JP5203903B2 - レーザ干渉計 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ干渉計に関し、特に所定の周波数を有する変調信号にてレーザ光を変調することでレーザ光の中心波長を安定化して射出するレーザ光源を備えるレーザ干渉計に関する。

従来、レーザ光を射出するレーザ光源と、所定の位置に設けられ、レーザ光を反射する参照面と、被測定物に取り付けられ、レーザ光を反射する測定面と、参照面、及び測定面にて反射される光の干渉光に基づいて、測定面の変位を検出することで被測定物の変位を測定するマイケルソン型のレーザ干渉計が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載されるようなレーザ干渉計では、干渉光における干渉縞の波数と、レーザ光の中心波長とに基づいて、測定面の変位を検出するので、レーザ光の中心波長の安定度が高いレーザ光源が必要となる。

このようなレーザ光源としては、所定の周波数を有する変調信号にてレーザ光を変調することでレーザ光の中心波長を安定化して射出するものが知られている（例えば、特許文献２）。
特許文献２に記載のヨウ素安定化レーザでは、変調信号にてレーザ光を変調することでヨウ素の飽和吸収線を検出してレーザ光の中心波長を安定化して射出している。

しかしながら、射出されるレーザ光には変調信号が重畳されているので、レーザ光の波長は、中心波長を中心として僅かに変動することになる。したがって、このようなレーザ光源を備えるレーザ干渉計では、レーザ光の波長が中心波長とは異なる波長となるときに干渉縞の波数を取得すると、測定面の変位の検出誤差が生じ、ひいては被測定物の変位の測定誤差が生じるという問題がある。
これに対して、レーザ光源の変調信号と同期することでレーザ光の波長が中心波長となるときに干渉縞の波数を取得し、測定誤差を低減する方法が考えられる。このような方法によれば、被測定物が静止している場合には、適切に被測定物の変位を測定することができる。

特開平０２−２２５０３号公報 特開２００１−２７４４９５号公報

しかしながら、このような方法によると、被測定物が移動をする場合には、適切に被測定物の変位を測定することができないという問題がある。具体的に、レーザ光の波長が中心波長となるとき以外のタイミングで被測定物の変位を測定すると、レーザ干渉計は、レーザ光の波長が中心波長となるのを待って干渉縞の波数を取得する。したがって、被測定物の移動による測定誤差が生じるので、適切に被測定物の変位を測定することができないという問題がある。
例えば、変調信号の周波数を３ｋＨｚとすれば、レーザ光の波長が中心波長となる周期は約０．３ｍｓとなる。そして、被測定物が１ｍｍ／ｓで移動しているとすれば、被測定物の移動による最大測定誤差は約０．３μｍとなる。

本発明の目的は、被測定物が移動をする場合であっても適切に被測定物の変位を測定することができるレーザ干渉計を提供することにある。

本発明のレーザ干渉計は、レーザ光を射出するレーザ光源と、所定の位置に設けられ、前記レーザ光を反射する参照面と、被測定物に取り付けられ、前記レーザ光を反射する測定面と、前記参照面、及び前記測定面にて反射される光の干渉光に基づいて、前記測定面の変位を検出することで前記被測定物の変位を測定するレーザ干渉計であって、前記レーザ光源は、所定の周波数を有する変調信号にて前記レーザ光を変調することで前記レーザ光の中心波長を安定化して射出し、前記干渉光における干渉縞の波数を取得する干渉縞取得手段と、前記レーザ光の波長を取得する波長取得手段と、前記干渉縞の波数と、前記干渉縞の波数を取得したときの前記レーザ光の波長とに基づいて、前記測定面の変位を算出する変位算出手段とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、変位算出手段は、干渉縞取得手段にて取得される干渉縞の波数と、干渉縞の波数を取得したときに波長取得手段にて取得されたレーザ光の波長とに基づいて、測定面の変位を算出するので、レーザ干渉計は、レーザ光の波長が中心波長とは異なる波長となるときに干渉縞の波数を取得する場合であっても適切に測定面の変位を検出することができる。したがって、被測定物が移動をする場合であっても適切に被測定物の変位を測定することができる。
なお、レーザ光源から射出されるレーザ光には変調信号が重畳されているので、レーザ光の波長は、変調信号の位相、または電圧に基づいて取得することができる。

