JP2502092B2 - 干渉装置 - Google Patents
干渉装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光のコヒーレンス度を測定するための干渉装
置に関する。
置に関する。
〔従来の技術〕 従来、光源から出る光のコヒーレンス長は、マイケル
ソン干渉計を用いて次のように定義され、測定される。
第５図において、１は光源、２はコリメーンションレン
ズ、３は半透鏡、４は第１の鏡、５は第２の鏡、６はス
クリーンである。光源１から発光された光はコリメーシ
ョンレンズ２にて平行光束とされ、この平行光束は半透
鏡３で二分され、半透鏡３で反射された光は、固定され
た第１の鏡４によって元の方向へ反射され、半透鏡３を
透過してスクリーン６に達する。一方、二分された光の
うち半透鏡３を透過した光は、光軸方向に移動可能な第
２の鏡５によって元の方向へ反射され、半透鏡３により
反射されてスクリーン６に達し、第１の鏡４によって反
射された光と干渉して干渉縞をスクリーン６上に形成す
る。この干渉縞のスクリーン６上での強度分布Ｉは、第
６図に示したように最大値Imaxと最小値Iminを一定周期
で交互に繰り返すものとなる。そして、この干渉縞の鮮
明度ＶがImaxとIminを用いて次のように表される。
ソン干渉計を用いて次のように定義され、測定される。
第５図において、１は光源、２はコリメーンションレン
ズ、３は半透鏡、４は第１の鏡、５は第２の鏡、６はス
クリーンである。光源１から発光された光はコリメーシ
ョンレンズ２にて平行光束とされ、この平行光束は半透
鏡３で二分され、半透鏡３で反射された光は、固定され
た第１の鏡４によって元の方向へ反射され、半透鏡３を
透過してスクリーン６に達する。一方、二分された光の
うち半透鏡３を透過した光は、光軸方向に移動可能な第
２の鏡５によって元の方向へ反射され、半透鏡３により
反射されてスクリーン６に達し、第１の鏡４によって反
射された光と干渉して干渉縞をスクリーン６上に形成す
る。この干渉縞のスクリーン６上での強度分布Ｉは、第
６図に示したように最大値Imaxと最小値Iminを一定周期
で交互に繰り返すものとなる。そして、この干渉縞の鮮
明度ＶがImaxとIminを用いて次のように表される。
Ｖ＝（Imax−Imin）／（Imax＋Imin） 第５図において、半透鏡３から第１の鏡４の位置と等
しい距離の位置から、第２の鏡５を光路長Δl/2だけ移
動させた時の干渉縞の鮮明度の変化を測定してグラフに
描くと第７図のようになる。干渉計の両方の光路長が等
しい時鮮明度は１となり、両者の光路長差Δｌが大きく
なるに従って鮮明度は低下する。鮮明度が1/eになる距
離lcによって、光源から発光される光のコヒーレンス長
が定義される。
しい距離の位置から、第２の鏡５を光路長Δl/2だけ移
動させた時の干渉縞の鮮明度の変化を測定してグラフに
描くと第７図のようになる。干渉計の両方の光路長が等
しい時鮮明度は１となり、両者の光路長差Δｌが大きく
なるに従って鮮明度は低下する。鮮明度が1/eになる距
離lcによって、光源から発光される光のコヒーレンス長
が定義される。
上記のような従来の測定方法を用いてパルス状の光信
号のコヒーレンス長を測定する時、パルスの周期に合わ
せて第２の鏡５を逐一移動しなければならない。このた
め、パルス間隔の広い光や単一現象に関する光の場合に
おいては、連続的数値の必要なコヒーレンス長を単一の
測定で求めることはできない。
号のコヒーレンス長を測定する時、パルスの周期に合わ
せて第２の鏡５を逐一移動しなければならない。このた
め、パルス間隔の広い光や単一現象に関する光の場合に
おいては、連続的数値の必要なコヒーレンス長を単一の
測定で求めることはできない。
本発明の目的は、このような従来の光のコヒーレンス
長測定装置の欠点を除いて、１回の観測で光源または単
一現象により発せられた光のコヒーレンス度の測定を可
能にする干渉装置を提供することである。
長測定装置の欠点を除いて、１回の観測で光源または単
一現象により発せられた光のコヒーレンス度の測定を可
能にする干渉装置を提供することである。
そのために本発明の干渉装置は、マイケルソン干渉計
の分割された２光路の一方の光路中に、光路長が空間的
に分布する光学的遅延系を配置し、該光学的遅延系の各
光学的遅延路に対応する位置の干渉縞の鮮明度を検出す
る検出装置を設けることによってコヒーレンス度を測定
するように構成したことを特徴とする。
の分割された２光路の一方の光路中に、光路長が空間的
に分布する光学的遅延系を配置し、該光学的遅延系の各
光学的遅延路に対応する位置の干渉縞の鮮明度を検出す
