JP2739609B2 - 可動測定ミラー等の位置または移動走行決定用干渉計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、そのハウジングまたはキヤリヤにレーザ光
を測定ビームと基準ビームに分割するビームデバイダ、
および再結合装置が堅固に接続され、可動測定ミラー等
を経由して通される測定ビームおよび固定基準部分を経
由して通される基準ビームが少なくとも１つの光学的干
渉信号を形成する再結合装置において干渉する干渉計ヘ
ツド、レーザ光送給用の少なくとも１つの可撓性の光フ
アイバが干渉計のレーザ光源とビームデバイダとの間に
配置される干渉計ヘツドの外部に配置されるレーザ光
源、および再結合装置からの１または複数の干渉計信号
の評価のための光電検出装置からなる可動測定ミラー等
の位置または移動走行決定用干渉計に関する。

従来の技術 長さを測定するための干渉計は既に知られている。代
表的には、かかる干渉計において、測定ビームはその移
動走行または位置が検出される筈である可動測定ミラー
を経由して通される。干渉ビームは固定基準部分を通過
する。測定ミラーから戻る測定ビームおよび基準部分か
ら到来する基準ビームは例えばビームデバイダにより形
成されることができる再結合装置において干渉する。公
知のレーザ光波長によれば、それと相関される移動走行
または測定ミラーデータが干渉信号から確かめられるこ
とが可能である。

干渉計のレーザ光源と中央光学要素（とくにビームデ
バイダ、基準部分および再結合装置）との間の熱的分断
を達成するために、これらの中央干渉計要素が干渉計に
おいてともに結合されかつレーザ光源が干渉計ヘツドの
外部に配置されることが既に示唆されており、その場合
に１またはそれ以上の連続して接続される光フアイバが
レーザ光をレーザ光源から干渉計ヘツドに供給する。し
かしながら、レーザ光供給に可撓性光フアイバを使用す
るのには困難がある。これに反して、１または複数の干
渉信号は測定ミラー等の位置にだけでなくまた、これが
望ましい、レーザ光供給の１または複数の光フアイバの
位置および負荷に依存する。

それゆえ、本発明の目的は、少なくとも１つの可撓性
光フアイバがレーザ光供給に使用されかつ光フアイバの
位置または負荷が測定結果と干渉せず、かくして信頼し
得るかつ干渉のない作動を許容するこの明細書の冒頭部
分に記載された種類の干渉計を提供することにある。

発明の開示 本発明の第１の変形例によれば、それはレーザ光供給
用の１または複数の光フアイバの下流にかつビームデバ
イダの上流に配置されるのがビームデバイダの入口にお
いてレーザ光の定義された、好ましくは直線偏光を確立
するために干渉計ハウジングまたはキヤリヤに接続され
る偏光手段であることにより達成される。

本発明による「定義された」偏光に対する言及はレー
ザ光の付与された偏光条件（直線、楕円形または左方ま
たは右方円形）を、そして直線および楕円形の場合に関
連して、実際の干渉計のビームデバイダに対する偏光さ
れたレーザ光の付与された空間的な方向付けを意味す
る。直線偏光の場合において、空間的な方向付けは光ベ
クトルの振動方向の空間的位置により決定される一方、
楕円形の偏光の場合において、それは楕円形の長短の半
軸の空間的な位置により付与される。干渉計の信頼し得
るかつ干渉の無い作動のために、干渉計の入口でのレー
ザ光の定義された偏光条件の維持が決定的な重要性から
なる。それらの光学特性がレーザ光の偏光に依存する成
分がしばしば干渉計に使用される。

例えば、逆反射体の形である測定ミラーによる偏光の
変化は干渉形の入口またはそこに配置されたビームデバ
イダでのレーザ光の偏光に依存する。加えて、干渉光ビ
ーム（測定ビームおよび基準ビーム）の再結合に依存し
て、干渉は基準ビームと測定ビームが同一の偏光をもた
らす範囲にのみ強度に関してそれ自体顕著である。とく
に重要なものは１または複数の干渉信号が測定ミラーの
運動に関連して例えばそれから前進／後退検出を導き出
すために付与された偏光作用の再結合装置の下流で試験
される場合の干渉計の入口でのレーザ光の偏光条件であ
る。レーザ光を基準ビームおよび測定ビームに分割する
ためのビームスプリツタの入口での光に関するその偏光
感度は例えば光グラスフアイバのごとき通常の可撓性の
光フアイバが実際の干渉計（干渉計ヘツド）へのレーザ
光供給に使用されるならば、フアイバ端での偏光条件が
空間的な位置ならびに光フアイバ上へのねじれ、機械的
な圧力および緊張負荷に依存するため、問題が生じる。

