JP2723966B2 - Michelson interferometer - Google Patents

Michelson interferometer

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JP2723966B2
JP2723966B2 JP11221689A JP11221689A JP2723966B2 JP 2723966 B2 JP2723966 B2 JP 2723966B2 JP 11221689 A JP11221689 A JP 11221689A JP 11221689 A JP11221689 A JP 11221689A JP 2723966 B2 JP2723966 B2 JP 2723966B2
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和正 高田
勝 小林
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、被測定光のスペクトルを測定するマイケル
ソン干渉計に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a Michelson interferometer for measuring a spectrum of light to be measured.

(従来の技術) 第2図は従来のマイケルソン干渉計を示すもので、図
中、1は光源、2はビームスプリッタ、3は1/4波長
板、4,5は全反射プリズム(以下、単にプリズムと称
す。)、6は偏光ビームスプリッタ、7,8,9は光検出器
である。
(Prior Art) FIG. 2 shows a conventional Michelson interferometer. In the figure, 1 is a light source, 2 is a beam splitter, 3 is a quarter-wave plate, and 4, 5 are total reflection prisms (hereinafter, referred to as “hereafter”). 6 is a polarization beam splitter, and 7, 8, and 9 are photodetectors.

He−Neレーザ等の光源1より出射された光(以下、参
照光と称す。)10は図示しない偏光板を介して直線偏光
され、ビームスプリッタ2により二分される。二分され
た参照光10の一方は1/4波長板3にて円偏光されてプリ
ズム4に入射し、また、他方はそのままプリズム5に入
射し、それぞれ全反射されてビームスプリッタ2で再び
合波される。合波された参照光10は偏光ビームスプリッ
タ6に入射し、ここで二分されてそれぞれ光検出器7及
び8に受光される。
Light (hereinafter, referred to as reference light) 10 emitted from a light source 1 such as a He-Ne laser is linearly polarized by a polarizing plate (not shown), and is bisected by a beam splitter 2. One of the two divided reference lights 10 is circularly polarized by the quarter-wave plate 3 and is incident on the prism 4, and the other is directly incident on the prism 5, is totally reflected, and is multiplexed again by the beam splitter 2. Is done. The multiplexed reference light 10 enters the polarization beam splitter 6, where it is bisected and received by photodetectors 7 and 8, respectively.

この時、光検出器7及び8の出力はV0Sinφ及びV0Cos
φとなる。なお、ここでφ=2πx/λであり、λは参照
光10の波長(ここでは0.0328μm)、xはビームスプリ
ッタ2よりプリズム4を経て再びビームスプリッタ2へ
戻る光の光路と、ビームスプリッタ2よりプリズム5を
経て再びビームスプリッタ2へ戻る光の光路との長さの
差である。従って、前記光検出器7及び8の出力より光
路差xを求めることができる。
At this time, the outputs of the photodetectors 7 and 8 are V 0 Sinφ and V 0 Cos
becomes φ. Here, φ = 2πx / λ, λ is the wavelength of the reference light 10 (here, 0.0328 μm), x is the optical path of the light returning from the beam splitter 2 through the prism 4 to the beam splitter 2 again, and the beam splitter 2 This is the difference in length from the optical path of the light returning to the beam splitter 2 through the prism 5 again. Therefore, the optical path difference x can be obtained from the outputs of the photodetectors 7 and 8.

一方、被測定光11は参照光10と平行にビームスプリッ
タ2に入射され、前記同様に二分されプリズム4及び5
で全反射されて再び合波され、光検出器9にて受光され
る。この際、プリズム4又は5がビームスプリッタ2よ
りの光の入射方向あるいはビームスプリッタ2への光の
出射方向(以下、ビーム方向と称す。)に移動すると、
光検出器9で受光される被測定光11にはインターフェロ
グラムが発生する。
On the other hand, the measured light 11 is incident on the beam splitter 2 in parallel with the reference light 10, and is split into two in the same manner as described above.
The light is totally reflected again, is multiplexed again, and is received by the photodetector 9. At this time, when the prism 4 or 5 moves in the light incident direction from the beam splitter 2 or the light emitting direction to the beam splitter 2 (hereinafter, referred to as a beam direction),
An interferogram is generated in the measured light 11 received by the photodetector 9.

