JP4860972B2 - Vibration sensor, vacuum gauge using vibration sensor, and measurement method - Google Patents

Vibration sensor, vacuum gauge using vibration sensor, and measurement method Download PDF

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Description

本発明は、振動センサ、振動センサを用いた真空計および測定方法に関し、特に、真空度を測定することができ、また振動センサ自体のクリーニングや汚れ等を測定することができる振動センサに関するものである。   The present invention relates to a vibration sensor, a vacuum gauge using the vibration sensor, and a measurement method, and more particularly to a vibration sensor that can measure the degree of vacuum and can measure cleaning, dirt, and the like of the vibration sensor itself. is there.

従来、真空度を測定する装置として、共振周波数を測定することによって真空度を測定するようにした真空計が知られている。
このような真空計として、例えば、特許文献1では図15に示すような振動体と支持体をエッチングすることにより一体に形成した構造と、制御回路を備えた真空計が提案されている。これは、図15に示すように支持部材53とトーションバー51とで振動体52を支持する支持部が構成されており、振動体52と支持部とは単一のシリコン単結晶をエッチングするすることにより一体に形成されている。また、加振用の電極55と回路58を備え、検出用の電極56と回路59、及び制御回路510が設けられている。以上により、トーションバー構造を振動させ、そのときの振動振幅が最大になる周波数、すなわち共振周波数を測定することにより、真空度を測定するように構成されている。
Conventionally, as a device for measuring the degree of vacuum, a vacuum gauge is known which measures the degree of vacuum by measuring a resonance frequency.
As such a vacuum gauge, for example, Patent Document 1 proposes a vacuum gauge having a structure integrally formed by etching a vibrating body and a support body as shown in FIG. 15 and a control circuit. As shown in FIG. 15, the support member 53 and the torsion bar 51 constitute a support portion that supports the vibrating body 52. The vibrating body 52 and the support portion etch a single silicon single crystal. Thus, they are integrally formed. In addition, an excitation electrode 55 and a circuit 58 are provided, and a detection electrode 56 and a circuit 59 and a control circuit 510 are provided. As described above, the torsion bar structure is vibrated, and the degree of vacuum is measured by measuring the frequency at which the vibration amplitude becomes maximum, that is, the resonance frequency.

また、さらに、中真空度以上の分子流領域においては、雰囲気の粘性が真空度によって変化する現象についても知られている。
このような気体の粘度から圧力を測定する真空計として、例えば、特許文献2では図16に示すような回転型粘性真空計が開示されている。
図16において、61は測定ヘッド、62は磁性ステンレス鋼球の回転体、63は回転体62を収容するパイプ状の回転体室である。また64a、64bは永久磁石で回転体62を磁気懸垂させるものである。68a〜68dは回転磁界を生じさせるための駆動コイルであり、617は各コイルからの出力を受け、演算・制御を行うコンピュータである。この真空計では、以上により磁気浮上させた回転体62を駆動コイル68a、68bにより回転磁界で約4000r.p.sまで加速した後に駆動を停止し、回転数が被測定気体の粘性抵抗で減衰する割合を検出する。これを基にコンピュータ617で予め入力した気体の粘性係数から圧力に換算することで、真空度を得るように構成されている。
特許第2518814号公報 特開平9−292300号公報
Furthermore, it is also known that the viscosity of the atmosphere changes depending on the degree of vacuum in the molecular flow region of medium vacuum or higher.
As a vacuum gauge for measuring pressure from the viscosity of such a gas, for example, Patent Document 2 discloses a rotary viscometer as shown in FIG.
In FIG. 16, 61 is a measuring head, 62 is a rotating body of magnetic stainless steel balls, and 63 is a pipe-shaped rotating body chamber that houses the rotating body 62. Reference numerals 64a and 64b are permanent magnets for magnetically suspending the rotating body 62. Reference numerals 68a to 68d denote drive coils for generating a rotating magnetic field, and reference numeral 617 denotes a computer that receives an output from each coil and performs calculation / control. In this vacuum gauge, the rotating body 62 magnetically levitated as described above is rotated about 4000 r.m. by a rotating magnetic field by the drive coils 68a and 68b. p. After accelerating to s, the driving is stopped, and the rate at which the rotational speed is attenuated by the viscous resistance of the gas to be measured is detected. Based on this, the degree of vacuum is obtained by converting the viscosity coefficient of the gas previously input by the computer 617 into a pressure.
Japanese Patent No. 2518814 JP-A-9-292300

しかしながら、上記した従来例の真空計においては、使用範囲が限定されていたり、配線が複雑で周囲の環境の影響により信頼性が損なわれる等の課題を有している。具体的には、つぎの(1)〜(6)のような課題を有している。
(1)振動電場、振動磁場を発生するため、電子線近傍での使用が困難である。
従来のものでは、振動体を加振する目的で電極間に電圧をかけ、静電気の引力を利用している。このため、周囲に振動電界を発生する。しかし電子顕微鏡や電子線描画装置など、電子線を応用した非常に精密な真空装置の場合、この振動電界により電子線の軌道が影響を受ける。したがって、電子線から離れた場所に真空計を設置せざるを得ず、真に必要な電子線近傍の真空度を測定することが困難であった。
(2)振動電場、振動磁場の影響を受けるため、プラズマ近傍での使用が困難である。
従来のものでは、振動体の変位を測定する目的で電極間の静電容量を測定、あるいは静電界中においた電極の電圧を測定している。これらの測定値は環境の振動電場、振動磁場の影響を受ける。このため振動電場、磁場を発生するスパッタ装置やイオンビーム加工装置などでは、それらから離れた場所に真空計を設置せざるを得ず、真に必要なプロセス現象の近傍の真空度を測定することが困難であった。
(3)複数の電気配線が必要で、構造が複雑となる。
従来のものでは、振動体を加振する電気信号や、振動体の変位を測定する電気信号の配線を真空装置の内部に設置した真空計から、外部に取り出さなければならない。したがって、高真空容器をつきぬけて多くの配線を取り出す必要があり、構造が複雑となりコストがかかる。
(4)信号伝達ノイズの影響を受け、測定精度を上げることが困難となる。
一般に電気信号を伝送するとノイズが信号にのる。このノイズは真空計の分解能の低下につながる。したがって、測定精度を上げることが困難となる。
(5)振動体の汚れの影響を受け、信頼性が損なわれる。
雰囲気の分子が振動体に及ぼす力は振動体の汚れによって変化する。従来例の真空計では、この点が考慮されていないため、信頼性が損なわれる。
(6)振動体の温度変化などの影響を受ける
振動体をシリコンなど、温度によって物性値が変化する材料で構成した場合、環境温度が変化すると測定値も変化してしまう。従来例の真空計では、この点が考慮されていないため、信頼性が損なわれる。
However, the above-described conventional vacuum gauge has problems such as a limited use range, complicated wiring, and loss of reliability due to the influence of the surrounding environment. Specifically, it has the following problems (1) to (6).
(1) Since an oscillating electric field and an oscillating magnetic field are generated, it is difficult to use near an electron beam.
In the conventional one, a voltage is applied between the electrodes for the purpose of exciting the vibrating body, and electrostatic attraction is used. For this reason, an oscillating electric field is generated around. However, in the case of a very precise vacuum apparatus using an electron beam, such as an electron microscope or an electron beam drawing apparatus, the trajectory of the electron beam is affected by this oscillating electric field. Therefore, a vacuum gauge must be installed at a location away from the electron beam, and it is difficult to measure the degree of vacuum in the vicinity of the electron beam that is really necessary.
(2) Since it is affected by an oscillating electric field and an oscillating magnetic field, it is difficult to use in the vicinity of plasma.
Conventionally, the capacitance between the electrodes is measured for the purpose of measuring the displacement of the vibrating body, or the voltage of the electrodes placed in an electrostatic field is measured. These measured values are affected by the oscillating electric field and oscillating magnetic field of the environment. For this reason, in sputter devices and ion beam processing devices that generate an oscillating electric field and magnetic field, a vacuum gauge must be installed at a location away from them, and the degree of vacuum in the vicinity of the truly necessary process phenomenon must be measured. It was difficult.
(3) A plurality of electric wirings are required, and the structure becomes complicated.
In the conventional apparatus, an electric signal for exciting the vibrating body and an electric signal wiring for measuring the displacement of the vibrating body must be taken out from a vacuum gauge installed inside the vacuum apparatus. Therefore, it is necessary to take out a large number of wires through the high-vacuum container, resulting in a complicated structure and high cost.
(4) It is difficult to increase measurement accuracy due to the influence of signal transmission noise.
In general, when an electric signal is transmitted, noise is added to the signal. This noise leads to a decrease in the resolution of the vacuum gauge. Therefore, it is difficult to increase measurement accuracy.
(5) Reliability is impaired due to the influence of dirt on the vibrator.
The force exerted on the vibrating body by the molecules of the atmosphere changes depending on the dirt of the vibrating body. In the conventional vacuum gauge, since this point is not taken into consideration, the reliability is impaired.
(6) When the vibrating body affected by the temperature change of the vibrating body is made of a material whose physical property value changes depending on the temperature, such as silicon, the measured value also changes when the environmental temperature changes. In the conventional vacuum gauge, since this point is not taken into consideration, the reliability is impaired.