る検出装置を設けることによってコヒーレンス度を測定
するように構成したことを特徴とする。
本発明の干渉装置は、光源または単一現象によって生
じた光１は、エシェロン８の別々の光路長を有する階段
を同時に透過して別々の位置の干渉縞を形成するので、
これら干渉縞は異なる光路差を有する光の干渉縞であ
る。従って、各干渉縞の鮮明度を求めることによって、
この光のコヒーレンス度を測定することができる。
じた光１は、エシェロン８の別々の光路長を有する階段
を同時に透過して別々の位置の干渉縞を形成するので、
これら干渉縞は異なる光路差を有する光の干渉縞であ
る。従って、各干渉縞の鮮明度を求めることによって、
この光のコヒーレンス度を測定することができる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の干渉装置の一実施例の光路図、第２
図（イ）は第１図に用いるエシェロンの断面図、同図
（ロ）は波面の説明図、同図（ハ）は形成される干渉縞
の平面図で、７は１次元または２次元検出器、８はエシ
ェロンで９は第１の鏡からの波面、10は第２の鏡からの
波面である マイケルソン干渉計の分割された２光路の一方の光路
の平行光束中に、第２図（イ）に示したような断面形状
の光路長が階段状に変化する光学的遅延路（エシェロ
ン）８を挿入し、エシェロン８の各階段を透過した光の
干渉縞の鮮明度を同時に測定できるようにし、従来技術
におけるような第２の鏡５を移動させる必要をなくした
ものである。すなわち、第１図において、光源または単
一現象によって生じた光１はコリメーションレンズ２に
て所定の幅（径）を持つ平行光束に変換され、この平行
光束は半透鏡３で二分され、半透鏡３で反射された光は
第１の鏡４によって元の方向へ反射され、半透鏡３を透
過して１次元または２次元検出器７に達する。その時の
波面９は、第２図（ロ）に示したように、平面状となっ
ている。一方、二分された光のうち半透鏡３を透過した
光はエシェロン８を透過し、第２の鏡５によって元の方
向へ反射され、再びエシェロン８を通って半透鏡３へ達
し、ここで反射されて１次元または２次元検出器７に達
する。この光路を通った波面10は、第２図（ロ）に示し
たように、エシェロン８の階段に対応して階段状になっ
ている。すなわち、同じ光源または単一現象によって生
じた光１が、光の進行方向と直交する方向に分布して平
行に進み、エシェロン８によって直交方向に別々に異な
った光路差が導入されることになる。この２つの波面９
と10が１次元または２次元検出器７上で干渉して、第２
図（ハ）に示したような光源または単一現象によって生
じた光１のコヒーレンス度に対応して鮮明度が変化する
干渉縞を形成する。エシェロン８の各階段の光路長は既
知であるので、各階段に対応する干渉縞の鮮明度を求め
ることによってコヒーレンス度が検出できる。なお、第
２図（ハ）においてエシェロン８の１つの階段に１つの
干渉縞が位置するようになっているが、１つの階段に複
数の干渉縞がある方が縞のコントラスト（鮮明度）を求
めるには都合がよい。そのためには、波面９と10との間
の相対的傾きを変えるように干渉計を構成する光学要素
を調整すればよい。また、コヒーレンス長がエシェロン
８ではカバーできないような場合は、従来技術と同様に
第２の鏡５を移動させればよい。そして、この移動はエ
シェロン８の階段に対応したステップで送ればよいの
で、測定は従来のものに比してより迅速となる。
図（イ）は第１図に用いるエシェロンの断面図、同図
（ロ）は波面の説明図、同図（ハ）は形成される干渉縞
の平面図で、７は１次元または２次元検出器、８はエシ
ェロンで９は第１の鏡からの波面、10は第２の鏡からの
波面である マイケルソン干渉計の分割された２光路の一方の光路
の平行光束中に、第２図（イ）に示したような断面形状
の光路長が階段状に変化する光学的遅延路（エシェロ
ン）８を挿入し、エシェロン８の各階段を透過した光の
干渉縞の鮮明度を同時に測定できるようにし、従来技術
におけるような第２の鏡５を移動させる必要をなくした
ものである。すなわち、第１図において、光源または単
一現象によって生じた光１はコリメーションレンズ２に
て所定の幅（径）を持つ平行光束に変換され、この平行
光束は半透鏡３で二分され、半透鏡３で反射された光は
第１の鏡４によって元の方向へ反射され、半透鏡３を透
過して１次元または２次元検出器７に達する。その時の
波面９は、第２図（ロ）に示したように、平面状となっ
ている。一方、二分された光のうち半透鏡３を透過した
光はエシェロン８を透過し、第２の鏡５によって元の方
