JPH03131764A - ビーム分岐光学系を用いたレーザドップラ振動計 - Google Patents
ビーム分岐光学系を用いたレーザドップラ振動計Info
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- JPH03131764A JPH03131764A JP26908389A JP26908389A JPH03131764A JP H03131764 A JPH03131764 A JP H03131764A JP 26908389 A JP26908389 A JP 26908389A JP 26908389 A JP26908389 A JP 26908389A JP H03131764 A JPH03131764 A JP H03131764A
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Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
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。
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〕
この発明は、被測定物の変位及び速度を計測するビーム
分岐光学系を用いたレーザドツプラ振動計に関する。
分岐光学系を用いたレーザドツプラ振動計に関する。
［従来の技術］
従来の技術による被測定物の変位及び速度を計測するビ
ーム分岐光学系を用いたレーザドツプラ振動計は、第３
図に示すような光学系基本構成のものである。即ち、受
光ファイバで接続された垂直振動計測用プローブＡと信
号処理部Ｂとから構成され、垂直振動計測用プローブＡ
においては、レーザドライバ８１と半導体レーザ８２と
からなるレーザ光源、コリメートレンズ８３、第１ビー
ムスプリツタ８４、偏光ビームスプリッタ８５、凹レン
ズ８６、λ／４板８板長７カメラレンズ８８が直線的に
並ぶ光学系、第１ビームスプリツタ８４から分岐し、第
２ビームスプリンタ８９に到る光路中の音響光学変調器
９０、偏光ビームスプリッタ８５から分岐した光線を第
２ビームスプリツタ８９に指向させるミラー９１、並ヒ
に第２ビームスプリツタ８９先端のフォーカスレンズ９
２が設けられている。
ーム分岐光学系を用いたレーザドツプラ振動計は、第３
図に示すような光学系基本構成のものである。即ち、受
光ファイバで接続された垂直振動計測用プローブＡと信
号処理部Ｂとから構成され、垂直振動計測用プローブＡ
においては、レーザドライバ８１と半導体レーザ８２と
からなるレーザ光源、コリメートレンズ８３、第１ビー
ムスプリツタ８４、偏光ビームスプリッタ８５、凹レン
ズ８６、λ／４板８板長７カメラレンズ８８が直線的に
並ぶ光学系、第１ビームスプリツタ８４から分岐し、第
２ビームスプリンタ８９に到る光路中の音響光学変調器
９０、偏光ビームスプリッタ８５から分岐した光線を第
２ビームスプリツタ８９に指向させるミラー９１、並ヒ
に第２ビームスプリツタ８９先端のフォーカスレンズ９
２が設けられている。
信号処理部Ｂには、光検出器９３及びそれに接続された
プリアンプ９４等と共に音響光学変調器９０に入力する
ドライバ９５が設けられている。
プリアンプ９４等と共に音響光学変調器９０に入力する
ドライバ９５が設けられている。
そうして、垂直振動計測用プローブＡのフォーカスレン
ズ９２と信号処理部Ｂの光検出器９３とは受光ファイバ
９６により接続されている。
ズ９２と信号処理部Ｂの光検出器９３とは受光ファイバ
９６により接続されている。
上記のレーザドツプラ振動計において、半導体レーザ８
２からの出射光は、コリメートレンズ８３によってコリ
メートされ、第１ビームスプリンタ８４によって透過光
と反射光とに分岐される。
２からの出射光は、コリメートレンズ８３によってコリ
メートされ、第１ビームスプリンタ８４によって透過光
と反射光とに分岐される。
透過光は、偏光ビームスプリッタ８５、凹レンズ８６、
λ／４板８板長７カメラレンズ８８を通って彼、ｎ＋＋
定物Ｗに照射され、その散乱光が再び偏光ビームスプリ
ッタ８５に返る。散乱光は、λ／４板８板長７復するこ
とで偏波面が９０度回転されているので、偏光ビームス
プリッタ８５で反射され、それからミラー９１、第２ビ
ームスプリツタ８９及びフォーカスレンズ９２の光路を
通り、通信光として受光ファイバ９６に入射される。
λ／４板８板長７カメラレンズ８８を通って彼、ｎ＋＋
定物Ｗに照射され、その散乱光が再び偏光ビームスプリ
ッタ８５に返る。散乱光は、λ／４板８板長７復するこ
とで偏波面が９０度回転されているので、偏光ビームス
プリッタ８５で反射され、それからミラー９１、第２ビ
ームスプリツタ８９及びフォーカスレンズ９２の光路を
通り、通信光として受光ファイバ９６に入射される。
他方、反射光は、音響光学変調器９０によって所定周波
数だけシフトされ、第２ビームスプリツタ８９及びフォ
ーカスレンズ９２の光路を通り、参照光として受光ファ
イバ９６に入射される。
数だけシフトされ、第２ビームスプリツタ８９及びフォ
ーカスレンズ９２の光路を通り、参照光として受光ファ
イバ９６に入射される。
周波数の異なる信号光と参照光とは、受光ファイバ９６
で信号処理部Ｂの光検出器９３に導かれ、光検出器９３
から得られる２つの光の周波数差に相当するビート周波
数が信号処理部Ｂで計測される。
で信号処理部Ｂの光検出器９３に導かれ、光検出器９３
から得られる２つの光の周波数差に相当するビート周波
数が信号処理部Ｂで計測される。
信号光の周波数は、被測定物Ｗの移動によるドツプラ効
果に基づき、移動速度に応じた周波数のシフトが行われ
るので、ビート周波数もそれに応じて変化する。その変
化したビート周波数を測定することにより垂直方向の移
動速度を知ることができる。
果に基づき、移動速度に応じた周波数のシフトが行われ
るので、ビート周波数もそれに応じて変化する。その変
化したビート周波数を測定することにより垂直方向の移
動速度を知ることができる。
従来の技術によるレーザドツプラ振動計においては、垂
直撮動計測用プローブＡのカメラレンズから被測定物に
レーザビームが照射された上、被測定物で反射され、通
信光として受光ファイバを介して信号処理部に入射する
。そのため、通信光の光路長は、参照光の光路長に比し
少なくともカメラレンズから被測定物までの距離の２倍
長だけ長い上、垂直振動計測用プローブＡ内においても
前者の光路長は、後背の光路長より長くなっており１両
者の光路長の差は大きい。ところが、レーザドツプラ振
動計においては、両者の光路長の差が大きいと検出信号
出力が小さくなる。
直撮動計測用プローブＡのカメラレンズから被測定物に
レーザビームが照射された上、被測定物で反射され、通
信光として受光ファイバを介して信号処理部に入射する
。そのため、通信光の光路長は、参照光の光路長に比し
少なくともカメラレンズから被測定物までの距離の２倍
長だけ長い上、垂直振動計測用プローブＡ内においても
前者の光路長は、後背の光路長より長くなっており１両
者の光路長の差は大きい。ところが、レーザドツプラ振
動計においては、両者の光路長の差が大きいと検出信号
出力が小さくなる。
しかも、プローブ部は構成部品が多く、構造の複雑・大