本発明は、上記課題に鑑み、使用範囲が限定されず、配線が簡単となり、信号伝達ノイズの影響を軽減でき、信頼性の高い測定が可能で、真空度等の測定ができる振動センサ及び真空器を提供することを目的とするものである。
また、本発明は前記振動センサを用いてセンサ自体をクリーニングすることができ、あるいはセンサに吸着した成分の量を測定すること、等が可能な測定方法を提供することを目的とするものである。
In view of the above-described problems, the present invention provides a vibration sensor and a vacuum capable of measuring the degree of vacuum, the use range is not limited, the wiring is simplified, the influence of signal transmission noise can be reduced, the measurement can be performed with high reliability, and the like. The purpose is to provide a vessel.
Another object of the present invention is to provide a measurement method that can clean the sensor itself using the vibration sensor or measure the amount of components adsorbed on the sensor. .

本発明は上記課題を解決するため、つぎのように構成した振動センサ、振動センサを用いた真空計および測定方法を提供するものである。
すなわち、本発明の振動センサは、
一本で構成された光ファイバと、前記光ファイバの一方の端部側に、振動振幅の方向が該光ファイバの光軸と一致するように設けられた振動体と、
前記光ファイバの他方の端部側に配された、前記光ファイバの他方の端部から前記一方の端部に導かれた光を前記振動体側に出射させる源、及び該光源の光による放射圧によって前記振動体を加振するため該光源からの光を強度変調する光源制御装置と、
前記放射圧によって加振された振動体の変位を検出する光検出手段と、を有し、
前記光検出手段が、前記振動体側に出射され前記振動体で反射されて、前記光ファイバを介して導かれる反射光の光量変化によって、前記振動体の変位を検出可能に構成されていることを特徴としている。
上記構成によれば、測定に際して光だけを使用しているので、周囲の電磁場に影響を与えない。
したがって、これを電子顕微鏡に応用すれば、電子線の近傍においても、電子線に影響を及ぼさない振動センサを実現することが可能となる。
また、光だけを使用しているので、周囲の電磁場の影響を受けない。したがって、プラズマ装置におけるプラズマ近傍の真空度も測定できる。
また、光ファイバを1本だけ使用しているので、複数の電気配線を接続する必要のある従来例のものに比して、配線が簡単である。
また、光ファイバを用いているので信号伝達ノイズの影響を軽減することができる。
また、本発明においては、前記光源制御装置で強度変調して放射圧によって前記振動体を加振するために用いられる光源と、
前記光ファイバの一方の端部から導かれ前記他方の端部から出射する前記反射光を、前記光検出手段によって検出するために用いられる光源とを、同一の光源あるいは異なった光源による構成を採ることができる。
その際、同一の光源による場合には、加振と測定を同時に行うことはできないので、加振する時間と測定する時間を区切って動作させる。
また、異なった光源による場合には、前記加振に用いられる光源と前記検出に用いられる光源とが異なる波長の光源とし、
これら光源と前記光ファイバの他方の端部側との間の光路中に特定波長の光を反射する光混合器を配し、前記光源制御装置が前記加振に用いられる光源の強度を変調する一方、
前記検出に用いられる光源の強度を一定に保つように構成し、前記加振に用いられる光源からの前記光源制御装置で強度変調された光を前記光混合器を介して前記振動体に導いて該振動体を加振すると共に、
前記振動体で反射され前記光ファイバの他方の端部側から出射された前記検出に用いられる光源からの光を前記光混合器を介して前記光検出手段に導いて該光検出手段により検出するように構成することができる。
この構成によれば、加振中でも測定可能であり、精度の高い周波数応答解析が可能となり、さらに精度の高い測定を実現することができる。
また、本発明においては、前記光ファイバにおける前記他方の端部に到るまでの光路中に、前記光源からの光を通過させ前記振動体に導く一方、
前記振動体で反射された前記光源からの光を前記光検出手段に導く光分配器を有し、前記光源からの前記光源制御装置で強度変調された光を前記光分配器を介して前記振動体に導いて該振動体を加振すると共に、
前記振動体で反射された前記光源からの光を前記光分配器を介して前記光検出手段に導いて該光検出手段により検出するように構成することができる。
この構成により、殆どの光学部品をファイバーで構成することができ、さらに小型化を図ることが可能となる。
また、本発明の真空計は、上記のいずれかに記載された振動センサを備え、前記振動体の加振による変位の測定結果に基づいて真空度を測定するように構成されていることを特徴としている。
また、本発明の測定方法は、上記のいずれかに記載された振動センサを用いた測定方法であって、
前記振動体の加振による変位を測定する前に、光源の出力を大きくして前記振動体の温度を上昇させることによって該振動体をクリーニングして前記変位を測定することを特徴としている。
これによれば、振動板の汚れを除去する、いわゆるセルフクリーニングができるため、信頼性の高い真空計を実現することができる。
また、本発明の測定方法は、上記のいずれかに記載された振動センサを用いた測定方法であって、
前記振動体の加振による変位を測定する前に、光源の出力を一定に保ってその際における振動体の変位から該振動体の物性を測定する過程を有することを特徴としている。
これによれば、振動体のばね定数をあらかじめ測定することができるため、温度の変化などによる物性値の変化の影響を補正し、信頼性の高い真空計を実現することができる。
また、本発明の測定方法は、上記のいずれかに記載された振動センサと、さらに別の真空計とを用い振動体の吸着する成分の量を測定する測定方法であって、
前記真空計で測定した真空度と、前記振動体の加振に対する変位とに基づいて、前記振動体を設置した環境において振動体に吸着した成分の量を測定することを特徴としている。
これによれば、環境に含まれる油などの汚れ成分が振動体に吸着する量を測定することができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a vibration sensor configured as follows, a vacuum gauge using the vibration sensor, and a measurement method.
That is, the vibration sensor of the present invention is
A single optical fiber, and a vibrating body provided on one end side of the optical fiber so that the direction of vibration amplitude coincides with the optical axis of the optical fiber;
Arranged on the other end of the optical fiber, other optical source for the light guided to the end portion of the one from the end emitted to the vibration member side of the optical fiber, and emission by the light source of the light A light source control device that modulates the intensity of light from the light source in order to vibrate the vibrator with pressure ,
Photodetection means for detecting the displacement of the vibrating body vibrated by the radiation pressure ,
The light detecting means is configured to be able to detect the displacement of the vibrating body by a change in the amount of reflected light that is emitted to the vibrating body side, reflected by the vibrating body, and guided through the optical fiber. It is a feature.
According to the above configuration, since only light is used for measurement, the surrounding electromagnetic field is not affected.
Therefore, if this is applied to an electron microscope, a vibration sensor that does not affect the electron beam can be realized even in the vicinity of the electron beam.
Moreover, since only light is used, it is not affected by the surrounding electromagnetic field. Therefore, the degree of vacuum near the plasma in the plasma apparatus can also be measured.
Further, since only one optical fiber is used, the wiring is simpler than that of the conventional example in which a plurality of electrical wirings need to be connected.
Further, since an optical fiber is used, the influence of signal transmission noise can be reduced.
Further, in the present invention, a light source used to vibrate the vibrating body by radiation pressure after intensity modulation by the light source control device,
The light source used for detecting the reflected light guided from one end of the optical fiber and emitted from the other end by the light detection means is configured by the same light source or different light sources. be able to.
At that time, when the same light source is used, excitation and measurement cannot be performed at the same time.
In the case of using different light sources, the light source used for the excitation and the light source used for the detection are light sources having different wavelengths,
An optical mixer that reflects light of a specific wavelength is disposed in an optical path between the light source and the other end of the optical fiber, and the light source control device modulates the intensity of the light source used for the excitation. on the other hand,
The light source used for the detection is configured to maintain a constant intensity, and light modulated by the light source control device from the light source used for the excitation is guided to the vibrating body via the optical mixer. While vibrating the vibrating body,
Light from the light source used for detection reflected by the vibrating body and emitted from the other end side of the optical fiber is guided to the light detection means via the optical mixer and detected by the light detection means. It can be constituted as follows.
According to this configuration, measurement is possible even during vibration, frequency response analysis with high accuracy is possible, and measurement with higher accuracy can be realized.
In the present invention, in the optical path leading to the other end of the optical fiber, the light from the light source is passed and guided to the vibrating body,
A light distributor that guides the light from the light source reflected by the vibrating body to the light detection unit, and the light that has been intensity-modulated by the light source control device from the light source is transmitted through the light distributor. While guiding the body to vibrate the vibrator,
The light from the light source reflected by the vibrating body may be guided to the light detection means via the light distributor and detected by the light detection means.
With this configuration, most optical components can be configured with fibers, and further miniaturization can be achieved.
The vacuum gauge according to the present invention includes any one of the vibration sensors described above, and is configured to measure the degree of vacuum based on a measurement result of displacement caused by the vibration of the vibrating body. It is said.
Further, the measurement method of the present invention is a measurement method using the vibration sensor described in any of the above,
Before measuring the displacement due to vibration of the vibrating body, the displacement is measured by cleaning the vibrating body by increasing the temperature of the vibrating body by increasing the output of a light source.
According to this, since the so-called self-cleaning that removes dirt on the diaphragm can be performed, a highly reliable vacuum gauge can be realized.
Further, the measurement method of the present invention is a measurement method using the vibration sensor described in any of the above,
Before measuring the displacement due to the vibration of the vibrating body, it has a process of measuring the physical properties of the vibrating body from the displacement of the vibrating body while keeping the output of the light source constant.
According to this, since the spring constant of the vibrating body can be measured in advance, the influence of the change in the physical property value due to the temperature change or the like can be corrected, and a highly reliable vacuum gauge can be realized.
The measuring method of the present invention is a measuring method for measuring the amount of a component adsorbed by a vibrating body using any one of the vibration sensors described above and a further vacuum gauge,
Based on the degree of vacuum measured by the vacuum gauge and the displacement of the vibrating body with respect to the vibration, the amount of the component adsorbed on the vibrating body in the environment where the vibrating body is installed is measured.
According to this, it is possible to measure the amount of dirt components such as oil contained in the environment adsorbed to the vibrating body.