向へ反射され、再びエシェロン８を通って半透鏡３へ達
し、ここで反射されて１次元または２次元検出器７に達
する。この光路を通った波面10は、第２図（ロ）に示し
たように、エシェロン８の階段に対応して階段状になっ
ている。すなわち、同じ光源または単一現象によって生
じた光１が、光の進行方向と直交する方向に分布して平
行に進み、エシェロン８によって直交方向に別々に異な
った光路差が導入されることになる。この２つの波面９
と10が１次元または２次元検出器７上で干渉して、第２
図（ハ）に示したような光源または単一現象によって生
じた光１のコヒーレンス度に対応して鮮明度が変化する
干渉縞を形成する。エシェロン８の各階段の光路長は既
知であるので、各階段に対応する干渉縞の鮮明度を求め
ることによってコヒーレンス度が検出できる。なお、第
２図（ハ）においてエシェロン８の１つの階段に１つの
干渉縞が位置するようになっているが、１つの階段に複
数の干渉縞がある方が縞のコントラスト（鮮明度）を求
めるには都合がよい。そのためには、波面９と10との間
の相対的傾きを変えるように干渉計を構成する光学要素
を調整すればよい。また、コヒーレンス長がエシェロン
８ではカバーできないような場合は、従来技術と同様に
第２の鏡５を移動させればよい。そして、この移動はエ
シェロン８の階段に対応したステップで送ればよいの
で、測定は従来のものに比してより迅速となる。
第３図（イ）はストリークカメラを用いる場合のエシ
ェロンの配置、（ロ）はエシェロンの配置に対応するス
トリーク像、（ハ）はその時の干渉縞の強度分布を示し
ている。
ェロンの配置、（ロ）はエシェロンの配置に対応するス
トリーク像、（ハ）はその時の干渉縞の強度分布を示し
ている。
第１図の検出器７としてストーリクカメラを用いて高
速現象の過渡的測定を行うと、第３図（イ）に示したよ
うなエシェロン８の配置に対して（ロ）に示したような
時間軸を伴ったストリーク像（干渉パターン）が得られ
る（ストリークカメラについては、例えば特公昭60−17
049号公報参照）。第３図（ロ）のＸ−Ｘ′における干
渉縞強度分布は第３図（ハ）のように、またこの時の縞
の濃淡は第３図（ニ）のようになり、これからこの現象
によって生じた光のコヒーレンス度を求めることができ
る。従って、パルス光のコヒーレンス長を簡単に求める
ことができる。
速現象の過渡的測定を行うと、第３図（イ）に示したよ
うなエシェロン８の配置に対して（ロ）に示したような
時間軸を伴ったストリーク像（干渉パターン）が得られ
る（ストリークカメラについては、例えば特公昭60−17
049号公報参照）。第３図（ロ）のＸ−Ｘ′における干
渉縞強度分布は第３図（ハ）のように、またこの時の縞
の濃淡は第３図（ニ）のようになり、これからこの現象
によって生じた光のコヒーレンス度を求めることができ
る。従って、パルス光のコヒーレンス長を簡単に求める
ことができる。
第４図は本発明の第２の実施例を示し、11は波長λ１
の光源、12は波長λ２の光源、13,14はコリメーション
レンズ、15は第１の偏光ビームスプリッタ、16は第２の
偏光ビームスプリッタ、17は４分の１波長板、18は検光
子である。
の光源、12は波長λ２の光源、13,14はコリメーション
レンズ、15は第１の偏光ビームスプリッタ、16は第２の
偏光ビームスプリッタ、17は４分の１波長板、18は検光
子である。
また、二波長間の過渡的コヒーレンスも、第４図のよ
うに干渉計を偏光干渉計とすることによって測定するこ
とができる。波長λ１の光源11及び波長λ２の光源12か
らの光はそれぞれコリメーションレンズ13及び14によっ
て平行光束とされ、第１の偏光ビームスプリッタ15によ
って合成され、第２の偏光ビームスプリッタ16によって
分割され、一方の光源からの光はここで反射されて４分
の１波長板17を通って偏光方向が元の偏光方向に対して
90゜回転した直線偏光となって第２の偏光ビームスプリ
ッタ16を透過し、検光子18に達する。他方の光源からの
光は第２の偏光ビームスプリッタ16を透過し、４分の１
波長板17を通って円偏光となり、エシェロン８を透過
し、第２の鏡５によって元の方向へ反射され、再びエシ
ェロン８、４分の１波長板17を通って偏光方向が元の偏
光方向に対して90゜回転した直線偏光となって第２の偏
光ビームスプリッタ16によって反射され、検光子18に達
する。検光子18を透過した両方の光は１次元または２次
元検出器７上で干渉して干渉縞を形成する。このように
して、例えば異なる２つの光のパルスの過渡的コヒーレ
ンス度を求めることができる。
うに干渉計を偏光干渉計とすることによって測定するこ