型が避られないので、カメラレンズを被測定物に接近す
ることができず、操作性が悪く、被測定物が制限される
。そのことは、プローブ部のカメラレンズ箇所に光ファ
イバを取付け、光ファイバの先端を被測定物に接近させ
ることで醇消するが、前記の光路長差は益々増大し、性
能は低下する。
型が避られないので、カメラレンズを被測定物に接近す
ることができず、操作性が悪く、被測定物が制限される
。そのことは、プローブ部のカメラレンズ箇所に光ファ
イバを取付け、光ファイバの先端を被測定物に接近させ
ることで醇消するが、前記の光路長差は益々増大し、性
能は低下する。
この発明によるレーザドツプラ振動計は、光学系装置部
及び前記光学系装置部の物体光出入射端と偏波面保存光
ファイバを介して接続され、物体光を被測定体に照射し
、被測定体での反射光を受光するプローブ部から構成さ
れたビーム分岐光学系を用いたレーザドツプラ振動計で
あって、光学系装置部は、レーザビームからの直接の参
照光と偏波面保存光ファイバに対し出入する物体光とを
分岐・合流する夫々の光路である２光路を成す光学系と
、一方が光学変調された物体光と参照光とで生じるビー
トを検出し、被測定体の移動速度を演算する信号処理部
とから構成され、前記光学系は、レーザ光源と、ビーム
スプリッタ、又はビームスプリッタ・偏光ビームスプリ
ッタの組合せと、参照光の光路に介在した所定の調整長
さの光路長調整用偏波面保存光ファイバとから構成され
、２光路中の１光路に光学変調手段が設けられている。
及び前記光学系装置部の物体光出入射端と偏波面保存光
ファイバを介して接続され、物体光を被測定体に照射し
、被測定体での反射光を受光するプローブ部から構成さ
れたビーム分岐光学系を用いたレーザドツプラ振動計で
あって、光学系装置部は、レーザビームからの直接の参
照光と偏波面保存光ファイバに対し出入する物体光とを
分岐・合流する夫々の光路である２光路を成す光学系と
、一方が光学変調された物体光と参照光とで生じるビー
トを検出し、被測定体の移動速度を演算する信号処理部
とから構成され、前記光学系は、レーザ光源と、ビーム
スプリッタ、又はビームスプリッタ・偏光ビームスプリ
ッタの組合せと、参照光の光路に介在した所定の調整長
さの光路長調整用偏波面保存光ファイバとから構成され
、２光路中の１光路に光学変調手段が設けられている。
上記のビーム分岐光学系を用いたレーザドツプラ振動計
の一形式は、光学系装置部の光学系における物体光と参
照光との光路の分岐点はビームスプリッタ、又は偏光ビ
ームスプリッタであり、合流点はビームスプリッタであ
り、分岐点・合流点間の物体光光路中間におけるビーム
スプリッタ、又は偏光ビームスプリッタが偏波面保存光
ファイバを介してプローブ部に接続されている。
の一形式は、光学系装置部の光学系における物体光と参
照光との光路の分岐点はビームスプリッタ、又は偏光ビ
ームスプリッタであり、合流点はビームスプリッタであ
り、分岐点・合流点間の物体光光路中間におけるビーム
スプリッタ、又は偏光ビームスプリッタが偏波面保存光
ファイバを介してプローブ部に接続されている。
他の一形式は、光学系装置部の光学系における物体光と
参照光との光路の分岐点はビームスプリッタ、又は偏光
ビームスプリッタであり、合流点はビームスプリッタで
あり、分岐点のビームスプリッタ、又は偏光ビームスプ
リッタが偏波面保存光ファイバを介してプローブ部に接
続されている。
参照光との光路の分岐点はビームスプリッタ、又は偏光
ビームスプリッタであり、合流点はビームスプリッタで
あり、分岐点のビームスプリッタ、又は偏光ビームスプ
リッタが偏波面保存光ファイバを介してプローブ部に接
続されている。
そうして、いずれの形式にせよ、光路長調整用偏波面保
存光ファイバは１分岐点・合流点間の参照光の通過光路
長が分岐点・被測定体Ｗ反射面間及び被測定体Ｗ反射面
・合流点間の物体光の通過光路長と同長にするような調
整長さを具備している。
存光ファイバは１分岐点・合流点間の参照光の通過光路
長が分岐点・被測定体Ｗ反射面間及び被測定体Ｗ反射面
・合流点間の物体光の通過光路長と同長にするような調
整長さを具備している。
上記のビーム分岐光学系を用いたレーザドツプラ振動計
において、レーザーから出射されたレーザービームは、
２光路の分岐点で入射物体光と参照光とに分離され、入
射物体光は、光学系装置部の２光路中の１光路を通り、
偏波面保存光ファイバを介して、プローブ部に入射し、
プローブ部を透過し、被測定体に照射され、被測定体で
反射され反射物射光となってプローブ部に逆に入射し。
において、レーザーから出射されたレーザービームは、
２光路の分岐点で入射物体光と参照光とに分離され、入
射物体光は、光学系装置部の２光路中の１光路を通り、
偏波面保存光ファイバを介して、プローブ部に入射し、
プローブ部を透過し、被測定体に照射され、被測定体で
反射され反射物射光となってプローブ部に逆に入射し。
再び偏波面保存光ファイバを介して、光学系装置部に戻
り、入射物体光と別の光路を進む。
り、入射物体光と別の光路を進む。
能力、参照光は、光学系装置部の２光路中の光路長調整
用偏波面保存光ファイバが介在する他の１光路を進む。
用偏波面保存光ファイバが介在する他の１光路を進む。
反射物体光と参照光とは、偏波面が同−向きとなって合
流し、信号処理部に入射する。その際、反射物体光と参
照光との一方は、その光路中の光学変調手段により光学
変調されている。
流し、信号処理部に入射する。その際、反射物体光と参
照光との一方は、その光路中の光学変調手段により光学
変調されている。
かくして、同−向きの偏波面で、且つ周波数差をもって
信号処理部に入射した反射物体光と参照光とは、信号処
理部においてビートが検出され、それに基づいて被測定
体の移動速度乃至変位量が演算される。
信号処理部に入射した反射物体光と参照光とは、信号処
理部においてビートが検出され、それに基づいて被測定
体の移動速度乃至変位量が演算される。
分離されてから被測定体で反射され再び合流するまでの
物体光の通過光路長と分離されてから参照光調整用偏波
面保存光ファイバを通り、再び合流するまでの参照光の
通過光路長のと差が参照光調整用偏波面保存光ファイバ
により調整された夫々の光路を物体光と参照光とが通過
するので、検出信号出力は低下していない。
物体光の通過光路長と分離されてから参照光調整用偏波
面保存光ファイバを通り、再び合流するまでの参照光の
通過光路長のと差が参照光調整用偏波面保存光ファイバ
により調整された夫々の光路を物体光と参照光とが通過
するので、検出信号出力は低下していない。
この発明の実施例を図面に従って説明する。
第１図に示す第１実施例におけるレーザドツプラ振動計
は、偏波面保存光ファイバＣにより接続された光学系装
置部Ａとプローブ部Ｂとから構成され、光学系装置部Ａ
は、レーザドライバ１１と出力管１２とからなるガスレ
ーザ光源１０、第１ビームスプリツタ１３、偏光ビーム
スプリッタ１４及びフォーカスレンズ１５が順次直線的
に並ぶ光学系と、偏光ビームスプリンタ１４から分岐し
た光路中の第２ビームスプリッタ１６及び信号処理部１
７が順次直線的に並ぶ光学系と、第１ビームスプリツタ
１３から分岐し、第２ビームスプリンタ１６に到る光路
中のフォーカスレンズ１ｇ、一端がフォーカスレンズ１