なお、インターフェログラムとは光をビームスプリッ
タで二分し再び合波した際、二分された光の一方に光学
的遅延を与えた時に干渉強度内に生じる干渉縞のことで
ある。
Note that the interferogram is an interference fringe generated within the interference intensity when an optical delay is given to one of the two split lights when the light is split by a beam splitter and recombined.

プリズム4又は5の移動に対する被測定光11のインタ
ーフェログラムは下記のようになる。
The interferogram of the measured light 11 with respect to the movement of the prism 4 or 5 is as follows.

R(τ)=∫G(ν)Cos2πντdν ……(1) なお、ここでG(ν)は被測定光のスペクトル、νは
周波数、τ=x/c(cは光速度)である。
R (τ) = ∫G (ν) Cos2πντdν (1) where G (ν) is the spectrum of the light to be measured, ν is the frequency, and τ = x / c (c is the speed of light).

前述したように光路差xは光検出器7及び8の出力よ
り求めることができるから、前記(1)式において光検
出器9により測定される被測定光11のインターフェログ
ラムR(τ)を逆フーリエ変換することによってスペク
トルG(ν)を求めることができる。
As described above, since the optical path difference x can be obtained from the outputs of the photodetectors 7 and 8, the interferogram R (τ) of the measured light 11 measured by the photodetector 9 in the above equation (1) is calculated. The spectrum G (ν) can be obtained by performing the inverse Fourier transform.

ところで、光検出器9の出力にはインターフェログラ
ムの外、いろいろな雑音成分が含まれている。この雑音
成分を取除く、即ちS/N比を向上するには光検出器9の
出力をバンド幅の狭いバンドパスフィルタに通せば良い
が、あまりバンド幅を狭くするとインターフェログラム
の値自体に影響を及ぼしてしまう。
Incidentally, the output of the photodetector 9 contains various noise components in addition to the interferogram. In order to remove this noise component, that is, to improve the S / N ratio, the output of the photodetector 9 may be passed through a band-pass filter having a narrow bandwidth. However, if the bandwidth is too narrow, the value of the interferogram itself may be reduced. Have an effect.

プリズム4又は5が一定の速度v、例えばv=1000μ
m/secで移動した場合、被測定光11の中心波長がλ=0.8
μmとすると、2v/λ=2.5kHzの中心周波数を有するイ
ンターフェログラムが生じる。これをインターフェログ
ラムの値自体に影響を与えることなく帯域制限するには
少なくともバンド幅2.5kHzのローパスフィルタを使用し
なければならなかった。
The prism 4 or 5 has a constant velocity v, for example, v = 1000 μ
When moving at m / sec, the center wavelength of the measured light 11 is λ = 0.8
With μm, an interferogram with a center frequency of 2v / λ = 2.5 kHz results. To limit the bandwidth without affecting the value of the interferogram itself, a low-pass filter with a bandwidth of at least 2.5 kHz had to be used.

従って、バンドパスフィルタのバンド幅を狭くするこ
とによってS/N比を向上させるにはプリズム4又は5の
移動速度を遅くする必要が生じてくる。例えば、速度v
=5μm/secとすれば、発生するインターフェログラム
の中心周波数は2v/λ=12.5Hzとなり、2桁以上狭いバ
ンド幅のバンドパスフィルタの使用が可能となる。
Therefore, in order to improve the S / N ratio by reducing the band width of the band-pass filter, it is necessary to reduce the moving speed of the prism 4 or 5. For example, speed v
If = 5 μm / sec, the center frequency of the generated interferogram is 2v / λ = 12.5 Hz, so that a band-pass filter having a bandwidth narrower than two digits can be used.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前述したような10Hz付近の低周波にな
ると1/f雑音や各種の低周波雑音によって逆に雑音が増
加し、S/N比の向上は望めなかった。このため、前述し
たマイケルソン干渉計では微弱な被測定光のスペクトル
を測定することが困難であるという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, at low frequencies around 10 Hz as described above, noise increases due to 1 / f noise and various low-frequency noises, and an improvement in the S / N ratio cannot be expected. . For this reason, there is a problem that it is difficult to measure the spectrum of the weak light to be measured with the above-mentioned Michelson interferometer.