とができる。波長λ１の光源11及び波長λ２の光源12か
らの光はそれぞれコリメーションレンズ13及び14によっ
て平行光束とされ、第１の偏光ビームスプリッタ15によ
って合成され、第２の偏光ビームスプリッタ16によって
分割され、一方の光源からの光はここで反射されて４分
の１波長板17を通って偏光方向が元の偏光方向に対して
90゜回転した直線偏光となって第２の偏光ビームスプリ
ッタ16を透過し、検光子18に達する。他方の光源からの
光は第２の偏光ビームスプリッタ16を透過し、４分の１
波長板17を通って円偏光となり、エシェロン８を透過
し、第２の鏡５によって元の方向へ反射され、再びエシ
ェロン８、４分の１波長板17を通って偏光方向が元の偏
光方向に対して90゜回転した直線偏光となって第２の偏
光ビームスプリッタ16によって反射され、検光子18に達
する。検光子18を透過した両方の光は１次元または２次
元検出器７上で干渉して干渉縞を形成する。このように
して、例えば異なる２つの光のパルスの過渡的コヒーレ
ンス度を求めることができる。
なお、第１図、第４図に関する場合、１次元または２
次元検出器７とその信号処理系に画像蓄積機能を有する
ものを用いれば、単一現象のコヒーレンス度の測定も可
能となる。また、いずれの実施例においても、エシェロ
ン８の裏面を鏡面にし、第２の鏡５を省くことも可能で
ある。さらに、エシェロン８を用いる代わりに、第２の
鏡５として表面が階段状のものを用いることも可能であ
る。
次元検出器７とその信号処理系に画像蓄積機能を有する
ものを用いれば、単一現象のコヒーレンス度の測定も可
能となる。また、いずれの実施例においても、エシェロ
ン８の裏面を鏡面にし、第２の鏡５を省くことも可能で
ある。さらに、エシェロン８を用いる代わりに、第２の
鏡５として表面が階段状のものを用いることも可能であ
る。
以上のように本発明によれば、従来のもののように逐
次的に測定をする必要がなく、１回の測定でコヒーレン
ス度を測定することができるので、単一現象によって生
じる光のコヒーレンス度を測定することが可能である。
そして、１つの光パルスだけでなく、二波長間の過度的
コヒーレンス度測定も可能である。
次的に測定をする必要がなく、１回の測定でコヒーレン
ス度を測定することができるので、単一現象によって生
じる光のコヒーレンス度を測定することが可能である。
そして、１つの光パルスだけでなく、二波長間の過度的
コヒーレンス度測定も可能である。
第１図は本発明の干渉装置の１実施例の光路図、第２図
（イ）は第１図に用いるエシェロンの断面図、同図
（ロ）は波面の説明図、同図（ハ）は形成される干渉縞
の平面図、第３図（イ）はストリークカメラを用いる場
合のエシェロンの配置を示す図、同図（ロ）はエシェロ
ンの配置に対応するストリーク像を示す図、同図（ハ）
はその時の干渉縞の強度分布図、同図（ニ）は縞の濃淡
を示す図、第４図は本発明の第２の実施例の光路図、第
５図は従来の干渉装置の光路図、第６図は干渉縞の強度
分布図、第７図は鮮明度とコヒーレンス長を説明するた
めの図である。 １……光源、２……コリメーションレンズ、３……半透
鏡、４……第１の鏡、５……第２の鏡、６……スクリー
ン、７……１次元または２次元検出器、８……エシェロ
ン、９……第１の鏡からの波面、10……第２の鏡からの
波面、11……波長λ１の光源、12……波長λ２の光源、
13,14はコリメーションレンズ、15……第１の偏光ビー
ムスプリッタ、16……第２の偏光ビームスプリッタ、17
……４分の１波長板、18……検光子。
（イ）は第１図に用いるエシェロンの断面図、同図
（ロ）は波面の説明図、同図（ハ）は形成される干渉縞
の平面図、第３図（イ）はストリークカメラを用いる場
合のエシェロンの配置を示す図、同図（ロ）はエシェロ
ンの配置に対応するストリーク像を示す図、同図（ハ）
はその時の干渉縞の強度分布図、同図（ニ）は縞の濃淡
を示す図、第４図は本発明の第２の実施例の光路図、第
５図は従来の干渉装置の光路図、第６図は干渉縞の強度
分布図、第７図は鮮明度とコヒーレンス長を説明するた
めの図である。 １……光源、２……コリメーションレンズ、３……半透
鏡、４……第１の鏡、５……第２の鏡、６……スクリー
ン、７……１次元または２次元検出器、８……エシェロ
ン、９……第１の鏡からの波面、10……第２の鏡からの
波面、11……波長λ１の光源、12……波長λ２の光源、
13,14はコリメーションレンズ、15……第１の偏光ビー
ムスプリッタ、16……第２の偏光ビームスプリッタ、17
……４分の１波長板、18……検光子。
Claims (7)
- 【請求項１】マイケルソン干渉計の分割された２光路の