本発明によれば、使用範囲が限定されず、配線が簡単となり、信号伝達ノイズの影響を軽減でき、信頼性の高い測定が可能で、真空度等の測定ができる振動センサ及び真空器を実現することができる。
また、本発明は前記振動センサを用いてセンサ自体をクリーニングすることができ、あるいはセンサに吸着した成分の量を測定すること、等が可能な測定方法を実現することができる。
According to the present invention, the range of use is not limited, wiring is simplified, the influence of signal transmission noise can be reduced, highly reliable measurement is possible, and a vibration sensor and vacuum device capable of measuring the degree of vacuum, etc. are realized. can do.
In addition, the present invention can realize a measuring method that can clean the sensor itself using the vibration sensor or measure the amount of a component adsorbed on the sensor.

つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
[実施形態1]
本発明の実施形態1においては、本発明を適用した振動センサの構成例について説明する。
図1に、本実施形態における振動センサの概略構成を示す。
図1において、1は振動体、2は振動板、3は梁状の弾性支持部、4はハウジングである。
5は光ファイバ出射端、6は光ファイバのコア、7は光ファイバである。
8は真空チャンバ、9はコネクタ、10は光ファイバ、11は光ファイバ出射端である。
12はレンズ、13は光分配器(ビームスプリッタ)、14は光源である。
15はドライバ、16は制御装置、17は表示装置、18は光検出器、19はアンプである。
振動体1は、振動板2と、振動板を支持する弾性支持部材である梁状の弾性支持部3とハウジング4から構成されており、ハウジング4は光ファイバ出射端5に固定されている。
光ファイバのコア6を有する光ファイバ7が光ファイバ出射端5に固定されている。これらは真空チャンバー8の内部に設置され、光ファイバ7は真空チャンバー8に固定して設けられたコネクタ9に接続され、外部の光ファイバ10と接続される。光ファイバ10のもう一方の端(光ファイバの他方の端部側)は、光ファイバ出射端11に接続され、そこから、光ファイバに入射させる光学レンズ12が設けられ、光分配器13(ビームスプリッタ)に接続されている。この光分配器13によって光が分岐された一方において、例えば半導体レーザーなどの光源14が設けられ、ドライバ15に接続されている。また、ビームスプリッタのもう一方に光検出器18が設けられ、アンプ19に接続されている。アンプ19とドライバ15が制御装置16に接続され、制御装置16が表示装置17に接続される。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[Embodiment 1]
In Embodiment 1 of the present invention, a configuration example of a vibration sensor to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the vibration sensor in the present embodiment.
In FIG. 1, 1 is a vibrating body, 2 is a diaphragm, 3 is a beam-like elastic support part, and 4 is a housing.
Reference numeral 5 denotes an optical fiber exit end, 6 denotes an optical fiber core, and 7 denotes an optical fiber.
8 is a vacuum chamber, 9 is a connector, 10 is an optical fiber, and 11 is an optical fiber exit end.
Reference numeral 12 denotes a lens, 13 denotes an optical distributor (beam splitter), and 14 denotes a light source.
Reference numeral 15 denotes a driver, 16 denotes a control device, 17 denotes a display device, 18 denotes a photodetector, and 19 denotes an amplifier.
The vibrating body 1 includes a vibration plate 2 , a beam-like elastic support portion 3 that is an elastic support member that supports the vibration plate, and a housing 4. The housing 4 is fixed to the optical fiber emitting end 5. .
An optical fiber 7 having an optical fiber core 6 is fixed to the optical fiber exit end 5. These are installed inside the vacuum chamber 8, and the optical fiber 7 is connected to a connector 9 fixed to the vacuum chamber 8, and is connected to an external optical fiber 10. The other end of the optical fiber 10 (on the other end side of the optical fiber ) is connected to the optical fiber exit end 11, and an optical lens 12 for entering the optical fiber from there is provided, and an optical distributor 13 (beam) Connected to the splitter). On one side of the light branched by the light distributor 13, a light source 14 such as a semiconductor laser is provided and connected to a driver 15. A photodetector 18 is provided on the other side of the beam splitter and is connected to an amplifier 19. The amplifier 19 and the driver 15 are connected to the control device 16, and the control device 16 is connected to the display device 17.

以上の構成において、光源14から出射した出射光は光分配器13で反射し、レンズ12の作用によって一点に集光し、そこに置かれた光ファイバ出射端から光ファイバ10の中に導かれる。この光がコネクタ9を介して真空チャンバー内の光ファイバ7に導かれ、光ファイバ出射端5に固定された光ファイバのコア6の端面から出射される。
この出射光、光ファイバの一方の端部側における振動振幅の方向が該光ファイバの光軸と一致するように設けられた振動板2にあたり、反射するので、振動板は光の放射圧の作用により光の強さに応じた力を受ける。従って光源14の強度変化に対応する力が振動板2に作用する。
In the above configuration, the emitted light emitted from the light source 14 is reflected by the light distributor 13, condensed at one point by the action of the lens 12, and guided into the optical fiber 10 from the optical fiber emitting end placed there. . This light is guided to the optical fiber 7 in the vacuum chamber through the connector 9 and is emitted from the end face of the optical fiber core 6 fixed to the optical fiber emitting end 5.
The output Shako is per the diaphragm 2 provided such that the direction of the vibration amplitude at one end side of the optical fiber is coincident with the optical axis of the optical fiber, since the reflector, the diaphragm of the light radiation pressure It receives a force according to the intensity of light. Accordingly, a force corresponding to the intensity change of the light source 14 acts on the diaphragm 2.

一般に光が光学面で屈折あるいは反射して進行方向が変化すると、光の運動量が変わる。この運動量変化に応じた力が光学面に作用する。この原理は光の放射圧として知られている。光ファイバから出射した光は振動体で反射するので、この光の放射圧を受け、振動体に推力を与える。従って、光ファイバから出射する光の光源を強度変調することにより、振動体を加振することができる。
また、光が振動体を加振できる原理がもう一つある。それは熱の影響である。光が振動体にあたり、その一部が吸収され熱に変化する。すると振動体の片方の面の温度が上昇し、線熱膨張係数に従って振動体は変形する。この変形は光を消すと再び熱が拡散し、温度が下がるためもとにもどる。したがって、この熱の作用によっても光の強度に応じて振動体を加振することができる。ただし、温度が下がるためには熱が拡散していく時間が必要なので光の放射圧を利用する場合に対して応答速度が劣る。
In general, when light travels in the optical surface due to refraction or reflection, the momentum of the light changes. A force according to this change in momentum acts on the optical surface. This principle is known as light radiation pressure. Since the light emitted from the optical fiber is reflected by the vibrating body, it receives the radiation pressure of this light and gives a thrust to the vibrating body. Therefore, the vibrator can be vibrated by intensity- modulating the light source of the light emitted from the optical fiber.
There is another principle that light can vibrate a vibrating body. That is the effect of heat. Light hits the vibrating body, and part of it is absorbed and changed to heat. Then, the temperature of one surface of the vibrating body rises, and the vibrating body deforms according to the linear thermal expansion coefficient. This deformation is restored when the light is extinguished and the heat diffuses again and the temperature drops. Therefore, the vibrating body can be vibrated according to the intensity of light also by the action of this heat. However, since it takes time for heat to diffuse in order to decrease the temperature, the response speed is inferior to the case where the radiation pressure of light is used.

また、振動板で反射した光は一部が再び光ファイバのコア6に入射するが、ごく一部の光だけが再び光ファイバのコア6に達し入射できる。
すなわち、光ファイバから出射し、振動体で反射し、再び光ファイバに入射する光はその間に拡散していくので、一部の光だけが光ファイバに入射することになる。その光量は光が拡散する度合いによる。そしてその拡散する度合いは距離に応じて大きくなる。従って振動体と光ファイバとの隙間の大小によって、光ファイバに入射する光量が変化する。この光量変化を光検出手段で捉えれば、振動体の変位を測定することができる。
Further, a part of the light reflected by the diaphragm again enters the optical fiber core 6, but only a small part of the light reaches the optical fiber core 6 again and can enter.
In other words, light that is emitted from the optical fiber, reflected by the vibrating body, and incident on the optical fiber again diffuses, so that only part of the light enters the optical fiber. The amount of light depends on the degree of light diffusion. The degree of diffusion increases with distance. Accordingly, the amount of light incident on the optical fiber changes depending on the size of the gap between the vibrating body and the optical fiber. If this light quantity change is caught by the light detection means, the displacement of the vibrating body can be measured.

以上の状況を図2を用いて説明する。
図2に、本実施形態における振動板の変位を測定する原理を説明する図を示す。図2において、6は光ファイバのコアであり、2は振動板である。これらは図1で説明した光ファイバのコア6、振動板2に対応するものである。
光ファイバのコア6は、例えば直径が5μmといった小さな断面積をもっている。6から出射した光は広がりながら振動板2に達し、そこで反射する。反射した後も広がりながら帰ってくるが、再びコア6に達した時、光の断面積が大きくなっているので一部しかコア内に入射できない。
ここで、光の広がり角度をα、コア6と振動板2との距離をdとすると、断面積はおおよそαdに比例する。したがって、振動板2の変位dの変化に従ってコア内に入射する光量が変化する。
コア内に入射した光は光ファイバ7、コネクタ9光ファイバ10と伝わり、光ファイバ出射端11から出射し、レンズ12でコリメートされ、光分配器13を通過し、光検出器18で電気信号に変換され、アンプ19で信号が成形され、制御装置16に接続される。
The above situation will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of measuring the displacement of the diaphragm in the present embodiment. In FIG. 2, 6 is an optical fiber core, and 2 is a diaphragm. These correspond to the core 6 and the diaphragm 2 of the optical fiber described in FIG.
The core 6 of the optical fiber has a small cross-sectional area with a diameter of 5 μm, for example. The light emitted from 6 reaches the diaphragm 2 while spreading and is reflected there. Even after reflection, it returns and spreads, but when it reaches the core 6 again, only a part of it can enter the core because the cross-sectional area of light is large.
Here, when the light spreading angle is α and the distance between the core 6 and the diaphragm 2 is d, the cross-sectional area is approximately proportional to αd 2 . Therefore, the amount of light incident on the core changes according to the change of the displacement d of the diaphragm 2.
The light that has entered the core is transmitted to the optical fiber 7 and the connector 9 optical fiber 10, exits from the optical fiber exit end 11, is collimated by the lens 12, passes through the optical distributor 13, and is converted into an electrical signal by the photodetector 18. After being converted, the signal is formed by the amplifier 19 and connected to the control device 16.

つぎに、本実施形態における振動センサによる測定に際しての制御動作について説明する。
図3に、本実施形態における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。
図3において、まず、光源を駆動し、振動板を加振する(100)。
加振したあと、振動板の変位を測定する必要がある。変位の測定は光ファイバから光検出器に入射する光量で行うため、光源の強さに影響を受ける。つまり、加振しているときは測定できない。そこで、振動板を加振する時間と、振動板の変位を測定する時間とを分けて、光源制御を行う。
図4、および図5に、このような制御パターンの例を示す。横軸に時間を、縦軸に振動板に与える力と振動板の変位を表している。
図4はステップ状の加振である。振動板がこの力を受けると振動板は図4のように、振動板が持っている固有振動数で振動しはじめるが、次第に減衰していく。図5は正弦波で加振した場合である。先ほどと同様、加振をやめると変位が次第に減衰していく。
以上により、事前にセットした加振時間が過ぎると、次に振動板の変位、振動波形を測定する(101)。
つぎに、従来技術と同様、この測定結果に基づく振動波形から真空度を計算する(102)。
そして、得られた真空度、すなわちチャンバー8の内部の圧力を表示する(103)。
Next, a control operation at the time of measurement by the vibration sensor in the present embodiment will be described.
FIG. 3 shows a flowchart for explaining a control operation in measurement by the vibration sensor in the present embodiment.
In FIG. 3, first, the light source is driven to vibrate the diaphragm (100).
After vibration, it is necessary to measure the displacement of the diaphragm. Since the displacement is measured by the amount of light incident on the photodetector from the optical fiber, it is affected by the intensity of the light source. In other words, it cannot be measured when vibrating. Therefore, time to vibrate the vibrating plate, separately and time for measuring the displacement of the vibration plate performs a control light Minamotosei.
FIG. 4 and FIG. 5 show examples of such control patterns. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the force applied to the diaphragm and the displacement of the diaphragm.
FIG. 4 shows step-like excitation. When the diaphragm receives this force, the diaphragm starts to vibrate at the natural frequency of the diaphragm as shown in FIG. 4, but gradually attenuates. FIG. 5 shows a case where vibration is applied with a sine wave. As before, the displacement gradually attenuates when the excitation is stopped.
As described above, when the preset excitation time has passed, the displacement and vibration waveform of the diaphragm are measured (101).
Next, as in the prior art, the degree of vacuum is calculated from the vibration waveform based on the measurement result (102).
The obtained degree of vacuum, that is, the pressure inside the chamber 8 is displayed (103).

本実施形態においては、光だけを使用している。よほど強い光でない限り、光は周囲の電磁場に影響を与えないことが知られている。
したがって、本実施形態のものを電子顕微鏡に応用すれば、電子線の近傍においても、電子線に影響を及ぼさない真空度等の測定が可能となる。
また、光だけを使用しているので、周囲の電磁場の影響を受けない。したがって、プラズマ装置におけるプラズマ近傍の圧力も測定できる。
さらに、光ファイバを1本だけを使用しているので、従来例のように複数の電気配線を接続する必要がなく、配線が簡単となる。
本実施形態では、光ファイバを用いているので、信号伝達ノイズの影響を軽減することができる。
In this embodiment, only light is used. It is known that light does not affect the surrounding electromagnetic field unless it is very strong light.
Therefore, by applying the present embodiment to an electron microscope, it is possible to measure the degree of vacuum or the like that does not affect the electron beam even in the vicinity of the electron beam.
Moreover, since only light is used, it is not affected by the surrounding electromagnetic field. Therefore, the pressure near the plasma in the plasma apparatus can also be measured.
Furthermore, since only one optical fiber is used, it is not necessary to connect a plurality of electric wires as in the conventional example, and the wiring becomes simple.
In this embodiment, since an optical fiber is used, the influence of signal transmission noise can be reduced.

なお、本実施形態の図1に示される振動体1においては、振動板2を支える弾性支持部3は梁状の弾性部材によって構成されているが、このような構成に限定されるものではない。
これ以外に、例えば図12示すように、弾性支持部をねじりばね、いわゆるトーションバーで構成してもよい。
このように、弾性支持部をねじりばねで構成することにより、弾性体の変形状態を、曲げ、ではなくねじりにすることができる。
曲げ変形においては弾性体の付け根部分で曲げモーメントが大きくなるため、その部分の応力が大きくなりやすい。つまり応力集中が起こる。
これに対してねじり変形は応力集中が起こりにくい。応力が大きくなると材料の破壊につながりかねない。
したがって、以上のように弾性支持部をねじりばねで構成して、そのねじり変形を利用することで、材料選定の自由度を広げることができ、また弾性体の寿命を延ばすことが可能となり、振動センサの設計制約を緩和することができる。
In the vibrating body 1 shown in FIG. 1 of the present embodiment, the elastic support portion 3 that supports the diaphragm 2 is configured by a beam-shaped elastic member, but is not limited to such a configuration. .
In addition to this, for example, as shown in FIG. 12, the elastic support portion may be constituted by a torsion spring, a so-called torsion bar.
In this way, by configuring the elastic support portion with a torsion spring, the deformation state of the elastic body can be twisted instead of bent.
In bending deformation, the bending moment increases at the base portion of the elastic body, and the stress at that portion tends to increase. That is, stress concentration occurs.
In contrast, torsional deformation is less likely to cause stress concentration. Increased stress can lead to material failure.
Therefore, by configuring the elastic support portion with a torsion spring as described above and utilizing its torsional deformation, the degree of freedom in material selection can be expanded, and the life of the elastic body can be extended. Sensor design constraints can be relaxed.

また、これ以外にも、例えば図13示すように、弾性支持部をコイルばねで構成してもよい。
このように、弾性支持部をコイルばねで構成することにより、弾性体の長さを長くすることができるので、ばね定数の設計範囲を広げることができる。具体的には、ばね定数を下げることができる。
In addition to this, for example, as shown in FIG. 13, the elastic support portion may be constituted by a coil spring.
In this way, by configuring the elastic support portion with a coil spring, the length of the elastic body can be increased, so that the design range of the spring constant can be expanded. Specifically, the spring constant can be lowered.

[実施形態2]
本発明の実施形態2においては、加振用の光源と、波長の異なる測定用の光源を用いるようにした構成例について説明する。
図6に、本実施の形態の振動センサにおける加振用の光源と、波長の異なる測定用の光源を用いるようにした構成を示す。
実施形態1では振動板の加振と変位測定を同一の光源で行っていたのに対し、本実施形態ではそれらに別々の光源を用いるようにした点が異なるだけであるから、実施形態1と重複する部分の説明は、適宜省略する。
図6において、14は第2の光源を構成し、15はそのドライバである。
20は光混合器(ダイクロイックミラー)、21は第1の光源、22はドライバである。
振動体1は、振動板2とそれを支える弾性支持部3とハウジング4から構成されており、ハウジングは光ファイバ出射端5に固定されている。光ファイバのコア6を有する光ファイバ7が光ファイバ出射端5に固定される。これらは真空チャンバー8の内部に設置され、光ファイバ7は真空チャンバーに固定して設けられたコネクタ9に接続され外部の光ファイバ10と接続される。
光ファイバ10のもう一方の端は光ファイバ出射端11に接続され、この光ファイバ出射端11と光源との間の光路中に、光ファイバに入射させる光学レンズ12設けられ、特定波長の光だけを反射する光混合器(ダイクロイックミラー)20に接続される。光混合器(ダイクロイックミラー)20で分岐した一方において、この光混合器20で反射する波長の光を発する第1の光源21が設けられ、この第1の光源21がドライバ22に接続される。
光混合器20を透過した一方において、光分配器13(ビームスプリッタ)が設けられ、また光を分岐した一方において、さきほどの光混合器20を透過する波長の光を発する第2の光源14を設けられ、第2の光源14をドライバ15に接続されている。ビームスプリッタのもう一方に光検出器18を設けられ、アンプ19に接続され、アンプ19とドライバ15を制御装置16に接続され、制御装置16を表示装置17に接続される。
[Embodiment 2]
In Embodiment 2 of the present invention, a configuration example in which a light source for excitation and a measurement light source having different wavelengths are used will be described.
FIG. 6 shows a configuration in which a vibration light source and a measurement light source having different wavelengths are used in the vibration sensor of the present embodiment.
In the first embodiment, the vibration and the displacement measurement of the diaphragm are performed with the same light source. However, the present embodiment is different from the first embodiment only in that separate light sources are used for them. Description of overlapping parts is omitted as appropriate.
In FIG. 6, 14 constitutes a second light source, and 15 is its driver.
Reference numeral 20 denotes an optical mixer (dichroic mirror), 21 denotes a first light source, and 22 denotes a driver.
The vibrating body 1 includes a diaphragm 2, an elastic support portion 3 that supports the diaphragm 2, and a housing 4, and the housing is fixed to the optical fiber emitting end 5. An optical fiber 7 having an optical fiber core 6 is fixed to the optical fiber exit end 5. These are installed inside the vacuum chamber 8, and the optical fiber 7 is connected to a connector 9 fixed to the vacuum chamber and connected to an external optical fiber 10.
The other end of the optical fiber 10 is connected to the optical fiber exit end 11, in the optical path between the optical fiber emission end 11 and the light source, an optical lens 12 is provided to be incident on the optical fiber, especially Teinami It is connected to an optical mixer (dichroic mirror) 20 that reflects only long light. On one side branched by the optical mixer (dichroic mirror) 20, a first light source 21 that emits light having a wavelength reflected by the optical mixer 20 is provided, and the first light source 21 is connected to the driver 22.
On the one side that has passed through the optical mixer 20, a light distributor 13 (beam splitter) is provided. On the other hand, on the other side, the second light source 14 that emits light having a wavelength that passes through the optical mixer 20 is provided. A second light source 14 is connected to the driver 15. A photodetector 18 is provided on the other side of the beam splitter, connected to the amplifier 19, the amplifier 19 and the driver 15 are connected to the control device 16, and the control device 16 is connected to the display device 17.