８に接続された光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９
、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の他端に接続
されたコリメートレンズ２０及び音響光学変調器２１が
順次並ぶ光学系とから構成され、信号処理部１７には、
光検出器２２とそれに接続されたプリアンプ２３等が設
けられていると共に、音響光学変調器２１に入力するド
ライバ２４が備えられている。
は、偏波面保存光ファイバＣにより接続された光学系装
置部Ａとプローブ部Ｂとから構成され、光学系装置部Ａ
は、レーザドライバ１１と出力管１２とからなるガスレ
ーザ光源１０、第１ビームスプリツタ１３、偏光ビーム
スプリッタ１４及びフォーカスレンズ１５が順次直線的
に並ぶ光学系と、偏光ビームスプリンタ１４から分岐し
た光路中の第２ビームスプリッタ１６及び信号処理部１
７が順次直線的に並ぶ光学系と、第１ビームスプリツタ
１３から分岐し、第２ビームスプリンタ１６に到る光路
中のフォーカスレンズ１ｇ、一端がフォーカスレンズ１
８に接続された光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９
、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の他端に接続
されたコリメートレンズ２０及び音響光学変調器２１が
順次並ぶ光学系とから構成され、信号処理部１７には、
光検出器２２とそれに接続されたプリアンプ２３等が設
けられていると共に、音響光学変調器２１に入力するド
ライバ２４が備えられている。
ガスレーザ光源１０は、そこから出射されるレーザビー
ムがＰ偏光状態であるように偏光角が設定されており、
光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９は、第１ビーム
スプリツタ１３からのレーザビームの偏波面が音響光学
変調器２１に対しては光路長調整用偏波面保存光ファイ
バ１９の両端間で９０度回転されるようにフォーカスレ
ンズ１８とコリメートレンズ２０との間に捩じって接続
されている。
ムがＰ偏光状態であるように偏光角が設定されており、
光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９は、第１ビーム
スプリツタ１３からのレーザビームの偏波面が音響光学
変調器２１に対しては光路長調整用偏波面保存光ファイ
バ１９の両端間で９０度回転されるようにフォーカスレ
ンズ１８とコリメートレンズ２０との間に捩じって接続
されている。
プローブ部Ｂには、λ／４板２板長５対物レンズ２６が
直線状に並んで設けられている。
直線状に並んで設けられている。
そうして、光学系装置部へのフォーカスレンズ１５側と
プローブ部Ｂのλ／４板２板側５側、偏波面保存光ファ
イバＣにより接続されている。
プローブ部Ｂのλ／４板２板側５側、偏波面保存光ファ
イバＣにより接続されている。
レーザドツプラ振動計において、光検出器２４にての光
学的検出信号を効率よい大きいものとするためには、レ
ーザ光源ｌＯから出射され、被測定体Ｗで反射され、物
売検出器２２に至るまでの物体光の光路長と、レーザ光
源ＩＯから出射され、光路長調整層偏波面保存光ファイ
バ１９を通って物売検出器２２に至るまでの参照光の光
路長とが正確に等しいことが望ましく、そのための条件
としては、次式の成立が必要である。
学的検出信号を効率よい大きいものとするためには、レ
ーザ光源ｌＯから出射され、被測定体Ｗで反射され、物
売検出器２２に至るまでの物体光の光路長と、レーザ光
源ＩＯから出射され、光路長調整層偏波面保存光ファイ
バ１９を通って物売検出器２２に至るまでの参照光の光
路長とが正確に等しいことが望ましく、そのための条件
としては、次式の成立が必要である。
Ｌｌ＋（Ｌ１３／Ｎ１５）＋ Ｌ２＋ ２ ｘ ｆ（Ｌ
１４／Ｎ１４）＋Ｌ３＋（Ｌｌ５／Ｎ１５） ＋Ｌ４＋
（ＬＣ／ＮＣ）＋Ｌ５＋（Ｌ２６／Ｎ２６）＋Ｌ６＋（
Ｌ２５／Ｎ２５）ｌ＋Ｌ７十（Ｌ１６／Ｎ１６）＋ＬＩ
３ ＝Ｌ＋＋（Ｌ１３／Ｎ１５）＋Ｌ８＋（Ｌ１８／Ｎ１８
）＋Ｌ９＋（Ｌ１９／Ｎ１９）＋Ｌ１０＋（Ｌ２０／Ｎ
２０）＋ＬＩＩ＋（Ｌ２１／Ｎ２］）＋ Ｌ１２＋（Ｌ
１６／Ｎ１６）＋ Ｌ１３±（レーザ光源のコヒレンス
長） 但し、 第１ビームスプリツタ１３ 寸法：Ｌ１３ＸＬ１３ 屈折率： Ｈ 第２ビームスプリツタ１６ 寸法：ＬＩ６ＸＬＩ６ 偏光ビームスプリンタ１４ 寸法：Ｌ１４ＸＬ１４ フォーカスレンズ１５ 屈折率：Ｎ１６ 屈折率： １４ 厚さ：Ｌ１５ 屈折率： １５ フォーカスレンズ１８ 厚さ：Ｌ１８ 屈折率： １８ コリメートレンズ２０ 厚さ：Ｌ２０ 対物レンズ２６ 厚さ：Ｌ２６ 屈折率： ２０ 屈折率二Ｎ２６ 音響光学変調器２１の媒質 厚さ：Ｌ２１ 屈折率： ２１ λ／４板２板 長５：Ｌ２５ 屈折率：Ｎ２５偏波面保存光フ
ァイバＣ 長さ：ＬＣ屈折率、ＮＣ 光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９長さ：Ｌ１９
屈折率、Ｎ１９レーザ光源１０・第１ビーム
スプリツタ１３間隔長：Ｌｌ 第１ビームスプリンタ１３・偏光ビームスブリタ１４ 間隔長：Ｌ２ 偏光ビームスプリッタ１４・ フォーカスレンズ１５ 間隔長：Ｌ３ フォーカスレンズ１５・偏波面保存光ファイバＣ端 間隔長：Ｌ４ 偏波面保存光ファイバＣ端・対物レンズ２６間隔長：Ｌ
５ 対物レンズ２６・被測定体Ｗ反射面 間隔長：Ｌ６ 偏光ビームスプリッタ１４・第２ビームスプリツタ１６ 間隔長：Ｌ７ 第１ビームスプリンタ１３・フォーカスレンズ１８間隔
長：Ｌ８ フォーカスレンズ１８・光路長調整用偏波面保存光ファ
イバ１９端 間隔長：Ｌ９ 光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９端・コリメート
レンズ２０ 間隔長：ＬＩＯ コリメートレンズ２０・音響光学変調器２１の媒質間隔
長：Ｌ１１ 音響光学変調器２１の媒質・第２ビームスプリツタｊ６ 間隔長：Ｌ１２ 第２ビームスプリツタ１６・光検出器２２間隔長：Ｌ１
３ 実際的には、 他の諸元に対して特に光路長調整 用偏波面保存光ファイバ１９の長さＬ１９を最終的に調
整することにより上記の式を満足させることが簡単にで
きる。
１４／Ｎ１４）＋Ｌ３＋（Ｌｌ５／Ｎ１５） ＋Ｌ４＋
（ＬＣ／ＮＣ）＋Ｌ５＋（Ｌ２６／Ｎ２６）＋Ｌ６＋（
Ｌ２５／Ｎ２５）ｌ＋Ｌ７十（Ｌ１６／Ｎ１６）＋ＬＩ
３ ＝Ｌ＋＋（Ｌ１３／Ｎ１５）＋Ｌ８＋（Ｌ１８／Ｎ１８
）＋Ｌ９＋（Ｌ１９／Ｎ１９）＋Ｌ１０＋（Ｌ２０／Ｎ
２０）＋ＬＩＩ＋（Ｌ２１／Ｎ２］）＋ Ｌ１２＋（Ｌ
１６／Ｎ１６）＋ Ｌ１３±（レーザ光源のコヒレンス
長） 但し、 第１ビームスプリツタ１３ 寸法：Ｌ１３ＸＬ１３ 屈折率： Ｈ 第２ビームスプリツタ１６ 寸法：ＬＩ６ＸＬＩ６ 偏光ビームスプリンタ１４ 寸法：Ｌ１４ＸＬ１４ フォーカスレンズ１５ 屈折率：Ｎ１６ 屈折率： １４ 厚さ：Ｌ１５ 屈折率： １５ フォーカスレンズ１８ 厚さ：Ｌ１８ 屈折率： １８ コリメートレンズ２０ 厚さ：Ｌ２０ 対物レンズ２６ 厚さ：Ｌ２６ 屈折率： ２０ 屈折率二Ｎ２６ 音響光学変調器２１の媒質 厚さ：Ｌ２１ 屈折率： ２１ λ／４板２板 長５：Ｌ２５ 屈折率：Ｎ２５偏波面保存光フ
