JP2703921B2 - 干渉計 - Google Patents
干渉計Info
- Publication number
- JP2703921B2 JP2703921B2 JP63079261A JP7926188A JP2703921B2 JP 2703921 B2 JP2703921 B2 JP 2703921B2 JP 63079261 A JP63079261 A JP 63079261A JP 7926188 A JP7926188 A JP 7926188A JP 2703921 B2 JP2703921 B2 JP 2703921B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- gas
- interferometer
- refractive index
- wavelength
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は干渉計、特に光の多光束干渉を利用して、光
の波長を選択，分光等を行うフアブリペロー干渉計に関
するものである。
の波長を選択，分光等を行うフアブリペロー干渉計に関
するものである。
フアブリペローの干渉計は高分解能の干渉，分光器と
して波長選択素子や分光器などに巾広く用いられてい
る。
して波長選択素子や分光器などに巾広く用いられてい
る。
従来から使用されているフアブリプローの干渉計の原
理を第３図を用いて説明する。
理を第３図を用いて説明する。
図中、２はフアブリペローのエタロン、11はｆθレン
ズ、12はｆθレンズの像面である。エタロン２の内側の
対向面は反射膜をコーテイングした高反射面である。エ
タロン２に入射した光はそのまま透過する光と対向面間
で反射して１往復してから透過する光に分けられ、この
２つの光が干渉してｆθレンズ11の像面12上に図の様な
干渉縞を形成する。尚、わかりやすい様に像面のみ斜視
図で示してある。
ズ、12はｆθレンズの像面である。エタロン２の内側の
対向面は反射膜をコーテイングした高反射面である。エ
タロン２に入射した光はそのまま透過する光と対向面間
で反射して１往復してから透過する光に分けられ、この
２つの光が干渉してｆθレンズ11の像面12上に図の様な
干渉縞を形成する。尚、わかりやすい様に像面のみ斜視
図で示してある。
対向する高反射面を用いたフアブリペロー干渉計にお
いては、たとえば「光学の原理II（マツクス・ボルン他
著、東海大学出版会発行）」等で広く知られているよう
に、反射面間隔をD,反射面間の屈折率をn,光の波長を
λ、入射光線が光学系の光軸となす角度をθとした時、
透過光は、 2nDcosθ＝ｍλ を満す。（ｍ＝0,1,2,…は次数と呼ばれる）従って、D,
n,θを適当に選択した光学系を形成することによって、
例えば特定の波長の光のみを取り出すことができる。こ
れを利用して波長選択素子や分光器が作成される。
いては、たとえば「光学の原理II（マツクス・ボルン他
著、東海大学出版会発行）」等で広く知られているよう
に、反射面間隔をD,反射面間の屈折率をn,光の波長を
λ、入射光線が光学系の光軸となす角度をθとした時、
透過光は、 2nDcosθ＝ｍλ を満す。（ｍ＝0,1,2,…は次数と呼ばれる）従って、D,
n,θを適当に選択した光学系を形成することによって、
例えば特定の波長の光のみを取り出すことができる。こ
れを利用して波長選択素子や分光器が作成される。
しかしながら、上記従来例では、 （１）機械的手段を用いて、間隔Ｄや干渉角θを安定化
しても、面間気体の屈折率ｎが、気温，気圧，湿度など
その他の気体分圧比により大きく変化するため、波長の
選択 安定性が悪かった。
しても、面間気体の屈折率ｎが、気温，気圧，湿度など
その他の気体分圧比により大きく変化するため、波長の
選択 安定性が悪かった。
（２）面間気体の影響を軽減するために、N2ガスなどの
封入気圧を制御する方法も用いられてきたが、大がかり
でコストの重むものとなっていた。又、時として1mmHg
以下の気圧制御が必要とされたが、大気圧下でこのよう
な安定性を得ることは技術的困難さがともなってきた。
封入気圧を制御する方法も用いられてきたが、大がかり
でコストの重むものとなっていた。又、時として1mmHg
以下の気圧制御が必要とされたが、大気圧下でこのよう
な安定性を得ることは技術的困難さがともなってきた。
本発明は性能の安定した干渉計を提供する事を目的と
する。
する。
本発明は対向する２面を有する光透過性物質より構成
される干渉計において、間隔中の気体に空気より低屈折
率の気体を充満すると共に少なくとも光束入射時は密封
状態で使用する様にしたことにより、面間隔中の屈折率
の変化を減少させて、干渉計の干渉縞発生特性，波長選
択性，分光特性等の安定化をはかったものである。
される干渉計において、間隔中の気体に空気より低屈折
率の気体を充満すると共に少なくとも光束入射時は密封