その問題に対する考え得る解決はレーザ光源から実際
の干渉計へのレーザ光の供給のための空間的な偏光維持
光フアイバの使用にある。その種の偏光維持フアイバを
使用するとき、偏光条件は結合端で、すなわち光源に向
かっている光フアイバの端部でチエツクされねばならな
い。他の方法では大部分の光効率が失われるかも知れな
い。実際には、連続する光フアイバはまた使用されない
が、むしろ、取扱いをより容易にするため、装置は解放
可能なフアイバコネクタによつてともに接続される複数
の連続して接続される光フアイバ部分を使用する。偏光
維持フアイバを使用するとき、それらのフアイバ（プラ
グ）接続はまた偏光作用を維持するように設計されねば
ならない。加えて、偏光維持フアイバを使用するとき、
−過度に厳しくないとしても−厳しい曲率により一方の
偏光モードから他方の偏光モードへクロストークがある
かも知れず、かつ偏光の変化を結果として生じるという
危険がある。全体として、干渉計ヘツドの入口での偏光
作用の所定の高い精度の確立は、偏光維持光フアイバの
みにより、可能でないか、または許容できない高いコス
トでのみ可能であることが認められ得る。

今や、本発明による思想はレーザ光供給のための光フ
アイバが光の偏光条件または方向を変化するが、レーザ
光供給光フアイバの外部にビームデバイダの入口におい
て定義されたレーザ光の偏光を供給する偏光手段を設け
る方法に関連しないかまたは最後の詳細にまで関連しな
いことにある。原則として、ビームデバイダの入口での
レーザ光は定義された円形または楕円形偏光からなるこ
ともできる。しかしながら、ビームデバイダの入口での
レーザ光の偏光が直線であるならばより好都合であり、
その点において「定義された」偏光はその場合にまた光
ベクトルの振動方向の空間的な位置が実際の干渉計の入
力においてビームデバイダに関連して固定される。

本発明の第１の変形例によれば、その偏光手段はレー
ザ光供給用の１または複数の可撓性の光フアイバの下流
にかつ測定および基準ビームへの分割用ビームデバイダ
の上流に配置される。それゆえ偏光装置は１または複数
の光フアイバの、ビームデバイダに向かっている端部
と、好ましくは光フアイバの近傍において、ビームデバ
イダとの間に配置される。後述される本発明の他の変形
例は、実質上レーザ光供給用の１または複数の可撓性の
光フアイバの、光源に向いている端部の上流に偏光手段
を配置し、ビームデバイダの入口の近傍において偏光条
件を検出し、そして調整手段によつて、ビームデバイダ
の入口でのレーザ光の偏光が固定されるように偏光手段
により発生されるレーザ光の偏光を調整することを提供
する。

注意はまず偏光手段がビームデバイダに向かっている
１または複数の光フアイバの端部と、ビームデバイダそ
れ自体との間に配置される状態に向けられる。全体とし
て偏光手段がビームデバイダに関連して定義された位置
に保持されるとくに好都合な構成は干渉計の偏光手段、
１または複数のビームデバイダ、１または複数の再結合
装置および多分さらに他の光学要素が堅固に干渉計ヘツ
ドハウジングまたはキヤリヤに接続されるかまたはその
中に固定して配置されることを提供し、そこで干渉計ヘ
ツドは該干渉計ヘツドの外部に配置されるレーザ光源か
ら１または複数の可撓性の光フアイバによつてレーザ光
により供給される。干渉計ヘツドハウジングは、環境的
要因および機械的な作用に関連して、その中に配置され
る光学要素用の良好な保護を提供する。干渉計ヘツドハ
ウジングにおいてはとくに個々の光学要素を接続する光
フアイバが、例えば接着剤により、干渉計ヘツドハウジ
ングまたはキヤリヤに堅固に接続されることが可能であ
り、その結果光フアイバは、極端な機械的作用にも拘わ
らず、干渉計ヘツド内の所定位置におけるどのような移
動も受けることができない。理解されることは、所定位
置におけるかかる移動が偏光条件または干渉信号の望ま
ない変化を生じかつしたがつて測定結果の偽造を結果と
して生じるということである。干渉計ヘツドが光が例え
ば結合出口（カツプリングアウト）レンズによつて測定
部分上に通されかつ結合入口（カツプリングイン）レン
ズによつて測定ミラーでの反射後再び測定部分からヘツ
ドに結合されるその種類の簡潔な性質からなるとき、そ
れは光電評価装置がまた干渉計ヘツドの外部でそれ自体
公知の方法において配置されかつ可撓性出力光フアイバ
によつて干渉計ヘツドから光干渉信号を受信するならば
好都合である。再結合装置から到来する光干渉信号がそ
の場合に、改善された評価、例えば可動測定ミラーの前
進−後退検出器を許容する２つの移相された偏光成分に
分割される場合に、それがそれらの軸線が互いに垂直で
ありかつビームデバイダの入口で偏光手段により画成さ
れる直線偏光方向に対して45°にある偏光フイルタによ
り行われるならば好都合である。それらの偏光フイルタ
が干渉計ヘツド内に配置されるならば、干渉計ヘツドか
ら光電評価装置に進む可撓性出力光フアイバの偏光特性
が好都合に役目を果たさない。