ァイバＣ 長さ：ＬＣ屈折率、ＮＣ 光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９長さ：Ｌ１９
屈折率、Ｎ１９レーザ光源１０・第１ビーム
スプリツタ１３間隔長：Ｌｌ 第１ビームスプリンタ１３・偏光ビームスブリタ１４ 間隔長：Ｌ２ 偏光ビームスプリッタ１４・ フォーカスレンズ１５ 間隔長：Ｌ３ フォーカスレンズ１５・偏波面保存光ファイバＣ端 間隔長：Ｌ４ 偏波面保存光ファイバＣ端・対物レンズ２６間隔長：Ｌ
５ 対物レンズ２６・被測定体Ｗ反射面 間隔長：Ｌ６ 偏光ビームスプリッタ１４・第２ビームスプリツタ１６ 間隔長：Ｌ７ 第１ビームスプリンタ１３・フォーカスレンズ１８間隔
長：Ｌ８ フォーカスレンズ１８・光路長調整用偏波面保存光ファ
イバ１９端 間隔長：Ｌ９ 光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９端・コリメート
レンズ２０ 間隔長：ＬＩＯ コリメートレンズ２０・音響光学変調器２１の媒質間隔
長：Ｌ１１ 音響光学変調器２１の媒質・第２ビームスプリツタｊ６ 間隔長：Ｌ１２ 第２ビームスプリツタ１６・光検出器２２間隔長：Ｌ１
３ 実際的には、 他の諸元に対して特に光路長調整 用偏波面保存光ファイバ１９の長さＬ１９を最終的に調
整することにより上記の式を満足させることが簡単にで
きる。
第２図に示す第２実施例におけるレーザドツプラ振動計
は、偏波面保存光ファイバＣにより接続された光学系装
置部ＡとプローブＮＢとから構成され、光学系装置部Ａ
は、レーザドライバ１１と出力管１２とからなるガスレ
ーザ光源ｌＯ１偏光ビームスプリッタ１４及びフォーカ
スレンズ１５が直線的に順次並ぶ光学系と、偏光ビーム
スプリッタ１４から分岐した光路中のフォーカスレンズ
１８．一端がフォーカスレンズ１８に接続された光路長
調整用偏波面保存光ファイバ１９、光路長調整用偏波面
保存光ファイバ１９の他端に接続されたコリメートレン
ズ２０、音響光学変調器２１、ビームスプリンタ１６及
び第１実施例と同様の信号処理部１７が順次並ぶ光学系
と偏光ビームスプリッタ１４とビームスプリッタ１６と
を直接結ぶ光路の光学系とから構成されている。
は、偏波面保存光ファイバＣにより接続された光学系装
置部ＡとプローブＮＢとから構成され、光学系装置部Ａ
は、レーザドライバ１１と出力管１２とからなるガスレ
ーザ光源ｌＯ１偏光ビームスプリッタ１４及びフォーカ
スレンズ１５が直線的に順次並ぶ光学系と、偏光ビーム
スプリッタ１４から分岐した光路中のフォーカスレンズ
１８．一端がフォーカスレンズ１８に接続された光路長
調整用偏波面保存光ファイバ１９、光路長調整用偏波面
保存光ファイバ１９の他端に接続されたコリメートレン
ズ２０、音響光学変調器２１、ビームスプリンタ１６及
び第１実施例と同様の信号処理部１７が順次並ぶ光学系
と偏光ビームスプリッタ１４とビームスプリッタ１６と
を直接結ぶ光路の光学系とから構成されている。
ガスレーザ光源１０は、そこから出射されるレーザビー
ムがＰ偏光状態だけでもなく、又Ｓ偏光状態だけでもな
いような適宜の中間位置に偏光面が設定されており、光
路長調整用偏波面保存光ファイバ１９は、第１実施例の
ようには捩じらず、偏光ビームスプリッタ１４と音響光
学変調器２１との間での出入においてＳ偏光状態の偏光
面を維持するように接続されている。
ムがＰ偏光状態だけでもなく、又Ｓ偏光状態だけでもな
いような適宜の中間位置に偏光面が設定されており、光
路長調整用偏波面保存光ファイバ１９は、第１実施例の
ようには捩じらず、偏光ビームスプリッタ１４と音響光
学変調器２１との間での出入においてＳ偏光状態の偏光
面を維持するように接続されている。
プローブ部Ｂには、λ／４板２５及び対物レンズ２６が
直線状に並んで設けられている。
直線状に並んで設けられている。
そうして、光学系装置部Ａのフォーカスレンズ１５側と
プローブ部Ｂのλ／４板２板側５側、偏波面保存光ファ
イバＣにより接続されている。
プローブ部Ｂのλ／４板２板側５側、偏波面保存光ファ
イバＣにより接続されている。
第１実施例と同様にして、レーザドツプラ振動計におい
て、光検出器２４にての光学的検出信号を効率よい大き
いものとするための条件としては、次式の成立が必要で
ある。
て、光検出器２４にての光学的検出信号を効率よい大き
いものとするための条件としては、次式の成立が必要で
ある。
Ｌ ｌ＋ ２ Ｘ ［（Ｌ ＋４／Ｎ１４） ＋ Ｌ２
＋（Ｌ １５／Ｎ１５）＋ Ｌ３＋（ＬＣ／ＮＣ）＋
Ｌ４＋（Ｌ２６／Ｎ２６）＋ Ｌ５＋（Ｌ２５／Ｎ２５
）ｌ＋Ｌ６＋（Ｌ１６／Ｎｌ６）＋ＬＩ２＝Ｌ＋＋（Ｌ
＋４／Ｎｌ４）＋Ｌ７＋（Ｌｌｌｌ／Ｎｌ８）＋Ｌｇ＋
（Ｌ＋９／Ｎ１９）＋ Ｌ９＋（Ｌ２０／Ｎ２０：ｌ
＋ ＬｌＯ＋（Ｌ２＋／Ｎ２＋）＋ Ｌ１１＋（Ｌ！
６／Ｎｌ６）＋ Ｌ＋２±（レーザ光源のコヒレンス長
） 但し。
＋（Ｌ １５／Ｎ１５）＋ Ｌ３＋（ＬＣ／ＮＣ）＋
Ｌ４＋（Ｌ２６／Ｎ２６）＋ Ｌ５＋（Ｌ２５／Ｎ２５
）ｌ＋Ｌ６＋（Ｌ１６／Ｎｌ６）＋ＬＩ２＝Ｌ＋＋（Ｌ
＋４／Ｎｌ４）＋Ｌ７＋（Ｌｌｌｌ／Ｎｌ８）＋Ｌｇ＋
（Ｌ＋９／Ｎ１９）＋ Ｌ９＋（Ｌ２０／Ｎ２０：ｌ
＋ ＬｌＯ＋（Ｌ２＋／Ｎ２＋）＋ Ｌ１１＋（Ｌ！
６／Ｎｌ６）＋ Ｌ＋２±（レーザ光源のコヒレンス長
） 但し。
ビームスプリッタ１６
寸法：Ｌ１６ｘＬＩ６
偏光ビームスプリンタ１４
寸法：Ｌ］４ＸＬ］４
屈折率：Ｎ１３
屈折率：
Ｎ１３
フォーカスレンズ１５
厚さ：Ｌ＋５
屈折率：
Ｉ５
フォーカスレンズ１８
厚さ：Ｌ１８
屈折率二Ｎ１８
コリメートレンズ２０
厚さ：Ｌ２０
屈折率： Ｎ２０
対物レンズ２６
厚さ：Ｌ２６
音響光学変調器２１の媒質
厚さ：Ｌ２１
屈折率二Ｎ２６
屈折率
２１
λ７４板２５
厚さ：Ｌ２５ 屈折率：Ｎ２５偏波面保存光フ
ァイバＣ 長さ：ＬＣ屈折率：ＮＣ 光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９長さ：ＬＩ９
屈折率：Ｎ１９レーザ光源１０・偏光ビーム
スプリッタ１４間隔長：Ｌ１ 偏光ビームスプリッタ１４・ フォーカスレンズ１５ 間隔長：Ｌ２ フォーカスレンズ１５・偏波面保存光ファイバＣ端 間隔長：Ｌ３ 偏波面保存光ファイバＣ端・対物レンズ２６間隔長：Ｌ
４ 対物レンズ２６・被測定体Ｗ反射面 間隔長：Ｌ５ 偏光ビームスプリッタ１４・ビームスプリッタＩ６間隔
長、Ｌ６ 偏光ビームスプリンタｊ４・フォーカスレンズ１８間隔
長：Ｌ７ フォーカスレンズ１８・光路長調整用偏波面保存光ファ
イバ１９端 間隔長：Ｌ８ 光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９端・コリメート
レンズｚＯ 間隔長：Ｌ９ コリメートレンズ２０・音響光学変調器２Ｉの媒質間隔
長：ＬＩＯ 音響光学変調器２１の媒質・ビームスプリッタ１ロ間隔
長：Ｌｌｌ ビームスプリッタ１６・光検出器２２ 間隔長：Ｌ１２ 実際的には、池の諸元に対して特に光路長調整用偏波面
保存光ファイバ１９の長さＬ１９を最終的に調整するこ
とにより上記の式を満足させることが簡単にできる。
ァイバＣ 長さ：ＬＣ屈折率：ＮＣ 光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９長さ：ＬＩ９
屈折率：Ｎ１９レーザ光源１０・偏光ビーム
