JP2524445B2 - 干渉計 - Google Patents

干渉計

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JP2524445B2
JP2524445B2 JP3503723A JP50372391A JP2524445B2 JP 2524445 B2 JP2524445 B2 JP 2524445B2 JP 3503723 A JP3503723 A JP 3503723A JP 50372391 A JP50372391 A JP 50372391A JP 2524445 B2 JP2524445 B2 JP 2524445B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、主に単色レーザー光源である光源と、測
定アームと、位相差を調整するため異なった光学距離を
有し、前記測定アームに結合器を介して結合する少なく
とも二つの分離した基準アームと、光を測定アームに導
き、測定アームの光学距離の変化を符号通りに求める評
価電子回路が後続する光検出器に光を導く導波体を備
え、結合器と測定アームおよび基準アームが集積光学部
材により基板上に形成されている干渉計、およびこの干
渉計を用いて光の波長の変化を符号通りに測定する方法
に関する。
集積光学的に構成されたマイケルソン干渉計は、ドイ
ツ特許第0S 38 25 606号明細書に記載されている。この
干渉計は、単色のレーザー光源、ビームスプリッター、
参照用鏡と測定用鏡、および光をビームスプリッターに
導き、測定信号を含む光を検出器に戻す光フィアバーで
構成されている。この場合、ビームスプリッターはガラ
ス基板中の対称な集積光学結合器で形成される。この基
板中にパターン化されたイオン変換体により生じる光波
導体が配設され、これ等の光波導体は一方で干渉計の測
定アームを、また他方で参照アームを形成している。
それ故、この発明の課題は、簡単で確実な方法で光学
距離の変化を高分解能と向きを定めて検証できる冒頭に
述べた種類の干渉計を提供することにある。
上記の課題は、この発明により、主に単色レーザー光
源である光源と、集積光学部材として基板上に形成され
た少なくとも一つのビームスプリッターおよび少なくと
も二つのビーム結合器と、測定アームおよびこの測定ア
ームの光に対して位相差を与えるためそれぞれ異なった
光学距離を有し、前記測定アームに隣接する少なくとも
二つの分離した参照アームと、位相角を調整するため少
なくとも測定アーム中に配設されている位相変調器と、
前記光源から放出された光を前記ビームスプリッターに
導く導波体およびこの光を更に光検出器へ導く複数の導
波体と、反射体である物体の基板に対する測定すべき相
対位置、あるいは屈折率を測定すべき材料の厚さの何ず
れにより定まる、測定アームの光学長の変化を、向きを
含めて、求めるために前記光検出器に接続されている電
子評価系とを備え、前記電子評価系に前記光検出器に後
続する初段増幅器、前記初段増幅器に後続するパルス波
形整形器、前記変調器用の駆動ユニット、方向弁別器、
この方向弁別器に後続する計数器および第一表示装置が
設けてある干渉計によって解決されている。この発明の
他の有利な実施態様は従属請求項の内容である。更に、
この干渉計を用いて、光学距離の変化を向きを決めてよ
り高い精度で測定できる方法も提示している。
この発明による干渉計を用いて、あるいはこの発明に
よる方法を用いて、高分解能の位置測定および測定対象
物の屈折率の変化を非常に正確に測定することができ
る。従って、計数法と単側波帯変調を組み合わせて大き
な距離変化も向きを決めて早く表示でき（計数法），光
学距離の変化や屈折率の変化を認識できる（単側波帯変
調法）。
この発明の諸実施例を添付した図面に基づき説明す
る。
第１図、集積光学マイケルソン干渉計の模式構造図、 第２図、評価電子回路の回路図、 第３図、直接照明部を備えたマイケルソン干渉計の実
施態様、 第４図、受動位相変調器を備えたマイケルソン干渉計
の実施態様、 第５図、ブラッグ反射体を備えたマイケルソン干渉
計、 第６図、ガラスセンサとしての干渉計、 第７図、出射格子を備えたマイケルソン干渉計の側面
図、 第８図、出射格子を備えたマイケルソン干渉計の平面
図、 第９図、屈折計の側面図、 第10図、屈折計の平面図、 第11図、センサとしての二重マッハ・ツエンダー干渉
計、 第12図、距離測定用の二重マッハ・ツエンダー干渉計
の側面図、 第13図、距離測定用の二重マッハ・ツエンダー干渉計
の平面図。
以下では、先ず全く一般的にこの発明によるマイケル
ソン干渉計の実施例を説明する。この干渉計では、ガラ
ス基板に多数のビームスプリッターがあるので、一つの
共通のアームが測定アームとして、二つのアームが参照
アームとして生じる。この共通のアームには、例えばヘ
リウム・ネオンレーザーの光が光導波体、主としてガラ
ス繊維を経由して入射する。この入射位置の後では、測
定アームが参照アームに通じる二つの光導波体パターン
に別れる。これ等の光導体パターンは更に進と再び合体
する。従って、光を分離・合体させる二つのＹ字型分岐
が生じる。こうして、ビームスプリッターとして働く二
つの方向結合器（3dB）が生じる。例えば光導波体の端
面に付けたアルミニウムの参照鏡の反射光は、対物鏡か
ら反射された光と干渉する。これ等の干渉信号は、端面
で結合する多モード繊維を介して二つの検出器に導入さ
れる。両方の参照アームの一方の熱光学変調器により二
つの参照アームの間の90゜の位相差を調整することがで
き、進みや遅れの識別が早く行える。参照アーム中の90
゜位相差を調整するため、多くの方法が提唱されてい
る。一つの方法では、熱光学変調器を直流電圧で駆動す
る。他の受動的な方法では、被膜、所謂オバーレイヤー
（Overlayer）を付けて光導波体の特性に影響を与え
る。これは、例えば接着剤のような適切な物質を塗布す
るか、あるいは例えば酸化シリコン被膜を蒸着またはス
パッタリングして行われる。これにより、チップを作製
する場合に既に所望の位相差に調整される。これ以外の
受動的な方法では、光導波体の特性に影響を与えるた
め、薄い被膜を導波体の上に付ける。その外、寸法設計
（幅と厚さ）により光導波体の特性に影響を与える。
このように処理された信号は、検出器から後で説明す
る評価電子回路の評価部に供給される。この場合、二つ
の評価方法が平行して行われる。直交検出信号を用いる
「干渉縞計数」は、光学重畳受信による位相測定と組み
合わされる。分数波長（λ/n）に相当する分解能と方向
識別を伴う距離の変化は、直交信号と計数方法で測定さ
れる。高分解能（例えばλ/100）の位相検出が単側帯波
変調で求まる。
対物鏡の早い動きを検出するには、検出信号の極値を
計数する。この計数モードは、干渉計の場合、干渉縞リ
ング計数に相当する。古典的な構成では、運動方向はリ
ングの収束または発散によりて、あるいは1/2リング幅
だけずれた二つの検出器の信号波形により識別できる。
集積光学的な構成では、単一モード光導波体が使用さ
れ、強度変調のみが行われる。方向識別を伴う上記の受
動測定法は他の参照アームに対して90゜位相差の参照ア
ームで行われる。一方の検出信号は他方の検出器信号が
直交する計数器の計数パルスを供給し、測定鏡の運動方
向から生じる計数方向を決める。
鏡の位置を高い分解能で評価するには干渉計の測定ア
ーム中の熱光学変調器を介して単側波帯変調により行わ
れる。光学重畳法により、距離の変化に比例する光学的
な位相差が低周波の電気的な位相差に変換される。市販
の位相測定装置で求める位相は約１゜で測定できる。こ
れは、波長に応じて約1nmの間隔変化の分解能に相当す
る。
計数方法を更に詳しく説明する。
進みや遅れの早い識別（方向弁別）と測定値の検出は
計数方法で行われる。二つの検出信号は互いに90゜位相
がずれていると仮定する。集積光学チップでは、直接二
つの検出信号が生じる。出力特性曲線を90゜の位相差に
するため、熱光学変調器を、例えば直流出力で動作させ
る。位相差をオシロスコープで調節する。このように調
節された二つの直交検出信号は進みや遅れの識別または
方向弁別に使用される。方向信号はTTL信号にして計数
器に転送される。一方の検出器の信号はスパイクパルス
の形にして計数器に供給される。この実施態様は単側波
帯変調を用いないで充分である。上部参照アーム中の移
相器を上記の受動調節で置換えると、既に説明したよう
に、干渉センサを全く電気導線なしに動作させることが