既述のごとく、干渉計のビームデバイダの入口での偏
光手段の最も必須の目的は、定義された偏光条件、とく
に予め定めた振動方向による直線偏光を確立することで
ある。偏光手段が重大な欠点を伴うことなしに実際の状
況において使用できるように、それは好適な特徴によれ
ば偏光手段が常にその入口においてレーザ光の好適な直
線偏光条件に拘わらず光を伝送する場合に望ましくかつ
偏光手段の出力での光は定義された、好ましくは直線偏
光を有する。明らかにその特徴は光が、偏光器の方向に
対して垂直に、到来光の偏光の場合には伝送されないた
め簡単な偏光器それ自体によつて実施されることができ
ない。しかしながら、その特徴は、偏光手段のより熟練
した配置により、比較的簡単な手段を使用して実施され
得る。その観点における実施例は後で詳細に説明され
る。干渉計の作動にとくに望ましいものは、絶対に必要
とはしないが、偏光手段から好ましくは直線的に偏光さ
れる条件において発するレーザ光が、少なくとも偏光手
段の入口でのレーザ光が直線的に偏光されるとき、偏光
手段の入口でレーザ光の偏光から独立しているようにな
つている偏光手段の構成である。

発しているレーザ光が、到来するレーザ光の直線偏光
に拘わらず、同一の直線偏光方向および同一のレベルの
強度からなる簡単な偏光手段は、実質上1/4波長の板お
よびその下流に配置される偏光器からなり、その軸線は
互いに45°になつている。偏光器は出力で直線偏光方向
を画成しかつ1/4波長板は偏光手段の出力での光レベル
の強度が偏光手段の入口で直線偏光から独立しているこ
とを提案する。

レーザ光供給光フアイバの、ビームデバイダに向かっ
ている端部と、ビームデバイダとの間の配置されること
ができる本発明による偏光手段のさらに他の好適な実施
例は、偏光手段が可撓性の光フアイバまたはそれに接続
されたフアイバから到来するレーザ光を拡張または分割
する手段を有し、偏光手段が、その各々を通ってビーム
部分が通過する互いに垂直に配置された偏光方向を備え
た２つの偏光器を有し、該偏光器の下流に配置されるの
が前記２つの偏光器に対して45°に方向付けられかつそ
れを通って２つのビーム部分が通過する少なくとも１つ
の偏光器であり、そして最後に前記偏光器を通過した後
２つのビーム部分をまとめるための手段が設けられるこ
とを提案する。

本発明による偏光手段の実施例により、状況が２つの
ビーム部分がまとめられるとき完全な破壊干渉を伴わな
いことを保証するために、レーザ光の付与された入力偏
光条件を取り扱うとき、２つのビーム部分がその再結合
時異なる強度からなるように設けるのが望ましい。それ
は２つのビーム部分の一方の部分的な減衰により達成さ
れることができる。しかしながら、そのために拡張され
たレーザ光ビームが異なる大きさの区域で２つの互いに
垂直に配置された偏光器において受光されるように設け
られるならばより望ましい。

本発明による偏光手段のさらに他の好適な実施例は偏
光手段が入射レーザ光を互いに垂直に直線的に偏光され
る２つのビーム部分に分割するための分割手段を有し、
加えて２つのビーム部分の少なくとも一方の偏光方向を
反転するための偏光反転手段が設けられ、そして出力端
に設けられるのが偏光反転出力によりそれらの直線偏光
方向によつて互いに平行関係に反転されるビーム部分を
重畳するための再結合手段であることを提案する。それ
らの偏光方向によつて平行な関係において反転される２
つのビーム部分の再結合時幾つかの入力偏光作用との完
全に破壊する干渉を回避するために、この実施例の偏光
手段は再結合の上流の２つのビーム部分の間のまたは再
結合時の位相差を調整するための手段を含むことができ
る。その調整手段は例えば光電要素または２つのビーム
部分に関して幾何学的な走行長さ差異を変更する圧電素
子であつてもよい。その再結合においてまたはその前に
２つのビーム部分間の差を変化するためのそれらの素子
は簡単でかつ精密な方法において調整可能である。好適
な実施例によれば、それらの要素または２つのビーム部
分に関連して位相差が直接または偏光手段の出力におい
て直線的に偏光されたレーザ光の強度に依存して間接的
に調整される。「直接的な」調整は偏光手段を出ている
レーザ光の出力強度を検出しかつ例えば出力強度が最大
であるようにその再結合の前のまたは再結合時の２つの
ビーム部分間の差を調整することにより可能である。発
しているレーザ光の強度のレベルの「間接的な」調整は
例えば２つのビーム部分がビームデバイダにおいて再び
結合されるとき可能である。それらの出力の１つは偏光
手段の出力を形成する一方他の出力は２次出力である。
その２次出力での光の強度のレベルが実際の調整値また
はパラメータとして検出されるならば、それは２次出力
において強度のレベルを最小にすることにより可能であ
り、それにより偏光手段の出力を示す補完の主出力での
強度のレベルを間接的に最大にする。

