられる。
FIG. 7 shows the ratio of the optical spectrum of two adjacent optical frequency peaks of the
[4-4.動作例]
図2及び図3を参照して、角度変位測定装置100の動作について説明する。光学系20の照射部21(光周波数コム21a)は、光を対象物30に対して照射する。照射される光の周波数は、周波数標準器21cで安定化されてもよい。光源21aから出射した照射光LIはコリメート部21bで平行化され、コリメート光束LCが生成される。
[4-4. Operation example]
The operation of the angular
照射部21は、光周波数コム21aにおける値、例えば、νrep:出力ピーク間の周波数間隔及びνceo:キャリアエンベロープオフセット周波数、が予め設定されている場合、これらの値を制御装置10に送信してもよい。
When the values in the
コリメート光束LCは、対象物30に装着された干渉部22(ファブリー・ペロ干渉計22)に入射し、第一部分反射鏡22a及び第二部分反射鏡22bで多重反射され、干渉し合う。
The collimated light beam LC enters the interference unit 22 (Fabry-Perot interferometer 22) mounted on the
干渉部22は、ファブリー・ペロ干渉計22における値、例えば、λ:入射光の真空中の波長、n:第一部分反射鏡22aと第二部分反射鏡22bの間の屈折率、l:第一部分反射鏡22aと第二部分反射鏡22bとの間の距離、θ:第二部分反射鏡22bの法線とファブリー・ペロ干渉計22内の光軸の成す角度、R1:第一部分反射鏡22aの反射率、R2:第二部分反射鏡22bの反射率、δ:多重反射成分のうち1往復だけ光路差のある二つの成分の位相差、が予め設定されている場合は、これらの値を制御装置10に送信してもよい。
The
干渉部22から反射された反射光は、第一伝搬部24により第一検出部27に伝送される。ファブリー・ペロ干渉計22を出射した反射光は、反射光束集光レンズ24aで集光され、反射光束LRが生成され、反射光束用光ファイバー24bにより反射光束用光スペクトラムアナライザ27aへと伝送される。反射光束用光スペクトラムアナライザ27aは、反射光束LRを受光し、検出した強度を制御装置10に送信する。
The reflected light reflected from the
干渉部22を透過した透過光は、第二伝搬部25により第二検出部28に伝送される。ファブリー・ペロ干渉計22を出射した透過光は、透過光束集光レンズ25aで集光され、透過光束LTが生成され、透過光束用光ファイバー25bにより透過光束用光スペクトラムアナライザ28aへと伝送される。透過光束用光スペクトラムアナライザ28aは、透過光束LTを受光し、検出した強度を制御装置10に送信する。
The transmitted light that has passed through the
制御装置10の処理部11は、照射部21、干渉部22及び検出部26から受信した値に基づき必要な値を演算する。処理部11は、式(8)に基づき、透過光束強度|At|2の反射光束強度|Ar|2の強度比を算出する。処理部11は、受信した値や受信した値に基づき算出した結果を種々の形式で出力する。
The
なお、処理部11は、検出部26から検出した値に対して補正を行なってもよい。例えば、図6のシミュレーション結果は、干渉部22において光が減衰しないことを前提とした結果であるが、減衰度に応じて反射光及び透過光それぞれの強度に所定のパラメータ(減衰係数)を乗算して補正してもよい。これにより、減衰した反射光及び透過光についてもシミュレーションを行なうことができる。
Note that the
[4-5.変形例]
上記では、処理部11は、透過光束強度|At|2を反射光束強度|Ar|2で除算して強度比を算出しているが、反射光束強度|Ar|2を透過光束強度|At|2で除算して強度比を算出することもできる。
[4-5. Modified example]
In the above, the processing
この場合、式(4)および式(5)より、透過光束強度|At|2に対する反射光束強度|Ar|2の比は、上述と同様に式(6)で算出できる。この場合も、図6(c)と同様に、ピークがより際立ち、角度の変化に対する光の強度の変化が大きくなる。これにより、角度の変位を詳細に検知することができるため、高感度及び高分解能の角度変位測定装置及び方法を提供することができる。 In this case, from equations (4) and (5), the ratio of reflected light flux intensity |A r | 2 to transmitted light flux intensity |A t | 2 can be calculated using equation (6) in the same manner as described above. In this case as well, the peak becomes more prominent and the change in light intensity with respect to the change in angle becomes larger, as in FIG. 6(c). As a result, angular displacement can be detected in detail, making it possible to provide a highly sensitive and high-resolution angular displacement measuring device and method.
また、式(3)および式(6)より、第一部分反射鏡22aの法線とファブリー・ペロ干渉計22内の光軸の成す角度θ、または、第二部分反射鏡22bの法線とファブリー・ペロ干渉計22内の光軸の成す角度θは、上述と同様に式(7)で算出できる。
Also, from equations (3) and (6), the angle θ between the normal to the first partial reflecting
[5.効果]
(1)角度変位測定装置100は、対象物30に向けて光を照射する照射部21と、照射部21から照射された光であって対象物30から反射された反射光と、照射部21から照射された光であって対象物30を透過した透過光と、を検出する検出部26(27,28)と、前記検出された反射光の強度と前記検出された透過光の強度との比に基づいて対象物30の角度変位を取得する処理部11と、を備える。反射光と透過光との比をとることで、角度変位に対する光の強度の変化が強調されるため、角度変位を測定する際の分解能を高めることができる。
[5. effect]
(1) The angular
(2)角度変位測定装置100は、更に干渉部22を備え、干渉部22は、ファブリー・ペロ干渉計22によって、照射部21から照射された光を、反射光として出射すると共に、透過光として出射する。照射部21から出射した光は、ファブリー・ペロ干渉計22で多重反射され干渉し合うため、ファブリー・ペロ干渉計22で特定の波長の反射光及び透過光を取り出すことができる。
(2) The angular
(3)前記比は、前記検出された透過光の強度を、前記検出された反射光の強度で除算する、又は、前記検出された反射光の強度を、前記検出された透過光の強度で除算することで算出される。透過光及び反射光同士の、角度に対する光の強度のピークは対応するという光の干渉の性質を活かすことで、複雑な演算をすることなく、角度変位に対する光(強度)の変化を強調することができる。 (3) The ratio is calculated by dividing the intensity of the detected transmitted light by the intensity of the detected reflected light, or dividing the intensity of the detected reflected light by the intensity of the detected transmitted light. Calculated by dividing. By taking advantage of the property of light interference that the peaks of light intensity with respect to the angle of transmitted light and reflected light correspond to each other, it is possible to emphasize changes in light (intensity) with respect to angular displacement without performing complex calculations. I can do it.
(4)干渉部22は対象物30に装着され、照射部21から照射された光は干渉部22に入射し、検出部26(27,28)は干渉部22で反射された反射光と、干渉部22を透過した透過光と、を検出する。対象物30にファブリー・ペロ干渉計22を装着することで、対象物の角度変位測定に必要な反射光及び透過光を取り出すことができる。
(4) The
(5)照射部21は複数の周波数を出射可能な光源から光を照射する。本実施形態に係る測定原理には、光源21aは単一周波数(波長)の光を出射できれば十分であるが、複数の周波数(波長)の光を出射できると、より実用的な測定を行なうことができる。
(5) The
(6)角度変位測定装置100は、
光周波数コム21aと、
光周波数コム21aから照射されるフェムト秒レーザー光LIをコリメートしてコリメート光束LCを生成するコリメート部21bと、
対象物30に取り付けられたファブリー・ペロ干渉計22と、
コリメート光束LCをファブリー・ペロ干渉計22に入射した際の反射光束LRを集光する反射光束集光レンズ24aと、
反射光束集光レンズ24aの後方焦点面に配置した反射光束用光ファイバー24bと、
反射光束用光ファイバー24bにより伝送される光を分光分析する反射光束用光スペクトラムアナライザ27aと、
コリメート光束LCをファブリー・ペロ干渉計22に入射した際の透過光束LTを集光する透過光束集光レンズ25aと、
透過光束集光レンズ25aの後方焦点面に配置した透過光束用光ファイバー25bと、
透過光束用光ファイバー25bにより伝送される光を分光分析する透過光束用光スペクトラムアナライザ28aと、
光周波数コム21aのレーザー発振周波数を安定化するための周波数標準器21cと、
を有し、
反射光束用光スペクトラムアナライザ27aで取得した光を、透過光束用光スペクトラムアナライザ28aで取得した光に対するリファレンスとする。
上記構成により、光周波数コム21aの安定なスペクトルを利用し、当該スペクトルを周波数標準器21cでより安定化させることができる。さらに、ファブリー・ペロ干渉計22で特定の周波数の反射光及び透過光を取り出すことができる。さらに、反射光束用光スペクトラムアナライザ27aで反射光を分光分析してその強度を取得し、透過光束用光スペクトラムアナライザ28aで透過光を分光分析してその強度を取得できる。そして、反射光束用光スペクトラムアナライザ27aで取得した光を、透過光束用光スペクトラムアナライザ28aで取得した光に対するリファレンスとすることで、角度変位に対する光の強度の変化が強調されるため、角度変位を測定する際の分解能を高めることができる。
(6) The angular
An
a
a Fabry-
a reflected light
an
a reflected light beam
a transmitted light
an
an
a frequency standard 21c for stabilizing the laser oscillation frequency of the
has
The light acquired by the reflected light beam