一方の光路中に、光路長が空間的に分布する光学的遅延
系を配置し、該光学的遅延系の各光学的遅延路に対応す
る位置の干渉縞の鮮明度を検出する検出装置を設けるこ
とによってコヒーレンス度を測定するように構成したこ
とを特徴とする干渉装置。 - 【請求項２】光路長が異なる複数の光学的遅延路を構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の干渉
装置。 - 【請求項３】分割された２光路の一方の反射鏡と透明体
を一体にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の干渉装置。 - 【請求項４】分割された２光路の一方の反射鏡を光軸方
向へ移動可能にしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の干渉装置。 - 【請求項５】マイケルソン干渉計を偏光干渉計として構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の干
渉装置。 - 【請求項６】鮮明度を検出する検出装置としてストリー
クカメラを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の干渉装置。 - 【請求項７】鮮明度を検出する検出装置として画像蓄積
機能を有するものを用いたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の干渉装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62144349A JP2502092B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 干渉装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62144349A JP2502092B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 干渉装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308524A JPS63308524A (ja) | 1988-12-15 |
| JP2502092B2 true JP2502092B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=15360036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62144349A Expired - Fee Related JP2502092B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 干渉装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2502092B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6819435B2 (en) * | 2000-04-12 | 2004-11-16 | Nano Or Technologies Inc. | Spatial and spectral wavefront analysis and measurement |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62103531A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | Jeol Ltd | マイケルソン干渉計における移動鏡移動方向判定方法 |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP62144349A patent/JP2502092B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62103531A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-14 | Jeol Ltd | マイケルソン干渉計における移動鏡移動方向判定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63308524A (ja) | 1988-12-15 |
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