本発明では、前記測定面の変位のゼロ点を設定したときの前記レーザ光源から前記参照面までの光路と、前記レーザ光源から前記測定面までの光路との光路差に基づく測定誤差を補正するための補正情報を取得する補正情報取得手段を備え、前記補正情報取得手段は、前記光路差を取得する光路差取得部と、前記測定面の変位のゼロ点を設定したときの前記レーザ光の波長を前記波長取得手段に取得させるゼロ点波長取得部とを備え、前記変位算出手段は、前記干渉縞の波数と、前記干渉縞の波数を取得したときの前記レーザ光の波長と、前記光路差と、前記ゼロ点波長取得部にて取得される前記レーザ光の波長とに基づいて、前記測定面の変位を算出することが好ましい。

ここで、レーザ干渉計では、干渉縞の波数は、レーザ光源から参照面までの光路と、レーザ光源から測定面までの光路との光路差、及び干渉縞の波数を取得したときのレーザ光の波長に応じて変化する。なお、レーザ光源から参照面までの光路と、レーザ光源から測定面までの光路との光路差が０の場合には、干渉縞の波数は、干渉縞の波数を取得したときのレーザ光の波長に応じて変化しない。

また、レーザ干渉計では、測定面の変位のゼロ点が設定され、設定されたゼロ点からの測定面の変位を検出する。
本発明のレーザ干渉計では、変位検出手段は、干渉縞の波数と、干渉縞の波数を取得したときのレーザ光の波長とに基づいて、測定面の変位を算出しているので、測定面の変位のゼロ点を設定したときのレーザ光の波長と、被測定物の変位を測定するときのレーザ光の波長とが異なっていると、測定誤差が生じる場合がある。

具体的に、ゼロ点を設定したときのレーザ光源から参照面までの光路と、レーザ光源から測定面までの光路との光路差（以下、デッドパスとする）が０の場合には、測定誤差は生じない。この場合には、干渉縞の波数は、干渉縞の波数を取得したときのレーザ光の波長に応じて変化しないので、ゼロ点を設定したときのレーザ光の波長と、被測定物の変位を測定するときのレーザ光の波長とが異なっていてもゼロ点を示す干渉縞の波数は同じになるからである。

これに対して、デッドパスが０でない場合には、デッドパスに基づく測定誤差が生じることになる。この場合には、干渉縞の波数は、干渉縞の波数を取得したときのレーザ光の波長に応じて変化するので、測定面の変位のゼロ点を設定したときのレーザ光の波長と、被測定物の変位を測定するときのレーザ光の波長とが異なっていると、ゼロ点を示す干渉縞の波数が異なるからである。言い換えると、デッドパスが０でない場合には、測定面の変位のゼロ点を設定したときのレーザ光の波長と、被測定物の変位を測定するときのレーザ光の波長とが異なっていると、見かけ上ゼロ点が移動するからである。

本発明によれば、レーザ干渉計は、デッドパスに基づく測定誤差を補正するための補正情報（光路差、及びゼロ点を設定したときのレーザ光の波長）を取得する補正情報取得手段を備え、変位算出手段は、補正情報取得手段にて取得される補正情報に基づいて、測定面の変位を算出するので、デッドパスに基づく測定誤差を適切に補正することができる。したがって、被測定物が移動をする場合であっても更に適切に被測定物の変位を測定することができる。

本発明では、前記波長取得手段は、前記変調信号の位相に基づいて、前記レーザ光の波長を取得することが好ましい。
このような構成によれば、前述したレーザ干渉計と同様の作用効果を奏することができる。

本発明では、前記波長取得手段は、前記変調信号の電圧に基づいて、前記レーザ光の波長を取得することが好ましい。
このような構成によれば、前述したレーザ干渉計と同様の作用効果を奏することができる。

本発明では、前記波長取得手段にて前記レーザ光の波長を取得したときの空気屈折率を取得する空気屈折率取得手段を備え、前記変位算出手段は、前記空気屈折率に基づいて、前記レーザ光の波長を補正することが好ましい。