本発明のさらに他の利点および特徴を以下の特別な記
述においてより詳細に説明する。

図面の簡単な説明 図面において、第１図は本発明による干渉計の実施例
を示す概略平面図、第２図は本発明による偏光手段の実
施例の必須の光学要素を示す概略斜視図、第３図は本発
明による偏光手段の実施例を示す長手方向断面図、第４
図は本発明による偏光手段のさらに他の実施例を示す斜
視図、第５図は本発明による偏光手段のさらに他の実施
例を示す概略平面図、第６図は光フアイバの設計構成を
示す概略図、第７図はさらに他の実施例の概略平面図、
そして第８図は本発明による干渉計のさらに他の変形例
を示す概略図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図に示した干渉計は干渉計ヘツド１、該干渉計ヘ
ツド１にレーザ光を供給するレーザ光源２（例えばヘリ
ウムネオンレーザまたはレーザダイオード）および干渉
計ヘツドから到来する光学干渉信号の評価のための光電
検出および評価装置３からなる。干渉計ヘツド１は金属
からなる閉止ハウジング４により閉じ込められかつその
内部に単一モードのグラスフアイバにより接続されかつ
後でより詳細に説明される複数の光学要素を収容する。
可撓性の光フアイバ５によつて干渉計ヘツド１に供給さ
れるレーザ光源２からのレーザ光は後でより詳細に説明
される偏光手段によつて測定ビームおよび基準ビームに
分割するビームデバイダ７へ進む。２部分からなるフア
イバコネクタ6a,6bが光フアイバ５の解放可能な接続の
ために設けられる。

測定ビームは干渉計ヘツドの外部に配置されかつ周囲
媒体中に延在する測定部分上に単一モードグラスフアイ
バ８および結合出口レンズ９（傾斜屈折レンズ）によつ
て通される。基準ビームは干渉計ヘツド１内の基準フア
イバ10内に延在する。干渉計12は二重矢印により示され
る方向に移動可能である要素（図示せず）に固定され
る。干渉計12は、ビーム移動により、測定ビームを干渉
計ヘツド１に反射する。測定ビームは別個の結合入口レ
ンズ13によつてグラスフアイバ14へ通過する。レンズ９
および13の整列および固定はレンズホルダ9bおよび13
b、ならびにそれに接続されるそれぞれフアイバホルダ9
aおよび13aによつて行われる。フアイバカプラの形であ
る再結合装置15において、測定部分から戻る測定ビーム
および基準フアイバ10内に案内される基準ビームが干渉
させられる。２つのさらに他のビームデバイダ18および
19が再結合装置15の２つの補完出力16および17に接続さ
れる。移相された光学干渉信号は偏光フイルタ20a-dを
経由して検出装置３に進みかつ２部分からなる多重フア
イバコネクタ22a,22bを経由してハウジング４に解放可
能に接続される可撓性光フアイバ21′ａ−ｄに通る。干
渉計12の移動走行に加えて、干渉信号の移動方向および
変調作用は相対的に互いに90°移相される４つの干渉信
号から公知の方法において確かめられることができる。
そのために偏光フイルタ20a-dは偏光手段11により確立
される直線偏光方向に対して45°に方向付けられる。２
つの偏光要素が同一測定部分を通過する。例えばλ/4板
（1/4波長板、図示せず）が相対的に90°を通る偏光方
向の位相移動を発生するために基準通路10内に配置され
ることができる。しかしながら、その位相移動が例えば
干渉計12それ自体に他の要素によつて発生されることが
できる。

フアイバコネクタ23に加えて、検出装置３は４つの光
検出器24a-dを有する。それら４つの光検出器24a-dは電
子ユニツト3aにより評価される電気信号を光学干渉信号
から発生する。結果（干渉計12の位置）は表示装置25に
よつて表示される。

第１図に示した実施例において、平らな底部4aを備え
た、ハウジング４は、ビームデバイダ７および再結合装
置15が、例えば接着剤によつてそれに堅固に接続される
堅固なキヤリヤ本体を形成する。測定ビームを搬送する
光フアイバ部分８および14および基準ビームを搬送する
基準フアイバ10はまた、例えば接着剤によつて、キヤリ
ヤまたはハウジング底部4aに堅固に接続される。かくし
て基準および測定ビームは干渉計ヘツド１内で空間的に
別個な関係において延在する臨界領域内で最初に可撓性
の光フアイバ部分8,10および14の位置の変化をすること
ができない。より詳細にはかかる位置の変化は光フアイ
バ部分の光学特性（例えば偏光）を変化しかつしたがつ
て望ましくなく再結合装置15によつて発生された光学干
渉信号を変更しかつしたがつて測定結果を偽造するかも
知れない。

全体としてビームデバイダ７、再結合装置15、２つの
レンズ９および13、測定ビームを搬送する光フアイバ部
分８および14および基準ビームを搬送する基準フアイバ
10は干渉計ヘツドハウジング４（キヤリヤ本体）に堅固
に接続され、かくして圧力、衝撃および衝突に感応しな
い要素を提供する。その機械的な作用に対する不感度は
干渉計ヘツド内の他の要素および光フアイバがまた、例
えば接着剤によつて、それに堅固に接続されるというこ
とによりさらに高められる。とくに干渉計ヘツドハウジ
ング４にそれぞれ堅固に接続される光フアイバ5aおよび
26が干渉計ヘツド１の入口28からかつそれからビームデ
バイダ７へそれぞれレーザ光を案内するために設けら
れ、そして装置はまた再結合装置15の下流の光学干渉信
号を出力29へ案内するためにハウジング４にまた堅固に
接続される光フアイバ16,17および21a-dを有する。加え
て、例えば解放可能に閉止されるカバーにより密封して
閉止されることができる実質上閉止されたハウジング４
が機械的な干渉作用からの保護を付与する。加えて、か
かるハウジングは環境条件の変動に対する感度の欠陥を
強調する。

