JP6450285B2 - レーザドップラ振動計 - Google Patents
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Description
ここで、以上のレーザドップラ振動計は、より具体的には、前記基体と前記弾性要素と前記減衰要素と前記計測部とは、前記基盤に発生する振動の周波数帯において、相対変位伝達率がほぼ1となるサイズモ系を構成するものである。
まず、第1の実施形態について説明する。
図1に、本第1実施形態に係るレーザドップラ振動計の構成を示す。
図示するように、レーザドップラ振動計1は、定盤10に磁石などにより固定されるスタンド8と、スタンド8に支持された基礎枠2と、計測装置3とを備えている。また、計測装置3には、信号処理部31と干渉光学系32が収容されている。ただし、信号処理部31は、計測装置3と分離して設けてもよい。
また、計測装置3の干渉光学系32より、定盤10の上に載せ置かれた測定対象物11に測定光が照射される。
ここで、このような構成において、基礎枠2と計測装置3と弾性要素部材5と減衰要素部材6は、計測装置3を質量要素、弾性要素部材5を弾性要素、減衰要素部材6を減衰要素とするサイズモ系を構成している。
したがって、本レーザドップラ振動計1のサイズモ系の固有振動数ω0を、想定される暗振動の周波数Fbの周波数帯より充分に小さくなるように設定することにより、暗振動の周波数帯における相対変位伝達率をほぼ1とし、定盤10の暗振動に連動する基礎枠2の振動に対して発生する計測装置3の振動を、基礎枠2の振動に対して充分に小さくすることができる。そして、この結果、計測装置3は実質的に暗振動の影響を受けなくなり、計測装置3から、基礎枠2の振動として暗振動を観測できるようになる。
図示するように、計測装置3に収容された光学干渉系は、レーザ光源321、第1ビームスプリッタ322、第2ビームスプリッタ323、第3ビームスプリッタ324、ミラー325、音響光学素子326、光検出器327、測定光用対物レンズ328、参照光用対物レンズ329とを備えている。
そして、第1ビームスプリッタ322で二分された一方のビームは、音響光学素子326に入射する。音響光学素子326は信号処理部31から入力する周波数fMの参照信号を用いて、第1ビームスプリッタ322から入射した測定光の周波数をfMシフトし、周波数f0+fMの参照光として出射する。そして、音響光学素子326から出射された参照光は、ミラー325で反射し、第3ビームスプリッタ324を通過して、参照光用対物レンズ329によって、基礎枠2に固定された暗振動検出用ミラー7に照射される。暗振動検出用ミラー7に照射された参照光は、暗振動検出用ミラー7で反射し、暗振動検出用ミラー7が固定されている基礎枠2の暗振動、すなわち、測定対象物11が固定されている定盤10の暗振動によるドップラシフトを受ける。そして、暗振動によるドップラシフトによる周波数シフト量をf1として、暗振動検出用ミラー7で反射した参照光f0+fM+f1は、参照光用対物レンズ329によって、第3ビームスプリッタ324に送られ、第3ビームスプリッタ324で反射し光検出器327に入射する。
ここで、光検出器327において、第3ビームスプリッタ324からの入射光を検出した信号中には、暗振動検出用ミラー7で反射した周波数f0+fM+f1の参照光と、測定対象物11で反射した周波数f0+fd+f1の測定光との干渉による周波数fM-fdのビート信号が観測される。
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。
図4に本第2実施形態に係るレーザドップラ振動計1の構成を、図5に本第2実施形態に係る計測装置3の内部の構成を示す。本第2実施形態に係るレーザドップラ振動計1は、上述した第1実施形態に係るレーザドップラ振動計1と、暗振動検出用ミラー7を基礎枠2に固定する代わりに定盤10の上に載置または磁石等により固定し、定盤10の上の暗振動検出用ミラー7に、計測装置3の干渉光学系32より参照光を照射するようにした点のみが異なる。
Claims (3)
- 基盤上の測定対象物を計測するレーザドップラ振動計であって、
前記基盤に対して固定された基体と、
計測部と、
前記基体に連結された弾性要素と
前記基体に連結された減衰要素と、
前記基体に固定されたミラーとを有し、
前記弾性要素と前記減衰要素は並列に前記計測部を支持しており、
前記計測部は、前記測定対象物に測定光を照射し、前記ミラーに参照光を照射し、前記測定対象物で反射した前記測定光の反射光と前記ミラーに照射した前記参照光の反射光とを干渉させ、前記測定光の反射光と前記参照光の反射光との干渉光に含まれるビート信号に基づいて前記測定対象物の動きを計測することを特徴とするレーザドップラ振動計。 - 基盤上の測定対象物を計測するレーザドップラ振動計であって、
前記基盤に対して固定された基体と、
計測部と、
前記基体に連結された弾性要素と
前記基体に連結された減衰要素と、
前記基盤上に載置されるミラーとを有し、
前記弾性要素と前記減衰要素は並列に前記計測部を支持しており、
前記計測部は、前記測定対象物に測定光を照射し、前記ミラーに参照光を照射し、前記測定対象物で反射した前記測定光の反射光と前記ミラーに照射した前記参照光の反射光とを干渉させ、前記測定光の反射光と前記参照光の反射光との干渉光に含まれるビート信号に基づいて前記測定対象物の動きを計測することを特徴とするレーザドップラ振動計。 - 請求項1または2記載のレーザドップラ振動計であって、
前記基体と前記弾性要素と前記減衰要素と前記計測部とは、前記基盤に発生する振動の周波数帯において、相対変位伝達率がほぼ1となるサイズモ系を構成していることを特徴とするレーザドップラ振動計。
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