JP2656624B2 - 干渉計の倒れ制御方式 - Google Patents
干渉計の倒れ制御方式Info
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- JP2656624B2 JP2656624B2 JP18857489A JP18857489A JP2656624B2 JP 2656624 B2 JP2656624 B2 JP 2656624B2 JP 18857489 A JP18857489 A JP 18857489A JP 18857489 A JP18857489 A JP 18857489A JP 2656624 B2 JP2656624 B2 JP 2656624B2
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- mirror
- tilt
- optical element
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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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、半透鏡、固定鏡、移動鏡の光学素子からな
る干渉計の光学素子倒れを検出し制御する方式に関す
る。
る干渉計の光学素子倒れを検出し制御する方式に関す
る。
フーリエ変換赤外分光光度計では、マイケルソン干渉
計を使用し、光源からの光をマイケルソン干渉計で２光
束に分割した後、再び重ね合わせて検出器に導き、ここ
で得られたインタフェログラムをフーリエ変換して分光
透過曲線を求めている。この場合において、干渉計の移
動鏡の移動をモニタするのにレーザを光源として干渉計
が用いられている。
計を使用し、光源からの光をマイケルソン干渉計で２光
束に分割した後、再び重ね合わせて検出器に導き、ここ
で得られたインタフェログラムをフーリエ変換して分光
透過曲線を求めている。この場合において、干渉計の移
動鏡の移動をモニタするのにレーザを光源として干渉計
が用いられている。
レーザ光は単色光であるため、干渉計にレーザ光を入
力し２光束に分割して固定鏡と移動鏡で反射させ合成す
ると、移動鏡の移動に追従したコサイン波が得られる。
そこで、このコサイン波を使うことによって、移動鏡の
制御を行っている。
力し２光束に分割して固定鏡と移動鏡で反射させ合成す
ると、移動鏡の移動に追従したコサイン波が得られる。
そこで、このコサイン波を使うことによって、移動鏡の
制御を行っている。
干渉計は、上記のように半透鏡と２つの反射鏡からな
る光学素子により構成されているが、光が干渉するため
には、これらの光学素子のお互いの傾きが精度よく調整
されていることが必要である。そのため、従来の装置で
は、高精度の傾き調整機構が用意されている。また、長
期にわたって傾きが狂わないようにするため、ホルダの
材質や形状も工夫されている。
る光学素子により構成されているが、光が干渉するため
には、これらの光学素子のお互いの傾きが精度よく調整
されていることが必要である。そのため、従来の装置で
は、高精度の傾き調整機構が用意されている。また、長
期にわたって傾きが狂わないようにするため、ホルダの
材質や形状も工夫されている。
例えば反射鏡の一方を平行移動させて信号を得る方式
のフーリエ変換赤外分光光度計においては、その移動鏡
が傾かないで移動するようにエアベエリング（ガスベエ
リング）を使用する等の工夫がなされている。
のフーリエ変換赤外分光光度計においては、その移動鏡
が傾かないで移動するようにエアベエリング（ガスベエ
リング）を使用する等の工夫がなされている。
また、その他の倒れ修正方式としては、ベックマン
（Beckman）方式を利用したものである。このベックマ
ン方式は、レーザ発振器の周りから磁界をかけると、周
波数がずれしかも逆方向に円偏光したレーザ光にスプリ
ットするというゼーマン（Zeeman）効果及び偏光を利用
したものであり、移動鏡の移動速度が遅くても制御が可
能である点で特徴がある。
（Beckman）方式を利用したものである。このベックマ
ン方式は、レーザ発振器の周りから磁界をかけると、周
波数がずれしかも逆方向に円偏光したレーザ光にスプリ
ットするというゼーマン（Zeeman）効果及び偏光を利用
したものであり、移動鏡の移動速度が遅くても制御が可
能である点で特徴がある。
しかしながら、上記従来の倒れ修正方式は、いずれも
高い精度を要する機構を用いているため、高価でまた機
構も複雑になり、取り扱いも簡便でないという問題があ
る。
高い精度を要する機構を用いているため、高価でまた機
構も複雑になり、取り扱いも簡便でないという問題があ
る。
本発明は、上記の課題を解決するものであって、高度
な機構を使用することなく干渉状態を安定に保つことが
できる干渉計の倒れ制御方式を提供することを目的とす
るものである。
な機構を使用することなく干渉状態を安定に保つことが
できる干渉計の倒れ制御方式を提供することを目的とす
るものである。
そのために本発明は、半透鏡、固定鏡、移動鏡の光学
素子からなる干渉計の光学素子倒れを検出し制御する方
式であって、干渉計のいずれかのアームに設けられレー
ザ光の往復でλ/4位相ずれを起こす位相板、レーザ光を
２光束に分割して干渉計に入射する波形分割手段、干渉
計の２光束出力を偏光により４つの光束に分割する偏光
半透鏡、該偏光半透鏡で分割された４つの光束を検出す
る検知手段、及び検知手段の出力を演算する演算手段を
備え、検知手段の出力の掛算と加算により干渉計の光学
素子倒れによる成分を算出するようにしたことを特徴と
するものである。
素子からなる干渉計の光学素子倒れを検出し制御する方
式であって、干渉計のいずれかのアームに設けられレー
ザ光の往復でλ/4位相ずれを起こす位相板、レーザ光を
２光束に分割して干渉計に入射する波形分割手段、干渉
計の２光束出力を偏光により４つの光束に分割する偏光
半透鏡、該偏光半透鏡で分割された４つの光束を検出す
る検知手段、及び検知手段の出力を演算する演算手段を
備え、検知手段の出力の掛算と加算により干渉計の光学
素子倒れによる成分を算出するようにしたことを特徴と
するものである。
本発明の干渉計の倒れ検出方式では、波形分割手段に
よりレーザ光を２光束に分割して干渉計に入射し、位相
差でλ/4位相ずれを起こした光を出力してさらにこれを
偏光半透鏡で４つの光束に分割するので、移動鏡の移動
速度と倒れを加算した周波数と倒れ分だけ異なる周波数
を検出することができる。したがって、これらの信号を
演算して倒れ量に相当する差周波数の信号を求めること
ができる。
よりレーザ光を２光束に分割して干渉計に入射し、位相
差でλ/4位相ずれを起こした光を出力してさらにこれを
偏光半透鏡で４つの光束に分割するので、移動鏡の移動
速度と倒れを加算した周波数と倒れ分だけ異なる周波数
を検出することができる。したがって、これらの信号を
演算して倒れ量に相当する差周波数の信号を求めること
ができる。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係る干渉計の倒れ制御方式の１実施
例を示す図、第２図は検出信号の処理回路の構成例を示
す図である。１は固定鏡、２は移動鏡、３はλ/8位相
板、４は半透鏡、５は波形分割器、６は偏光半透鏡、７
〜10は検知器、11と12は掛算器、13は加算器、14は位相
判別器を示す。
例を示す図、第２図は検出信号の処理回路の構成例を示
す図である。１は固定鏡、２は移動鏡、３はλ/8位相
板、４は半透鏡、５は波形分割器、６は偏光半透鏡、７
〜10は検知器、11と12は掛算器、13は加算器、14は位相
判別器を示す。
第１図において、波形分割器５は、偏光方向を45゜に
したレーザ光を平行な２つの光束に分割するものであ
る。半透鏡４、固定鏡１、移動鏡２の光学素子からなる
干渉計は、λ/8位相板３を固定鏡１に有し、波形分割器
５で生成された２つの光束を入射するものである。λ/8
位相板３は、レーザ光の往復で一方の偏光がλ/4位相の
ずれた光を干渉計から出力させるものである。偏光半透
鏡６は、一方の偏光がλ/4位相のずれた干渉計からの光
を偏光により４つの光束に選り分けるものであり、検出
器７〜10は、この４つの光束検出するものである。検出
器７と９では、移動鏡２の移動速度と倒れを加算した周
波数ｆが検出され、検出器８と10では、倒れの分だけ異
なる周波数ｆ′が検出される。これらλ/4位相遅延信号
により和周波数信号を除去し、差周波数の倒れ成分を取
り出すことができる。その検出信号を処理して倒れを検
出し倒れ補正を行う回路の構成例を示したのが第２図で
ある。
したレーザ光を平行な２つの光束に分割するものであ
る。半透鏡４、固定鏡１、移動鏡２の光学素子からなる
干渉計は、λ/8位相板３を固定鏡１に有し、波形分割器
５で生成された２つの光束を入射するものである。λ/8
位相板３は、レーザ光の往復で一方の偏光がλ/4位相の
ずれた光を干渉計から出力させるものである。偏光半透
鏡６は、一方の偏光がλ/4位相のずれた干渉計からの光
を偏光により４つの光束に選り分けるものであり、検出
器７〜10は、この４つの光束検出するものである。検出
器７と９では、移動鏡２の移動速度と倒れを加算した周
波数ｆが検出され、検出器８と10では、倒れの分だけ異
なる周波数ｆ′が検出される。これらλ/4位相遅延信号
により和周波数信号を除去し、差周波数の倒れ成分を取
り出すことができる。その検出信号を処理して倒れを検
出し倒れ補正を行う回路の構成例を示したのが第２図で
ある。
第２図において、掛算器11で検出器７と８の出力をか
けることにより、 cos2πft cos2πｆ′ｔ を求め、また、掛算器12で検出器９と10の出力をかける
ことにより、 cos（２πft＋π/2）cos（２πｆ′ｔ＋π/2） を求める。そして、加算器13でその和をとることによ
り、 cos2πft cos2πｆ′＋sin2πft sin2πｆ′ｔ ＝cos2π（ｆ−ｆ′）ｔ を得る。これは、倒れを表す信号であるので、その信号
の動きを判断し、すなわち位相の判別を行って移動鏡の
傾きをコントロールすることにより、移動鏡の倒れを修
正することができる。位相判別器14は、この判別を行う
ものである。
けることにより、 cos2πft cos2πｆ′ｔ を求め、また、掛算器12で検出器９と10の出力をかける
ことにより、 cos（２πft＋π/2）cos（２πｆ′ｔ＋π/2） を求める。そして、加算器13でその和をとることによ
り、 cos2πft cos2πｆ′＋sin2πft sin2πｆ′ｔ ＝cos2π（ｆ−ｆ′）ｔ を得る。これは、倒れを表す信号であるので、その信号
の動きを判断し、すなわち位相の判別を行って移動鏡の
傾きをコントロールすることにより、移動鏡の倒れを修
正することができる。位相判別器14は、この判別を行う
ものである。
上記倒れの検出は、紙面での左右方向に対してだけで
なるので、紙面に垂直方向にも同様の機構を配置するこ
とにより、各方向の倒れを制御することができる。
なるので、紙面に垂直方向にも同様の機構を配置するこ
とにより、各方向の倒れを制御することができる。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、λ/4位相ずれを起こすためのλ/8位相板を固定鏡に
設けるようにしたが、移動鏡側に設けるようにしてもよ
い。また、傾き補正機構へのフィードバックは、固定
鏡、移動鏡、半透鏡のいずれに対して行ってもよい。
なく、種々の変形が可能である。例えば上記の実施例で
は、λ/4位相ずれを起こすためのλ/8位相板を固定鏡に
設けるようにしたが、移動鏡側に設けるようにしてもよ
い。また、傾き補正機構へのフィードバックは、固定
鏡、移動鏡、半透鏡のいずれに対して行ってもよい。
〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、２
光束に分割したレーザ光を干渉計に入射し、干渉計の一
方のアームでλ/4位相ずれを起こした出力を偏光半透鏡
でさらに４つの光束に分割して検出するので、機構を簡
単にすることができる。しかも、４つの光束の検出信号
の積と和を求めることにより光学的に差周波数を検出す
るので、移動鏡の速度とは無関係に移動鏡の倒れを検出
することができる。したがって、その信号を使用するこ
とにより簡単に倒れ修正のコントロールを行うことがで
きる。
光束に分割したレーザ光を干渉計に入射し、干渉計の一
方のアームでλ/4位相ずれを起こした出力を偏光半透鏡
でさらに４つの光束に分割して検出するので、機構を簡
単にすることができる。しかも、４つの光束の検出信号
の積と和を求めることにより光学的に差周波数を検出す
るので、移動鏡の速度とは無関係に移動鏡の倒れを検出
することができる。したがって、その信号を使用するこ
とにより簡単に倒れ修正のコントロールを行うことがで
きる。
第１図は本発明に係る移動鏡の倒れ検出方式の１実施例
を示す図、第２図は検出信号の処理回路の構成例を示す
図である。 １……固定鏡、２……移動鏡、３……λ/8位相板、４…
…半透鏡、５……波形分割器、６……偏光半透鏡、７〜
10……検知器、11と12……掛算器、13……加算器、14…
…位相判別器。
を示す図、第２図は検出信号の処理回路の構成例を示す
図である。 １……固定鏡、２……移動鏡、３……λ/8位相板、４…
…半透鏡、５……波形分割器、６……偏光半透鏡、７〜
10……検知器、11と12……掛算器、13……加算器、14…
…位相判別器。
Claims (2)
- 【請求項１】半透鏡、固定鏡、移動鏡の光学素子からな
る干渉計の光学素子倒れを検出し制御する方式であっ
て、干渉計のいずれかのアームに設けられレーザ光の往
復でλ/4位相ずれを起こす位相板、レーザ光を２光束に
分割して干渉計に入射する波形分割手段、干渉計の２光
束出力を偏光により４つの光束に分割する偏光半透鏡、
該偏光半透鏡で分割された４つの光束を検出する検知手
段、及び検知手段の出力を演算する演算手段を備え、検
知手段の出力の掛算と加算により干渉計の光学素子倒れ
による成分を算出するようにしたことを特徴とする干渉
計の倒れ制御方式。 - 【請求項２】演算手段により算出した光学素子倒れによ
る成分を光学素子倒れ修正手段にフィードバックしたこ
とを特徴とする請求項１記載の干渉計の倒れ制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18857489A JP2656624B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 干渉計の倒れ制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18857489A JP2656624B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 干渉計の倒れ制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353102A JPH0353102A (ja) | 1991-03-07 |
| JP2656624B2 true JP2656624B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=16226066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18857489A Expired - Fee Related JP2656624B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 干渉計の倒れ制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2656624B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271923B1 (en) * | 1999-05-05 | 2001-08-07 | Zygo Corporation | Interferometry system having a dynamic beam steering assembly for measuring angle and distance |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP18857489A patent/JP2656624B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0353102A (ja) | 1991-03-07 |
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