干渉計ヘツド１内の光フアイバは実質上１平面（ハウ
ジング４の平らな底部4a上に横たわる）内に配置され、
かくして光フアイバ内で搬送されたレーザ光の偏光条件
のどのような制御されない変化をも回避する。

機械的な作用に関連する不感度が光学要素および光フ
アイバを適宜に固定することにより干渉計ヘツド１内で
比較的容易に達成されることができる一方、それはレー
ザ光源２から干渉計ヘツド１へのレーザ光の供給に役立
つ可撓性の光フアイバを有する場合ではない。それに反
して、位置およびねじれの変化によりかつ可撓性光フア
イバ（本実施例において、好都合な光ガイド特性のた
め、好ましくは単一モードのグラスフアイバ）上の機械
的な圧縮および伸張負荷により、干渉計ヘツドに向かっ
ている可撓性光フアイバ５の出力での偏光条件の変化が
ある。干渉計またはビームデバイダ７の入口でのレーザ
光の偏光条件のそれらの変化が測定結果の許容し得ない
偽造を生じる。それを回避するために、本発明によれ
ば、本実施例において可撓性光フアイバ５またはそれに
接続されるフアイバ5aと、ビームデバイダ７との間に配
置される偏光手段11が設けられる。後でより詳細に説明
されるこの偏光手段は、その入力での光の偏光条件に関
係なく、その振動方向によつて定義されるレーザ光の直
線偏光が偏光手段の出力においてまたは干渉計のビーム
デバイダ７の入口において発生することを提案する。干
渉計ヘツドハウジング４内に配置されかつその中で保護
される偏光手段11はその必須の偏光−光学要素によつて
第２図にかつその構造によつて第３図に対応する。

第１図の偏光手段の必須の偏光−光学要素は第２図に
示される。それらは1/4波板30およびレーザ光がそれを
通って参照符号32により示される方向に通過する偏光器
31である。複屈折1/4波板の光軸33は符号34で示される
偏光器31の方向に対して45°である。偏光器は偏光手段
の出力において定義された直線偏光を提供する一方1/4
波板30は出力での光効率またはパワーが偏光手段に入る
レーザ光が幾つかの方向に直線的にのみ偏光される限り
偏光手段の入力での偏光に関係ないことを提供する。し
かしながら、第２図に略示される偏光手段の入力におい
て非直線偏光条件の場合において、出力偏光はいずれの
場合においても直線的でありかつ偏光器31により確立さ
れた方向34にある。出力での強度のレベルがゼロになる
ことができるのは、第２図に示した簡単偏光手段の入力
において付与された円形の偏光の場合においてのみであ
る。確かに実際に稀に発生するこの状況においてそれを
回避するために、例えば1/4波板30が偏光器31に対して
回転させられることが可能であり、その場合に固定の直
線出力偏光方向が維持される。第３図に略示される1/4
波板30および偏光器31は、第３図に示されるように、機
械的なホルダ35内に配置される。第３図に示される偏光
手段11の入口に配置されるのは光フアイバ5aから発する
光ビームを視準する（それを拡張しかつそれを平行ビー
ムとして光学要素30および31を通過する）視準レンズ36
（傾斜屈折レンズ）である。光フアイバ5aは接着剤37に
よつて傾斜屈折レンズ36に貼り付けられる。直線偏光条
件（第１図参照）を維持しながら、定義された直線偏光
条件において偏光手段から発するレーザ光がビームデバ
イダ７に供給されるようにするために、その位置によつ
て堅固に固定されかつ１平面内に置かれる光フアイバ26
が設けられる。その光フアイバに代えて、また偏光−維
持フアイバを使用することができる。いずれにおいても
偏光手段11が偏光手段により確立される定義された直線
偏光がまた実際に入口においてビームデバイダ７に発生
するようにビームデバイダ７の近傍に配置されるならば
望ましい。レーザ光を光フアイバ26に結合するために、
装置は傾斜屈折レンズの形でありかつ光フアイバ26がそ
れに接着剤39により接着される結合入口レンズ38を有す
る。

傾斜屈折レンズ36および38は管形状のホルダ35内に容
易に嵌合しかつ例えばその中にしっかり接着することが
できる筒状の外部寸法を有する。この簡単な筒状ホルダ
35は偏光手段11の光学要素の最適なかつ永続的な整列を
保証する。それゆえ全体的に偏光手段11−それを通る光
のの通路の方向に検討されるとき−はその入口端で視準
レンズ36、1/4波板30、偏光器31および出力側で結合入
口レンズ38を光をビームデバイダ７に進む光フアイバ26
に結合するために有する。端面からレーザこうげんへの
逆反射を回避するために、光フアイバ5aはまた僅かに偏
心した関係においてレンズ36に接着されることができ
る。

第３図に示される実施例において1/4波板30および偏
光器31は別個の形状の要素である。偏光器に対して45°
に方向付けられる「1/4波板」の組み合わせはまた箔と
して得られることができそして確かにここで使用される
ことができる。