できる。
より高い分解能では、測定アーム中の移相器を関数発
生器と増幅器で駆動し、変調は1kHzの周波数で行われ
る。移相器は干渉計の測定アームの上にあるので、位相
変調が両方の参照アームに同じように働く。計数器はこ
のkHz変調に問題なく追従する。この場合、分数波長
（λ/n）に相当する単位が単側波帯法の２π位相変調に
応じて常時可逆計数される。従って、計数器の表示の最
後の桁が揺れていて目視できない。デジタル表示器に測
定値を、例えばλ/nの分解能で表示するため、下位の桁
を関数発生器でトリガーして記憶器に書き込む。こうし
て、表示が測定アーム中の動的な移相器の特定な位相に
接続される。
評価ユニットでは、測定鏡の運動方向が更に進みや遅
れ識別器に接続する発光ダイオードで表示される。この
信号により、この信号を計数器のゲートに入力して、簡
単に振動振幅の測定が行われる。
単側波帯法では、位相変調された単側波帯検出が光信
号の振幅と位相を互いに別々に測定された低周波の振幅
と位相に一次変換する。充分な単側波帯変調では、厳密
な周波数ずれが生じる。光学媒体に変調を加えるので、
一方の側波帯域が減少する。従って、光学位相を簡単に
測定可能な電気的な位相に変換できる。
熱光学変調器の位相差は制御信号に直線的に依存して
いないので、干渉計の測定アーム中の電気的な位相の再
調節の可能性は実現しない。２π不連続も制御器に不利
に作用する。ここでは、出力制御された熱光学変調器が
大切であるから、位相の追従性が遅く、チップに生じる
熱負荷が測定位相に依存する。上に述べた理由により、
測定アームと参照アームの間の位相差を評価すること
は、単側波帯変調が常時同じ制御機能で行われ、干渉計
の計数モードを乱さず、各変調期間で一定の電気出力の
ため干渉計が熱平行にされるように構成される。この位
相測定装置は測定アーム中の光の位相を参照アーム中の
位相と比較してこれをデジタル表示する。
単側波帯法は、測定精度を向上させる場合、位相差の
正確な調整を要求する。熱光学位相変調器では、変調器
の特性曲線を駆動関数に一緒に計算に入れる必要があ
る。
単側波帯を抑制する場合には、アナログとデジタルの
変調機能がある。同じように、単側波帯変調は変調器を
鋸歯状に制御して行える。こうして、一方の側波帯を完
全に抑制できる。検出器に後続する帯域濾波器を用い
て、付属する周波数が濾波される。側波帯の抑制が不完
全であると、位相測定の精度を低下させる。この類似の
方法では、側波帯の充分完全な抑制を維持して、高い精
度を得るため、先端の位相差を非常に正確に維持する必
要がある。
この鋸歯状の変調関数は１周期の期間内で２πの位相
ずれを有する階段状のデジタル変調関数に置き換えるこ
ともできる。デジタル駆動関数には、プロセッサ制御で
実現できると言う利点がある。
更に、鋸歯曲線の周りを蛇行して進み、ピークの位相
差を最適値からずらすことを許すデジタル変調関数であ
る。この関数は最適関数曲線からのずれに対して鈍感で
ある。
評価電子回路中では、位相変調器に交互に切り換えら
れる個々の回路の変調電圧を調節できる。この場合、繰
り返し周波数は1kHzになる。熱光学変調器の駆動回路を
自由に調節できることは、各回路のポテンシオメータで
の調節とそれに応じた位相差により、あるいはD/A変換
器とソフトウェヤ制御される回路機能を備えたプロセッ
サにより行われる。熱光学変調器の特性が正しく評価さ
れる。一方で、光学的な位相角は供給された電気出力に
比例するため、印加された電圧の二乗に比例し、他方で
加熱電極の抵抗値が温度に依存しない。調節可能な回路
を用いて、関数発生器の予め歪めた信号を使用できる。
以下、図面に示す実施例を詳しく説明する。
第１図の干渉計の実施例にはガラス基板１がある。基
板１の端面側２には三つの光導体繊維3,4と５が結合
し、例えば接着されている。この場合、光導体繊維４は
レーザー源から出た光を取り込む光繊維として働き、光
導体繊維３と５はそれぞれ一つの光検出器に通じてい
る。基板１では、光が電場支援カリューム・イオン交換
により作製された導波体6,7と８に導入される。このイ
オン交換は、例えば50V/mmの支援電場を用いて450℃の
温度で行われる。典型的な交換時間が10秒となるイオン
交換は、再現性のある導波体の製造を保証するため、電
