JP3351527B2 - 計測装置 - Google Patents

計測装置

Info

Publication number
JP3351527B2
JP3351527B2 JP50827593A JP50827593A JP3351527B2 JP 3351527 B2 JP3351527 B2 JP 3351527B2 JP 50827593 A JP50827593 A JP 50827593A JP 50827593 A JP50827593 A JP 50827593A JP 3351527 B2 JP3351527 B2 JP 3351527B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase difference
interferometer system
signal
optical path
interferometer
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
Application number
JP50827593A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07500909A (ja
Inventor
ダウンス、マイケル・ジョン
Original Assignee
ブリテイッシュ・テクノロジー・グループ・リミテッド
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB919123785A external-priority patent/GB9123785D0/en
Priority claimed from GB929221698A external-priority patent/GB9221698D0/en
Application filed by ブリテイッシュ・テクノロジー・グループ・リミテッド filed Critical ブリテイッシュ・テクノロジー・グループ・リミテッド
Publication of JPH07500909A publication Critical patent/JPH07500909A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3351527B2 publication Critical patent/JP3351527B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02056—Passive reduction of errors
    • G01B9/02059—Reducing effect of parasitic reflections, e.g. cyclic errors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02056—Passive reduction of errors
    • G01B9/02058—Passive reduction of errors by particular optical compensation or alignment elements, e.g. dispersion compensation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02056—Passive reduction of errors
    • G01B9/02061—Reduction or prevention of effects of tilts or misalignment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02075—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration of particular errors
    • G01B9/02078—Caused by ambiguity
    • G01B9/02079—Quadrature detection, i.e. detecting relatively phase-shifted signals
    • G01B9/02081—Quadrature detection, i.e. detecting relatively phase-shifted signals simultaneous quadrature detection, e.g. by spatial phase shifting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/45—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01P3/366—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light by using diffraction of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/144—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光学的な測定装置に係り、特に、入力レ
ーザビームがどのような偏光方向であっても、また、応
用にあたって適度にコヒーレントなレーザ源によって
も、精密な長さ測定に用いることができる双方向フリン
ジ計数形２ビーム干渉計システムに関する。双方向性の
電子的な計数に要求される２つの電気的位相直交信号が
２つの干渉計出力として光検出器から得られる。ビーム
スプリッタの被覆（コーテング）のための薄い金属フィ
ルムの設計が垂直と平行との両方の偏向成分に対しても
必要とされるほぼ90゜の位相差を与えている。電子的な
アライメント（整列）及び制御が出力から得られる信号
を連続してモニタするために採用されたシステムによっ
て実行される。これが補正を信号増幅システムにフィー
ドバックして正確に90゜の位相差で、しかも等しい振幅
及び０の直流オフセットで出力を維持するようにしてい
る。
この技術を使用した干渉計では、光学的アラインメン
トの量が低減し、電子システムで電子的調整を全て自動
的に制御する。これらの装置は、装置を製造するために
経済的であり、光路における変化の測定ではサブナノメ
ータの分解能を直ぐに適用されることが実用にあたっ
て、容易となっている。
1960年代初期におけるバンド幅が狭く、強いコリメー
トビームをもつ633ナノメートルのヘリウム−ネオンレ
ーザの開発が刺激となって、干渉計による長さ測定が精
密な測定の為の最も広く実際的な技術の一つとなりつつ
ある。この測定は、マイクロメータよりも小さい範囲の
長さから数十メータの距離までの測定に用いることがで
きる。10の９乗分の一に近付くほど高精度にするため
に、レーザ光源は、周波数が安定していなければならな
ず、また、基準用のレーザとの比較によって校正されな
ければならない。ここで、測定応用が自然の大気中でな
される場合には、空気の屈折率に対する放射光の波長が
連続的に補正されなければならない。高い測定精度が要
求される短い距離では、光学的なフリンジの部分を解析
する必要がある。このような応用分野では、望ましくな
い反射及び偏光効果がフリンジの歪を引き起こし、電子
信号の忠実度に限界を生じさせるので、望ましくない反
射及び望ましくない効果が基本的な解像度限界となる。
慎重な光学系の設計によって、望ましくない反射の効
果を許容できるレベルまで減少させることができ、ま
た、以下に示す方法によって偏光に不感知であり、精密
なフリンジのサブディビジョン（部分分割）を可能とす
る干渉計システムを提供できる。
この発明の実施例に関連する２ビーム干渉計システム
は、干渉計の２つの光出力から計測信号を発生する。こ
れらの信号間の位相差は、双方向計数およびフリンジサ
ブディビジョンのためにおおむね90゜必要であり、ビー
ムスプリッタコーティングのための薄層金属フィルム設
計を利用することで発生される。このことはもっと普通
の全絶縁性フィルム設計を採用したビームスプリッタと
位相遅延板とを使用して１つの光学出力の２つの直交偏
光ビーム成分の間の位相差を取り扱うことと対比され
る。このシステムは、こういった偏光技法を採用するこ
とにより、システムに含まれる全ての部品アライメント
およびコストを除去できる。このシステムは偏光を感知
せず、偏光のリークにより定期的に誤差（エラー）が生
じてしまう問題を回避する。
干渉により長さを計測するシステムは、マイケルソン
による設計を基礎としており、光の波長を単位として変
位を計測する。この応用では干渉計は、アライメントが
容易とされ、もっと普通の平面ミラーをコーナーキュー
ブ逆（再帰）反射器で置き変えることによる反射装置の
傾きに対して影響を受けない。このことは、戻りビーム
のオフセットおよびレーザ空洞に入る直接反射放射によ
り生じるレーザの非安定性を阻止できるという別の利点
をもっている。コーナーキューブの１つは、干渉計ビー
ムスプリッタに固定され、ほかの１つは、計測対象のワ
ークピースに取付けされる。
双方向計数の技法は、振動もしくは引込み運動を自動
的に補正するのに利用されて、動いている反射器の変位
をフリンジカウントが表わすことを確かにする。最適性
能のために双方向カウンタは、一定の平均DCレベルおよ
び直角位相関係にある干渉計内の光路差に関連した正弦
波成分をもつ２つの信号を必要とする。カウンタの論理
は、平均値を通過する信号が生じる各時間に応答するよ
うにセットされる。残念なことに、このDCレベルは変化
を受ける。たとえば、その大きさは、光源の強度に依存
する。容量結合によりDC成分を除去すると平均信号のレ
ベルは常に０となるが、正弦波成分の周波数が極めて低
く、実際にはワークピースに取付けられたコーナーキュ
ーブ逆反射器が静止しているときはゼロとなることもあ
るため、例外も生じる。
通常の実務では干渉計信号の変調にある形式のものを
採用するか、または光検出器からの平均信号レベル内で
の変動を除去して変調を不要とする電子的減算により０
ボルトに平均信号レベルを維持することが行なわれる。
しかしながら、この方法を用いた機器では、位相遅延板
による２つの直交する偏光成分からの信号間の位相差90
゜を導入する偏光技術の使用が含まれる。この結果、干
渉計システムと放射光源との光学成分の偏光アジマス
（方位角）の整列要件が課せられ、さらに総コストが増
大される。
我々は、光路長に沿って正弦状態に変化する２つの信
号を発生する光学式計測機器を考案した。半透明の金属
フィルムを用いた干渉計ビームスプリッタ設計を利用す
ることにより両信号間に位相差90゜が導入される。この
ことは、システムの偏光アジマスに対するアライメント
拘束条件を完全に取り除くこととともに、板状ビームス
プリッタおよび２つの逆反射器に向う干渉計に求められ
る光学部品を削減できるという利点がある。電子的アラ
イメントおよび制御は、システムから高レベルの性能を
得るために、２つの信号を連続して解析し修正するマイ
クロプロセッサにより、自動的に達成される。
カウンタ、より詳細には、この発明の干渉計が利用さ
れている計測機器に利用される電子制御システムは、計
数レートが変化するときに生じ、特性の変化を勘案す
る。
この発明の特徴によれば、透過成分と反射成分との間
に位相差を生じさせるために一部反射金属フィルムを採
用するビームスプリッタ手段を含む干渉計手段からなる
光学式計測装置が提供される。
この発明の別の特徴によれば、さらに、計数レートが
所定のスレショルド値より小さくなったときにフリンジ
計数手段内部でAC結合からDC結合に切り換える切り換え
手段を含む双方向フリンジ計数手段が組み込まれている
光学式計測装置が提供される。
以下、図面を参照して、この発明を詳細に、説明す
る。
図１は、くさび型の補償板を有するマイケルソン干渉
計を概略的に示す図。
図２は、図１の干渉計の補償板の組成を示す概略図。
図３は、この発明の特別な実施例に関連した干渉計を
示す概略図。
図４は、図３の実施例の光検出器を示す詳細図。
図5aないし図8b及び図10aおよび10bは、フリンジの相
対位相を示すグラフ。
図９は、ビームスプリッタの配置を示す概略図。
図11及び12は、信号計数電子装置のブロックダイアグ
ラム。
図13aおよび13bは、ガス干渉計の光学配置を示す断面
図。
図14ないし16は、ヘリウム−ネオンレーザの出力を示
すグラフ。
図17は、図４の実施例の変形例を示す図。
図18は、図17の実施例の発展型を示す図。
図19は、図18の装置の発展型を示す図。
図20は、図19の装置の例を示す図。
図21は、図20の装置の詳細図。
サブナノメートルクラスの感度を伴う分解能における
精密な長さの測定を維持し、さらに機器の使用の便宜の
ために、我々の出願、第9019648.8号に記載したNPLサブ
ナノミクロン干渉計に利用されているものと実質的に等
しい光学構造が採用された。先行技術の干渉計は、一部
反射コーティング４をその一方の面に有する干渉ビーム
スプリッタ２からなる。入射レーザビーム６は、ビーム
スプリッタ２の第１の面８で基準ビーム10と計測ビーム
12に分割される。この２つに分割されたビームは、逆反
射装置14および16に向けられ、さらに帰路上のビームス
ブリッタによって２つに分割されて、２つの干渉像18お
よび20を形成する。僅かにくさび型をしたブランクから
形成された補償板22が計測用ビームの光路内に置かれて
いる。
補償板の組成が図２に示されている。僅かにくさび型
のビームスプリッタ板24を必要な大きさの２倍に作り、
それが２つの等しいパーツ26および28に分割される。こ
れらのパーツは、図１に示されるように、透過ビームに
生じる偏向および変位を補償するよう互いに配向される
［方向性（図２において＊によって示されている端部の
配置に注意］。実際の配置では、干渉計ブロック32から
離れた位置で、図３に示されているような近接した検出
器34および36を用いて双方の干渉像の試験を可能にする
ために、反射板30が利用されている。検出器は、レンズ
38とフォトダイオード40により構成される（図４）。
採用されている干渉計ビームスプリッタコーティング
設計は、基板上の４ナノメートル厚のクロムと、そのう
えにコートされた16ナノメートル厚の金のフィルムおよ
びさらに付加された５ナノメートル厚のクロムフィルム
からなる３層金属フィルム積層体である。このコーティ
ング設計は、一般的な蒸着法およびモニタ技術により容
易に製造可能であって、また、直角位相の位相にある干
渉計からの出力を作り、平行および垂直の双方の偏光成
分に対して±10゜よりもよい直角位相の２つの信号を発
生する。フォトダイオードの出力に接続されているマイ
クロプロセッサは、位相および振幅の変化を自動的に補
正するとともに、この偏光の状態が補助的なシステムの
ためにオプションで採用されるようにする。
単一周波数の２ビーム干渉計のための基礎となる等式
は、 Ｉ＝a1 2＋a2 2＋2a1a2cosδ ただし、Ｉは強度、ａは振幅、δはＰを光路長および
λを波長とするときにδ＝２π（P1−P2）／λにより与
えられる光学的位相の差、 によって表される。
この等式は、ピークからピークまでの振幅が強度レベ
ルが4a1a2で平均強度レベルa1 2＋a2 2の上に重畳されて
光路長差が正弦状に変動していることを示している。大
部分の双方向性電子カウンタは、光路長によって正弦的
に変化し、かつ互いに概ね直角位相の位相となっている
２つの電気信号を必要とし、それによって計数方向を決
められるようにする。
カウントと方向検知のためのロジック回路を動作する
ために、これらの信号は、シュミットトリガ回路を介し
てカウンタ入力に供給される。信頼性が高く、ノイズに
強く、かつ動作の速度の高い最良の性能は、正弦信号が
トリガレベルに対して対称形であるとき、すなわち、信
号の平均強度レベルのときに達成される。不都合なこと
にこのDCレベルは変動する。たとえば、そのレベルは、
光源の強度あるいは光路の透過度に依存する。異なる条
件の下における干渉計からのフリンジ計数信号が図６お
よび７に示されている。図5aおよび6aは、最適コントラ
ストを示し、図5bおよび5cは、強度損失に起因する減少
されたあるいは強度損失により著しく減少されたコント
ラストを、図6bおよび6cは、ある干渉振幅の１つを1/2
または1/4にしたことによりそれぞれ減少されたコント
ラストを示している。
平均信号レベルは、容量結合により、０ボルトに維持
される。しかしながら、この技法は、正弦成分に対して
ある種のスレショルド周波数以上の場合にのみ作用す
る。我々は、干渉計内で光路長が変化しているときに平
均DCレベルを調整することと、信号周波数が調整可能な
スレショルドレベル以下に落ちると直ちに適切な値にレ
ベルを維持することが自動的にかつ連続的にできるマイ
クロプロセッサ装置を使用するシステムを考案した。
平均信号レベルが一定値に維持される場合、干渉ビー
ムの振幅、波面および直径、あるいは、各ビームが重な
り合わないことなどによるミスマッチンングが原因とな
るシステム内での不完全な干渉が、コントラストを減少
させ、従って、光路長信号の振幅が平均DCレベルを変え
ずに減少が生じ、平均DCレベルは変化しないので、フリ
ンジカウント信号および割り算回路（fractioning elec
tronics）の最適な性能を可能とする。その一方で、必
要とされるDCレベルを、“記憶”することは、光源の強
度の変動まで補償しないので、干渉計信号を分析するナ
ノメートルまたは同等の分解能のときには正確な光路長
計測がされるかどうかの注意が必要である。計測のため
の機器の定期的な使用は、たとえば、逆反射器が静止さ
れていた期間中に生ずることのある強度変化についてシ
ステムを再校正して補正できるようにする。マルチモー
ドで周波数制御されたヘリウムーネオンレーザは、一般
に、その出力強度は２％以下で変動する。２％の変化
は、“最悪の場合"1.3ナノメートルの光路長の計測誤差
を生じさせる。
理想的な直角位相の可逆フリンジ計数信号が図8aに示
されている。しかしながら、実際には、図8bに示される
ように、マイケルソン干渉計の２つの干渉像は、異なる
平均強度レベル、異なるコントラスト深度をもち、しか
も完全とはいえない直角位相を有する。コントラスト深
度の変化である干渉振幅の差からの結果は、干渉計ビー
ムスプリッタの光学特性によって制御される。上述した
３層金−クロムフィルム設計は、表１に示されるような
反射率および透過率を有し、垂直および平行な偏光成分
の両方の２つの干渉像の間に、90゜±10゜の位相差を作
る。強度値から、干渉像についての干渉振幅は非整合で
あり、かつ２つの干渉像の平均強度レベルが異なること
が理解される。
表１ 偏光成分 Ｐ Ｓ 反射率Rs 25 30 RA 30 52 透過量Ｔ 30 16 Rs 2 6.3％ 9％ T2 9％ 2.6％ コントラスト深度 84％ 54％ RsT 7.5％ 4.8％ TRA 9％ 8.3％ コントラスト深度 91％ 76％ Rsは、基板とフィルムの界面の反射率、 RAは、基板と空気の界面の反射率。
光路長信号が所定のスレショルドレベルの周波数以下
になった各時点で発生される値に平均信号レベルを維持
するのに加えて、マイクロプロセッサは、この時点で信
号を分析する。信号間の位相差、それぞれの平均DCレベ
ルおよびAC光路長信号の振幅もまた計算され、さらに、
正確なフリンジサブディビジョンを得るために逆正接関
数（tan-1）が利用される前に、“理想的な信号”を求
めるための補正が信号に加えられる。
図8bに示されているような品質に乏しい信号は、図10
aに示されているように共通DCレベルに補正され、さら
に、図10bに示されているように、直角位相の位相に補
正される。
一般式から、信号の平均DCレベルが等しくされて逆正
接関数から正確なフリンジの分割を得るようになるため
にはAC光路長信号の１つを正弦光路長信号の１つの振幅
比によって乗算する必要がある。（すなわち、図10に示
されているa4×a3/a4である。） この比率を位相およびDCレベル補正値と一緒に“記
憶”する技法により、逆反射器が静止固定したままで干
渉計に生じるいずれの強度の変化から生ずるコントラス
トの変化以外のコントラストの変動があっても、ハイレ
ベルの性能がこのシステムで維持できる。
干渉計システムがオンに切換えられたとき、マイクロ
プロセッサはいったん変化されることになる長さ信号を
必要とし、システムのアライメントおよび初期キャリブ
レーションを実行するのに当てる。このプロセスは、干
渉計ビームスプリッタの光学特性に関する変動を自動的
に補正して、製造上の許容誤差を実効的に拡げ、さらに
この光学素子（optical component）の反射防止コーテ
ィングの使用に起因する変動も自動的に補正する。
可逆フリンジ計数干渉計システムに共通する実務とし
て、計数信号上のランダムノイズにより発生される偽の
計数がないことを確実とするためにカウンタ入力に使用
されているシュミットトリガ回路内に、“バックーラッ
シュ”を導入することがある。マイクロプロセッサは、
フリンジ計数とフリンジ分割プロセスとを監視し、それ
らが常に正しく同期していることを確かにし、さらに、
全システムの性能を連続的かつ自動的にチェックする。
たとえば、一方のビームが不明瞭になることによる全体
コントラストの全損失はアラームが表示することにな
る。
上記長さを計測するための干渉計システムは、その動
作に必要とされる光学的アラインメントを２つの、この
種の機器の基本的な要件に減らし、計測ステージの機械
軸と機器の光軸との間の平行度（コサインエラー、余弦
誤差）と、システムの計測点と干渉計の計測方向との一
致（アッベ誤差）とにする。
電子的アライメントは、正確なフリンジ計数とサブデ
ィビジョンの双方の点で、機器から高い能力を得るため
に、２つの干渉計信号を連続的かつ自動的に処理するマ
イクロプロセッサにより総合的に制御される。
干渉計は、２つの状況下により効果的に動作する。も
し、光路長信号が高計数レートで急速に変化するとき、
典型的な場合は最大10メガヘルツで動作するモデムカウ
ンタであり、このシステムは、実効的にAC結合される。
逆に、光路長信号の周波数がディジタル化および数学的
な分析に適した十分に低いものであるとき、マイクロプ
ロセッサは、位相と信号のレベル補正を校正し、それを
この周波数スレショルド以下に適用して、その電圧値を
調整することにより信号を最適化する。この技法は、逆
反射器が静止固定されていて、周波数が０に低下して
も、正確なフリンジサブディビジョンを達成する。
マイクロプロセッサは、またこの計測の結果に加え
て、信号条件についてのデータの監視と記録にも利用さ
れる。
図11および12は、計数用信号の正規化および８ビット
シフトレジスタ利得および電圧制御の概略校正をそれぞ
れ示すブロック図である。
図３および13に示されているサブナノメートル干渉計
と干渉ガス屈折率計の両方に使用されているビームスプ
リッタコーティングは、基板上の４ナノメートル厚のク
ロム、そのうえにコートされた16ナノメートル厚の金の
フィルムおよびさらに追加された５ナノメートル厚のク
ロムフィルムからなる３層金属フィルム積層体である。
このコーティング設計は、通常の蒸着法およびモニタ技
法により容易に製造可能であって、また、干渉計から２
つの信号を平行および垂直の双方の偏光成分に対して±
10゜よりもよい直交位相で発生する。後述する電子シス
テムは、残存位相と振幅変動を自動的に補正し、システ
ムで採用される偏光の状態を適宜なものとすることがで
き、正確なサブナノメートル単位の分解能が達成され
る。
この発明の特定の実施例によるガス屈折率計は、図13
に示されているようなジャミン［Jamin］型ビームスプ
リッタブロック131を利用する。この応用では前面ビー
ムスプリット面133は、半透明金属フィルム135および13
7で部分的にコーティングされている。また、背面139
は、完全な反射コーティング141あるいは強度基準が必
要とされる場合には、一部透過可能な反射器143のいず
れかである。干渉ビームの光路は、窓144および146をそ
れぞれ介して、ガス入り口151および153及びガス出口15
5および157弁を有する外側145および内側147のガス室を
通る。
図４および13に示されているマイケルソン型およびジ
ャミン型のそれぞれのシステムは、平面ミラーの変位を
測定するためにも利用できる。これらの応用では、ハイ
ブリッド逆反射器を創り出すことにより、ミラーの傾き
に影響されないシステムを作ることができる。このこと
は、コーナーキューブ逆反射器と、偏光ビームスプリッ
タとλ/4板を平面ミラーと一緒に採用することで達成さ
れる。偏光技術でこの組み合わせに含まれるものが組み
合わせ反射器の結合効率を向上させて、直交位相の調整
の影響を及ぼさない。偏光成分の貧弱なアライメント
は、コントラストの低下を生じさせるだけであるが、こ
れは電子システムにより自動的に補正される。
記述している形態の２ビーム干渉計については、２つ
の検出器からの信号I1およびI2は次の形式をとる。
I1＝（a1 2＋a2 2）＋2a1a2cos（２πL/λ）……（１） I2＝（b1 2＋b2 2）＋2b1b2cos（２πL/λ＋φ） ……（２） ここで、a1およびa2は、検出器１に到達する再結合さ
れたビームの２つの成分の振幅であり、b1およびb2は、
検出器２に到達する対応する振幅である。それぞれの信
号は移動している反射器の距離Ｌの余弦関数として変化
する。位相差φは金属ビームスプリッタコーティングの
性質によるものである。
これらの信号から距離Ｌの値を決めるためには、定数
項である（a1 2＋a2 2）および（b1 2＋b2 2）すなわちビー
ムスプリッタの反射／透過特性に依存するとともに、光
源の強度に比例する量を引き算すればよい。これらの信
号を増幅する電子システムの利得が調節されて、交流信
号の振幅を等価し（かつ正規化する;a1a2＝b1b2とす
る）、また位相ψを90゜に等しくするとすれば、これら
の信号は、 I1＝cos（２πL/λ） I2＝sin（２πL/λ） ……（３） となる。距離Ｌはそこでアナログ回路で決めることがで
き、この回路は双方向システムと一緒に逆正接関数を実
行し、計数システムは整数の強度サイクル（各々は完全
なλ/2インクレメントに対応している）のトラックを維
持する。
ある場合には、固定の（操作者が調整可能の）信号か
らDC成分（直流項）を引き算することで十分であろう
が、しかし、光源の強度あるいは光路の透過率で生ずる
ことがある変化の再調整が必要になる。一般には、自動
調整システムが好ましい。
この設計では、この調整はプリセットレートより高速
に光路差を変化させる原因となる各移動中に生ずる。計
数レートがこのレート以上になるときはいつも、引き算
用電圧は、平均正弦波形信号を０ボルトに近づけるよう
に、僅かな増分で個々に調整される。計数レートがプリ
セットレートより小さくなったとき、調整は停止され
る。引き算用電圧の変更は、ディジタル−アナログ変換
器内で使用される種類のラダー抵抗網により正規の間隔
で実行される。複数のセッティングは、１クロックで増
分されるアップダウンカウンタにより“記憶され”かつ
変更される。同様の構成が使用されて、信号の交番振幅
を正規化する。この場合、ラダー抵抗網は増幅器の帰還
比を変更してその利得を変える。２つの信号間の位相差
は、信号の相互ミキシングを変更することにより同様に
調整される。
しかしながら、必要とするDC電圧レベルを“記憶す
る”という技術は、システム内のＬの変化のレートがプ
リセットレートより下の場合に、光源の強度の変化に対
して補償せず、ナノメートルまたはそれ以上の分解能の
ときに正確な光路長計測が達成されるかについて注意が
必要であることが分かる。２％の強度変化は、“最悪の
場合”の誤差を1.3ナノメートルの光路長の計測で生じ
させる。周波数および強度が安定化されたレーザは、一
般に短期間パワー出力変動が0.1％以下であって、安定
化されていないマルチモードレーザの出力変動は２％以
下である。
動作時に、機械システムはシステム変数を設定するた
めに、どんな計測の実行前にも、“予行設定”が必要で
ある。この点では、電子システムは信号レベルおよびコ
ントラストが許容できるレベル内であることを確認する
試験をして、光学アラインメントが適切であることを確
かめる。その後に、計測の際に必要とされる調整量が小
さくなければならず、また相当な離脱が監視されて、一
部分のビームの暗減化あるいは不明確な計測条件を示す
他の光学要因についてのチェックがされる。
試験目的で、コンピュータシステムをともなったマイ
ケルソン干渉計の２つの出力電圧を監視することによっ
てこのシステムの性能は評価されている。非常にゆっく
りとした動きに対して、信号I1およびI2（数式（１）お
よび（２））が、さまざまなＬの値についてディジタル
電圧計により同時に読み出される。そののち、DCおよび
ACレベルと位相項とが最小二乗法適合により決められ
る。これらの計測値は各項の誤差が１％以下に保つこと
が容易に可能で、対応する周期的誤差は、0.1ナノメー
トル以下になることを示した。このシステムの分解能は
実験室環境で６ミリワット偏光非安定化レーザと数セン
チメートルの光路のときに、１ナノメートルに達し、こ
のシステムにより予期しない性能が達成できたことを示
している。
最も精度のよいものは、周波数が安定化されたシング
ル−モードのレーザを使用した長さ計測用干渉計であ
る。ところが、最高の性能を有する周波数が安定化され
た基準ヨウ素レーザが使用される必要は普通はない。こ
のようなレーザは、１×10-11の安定度と１×10-9の真
空波長に対する絶対周波数精度を有している。より実用
的なのはゼーマン形安定化レーザあるいは強度平衡安定
化ヘリウム−ネオンレーザで、１×10-8ないし１×10-7
の間の精度を有するものを使うことである。これに代っ
て、マルチモード非安定化レーザが提案されているシス
テムで使用することができ、この場合には、光路差の変
化は数センチメートル以下となり、コストと信頼性にと
って著しく好都合である。たとえば、図14に示されてい
るように、６ミリワット偏光マルチモード非安定化レー
ザの強度は、ウォームアップ時間が30分を経過すると非
常に安定である。図15および16は、このようなレーザの
２つのサンプルのモード強度を示している。パワー変動
のドップラー広がりをもつエンベロープが共存する３つ
のモードの相対的なパワーと周波数の‘速写’例と一緒
に示されている。これらの３つのモードは、相互にその
分離を維持するが、周波軸上で１モード分離だけドリフ
トし、エンベロープで示されたようなパワーを有して各
λ/2だけレーザが拡がっている。このようなレーザの
“実効”周波数は３つのモードの重み付け平均であっ
て、これらの図の示すところから計算するとエンベロー
プの下のすべてのモード位置で１×10-7以下で変動して
いる。
非偏光レーザについては、ビームスプリッタによる位
相シフトが偏光面に関して非感知ではあるが、非偏光レ
ーザは、（たとえば、温度変化により）その有効偏光状
態を素早く変化でき、電子的な補償“メモリ”が不完全
なものにするので推奨できない。
電子システムは、連続的かつ自動的に、２つの干渉計
信号を処理して正確なフリンジ計数とサブディビジョン
の双方で機器からの高レベルの性能を得る。
このシステムは、３つの情況に従って動作する。も
し、光路長信号が高計数レートで急速に変化していると
きは、典型的には最新のカウンタで10メガヘルツ以上で
動作すると、このシステムは位相補正されて、AC結合さ
れる。低い周波数においては、位相および信号レベル補
正の両方が、可逆フリンジ計数信号を最適化するために
加えられる。最後に、信号周波数が所定のスレショルド
より下に落ちると、信号レベル補正は記憶されて、それ
ぞれの値で保持される。この技法は、逆反射器が静止し
ているときに、周波数が０に落ちるとしても正確なフリ
ンジサブディビジョンを可能にする。
図17は、図４の実施例の変形例を示し、ZZ'一方向の
変位の計測のために平面ミラー171が利用されている。
ミラーチルト（傾き）と独立させるために、偏光ビーム
スプリッタ173および四分の一波長（λ/4）板175が導入
されている。
感度は、ミラーの二重通過により高められている。
空気屈折率計は実効性があるのは、逆反射器の共通光
路ジャミン型干渉計である。図18は、膨張計／差動平面
ミラー干渉計を形成するために図13の実施例に二重平面
ミラーアダプター181が反射器16の代りに配置されたも
のを示している。
図19の構成は、図18の実施例を発展させたものを示す
もので、二重ミラー181が分割され、それぞれ191および
193が対応する逆反射器195および197を有している。
図19の構成の実際の応用は、たとえば、トンネル効果
顕微鏡用のプローブキャリアを備えた使用のための２次
元位置計数装置である。
レーザビーム201は、ビームスプリッタ203によりＸ計
数およびＹ計数のための２つの成分ビーム205および207
に分割される。第１の成分ビーム205は、第１のジャミ
ン型ビームスプリッタ209を通過し、逆反射器211と偏光
ビームスプリッタ213とλ/4板215の組からプローブキャ
リア221のミラー217および219および基板ステージ223に
到達する。戻りビームの計測は、干渉像光検知器225お
よび強度基準光検知器227による。直交計測は、第２の
成分ビーム207により、ミラー229および231から第２の
ジャミン型ビームスプリッタ233に反射され、さらに、
逆反射器235と偏光ビームスプリッタ237とλ/4板239の
組と、プローブキャリアおよび基板ステージ上のミラー
241および243が介在する。戻りビームの計測は、干渉像
光検出器245および強度基準光検出器247による。
図21は、装置の等角図であって、プローブホルダ249
を示し、そこにはゼロデュール（Zerodur）、もしくは
他の低膨張率材料により作られたミラーアーム251およ
び253がある。
このような性質のシステムでは、50ミリメートルを越
える計測範囲で、大気に起因して、25ミリメートルに対
し、１ナノメートルのノイズ（誤差）がある。このこと
は、非安定化レーザたとえば50ミリメートル以上のレン
ジでダイオードレーザの利用を実際上可能とすることを
意味する。
実施例では、直角関係コーティングとして金とクロム
のフィルムを利用したが、必要とされる位相の遅れに応
じてたとえばアルミニュームのような別の金属フィルム
の使用も可能である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−14703（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−156483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−19773（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開2123667（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 9/00 - 11/30 102

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】単一周波数双方向性フリンジ計数形干渉計
    システムであって： 単一周波数光ビーム（６）を供給する光源と； 光ビームを基準ビーム（10）および測定用ビームとが実
    質的に90゜の位相差をもつように分割するビームスプリ
    ッタ手段（２）と； 前記基準ビームおよび前記測定ビームから測定すべき変
    位に関係する光路長差をもつ２つの干渉ビームを供給す
    る光手段（14,16）と； 各干渉ビームを受取り、それぞれが交流および直流成分
    を含み、ビームスプリッタ手段によって与えられる位相
    差に等しい位相差をもつ関係付けられた電気信号を供給
    するようにされている２つの感光手段（34,36）とを含
    んで成り、 ａ）継続的に位相差を感知し、必要なときに、位相差を
    90゜に等しくなるように変更することと（46,48,50）； ｂ）継続的に光路長差変更レートを感知し、それをプリ
    セットした変更レートと比較し、感知したレートがプリ
    セットレートを超えたとき、２つの信号から各直流電流
    成分を抽出することと（42,43,44,45,60,62）； ｃ）継続的に信号の交流成分の大きさを比較して、それ
    らが等しくないときに、交流成分を正規化することと
    （52,54,56,58）； ｄ）行なわれた調整を記憶すること（64）とをするため
    に、信号を処理する信号処理手段と； フリンジ計数兼分割手段と； 前記変位および前記フリンジ分割（66,68）に関係する
    表示を与えるディスプレイ手段とを含むこととによって
    特徴付けられる単一周波数双方向性フリンジ計数形干渉
    計システム。
  2. 【請求項２】各光路長差測定の前に、前記システムは最
    初に、前記信号の位相差を感知する位相センサ（50）と
    位相差を90゜に等しくなるように校正する位相差調節手
    段（46,48）とによって修正されることを特徴とする請
    求項１記載の干渉計システム。
  3. 【請求項３】信号の位相差が信号加算および信号減算手
    段（94,96）の動作および交流レベル調節手段（98,10
    0）による信号の交流成分の正規化によって修正される
    ことを特徴とする請求項２記載の干渉計システム。
  4. 【請求項４】第１の情況では光路長差が比較的に高い計
    数レートで変化し、システムは交流結合され；第２の情
    況では光路長差がディジタイズするのに十分に低い計数
    レートで変化し、システムは直流結合するように動作す
    ることを特徴とする請求項３記載の干渉計システム。
  5. 【請求項５】光路長差が10メガヘルツよりも大きいフリ
    ンジ周波数に等しいレートで変化するとき、前記第１の
    情況を適用できることを特徴とする請求項４記載の干渉
    計システム。
  6. 【請求項６】第３の情況では光路長差が第２のプリセッ
    ト閾値よりも低い計数レートで変化し、信号レベル補正
    が記憶され、かつ各値で保持されるように動作すること
    をさらに特徴とする請求項４記載の干渉計システム。
  7. 【請求項７】光源が、２％以下で短期のパワー出力が変
    化するレーザであることを特徴とする請求項１記載の干
    渉計システム。
  8. 【請求項８】前記変化が0.1％以下であることを特徴と
    する請求項７記載の干渉計システム。
  9. 【請求項９】レーザが偏光したヘリウム−ネオンレーザ
    であることを特徴とする請求項７記載の干渉計システ
    ム。
  10. 【請求項１０】光手段がマイケルソン干渉計（2,14,16,
    22）を含むことを特徴とする請求項１記載の干渉計シス
    テム。
  11. 【請求項１１】光手段がジャミン干渉計（16,131）を含
    むことを特徴とする請求項１記載の干渉計システム。
  12. 【請求項１２】ジャミン干渉計がガス屈折計（16,131,1
    45,147）であることを特徴とする請求項11記載の干渉計
    システム。
  13. 【請求項１３】ハイブリッド逆反射器（16,171,173,17
    5）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の干渉
    計システム。
  14. 【請求項１４】ハイブリッド逆反射器がコーナーキュー
    ブ逆反射器（16）、偏光ビームスプリッタ（173）、四
    分の一波長板（175）、および平面鏡（171）を含み、該
    平面鏡が測定すべき光路長差を与えるようにされてお
    り、該平面鏡が傾きを感知しないように構成されている
    ことを特徴とする請求項13記載の干渉計システム。
  15. 【請求項１５】ビームスプリッタ手段が一部反射金属フ
    ィルム（４）を含む請求項１記載の干渉計システム。
  16. 【請求項１６】前記一部反射金属フィルム（４）が三層
    スタックから構成され、該三層スタックが４ナノメータ
    厚のクロームフィルムと、その上にコートされた16ナノ
    メータ厚の金フィルム、およびさらに付加された５ナノ
    メートル厚の別の厚いクロームフィルムからなることを
    特徴とする請求項15記載の干渉計システム。
  17. 【請求項１７】一部反射金属フィルム（４）がアルミニ
    ウムを含むことを特徴とする請求項15記載の干渉計シス
    テム。
  18. 【請求項１８】波長λの光ビーム（６）を供給するレー
    ザ源と； 光ビーム（10）を基準ビーム（10）と測定ビーム（12）
    とが両ビームの位相差φが実質的に90゜になるように分
    割するビームスプリッタ（２）と； 前記基準ビームと前記測定ビームから測定すべき変位に
    関係する光路長差Ｌをもつ２つの干渉ビームを供給する
    光手段（14,16）と； 各干渉ビームを受取り、それぞれが強度I1およびI2の関
    係する電気信号を供給するようにされた２つの光検出器
    （34,36）であって、 I1＝（a1 2＋a2 2）＋2a1a2cos（２πL/λ） I2＝（b1 2＋b2 2）＋2b1b2cos（２πL/λ＋φ）であり、
    また、 a1、a2は第１の干渉ビームを含む基準ビームおよび測定
    ビームの一部の各振幅であり、 b1b2は第２の干渉ビームを含む基準ビームおよび測定ビ
    ームの一部の各振幅であるような光検出器（34,36）
    と；を含む単一周波数双方向性フリンジ計数計システム
    であって； ａ）継続的に位相差φを感知して、必要なときに、位相
    差を90゜に等しくなるように修正すること（46,48,5
    0）； ｂ）継続的に光路長差Ｌの変更レートを感知し、それを
    プリセットした変更レートと比較し、感知したレートが
    プリセットレートを超えたとき、信号I1から成分a1 2＋a
    2 2を抽出し、信号I2からb1 2＋b2 2を抽出すること（42,4
    3,44,45,60,62）； ｃ）継続的に成分a1a2およびb1b2の振幅を比較して、そ
    れらが等しくないときに、それらを正規化すること（5
    2,54,56,58）；および、 ｄ）行なわれた調整とを記憶すること（64）とをするた
    めに２つの信号を処理する信号処理手段と； フリンジ計数兼分割手段と； 前記変位および前記フリンジ分割（66,68）に関係する
    表示を与えるディスプレイ手段とを含むことによって特
    徴付けられる単一周波数双方向性フリンジ計数形干渉計
    システム。
  19. 【請求項１９】２つの直交方向において光路長差を測定
    する単一周波数双方向フリンジ計数形干渉計システムで
    あって、 単一周波数光ビーム（201）を供給する光源と； 光ビームを第１および第２の基準ビームおよび第１およ
    び第２の測定ビームに、90゜の位相差をもつように分割
    する３つのビームスプリッタ手段（203,209,233）と； １つの基準ビームと１つの測定ビームとから成る各対か
    ら、測定すべき直交する変位の一方に関係する各光路長
    差をもつ２つの干渉ビームを供給する光手段（211,213,
    215,217,219,および235,237,239,241,243）と； それぞれが、各干渉ビームを受取り、関係付けられた電
    気信号を供給し、該電気信号はそれぞれ交流および直流
    成分を含み、ビームスプリッタ手段によって与えられる
    位相差に等しい位相差をもつ４つの光検出手段（225,22
    7,245,247）とを含み、 基準ビームと測定ビームの各対に対して； ａ）継続的に位相差を感知して、要求されたときに、位
    相差を90゜に等しくなるように修正すること（46,48,5
    0）； ｂ）継続的に光路長差の変更レートを感知し、それをプ
    リセットした変更レートと比較し、感知したレートがプ
    リセットレートを超えたとき、２つの信号から各直流成
    分を抽出すること（42,43,44,45,60,62）； ｃ）継続的に信号の対の交流成分の大きさを比較して、
    それらが等しくないときに、交流成分を正規化すること
    （52,54,56,58）；および、 ｄ）行なわれた調整を記憶すること（64）とをするため
    の４つの信号処理手段と； フリンジ計数兼分割手段と； 前記変位および各直交方向に対する前記フリンジ分割
    （66,68）に関係する表示を与えるディスプレイ手段と
    を含むことによって特徴付けられる単一周波数双方向性
    フリンジ計数形干渉計システム。
  20. 【請求項２０】単一周波数干渉計システムにおいてフリ
    ンジを双方向に計数する方法であって： 単一周波数光ビームを供給することと； 光ビームを基準ビームと測定ビームとに実質的に90゜の
    位相差をもつように分割することと； 前記基準ビームおよび前記測定ビームから、測定される
    べき変位に関係する光路長差をもつ２つの干渉ビームを
    用意することと； 各干渉ビームを感知し、それぞれが直流および交流成分
    をもち、ビームスプリッタ手段によって与えられた位相
    差に等しい位相差をもつ関係付けられた電気信号を供給
    することとを含み、信号を処理して； ａ）継続的に位相差を感知して、要求されたときに、位
    相差を90゜に等しくなるように修正し； ｂ）継続的に光路長差の変更レートを感知し、それをプ
    リセットした変更レートと比較し、感知したレートがプ
    リセットレートを超えたとき、２つの信号から各直流成
    分を抽出し； ｃ）継続的に信号の対の交流成分の大きさを比較して、
    それらが等しくないときに、交流成分を正規化し； ｄ）行なわれた調整を記憶して、干渉ビーム内の干渉フ
    リンジを計数および分割すること；および、 フリンジ計数およびフリンジ分割を表示して、前記変位
    を表示する単一周波数干渉計システムにおいてフリンジ
    を双方向に計数する方法。
JP50827593A 1991-11-08 1992-11-05 計測装置 Expired - Fee Related JP3351527B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB919123785A GB9123785D0 (en) 1991-11-08 1991-11-08 Measuring instruments
GB9123785.9 1991-11-08
GB9221698.5 1992-10-15
GB929221698A GB9221698D0 (en) 1992-10-15 1992-10-15 Optical measuring instruments
PCT/GB1992/002042 WO1993009394A1 (en) 1991-11-08 1992-11-05 Measuring instruments

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07500909A JPH07500909A (ja) 1995-01-26
JP3351527B2 true JP3351527B2 (ja) 2002-11-25

Family

ID=26299832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50827593A Expired - Fee Related JP3351527B2 (ja) 1991-11-08 1992-11-05 計測装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5546184A (ja)
EP (1) EP0611438B1 (ja)
JP (1) JP3351527B2 (ja)
CN (1) CN1041769C (ja)
DE (1) DE69212000T2 (ja)
GB (1) GB2261299B (ja)
WO (1) WO1993009394A1 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1212816A2 (en) 1999-08-23 2002-06-12 Coretek, Inc. Wavelength reference device
GB2369451B (en) * 2000-07-27 2002-07-17 Michael John Downs Jamin-type interferometers
AU2002239542A1 (en) 2000-12-04 2002-06-18 The University Of Vermont And State Agricultural College System and method for automated fringe counting using image information
FR2825805B1 (fr) * 2001-06-07 2006-02-24 France Telecom Dispositif de raccordement hybride entre fibres optiques et lignes transportant des signaux electriques, et reseaux incorportant ce dispositif
DE10233636A1 (de) * 2002-07-24 2004-02-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur SAW-Sensor-Vermessung und -Kalibrierung
US7315381B2 (en) * 2004-10-26 2008-01-01 Mitutoyo Corporation Monolithic quadrature detector
US7450799B2 (en) * 2006-01-24 2008-11-11 Uni-Pixel Displays, Inc. Corner-cube retroreflectors for displays
US7486854B2 (en) 2006-01-24 2009-02-03 Uni-Pixel Displays, Inc. Optical microstructures for light extraction and control
WO2009123596A1 (en) * 2008-04-04 2009-10-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Beamsplitters with offset compensation
US9203513B2 (en) * 2008-05-15 2015-12-01 Teledyne Scientific & Imaging, Llc SNR enhancement in modulating retroreflector optical communication links
FR2949263B1 (fr) 2009-08-24 2011-08-26 Astrium Sas Mesure d'une vitesse de deplacement d'un element mobile
JP5697323B2 (ja) * 2009-10-22 2015-04-08 キヤノン株式会社 ヘテロダイン干渉計測装置
CN102519357B (zh) * 2011-12-19 2014-09-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 偏振移相循环式雅敏剪切干涉测量仪
RU2622278C2 (ru) 2013-05-02 2017-06-13 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Устройство и способ определения импульсов с использованием интерферометра саньяка в телеметрической системе с высокой скоростью передачи данных
CN105318839A (zh) * 2014-06-14 2016-02-10 哈尔滨工业大学 基于可溯源同步多测尺的混合激光器测距装置与方法
CN104976957A (zh) * 2015-07-02 2015-10-14 吉林大学 激光卡尺
CN106772345B (zh) * 2017-03-16 2023-09-26 重庆大学 一种远距离即插即用型位移雷达目标反射器
US11867507B1 (en) * 2023-05-05 2024-01-09 Mloptic Corp. Extended reality virtual distance measurement system
CN117347287A (zh) * 2023-12-06 2024-01-05 山东大学 一种光学干涉结构式自补偿海水盐度测量装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1770355A (en) * 1926-11-06 1930-07-08 Zh Rikagaku Kenkyujo Gas refractometer
US2795991A (en) * 1953-05-28 1957-06-18 Tuzi Ziro Indicator of the interferometer type for indicating the composition of gases
GB1104081A (en) * 1965-07-01 1968-02-21 Zeiss Jena Veb Carl Improvements in or relating to apparatus for measuring lengths
CH461114A (fr) * 1966-08-09 1968-08-15 Genevoise Instr Physique Procédé et appareil de mesure de longueurs par interférométrie optique
GB1244337A (en) * 1968-10-22 1971-08-25 Nat Res Dev Improvements in or relating to optical apparatus
US3661463A (en) * 1970-03-05 1972-05-09 Kearney & Trecker Corp Single interferometer multiple axis laser measuring system
BE765248A (fr) * 1970-08-10 1971-08-30 Doall Co Interferometre comportant un seul reflecteur en forme de triedre
DD111993A1 (ja) * 1974-05-13 1975-03-12
DE2729697A1 (de) * 1977-07-01 1979-01-04 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Verfahren zur interpolation
US4180703A (en) * 1978-06-28 1979-12-25 International Business Machines Corporation Bi-directional, self imaging grating detection apparatus
DD158187A3 (de) * 1980-06-30 1983-01-05 Karlheinz Bechstein Zweistufeninterferometer
GB2109545B (en) * 1981-10-30 1985-07-24 Michael John Downs Surface profile interferometer
US4693605A (en) * 1985-12-19 1987-09-15 Zygo Corporation Differential plane mirror interferometer
WO1988009521A1 (en) * 1987-05-29 1988-12-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical pulse waveform shaping apparatus
JP2679221B2 (ja) * 1989-03-02 1997-11-19 株式会社ニコン 干渉計
GB8920366D0 (en) * 1989-09-08 1989-10-25 Downs Michael J Optical measuring instruments
GB8920364D0 (en) * 1989-09-08 1989-10-25 Downs Michael J Optical measuring instruments

Also Published As

Publication number Publication date
DE69212000D1 (de) 1996-08-08
GB2261299B (en) 1995-06-21
GB9223169D0 (en) 1992-12-16
EP0611438B1 (en) 1996-07-03
GB2261299A (en) 1993-05-12
CN1041769C (zh) 1999-01-20
DE69212000T2 (de) 1997-02-13
US5546184A (en) 1996-08-13
JPH07500909A (ja) 1995-01-26
CN1075202A (zh) 1993-08-11
WO1993009394A1 (en) 1993-05-13
EP0611438A1 (en) 1994-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3351527B2 (ja) 計測装置
JP3254453B2 (ja) 位置測定
KR100322938B1 (ko) 전자적인 주파수 체배수단을 사용하여 공기의 굴절률을 보상하는 방법 및 수퍼헤테로다인 간섭계 장치
JP5264172B2 (ja) 低コヒーレンス干渉法を使用する光センサ
KR100328007B1 (ko) 다중패스 간섭법을 사용하여 공기의 굴절률을 측정하는 슈퍼헤테 로다인 방법 및 장치
EP0490956B1 (en) Optical measuring instruments
Downs et al. An unmodulated bi-directional fringe-counting interferometer system for measuring displacement
EP1451524A2 (en) Phase-shifting interferometry method and system
US4950078A (en) High accuracy differential plane mirror interferometer
Lu et al. Measuring large step heights by variable synthetic wavelength interferometry
US20090284750A1 (en) Interferometer
CA2210412C (en) Apparatus and method for interferometric measurement
Downs et al. Bi-directional fringe counting interference refractometer
Řeřucha et al. Compact differential plane interferometer with in-axis mirror tilt detection
Downs et al. A proposed design for a polarization-insensitive optical interferometer system with subnanometric capability
US5757488A (en) Optical frequency stability controller
CN108627084B (zh) 一种基于静止的迈克尔逊干涉仪的激光器波长校准系统
US20040061864A1 (en) Method and apparatus for determing the wavelength of an input light beam
Downs A proposed design for an optical interferometer with sub-nanometric resolution
KR100898327B1 (ko) 파장판의 각도 정렬을 통한 간섭계의 비선형 오차 보상방법
CA2552465C (en) Optical apparatus and method for distance measuring
EP1019703A1 (en) Interferometric method and apparatus
Picart et al. Influence of multiple-beam interferences in a phase-shifting Fizeau interferometer and error-reduced algorithms
Kiyono et al. Subnanometric calibration of a differential interferometer
GB2391935A (en) Compact non-linear interferometer with ultrahigh sensitivity

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees