JP4306845B2 - 干渉計の調整方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉計の調整方法及びその装置、特にビームスプリッタ交換前後での干渉計の光軸の調整方式の改良に関するものである。
【従来の技術】
【０００２】
たとえば、赤外光の干渉を利用した試料の同定、定量分析が、高効率、高精度のために汎用されている。
このような測定を行うために、たとえばマイケルソン干渉計を用いた測定装置が用いられている。
【０００３】
図１において、測定装置は、光源１０からの赤外光Ｌ１は、マイケルソン干渉計１２に入り、赤外光用ビームスプリッタ１４により反射光Ｌ２と透過光Ｌ３との二つの光束に分けられ、一方は、固定鏡１６により、他方は、移動鏡１８により、それぞれ反射し、再度ビームスプリッタ１４に戻り合成される。
【０００４】
そして、反射光Ｌ２と透過光Ｌ３が通ってきた光路差により干渉が生じるので、移動鏡１８を走査して二つの光束Ｌ２，Ｌ３の光路差を調節することにより、所望の干渉波形が得られるのである。
このようにして得られた干渉波Ｌ４は、マイケルソン干渉計１２を出射し、試料２０を経て検出器２２に集光する。
【０００５】
検出器２２で得たインターフェログラムを、ＣＰＵ２４によりフーリエ変換することにより、赤外スペクトルを得ることができる。
ところで、このようなマイケルソン干渉計１２を用いた測定装置では、測定波長範囲によりビームスプリッタを使い分ける必要がある。
【０００６】
たとえば、赤外の各波長域で用いられる一般的なビームスプリッタとしては、以下のものがある。
近赤外域
ｉ)フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）基板ビームスプリッタ（ケイ素（Ｓｉ）コーティング）
ii）石英基板ビームスプリッタ（Ｓｉコーティング）
中赤外域
ｉ）臭化カリウム（ＫＢｒ）基板ビームスプリッタ（ゲルマニウム（Ｇｅ）コーティング）
遠赤外域
ｉ）ポリエステルフィルムであるＥ．Ｉ．社のマイラーフィルムビームスプリッタ（コーティングなし）
ii）ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）基板ビームスプリッタ（Ｇｅコーティング）
【０００７】
そして、このようなビームスプリッタを交換する方法には、従来、大別してつぎの２通りがあった。
第一に、交換前後のビームスプリッタを、その種類に拘わらず一律に、設計上のビームスプリッタ基準面に設置する方法がある。
すなわち、図２に示すように、設計上のビームスプリッタ基準面Ａに設置されていたビームスプリッタ１４ａ（たとえば結晶の厚さ５ｍｍのＫＢｒ）に代えて、たとえば基板の厚さ、屈折率などが異なるビームスプリッタ１４ｂ（たとえば結晶の厚さ８ｍｍのＣｓＩ）を、図３に示すように、前記設計上のビームスプリッタ基準面Ａに設置するのである。
【０００８】
第二に、たとえば中赤外、遠赤外及び近赤外などのように測定波数範囲を変える際は、対応ビームスプリッタを干渉計ごと交換する方法がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第一の方法では、ビームスプリッタを交換すると、干渉計を出射する固定鏡からの反射光と移動鏡からの反射光が重なるものの、ビームスプリッタ基板の厚さ、屈折率の違いなどにより、前記図３に示すように、ビームスプリッタ交換前に干渉計を出射する干渉光の通過コースＬ６より、その交換後に干渉計を出射する干渉光の通過コースＬ７が、その光軸方向に対し平行方向へずれてしまう場合があった。
【００１０】
そして、ビームスプリッタの交換前後で、干渉計を出射する干渉光がずれてしまうと、前記第一の方法では、これを補正することができないので、干渉光の試料への入射角度がずれてしまう。このようなずれが生じると、測定を適正に行えないおそれがあり、これは干渉計にとって特に深刻な問題であった。
また、ビームスプリッタが固体で及び硬質な材質で基板の厚さをある程度自由に設定することができるＣａＦ_２や石英の場合は、光学的な厚さ（光の波長と入射角、基板の屈折率と厚さとで決まる）が基準のビームスプリッタと等しくなるような基板の厚さにすることも考えられる。これにより、光軸をずらさず、ビームスプリッタの交換をすることができる。
【００１１】
しかしながら、軟質のため基板の厚さを薄くできないＣｓＩやフィルム状のマイラーなどでは、光軸がずれてしまうことに変わりはなかった。また、ＣｓＩを基準のビームスプリッタとすると、マイラー以外は光軸がずれない基板の厚さを見つけることができるが、そのときは他の種類の基板の厚さもＣｓＩのように厚くなってしまうため、光軸の調整方法として採用するには至らなかった。
【００１２】
また、ずれた光軸に対してそれぞれ参照レーザ用の検出器を設ける方法も考えられるが、この場合は、ハード部品数を増やして装置を大型化したり価格を上昇させる。
このため、従来、測定波数範囲が異なる場合は、先ず、測定を適正に行うために前記第二の方法を選択しなければならなかったが、前記第二の方法のように、各測定波数範囲ごとに別々の干渉計を用いていたのでは、やはりハード部品数を増やして価格を上昇させてしまうなどの問題点があるため、それらを共通の干渉計で用いる技術の開発が強く望まれていたものの、これを解決するための適切な技術は、存在していなかった。
【００１３】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、干渉計の光軸のずれを適正に補正することができると共に、測定波数範囲を拡張することができる干渉計の調整方法及びその装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記干渉計の調整について本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、固定鏡１６及び可動鏡１８に、コーナーキューブミラーを用い、図４に示すように、ビームスプリッタ１４ｂを、その半透面方向に対し直角方向（たとえばＡからＢ）へ移動して移動鏡１８での光の入出射位置を変え、ビームスプリッタ１４ｂを介して干渉計を出射する移動鏡１８からの反射光Ｌ５を、その光軸方向に対し平行方向（たとえばＣ方向）へ移動することができること、また図５に示すように、固定鏡１６を、その光軸方向に対し直角方向（たとえばＤからＥ）へ移動して固定鏡１６での光の入出射位置を変え、ビームスプリッタ１４ｂを介して干渉計を出射する固定鏡１６からの反射光Ｌ４を、その光軸方向に対し平行方向（たとえばＣ方向）に移動することにより、ビームスプリッタを交換して干渉計の光軸にずれが生じた場合であっても、それを容易に補正することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
すなわち、前記目的を達成するために、本発明に係る干渉計の調整方法は、ビームスプリッタにより、コーナーキューブ型固定鏡からの反射光と、コーナーキューブ型移動鏡からの反射光とを合成して干渉光を形成する干渉計の調整方法であって、ビームスプリッタ位置調整工程と、固定鏡位置調整工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記ビームスプリッタ位置調整工程は、前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する移動鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、該ビームスプリッタを、その半透面方向に対し直角方向へ移動する。
【００１７】
また、前記固定鏡位置調整工程は、前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する固定鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、該固定鏡を、その光軸方向に対し直角方向へ移動する。
【００１８】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る干渉計の調整装置は、ビームスプリッタにより、コーナーキューブ型固定鏡からの反射光と、コーナーキューブ型移動鏡からの反射光とを合成して干渉光を形成する干渉計の調整装置であって、ビームスプリッタ位置調整手段と、固定鏡位置調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
ここで、前記ビームスプリッタ位置調整手段は、前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する移動鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、該ビームスプリッタを、その半透面方向に対し直角方向へ移動する。
【００２０】
また、前記固定鏡位置調整手段は、前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する固定鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、該固定鏡を、その光軸方向に対し直角方向へ移動する。
【００２１】
なお、前記調整装置において、前記ビームスプリッタ位置調整手段は、設置部と、ビームスプリッタホルダと、を備えることが好適である。
ここで、前記設置部は、前記ビームスプリッタを、前記干渉計の所定の光路中に設置するためのものである。
【００２２】
また、前記ビームスプリッタホルダは、前記設置部に、前記ビームスプリッタを設置した際は、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する移動鏡からの反射光が、該ビームスプリッタの交換前に、該干渉計を出射する干渉計の通過コースと重なるような位置にてビームスプリッタの半透面部分を保持する。
また、前記調整装置において、前記固定鏡位置調整手段は、識別化部と、読取部と、移動部と、位置情報格納部と、検索部と、制御部と、を備えることが好適である。
【００２３】
ここで、前記識別部化は、前記ビームスプリッタホルダに設けられ、前記ビームスプリッタの種類を識別化するためのものである。
また、前記読取部は、前記設置部に設けられ、該設置部に、前記ビームスプリッタが設置された際は、前記識別化部よりビームスプリッタの種類情報を読み取るためのものである。