荷を調整して行われる。干渉縞導波体は波長λ＝0.633
の単色駆動用に設計されている。導波体７は場所９で二
つのアームに別れ、これ等のアームは場所10と11で導波
体６と８に接近し、場所12で再び合流する。導波体７の
測定アーム71は屈折率勾配レンズ14の前の基板１の端面
13で終わる。このレンズ14は、光を平行にするため、測
定アーム71の端面に直接接着されている。このレンズか
ら離れたところに対物鏡15が設置されている。導波体６
と８は場所10と11で導波体７に接近する。導波体６と８
の参照アーム61と81は端面13に蒸着された参照鏡16と17
の前の基板１の端面13で終わる。レザーから出射され、
光導体繊維４を通って導波体７に入射する光は二つの方
向結合器10と11に分割される。参照鏡16と17の反射光は
対物鏡から反射された光と干渉する。干渉信号は端面で
結合する多モード繊維を介して両方の光検出器に導入さ
れる。参照アーム61上の熱光学変調器18により、両方の
参照アーム61と81の間の90゜位相差を調節できる。従っ
て、進みや遅れの識別が早く行える。測定アーム71上に
は、熱光学変調器18の高さに、位相変調と単側波帯検出
による高分解能測定用の他の熱光学変調器19が装備され
ている。熱光学変調器18と19の加熱電極は、蒸着された
厚さが400nmのアルミニウム被膜で形成されている。こ
れ等の電極は、フォトリソグラフィーで導体幅が４μm,
長さが7mm,相互間隔が６μｍにパターン化されている。
光導体繊維３と５から光検出器20と21に導入される信
号は、第２図に模式的に示す評価電子回路で更に処理さ
れる。両方の検出信号は増幅器22と23中で予備増幅さ
れ、入力信号を矩形パルスに変換するそれぞれ一個のパ
ルス整形器24,25（シミットトリガー回路）に供給され
る。方向弁別器27では、両方のパルス整形器24,25の一
方の信号をスパイクパルスに変換し、計数器28に供給す
る。両方のパルス整形器24,25の両方の信号を比較し
て、方向弁別器27は鏡の動きが前進運動か後退運動を判
定し、アップ・ダウン信号V/Rを計数器28に与える。
より高い分解では、熱光学変調器19が関数発生器29と
後続する増幅器30を介して駆動される。この変調器19は
干渉計の測定アーム71の上にあるので、位相変調は両方
の参照アーム61,81に等しく作用する。この場合、上記
の変調は計数器28が容易に追従できる1kHzの周波数で行
われる。λ/nの単位が単側波帯法の２π位相変調に応じ
て可逆的に常時計数される。
λ/4の分解能でデジタル表示器に測定値を表示するた
め、二つの下位の桁が関数発生器29の前でトリガーさ
れ、記憶器32に書き込まれる。従って、表示部は動的な
移相器、即ち熱光学変調器19の一定の位相に結合する。
測定アーム71の周波数のずれは熱光学変調器19を用いて
単側波帯変調で行われる。この変調は、搬送周波数の周
りに発生するスペクトル中で一対の側波帯の一方が消え
るように行われる。この場合、単側波帯の消滅にはアナ
ログとデジタルの変調関数がある。同様に、単側波帯変
調は変調器19を鋸歯状に駆動して行われる。こうして、
単側波帯は完全に除去できる。検出器21に後続する帯域
濾波器33で付属する周波数を濾波する。
鋸歯状の変調関数は、１周期の期間中で２πの位相角
を有する階段状のデジタル変調関数に置き換えることも
できる。
評価電子回路中では、位相変調器19に交互に切り換わ
る個々の回路の変調電圧を調節できる。この場合、繰り
返し周波数は1kHzである。関数発生器29にも接続する位
相測定装置34は、測定アーム71の光の位相を参照アーム
81の光の位相と比較し、これ等を表示装置35にデジタル
表示する。
第２図に示す制御器36は、単側波帯法の場合、正確な
矩形波パルスを発生させて、パルス整形器は増幅器で再
調整するのに使用される。
こうして、表示部31は光学距離の変化を向き決めてλ
/nの精度で表示するが、表示部35は正確な中間値を与え
る。マイクロプロセッサにより両方の表示部31と35をた
だ一つの表示部に統合させることができる。
この発明の他の構成は、化学的に影響を与える被膜を
付けた窓を測定アーム71上に形成すると得られる。これ
により一定のガスを検証できる。この種の装置は、マッ