第４図はさらに他の実施例の概略図であり、実際の状
況において確かに好都合である光学要素用ホルダは簡略
化のために示してない。第４図に示した実施例は光フア
イバ5aから到来するレーザ光ビームの拡張のための収束
レンズ36′の形の装置を有する。該収束レンズ36′には
２つの密接して並置された偏光器40および41が続き、そ
の偏光方向は互いに垂直である。光ビームは遭遇しかつ
区域40aにおいて左方偏光器40をかつ区域41aにおいて右
方偏光器41を通過する。２つの偏光器40および41の後ろ
に配置されるのはそれらの２つの偏光器40および41に対
して45°に方向付けられかつ収束レンズ38′がそれに続
く偏光器42であり、収束レンズ38′はビームデバイダ７
に進む光フアイバ26に２つのビーム部分（偏光器40を通
過したビームの左方半分および偏光器41を通過したビー
ムの右方半分）を共同して結合する。２つのビーム部分
がまとめられる（光フアイバ26への共同結合）とき、偏
光手段での幾つかの入力偏光作用を伴っている状況にお
いて完全に破壊する干渉を防止するために、拡張された
レンズ光ビームが、第３図に示した状況と異なって、異
なる大きさの区域40aおよび41aで２つの互いに直角の偏
光器を含むことを提案することができる。しかしなが
ら、また２つのビーム部分の一方を部分的に減衰するか
または偏光器40または偏光器41に平行に向けられかつ例
えば偏光手段からの出力強度に依存して調整される光電
板をビーム通路に設けることができる。

第５図は本発明による偏光器のさらに他の実施例の概
略平面図である。視準レンズ36により拡張される光ビー
ムは光を図面の平面に対して垂直に直線的に偏光される
ビーム部分44aおよび図面の平面において直線的に偏光
されるビーム部分44bに分割する偏光ビームデバイダ43
に進む。半波板45はビーム部分44aがビーム部分44bに対
して平行に今や偏光されるようにビーム部分44aの偏光
方向を90°回転する偏光反転手段として作動する。同一
方向に今や偏光される２つのビーム部分は方向変換ミラ
ー46および47によつてビームデバイダの形でありかつそ
こで２つのビーム部分が再結合される再結合装置48上に
通る。パワー損失は２つのビーム部分が主出力49におい
て建設的に干渉しかつ２次出力50において破壊的に干渉
するとき回避される。それは２つのビーム部分の位相差
または光波長差を調整する調整装置によつて達成される
ことができる。第５図に示される実施例の場合におい
て、調整は主出力において直線的に偏光されたレーザ光
の強度レベルに依存して間接的に行われる。２次出力50
の強度は光検出器51によつて検出されかつ測定信号は調
整装置52に通される。調整装置はビーム部分44bの通路
に配置されかつ２次出力50での強度レベルが最小である
ような方法においてそのビーム部分に関して光の波長を
変更する光電素子53を制御する。それは補完の主出力49
での強度レベルが最大であることを保証する。1/4波板5
4がまた変更ビームデバイダの上流に設けられる。直線
入力偏光時、その1/4波板は２つのビーム部分44aおよび
44bの強度レベルがそれらが２次出力50において完全に
破壊的に干渉することができるように同一であり、それ
により強度の最大レベルが主出力において利用可能であ
ることを提案する。また幾つかの円形偏光作用の場合に
おいて両ビーム部分に対して均一の分割を提供するため
に、1/4波板は多分またビーム通路から回転または移動
可能になされることができる。

本発明による偏光手段はまた単に光フアイバ要素によ
り構成されることができ、その場合に偏光手段の光は光
導波管、好ましくは光フアイバ内で安定して案内され
る。光フアイバ設計形状を使用するとき、光学要素の相
互の調整は望むように除去される。第６図に示される実
施例において、光フアイバ5aによつて供給されるレーザ
光を互いに垂直な関係において直線的に偏光される２つ
のビーム部分に分割する光フアイバ偏光ビームデバイダ
43′が設けられる。それら２つのビーム部分は２つの偏
光維持フアイバ58aおよび58bに案内される。光フアイバ
58bは互いに垂直な関係において最初に偏光される２つ
のビーム部分が次いで互いに平行な関係において偏光さ
れるような方法で反転される。偏光維持光フアイバ58a
および58bは接続位置（スプライス位置57aおよび57b）
によつて２×２方向カプラ48′に至る光フアイバ59aお
よび59bにそれぞれ接続される。２×２方向カプラ48′
は再結合装置として役立ちかつ光フアイバ26に進む主出
力および光電ダイオード51′に進む２次出力を有する。
２つのビーム部分がフアイバカプラ48′において建設的
に干渉する（光電ダイオード51′において干渉最小）の
を保証するために、２つのビーム部分アームにおける相
対的な光の位相は正しい値に調整されねばならない。そ
れは例えばフアイバ59bで圧縮することにより行われ得
る。調整装置52′および圧電結晶60によつて、方向カプ
ラ48′の２次出力で光電ダイオード51′が印加された圧
力かつそれとともに２つのビーム部分間の相対的な位相
差を調整するとき、出力光フアイバ26上の入力偏光に関
係なくレーザ光の定義された直線偏光を保証する実際に
調整された偏光手段を設けることができ、その場合にレ
ーザ光は常に最大強度からなる（光電ダイオード51′で
の強度の最小レベルに対する調整）。