【００２４】
前記移動部は、前記固定鏡を、その光軸方向に対し直角方向へ一定範囲で移動可能なものである。
前記位置情報格納部は、前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する固定鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような固定鏡の位置情報を、少なくとも前記識別化されたビームスプリッタについて格納する。
【００２５】
前記検索部は、前記位置情報格納部より、前記読取部で得たビームスプリッタの種類情報に対応する固定鏡の位置情報を検索する。
前記制御部は、前記検索部により検索された位置情報に基づき前記移動部を制御して前記固定鏡を移動させる。
【００２６】
【発明の実施形態】
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態を説明する。
図６には、本発明の一実施形態に係る調整装置を用いた干渉計の概略構成が示されており、前記図１と対応する部分には、符号１００を加えて示し説明を省略する。
なお、本実施形態においては、干渉計の固定鏡及び移動鏡に、コーナーキューブミラーを用いた例について説明する。
【００２７】
図６において、干渉計は、ビームスプリッタ位置調整手段１２６と、固定鏡位置調整手段１２８を備える。
前記ビームスプリッタ位置調整手段１２６は、ビームスプリッタ交換時に、干渉計を出射する移動鏡１１８からの反射光が、その交換前に、干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、ビームスプリッタ１１４を、その半透面１３０に対し直角方向へ移動する。
【００２８】
本実施形態においては、ビームスプリッタ位置調整手段１２６は、設置部１３１と、ビームスプリッタホルダと、を備える。
前記設置部１３１は、干渉計の所定の光路中に、ビームスプリッタ１１４を設置するためのものであって、本体１３１ａと、蓋体１３１ｂを含む。
そして、ビームスプリッタ１１４が設置部１３１に設置されている時は、振動等によりビームスプリッタ１１４が、がたつかないように本体１３１ａに対し蓋体１３１ｂが係止部１３２によりしっかり一時固定されている。
【００２９】
一方、ビームスプリッタ１１４を交換する際は、蓋体１３１ｂを本体１３１ａ方向へ押すと、前記係止部１３２による本体１３１ａに対する蓋体１３１ｂの一時固定が自動的に解除され、蓋体１３１ｂが開くようにしている。また、ビームスプリッタ１１４の交換を終了し、蓋体１３１ｂを本体１３１ａ方向へ閉めると、前記係止部１３２により、蓋体１３１ｂの本体１３１ａへの一時固定が自動的に行われるようにしている。
【００３０】
ここで、前記ビームスプリッタ１１４は、厚さの等しい平板状の赤外光透過材からなる基板１３３ａ，１３３ｂを向き合わせた構造で、一方の基板の片側の面が赤外光の半透面１３０となるように蒸着されている。これらの２枚の基板１３３ａ，１３３ｂが、前記ビームスプリッタホルダ１３４，１３５で保持されている。
【００３１】
前記ビームスプリッタを干渉計に設置したときに移動鏡１１８を通り、干渉計を出射する光線の光軸が交換前のビームスプリッタでの光軸と重なるには、基板の材質（屈折率）、厚さ、半透面の位置による。
前記ビームスプリッタは設置部１３１に挿入され、蓋体１３１ｂが閉められると、蓋体１３１ｂに設けられたバネ１３７により本体１３１ａ方向へ押し付けられるので、基準面１３９で設置部１３１に接することとなる。
【００３２】
ここで、前記ビームスプリッタホルダ１３４とスペーサ１１１により基準面１３９と半透面１３０との間隔を規定するようにし、すなわち基板１３３の種類によって基準面１３９と半透面１３０との間隔が適切な間隔となるように、前記ビームスプリッタホルダ１３４とスペーサ１１１の厚さを考慮することにより、ビームスプリッタ（ビームスプリッタがホルダに組み込まれた状態のもの）を交換したときに移動鏡１１９を通り、干渉計を出射する光線の光軸がずれないようにすることが可能となる。
【００３３】
前記固定鏡位置調整手段１２８は、ビームスプリッタ１１４の交換後に、干渉計を出射する固定鏡１１６からの反射光が、その交換前に、干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、固定鏡１１６を、その光軸方向に対し直角方向（図中、Ｄ，Ｅ方向）へ移動する。
本実施形態においては、図７に示すように、固定鏡位置調整手段１２８は、識別化部１３６と、読取部１３８と、移動部１４０と、位置情報格納部１４２と、検索部と、制御部を備える。
【００３４】
前記識別化部１３６は、たとえばマグネット１３６ａよりなり、これは半透面１３０の厚さ、屈折率などに応じて、ビームスプリッタホルダ１３３の所定の部位に所定の数だけ設けられている。これにより、ビームスプリッタ１１４の種類を、たとえば結晶の厚さ５ｍｍのＫＢｒであると識別可能とする。
【００３５】
前記読取部１３８は、たとえば設置部１３１に設けられた第一マグネットセンサ部１３８ａ、第二マグネットセンサ部１３８ｂ及び第三マグネットセンサ部１３８ｃよりなり、設置部１３１にビームスプリッタ１１４が設置された際は、識別化部１３６ａよりビームスプリッタ１１４の種類を読み取り、これをＣＰＵ１２４に入力する。