ハ・ツェンダー干渉計で既に周知であるが、この装置の
場合、屈折率の増減を知ることができない難点がある。
しかし、説明する干渉計の構成によりこれも正確に測定
できる。
第３図は、この発明の干渉計の実施態様を示す。第１
図の構成とは異なり、光源50と二つの光検出器21,22は
基板１の端面２に直接付けてある。
第４図の実施態様では、二つの参照アーム61,81の間
の位相差の調整は参照アーム61に付けた透明な被膜51に
より受動的に行われる。これには、例えば蒸着またはス
パッターしたSiO2,MgF2のような無機質被膜が、高分子
と同じように考えられる。同じ効果は参照アーム61上に
一定の被膜51を除去して得られる。
第５図は、マイケルソン干渉計の他の実施例を示す。
この干渉計では、側面の鏡16,17の代わりに、参照アー
ム61,81のところに、例えばレーザーダイオードにも使
用されているような、所謂ブラッグ格子52,53が参照ア
ーム61,81上に付けてある。参照アーム61と81の間の望
ましい位相差は、この場合、ブラッグ格子52,53の種々
の位置に関して、従って、参照アーム61,81の種々の長
さに対して調節される。
二つの参照アーム61,81の異なった光学長は、第６図
に模式的に示すように、参照アーム61,81の幅を変えて
得られる。参照アーム61は、第６図の実施例の場合、参
照アーム81より幅が広い。導波体中の光の伝播に対して
重要な有効屈折率は光導波体の幅に依存するので、二つ
の参照アーム61,81は、同じ幾何学的な長さにも係わら
ず、異なった光学長を有する。更に、第６図は例えば気
体に対するセンサとしてマイケルソンタイプのこの発明
による干渉計の実施例の応用を示す。測定アーム71の幾
何学的な長さはここでは一定に維持されている。上記の
実施例で使用した測定アーム71の反射体は、測定アーム
71の上にある固定されたブラック格子55に置き換えられ
る。測定アーム71に付けたセンサ被膜54は測定すべき気
体あるいは測定すべき液体の濃度に応じてその屈折率を
変えるので、検出される測定アーム71の光学距離の変化
を与える。
第７図と第８図は、マイケルソンタイプの干渉計の実
施例を示す。レーザー光源50は屈折率勾配レンズ56（所
謂GRINレンズ）を介して光導波体７に結合している。光
検出器20,21は、この場合、基板１の端面２に接着され
ているのでなく、光導波体6,8上に面状に付けてある。
基板１と反射体15で仕切られた測定区間に光を出射させ
るには、ここでは端面に設けたコリメータ光学系14によ
るのでなく、平坦な集束格子57で行われる。例えばTiO2
で形成されるこの格子57は測定アーム71から出る光を平
行な光束に変換し、この光束が測定鏡15で反射した後、
同じ格子57を経由して再び測定アーム71に入射する。
第９図と第10図は、周囲の空気の屈折率を測定できる
屈折計としてのこの発明よる干渉計の実施例の応用を示
す。測定アーム71,コリメーターレンズ14,空気区間およ
び固定された最終鏡58で構成される測定区間の幾何学的
な長さは一定にされている。最終鏡58は反射体アーム61
と81の端部の上に延びる。空気の屈折率が変わると、測
定アーム71の光学長が変わり、参照アーム61,81には影
響がない。測定された光学距離の変化により空気の屈折
率の変化が正確に求まる。
第11図は、二つの参照アーム61,81を備えたマッハ・
ツエンダー干渉計としてのこの発明による干渉計の構成
を示す。ビームスプリッター59で光が測定アーム71と二
つの参照アーム61,81に分かれる。ここでも、二つの参
照アーム61,81の間の位相差が能動的な（例えば、熱光
学的な）位相変調器または受動的な（例えば、明な被膜
の）位相変調器18で調整される。例えばガラスセンサと
して使用する場合、気体濃度のような測定すべき量は、
センサ被膜54を介して中央の測定アーム71の光学距離に
作用を及ぼす。測定アーム71の光はビームスプリッター
60により分割され、それぞれ一つの方向結合器61,62に
より対応する参照アーム61,81の光と干渉する。各方向
結合器61,62は光を光検出器63,64,65,66に導く二つの出
力端を有する。こうして、直流光成分を除去するために
（引き算で）有利に利用できるプッシュプル信号を得