本発明は図示実施例に限定されるものでないことは明
らかである。例えば、また偏光感知ミラーまたは他の偏
光感知要素を使用することも可能である。実際の干渉計
の構造はここでは本発明に必須であるようには重要でな
い。例えば干渉計は各々それぞれのビームデバイダから
出発しかつ測定部分から戻る測定ビームの部分とそれら
の固有の再結合装置において再結合される複数の基準分
岐を有することができる。重要な事柄は実際の干渉計の
入口においてレーザ光の定義された、好ましくは直線の
偏光条件を確立偏光手段が設けられるということであ
る。単一モードのグラスフアイバ以外の光フアイバも確
かに考えられることができそしてレーザ光源からのレー
ザ光の供給に可能である。

特定の実施例が第７図に示され、図において同一参照
符号は第１図に現れる同一または同等の要素を示す。第
１図の実施例に関連する実質的な差は偏光維持供給光フ
アイバ５′の使用にある。参照符号11により総括的に示
される偏光手段は単一偏光器65である。この実施例にお
いて偏光維持フアイバ５′の出力での例えば直線偏光は
ほぼ固定されることのみ必要であり、それは低い調整費
用のレベルで達成されることができる。例えば簡単な直
線偏光器にすることができる偏光器65はその場合にビー
ムデバイダ７の上流の正確に定義された偏光作用を一定
にする。偏光維持フアイバ５′は偏光器65に供給された
光が偏光器がいずれの場合にも光を伝達するように偏光
器65の偏光方向に十分な成分を含むことを保証する。例
えばフアイバ５′の出力での直線偏光手段が偏光器65の
下流で、正確に定義された偏光により、それに衝突する
光強度の大部分を有するために偏光器65の偏光方向に対
して±20°にその値を固定すれば全く十分である。干渉
計ヘツドの光フアイバ5aは偏光維持することができる。
しかしながら、干渉計ヘツドへの通常の単一モードのフ
アイバの格子接続により、また、偏光維持フアイバ５′
の出力から、偏光器65への十分に正確な偏光方向を有す
る光を供給することができる。偏光手段が干渉計に向い
ている可撓性の光フアイバの端部と、ビームデバイダと
の間に配置される上述した実施例に加えて、また、第８
図に示される偏光手段の装置に関して選択的なオプショ
ンがある。より詳細には、本発明のこのさらに他の変形
例によれば、偏光手段11がレーザ光の供給のために可撓
性の光フアイバ５の、光源に向いている端部の上流に配
置され、レーザ光の偏光条件を検出するための装置66は
１または複数の可撓性の光フアイバの下流にかつ好まし
くはビームデバイダ７の近傍に配置され、そして発して
いる光の偏光条件によつて調整可能である偏光手段11は
予め定めた、好ましくは直線偏光のレーザ光が常にビー
ムデバイダ７の入口に進むような方法において検出され
た偏光条件に依存して調整装置68によつて調整されるこ
とが提案される。補助ビームデバイダ67は、レーザ光の
１部分を偏光検出装置66に分岐するように、干渉計ヘツ
ドのビームデバイダ７の上流に配置される。電線69は装
置66の出力を調整装置68の入力に接続する。発している
光の偏光条件によつて調整されるべくなされる偏光装置
11は発しているレーザ光の偏光条件を変化するために好
都合な光電および／または機械的に調整可能な要素から
なる。出力偏光を調整するためのかかる装置は当該技術
に熟練した者には公知であり、そして同様に偏光条件を
検出するための装置、かつそのためにかかる装置はここ
では詳細に説明しない。しかしながら、より複雑な構造
および所定の活発な調整のため、上述した実施例は確か
に特別な場合にのみ使用されることができる。しかしな
がらこの実施例はかかる特別な場合において確かに好都
合である。