With the above configuration, the stable spectrum of the
照射部21は、光周波数コム21aを備えてよい。光周波数コム21aには上述の利点があるため、強度分析の際にピーク波長の特定が容易になり、測定分解能が向上し、高精度な測定が期待できる。また、各光束(コリメート光束LC、反射光束LR、透過光束LT)の波長も非常に安定したものとなり、焦点距離も安定する。
The
照射部21は、さらに、周波数標準器21cを備えてよい。周波数標準器により、光源21aの光の周波数をより安定化させることができる。
[II.その他]
The
[II. others]
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。例えば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, various changes that can be understood by those skilled in the art may be made to the embodiments described above without departing from the spirit of the present invention. For example, any combination of the embodiments and modifications described above may be adopted as other modifications of the embodiments described above without departing from the spirit of the present invention.
上述した実施形態では、光学系が集光レンズ24a,25a及び光ファイバー24b,25bを備える例を説明した。これに替えて、集光レンズ24a,25a及び光ファイバー24b,25bを備えず、ファブリー・ペロ干渉計22から分光された光が直接光検出デバイス27a,28aで検出される構成であってもよい。
In the embodiment described above, an example has been described in which the optical system includes
100 角度変位測定装置
10 情報処理装置(コンピュータ)
11 処理部
20 光学系
21 照射部
21a 光周波数コム
21b コリメート部
21c 周波数標準
22 干渉部(ファブリー・ペロ干渉計)
22a 第一部分反射鏡
22b 第二部分反射鏡
23 伝搬部
24 第一伝搬部
24a 反射光束集光レンズ
24b 反射光束用光ファイバー
25 第二伝搬部
25a 透過光束集光レンズ
25b 透過光束用光ファイバー
26 検出部
27 第一検出部(検出部)
27a 第一光検出デバイス(反射光束用光スペクトラムアナライザ)
28 第二検出部(検出部)
28a 第二光検出デバイス(透過光束用光スペクトラムアナライザ)
30 対象物
LI 照射光(フェムト秒レーザー光)
LC コリメート光束
LR 反射光束
LT 透過光束
100 Angular
11
22a First partial reflecting
27a First photodetection device (optical spectrum analyzer for reflected light flux)
28 Second detection section (detection section)
28a Second photodetection device (optical spectrum analyzer for transmitted light flux)
30 Target LI Irradiation light (femtosecond laser light)
LC Collimated luminous flux LR Reflected luminous flux LT Transmitted luminous flux
Claims (7)
前記照射部から照射された光であって前記対象物から反射された反射光と、前記照射部から照射された光であって前記対象物を透過した透過光と、を検出する検出部と、
前記検出された反射光の強度と前記検出された透過光の強度との比に基づいて前記対象物の角度変位を取得する処理部と、
を備える
ことを特徴とする、角度変位測定装置。 an irradiation unit that irradiates light toward a target object;
a detection unit that detects reflected light that is emitted from the irradiation unit and is reflected from the target object, and transmitted light that is irradiated from the irradiation unit and that has passed through the target object;
a processing unit that obtains an angular displacement of the object based on a ratio between the intensity of the detected reflected light and the intensity of the detected transmitted light;
An angular displacement measuring device comprising:
ことを特徴とする、請求項1に記載の角度変位測定装置。 The angular displacement according to claim 1, further comprising an interference section that emits the light irradiated from the irradiation section by the Fabry-Perot interferometer as the reflected light and as the transmitted light. measuring device.
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の角度変位測定装置。 The ratio is calculated by dividing the intensity of the detected transmitted light by the intensity of the detected reflected light, or by dividing the intensity of the detected reflected light by the intensity of the detected transmitted light. The angular displacement measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記照射部から照射された光は前記干渉部に入射し、
前記検出部は前記干渉部で反射された反射光と、前記干渉部を透過した透過光と、を検出する
ことを特徴とする、請求項2に記載の角度変位測定装置。 The interference section is attached to the object,
The light emitted from the irradiation section enters the interference section,
The angular displacement measuring device according to claim 2, wherein the detection section detects reflected light reflected by the interference section and transmitted light transmitted through the interference section.
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の角度変位測定装置。 The angular displacement measuring device according to claim 1 or 2, wherein the irradiation unit irradiates light from a light source capable of emitting a plurality of frequencies.
前記光周波数コムから照射されるフェムト秒レーザー光をコリメートしてコリメート光束を生成するコリメート部と、
被測定物に取り付けられたファブリー・ペロ干渉計と、
前記コリメート光束を前記ファブリー・ペロ干渉計に入射した際の反射光束を集光する反射光束集光レンズと、
前記反射光束集光レンズの後方焦点面に配置した反射光束用光ファイバーと、
前記反射光束用光ファイバーにより伝送される光を分光分析する反射光束用光スペクトラムアナライザと、
前記コリメート光束を前記ファブリー・ペロ干渉計に入射した際の透過光束を集光する透過光束集光レンズと、
前記透過光束集光レンズの後方焦点面に配置した透過光束用光ファイバーと、
前記透過光束用光ファイバーにより伝送される光を分光分析する透過光束用光スペクトラムアナライザと、
前記光周波数コムのレーザー発振周波数を安定化するための周波数標準器と、
を有し、
前記反射光束用光スペクトラムアナライザで取得した光を、前記透過光束用光スペクトラムアナライザで取得した光に対するリファレンスとする
ことを特徴とする、角度変位測定装置。 optical frequency comb,
a collimating unit that collimates the femtosecond laser beam irradiated from the optical frequency comb to generate a collimated beam;
A Fabry-Perot interferometer attached to the object to be measured,
a reflected light beam condensing lens that collects a reflected light beam when the collimated light beam is incident on the Fabry-Perot interferometer;
an optical fiber for reflected light flux disposed on the rear focal plane of the reflected light flux condensing lens;
an optical spectrum analyzer for reflected light flux that spectrally analyzes the light transmitted by the optical fiber for reflected light flux;
a transmitted light beam condensing lens that condenses a transmitted light beam when the collimated light beam is incident on the Fabry-Perot interferometer;
an optical fiber for transmitted light flux disposed on the rear focal plane of the transmitted light flux condensing lens;
an optical spectrum analyzer for transmitted light flux that spectrally analyzes the light transmitted by the optical fiber for transmitted light flux;
a frequency standard for stabilizing the laser oscillation frequency of the optical frequency comb;
has
An angular displacement measuring device characterized in that the light acquired by the optical spectrum analyzer for the reflected beam is used as a reference for the light acquired by the optical spectrum analyzer for the transmitted beam.
前記照射された光であって前記対象物から反射された反射光と、前記照射された光であって前記対象物を透過した透過光とを検出し、
前記検出した反射光の強度と前記検出された透過光の強度との比に基づいて前記対象物の角度変位を取得する
ことを特徴とする、角度変位測定方法。
Irradiates light towards the target,
detecting the reflected light that is the irradiated light and is reflected from the object, and the transmitted light that is the irradiated light that is transmitted through the object;
An angular displacement measuring method, characterized in that an angular displacement of the object is obtained based on a ratio between the intensity of the detected reflected light and the intensity of the detected transmitted light.
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