る。同様に、二つの方向結合器61,62の代わりに、測定
アーム71と参照アーム61,81に対する簡単なビーム結合
器をただ一個の光検出器に接続させることもできる。
第12図と第13図は、第11図に似た二重マッハ・ツエン
ダー干渉計を示す。この場合でも、前記干渉計は距離測
定に使用される。第一結合格子57は測定アーム71の光を
コリメートされたビーム束に変換し、このビーム束を逆
行反射体である測定反射体15に向けて横向きに反射さ
せ、第二集束格子67により再び測定アーム71に入射させ
る。こうして、測定反射体15の位置を求めることができ
る。
この発明は、多くの観点に関して、実施例に関連付け
て説明した特別な技術手段に限定されるものではない。
即ち、干渉計の光源に対してレーザー光源を必ずしも使
用する必要はない。干渉計で測定すべき距離と使用する
光源の光の可干渉距離の間の関係は周知である。従っ
て、多くの応用例では、例えば所謂スーパールミネッセ
ンス・ダイオードからの光が、測定を実行するのに充分
な可干渉距離を有する。応用例に応じて、充分な可干渉
距離を有する光の他の光源も使用できる。基板とこの基
板に形成された光導波体としては、ガラス以外の他の材
料もイオン交換で作製される光導波体と共に使用でき
る。例えば、リチウムナイオバイト結晶の光導波体をチ
タンを拡散させて、あるいは陽子交換により作製される
リチウムナイオバイトを基板として、所謂Rib導波体を
含めて光導波体をドーピングにより作製されているIII
−Ｖ半導体を基板として、あるいは例えばシリコン半導
体基板を、光導波体が酸化膜、例えば酸化シリコンを介
してガラスまたは有機材料で作製されている基板として
使用できる。実施例に関連して述べた熱光学的な位相変
調器の代わりに、影響を与えるべき光導波体の材料が電
気光学的に活性であれば、即ち、光導波体に電界が印加
されると、位相変調に充分な電気光学的な効果を示すの
であれば、電気光学的な位相変調器も使用できる。これ
等の場合、電界は光導波体が延びていて、電圧源に接続
する二つの電極により生じる。この種の電気光学的な位
相変調は、例えば上に述べた光導波体と一緒に使用する
のに適している。これ等の光導波体はリチウムナイオバ
イト結晶へのチタン拡散または陽子交換により、あるい
はIII−Ｖ半導体をドープして作製される。最後に、特
に第一実施例に関連して、光導体繊維が干渉計と光ダイ
オードの間の光導波体として説明した。しかし、この目
的には干渉計チップに関連して説明したように、光導波
体も使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒャエル・ディーテル ドイツ連邦共和国、デー―8220 トラウ ンシュタイン、ラングアウエンストラー セ、12 (56)参考文献 特開 昭62−232503（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−43704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−288102（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−262504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−12204（ＪＰ，Ａ)

Claims (33)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】主に単色レーザー光源である光源（50）
    と、 集積光学部材として基板（１）上に形成された少なくと
    も一つのビームスプリッター（9;59,60）および少なく
    とも二つのビーム結合器（10,11;61,62）と、 測定アーム（71）およびこの測定アーム（71）の光に対
    して位相差を与えるためそれぞれ異なった光学距離を有
    し、前記測定アーム（71）に隣接する少なくとも二つの
    分離した参照アーム（61,81）と、 位相角を調整するため少なくとも測定アーム（71）中に
    配設されている位相変調器（19）と、 前記光源（50）から放出された光を前記ビームスプリッ