【００３６】
たとえば、設置部１３１にビームスプリッタ１１４が設置された際、読取部である第一マグネットセンサ部１３８ａのみに、識別化部１３６ａが位置すると、ＣＰＵ１２４は、このビームスプリッタ１１４を結晶の厚さ５ｍｍのＫＢｒであると認識する。
【００３７】
また、第二マグネットセンサ部１３８ｂのみに、識別化部１３６ａが位置すると、ＣＰＵ１２４は、このビームスプリッタ１１４を結晶の厚さ８ｍｍのＣｓＩであると認識する。
【００３８】
また、第三マグネットセンサ部１３８ｃのみに、識別化部１３６ｃが位置すると、ＣＰＵ１２４は、このビームスプリッタ１１４を、ポリエステルフィルムであるＥ．Ｉ．デュポン社のＭｙｌａｒであると認識するのである。
【００３９】
前記移動部１４０は、前記図６に示すように、たとえば固定鏡１１６が載置されたステージ１４４と、該ステージをＸ方向，Ｙ方向へ移動するための駆動部であるＸ軸モータ１４６及びＹ軸モータ１４８と、これらのモータの駆動回路１５０よりなり、ステージ１４４上の固定鏡１１６を、その光軸方向に対し直角方向（図中、Ｄ，Ｅ方向）へ一定範囲で移動する。
【００４０】
前記位置情報格納部１４２は、たとえばハードディスクよりなり、ビームスプリッタ１１４の交換後に、該ビームスプリッタ１１４を介して干渉計を出射する固定鏡１１６からの反射光が、その交換前に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような固定鏡１１６の位置情報を、前記識別化されたビームスプリッタについて格納する。
【００４１】
前記検索部は、たとえばＣＰＵ１２４よりなり、位置情報格納部１４２より、読取部１３８により読み取られたビームスプリッタの種類に対応する固定鏡１１６の位置情報を検索する。
前記制御部は、たとえばＣＰＵ１２４よりなり、読取部１３８により読み取られたビームスプリッタ１１４の種類に基づき移動部１４０を制御して固定鏡１１６の位置を粗調整させる。
【００４２】
このＣＰＵ１２４は、前記図２に示す検出器２２よりの光量値をモニタしており、粗調整後、移動部１４０を制御して検出器２２よりの光量値が最大となる位置に固定鏡１１６を移動させる。
本実施形態に係る干渉計の調整装置は、概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。
【００４３】
ビームスプリッタを交換した際は、ビームスプリッタの位置を調整する。
すなわち、本発明において特徴的なことは、第一に、前記図４に示すように、ビームスプリッタの交換後に、干渉計を出射する移動鏡１８からの反射光Ｌ５が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、ビームスプリッタ１１４を、その半透面１３０に対し直角方向へ移動可能としたことである。
【００４４】
このために本実施形態においては、ビームスプリッタ１１４を、半透面１３０の保持位置を、半透面１３０等の種類ごとに考慮したビームスプリッタホルダ１３３ごと設置部１３１に設置するのみで、このようなビームスプリッタ１１４の位置の調整を自動的に行う。
すなわち、ビームスプリッタ１１４を、設置部１３１に設置した際は、半透面１３０の位置が、干渉計を出射する移動鏡１１８からの反射光Ｌ５が、交換前に、干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置としているのである。
【００４５】
このために本実施形態では、基板１３３等の種類によって基準面１３９と半透面１３０との間隔が考慮されているビームスプリッタホルダ１３４とスペーサ１１１を用いている。
すなわち、ＣｓＩを用いたビームスプリッタを設置する際は、図８においてＫＢｒを用いたビームスプリッタの基準面Ａ＝０より、＋方向に３．７２ｍｍ移動させる必要があるのであれば、たとえばビームスプリッタホルダ１３４等の厚さを、ＫＢｒの場合より−３．７２ｍｍとするのである。
【００４６】
また、Ｍｙｌａｒを用いたビームスプリッタを設置する際は、ＫＢｒを用いたビームスプリッタの基準面Ａ＝０より、−方向に４．０５ｍｍ移動させる必要があるのであれば、ビームスプリッタホルダ１３４等の厚さを、ＫＢｒの場合より＋４．０５ｍｍとするのである。
【００４７】
このように、ビームスプリッタの各種類について、ビームスプリッタホルダ１３３等により半透面１３０の保持位置を考慮しているので、このようなビームスプリッタ１１４を、設置部１３１に設置するのみで、交換後に干渉計を出射する移動鏡１１８からの反射光Ｌ５が、交換前に干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるように、ビームスプリッタを、その種類に応じた距離（たとえばＣｓＩではＫＢｒに比較し＋方向に３．７２ｍｍ、ＭｙｌａｒではＫＢｒに比較し−方向に４．０５ｍｍ）、その半透面１３０に対し直角方向（たとえばＡ，Ｂ方向）へ移動したこととなる。
【００４８】
このようなビームスプリッタ１１４の位置の調整後、固定鏡１１６の位置を調整する。