本発明は前記問題点に鑑み、微弱な被測定光のスペク
トルを測定し得るマイケルソン干渉計を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a Michelson interferometer capable of measuring a spectrum of a weak light to be measured.

(課題を解決するための手段) 本発明では前記目的を達成するため、ビームスプリッ
タと一対の反射鏡又は全反射プリズムよりなる分波・合
波光学系に被測定光を可干渉性の良い参照光とともに入
射し、前記一対の反射鏡又は全反射プリズムのいずれか
一方をビーム方向に移動させ、この際、前記分波・合波
光学系より出射される被測定光の干渉縞を同時に出射さ
れる参照光とともに測定するマイケルソン干渉計におい
て、一対の反射鏡又は全反射プリズムのいずれか一方を
所定の周波数fでビーム方向に微小に変位させる駆動手
段と、分波・合波光学系より出射される参照光の受光信
号中より周波数f及び2f成分を抽出し、その位相関係よ
り前記反射鏡又は全反射プリズムの移動量を求める移動
量検出手段と、分波・合波光学系より出射される被測定
光の受光信号に周波数fの交流信号を混合し、これより
干渉縞の中心周波数付近以下の成分を抽出する干渉出力
検出手段とを設けたマイケルソン干渉計と、該マイケル
ソン干渉計において一定の移動量毎に干渉出力をサンプ
リングし、これを記憶し信号処理する処理手段を備えた
マイケルソン干渉計とを提案する。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, in order to achieve the above object, a light to be measured is referred to a demultiplexing / combining optical system including a beam splitter and a pair of reflecting mirrors or a total reflection prism with good coherence. Light is incident together with the light, and either one of the pair of reflecting mirrors or the total reflection prism is moved in the beam direction. At this time, interference fringes of the light to be measured emitted from the demultiplexing / multiplexing optical system are simultaneously emitted. In the Michelson interferometer for measuring together with the reference light, one of the pair of reflecting mirrors or the total reflection prism is slightly displaced in the beam direction at a predetermined frequency f, and the light is emitted from the demultiplexing / multiplexing optical system. The frequency f and 2f components are extracted from the received light of the reference light to be detected, and the moving amount detecting means for obtaining the moving amount of the reflecting mirror or the total reflection prism from the phase relationship thereof, and the light emitted from the demultiplexing / multiplexing optical system. A Michelson interferometer provided with interference output detection means for mixing an AC signal having a frequency f with a received light signal of the light to be measured and extracting a component below the center frequency of the interference fringe from the mixed signal. Proposes a Michelson interferometer provided with a processing means for sampling an interference output for each fixed amount of movement, storing the interference output, and performing signal processing.

(作 用) 本発明によれば、駆動手段により一対の反射鏡又は全
反射プリズムの一方が周波数fでビーム方向に微小に変
位すると、分波・合波光学系における光路長が周波数f
で微小に変位することになり、これによって参照光及び
被測定光には周波数fの位相変調が加えられる。該位相
変調が加えられた参照光の受信信号は移動量検出手段に
よりそのうちの周波数f及び2f成分が抽出され、さらに
これらの位相関係より反射鏡又は全反射プリズムの移動
量が求められる。また、位相変調が加えられた被測定光
の受信信号は干渉出力検出手段により周波数fの交流信
号と混合され、さらにそのうちの干渉縞の中心周波数付
近以下の成分が抽出されて干渉出力のみが出力される。
(Operation) According to the present invention, when one of the pair of reflecting mirrors or the total reflection prism is slightly displaced in the beam direction at the frequency f by the driving means, the optical path length in the demultiplexing / combining optical system is changed to the frequency f.
, And the reference light and the measured light are subjected to phase modulation of the frequency f. The frequency f and 2f components of the received signal of the reference light to which the phase modulation has been applied are extracted by the movement amount detecting means, and the movement amount of the reflecting mirror or the total reflection prism is obtained from the phase relationship. Further, the received signal of the measured light to which the phase modulation has been applied is mixed with the AC signal of the frequency f by the interference output detecting means, and the components below the center frequency of the interference fringes are extracted among them, and only the interference output is output. Is done.