状態で使用する様にしたことにより、面間隔中の屈折率
の変化を減少させて、干渉計の干渉縞発生特性，波長選
択性，分光特性等の安定化をはかったものである。
第１図は本発明の実施例の干渉計を用いた波長測定器
の構成図、第２図はその吸排気系の詳細図を示し、１及
び４は外気と内部を分離する窓、２はフアブリペローの
エタロン板、2bはエタロン板間のスペーサ、３はフアブ
リペローのエタロン板２をおさめ、光を入射・出射させ
る為の窓1,4が取り付いた容器、3aは給排気孔、５は大
気圧の測定出来る気圧計、６は遮断バルブ、７はHeボン
ベ８を閉じるバルブ、８はHe供給用ボンベ、９は真空ポ
ンプ10を閉じるバルブ、10は減圧用の真空ポンプ、12a
はｆθレンズ11の像面に配置されたCCDラインセンサで
ある。又、第３図と同じ部材には同じ符番をつけてあ
る。窓１側より狭帯域化したKrFエキシマレーザ光の様
な被波長測定光を入射し、前述の原理により窓４からの
出射光を用いてｆθレンズ11で像面12上にリング状の干
渉縞を発生させる。このリング縞の半径は入射する光の
波長によって変化する。そこで、特定のリング縞の光軸
からの位置、即ち半径を像面に配置したCCDラインセン
サ12aで測定することによって入射光の波長を測定す
る。
の構成図、第２図はその吸排気系の詳細図を示し、１及
び４は外気と内部を分離する窓、２はフアブリペローの
エタロン板、2bはエタロン板間のスペーサ、３はフアブ
リペローのエタロン板２をおさめ、光を入射・出射させ
る為の窓1,4が取り付いた容器、3aは給排気孔、５は大
気圧の測定出来る気圧計、６は遮断バルブ、７はHeボン
ベ８を閉じるバルブ、８はHe供給用ボンベ、９は真空ポ
ンプ10を閉じるバルブ、10は減圧用の真空ポンプ、12a
はｆθレンズ11の像面に配置されたCCDラインセンサで
ある。又、第３図と同じ部材には同じ符番をつけてあ
る。窓１側より狭帯域化したKrFエキシマレーザ光の様
な被波長測定光を入射し、前述の原理により窓４からの
出射光を用いてｆθレンズ11で像面12上にリング状の干
渉縞を発生させる。このリング縞の半径は入射する光の
波長によって変化する。そこで、特定のリング縞の光軸
からの位置、即ち半径を像面に配置したCCDラインセン
サ12aで測定することによって入射光の波長を測定す
る。
次に本実施例において高反射面間に空気より屈折率の
低い気体を導入した場合の効果について述べる。
低い気体を導入した場合の効果について述べる。
気体の、ある波長における常温常圧環境の屈折率を１
＋nJJとした時、気体分子の単位体積当りの個数をＮと
すると、nJJとＮは通常比例し、 nJJ∝Ｎ なる関係が成りたつ。従って、nJJの微分△nJJも、Ｎの
微分△Ｎと比例し、 △nJJ∝△Ｎ となる。
＋nJJとした時、気体分子の単位体積当りの個数をＮと
すると、nJJとＮは通常比例し、 nJJ∝Ｎ なる関係が成りたつ。従って、nJJの微分△nJJも、Ｎの
微分△Ｎと比例し、 △nJJ∝△Ｎ となる。
ボイルシヤルルの法則が成立する条件下では、気体の
圧力をＰ、絶対温度をＴとすると、一定体積の下では、 が成り立つ。従って、P,T,Nの微分△P,△T,△Ｎを考え
ると、 となる。従って、 ゆえに、屈折率変化による誤差は、元の屈折率（から１
を減じた分）nJJが少ないほど減らす事が出来る。
圧力をＰ、絶対温度をＴとすると、一定体積の下では、 が成り立つ。従って、P,T,Nの微分△P,△T,△Ｎを考え
ると、 となる。従って、 ゆえに、屈折率変化による誤差は、元の屈折率（から１
を減じた分）nJJが少ないほど減らす事が出来る。
例えば空気の場合nJJは３×10-4前後であるが、これ
に対しヘリウムの場合3.5×10-5、ネオンの場合７×10
-5程度であるので、たとえ圧力や温度の変動等により屈
折率変化が発生しても、夫々空気を用いた場合の1/8,1/
4の誤差に減じる事が出来る。
に対しヘリウムの場合3.5×10-5、ネオンの場合７×10
-5程度であるので、たとえ圧力や温度の変動等により屈
折率変化が発生しても、夫々空気を用いた場合の1/8,1/
4の誤差に減じる事が出来る。
次にエタロン部に低屈折率気体を導入する方法につい
て説明する。
て説明する。
真空ポンプ10を作動させ、バルブ6,9を開け、バルブ
７を閉じたままにしておくと、容器３内に存在した空気
圧は減ずる。減圧を気圧計５で確認した後、バルブ９を
閉じ、真空ポンプ10を切る。バルブ７を徐々に開けHeボ
ンベ８内のHeガスを容器３内に満たす。気圧計５で圧力
を確認後バルブ７及び６を閉じ、容器３を封じる。この
結果フアブリペローエタロン板２の間隔はHeガスで満た
される。この後、窓1,4で被測定光を入出射し、フアブ
リペロー干渉計として使用すれば、前述の様に例え温
度，圧力の変動等が発生したとしてもそれによる屈折率
変動、ひいてはそれによる波長測定値の誤差を従来のも
のよりおさえることができる。