すなわち、本発明において特徴的なことは、第二に、前記図５に示すように、ビームスプリッタの交換後に、干渉計を出射する固定鏡１６からの反射光Ｌ４が、その交換前に干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、固定鏡１６を、その光軸方向に対し直角方向（図中、Ｄ，Ｅ方向）へ移動可能としたことである。
【００４９】
このために、本実施形態においては、前記図６に示すように前記ビームスプリッタ１１４を、設置部１３１に設置すると、読取部１３８からの種類情報より、ＣＰＵ１２４がビームスプリッタ１１４の種類を自動的に認識し、その種類に応じた固定鏡１１６の位置の調整を自動的に行う。
【００５０】
すなわち、前記図７に示すように設置部１３１に、ビームスプリッタ１１４を設置すると、識別化部１３６よりのビームスプリッタ１１４の種類情報が、読取部１３８により自動的に読み取られ、ＣＰＵ１２４に入力される。すると、ＣＰＵ１２４は、設置部１３１に、ビームスプリッタ１１４が設置されたことを自動的に検出する。
【００５１】
ここで、ＣＰＵ１２４は、交換前のビームスプリッタの種類と、交換後のビームスプリッタの種類を比較し、これらの情報が異なると判断した場合は、固定鏡１１６の位置の調整を、粗調整、微調整の二段階で行う。
すなわち、ＣＰＵ１２４は、まず、位置情報格納部１４２にアクセスし、読取部１３８より得たビームスプリッタの種類に応じた固定鏡１１６の位置情報を読み出し、読み出した位置情報に基づき移動部１４０を制御して固定鏡１１６の位置を粗調整する。
【００５２】
つぎに、ＣＰＵ１２４は、前記図２に示す光検出器２２よりの光量値をモニタしながら移動部を制御してこの光量値が最大となる位置に固定鏡１１６を停止させて微調整を終了する。
本実施形態においては、このようにして干渉計の調整装置を構成することにより、測定波数範囲の異なるビームスプリッタを交換した場合であっても、干渉計を出射する干渉光の光軸を一定に保つことができる。
【００５３】
ところで、本実施形態においては、前述のようにして光軸の調整を行うことにより、インターフェログラム位置がずれてしまうため、データの取り込み位置を調整する必要があり、移動鏡１１８の位置センサ１５１を設けている。
以下に、その方法について説明する。
【００５４】
すなわち、データ取り込み位置は、移動鏡１１８の位置に対応するため、機械的には、移動鏡１１８の移動領域を、たとえば表１に示すセンターバストとなる移動鏡１１８の位置を中心とする領域に変更する必要がある。
【００５５】
【表１】

【００５６】
ただし、表１においては、結晶の厚さ５ｍｍのＫＢｒのビームスプリッタ面位置、固定鏡の位置及びセンターバーストとなる移動鏡の位置を、前記図８において０ｍｍとした。
このために、本実施形態においては、前記図６において、走査情報格納部１５２を備える。
【００５７】
前記走査情報格納部１４４は、たとえばハードディスクよりなり、識別化されたビームスプリッタについて移動鏡１１８の走査領域情報を格納する。
そして、ＣＰＵ１２４は、ビームスプリッタ１１４が設置部１３１に設置されたことを検出すると、走査情報格納部１５２より、読取部１３８で得たビームスプリッタ１１４の種類に対応する移動鏡１１８の走査領域情報を検索し、該検索された走査領域情報に基づき、例えばボイスコイル１５３ａ、マグネット１５３ｂなどの駆動部１５３及びその駆動回路１５４を制御して移動鏡１１８の移動領域を、スライダ１５３ｃにより移動鏡１１８が光軸と平行に移動するように制御する。また、移動鏡１１８の移動速度の制御は、ボイスコイル１５３ａに流す電流を制御し行う。
【００５８】
たとえば、図９に示すように、ＣＰＵ１２４は、設置部１３１に、ビームスプリッタとして結晶の厚さ５ｍｍのＫＢｒが設置された際は、そのセンターバーストとなる位置Ｇを中心とする領域Ｈで移動鏡１１８を走査させる。
そして、前記ＫＢｒのビームスプリッタに代えて、結晶の厚さ８ｍｍのＣｓＩが設置された際は、そのセンターバーストとなる位置Ｉを中心とする領域Ｊで移動鏡１１８を走査させる
【００５９】
また、前記ＫＢｒのビームスプリッタに代えて、ポリエステルフィルムであるＥ．Ｉ．デュポン社のＭｙｌａｒが設置された際は、そのセンターバーストとなる位置Ｋを中心とする領域Ｌで移動鏡１１８を走査させるのである。
このようにしてビームスプリッタ１１４の種類ごとに、移動鏡１１８の走査領域を適宜調整することにより、データを適正に得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、係止部１３２により設置部１３１の本体１３１ａに対し蓋体１３１ｂを容易に開閉自在にしたことにより、ビームスプリッタの交換作業を行う際に、ねじ等で分解したり再度の組み立てを行う必要のあるものに比較し、その交換作業を容易にしている。
【００６１】
以上のように、本実施形態に係る干渉計の調整装置によれば、ビームスプリッタ位置調整手段１２６に、ビームスプリッタ１１４の種類ごとに半透面部分１３０の保持位置を考慮したビームスプリッタホルダ１３４を用い、固定鏡位置調整手段１２８に、識別化部１３６、読取部１３８及びＣＰＵ１２４などを用いたので、このようなビームスプリッタ１１４を設置部１３１に設置するのみで、従来極めて困難であった、ビームスプリッタ交換前後での干渉計の光軸のずれを自動的に補正することができる。
【００６２】
これにより、ビームスプリッタを交換した場合であっても、干渉計からの干渉光を試料へ同じ角度で入射することができるので、測定を適正に行うことができる。
また、ビームスプリッタを交換した場合であっても、参照レーザ光を同じ検出器により受光することができるので、従来のように、ずれた光軸の数だけ検出器を設けず、共通の検出器を用いることができる。これにより、ハード部品数を減らして装置の小型軽量化、低価格化を図ることができる。
【００６３】
さらに、測定波数範囲の異なるビームスプリッタを、共通の干渉計で用いることができるので、干渉計の測定波数範囲を拡張することができる。これにより、測定波数範囲を変える際は、ビームスプリッタを干渉計ごと交換していた従来のものに比較し、ハード部品数を減らして装置の小型軽量化、低価格化をより図ることができる。
【００６４】
なお、前記実施形態においては、ビームスプリッタ位置調整工程の後段にて固定鏡位置調整工程を行う場合について説明したが、これに限られるものでなく、ビームスプリッタ位置調整工程の前段にて固定鏡位置調整工程を行ってもよい。すなわち、前記実施形態においては、固定鏡位置調整工程では、エネルギが最大となる位置に固定鏡を位置させる工程をも含む例について説明したため、ビームスプリッタ位置調整工程、固定鏡位置調整工程の順序で干渉計の光軸を調整したが、固定鏡位置調整工程で、前述のようなエネルギが最大となる位置に固定鏡を位置させる工程を含まなければ、固定鏡位置調整工程、ビームスプリッタ位置調整工程の順序でもよい。
【００６５】
また、本実施形態においては、ビームスプリッタに、もちろん一般的なものを用いることができるが、たとえば遠赤外域のものには、つぎに示すものを用いることが好適である。
なお、前記実施形態と対応する部分には符号１００を加えて示し説明を省略する。
【００６６】
図１０において、ビームスプリッタ２１４は、正面に、一方のホルダ２３４を備える。
このホルダ２３４は、略中央部に、赤外光を通過するための赤外光用開口部２３４ａが設けられている。この赤外光用開口部２３４ａの図中上下方向に、コントロール用のレーザ光を通過するためのレーザ光用開口部２３４ｂが一つずつ設けられている。
【００６７】
そして、このホルダ２３４の赤外光用開口部２３４ａより外部に露出した半透面を、赤外光用半透面部分２３０ａとした。また、ホルダ２３４のレーザ光用開口部２３４ｂより外部に露出した半透面を、レーザ光用半透面部分２３０ｂとした。これにより、半透面部分２３０ａ，２３０ｂを、ホルダの各開口部２３４ａ，２３４ｂにより仕切っている。
【００６８】
本実施形態においては、レーザ光用開口部２３４ｂの寸法を、赤外光用開口部２３４ａ（たとえば縦３０ｍｍ×横６０ｍｍ）に比較し、かなり小（たとえば縦３ｍｍ×横１０ｍｍ）とし、赤外光用半透面部分２３０ａをかなり大とした。
図１１において、ビームスプリッタ２１４は、背面に、他方のホルダ２３５を備える。
前記ホルダ２３５は、前記ホルダ２３４とにより半透面を挟持するものである。
【００６９】
このホルダ２３５には、前記ホルダ２３４と同様、赤外光用開口部２３５ａとレーザ光用開口部２３５ｂが設けられており、赤外光用半透面部分２３０ａとレーザ光用半透面部分２３０ｂを構成している。
図１２において、ビームスプリッタ２１４は、前記ホルダ２３４とホルダ２３５の間に、半透面２３０と、パッキン２５６を備える。
【００７０】
本実施形態においては、前記半透面２３０は、１枚の高い可視透過性を示すポリエステルフィルム、たとえばＥ．Ｉ．デュポン社のマイラー（たとえば膜厚６μｍ）よりなり、一つのビームを少なくとも二つの分離したビームに分割する。前記パッキン２５６は、ホルダ２３４と半透面２３０との間で、レーザ光用半透面部分２３０ｂの全周に亘り設けられている。
【００７１】
このパッキン２５６は、図１３に示すように、ホルダ２３４側より順に、第一層に、ホルダ２３４への固定部２５８と、第二層に、弾性部２６０と、第三層に、半透面２３０との平滑部２６２を備える。
本実施形態においては、固定部２５８に、粘着テープ、弾性部２６０に、シリコンゴム、平滑部２６２に、滑りシートを用いている。
【００７２】
そして、レーザ光用半透面部分２３０ｂの全周を均等に、パッキン２５６の平滑部２６２である滑りシートとホルダ２３５の研磨面２３５ｃで挟持している。
また、ホルダ２３４及び押さえ体２６４は、微調ねじ２６６及びねじ２６８を介してホルダ２３５に取り付けられている。
【００７３】
前記微調ねじ２６６は、押さえ体２６４により半透面２３０であるポリエステルフィルムが張られたホルダ２３４を、ホルダ２３５に取り付けたとき、たとえば図１３においてホルダ２３５の研磨面２３５ｃとホルダ２３４及び押さえ体２６４との隙間ｄを調整するためのねじである。
【００７４】
この微調ねじ２６６は、たとえば円筒体よりなり、その外周囲にはねじ山２６６ａが切られている。一方、ホルダ２３４のねじ穴及び押さえ体２６４のねじ穴には、タップが立っており、前記微調ねじ２６６がねじ込めるように構成されている。
【００７５】
このような微調ねじ２６６を介して、ホルダ２３４及び押さえ体２６４をホルダ２３５に取り付けることにより、ホルダ２３４をホルダ２３５に取り付けたときに、ホルダ２３４及び押さえ体２６４が、ホルダ２３５に直接触れることなく、微調ねじ２６６の先端部２６６ｂがホルダ２３５に当接しており、このために微調ねじ２６６のねじ込み具合で、ホルダ２３５の研磨面２３５ｃとホルダ２３４及び押さえ体２６４との隙間ｄを適宜調節することができる。
【００７６】
ここで、本実施形態において、ホルダ２３５の研磨面２３５ｃとホルダ２３４及び押さえ体２６４との隙間を調節可能としたのは、下記の理由によるものである。
すなわち、部品の加工精度の限界をカバーするためである。特にパッキン２５６については、厚さを０．１ｍｍ以下で制御することが非常に困難である。このために、ホルダ２３４及び押さえ体２６４をホルダ２３５に取り付けたときにパッキン２５６で押すことができなかったり、あるいは強く押し過ぎることがあり、このような不具合を、微調ねじ２６６でホルダ２３５の研磨面２３５ｃとホルダ２３４及び押さえ体２６４との隙間ｄを調節して、パッキン２５６の押さえの強さを調整することにより解消しているのである。
【００７７】
そして、前記ホルダ２３５とホルダ２３４及び押さえ体２６４との隙間ｄを調整後、微調ねじ２４６の中空部２６６ｃに、ねじ２６８を通し、ホルダ２３４及び押さえ体２６４をホルダ２３５に固定する。
以上のように、この各開口部周囲のポリエステルフィルムを挟持するのに、接着剤などで固定するのでなく、ホルダ２３５の研磨面２３５ｃと平滑部２６２である滑りシートと接触させるのみとすることにより、フィルムに対し横方向に力を加えないので、フィルムがしわとなるのを防ぐことが可能となる。
【００７８】
また、一枚のポリエステルフィルムを、ホルダ２３４などに張り付けるのみで、赤外光用半透面部分２３０ａとレーザ光用半透面部分２３０ｂを備えた一のビームスプリッタ２１４をつくることができるので、従来のように、赤外光用半透面部分に、高分子膜を、レーザ光用半透面部分に、ＢＫ７などの可視透過材料を用い、それぞれ異なる材料を組み合わせて一のビームスプリッタをつくったものに比較し、手間などを大幅に低減することが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態においては、赤外光用半透面部分２３０ａとレーザ光用半透面部分２３０ｂを備えた一のビームスプリッタを、主干渉計に設置することとしたので、主干渉計のビームスプリッタと副干渉計のビームスプリッタを、それぞれ別個にしたものに比較し、干渉計の小型軽量化を図り、ひいては、かかる干渉計を用いた測定装置の小型軽量化を図ることが可能となる。
【００８０】
また、赤外光用半透面部分２３０ａとレーザ光用半透面部分２３０ｂとを、ホルダ２３４及びホルダ２３５の各開口部２３４ａ，２３４ｂ及び２３５ａ，２３５ｂにより仕切っているので、可動鏡の走査などにより振動が発生した場合であっても、半透面２３０、特にレーザ光用半透面部分２３０ｂの平面を良好に保ち、この半透面部分２３０ｂへの振動の影響を、可動鏡の駆動制御を適正に行うことができる程度までに低減することが可能となる。これにより、従来極めて困難であった、レーザ光用半透面部分２３０ｂにも、ポリエステルフィルムなどの高分子膜を用いることが可能となる。
しかも、赤外光用半透面部分２３０ａよりレーザ光用半透面部分２３０ｂに振動が入るのを防ぐとともに、振幅の周波数も高いところに逃がすことができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る干渉計の調整方法及びその装置によれば、固定鏡及び移動鏡にコーナーキューブミラーを用いて、ビームスプリッタの位置調整及び固定鏡び位置調整を行うこととしたので、従来極めて困難であった、ビームスプリッタ交換前後での干渉計の光軸のずれを適正に補正することができる。
しかも、測定波数範囲の異なるビームスプリッタを、共通の干渉計で用いることができるので、干渉計の測定波数範囲を拡張することができる。これにより、測定波数範囲を変える度に、ビームスプリッタを干渉計ごと交換していた従来のものに比較し、ハード部品数を減らすことができるので、装置の小型軽量化、低価格化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な干渉計を用いた測定装置の概略構成の説明図である。
【図２】従来の干渉計の調整方法の説明図である。
【図３】従来の干渉計の調整方法の問題点の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るビームスプリッタ位置調整工程の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る固定鏡位置調整工程の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るビームスプリッタ位置調整手段及び固定鏡位置調整手段の概略構成の説明図である。
【図７】図６に示すビームスプリッタ位置調整手段の近傍の拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態において好適なビームスプリッタ面位置、固定鏡及びセンターバーストとなる移動鏡の位置の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態において好適なインターフェログラムの位置とデータ取り込み領域の説明図である。
【図１０】本実施形態において好適なビームスプリッタの正面図である。
【図１１】図１０に示すビームスプリッタの背面図である。
【図１２】図１０に示すビームスプリッタの縦断面図である。
【図１３】図１０に示すビームスプリッタのパッキン近傍の拡大図である。
【符号の説明】
１１４…ビームスプリッタ
１１６…固定鏡
１１８…移動鏡
１２４…ＣＰＵ（検索部、制御部）
１２６…ビームスプリッタ位置調整手段
１２８…固定鏡位置調整手段
１３０…ビームスプリッタ半透面部分
１３１…設置部
１３４，１３５…ビームスプリッタホルダ
１３６…識別化部
１３８…読取部
１４０…移動部
１４２…位置情報格納部

Claims (4)

1. ビームスプリッタにより、コーナーキューブ型固定鏡からの反射光と、コーナーキューブ型移動鏡からの反射光とを合成して干渉光を形成する干渉計の調整方法であって、
   前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する該コーナーキューブ型移動鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、該ビームスプリッタを、その半透面方向に対し直角方向へ移動するビームスプリッタ位置調整工程と、
   前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する該コーナーキューブ型固定鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、該コーナーキューブ型固定鏡を、その光軸方向に対し直角方向へ移動する固定鏡位置調整工程と、
   該コーナーキューブ型移動鏡の移動領域をセンターバストとなる移動鏡の位置を中心とするよう調整する移動鏡位置調整工程と、
   を備えたことを特徴とする干渉計の調整方法。
2. ビームスプリッタにより、コーナーキューブ型固定鏡からの反射光と、コーナーキューブ型移動鏡からの反射光とを合成して干渉光を形成する干渉計の調整装置であって、
   前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する該コーナーキューブ型移動鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、該ビームスプリッタを、その半透面方向に対し直角方向へ移動するビームスプリッタ位置調整手段と、
   前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する該コーナーキューブ型固定鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような位置に、該コーナーキューブ型固定鏡を、その光軸方向に対し直角方向へ移動する固定鏡位置調整手段と、
   該コーナーキューブ型移動鏡の移動領域をセンターバストとなる移動鏡の位置を中心とするよう調整する移動鏡位置調整手段と、
   を備えたことを特徴とする干渉計の調整装置。
3. 請求項２記載の干渉計の調整装置において、
   前記ビームスプリッタ位置調整手段は、前記ビームスプリッタを、前記干渉計の所定の光路中に設置するための設置部と、
   前記設置部に、前記ビームスプリッタを設置した際は、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する前記コーナーキューブ型移動鏡からの反射光が、該ビームスプリッタの交換前に、該干渉計を出射する干渉計の通過コースと重なるような位置にてビームスプリッタの半透面部分を保持するビームスプリッタホルダと、
   を備えたことを特徴とする干渉計の調整装置。
4. 請求項３記載の干渉計の調整装置において、前記固定鏡位置調整手段は、前記ビームスプリッタホルダに設けられ、前記ビームスプリッタの種類を識別化するための識別化部と、
   前記設置部に設けられ、該設置手段に、前記ビームスプリッタが設置された際は、前記識別化部よりビームスプリッタの種類情報を読み取るための読取部と、
   前記コーナーキューブ型固定鏡を、その光軸方向に対し直角方向へ一定範囲で移動可能な移動部と、
   前記ビームスプリッタの交換後に、該ビームスプリッタを介して干渉計を出射する該コーナーキューブ型固定鏡からの反射光が、その交換前に、該干渉計を出射する干渉光の通過コースと重なるような該コーナーキューブ型固定鏡の位置情報を、少なくとも前記識別化されたビームスプリッタについて格納する位置情報格納部と、
   前記位置情報格納部より、前記読取部で得たビームスプリッタの種類情報に対応する該コーナーキューブ型固定鏡の位置情報を検索する検索部と、
   前記検索部により検索された位置情報に基づき前記移動部を制御して前記コーナーキューブ型固定鏡を移動させる制御部と、
   を備えたことを特徴とする干渉計の調整装置。

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