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】−そのハウジングまたはキヤリヤにレーザ
   光を測定ビームと基準ビームに分割するビームデバイ
   ダ、および再結合装置が堅固に接続され、可動測定ミラ
   ー等を経由して通される測定ビームおよび固定基準部分
   を経由して通される基準ビームが少なくとも１つの光学
   的干渉信号を形成する再結合装置において干渉する干渉
   計ヘツド、 −レーザ光送給用の少なくとも１つの可撓性の光フアイ
   バが干渉計のレーザ光源と、ビームデバイダとの間に配
   置される干渉計ヘツドの外部に配置されるレーザ光源、 −および再結合装置からの１または複数の干渉計信号の
   評価のための光電検出装置からなる可動測定ミラー等の
   位置または移動走行決定用干渉計において、 レーザ光供給用の１または複数の光フアイバ（５）の下
   流にかつビームデバイダ（７）の上流に配置されるのは
   該ビームデバイダ（７）の入口においてレーザ光の定義
   された、好ましくは直線偏光を確立するために干渉計ハ
   ウジングまたはキヤリヤ（１または４）に接続される偏
   光手段（11）であることを特徴とする可動測定ミラー等
   の位置または移動走行決定用干渉計。
2. 【請求項２】前記偏光手段の入口に配置されるのが可撓
   性光フアイバ（５）またはそれに接続されたフアイバ
   （5a）から発している光ビームを視準するための視準レ
   ンズ（36,36′）であることを特徴とする請求の範囲第
   １項に記載の可動測定ミラー等の位置または移動走行決
   定用干渉計。
3. 【請求項３】前記視準レンズ（36,36′）が好ましくは
   筒状外部形状を有する傾斜屈折レンズであることを特徴
   とする請求の範囲第２項に記載の可動測定ミラー等の位
   置または移動走行決定用干渉計。
4. 【請求項４】前記光フアイバ（5a）が前記傾斜屈折レン
   ズ（それぞれ36,36′）に同心にまたは偏心して接着さ
   れることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の可動測
   定ミラー等の位置または移動走行決定用干渉計。
5. 【請求項５】前記偏光手段（11）の1/4波板（30）、偏
   光器（31）、視準レンズ（36）及び結合入口レンズ（3
   8）が機械的なホルダ（35）内に調整可能にまたは堅固
   に保持されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし
   第４項のいずれか１項に記載の可動測定ミラー等の位置
   または移動走行決定用干渉計。
6. 【請求項６】例えば管の形である前記ホルダ（35）は、
   前記1/4波板（30）、前記偏光器（31）、前記視準レン
   ズ（36）及び前記結合入口レンズ（38）がそれに嵌合さ
   れる少なくとも１つの筒状孔を有することを特徴とする
   請求の範囲第５項に記載の可動測定ミラー等の位置また
   は移動走行決定用干渉計。
7. 【請求項７】再結合装置（15）から到来する光学干渉信
   号が２つの移相された偏光成分に分割されかつ各成分が
   偏光フイルタ（20a-d）によって案内され、２つの偏光
   フイルタ（20a-d）の軸線が互いに直交しておりかつ前
   記ビームデバイダ（７）の入口で前記偏光手段（11）に
   より画成されるその直線偏光方向に対して45°にあるこ
   とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
   か１項に記載の可動測定ミラー等の位置または移動走行
   決定用干渉計。
8. 【請求項８】前記偏光手段（11）が可撓性の光フアイバ
   （５）またはそれに接続されたフアイバ（５′）から到
   来するレーザ光を拡張または分割する手段（36′）を有
   し、前記偏光手段（11）が、その各々を通ってビーム部
   分が通過する互いに垂直に配置された偏光方向を備えた
   ２つの偏光器（40,41）からなり、該偏光器（40,41）の
   下流に配置されるのはまた前記２つの偏光器（40,41）
   に対して45°に方向付けられかつそれを通って２つのビ
   ーム部分が通過する少なくとも１つの偏光器（42）であ
   り、そして最後に前記偏光器（40,41,42）を通過した後
   前記２つのビーム部分をまとめるための手段（38′）が
   設けられることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第
   ７項のいずれか１項に記載の可動測定ミラー等の位置ま
   たは移動走行決定用干渉計。
9. 【請求項９】前記偏光手段（11）が入射レーザ光を互い
   に垂直に直線的に偏光される２つのビーム部分（44a,
   b）に分割するための分割手段（43）を有し、さらに２
   つのビーム部分の少なくとも一方（44b）の偏光方向を
   反転するための偏光反転手段（45）が設けられ、そして
   出力端に設けられるのが偏光反転出力によりそれらの直
   線偏光方向によつて互いに平行関係に反転されるビーム
   部分（44a,b）が重畳される再結合手段（48）であるこ
   とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第７項のいずれ
   か１項に記載の可動測定ミラー等の位置または移動走行
   決定用干渉計。
10. 【請求項１０】前記偏光手段（11）が２つのビーム部分
    （44a,b）の再結合前または再結合時それらの間の位相
    差を調整するための装置（53）を有することを特徴とす
    る請求の範囲第８項または第９項に記載の可動測定ミラ
    ー等の位置または移動走行決定用干渉計。
11. 【請求項１１】−そのハウジングまたはキヤリヤにレー
    ザ光を測定ビームと基準ビームに分割するビームデバイ
    ダ、および再結合装置が堅固に接続され、可動測定ミラ
    ー等を経由して通される測定ビームおよび固定基準部分
    を経由して通される基準ビームが少なくとも１つの光学
    的干渉信号を形成する再結合装置において干渉する干渉
    計ヘツド、 −レーザ光送給用の少なくとも１つの可撓性の光フアイ
    バが干渉計のレーザ光源と、ビームデバイダとの間に配
    置される干渉計ヘツドの外部に配置されるレーザ光源、 −および再結合装置からの１または複数の干渉計信号の
    評価のための光電検出装置からなる可動測定ミラー等の
    位置または移動走行決定用干渉計において、 偏光手段がレーザ光供給用の１または複数の可撓性の光
    フアイバの、光源に向いている端部の上流に配置され、
    レーザ光の偏光条件を検出するための装置が、好ましく
    はビームデバイダの近傍において、１または複数の可撓
    性の光フアイバの下流に配置され、そして発している光
    の偏光条件によつて調整されるべくなされる前記偏光手
    段が予め定めた好ましくは直線偏光のレーザ光がビーム
    デバイダの入口に一定に進むような方法において検出さ
    れた偏光条件に依存して調整されることを特徴とする可
    動測定ミラー等の位置または移動走行決定用干渉計。
12. 【請求項１２】前記偏光手段が発している光の偏光条件
    を変化するための光電要素および／または機械的に調整
    可能な要素を有することを特徴とする請求の範囲第11項
    に記載の可動測定ミラー等の位置または移動走行決定用
    干渉計。