ここで、レーザ光の波長は、前述したように変調信号によって変化する他、空気屈折率によっても変化する。
本発明によれば、変位算出手段は、空気屈折率取得手段にて取得される空気屈折率に基づいて、レーザ光の波長を補正するので、更に適切に測定面の変位を検出することができる。したがって、被測定物が移動をする場合であっても更に適切に被測定物の変位を測定することができる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔レーザ干渉計の概略構成〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ干渉計１を示す模式図である。
レーザ干渉計１は、図１に示すように、レーザ光を射出するレーザ光源２と、レーザ光源２の光路後段に配設されるビームスプリッタ３と、ビームスプリッタ３を介したレーザ光を反射する参照鏡４、及び測定鏡５と、参照鏡４、及び測定鏡５にて反射され、ビームスプリッタ３を介した光に基づいて、測定鏡５の変位を検出する変位検出装置６とを備え、測定鏡５の変位を検出することで被測定物の変位を測定するものである。なお、図１では、レーザ光源２から射出されるレーザ光の光軸を一点鎖線で示している。
レーザ光源２は、所定の周波数を有する変調信号にてレーザ光を変調することでレーザ光の中心波長を安定化して射出するヨウ素安定化レーザで構成されている。

図２は、レーザ光源２から射出されるレーザ光の波長と、変調信号の電圧との関係を示すグラフである。なお、図２では、縦軸をレーザ光の波長λ、及び変調信号の位相θとし、横軸を変調信号の電圧Ｖとしている。また、図２では、レーザ光をグラフＧ１で示し、変調信号をグラフＧ２で示している。
レーザ光源２は、図２に示すように、変調信号の電圧Ｖに応じた波長λでレーザ光を射出する。

図３は、レーザ光源２にて射出されるレーザ光を示すグラフである。なお、図３では、縦軸をレーザ光の波長λとし、横軸をレーザ光の位相θとしている。
レーザ光源２から射出されるレーザ光は、図３に示すように、変調信号が重畳されて射出される。具体的に、レーザ光は、中心波長λ_ｃを中心として、変調信号の周期と同じ周期で最大波長λ_ｍａｘから最小波長λ_ｍｉｎまで僅かに変動する（波長振幅をλ_ｐ−ｐとする）。なお、中心波長λ_ｃ、及び波長振幅λ_ｐ−ｐは、レーザ光源２の仕様によって定まる値である。

ビームスプリッタ３は、図１に示すように、レーザ光源２から射出されるレーザ光を分割して参照鏡４、及び測定鏡５に導くとともに、参照鏡４、及び測定鏡５にて反射される光を合成した干渉光を変位検出装置６に導く機能を有している。
参照鏡４は、ビームスプリッタ３から距離Ｘ１だけ離間した位置に設けられ、レーザ光を反射する参照面４Ａを有している。
測定鏡５は、被測定物（図示略）に取り付けられ、レーザ光を反射する測定面５Ａを有している。

変位検出装置６は、参照鏡４、及び測定鏡５にて反射される光の干渉光に基づいて、測定鏡５の変位を検出するものであり、干渉縞取得手段６１と、波長取得手段６２と、補正情報取得手段６３と、空気屈折率取得手段６４と、変位算出手段６５と、測手鏡５の変位を検出するための情報を記憶する記憶手段６６とを備える。
干渉縞取得手段６１は、参照鏡４、及び測定鏡５にて反射される光の干渉光における干渉縞の波数を取得する。
波長取得手段６２は、レーザ光源２における変調信号の位相に基づいて、レーザ光の波長を取得する。

図４は、波長取得手段６２の概略構成を示すブロック図である。
波長取得手段６２は、図４に示すように、カウンタ６２１と、レジスタ６２２とを備える。
カウンタ６２１は、入力されるクロックのパルスをカウントすることにより計数するものであり、計数されたカウント値は、レジスタ６２２に出力される。また、カウンタ６２１は、レーザ光源２における変調信号の立ち上がりでカウント値をリセットするように構成されている。
レジスタ６２２は、入力されるトリガ信号の立ち上がりでカウント値をラッチして出力するものである。すなわち、レジスタ６２２は、変調信号の立ち上がりからトリガ信号の立ち上がりまでのカウント値を出力する。なお、レジスタ６２２から出力されるカウント値は記憶手段６６に記憶される。

図５は、変調信号、及びトリガ信号のタイミングチャートを示すグラフである。
波長取得手段６２は、トリガ信号の立ち上がり時における変調信号の位相θを、図５に示すように、変調信号の周期に相当するカウント値Ｔと、変調信号の立ち上がりからトリガ信号の立ち上がりまでのカウント値Ｓとに基づいて、以下の式（１）により算出する。

そして、波長取得手段６２は、算出された変調信号の位相θに基づいて、レーザ光の波長を取得する。

補正情報取得手段６３は、図１に示すように、測定鏡５の変位のゼロ点を設定したときのレーザ光源２から参照鏡４までの光路と、レーザ光源２から測定鏡５までの光路との光路差（デッドパス）に基づく測定誤差を補正するための補正情報を取得するものである。
例えば、測定鏡５の変位のゼロ点をＺ１に設定した場合には、デッドパスＤは、ビームスプリッタ３からゼロ点Ｚ１までの距離と、ビームスプリッタ３から参照鏡４までの距離Ｘ１と等距離である距離Ｘ２との差となる。そして、レーザ干渉計１は、設定されたゼロ点Ｚ１からの測定鏡５の変位Ｌを検出することで被測定物の変位を測定する。

レーザ干渉計１では、デッドパスが０でない場合には、デッドパスＤに基づく測定誤差ΔＬが生じることとなる。この場合には、測定鏡５の変位のゼロ点を設定したときのレーザ光の波長と、被測定物の変位を測定するときのレーザ光の波長とが異なっていると、見かけ上ゼロ点Ｚ１が移動するからである（例えば、Ｚ２）。
補正情報取得手段６３は、この測定誤差ΔＬを補正するための補正情報を取得するものであり、デッドパス取得部６３１と、ゼロ点波長取得部６３２とを備える。

光路差取得部としてのデッドパス取得部６３１は、レーザ干渉計１の使用者からの操作入力によって、デッドパスＤを取得する。
ゼロ点波長取得部６３２は、測定鏡５の変位のゼロ点を設定したときのレーザ光の波長を波長取得手段６２に取得させる。
なお、デッドパス取得部６３１、及びゼロ点波長取得部６３２にて取得される補正情報は、記憶手段６６に記憶される。

ここで、測定鏡５の変位のゼロ点を設定したときのレーザ光の波長をλ_０とし、被測定物の変位を測定するときのレーザ光の波長をλ_ｍとすると、デッドパスＤに基づく測定誤差ΔＬは、以下の式（２）によって算出することができる。すなわち、デッドパスＤが０の場合には、レーザ光の波長λ_０と、レーザ光の波長λ_ｍとが異なっていても測定誤差ΔＬは０となる。
また、干渉縞取得手段６１にて取得される干渉縞の波数をＱとすると、測定鏡５の変位Ｌは、以下の式（３）によって算出することができる。

空気屈折率取得手段６４は、波長取得手段６２にてレーザ光の波長を取得したときの空気屈折率ｎを取得する。具体的に、空気屈折率取得手段６４は、温度、気圧、湿度などの環境情報を取得し、取得した環境情報を所定の実験式に代入して空気屈折率ｎを算出する。なお、環境情報は、センサなどを用いて取得してもよく、レーザ干渉計１の使用者からの操作入力によって取得してもよい。また、算出された空気屈折率ｎは、記憶手段６６に記憶される。

変位算出手段６５は、干渉縞取得手段６１にて取得される干渉縞の波数Ｑと、干渉縞の波数を取得したときのレーザ光の波長λ_ｍと、補正情報取得手段６３にて取得される補正情報であるデッドパスＤ、及びゼロ点波長取得部６３２にて取得されるレーザ光の波長λ_０と、空気屈折率取得手段６４にて取得される空気屈折率ｎとに基づいて、測定鏡５の変位Ｌを算出する。
すなわち、変位算出手段６５は、干渉縞の波数Ｑと、レーザ光の波長λ_ｍとに基づいて、測定鏡５の変位Ｌを算出することで測定誤差を低減させるとともに、補正情報Ｄ，λ_０に基づいて、測定鏡５の変位Ｌを算出することで測定誤差を低減させる。また、変位算出手段６５は、空気屈折率ｎに基づいて、レーザ光の波長λ_０，λ_ｍを補正することで測定誤差を低減させる。
そして、レーザ干渉計１は、算出された測定鏡５の変位Ｌを被測定物の変位として出力する。

なお、デッドパスＤは、前述したように、レーザ干渉計１の使用者からの操作入力によって取得される。具体的に、レーザ干渉計１の使用者は、レーザ干渉計１以外の他の測長器を用いてデッドパスＤを測定し、レーザ干渉計１に入力する。したがって、入力されるデッドパスＤには入力誤差が含まれることになる。
ここで、干渉縞の波数Ｑと、レーザ光の波長λ_ｍとに基づいて、測定鏡５の変位Ｌを算出することで低減させることができる測定誤差Ｅ１、及びデッドパスＤに含まれる入力誤差によって生じる測定誤差Ｅ２の測定鏡５の変位Ｌに対する影響度について検討する。

例えば、レーザ光源２の中心波長λ_ｃを６３２，９９１，２３５ｆｍとし、波長振幅λ_ｐ−ｐを３．５ｆｍとする。
測定誤差Ｅ１は、デッドパスＤを０とすると、±Ｌ・λ_ｐ−ｐ／λ_ｃで算出され、約±Ｌ・５・１０^−９となる。すなわち、測定鏡５の変位Ｌが大きくなると、測定誤差Ｅ１も大きくなる。具体的に、測定鏡５の変位Ｌが１ｍであったとすれば、測定誤差Ｅ１は、約±５ｍｎとなる。

これに対して、デッドパスＤに基づく測定誤差ΔＬは、前述した式（２）で算出され、λ_ｍ／λ_０の最大値は、（λ_ｃ＋λ_ｐ−ｐ）／（λ_ｃ−λ_ｐ−ｐ）で算出されるので、測定誤差Ｅ２は、約Ｄ・１１・１０^−９となる。すなわち、デッドパスＤが大きくなると、測定誤差Ｅ２も大きくなる。
ここで、例えば、測定誤差Ｅ２を１ｎｍ以下にしたい場合には、Ｄ・１１・１０^−９＜１ｎｍであるから、Ｄ＜９０．９ｍｍとなる。したがって、測定鏡５の変位Ｌに対する測定誤差Ｅ２の影響度は、測定鏡５の変位Ｌに対する測定誤差Ｅ１の影響度と比較して小さいと考えられる。

〔レーザ干渉計の測定方法〕
次に、レーザ干渉計１の測定方法を説明する。
図６は、レーザ干渉計１の測定方法を示すフローチャートである。
レーザ干渉計１は、被測定物の変位を測定するに際して、図６に示すように、ステップＳＴ１〜ＳＴ７を実行する。
まず、レーザ干渉計１が起動すると、変位検出装置６は、レーザ干渉計１の使用者からの操作入力によって、レーザ光源２の中心波長λ_ｃ、波長振幅λ_ｐ−ｐを取得する（ＳＴ１）。
また、波長取得手段６２は、変調信号の周期に相当するカウント値Ｔを取得する（ＳＴ２）。

次に、レーザ干渉計１の使用者によって、測定鏡５の変位Ｌのゼロ点が設定されると、デッドパス取得部６３１は、レーザ干渉計１の使用者からの操作入力によって、デッドパスＤを取得する（ＳＴ３）。
また、ゼロ点波長取得部６３２は、ゼロ点を設定したときのレーザ光の波長λ_０を波長取得手段６２に取得させ、空気屈折率取得手段６４は、波長取得手段６２にてレーザ光の波長λ_０を取得したときの空気屈折率ｎ_０を取得する（ＳＴ４）。ここで、波長取得手段６２は、ゼロ点を設定したときのレーザ光源２における変調信号の位相θ_０に基づいて、レーザ光の波長λ_０を取得する。具体的に、波長取得手段６２は、ゼロ点を設定したときにトリガ信号を立ち上げることでカウント値Ｓを取得し、取得したカウント値Ｓを前述した式（１）に代入することで変調信号の位相θ_０を算出する。そして、波長取得手段６２は、算出した位相θ_０を以下の式（４）に代入することでレーザ光の波長λ_０を算出する。

測定鏡５の変位Ｌのゼロ点が設定された後、レーザ干渉計１の使用者によって、被測定物の変位が測定されると、干渉縞取得手段６１は、参照鏡４、及び測定鏡５にて反射される光の干渉光における干渉縞の波数Ｑを取得する（ＳＴ５）。
また、波長取得手段６２は、干渉縞の波数Ｑを取得したときのレーザ光源２における変調信号の位相θ_ｍに基づいて、レーザ光の波長λ_ｍを取得し、空気屈折率取得手段６４は、波長取得手段６２にてレーザ光の波長λ_ｍを取得したときの空気屈折率ｎ_ｍを取得する（ＳＴ６）。具体的に、波長取得手段６２は、干渉縞の波数Ｑを取得したときにトリガ信号を立ち上げることでカウント値Ｓを取得し、取得したカウント値Ｓを前述した式（１）に代入することで変調信号の位相θ_ｍを算出する。そして、波長取得手段６２は、算出した位相θ_ｍを以下の式（５）に代入することでレーザ光の波長λ_ｍを算出する。

そして、変位算出手段６５は、干渉縞の波数Ｑと、レーザ光の波長λ_ｍと、デッドパスＤ、及びレーザ光の波長λ_０と、空気屈折率ｎ_０，ｎ_ｍとに基づいて、以下の式（６）によって測定鏡５の変位Ｌを算出する（ＳＴ７）。

そして、レーザ干渉計１は、変位算出手段６５にて算出された測定鏡５の変位Ｌを被測定物の変位として出力する。

このような本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）変位算出手段６５は、干渉縞取得手段６１にて取得される干渉縞の波数Ｑと、干渉縞の波数Ｑを取得したときに波長取得手段６２にて取得されたレーザ光の波長λ_ｍとに基づいて、測定鏡５の変位Ｌを算出するので、レーザ干渉計１は、レーザ光の波長が中心波長λ_ｃとは異なる波長となるときに干渉縞の波数Ｑを取得する場合であっても適切に測定鏡５の変位Ｌを検出することができる。したがって、被測定物が移動をする場合であっても適切に被測定物の変位を測定することができる。
（２）レーザ干渉計１は、デッドパスＤに基づく測定誤差ΔＬを補正するための補正情報を取得する補正情報取得手段６３を備え、変位算出手段６５は、補正情報取得手段６３にて取得される補正情報に基づいて、測定鏡５の変位Ｌを算出するので、デッドパスＤに基づく測定誤差ΔＬを適切に補正することができる。したがって、被測定物が移動をする場合であっても更に適切に被測定物の変位を測定することができる。

（３）変位算出手段６５は、空気屈折率取得手段６４にて取得される空気屈折率ｎに基づいて、レーザ光の波長λを補正するので、更に適切に測定鏡の変位Ｌを検出することができる。したがって、被測定物が移動をする場合であっても更に適切に被測定物の変位を測定することができる。
（４）波長取得手段６２は、カウンタ６２１と、レジスタ６２２とを備えて構成されているので、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いることで容易にレーザ干渉計１に実装することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図７は、本発明の第２実施形態に係るレーザ干渉計１Ａを示す模式図である
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
レーザ干渉計１Ａは、図７に示すように、変位検出装置６Ａを備え、変位検出装置６Ａは、波長取得手段６２Ａを備える。

前記第１実施形態では、波長取得手段６２は、レーザ光源２における変調信号の位相に基づいて、レーザ光の波長を取得していた。これに対して、本実施形態では、波長取得手段６２Ａは、レーザ光源２における変調信号の電圧に基づいて、レーザ光の波長を取得している点で異なる。
具体的に、波長取得手段６２Ａは、変調信号の電圧Ｖを取得するためのＡＤコンバータ（図示略）を備え、取得した変調信号の電圧Ｖを、レーザ光源２から射出されるレーザ光の波長λと、変調信号の電圧Ｖとの関係（図２参照）から導かれる関係式に代入することでレーザ光の波長λを取得する。

このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、レーザ干渉計１，１Ａは、補正情報取得手段６３を備え、変位算出手段６５は、補正情報Ｄ，λ_０に基づいて、測定鏡５の変位Ｌを算出することで測定誤差を低減させていた。これに対して、レーザ干渉計は、補正情報取得手段を備えていなくてもよい。
前記第１実施形態では、波長取得手段６２は、レーザ光源２における変調信号の位相に基づいて、レーザ光の波長を取得し、前記第２実施形態では、波長取得手段６２Ａは、レーザ光源２における変調信号の電圧に基づいて、レーザ光の波長を取得していた。これに対して、波長取得手段は、これら以外の方法によってレーザ光の波長を取得するように構成されていてもよい。

前記各実施形態では、レーザ干渉計１，１Ａは、空気屈折率取得手段６４を備え、変位算出手段６５は、空気屈折率ｎに基づいて、レーザ光の波長λを補正することで測定誤差を低減させていた。これに対して、レーザ干渉計は、空気屈折率取得手段を備えていなくてもよい。
前記各実施形態では、デッドパスＤは、レーザ干渉計１の使用者からの操作入力によって取得していたが、例えば、レーザ干渉計に測長センサなどを設けることによって、取得するようにしてもよい。

本発明は、レーザ干渉計に利用でき、特に、所定の周波数を有する変調信号にてレーザ光を変調することでレーザ光の中心波長を安定化して射出するレーザ光源を備えるレーザ干渉計に好適に利用することができる。

本発明の第１実施形態に係るレーザ干渉計を示す模式図。 前記実施形態におけるレーザ光源から射出されるレーザ光の波長と、変調信号の電圧との関係を示すグラフ。 前記実施形態におけるレーザ光源にて射出されるレーザ光を示すグラフ。 前記実施形態における波長取得手段の概略構成を示すブロック図。 前記実施形態における変調信号、及びトリガ信号のタイミングチャートを示すグラフ。 前記実施形態におけるレーザ干渉計の測定方法を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態に係るレーザ干渉計を示す模式図。

符号の説明

１，１Ａ…レーザ干渉計
２…レーザ光源
４Ａ…参照面
５Ａ…測定面
６１…干渉縞取得手段
６２，６２Ａ…波長取得手段
６３…補正情報取得手段
６４…空気屈折率取得手段
６５…変位算出手段
６３１…デッドパス取得部（光路差取得部）
６３２…ゼロ点波長取得部。

Claims (5)

1. レーザ光を射出するレーザ光源と、所定の位置に設けられ、前記レーザ光を反射する参照面と、被測定物に取り付けられ、前記レーザ光を反射する測定面と、前記参照面、及び前記測定面にて反射される光の干渉光に基づいて、前記測定面の変位を検出することで前記被測定物の変位を測定するレーザ干渉計であって、
   前記レーザ光源は、所定の周波数を有する変調信号にて前記レーザ光を変調することで前記レーザ光の中心波長を安定化して射出し、
   前記干渉光における干渉縞の波数を取得する干渉縞取得手段と、
   前記レーザ光の波長を取得する波長取得手段と、
   前記干渉縞の波数と、前記干渉縞の波数を取得したときの前記レーザ光の波長とに基づいて、前記測定面の変位を算出する変位算出手段とを備えることを特徴とするレーザ干渉計。
2. 請求項１に記載のレーザ干渉計において、
   前記測定面の変位のゼロ点を設定したときの前記レーザ光源から前記参照面までの光路と、前記レーザ光源から前記測定面までの光路との光路差に基づく測定誤差を補正するための補正情報を取得する補正情報取得手段を備え、
   前記補正情報取得手段は、
   前記光路差を取得する光路差取得部と、
   前記測定面の変位のゼロ点を設定したときの前記レーザ光の波長を前記波長取得手段に取得させるゼロ点波長取得部とを備え、
   前記変位算出手段は、前記干渉縞の波数と、前記干渉縞の波数を取得したときの前記レーザ光の波長と、前記光路差と、前記ゼロ点波長取得部にて取得される前記レーザ光の波長とに基づいて、前記測定面の変位を算出することを特徴とするレーザ干渉計。
3. 請求項１または請求項２に記載のレーザ干渉計において、
   前記波長取得手段は、前記変調信号の位相に基づいて、前記レーザ光の波長を取得することを特徴とするレーザ干渉計。
4. 請求項１または請求項２に記載のレーザ干渉計において、
   前記波長取得手段は、前記変調信号の電圧に基づいて、前記レーザ光の波長を取得することを特徴とするレーザ干渉計。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のレーザ干渉計において、
   前記波長取得手段にて前記レーザ光の波長を取得したときの空気屈折率を取得する空気屈折率取得手段を備え、
   前記変位算出手段は、前記空気屈折率に基づいて、前記レーザ光の波長を補正することを特徴とするレーザ干渉計。

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