    ター（９）に導く導波体およびこの光を更に光検出器
    （20,21;63,64,65,66）へ導く複数の導波体と、 反射体（15）である物体の基板（１）に対する測定すべ
    き相対位置、あるいは屈折率を測定すべき材料の厚さの
    何ずれかにより定まる、測定アーム（71）の光学長の変
    化を、向きも含めて、求めるために前記光検出器に接続
    されている電子評価系と、 を備え、 前記電子評価系に前記光検出器に後続する初段増幅器
    （22,23），前記初段増幅器に後続するパルス波形整形
    器（24,25），前記変調器（19）用の駆動ユニット（3
    0），方向弁別器（27），この方向弁別器に後続する計
    数器（28）および第一表示装置（31）が設けてある、 ことを特徴とする干渉計。
  2. 【請求項２】前記少なくとも一つの位相変調器は熱光学
    変調器あるいは電光変調器であることを特徴とする請求
    の範囲第１項の干渉計。
  3. 【請求項３】測定アーム（71）には熱光学位相変調器あ
    るいは電光位相変調器が付属し、少なくとも一つの参照
    アーム（61または81）に他の位相変調器が付属している
    ことを特徴とする請求の範囲第１項の干渉計。
  4. 【請求項４】直流電圧あるいは直流電流によって駆動さ
    れる熱光学位相変調器あるいは電光位相変調器が参照ア
    ーム（61,81）に付属していることを特徴とする請求の
    範囲第１項または第２項の干渉計。
  5. 【請求項５】電圧源あるいは電流源は基準アーム（61,8
    1）の間の位相差を一定にするため制御できることを特
    徴とする請求の範囲第４項の干渉計。
  6. 【請求項６】照明および／または光を光検出器に導くこ
    とは光導波繊維（3,4,5）で行われることを特徴とする
    請求の範囲第１〜５項の何れか１項の干渉計。
  7. 【請求項７】測定アーム（71）や基準アーム（61,81）
    はそれぞれ反射体（15,16,17;52,53,55;58）により決ま
    ることを特徴とする請求の範囲第１項のマイケルソン式
    干渉計。
  8. 【請求項８】測定アームや基準アームの反射体は鏡（1
    5,16,17,58）で形成されていることを特徴とする請求の
    範囲第７項の干渉計。
  9. 【請求項９】測定アームや基準アームの反射体はブラッ
    グ格子反射体で形成されていることを特徴とする請求の
    範囲第７項の干渉計。
  10. 【請求項１０】光導波体はガラス基板中のパターン化さ
    れたイオン交換体で形成されていることを特徴とする請
    求の範囲第１〜９項の何れか１項の干渉計。
  11. 【請求項１１】ガラス基板層の位相差を調整した後、一
    定の厚さの層が基準アームに属する光導波体を通るガラ
    ス基板層から除去されることを特徴とする請求の範囲第
    １項あるいは第10項の干渉計。
  12. 【請求項１２】光導波体はチタン拡散あるいは陽子交換
    により結晶性リチュウムナイオバイトの上に形成されて
    いることを特徴とする請求の範囲第１〜９項の何れか１
    項の干渉計。
  13. 【請求項１３】光導波体はドーピングによりIII−Ｖ半
    導体基板上に形成されることを特徴とする請求の範囲第
    １〜９項の何れか１項の干渉計。
  14. 【請求項１４】光導波体は半導体基板上でガラスあるい
    は有機材料により、場合によっては、中間酸化物層を介
    在させて、形成されることを特徴とする請求の範囲第１
    〜９項の何れか１項の干渉計。
  15. 【請求項１５】基板上の基準アームに属する光導波体の
    領域に屈折率を変える材料が層状に付けてあることを特
    徴とする請求の範囲第１項の干渉計。
  16. 【請求項１６】屈折率を変える材料は有機物質であるこ
    とを特徴とする請求の範囲第12項の干渉計。
  17. 【請求項１７】前記層は蒸着やスパッタリングされた無
    機物質で形成されていることを特徴とする請求の範囲第
    16項の干渉計。
  18. 【請求項１８】前記材料はシリコン酸化物の層であるこ