７を閉じたままにしておくと、容器３内に存在した空気
圧は減ずる。減圧を気圧計５で確認した後、バルブ９を
閉じ、真空ポンプ10を切る。バルブ７を徐々に開けHeボ
ンベ８内のHeガスを容器３内に満たす。気圧計５で圧力
を確認後バルブ７及び６を閉じ、容器３を封じる。この
結果フアブリペローエタロン板２の間隔はHeガスで満た
される。この後、窓1,4で被測定光を入出射し、フアブ
リペロー干渉計として使用すれば、前述の様に例え温
度，圧力の変動等が発生したとしてもそれによる屈折率
変動、ひいてはそれによる波長測定値の誤差を従来のも
のよりおさえることができる。
尚、上述の実施例は当然白色光等を入射し、ある角度
に出射した光のみをスリツトで取り出す構成にすること
等で、分光器，波長選択素子として使用できる。この場
合、本発明を使用することにより従来のものより取り出
す光の波長が安定する。
に出射した光のみをスリツトで取り出す構成にすること
等で、分光器，波長選択素子として使用できる。この場
合、本発明を使用することにより従来のものより取り出
す光の波長が安定する。
第２図の検出結果に基づき気圧計５とバルブ6,7,9を
不図示の制御手段で制御して、気圧が一定となるよう制
御することも可能である。
不図示の制御手段で制御して、気圧が一定となるよう制
御することも可能である。
これにより、より長期間人手を介した調整をすること
が可能である。
が可能である。
第２図の容器３内の気圧を大気圧より大きくすること
により、チツ素，酸素等の混入を少なくすることが可能
である。これにより多少の気体もれがあっても、内部の
高屈折率のガスの特性変化が少ないため、小さな干渉角
変化となり、誤差を軽減出来る。
により、チツ素，酸素等の混入を少なくすることが可能
である。これにより多少の気体もれがあっても、内部の
高屈折率のガスの特性変化が少ないため、小さな干渉角
変化となり、誤差を軽減出来る。
以上述べてきた本発明により以下の効果がある。
１）屈折率変化による干渉角変化が非常に少ないため、
計測器や分散素子としてフアブリペローエタロン板を用
いたときの安定性や誤差が複雑な気圧制御なしに向上す
る。
計測器や分散素子としてフアブリペローエタロン板を用
いたときの安定性や誤差が複雑な気圧制御なしに向上す
る。
２）真空を測定時に必要としないため、真空ポンプの振
動などの誤差要因を減じられる。
動などの誤差要因を減じられる。
３）真空を必要としないため、高価な真空用のパツキ
ン，リング，グリス真空計，溶接などを必要としない。
ン，リング，グリス真空計，溶接などを必要としない。
４）Heガスなどが存在するため、干渉計の温度制御を行
う場合も大気下と同じ温度制御法を用いる事が出来る。
う場合も大気下と同じ温度制御法を用いる事が出来る。
５）純粋なガスを利用出来るため、大気を用いた場合よ
りよごれが少ない。
りよごれが少ない。
第１図は本発明の一実施例の干渉計を用いた波長測定装
置の構成図、 第２図は同吸排気系の詳細図、 第３図はフアブリペロー干渉計の原理を示す図である。 図中、 １……窓、２……フアブリペローのエタロン ３……容器、４……窓 ５……気圧計、６……バルブ ７……バルブ、８……ボンベ ９……バルブ、10……真空ポンプ 11……ｆθレンズ、12……ｆθレンズの像面 である。
置の構成図、 第２図は同吸排気系の詳細図、 第３図はフアブリペロー干渉計の原理を示す図である。 図中、 １……窓、２……フアブリペローのエタロン ３……容器、４……窓 ５……気圧計、６……バルブ ７……バルブ、８……ボンベ ９……バルブ、10……真空ポンプ 11……ｆθレンズ、12……ｆθレンズの像面 である。
Claims (1)
- 【請求項１】対向する２面を有する光透過性物質により
構成され、前記光透過性物質に入射した光を前記対向２
面間で分割させて干渉させる干渉計において、前記対向
２面間に空気より屈折率の低い気体を充満すると共に少
なくとも光束入射時は密封状態で使用することを特徴と
する干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079261A JP2703921B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63079261A JP2703921B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01250833A JPH01250833A (ja) | 1989-10-05 |