また、本発明によれば、処理手段により干渉出力が反
射鏡又は全反射プリズムの一定の移動量毎にサンプリン
グされ記憶され、さらに信号処理されて被測定光のスペ
クトル等が求められる。
Further, according to the present invention, the interference output is sampled and stored for each fixed amount of movement of the reflecting mirror or the total reflection prism by the processing means, and further subjected to signal processing to obtain the spectrum of the measured light.

(実施例) 第1図は本発明のマイケルソン干渉計の一実施例を示
すもので、図中、従来例と同一構成部分は同一符号をも
って表わす。即ち、1は光源、2はビームスプリッタ、
4,5は全反射プリズム(以下、単にプリズムと称
す。)、8,9は光検出器、10は参照光、11は被測定光、1
2は振動装置、13は交流信号源、14,15はロックインアン
プ、16はトリガ回路、17はミキサ、18は波形記憶回路
(メモリ)、19はコンピュータである。
(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of the Michelson interferometer of the present invention, in which the same components as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals. That is, 1 is a light source, 2 is a beam splitter,
4, 5 are total reflection prisms (hereinafter simply referred to as prisms), 8, 9 are photodetectors, 10 is reference light, 11 is measured light, 1
2 is a vibration device, 13 is an AC signal source, 14 and 15 are lock-in amplifiers, 16 is a trigger circuit, 17 is a mixer, 18 is a waveform storage circuit (memory), and 19 is a computer.

プリズム4は振動装置12により所定の周波数f、ここ
では1kHzでビーム方向に振動させられる如くなってい
る。また、プリズム5は図示しない駆動装置によりビー
ム方向に速度v=5μm/secで移動させられる如くなっ
ている。光検出器8の出力はロックインアンプ14,15に
送出され、また、光検出器9の出力はミキサ17に送出さ
れる。
The prism 4 is oscillated in the beam direction at a predetermined frequency f, here 1 kHz, by an oscillating device 12. The prism 5 can be moved in the beam direction at a speed v = 5 μm / sec by a driving device (not shown). The output of the photodetector 8 is sent to lock-in amplifiers 14 and 15, and the output of the photodetector 9 is sent to a mixer 17.

振動装置12は、例えばスピーカのようなコイルとマグ
ネットを備えたもので、交流信号源13より供給される交
流信号に従ってプリズム4を一方向、ここではビーム方
向に振動する。交流信号源13は前記周波数fの交流信号
を振動装置12、ロックインアンプ14,15及びミキサ17に
送出する(但し、ロックインアンプ14,15に送出する信
号は互いに位相が90゜異なっているものとする。)。ロ
ックインアンプ14,15の出力はトリガ回路16に送出さ
れ、また、トリガ回路16の出力トリガパルスはメモリ18
に送出される如くなっている。ミキサ17は後述するロー
パスフィルタを内蔵しており、その出力はメモリ18に送
出され、また、メモリ18の内容はコンピュータ9により
読取られ、処理される如くなっている。
The vibrating device 12 includes, for example, a coil such as a speaker and a magnet, and vibrates the prism 4 in one direction, here a beam direction, according to an AC signal supplied from an AC signal source 13. The AC signal source 13 sends the AC signal of the frequency f to the vibrating device 12, the lock-in amplifiers 14, 15 and the mixer 17 (however, the signals sent to the lock-in amplifiers 14, 15 have a phase difference of 90 ° from each other. Shall be.). The outputs of the lock-in amplifiers 14 and 15 are sent to a trigger circuit 16, and the output trigger pulse of the trigger circuit 16 is stored in a memory 18
To be sent to The mixer 17 has a built-in low-pass filter to be described later. The output of the mixer 17 is sent to a memory 18, and the contents of the memory 18 are read and processed by the computer 9.

次に、前記装置の動作について説明する。 Next, the operation of the device will be described.

光源1より出射された参照光10はビームスプリッタ2
により二分され、それぞれプリズム4及び5に入射し、
反射される。ここで、プリズム4で反射された参照光10
は該プリズム4の振動により(4πν0/c)ΔxCos2πft
(但し、νは参照光10の周波数、Δxはプリズム4に
おける振動の変位の最大値である。)の位相変調を受け
る。この参照光10はビームスプリッタ2によりプリズム
5からの光と合波され、光検出器8にて受光されるが、
その出力は下記のようになる。
The reference light 10 emitted from the light source 1 is applied to the beam splitter 2
And incident on the prisms 4 and 5, respectively,
Is reflected. Here, the reference light 10 reflected by the prism 4
Is (4πν 0 / c) ΔxCos2πft due to the vibration of the prism 4.
(Where ν 0 is the frequency of the reference beam 10 and Δx is the maximum value of the displacement of vibration in the prism 4). The reference light 10 is combined with the light from the prism 5 by the beam splitter 2 and received by the photodetector 8.
The output is as follows:

I=I0{1+Cos(φ0Cos2πft+ψ)} ……(2) なお、ここでφ=4πνΔx/c、ψ=2πν0x/c
である。前記(2)式をベッセル関数で展開するとf成
分は下記のようになる。
I = I 0 {1 + Cos (φ 0 Cos2πft + ψ)} (2) where φ 0 = 4πν 0 Δx / c, ψ = 2πν 0 x / c
It is. When the equation (2) is expanded by a Bessel function, the f component is as follows.

V1=−2I0J1(φ)SinψCos2πft ……(3) V2=2I0J2(φ)CosψCos4πft ……(4) なお、J1とJ2は一次のベッセル関数である。V 1 = −2I 0 J 10 ) SinψCos 2πft (3) V 2 = 2I 0 J 20 ) CosψCos 4πft (4) Note that J 1 and J 2 are first-order Bessel functions.

従って、光検出器8の出力をロックインアンプ14,15
で同期検波することにより、Sinψ,Cosψに比例した出
力が得られる。これらの信号はトリガ回路16に入力され
るが、該トリガ回路16は、例えばそのゼロクロスポイン
トを検出し、これに基づいて光路差xがλ/4だけ変化
(増加又は減少)する毎にトリガパルスを発生し、これ
をメモリ18に送出する。
Therefore, the output of the photodetector 8 is connected to the lock-in amplifiers 14 and 15.
, An output proportional to Sin ψ, Cos ψ is obtained. These signals are input to a trigger circuit 16. The trigger circuit 16 detects, for example, its zero cross point, and based on this, a trigger pulse is generated each time the optical path difference x changes (increases or decreases) by λ / 4. And sends it to the memory 18.

一方、被測定光11も従来例の場合と同様にビームスプ
リッタ2により二分され、それぞれプリズム4及び5に
入射し、反射される。ここで、プリズム4で反射された
被測定光11は参照光10と同様の位相変調を受ける。この
ため、ビームスプリッタ2によりプリズム5からの光と
合波された時に発生し、光検出器9で検出されるインタ
ーフェログラムは下記のようになる。
On the other hand, the light to be measured 11 is also split into two by the beam splitter 2 as in the case of the conventional example, and enters the prisms 4 and 5, respectively, and is reflected. Here, the measured light 11 reflected by the prism 4 undergoes the same phase modulation as the reference light 10. Therefore, the interferogram generated when the beam splitter 2 multiplexes the light from the prism 5 and detected by the photodetector 9 is as follows.

R(τ)=∫G(ν) Cos{2πντ+φ(ν/ν)Cos2πft} ……(5) なお、ここでは位相変調(4πνΔx/c)Cos2πft=
φ(ν/ν)Cos2πftであることを用いている。
R (τ) = ∫G (ν ) Cos {2πντ + φ 0 (ν / ν 0) Cos2πft} ...... (5) Here, phase modulation (4πνΔx / c) Cos2πft =
φ 0 (ν / ν 0 ) Cos2πft is used.

前述したインターフェログラムはミキサ17にて交流信
号Cos2πftとの積がとられる。一方、 Cos{2πντ+φ(ν/ν)Cos2πft} =Cos(2πντ)Cos{φ(ν/ν) Cos2πft}−Sin2πντSin{φ (ν/ν)Cos2πft} ……(6) であり、 となる。従って、Cos{2πντ+φ(ν/ν)Cos
2πft}とCos2πftとの積のうち、周波数f,2f,……nf成
分を除去するローパスフィルタをミキサ17に内蔵する
と、その出力は(7)式及び(8)式より−2J1(φ
ν/ν)Sin2πντとなる。即ち、ミキサ17より出力
される検波後のインターフェログラムは R(τ)=∫G(ν)J1(φν/ν) Sin2πντ ……(9) に比例する。
The above interferogram is multiplied by the mixer 17 with the AC signal Cos2πft. On the other hand, in Cos {2πντ + φ 0 (ν / ν 0) Cos2πft} = Cos (2πντ) Cos {φ 0 (ν / ν 0) Cos2πft} -Sin2πντSin {φ 0 (ν / ν 0) Cos2πft} ...... (6) Yes, Becomes Therefore, Cos {2πντ + φ 0 ( ν / ν 0) Cos
When the low-pass filter for removing the frequency f, 2f,... Nf component of the product of 2πft} and Cos2πft is incorporated in the mixer 17, the output becomes −2J 10 ) according to the equations (7) and (8).
ν / ν 0 ) Sin2πντ. That is, the interferogram after detection output from the mixer 17 is proportional to R (τ) = ∫G (ν ) J 1 (φ 0 ν / ν 0) Sin2πντ ...... (9).

前記インターフェログラムにおけるビートの周波数は
2v/λ=12.5Hzであるため、ミキサ17に内蔵するローパ
スフィルタのバンド幅は20Hz程度とすることができる。
従って、従来のマイケルソン干渉計に比べて約2桁の狭
帯域化を高い検波周波数領域(ここでは1kHz)で実現可
能となった。
The beat frequency in the interferogram is
Since 2v / λ = 12.5 Hz, the bandwidth of the low-pass filter built in the mixer 17 can be set to about 20 Hz.
Therefore, narrowing of the band by about two digits can be realized in a high detection frequency region (here, 1 kHz) as compared with the conventional Michelson interferometer.

ミキサ17で得られたインターフェログラムはトリガ回
路16より出力されるトリガパルスに従ってメモリ18にサ
ンプリング、即ち記憶され、さらにコンピュータ19で処
理され、被測定光のスペクトルが求められる。
The interferogram obtained by the mixer 17 is sampled, that is, stored in the memory 18 in accordance with the trigger pulse output from the trigger circuit 16, and further processed by the computer 19 to obtain the spectrum of the measured light.

第3図は従来及び本発明の装置によるインターフェロ
グラムの測定結果の一例を示すもので、同図(a)は従
来の装置で測定した結果を示し、また、同図(b)は同
一の被測定光を本発明の装置で測定した結果を示す。図
面より従来の装置に比べて本発明の装置では著しくS/N
比が向上していることがわかる(なお、プリズムの移動
速度はそれぞれ1000μm/sec、5μm/secである)。
FIG. 3 shows an example of the results of measurement of the interferograms by the conventional device and the device of the present invention. FIG. 3 (a) shows the results measured by the conventional device, and FIG. 3 (b) shows the same results. The result of having measured the measured light with the apparatus of this invention is shown. As shown in the drawing, the S / N of the apparatus of the present invention is significantly higher than that of the conventional apparatus.
It can be seen that the ratio is improved (the moving speed of the prism is 1000 μm / sec and 5 μm / sec, respectively).

なお、実施例では全反射プリズムを用いて光を反射さ
せたが、通常の反射鏡を用いても良い。
In the embodiment, the light is reflected using the total reflection prism, but an ordinary reflecting mirror may be used.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、分波・合波光学
系の一対の反射鏡又は全反射プリズムのいずれか一方に
周波数fでビーム方向の変位を与えて参照光及び被測定
光に位相変調を加え、該変調後の参照光の受光信号より
移動量を検出するとともに該変調後の被測定光の受信信
号に周波数fの交流信号を混合してこれより干渉縞の中
心周波数付近以下の成分を抽出するようになしたため、
高い周波数領域で狭帯域的に干渉出力を取出すことがで
き、従って、S/N比の良い干渉縞を得ることができ、微
弱な被測定光のスペクトルを検出することが可能とな
る。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, one of a pair of reflecting mirrors or a total reflection prism of a demultiplexing / combining optical system is displaced in the beam direction at a frequency f to generate a reference light and The measured light is subjected to phase modulation, the amount of movement is detected from the received light signal of the modulated reference light, and an AC signal of frequency f is mixed with the modulated received light signal of the measured light, thereby obtaining interference fringes. Since components below the center frequency are extracted,
An interference output can be obtained in a narrow band in a high frequency region, so that an interference fringe having a good S / N ratio can be obtained, and a weak spectrum of the light to be measured can be detected.

また、一定の移動量毎に干渉出力をサンプリングし、
これを記憶し信号処理する手段を備えたものによれば、
移動量、即ち分波・合波光学系における光路差の変化に
対応した干渉出力値が直ちに得られ、これによって被測
定光のスペクトル等の測定を容易に行なうことができ
る。
In addition, the interference output is sampled for each fixed movement amount,
According to the one provided with a means for storing and processing the signal,
An interference output value corresponding to the movement amount, that is, the change in the optical path difference in the demultiplexing / combining optical system is immediately obtained, whereby the spectrum of the light to be measured can be easily measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のマイケルソン干渉計の一実施例を示す
構成図、第2図は従来のマイケルソン干渉計を示す構成
図、第3図(a)(b)は従来及び本発明の装置による
インターフェログラムの測定結果の一例を示す図であ
る。 1……光源、2……ビームスプリッタ、4,5……プリズ
ム、8,9……光検出器、10……参照光、11……被測定
光、12……振動装置、13……交流信号源、14,15……ロ
ックインアンプ、16……トリガ回路、17……ミキサ、18
……メモリ、19……コンピュータ。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the Michelson interferometer of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a conventional Michelson interferometer, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the conventional and the present invention. It is a figure showing an example of a measurement result of an interferogram by a device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Beam splitter, 4,5 ... Prism, 8,9 ... Photodetector, 10 ... Reference light, 11 ... Light to be measured, 12 ... Vibration device, 13 ... AC Signal source, 14, 15 ... lock-in amplifier, 16 ... trigger circuit, 17 ... mixer, 18
…… Memory, 19 …… Computer.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ビームスプリッタと一対の反射鏡又は全反
射プリズムよりなる分波・合波光学系に被測定光を可干
渉性の良い参照光とともに入射し、前記一対の反射鏡又
は全反射プリズムのいずれか一方をビーム方向に移動さ
せ、この際、前記分波・合波光学系より出射される被測
定光の干渉縞を同時に出射される参照光とともに測定す
るマイケルソン干渉計において、 一対の反射鏡又は全反射プリズムのいずれか一方を所定
の周波数fでビーム方向に微小に変位させる駆動手段
と、 分波・合波光学系より出射される参照光の受光信号中よ
り周波数f及び2f成分を抽出し、その位相関係より前記
反射鏡又は全反射プリズムの移動量を求める移動量検出
手段と、 分波・合波光学系より出射される被測定光の受光信号に
周波数fの交流信号を混合し、これより干渉縞の中心周
波数付近以下の成分を抽出する干渉出力検出手段と を設けたことを特徴とするマイケルソン干渉計。
1. A light to be measured is incident on a demultiplexing / combining optical system comprising a beam splitter and a pair of reflecting mirrors or a total reflection prism together with a reference light having good coherence, and said pair of reflection mirrors or a total reflection prism is provided. Is moved in the beam direction, and at this time, in a Michelson interferometer that measures interference fringes of light to be measured emitted from the demultiplexing / combining optical system together with reference light emitted simultaneously, a pair of A driving means for slightly displacing one of the reflecting mirror and the total reflection prism in the beam direction at a predetermined frequency f; and a frequency f and 2f component from the received light signal of the reference light emitted from the demultiplexing / combining optical system. Moving amount detecting means for calculating the moving amount of the reflecting mirror or the total reflection prism from the phase relationship, and an AC signal having a frequency f as a light receiving signal of the light to be measured emitted from the demultiplexing / multiplexing optical system. mixture Michelson interferometer, characterized in that a interference output detecting means for extracting a center frequency around the following components of the interference fringes than this.
【請求項2】一定の移動量毎に干渉出力をサンプリング
し、これを記憶し信号処理する処理手段を備えたことを
特徴とする請求項(1)記載のマイケルソン干渉計。
2. The Michelson interferometer according to claim 1, further comprising processing means for sampling the interference output for each fixed movement amount, storing the interference output, and processing the signal.
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