    とを特徴とする請求の範囲第15項あるいは第17項の干渉
    計。
  19. 【請求項１９】測定アーム（71）の光導波体から出た光
    はレンズ（14）でコリメートされ、測定すべく物体の上
    で反射体（15）に指向させてあることを特徴とする請求
    の範囲第１項の干渉計。
  20. 【請求項２０】レンズ（14）は傾斜指数レンズであるこ
    とを特徴とする請求の範囲第19項の干渉計。
  21. 【請求項２１】測定アーム（71）の光導波体から出た光
    は集束格子によりコリメータされ、取り出して測定すべ
    き物体の上で反射体に指向させてあることを特徴とする
    請求の範囲第１項の干渉計。
  22. 【請求項２２】共通の反射体（58）が測定アームと基準
    アームに対する基板の端面に装着されていることを特徴
    とする請求の範囲第１項の干渉計。
  23. 【請求項２３】基準アームの光導波体と測定アームの光
    導波体は多重結合器の形になって終わり、その出口で互
    いに位相差を有する信号が検出できる請求の範囲第１項
    のマッハ・ツエンダ干渉計式の干渉計。
  24. 【請求項２４】結合器は双方向結合器（61,62）として
    形成され、前記双方向結合器（61,62）の出口では互い
    に約180゜位相差の信号が検出できることを特徴とする
    請求の範囲第23項の干渉計。
  25. 【請求項２５】測定アームでは、第一集束格子（57）に
    より光をコリメートし、取り出し、測定すべき物体の上
    の反射体（15）に指向させ、そこで反射した光を、第二
    集束格子（67）により再び測定アーム（71）の光導波体
    に入射させることを特徴とする請求の範囲第１項の干渉
    計。
  26. 【請求項２６】測定すべき物体上の反射体（15）は逆行
    反射部材であることを特徴とする請求の範囲第25項の干
    渉計。
  27. 【請求項２７】熱光学あるいは熱電気変調器（19）を駆
    動するため、関数発生器（29）が設けてあり、この関数
    発生器は位相測定装置（34）に接続し、この位相測定装
    置中には光検出器（21）から到来し、帯域濾波器（33）
    で濾波された信号が導入され、前記位相測定装置（34）
    は第二の表示装置（35）に接続していることを特徴とす
    る請求の範囲第１項の干渉計。
  28. 【請求項２８】前記関数発生器（29）は計数器（28）と
    第一表示装置（31）の間にある記憶器（32）に接続して
    いることを特徴とする請求の範囲第27項の干渉計。
  29. 【請求項２９】単側波帯変調のため、熱光学的あるいは
    熱電気的変調器（19）を関数発生器（29）で形成された
    鋸波状信号により駆動し、鋸波状信号と帯域濾波器（3
    3）で濾波された光検出器（21）の信号との間の位相を
    測定して表示することを特徴とする請求の範囲第1,27,2
    8項の何れか１項の干渉計。
  30. 【請求項３０】変調器（29）は１周期内で２πの位相角
    を有する階段状のデジタル変調関数により駆動されるこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項または第27項の干渉
    計。
  31. 【請求項３１】変調器（29）は鋸波状曲線の周りに蛇行
    して延びるデジタル関数により駆動されることを特徴と
    する請求の範囲第１項または第27項の干渉計。
  32. 【請求項３２】変調器（19）を駆動する関数の繰り返し
    周波数は1kHzであることを特徴とする請求の範囲第1,2
    7,28項の何れか１項の干渉計。
  33. 【請求項３３】熱光学あるいは熱電気変調器の制御回路
    を調整するため、各回路と対応する位相差用にポテンシ
    オメータが設けてあるか、あるいはデジタル・アナログ
    変換器とソフトウェヤ制御される階段関数を備えたマイ
    クロプロセッサが設けてあることを特徴とする請求の範
    囲第１〜32項の何れか１項の干渉計。
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