以上の構成において、第1の光源21から出射した光は光混合器20で反射し、レンズ12の作用によって一点に集光し、そこに置かれた光ファイバ出射端から光ファイバ10の中に導かれる。この光がコネクタ9を介して真空チャンバー内の光ファイバ7に導かれ、光ファイバ出射端5に固定された光ファイバのコア6の端面から出射される。
この出射された光は振動板2にあたり、反射するので、振動板は光の放射圧の作用により光の強さに応じた力を受ける。したがって、光源14の強度変化に対応する力が振動板2に作用する。
また、振動板で反射した光はもときた光路を逆にたどって帰ってくるが、光混合器20で反射するので、後述する光検出器に影響は与えない。
第2の光源14から出射した光は光分配器13で反射し、光混合器20を透過し、レンズ12の作用によって一点に集光する。そして、そこに置かれた光ファイバ出射端から光ファイバ10の中に導かれ、コネクタ9を介して真空チャンバー内の光ファイバ7に導かれ、光ファイバ出射端5に固定された光ファイバのコア6の端面から出射する。
この出射した光は振動板2にあたり、反射した光は一部が再び光ファイバのコア6に入射するが、ごく一部の光だけが再び光ファイバのコア6に達し入射できる。
In the above configuration, the light emitted from the first light source 21 is reflected by the optical mixer 20, condensed at one point by the action of the lens 12, and enters the optical fiber 10 from the optical fiber emitting end placed there. Led. This light is guided to the optical fiber 7 in the vacuum chamber through the connector 9 and is emitted from the end face of the optical fiber core 6 fixed to the optical fiber emitting end 5.
Since the emitted light hits the diaphragm 2 and is reflected, the diaphragm receives a force corresponding to the intensity of the light by the action of the radiation pressure of the light. Therefore, a force corresponding to the intensity change of the light source 14 acts on the diaphragm 2.
Further, the light reflected by the diaphragm returns in the reverse direction of the original optical path, but is reflected by the optical mixer 20 and thus does not affect the photodetector described later.
The light emitted from the second light source 14 is reflected by the light distributor 13, passes through the light mixer 20, and is condensed at one point by the action of the lens 12. Then, the core of the optical fiber guided from the optical fiber exit end placed therein to the optical fiber 10, guided to the optical fiber 7 in the vacuum chamber via the connector 9, and fixed to the optical fiber exit end 5. 6 exits from the end face.
The emitted light hits the diaphragm 2, and a part of the reflected light is incident on the optical fiber core 6 again, but only a small part of the light reaches the optical fiber core 6 again and can enter.

実施形態1において説明したように、振動板の変位に従ってコア内に入射する光量が変化する。コア内に入射した光は光ファイバ7、コネクタ9、光ファイバ10と伝わる。そして、光ファイバ出射端11から出射し、レンズ12でコリメートされ、光混合器20を透過し、光分配器13を通過し、光検出器18で電気信号に変換され、アンプ19で信号を成形、制御装置16に接続する。
このように第1の光源21は振動板の加振に、第2の光源14は振動板の変位の測定に用いる。第1の光源の光は前述したように光混合器20の作用により、光検出器18に入射しない。従って加振と測定を同時に行うことができる。
As described in the first embodiment, the amount of light that enters the core changes according to the displacement of the diaphragm. Light entering the core is transmitted to the optical fiber 7, the connector 9, and the optical fiber 10. Then, the light exits from the optical fiber exit end 11, is collimated by the lens 12, passes through the optical mixer 20, passes through the optical distributor 13, is converted into an electrical signal by the photodetector 18, and is shaped by the amplifier 19. , Connected to the control device 16.
As described above, the first light source 21 is used for exciting the diaphragm, and the second light source 14 is used for measuring the displacement of the diaphragm. As described above, the light from the first light source does not enter the photodetector 18 due to the action of the optical mixer 20. Therefore, vibration and measurement can be performed simultaneously.

つぎに、本実施形態における振動センサによる測定に際しての制御動作について説明する。
図7に、本実施形態における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。
図7において、第2の光源は変位の測定に用いるため一定の光強度で駆動する。第1の光源を駆動する周波数を、振動体の共振周波数の近傍でスイープ(走査)しながら、その時の振動体の振動振幅と位相を測定する。すなわち、振動体の周波数応答解析を行う(200)。
つぎのステップでは、従来技術と同様、この振動波形から真空度を計算する(201)。
そして、得られた真空度、すなわちチャンバー8の内部の圧力を表示する(202)。
Next, a control operation at the time of measurement by the vibration sensor in the present embodiment will be described.
FIG. 7 shows a flowchart for explaining a control operation at the time of measurement by the vibration sensor in the present embodiment.
In FIG. 7, the second light source is driven at a constant light intensity for use in measuring displacement. While sweeping (scanning) the frequency for driving the first light source in the vicinity of the resonance frequency of the vibrating body, the vibration amplitude and phase of the vibrating body at that time are measured. That is, the frequency response analysis of the vibrating body is performed (200).
In the next step, as in the prior art, the degree of vacuum is calculated from this vibration waveform (201).
The obtained degree of vacuum, that is, the pressure inside the chamber 8 is displayed (202).

本実施形態によれば、実施形態1に比して、つぎの点で有利である。
実施形態1にでは、振動板の加振と変位測定を同じ光源で行っていた。したがって、変位を測定するときには光源から一定の強さの光にしておく必要があった。つまり、加振と測定は同時にできなかったので、振動体の挙動測定は加振力を停止した後の、残留振動を測定する方法が採られていた。
これに対して、本実施形態では加振用の光源と、これとは別の波長の異なる測定用の光源とを用いることにより、加振中でも測定ができるようになる。したがって、正弦波加振信号の周波数を変更しながら振動体の振幅と位相を測定する周波数解析手法が使える。この方法は残留振動を測定する場合に比べて、各周波数ごとの入力信号強度をずっと強くとれるので、高いSN比(信号・ノイズ比)を期待することができる。したがって、これによってより精度の高い真空計を実現することができる。
According to the present embodiment, the following points are advantageous compared to the first embodiment.
In the first embodiment, the vibration of the diaphragm and the displacement measurement are performed with the same light source. Therefore, when measuring the displacement, it is necessary to make the light of a certain intensity from the light source. That is, since vibration and measurement could not be performed at the same time, the behavior of the vibrating body was measured by measuring the residual vibration after the excitation force was stopped.
On the other hand, in this embodiment, measurement can be performed even during excitation by using a light source for excitation and a light source for measurement having a different wavelength. Therefore, a frequency analysis method for measuring the amplitude and phase of the vibrating body while changing the frequency of the sinusoidal excitation signal can be used. In this method, since the input signal intensity for each frequency can be made much stronger than in the case of measuring the residual vibration, a high SN ratio (signal / noise ratio) can be expected. Therefore, it is possible to realize a vacuum gauge with higher accuracy.

[実施形態3]
本発明の実施形態3においては、真空度を測定する前に、光源の出力を大きくし、振動体の温度を上昇させるシーケンスを有する構成例について説明する。ここでの振動センサは実施形態1または実施形態2と同様のものが用いられるので、実施形態1または実施形態2と重複する部分の説明は省略する。
本実施形態においては、まず、真空度を測定する前に、振動体を加振する光源の出力を一定時間大きくする。すると振動体の振動板は強い光に一定時間さらされることになるが、その一部は吸収されて熱に変化する。この熱で振動体の温度は上昇する。例えば300度といった温度上昇により、分子量の小さい有機物が蒸発し、振動体表面がクリーニングされる。
[Embodiment 3]
In Embodiment 3 of the present invention, a configuration example having a sequence for increasing the output of the light source and increasing the temperature of the vibrating body before measuring the degree of vacuum will be described. Since the vibration sensor here is the same as that in the first or second embodiment, the description of the same parts as those in the first or second embodiment is omitted.
In this embodiment, first, before measuring the degree of vacuum, the output of the light source for exciting the vibrating body is increased for a certain period of time. Then, the diaphragm of the vibrating body is exposed to strong light for a certain period of time, but part of it is absorbed and changed to heat. This heat raises the temperature of the vibrator. For example, when the temperature rises to 300 ° C., the organic substance having a small molecular weight evaporates and the surface of the vibrator is cleaned.

一般に大気中には汚れのもととなる様々な分子が存在している。例えば油などの有機物である。この分子が振動板に触れると一部が吸着され、振動板表面が汚れていく。
雰囲気ガスを構成する分子が振動板で反射するとき、雰囲気の分子が振動体に及ぼす力は振動体の汚れによって変化する。したがって、振動板の汚れぐあいによって、真空度の測定値も変化してしまう。
汚れが時間の経過とともに悪くなっていくとすると、それにつれて測定値もドリフトしていくことになり、真空計としての信頼性は著しく低下する。
この汚れは、上記したように振動体の温度を上昇させることにより解決できる。よごれの分子は温度の上昇に伴って蒸発するからである。
温度の上昇は、強い光を一定時間振動板に当てるだけでよい。一部が振動板に吸収され、振動板を昇温させることができる。
以上、本実施形態によれば、このような汚れをセンサ自身でセンサを清浄に保つセルフクリーニングの機能によりクリーニングすることが可能となる。これにより振動体表面をいつも清浄な表面に保つことにより、測定信頼性を向上することができる。
In general, there are various molecules that cause dirt in the atmosphere. For example, organic substances such as oil. When this molecule touches the diaphragm, a part is adsorbed and the surface of the diaphragm becomes dirty.
When the molecules constituting the atmosphere gas are reflected by the diaphragm, the force exerted by the molecules in the atmosphere on the vibrating body varies depending on the contamination of the vibrating body. Therefore, the measured value of the degree of vacuum also changes depending on the contamination of the diaphragm.
If the dirt gets worse over time, the measured value will drift with it, and the reliability of the vacuum gauge will be significantly reduced.
This contamination can be solved by increasing the temperature of the vibrating body as described above. This is because dirty molecules evaporate with increasing temperature.
In order to increase the temperature, it is only necessary to apply strong light to the diaphragm for a certain period of time. A part is absorbed by the diaphragm, and the temperature of the diaphragm can be raised.
As described above, according to the present embodiment, such dirt can be cleaned by the self-cleaning function for keeping the sensor clean by the sensor itself. Thereby, measurement reliability can be improved by always keeping the surface of the vibrating body clean.

[実施形態4]
本発明の実施形態4においては、振動体の変位から該振動体の物性を測定する過程を有する測定方法として、つぎのような測定方法の構成例について説明する。
すなわち、真空度を測定する前に、光源の出力を一定に保ち、その時の振動体の変位から振動体のばね定数を計算するシーケンスを有する構成例について説明する。ここでの振動センサは実施形態2のものが用いられるので、実施形態2と重複する部分についての説明は省略する。
[Embodiment 4]
In Embodiment 4 of the present invention, a configuration example of the following measuring method will be described as a measuring method having a process of measuring the physical properties of the vibrating body from the displacement of the vibrating body.
That is, a configuration example having a sequence for calculating the spring constant of the vibrating body from the displacement of the vibrating body at that time while keeping the output of the light source constant before measuring the degree of vacuum will be described. Since the vibration sensor of the second embodiment is used here, the description of the parts overlapping with those of the second embodiment is omitted.

振動式の真空計は真空度によって、振動体の挙動すなわち、共振周波数や減衰率が変化することを測定原理としている。もしも、ばね定数が温度などの影響によって変化すると共振周波数がずれる。この共振周波数のずれが、ばね定数の変化によるものなのか、真空度の変化によるものなのか区別できないため、結局真空計の測定値に影響してしまう。
そこで、測定前に温度などの影響によって変化するばね定数をあらかじめ測定しておくことにより、共振周波数を予測することが可能となり、その共振周波数からのずれを観測値とすることにより、ばね定数変化の影響を補正することができる。
本実施形態においては、ばね定数の測定は、光源の出力を一定、すなわち一定の力を振動体に与え、その時の振動体の変位を測定することにより、可能である。その結果、環境温度の影響などによって変化する振動体の物性値の変化に影響されない真空計を構成することができる。
また、ばね定数が温度で変化するため、ここで測定したばね定数は環境の温度の関数とも言える。従って、本実施形態によれば、環境の温度と真空度を同時に測定可能であり、従来には無い機能をもった振動センサを実現することができる。
The vibration type vacuum gauge is based on the measurement principle that the behavior of the vibrating body, that is, the resonance frequency and the attenuation factor change depending on the degree of vacuum. If the spring constant changes due to the influence of temperature or the like, the resonance frequency shifts. Since it is not possible to distinguish whether the resonance frequency shift is due to a change in the spring constant or a change in the degree of vacuum, the measurement value of the vacuum gauge is ultimately affected.
Therefore, it is possible to predict the resonance frequency by measuring in advance the spring constant that changes due to the influence of temperature, etc. before the measurement. The influence of can be corrected.
In this embodiment, the spring constant can be measured by applying a constant output of the light source, that is, applying a constant force to the vibrating body, and measuring the displacement of the vibrating body at that time. As a result, it is possible to configure a vacuum gauge that is not affected by the change in the physical property value of the vibrator that changes due to the influence of the environmental temperature or the like.
Further, since the spring constant changes with temperature, the spring constant measured here can be said to be a function of the temperature of the environment. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to simultaneously measure the environmental temperature and the degree of vacuum, and it is possible to realize a vibration sensor having a function that has not existed in the past.

図8に、本実施形態における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。
図8において、第2の光源は変位の測定に用いるため一定の光強度で駆動し、まず、振動体の物性を測定する(300)。
この様子を図9のタイムチャートで説明する。
第1の光源を点灯し、一定の光強度、一定の力fで振動板を押し、このときの振動体の変位hを光検出手段で測定する。
図のように、測定は力のオンオフで振動体の変位は若干振動するが、その振動が十分おさまった時間を待って行う。
振動体のばね定数はh/fで計算できる。振動体の質量をmとするとこの振動体の固有振動周波数は次式で計算できる。

Figure 0004860972
FIG. 8 is a flowchart for explaining a control operation at the time of measurement by the vibration sensor in the present embodiment.
In FIG. 8, since the second light source is used for measuring displacement, it is driven with a constant light intensity, and first the physical properties of the vibrating body are measured (300).
This will be described with reference to the time chart of FIG.
The first light source is turned on, the diaphragm is pushed with a constant light intensity and a constant force f, and the displacement h of the vibrating body at this time is measured by the light detection means.
As shown in the figure, the measurement is performed by turning on / off the force, and the displacement of the vibrating body vibrates slightly, but waits for a time when the vibration is sufficiently suppressed.
The spring constant of the vibrating body can be calculated by h / f. If the mass of the vibrating body is m, the natural vibration frequency of this vibrating body can be calculated by the following equation.
Figure 0004860972

つぎに、第1の光源を駆動する周波数を、上式の振動体の共振周波数を中心として、その近傍の周波数でスイープ(走査)しながら、その時の振動体の振動振幅と位相を測定する。すなわち、振動体の周波数応答解析を行う(301)。
この周波数応答の横軸から上式の振動体の共振周波数を差し引いておく。これにより温度などでばね定数が変わり、振動体の周波数が変化したとしても、その影響をキャンセルすることができる。
つぎのステップでは、従来技術と同様、この振動波形から真空度を計算する(302)。
そして、得られた真空度、すなわちチャンバー8の内部の圧力を表示する(303)。
本実施形態によれば、環境変化により振動体のばね定数が変わってしまってもその影響をキャンセルすることができるので、信頼性の高い真空度測定が可能となる。
Next, the vibration amplitude and phase of the vibrating body at that time are measured while sweeping (scanning) the frequency at which the first light source is driven around the resonance frequency of the vibrating body of the above formula. That is, the frequency response analysis of the vibrating body is performed (301).
The resonance frequency of the above vibrating body is subtracted from the horizontal axis of this frequency response. As a result, even if the spring constant changes due to temperature or the like and the frequency of the vibrating body changes, the influence can be canceled.
In the next step, as in the prior art, the degree of vacuum is calculated from this vibration waveform (302).
The obtained degree of vacuum, that is, the pressure inside the chamber 8 is displayed (303).
According to this embodiment, even if the spring constant of the vibrating body changes due to environmental changes, the influence can be canceled, so that highly reliable vacuum measurement can be performed.

[実施形態5]
本発明の実施形態5においては、真空チャンバーに、もう一つ別に真空計を設置した構成例について説明する。
油などの有機物が環境雰囲気中にあると、それが振動体に吸着し、吸着した量に従って振動体の挙動すなわち共振周波数や減衰率が変化する。真空度の変化によっても同じ効果をもたらすが、真空度を別に設けた真空計で測定することにより、真空度の変化を補正することが可能となり、振動体に吸着する成分の量を知ることができる。
[Embodiment 5]
In Embodiment 5 of the present invention, a configuration example in which another vacuum gauge is installed in the vacuum chamber will be described.
When an organic substance such as oil is present in the environmental atmosphere, it is adsorbed to the vibration body, and the behavior of the vibration body, that is, the resonance frequency and the attenuation factor change according to the amount of adsorption. The same effect can be achieved by changing the degree of vacuum, but by measuring the degree of vacuum with a vacuum gauge provided separately, it is possible to correct the change in degree of vacuum and know the amount of components adsorbed on the vibrator. it can.

図10に、本実施形態の振動センサの構成を示す。実施形態1と重複する部分についての説明は省略する。
図10において、23はもう一つ別に真空チャンバーに設置された真空計である。この真空計については、実施形態1等の振動センサによる真空計でよく、また他の方式、例えばピラニー真空計や電離真空計でもかまわない。
この真空計を制御装置16に接続する。
FIG. 10 shows the configuration of the vibration sensor of this embodiment. A description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.
In FIG. 10, reference numeral 23 denotes another vacuum gauge installed in the vacuum chamber. The vacuum gauge may be a vacuum gauge based on the vibration sensor of the first embodiment or the like, or may be another system such as a Pirani vacuum gauge or an ionization vacuum gauge.
This vacuum gauge is connected to the control device 16.

図11に、本実施形態における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。
図11において、まず強い光を一定時間振動体にあて、振動体の温度を上昇させることにより、汚れ成分を蒸発させる(400)。これは前述した実施形態3と同じである。
つぎに、真空計23で真空度を測定する(401)。
つぎに、振動体の振動の挙動を測定する(402)。
振動体は次式で表される固有周波数を持っている。

Figure 0004860972
FIG. 11 shows a flowchart for explaining a control operation at the time of measurement by the vibration sensor in the present embodiment.
In FIG. 11, first, intense light is applied to the vibrating body for a certain period of time, and the temperature of the vibrating body is raised to evaporate the dirt component (400). This is the same as the third embodiment described above.
Next, a vacuum degree is measured with the vacuum gauge 23 (401).
Next, the vibration behavior of the vibrating body is measured (402).
The vibrating body has a natural frequency expressed by the following equation.
Figure 0004860972

ここで、kはばね定数で主に振動板2のばね定数を表し、mは振動体の質量で特に振動によって動く振動板の質量を表す。
この式は、固有周波数が振動板の質量変化によって変化することを意味している。
したがって、固有周波数を測定すれば、振動板に吸着した成分の質量を測定できる。
しかし、実際には従来技術の部分でも説明したように、環境の真空度によって固有周波数や減衰率は変化を受ける。
そのため、ここでは別に設けた真空計23の真空度をもとに、固有周波数や減衰率の変化を予測しておき、その予測値と、実際の測定値との差をとることによって、振動板に吸着した成分の質量つまりmを測定する(403)。
そして、得られた振動板に吸着した成分の質量を表示する(404)。
Here, k is a spring constant, which mainly represents the spring constant of the diaphragm 2, and m is a mass of the vibrating body, particularly a mass of the diaphragm that is moved by vibration.
This equation means that the natural frequency varies with the mass change of the diaphragm.
Therefore, if the natural frequency is measured, the mass of the component adsorbed on the diaphragm can be measured.
However, the natural frequency and the attenuation rate are actually changed depending on the degree of vacuum of the environment as described in the prior art.
Therefore, the diaphragm is estimated by predicting the change of the natural frequency and the attenuation rate based on the degree of vacuum of the vacuum gauge 23 provided separately, and taking the difference between the predicted value and the actual measured value. The mass of the component adsorbed on the surface, that is, m is measured (403).
Then, the mass of the component adsorbed on the obtained diaphragm is displayed (404).

振動板に吸着する成分とは、例えば油成分のような真空環境の汚れ成分が考えられる。このような真空環境の汚れを測定し、監視することはスパッタや電子顕微鏡など真空機器の性能を発揮するために重要なことである。
本実施形態では、真空度の測定を主な用途としているが、同じ作用、同じ構成を用い、振動板への吸着量を測定するという方法によって、真空環境の汚れの測定も可能となる。
As a component adsorbed on the diaphragm, a vacuum component such as an oil component can be considered. Measuring and monitoring the contamination of such a vacuum environment is important for exerting the performance of vacuum equipment such as sputtering and electron microscopes.
In this embodiment, the measurement of the degree of vacuum is mainly used. However, it is possible to measure the contamination of the vacuum environment by using the same action and the same configuration and measuring the amount of adsorption to the diaphragm.

[実施形態6]
本発明の実施形態6においては、実施形態1の光学系を変更した構成例について説明する。
図14に、本実施形態の振動センサにおける構成を示す。
本実施形態では光学系を変更した点が実施形態1と異なるだけであるから、重複する部分の説明は、適宜省略する。
1は振動体であり、振動体は、振動板2とそれを支える弾性支持部3とハウジング4から構成されており、ハウジングは光ファイバ出射端5に固定されている。光ファイバのコア6を有する光ファイバ7を光ファイバ出射端5に固定する。これらは真空チャンバー8の内部に設置され、光ファイバ7は真空チャンバーに固定して設けられたコネクタ9に接続され外部の光ファイバ10と接続される。
光ファイバ10のもう一方の端は光分配器24、この場合は光ファイバカプラに接続する。この光ファイバカプラはハーフミラーの機能を持っており、2つの光を1つに混合したり、逆に1つの光を2つに分岐したりできる。
光分配器24の一端には光ファイバ出射端25および、光ファイバに入射させる光学レンズ26が設けられ、また半導体レーザーなどの光源14が設けられ、光源14をドライバ15に接続されている。
光分配器24のもう一端には、光ファイバ出射端11および、検出器18が設けられ、アンプ19に接続されている。このアンプ19とドライバ15は制御装置16に接続され、制御装置16が表示装置17に接続される。
[Embodiment 6]
In the sixth embodiment of the present invention, a configuration example in which the optical system of the first embodiment is changed will be described.
FIG. 14 shows a configuration of the vibration sensor of the present embodiment.
In the present embodiment, the only difference is that the optical system is changed from that of the first embodiment.
Reference numeral 1 denotes a vibrating body. The vibrating body includes a diaphragm 2, an elastic support portion 3 that supports the diaphragm 2, and a housing 4. The housing is fixed to the optical fiber emitting end 5. An optical fiber 7 having an optical fiber core 6 is fixed to the optical fiber output end 5. These are installed inside the vacuum chamber 8, and the optical fiber 7 is connected to a connector 9 fixed to the vacuum chamber and connected to an external optical fiber 10.
The other end of the optical fiber 10 is connected to an optical distributor 24, in this case an optical fiber coupler. This optical fiber coupler has the function of a half mirror, and can mix two lights into one, or conversely branch one light into two.
One end of the optical distributor 24 is provided with an optical fiber emitting end 25 and an optical lens 26 for entering the optical fiber, and a light source 14 such as a semiconductor laser is provided. The light source 14 is connected to the driver 15.
At the other end of the optical distributor 24, an optical fiber output end 11 and a detector 18 are provided and connected to an amplifier 19. The amplifier 19 and the driver 15 are connected to the control device 16, and the control device 16 is connected to the display device 17.

以上の構成において、光源14から出射した光はレンズ26の作用によって一点に集光し、そこに置かれた光ファイバ出射端25から光ファイバに導かれる。この光が光分配器24を通過し、コネクタ9を介して真空チャンバー内の光ファイバ7に導かれ、光ファイバ出射端5に固定された光ファイバのコア6の端面から出射される。この出射した光は振動板2にあたり、反射するので、振動板は光の放射圧の作用により光の強さに応じた力を受ける。
また、振動板で反射した光は一部が再び光ファイバのコア6に入射する。そして、コア内に入射した光は光ファイバ7、コネクタ9、光ファイバ10と伝わり、光分配器22を通過し、光ファイバ出射端11から出射し、光検出器18で電気信号に変換される。
このあとの作用は図1で説明した実施形態1と同じなので説明を省略する。
本実施の形態によれば、ほとんどの光学部品をファイバーで構成することができるので、さらに小型化を図ることが可能となる。
また、光源についてもファイバーレーザーを用いれば、レンズ26も必要なくなり、さらに小型化ができる。ファイバーレーザーとは、ファイバーのコア部を発光層とするレーザーのことで、広く知られているものである。
In the above configuration, the light emitted from the light source 14 is condensed at one point by the action of the lens 26 and guided to the optical fiber from the optical fiber emitting end 25 placed there. This light passes through the optical distributor 24, is guided to the optical fiber 7 in the vacuum chamber through the connector 9, and is emitted from the end face of the optical fiber core 6 fixed to the optical fiber emitting end 5. Since the emitted light hits the diaphragm 2 and is reflected, the diaphragm receives a force corresponding to the intensity of the light by the action of the radiation pressure of the light.
A part of the light reflected by the diaphragm is incident again on the core 6 of the optical fiber. The light incident on the core is transmitted to the optical fiber 7, the connector 9, and the optical fiber 10, passes through the optical distributor 22, exits from the optical fiber exit end 11, and is converted into an electrical signal by the photodetector 18. .
The subsequent operation is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG.
According to the present embodiment, most of the optical components can be made of fibers, so that further miniaturization can be achieved.
Further, if a fiber laser is used as the light source, the lens 26 is not necessary and the size can be further reduced. The fiber laser is a laser having a core portion of the fiber as a light emitting layer, and is widely known.

本発明の実施形態1における振動センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vibration sensor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1における振動板の変位を測定する原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle which measures the displacement of the diaphragm in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。3 is a flowchart for explaining a control operation in measurement by the vibration sensor according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1において、振動板を加振する時間と振動板の変位を測定する時間とを分けて光源の制御を行う際の、ステップ状に加振する制御パターン例を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the example of a control pattern which vibrates in a step shape at the time of dividing the time which vibrates a diaphragm, and the time which measures the displacement of a diaphragm into a light source. . 本発明の実施形態1において、振動板を加振する時間と振動板の変位を測定する時間とを分けて光源の制御を行う際の、正弦波で加振した制御パターン例を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the example of a control pattern which vibrated with the sine wave at the time of dividing the time which vibrates a diaphragm, and the time which measures the displacement of a diaphragm, and performing light source control. . 本発明の実施形態2における振動センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vibration sensor in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。7 is a flowchart for explaining a control operation in measurement by a vibration sensor in Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態4における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。6 is a flowchart for explaining a control operation in measurement by a vibration sensor according to Embodiment 4 of the present invention. 本発明の実施形態4における振動体の物性を測定する際のタイムチャートを示す図である。It is a figure which shows the time chart at the time of measuring the physical property of the vibrating body in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5における振動センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the vibration sensor in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態5における振動センサによる測定に際しての制御動作を説明するフローチャートを示す。7 is a flowchart for explaining a control operation in measurement by a vibration sensor according to Embodiment 5 of the present invention. 本発明の実施形態1における弾性支持部をねじりばねで構成した例を説明する図である。It is a figure explaining the example which comprised the elastic support part in Embodiment 1 of this invention with the torsion spring. 本発明の実施形態1における弾性支持部をコイルばねで構成した例を説明する図である。It is a figure explaining the example which comprised the elastic support part in Embodiment 1 of this invention with the coil spring. 本発明の実施形態6における光学系を変更した構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example which changed the optical system in Embodiment 6 of this invention. 従来例である特許文献1の真空計の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the vacuum gauge of patent document 1 which is a prior art example. 従来例である特許文献2に開示された真空計の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the vacuum gauge disclosed by patent document 2 which is a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1:振動体
2:振動板
3:弾性支持部
4:ハウジング
5:光ファイバ出射端
6:光ファイバのコア
7:光ファイバ
8:真空チャンバー
9:コネクタ
10:光ファイバ
11:光ファイバ出射端
12:レンズ
13:光分配器(ビームスプリッタ)
14:光源
15:ドライバ
16:制御装置
17:表示装置
18:光検出器
19:アンプ
1: Vibrator 2: Diaphragm 3: Elastic support part 4: Housing 5: Optical fiber exit end 6: Optical fiber core 7: Optical fiber 8: Vacuum chamber 9: Connector 10: Optical fiber 11: Optical fiber exit end 12 : Lens 13: Optical distributor (beam splitter)
14: Light source 15: Driver 16: Control device 17: Display device 18: Photo detector 19: Amplifier

Claims (10)

振動センサであって、
一本で構成された光ファイバと、
前記光ファイバの一方の端部側に、振動振幅の方向が該光ファイバの光軸と一致するように設けられた振動体と、
前記光ファイバの他方の端部側に配された、
前記光ファイバの他方の端部から前記一方の端部に導かれた光を前記振動体側に出射させる源、及び該光源の光による放射圧によって前記振動体を加振するため該光源からの光を強度変調する光源制御装置と、
前記放射圧によって加振された振動体の変位を検出する光検出手段と、を有し、
前記光検出手段が、前記振動体側に出射され前記振動体で反射されて、前記光ファイバを介して導かれる反射光の光量変化によって、前記振動体の変位を検出可能に構成されていることを特徴とする振動センサ。
A vibration sensor,
A single optical fiber;
A vibrating body provided on one end side of the optical fiber so that the direction of vibration amplitude coincides with the optical axis of the optical fiber;
Arranged on the other end side of the optical fiber,
Light source for the other light guided to the end portion of the one from the end emitted to the vibration member side of the optical fiber, and by radiation pressure by light of the light source from the light source to vibrate the vibrating body A light source control device for modulating the intensity of light;
Photodetection means for detecting the displacement of the vibrating body vibrated by the radiation pressure ,
The light detecting means is configured to be able to detect the displacement of the vibrating body by a change in the amount of reflected light that is emitted to the vibrating body side, reflected by the vibrating body, and guided through the optical fiber. A characteristic vibration sensor.
前記光源制御装置で強度変調して放射圧によって前記振動体を加振するために用いられる光源と、
前記光ファイバの一方の端部から導かれ前記他方の端部から出射する前記反射光を、前記光検出手段によって検出するために用いられる光源が、
同一の光源であることを特徴とする請求項1に記載の振動センサ。
A light source used to vibrate the vibrator by radiation pressure after intensity modulation by the light source control device;
The reflected light emitted from one derived from the end portion the other end of the optical fiber, and a light source used for detection by said light detecting means,
The vibration sensor according to claim 1, wherein the light sources are the same.
前記光源制御装置で強度変調して放射圧によって前記振動体を加振するために用いられる光源と、
前記光ファイバの一方の端部から導かれ前記他方の端部から出射する前記反射光を、前記光検出手段によって検出するために用いられる光源が、
異なる光源であることを特徴とする請求項1に記載の振動センサ。
A light source used to vibrate the vibrator by radiation pressure after intensity modulation by the light source control device;
The reflected light emitted from one derived from the end portion the other end of the optical fiber, and a light source used for detection by said light detecting means,
The vibration sensor according to claim 1, wherein the vibration sensors are different light sources.
前記加振に用いられる光源と前記検出に用いられる光源とが異なる波長の光源からなり、これら光源と前記光ファイバの他方の端部側との間の光路中に特定波長の光を反射する光混合器を有し、
前記光源制御装置が前記加振に用いられる光源の強度を変調する一方、前記検出に用いられる光源の強度を一定に保つように構成され、
前記加振に用いられる光源からの前記光源制御装置で強度変調された光を前記光混合器を介して前記振動体に導いて該振動体を加振すると共に、前記振動体で反射され前記光ファイバの他方の端部側から出射された前記検出に用いられる光源からの光を前記光混合器を介して前記光検出手段に導いて該光検出手段により検出することを特徴とする請求項3に記載の振動センサ。
The light source used for the excitation and the light source used for the detection are light sources having different wavelengths, and light that reflects light of a specific wavelength in an optical path between the light source and the other end side of the optical fiber. Having a mixer,
The light source control device is configured to modulate the intensity of the light source used for the excitation while keeping the intensity of the light source used for the detection constant,
The light that has been intensity-modulated by the light source control device from the light source used for the excitation is guided to the vibrating body via the optical mixer to vibrate the vibrating body, and is reflected by the vibrating body and the light. The light from the light source used for the detection emitted from the other end side of the fiber is guided to the light detection means via the optical mixer and detected by the light detection means. The vibration sensor described in 1.
前記光ファイバにおける前記他方の端部に到るまでの光路中に、前記光源からの光を通過させ前記振動体に導く一方、前記振動体で反射された前記光源からの光を前記光検出手段に導く光分配器を有し、
前記光源からの前記光源制御装置で強度変調された光を前記光分配器を介して前記振動体に導いて該振動体を加振すると共に、前記振動体で反射された前記光源からの光を前記光分配器を介して前記光検出手段に導いて該光検出手段により検出することを特徴とする請求項1に記載の振動センサ。
The light from the light source that is reflected by the vibrating body is guided to the vibrating body while passing the light from the light source in the optical path to the other end of the optical fiber. Having a light distributor leading to
Light from the light source that has been intensity-modulated by the light source control device is guided to the vibrating body via the light distributor to vibrate the vibrating body, and light from the light source reflected by the vibrating body The vibration sensor according to claim 1, wherein the vibration sensor is guided to the light detection means via the light distributor and detected by the light detection means.
前記振動体は、弾性支持部材によって支持された振動板を備え、該弾性支持部材がねじりばね又はコイルばねで構成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の振動センサ。   The said vibrating body is provided with the diaphragm supported by the elastic support member, and this elastic support member is comprised by the torsion spring or the coil spring, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. Vibration sensor. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の振動センサを備え、前記振動体の加振による変位の測定結果に基づいて真空度を測定するように構成されていることを特徴とする真空計。   A vacuum gauge comprising the vibration sensor according to any one of claims 1 to 6 and configured to measure a degree of vacuum based on a measurement result of displacement caused by vibration of the vibrating body. . 請求項1〜6のいずれか1項に記載の振動センサを用いた測定方法であって、前記振動体の加振による変位を測定する前に、光源の出力を大きくして前記振動体の温度を上昇させることによって該振動体をクリーニングして前記変位を測定することを特徴とする測定方法。   It is a measuring method using the vibration sensor of any one of Claims 1-6, Comprising: Before measuring the displacement by the vibration of the said vibrating body, the output of a light source is enlarged and the temperature of the said vibrating body is increased. Measuring the displacement by cleaning the vibrating body by raising the height. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の振動センサを用いた測定方法であって、前記振動体の加振による変位を測定する前に、光源の出力を一定に保ってその際における振動体の変位から該振動体の物性を測定する過程を有することを特徴とする測定方法。   It is a measuring method using the vibration sensor of any one of Claims 1-6, Comprising: Before measuring the displacement by the vibration of the said vibrating body, keeping the output of a light source constant, the vibration in that case A measuring method comprising a step of measuring physical properties of the vibrating body from a displacement of the body. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の振動センサと、さらに別の真空計とを用い振動体の吸着する成分の量を測定する測定方法であって、
前記真空計で測定した真空度と、前記振動体の加振に対する変位とに基づいて、前記振動体を設置した環境において振動体に吸着した成分の量を測定することを特徴とする測定方法。
A measurement method for measuring the amount of a component adsorbed by a vibrating body using the vibration sensor according to any one of claims 1 to 6 and another vacuum gauge,
A measuring method, comprising: measuring an amount of a component adsorbed on a vibrating body in an environment where the vibrating body is installed based on a degree of vacuum measured by the vacuum gauge and a displacement of the vibrating body with respect to vibration.
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