スプリッタ１４間隔長：Ｌ１ 偏光ビームスプリッタ１４・ フォーカスレンズ１５ 間隔長：Ｌ２ フォーカスレンズ１５・偏波面保存光ファイバＣ端 間隔長：Ｌ３ 偏波面保存光ファイバＣ端・対物レンズ２６間隔長：Ｌ
４ 対物レンズ２６・被測定体Ｗ反射面 間隔長：Ｌ５ 偏光ビームスプリッタ１４・ビームスプリッタＩ６間隔
長、Ｌ６ 偏光ビームスプリンタｊ４・フォーカスレンズ１８間隔
長：Ｌ７ フォーカスレンズ１８・光路長調整用偏波面保存光ファ
イバ１９端 間隔長：Ｌ８ 光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９端・コリメート
レンズｚＯ 間隔長：Ｌ９ コリメートレンズ２０・音響光学変調器２Ｉの媒質間隔
長：ＬＩＯ 音響光学変調器２１の媒質・ビームスプリッタ１ロ間隔
長：Ｌｌｌ ビームスプリッタ１６・光検出器２２ 間隔長：Ｌ１２ 実際的には、池の諸元に対して特に光路長調整用偏波面
保存光ファイバ１９の長さＬ１９を最終的に調整するこ
とにより上記の式を満足させることが簡単にできる。
上記のレーザドツプラ振動計の作用について説明する。
先ず、第１実施例のレーザドツプラ振動計において、出
力管１２からのＰ偏光状態のレーザビームは、ビームス
プリンタ１３に入射されるが、一部がビームスプリンタ
１３を透過して入射物体光となり、池の一部がビームス
プリッタ１３で直角方向に反射され参照光となる。
力管１２からのＰ偏光状態のレーザビームは、ビームス
プリンタ１３に入射されるが、一部がビームスプリンタ
１３を透過して入射物体光となり、池の一部がビームス
プリッタ１３で直角方向に反射され参照光となる。
透過した入射物体光は、偏光ビームスプリッタ１４に入
射されるが、Ｐ偏光状態であるから偏光ビームスプリン
タ１４を透過し、フォーカスレンズ１５に入射する。フ
ォーカスレンズ１５に入射した入射物体光は、偏波面保
存光ファイバＣの端面に集光され、偏波面保存光ファイ
バＣ中を伝送され、偏波面保存光ファイバＣの他端面か
らλ／４板ｚ５に入射される。そうしてλ／４板２板金
５過した入射物体光は、更に対物レンズ２６を透過し、
被測定物Ｗに照射され、そこで反射された上１反射物体
光として再び対物レンズ２６に入射され、対物レンズ２
６及びλ／４板２板金５過し、偏波面保存光ファイバＣ
の端面に集光される。その際には、反射物体光は、λ／
４板２板金５復透過により偏波面が９０度回転している
ので、Ｐ偏光状態からＳ偏光状態になっている。
射されるが、Ｐ偏光状態であるから偏光ビームスプリン
タ１４を透過し、フォーカスレンズ１５に入射する。フ
ォーカスレンズ１５に入射した入射物体光は、偏波面保
存光ファイバＣの端面に集光され、偏波面保存光ファイ
バＣ中を伝送され、偏波面保存光ファイバＣの他端面か
らλ／４板ｚ５に入射される。そうしてλ／４板２板金
５過した入射物体光は、更に対物レンズ２６を透過し、
被測定物Ｗに照射され、そこで反射された上１反射物体
光として再び対物レンズ２６に入射され、対物レンズ２
６及びλ／４板２板金５過し、偏波面保存光ファイバＣ
の端面に集光される。その際には、反射物体光は、λ／
４板２板金５復透過により偏波面が９０度回転している
ので、Ｐ偏光状態からＳ偏光状態になっている。
反射物体光は、偏波面保存光ファイバＣにより上記と逆
方向に伝送され、偏波面保存光ファイバＣの端面から出
射され、フォーカスレンズ１５でコリメートされ、偏光
ビームスプリッタ１４に入射する。
方向に伝送され、偏波面保存光ファイバＣの端面から出
射され、フォーカスレンズ１５でコリメートされ、偏光
ビームスプリッタ１４に入射する。
そこで、偏光ビームスプリッタ１４に対しＳ偏光状態と
なっている反射物体光は、偏光ビームスプリッタ１４で
直角方向に反射され、直接、ビームスプリッタ１６に入
射する。
なっている反射物体光は、偏光ビームスプリッタ１４で
直角方向に反射され、直接、ビームスプリッタ１６に入
射する。
他方、ビームスプリッタ１３で直角方向に反射されたＰ
偏光状態の参照光は、フォーカスレンズ１８に入射し、
光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の端面に集光さ
れ、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９中を伝送さ
れ、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の他端面か
ら出射され、コリメートレンズ２０でコリメートされ、
音響光学変調器２１に入射する。その際、Ｐ偏光状態の
参照光は、偏光面が９０度捩しられた光路長調整用偏波
面保存光ファイバ１９中の通過によりＳ偏光状態となっ
ている。
偏光状態の参照光は、フォーカスレンズ１８に入射し、
光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の端面に集光さ
れ、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９中を伝送さ
れ、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の他端面か
ら出射され、コリメートレンズ２０でコリメートされ、
音響光学変調器２１に入射する。その際、Ｐ偏光状態の
参照光は、偏光面が９０度捩しられた光路長調整用偏波
面保存光ファイバ１９中の通過によりＳ偏光状態となっ
ている。
音響光学変調器２１に入射した参照光は、信号処理部１
７のドライバ２４からの出力に基づいて音響光学変調器
２１により周波数がｆｍだけシフトされるので、光源Ｉ
Ｏのレーザビームの周波数をｆ。とすると、音響光学変
調器２１から周波数ｆＬ＝ｆＯ＋ｆｍの参照光が出射さ
れ、ビームスプリッタ１６に入射する。
７のドライバ２４からの出力に基づいて音響光学変調器
２１により周波数がｆｍだけシフトされるので、光源Ｉ
Ｏのレーザビームの周波数をｆ。とすると、音響光学変
調器２１から周波数ｆＬ＝ｆＯ＋ｆｍの参照光が出射さ
れ、ビームスプリッタ１６に入射する。
ビームスプリンタ１６に入射した参照光のビームスプリ
ンタ１６での反射光部分とビームスプリッタ１６に入射
したの反射物体光のビームスプリッタ１６での透過光部
分とは、−緒になってビームスプリッタ１６から出射さ
れ、光検出器２２に入射する。
ンタ１６での反射光部分とビームスプリッタ１６に入射
したの反射物体光のビームスプリッタ１６での透過光部
分とは、−緒になってビームスプリッタ１６から出射さ
れ、光検出器２２に入射する。
ここで、移動物体にレーザ光を照射して反射された反射
物体光の周波数は、ドツプラ効果により入射物体光の周
波数からシフトする。そのシフト量、即ちドツプラ周波
数ｆｄは、移動物体の速度ベクトルをＶ。とじ、入射物
体光・反射物体光の各波数ベクトルをＫｏ、Ｋｓとする
と、 ｆｄ ＝ （Ｋｓ Ｋｏ） ・Ｖｏ／ ２ π”・・
・・（１）被測定体Ｗが移動しており、その速度をＶ、
レーザの発振波長をλ、反射物体光の周波数をｆｓ、プ
ローブ部Ｂの光軸線と被測定体Ｗの移動方向との交差角
をθとすると、入射物体光は、参照光と同一であるので
、（１）式から ｆｓ ＝ ｆ、）±ｆｄ ＝ ｆｏ±（２ｖ／λ） ・
ｃｏｓθ・・・・・・・・（２） 既述のように ｆＬ ＝ ｆ、） ＋ ｆｍ ＝（３）そ
こで、（２）式・（３）式で示される周波数の異なる参
照光上反射物体光とが一緒に光検出器２２に入射される
ので、光検出器２２で得られる両者の周波数差に相当す
るビート周波数ｆｂは。
物体光の周波数は、ドツプラ効果により入射物体光の周
波数からシフトする。そのシフト量、即ちドツプラ周波
数ｆｄは、移動物体の速度ベクトルをＶ。とじ、入射物
体光・反射物体光の各波数ベクトルをＫｏ、Ｋｓとする
と、 ｆｄ ＝ （Ｋｓ Ｋｏ） ・Ｖｏ／ ２ π”・・
・・（１）被測定体Ｗが移動しており、その速度をＶ、
レーザの発振波長をλ、反射物体光の周波数をｆｓ、プ
ローブ部Ｂの光軸線と被測定体Ｗの移動方向との交差角
をθとすると、入射物体光は、参照光と同一であるので
、（１）式から ｆｓ ＝ ｆ、）±ｆｄ ＝ ｆｏ±（２ｖ／λ） ・
ｃｏｓθ・・・・・・・・（２） 既述のように ｆＬ ＝ ｆ、） ＋ ｆｍ ＝（３）そ
こで、（２）式・（３）式で示される周波数の異なる参
照光上反射物体光とが一緒に光検出器２２に入射される
ので、光検出器２２で得られる両者の周波数差に相当す
るビート周波数ｆｂは。
ｆｂ ＝ ｌ ｆＬ−ｆｓ ｌ ＝ ｆｍ±（２ｖ／λ
） ・ｃｏｓθ・・・・・・・・（４） となる。
） ・ｃｏｓθ・・・・・・・・（４） となる。
光検出器２２においてｆｂが検出され、その検出信号が
プリアンプ２３から出力され、信号処理部１７において
は、それに基づいて（４）式からＶが演算される。
プリアンプ２３から出力され、信号処理部１７において
は、それに基づいて（４）式からＶが演算される。
かくして、被測定体Ｗの移動速度を測定し得るが、信号
処理部１７においてＶを更に積分することにより被測定
体Ｗの変位量も測定し得る。
処理部１７においてＶを更に積分することにより被測定
体Ｗの変位量も測定し得る。
次に、第２実施例のレーザドツプラ振動計において、出
力管１２からのレーザビームは、偏光ビームスプリンタ
１４に入射されるが、Ｐ偏光状態成分が偏光ビームスプ
リッタ１４を透過し、入射物体光となり、Ｓ偏光状態成
分が直角方向に反射されて、参照光となる。
力管１２からのレーザビームは、偏光ビームスプリンタ
１４に入射されるが、Ｐ偏光状態成分が偏光ビームスプ
リッタ１４を透過し、入射物体光となり、Ｓ偏光状態成
分が直角方向に反射されて、参照光となる。
透過した入射物体光は、フォーカスレンズ１５に入射す
る。フォーカスレンズ１５に入射した入射物体光は、偏
波面保存光ファイバＣの端面に集光され、偏波面保存光
ファイバＣ中を伝送され、偏波面保存光ファイバＣの他
端面からλ／４板２板金５射される。そうしてλ／４板
２板金５過した入射物体光は、更に対物レンズ２６を透
過し、被測定物Ｗに照射され、そこで反射され反射物体
光となった上、再び対物レンズ２６に入射され、対物レ
ンズ２６及びλ／４板２板金５過し、偏波面保存光ファ
イバＣの端面に集光される。その際には１反射物体光は
、λ７４板２５の往復透過により偏波面が９０度回転し
ているので、Ｐ偏光状態からＳ偏光状態になっている。
る。フォーカスレンズ１５に入射した入射物体光は、偏
波面保存光ファイバＣの端面に集光され、偏波面保存光
ファイバＣ中を伝送され、偏波面保存光ファイバＣの他
端面からλ／４板２板金５射される。そうしてλ／４板
２板金５過した入射物体光は、更に対物レンズ２６を透
過し、被測定物Ｗに照射され、そこで反射され反射物体
光となった上、再び対物レンズ２６に入射され、対物レ
ンズ２６及びλ／４板２板金５過し、偏波面保存光ファ
イバＣの端面に集光される。その際には１反射物体光は
、λ７４板２５の往復透過により偏波面が９０度回転し
ているので、Ｐ偏光状態からＳ偏光状態になっている。
反射物体光は、偏波面保存光ファイバＣにより上記と逆
方向に伝送され、偏波面保存光ファイバＣの端面から出
射され、フォーカスレンズ１５でコリメートされ、偏光
ビームスプリンタ１４に入射する。 そこで、偏光ビー
ムスプリンタ１４に対しＳ偏光状態となっている反射物
体光は、偏光ビームスプリッタ１４で直角方向に反射さ
れ、ビームスプリッタ１６に入射する。
方向に伝送され、偏波面保存光ファイバＣの端面から出
射され、フォーカスレンズ１５でコリメートされ、偏光
ビームスプリンタ１４に入射する。 そこで、偏光ビー
ムスプリンタ１４に対しＳ偏光状態となっている反射物
体光は、偏光ビームスプリッタ１４で直角方向に反射さ
れ、ビームスプリッタ１６に入射する。
他方、偏光ビームスプリッタ１４で直角方向に反射され
たＳ偏光状態の参照光は、フォーカスレンズ１８に入射
し、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の端面に集
光され、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１ｇ中を伝
送され、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の他端
面から出射され、コリメートレンズ２０でコリメートさ
れ、音響光学変調器２１に入射する。音響光学変調器２
１に入射した参照光は、信号処理部１７のドライバ２４
からの出力に基づいて音響光学変調器２１により周波数
がｆｍだけシフトされるので、光源１０のレーザビーム
の周波数をｆ。とすると、音響光学変調器２１から周波
数ｆＬ＝ｆｏ＋ｆｍの参照光が出射され、ビームスプリ
ッタ１６に入射する。
たＳ偏光状態の参照光は、フォーカスレンズ１８に入射
し、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の端面に集
光され、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１ｇ中を伝
送され、光路長調整用偏波面保存光ファイバ１９の他端
面から出射され、コリメートレンズ２０でコリメートさ
れ、音響光学変調器２１に入射する。音響光学変調器２
１に入射した参照光は、信号処理部１７のドライバ２４
からの出力に基づいて音響光学変調器２１により周波数
がｆｍだけシフトされるので、光源１０のレーザビーム
の周波数をｆ。とすると、音響光学変調器２１から周波
数ｆＬ＝ｆｏ＋ｆｍの参照光が出射され、ビームスプリ
ッタ１６に入射する。
以下第１実施例と同様にして、被測定体Ｗの移動速度及
び変位量が測定され得る。
び変位量が測定され得る。
上記の両実施例においては、音響光学変調器２２は、参
照光の光路中に配設されているが、それに替えて物体光
の光路中に配設してもよいことは、両実施例の作用から
も容易に理解し得よう。
照光の光路中に配設されているが、それに替えて物体光
の光路中に配設してもよいことは、両実施例の作用から
も容易に理解し得よう。
又、レーザ光源としては、半導体レーザを用いることも
できる。
できる。
更に、第１実施例の変形例として、ビームスプリッタ１
３を偏光ビームスプリッタにしてもよく、又、偏光ビー
ムスプリッタ１４をビームスプリッタにしてもよい。こ
の変形例の場合には、上記第１実施例の場合と異なり、
第２実施例と同様にしてガスレーザ光源ｌＯは、そこか
ら出射されるレーザビームがＰ偏光状態だけでもなく、
又Ｓ偏光状態だけでもないような適宜の中間位置に偏光
面が設定されている。
３を偏光ビームスプリッタにしてもよく、又、偏光ビー
ムスプリッタ１４をビームスプリッタにしてもよい。こ
の変形例の場合には、上記第１実施例の場合と異なり、
第２実施例と同様にしてガスレーザ光源ｌＯは、そこか
ら出射されるレーザビームがＰ偏光状態だけでもなく、
又Ｓ偏光状態だけでもないような適宜の中間位置に偏光
面が設定されている。
ビームスプリッタ１３を偏光ビームスプリッタ１３にし
た第１変形例においては、光路長調整用偏波面保存光フ
ァイバ１９は、第１実施例のようには捩じらず、第２実
施例と同様に偏光ビームスプリッタ１３と音響光学変調
器２１との間での出入においてＳ偏光状態の偏光面を維
持するように接続されている。
た第１変形例においては、光路長調整用偏波面保存光フ
ァイバ１９は、第１実施例のようには捩じらず、第２実
施例と同様に偏光ビームスプリッタ１３と音響光学変調
器２１との間での出入においてＳ偏光状態の偏光面を維
持するように接続されている。
偏光ビームスプリッタ１４をビームスプリッタ１４にし
た第２変形例においては、光路長調整用偏波面保存光フ
ァイバ１９は、第１実施例のようには捩じらず、第２実
施例と同様に偏光ビームスプリンタ１４と音響光学変調
器２１との間での出入においてＳ偏光状態の偏光面を維
持するように接続されている上、第１実施例と異なりλ
／４板２板金５要となる。
た第２変形例においては、光路長調整用偏波面保存光フ
ァイバ１９は、第１実施例のようには捩じらず、第２実
施例と同様に偏光ビームスプリンタ１４と音響光学変調
器２１との間での出入においてＳ偏光状態の偏光面を維
持するように接続されている上、第１実施例と異なりλ
／４板２板金５要となる。
ビームスプリッタ１３を偏光ビームスプリンタ１３にし
、且つ偏光ビームスプリッタ１４をビームスプリンタ１
４にした第３変形例においては、光路長調整用偏波面保
存光ファイバ１９を第１実施例と同様にしたまま、第１
実施例と異なりλ／４板２板金５去するか、又は光路長
調整用偏波面保存光ファイバ１９を第１実施例のように
は捩じらず、第２実施例と同様に偏光ビームスプリッタ
１３と音響光学変調器２１との間での出入においてＳ偏
光状態の偏光面を維持するようにした上、λ／４板２板
金５置するかする。
、且つ偏光ビームスプリッタ１４をビームスプリンタ１
４にした第３変形例においては、光路長調整用偏波面保
存光ファイバ１９を第１実施例と同様にしたまま、第１
実施例と異なりλ／４板２板金５去するか、又は光路長
調整用偏波面保存光ファイバ１９を第１実施例のように
は捩じらず、第２実施例と同様に偏光ビームスプリッタ
１３と音響光学変調器２１との間での出入においてＳ偏
光状態の偏光面を維持するようにした上、λ／４板２板
金５置するかする。
第２実施例の変形例として、偏光ビームスプリッタ１４
をビームスプリッタ１４にしてもよい。
をビームスプリッタ１４にしてもよい。
この変形例においては、第２実施例と異なりλ／４板２
板金５去する。
板金５去する。
上記各実施例においても、第１実施例及び第２実施例に
おけるのと同様に被測定体Ｗの移動速度及び変位量が測
定され得ることは、第１実施例及び第２実施例の作用か
ら容易に理解されよう。
おけるのと同様に被測定体Ｗの移動速度及び変位量が測
定され得ることは、第１実施例及び第２実施例の作用か
ら容易に理解されよう。
〔発明の効果）
この発明のレーザドツプラ振動計においては、対物レン
ズを備えたプローブ部を光学系装置部と光ファイバで接
続しているので、測定に際し、プローブ部を被測定物に
接近させることが可能である。
ズを備えたプローブ部を光学系装置部と光ファイバで接
続しているので、測定に際し、プローブ部を被測定物に
接近させることが可能である。
更に、光路長調整用偏波面保存光ファイバの長さは任意
に設定し得るので、参照光の光路長を正確に被測定物で
反射される物体光の光路長に正確に一致させることがで
きるので、検出信号出力の減少が防止される。
に設定し得るので、参照光の光路長を正確に被測定物で
反射される物体光の光路長に正確に一致させることがで
きるので、検出信号出力の減少が防止される。
第１図は、この発明の第１実施例におけるレーザドツプ
ラ振動計の構成図、 第２図は、この発明の第２実施例におけるレーザドツプ
ラ振動計の構成図、 第３図は、従来の技術のレーザドツプラ振動計の構成図
である。 Ａ：光学系装置部 Ｂニブローブ部Ｃ：偏波面
保存光ファイバ １０：ガスレーザ光源 １１：レーザドライバ１
２：出力管 １３：ビームスプリンタ（偏光ビームスプリッタ）ｌ４
：偏光ビームスプリッタ（ビームスプリッタ）１５．１
８：フォーカスレンズ １６：ビームスプリンタ１７二
信号処理部
ラ振動計の構成図、 第２図は、この発明の第２実施例におけるレーザドツプ
ラ振動計の構成図、 第３図は、従来の技術のレーザドツプラ振動計の構成図
である。 Ａ：光学系装置部 Ｂニブローブ部Ｃ：偏波面
保存光ファイバ １０：ガスレーザ光源 １１：レーザドライバ１
２：出力管 １３：ビームスプリンタ（偏光ビームスプリッタ）ｌ４
：偏光ビームスプリッタ（ビームスプリッタ）１５．１
８：フォーカスレンズ １６：ビームスプリンタ１７二
信号処理部
Claims (4)
- （１）光学系装置部及び前記光学系装置部の物体光出入
射端と偏波面保存光ファイバを介して接続され、物体光
を被測定体に照射し、被測定体での反射光を受光するプ
ローブ部から構成されたビーム分岐光学系を用いたレー
ザドップラ振動計であって、光学系装置部は、レーザビ
ームからの直接の参照光と偏波面保存光ファイバに対し
出入する物体光とが分岐・合流する夫々の光路である２
光路を成す光学系と、一方が光学変調された物体光と参
照光とが合流されて生じるビートを検出し、被測定体の
移動速度及び変位量、又はそのいずれか一方を演算する
信号処理部とから構成され、前記光学系は、レーザ光源
と、ビームスプリッタ、又はビームスプリッタ・偏光ビ
ームスプリッタの組合せと、参照光の光路に介在した所
定の調整長さの光路長調整用偏波面保存光ファイバとか
ら構成され、２光路中の１光路に光学変調手段が設けら
れていることを特徴とするビーム分岐光学系を用いたレ
ーザドップラ振動計 - （２）光学系装置部の光学系における物体光と参照光と
の光路の分岐点はビームスプリッタ、又は偏光ビームス
プリッタであり、合流点はビームスプリッタであり、分
岐点・合流点間の物体光光路中間におけるビームスプリ
ッタ、又は偏光ビームスプリッタが偏波面保存光ファイ
バを介してプローブ部に接続されている請求項（１）に
記載のビーム分岐光学系を用いたレーザドップラ振動計 - （３）光学系装置部の光学系における物体光と参照光と
の光路の分岐点はビームスプリッタ、又は偏光ビームス
プリッタであり、合流点はビームスプリッタであり、分
岐点のビームスプリッタ、又は偏光ビームスプリッタが
偏波面保存光ファイバを介してプローブ部に接続されて
いる請求項（１）に記載のビーム分岐光学系を用いたレ
ーザドップラ振動計 - （４）光路長調整用偏波面保存光ファイバは、分岐点・
合流点間の参照光の通過光路長が分岐点・被測定体Ｗ反
射面間及び被測定体Ｗ反射面・合流点間の物体光の通過
光路長と同長にするような調整長さを具備する請求項（
１）乃至（３）に記載のビーム分岐光学系を用いたレー
ザドップラ振動計
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1269083A JP2691781B2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | ビーム分岐光学系を用いたレーザドップラ振動計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1269083A JP2691781B2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | ビーム分岐光学系を用いたレーザドップラ振動計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03131764A true JPH03131764A (ja) | 1991-06-05 |
| JP2691781B2 JP2691781B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17467435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1269083A Expired - Fee Related JP2691781B2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | ビーム分岐光学系を用いたレーザドップラ振動計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2691781B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07311215A (ja) * | 1994-03-22 | 1995-11-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | レーザドップラ流速計 |
| JPH08292266A (ja) * | 1995-04-21 | 1996-11-05 | Sony Corp | 速度センサヘッド及び速度計測装置 |
| JP2008134257A (ja) * | 2001-09-04 | 2008-06-12 | Rosemount Aerospace Inc | Ｌｉｄａｒ用ブロック光学要素構成 |
| JP2008286797A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Polytec Gmbh | 非接触式振動測定方法およびそれを実施する装置 |
| JP2011257365A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Nippon Steel Corp | 超音波測定装置及び超音波測定方法 |
| JP2014228552A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | ポリテック・ゲー・エム・ベー・ハーＰｏｌｙｔｅｃ Ｇｍｂｈ | 光干渉計及びこの光干渉計を備えた振動計 |
| JP2016502073A (ja) * | 2012-11-12 | 2016-01-21 | テヒニッシェ ウニヴェルズィテート ハンブルク−ハーブルクＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｅｔ Ｈａｍｂｕｒｇ−Ｈａｒｂｕｒｇ | ライダ測定システム及びライダ測定方法 |
| CN109459127A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-12 | 华南农业大学 | 一种基于matlab图像处理非接触式叶片风振测量方法 |
| JP2019100735A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | 株式会社小野測器 | 光干渉計 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007010389B4 (de) * | 2007-03-03 | 2011-03-10 | Polytec Gmbh | Vorrichtung zur optischen Vermessung eines Objekts |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5782723A (en) * | 1980-11-12 | 1982-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Measuring device for oscillation |
-
1989
- 1989-10-18 JP JP1269083A patent/JP2691781B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5782723A (en) * | 1980-11-12 | 1982-05-24 | Mitsubishi Electric Corp | Measuring device for oscillation |
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| JPH07311215A (ja) * | 1994-03-22 | 1995-11-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | レーザドップラ流速計 |
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| JP2016502073A (ja) * | 2012-11-12 | 2016-01-21 | テヒニッシェ ウニヴェルズィテート ハンブルク−ハーブルクＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｅｔ Ｈａｍｂｕｒｇ−Ｈａｒｂｕｒｇ | ライダ測定システム及びライダ測定方法 |
| JP2014228552A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | ポリテック・ゲー・エム・ベー・ハーＰｏｌｙｔｅｃ Ｇｍｂｈ | 光干渉計及びこの光干渉計を備えた振動計 |
| JP2019100735A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | 株式会社小野測器 | 光干渉計 |
| CN109459127A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-12 | 华南农业大学 | 一种基于matlab图像处理非接触式叶片风振测量方法 |
| CN109459127B (zh) * | 2018-11-27 | 2021-03-26 | 华南农业大学 | 一种基于matlab图像处理非接触式叶片风振测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2691781B2 (ja) | 1997-12-17 |
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