| JP2703921B2 true JP2703921B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=13684913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63079261A Expired - Fee Related JP2703921B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703921B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4900702B2 (ja) * | 2007-02-28 | 2012-03-21 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 内径計測方法およびその装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01113377U (ja) * | 1988-01-27 | 1989-07-31 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63079261A patent/JP2703921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01250833A (ja) | 1989-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5387974A (en) | Laser apparatus including Fabry-perot wavelength detector with temperature and wavelength compensation | |
| US7134346B2 (en) | Differential pressure transducer with Fabry-Perot fiber optic displacement sensor | |
| US5243614A (en) | Wavelength stabilizer for narrow bandwidth laser | |
| JPH10185688A (ja) | 空間内で変化する分散光源のスペクトルサインを検出するファブリ−ペロ分光計 | |
| US7411686B2 (en) | Methods and apparatus for aligning an etalon with a photodiode array | |
| JP2703921B2 (ja) | 干渉計 | |
| Grosso et al. | Precise optical evaluation using phase measuring interferometric techniques | |
| US3625616A (en) | Interferometric pressure sensor | |
| RU2113697C1 (ru) | Оптический измеритель давления | |
| Trouchet et al. | Remote Fiber Optic Measurement Of Air Index With White Light Interferometery | |
| JP2537970B2 (ja) | 波長可変レ―ザ装置 | |
| JPH0567821A (ja) | 狭帯域レーザ用波長モニタ | |
| JPS606744Y2 (ja) | フ−リエ変換型分光器 | |
| RU152284U1 (ru) | Термостабилизированный сканирующий конфокальный интерферометр | |
| JPH01250834A (ja) | 干渉計 | |
| RU49977U1 (ru) | Фурье-спектрометр | |
| RU2287784C1 (ru) | Фурье-спектрометр | |
| JP3633828B2 (ja) | 構造体の制御方式 | |
| Ben-Dor et al. | Interferometric techniques and data evaluation methods for the UTIAS 10cmx18cm hypervelocity shock tube | |
| JP3010853B2 (ja) | 座標測定システム | |
| JPH05240709A (ja) | 波長測定装置 | |
| SU1117493A1 (ru) | Интерференционный способ измерени оптического показател преломлени газов и жидкостей | |
| US4542988A (en) | Reflective Fabry-Perot interferometer | |
| JPH0373825A (ja) | 流体の屈折率測定装置 | |
| JPH02159081A (ja) | レーザ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |