JPH01250833A

JPH01250833A - 干渉計

Info

Publication number: JPH01250833A
Application number: JP7926188A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tachikawa; 立川　仁; Masato Aketagawa; 正人明田川; Minokichi Ban; 箕吉伴
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-05
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JP2703921B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は干渉計、特に光の多光束干渉を利用して、光の
波長を選択１分光等を行うファブリペロ−干渉計に関す
るものである。

〔従来の技術〕

ファブリペローの干渉計は高分解能の干渉９分光器とし
て波長選択素子や分光器などに巾広く用いられている。

従来から使用されているファブリペロ−の干渉計の原理
を第３図を用いて説明する。

図中、２はファブリペローのエタロン、１１はｆθレン
ズ、１２はｆθレンズの像面である。エタロン２の内側
の対向面は反射膜をコーティングした高反射面である。

エタロン２に入射した光はそのまま透過する光と対向面
間で反射して１往復してから透過する光に分けられ、こ
の２つの光が干渉してｆθレンズ１１の像面１２上に図
の様な干渉縞を形成する。尚、わかりゃすい様に像面の
み斜視図で示しである。

対向する高反射面を用いたファブリベロー干渉　。

計においては、たとえば「光学の原理ＩＩ　（マックス
・ホルン他著、東海大学出版会発行）」等で広く知られ
ているように、反射面間隔をり１反射面間の屈折率をｎ
、光の波長をλ、入射光線が光学系の光軸となす角度を
θとした時、透過光は、２ｎＤｃｏｓ　　θ＝ｍλ を満す。（ｍ＝０．１．２．・・・は次数と呼ばれる）
従って、Ｄ、ｎ、θを適当に選択した光学系を形成する
ことによって、例えば特定の波長の光のみを取り出すこ
とができる。これを利用して波長選択素子や分光器が作
成される。

〔発明が解決しようとしている問題点）しかしながら、
上記従来例では、（１）機械的手段を用いて、間隔りや干渉角θを安定化
しても、面間気体の屈折率ｎが、気温、気圧、湿度など
その他の気体分圧比により大きく変化するため、波長の
選択　安定性が悪かった。

（２）面間気体の影響を軽減するために、Ｎ２ガスなど
の封入気圧を制御する方法も用いられてきたが、大がか
りでコストの重むものとなっていた。又、時としてｌｍ
ｍＨｇ以下の気圧制御が必要とされたが、大気圧下でこ
のような安定性を得ることは技術的困難さがともなって
きた。

本発明は性能の安定した干渉計を提供する事を目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は対向
する２面を有する光透過性物質より構成される干渉計に
おいて、間隔中の気体に空気より低屈折率の気体を導入
したことにより、面間陽中の屈折率の変化を減少させて
、干渉計の干渉縞発生特性、波長選択性１分光特性等の
安定化をはかったものである。

〔実施例）第１図は本発明の実施例の干渉計を用いた波長測定器の
構成図、第２図はその吸排気系の詳細図を示し、１及び
４は外気と内部を分離する窓、２はファブリペローのエ
タロン板、２ｂはエタロン板間のスペーサ、３はファブ
リペロ−のエタロン板２をおさめ、光を入射・出射させ
る為の窓１゜４が取り付いた容器、３ａは給排気孔、５
は大気圧の測定出来る気圧計、６は遮断バルブ、７はＨ
ｅボンベ８を閉じるバルブ、８はＨｅ供給用ボンベ、９
は真空ポンプ１０を閉じるバルブ、１０は減圧用の真空
ポンプ、１２ａはｆθレンズ１１の像面に配置されたＣ
ＣＤラインセンサである。

又、第３図と同じ部材には同じ符番をつけである。窓１
側より狭帯域化したＫｒＦエキシマレーザ光の様な被波
長測定光を入射し、前述の原理により窓４からの出射光
を用いてｆθレンズ１１で像面１２上にリング状の干渉
縞を発生させる。このリング縞の半径は入射する光の波
長によって変化する。そこで、特定のリング縞の光軸か
らの位置、即ち半径を像面に配置したＣＣＤラインセン
サ１２ａで測定することによって入射光の波長を測定す
る。

次に本実施例において高反射面間に空気より屈折率の低
い気体を導入した場合の効果について述べる。

気体の、ある波長における常温常圧環境の屈折率を１＋
ｎ、、とした時、気体分子の単位体積当りの個数をＮと
すると、ｎＪＪとＮは通常比例し、Ｈ，、ｏｃＮなる関係が成りたつ。従って、ｎＪＪの微分△ｎＪＪも
、Ｎの微分ΔＮと比例し、 Δ１．．ｏｃΔＮとなる。

ボイルシャルルの法則が成立する条件下では、気体の圧
力を２１絶対温度をＴとすると、一定体積の下では、が成り立つ、従って、Ｐ、Ｔ、Ｎの微分△Ｐ。

△Ｔ、ΔＮを考えると、となる。従って、ゆえに、屈折率変化による誤差は、元の屈折率（から１
を減じた分）ｎＪＪが少ないほど減らす事が出来る。

例えば空気の場合ｎＪＪは３Ｘ１０−’前後であるが、
これに対しヘリウムの場合３．５Ｘ１０−’、ネオンの
場合７Ｘ１０−’程度であるので、たとえ圧力や温度の
変動等により屈折率変化が発生しても、夫々空気を用い
た場合の１／８，１／４の誤差に減じる事が出来る。

次にエタロン部に低屈折率気体を導入する方法について
説明する。

真空ポンプ！０を作動させ、バルブ６．９を開け、バル
ブ７を閉じたままにしておくと、容器３内に存在した空
気圧は減する。減圧を気圧計５で確認した後、バルブ９
を閉じ、真空ポンプ１０を切る。バルブ７を徐々に開け
Ｈｅボンベ８内のＨｅガスを容器３内に満たす。気圧計
５で圧力を確認後バルブ７及び６を閉じ、容器３を封じ
る。

この結果ファブリペローエタロン板２の間隔はＨｅガス
で満たされる。この後、窓１，４で被測定光を人出射し
、ファブリベロー干渉計として使用すれば、前述の様に
例え温度、圧力の変動等が発生したとしてもそれによる
屈折率変動、ひいてはそれによる波長測定値の誤差を従
来のものよりおさえることができる。

にすること等で、分光器、波長選択素子として使用でき
る。この場合、本発明を使用することにより従来のもの
より取り出す光の波長が安定する。

第２図の検出結果に基づき気圧計５とバルブ６．７．９
を不図示の制御手段で制御して、気圧が一定となるよう
制御することも可能である。

これにより、より長期間人手を介した調整をすることが
可能である。

第２図の容器３内の気圧を大気圧より大きくすることに
より、チッ素、酸素等の混入を少なくすることが可能で
ある。これにより多少の気体もれがあっても、内部の高
屈折率のガスの特性変化が少ないため、小さな干渉角変
化となり、誤差を軽減出来る。

〔発明の効果〕

以上述べてきた本発明により以下の効果がある。

１）屈折率変化による干渉角変化が非常に少ないため、
計測器や分散素子としてファブリペローエタロン板を用
いたときの安定性や誤差が複雑な気圧制御なしに向上す
る。

２）真空を測定時に必要としないため、真空ポンプの振
動などの誤差要因を減じられる。

３）真空を必要としないため、高価な真空用のパツキン
、リング、グリス真空計、溶接などを必要としない。

４）Ｈｅガスなどが存在するため、干渉計の温度制御を
行う場合も大気下と同じ温度制御法を用いる事が出来る
。

５）純粋なガスを利用出来るため、大気を用いた場合よ
りよごれが少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の干渉計を用いた波長測定装
置の構成図、第２図は同吸排気系の詳細図、第３図はファブリペロ−干渉計の原理を示す図である。図中、１・・・窓　　　２・・・ファブリペローのエタロン３
・・・容器　　　　　　４・・・窓５・・・気圧計　　　　　６・・・バルブ７・・・バル
ブ　　　　　８・・・ボンベ９・・・バルブ　　　　１
０・・・真空ポンプ１１・・・ｆθレンズ　　１２・・
・ｆθレンズの像面である。

Claims

【特許請求の範囲】

　対向する２面を有する光透過性物質により構成され、
前記光透過性物質に入射した光を前記対向２面間で分割
させて干渉させる干渉計において、前記対向２面間に空
気より屈折率の低い気体を導入した事を特徴とする干渉
計。