JPH0334771Y2 - - Google Patents

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JPH0334771Y2
JPH0334771Y2 JP15385888U JP15385888U JPH0334771Y2 JP H0334771 Y2 JPH0334771 Y2 JP H0334771Y2 JP 15385888 U JP15385888 U JP 15385888U JP 15385888 U JP15385888 U JP 15385888U JP H0334771 Y2 JPH0334771 Y2 JP H0334771Y2
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block
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ホログラフイ光学系を小型、軽量
で、且つ安定性、信頼性の優れた光学装置として
構成するものである。
[Detailed Description of the Invention] This invention constitutes a holographic optical system as an optical device that is small, lightweight, and has excellent stability and reliability.

例えば、ホログラフイ光学装置は、広い応用範
囲を持つている。二重露光ホログラフイ、実時間
ホログラフイなどの手法によつて、例えば物体の
変形を知ることができる。
For example, holographic optical devices have a wide range of applications. For example, deformation of an object can be determined by techniques such as double exposure holography and real-time holography.

このためには、実時間記録のできる材料例えば
BSO素子、BGO素子を画像記録材料として用い、
物体からの反射光たる物体光と、参照光とを一定
角度をなして、記録材料へ入射させてホログラム
を作る。
For this purpose, materials that can be used for real-time recording, such as
Using BSO elements and BGO elements as image recording materials,
A hologram is created by making object light, which is light reflected from an object, and reference light enter a recording material at a certain angle.

ホログラフイによる変形測定法は、極めて精度
良く、微小な変形をもとらえる事を可能にする。
The deformation measurement method using holography is extremely accurate and makes it possible to detect even minute deformations.

ホログラフイ技術を用いるには、レーザ装置
と、レーザからの光を反射させて、適当な方向、
位置へ導くためのミラー類と、諸種のレンズと、
記録材料とを必要とする。
Holographic technology involves using a laser device and reflecting the light from the laser in a suitable direction.
Mirrors and various lenses to guide you to the position,
Requires recording materials.

しかも、これらの器具は、相対間隔、方向が厳
密に不変になるよう固定されていなければならな
い。光の波長と同程度の変位や振動があつても、
ホログラムを適正に作ることができない。
Moreover, these instruments must be fixed so that their relative spacing and orientation remain strictly unchanged. Even if there is a displacement or vibration of the same degree as the wavelength of light,
Unable to create holograms properly.

従来、ホログラフイ光学装置は、重く大きい鉄
製の定盤の上に、マグネツトスタンド等を用いて
構成されるのが常であつた。鉄製の定盤の上へ、
レーザを置き、レンズ、ミラー、記録材料などは
マグネツトスタンドによつて定盤上へ固定する。
定盤は、タイヤ、スプリング等で弾性支持されて
おり、周囲からの振動、衝撃影響を遮断する。マ
グネツトスタンドを個々の器具へ1対1に使うか
わりに、レンズ、プリズム等を、一定の箱体の中
へ収め、これを定盤の上へ固定するようにしたも
のもある。
Conventionally, holographic optical devices have been constructed using a magnetic stand or the like on a heavy and large iron surface plate. onto the iron surface plate,
Place the laser, and fix the lens, mirror, recording material, etc. on the surface plate using a magnetic stand.
The surface plate is elastically supported by tires, springs, etc., and blocks vibrations and shock effects from the surroundings. Instead of using magnetic stands one-on-one for each device, there are some devices in which lenses, prisms, etc. are housed in a box and this is fixed on a surface plate.

いずれにしても、100Kg程度もある、重く大き
い定盤の上に構成しなければならなかつた。
In any case, it had to be built on a heavy and large surface plate weighing about 100 kg.

これらのホログラフイ光学装置は、いずれも極
めて大型の光学装置となるから、重量、サイズの
天で、未だ実用的でない。実験室での試みの域を
出ない。
All of these holographic optical devices are extremely large optical devices, and are not yet practical due to their weight and size. This is no more than a laboratory experiment.

また、個々の光学的コンポーネントを、デイス
クリートに、空間配置するから、なお耐振性など
に不安がある。また、不注意によつて、空間的に
変位する可能性もあり、光学系としての安定性、
信頼性に問題があつた。
Furthermore, since the individual optical components are arranged discretely, there are still concerns about vibration resistance. In addition, there is a possibility of spatial displacement due to carelessness, which may affect the stability of the optical system.
There was a problem with reliability.

本考案は、このような従来のホログラフイ技術
の難点を解決することを目的とする。
The present invention aims to solve the problems of the conventional holographic technology.

本考案の光学系は、レンズやミラーなどは、小
さなガラスブロツクで作り、これらを適当に貼り
合わせてブロツク状とし、このようなブロツクと
その他の光学的コンポーネントを、予め対応位置
にフオトエツチングで凹部を形成してある基板へ
嵌込み接着し、全体を透明材料でモールドしたも
のである。
In the optical system of the present invention, lenses, mirrors, etc. are made of small glass blocks, which are laminated together to form a block shape, and such blocks and other optical components are pre-photographed into corresponding positions to create recesses. It is fitted and adhered to a substrate that has been formed on it, and the whole is molded with a transparent material.

以下、実施例を示す図面によつて、本考案の構
成、作用及び効果を説明する。
Hereinafter, the structure, operation, and effects of the present invention will be explained with reference to drawings showing embodiments.

第1図は本考案の実施例に係る光学装置のモー
ルド部を除いて示す斜視図、第2図は第1図の光
学装置の対応構成図である。
FIG. 1 is a perspective view of an optical device according to an embodiment of the present invention, with the mold section removed, and FIG. 2 is a corresponding structural diagram of the optical device of FIG. 1.

これらは、Bi12SiO20素子(BOS素子)を記録
材料とした二重露出ホログラフイ法による変形計
測のための光学装置であり、第2図の構成は周知
である。書き込みと、読み出しとは波長の異なる
別々のレーザを用いる。たとえば、書き込みはア
ルゴンレーザ、読み出しはヘリウムネオンレーザ
を用いる。
These are optical devices for measuring deformation by a double exposure holography method using a Bi 12 SiO 20 element (BOS element) as a recording material, and the configuration shown in FIG. 2 is well known. Separate lasers with different wavelengths are used for writing and reading. For example, an argon laser is used for writing, and a helium neon laser is used for reading.

第2図の二重露出ホログラフイ構成図は、周知
であるが、まず最初に説明する。
The double exposure holographic diagram of FIG. 2 is well known, but will be explained first.

書き込み用レーザ1から出た書き込み光(a光
束)は、シングルモードフアイバF1の中を通過
する。終端でビームを拡張し、ある程度の拡がり
のある光束とする。この光束が第1ミラーM1で
反射され、拡がりのあるb光束となつて、ハーフ
ミラーHMに入射する。
The writing light (a beam) emitted from the writing laser 1 passes through the single mode fiber F1. The beam is expanded at the end to form a luminous flux with a certain degree of spread. This light beam is reflected by the first mirror M1, becomes a spread b light beam, and enters the half mirror HM.

ハーフミラーHMは、b光束を2つに分ける。
反射されたc光束は、測定対象Oを照射する。測
定対象Oは任意の形状の物体であつて差し支えな
い。測定対象Oから反射された物体光(d光束)
は、測定対象の外形に関する三次元的情報を担つ
ている。d光束はハーフミラーFMを透過し、ダ
イクロイツクミラーDMを通り、記録材料Rへ垂
直に入射する。
The half mirror HM divides the b light beam into two.
The reflected light beam c illuminates the measurement object O. The measurement object O may be an object of any shape. Object light reflected from measurement object O (d light flux)
carries three-dimensional information regarding the external shape of the object to be measured. The d light flux passes through the half mirror FM, passes through the dichroic mirror DM, and enters the recording material R at right angles.

ダイクロイツクミラーDMは、選択反射性をも
つミラーで、書き込み用レーザL1の光は透過す
るが、読み出しレーザL2の光を反射する。
The dichroic mirror DM is a mirror having selective reflection properties, and transmits the light from the writing laser L1, but reflects the light from the reading laser L2.

記録材料Rは、実時間特性を有するものを選
ぶ。例えばBOS素子(Bi12SiO20)、BGO素子
(Bi12GeO20)の単結晶に、直流電圧を印加した
記録材料を使う、写真乾板のように、現像する必
要がなく、書き込み後、直ちに読み出すことがで
きる。
The recording material R is selected to have real-time characteristics. For example, a recording material in which a DC voltage is applied to the single crystal of a BOS element (Bi 12 SiO 20 ) or a BGO element (Bi 12 GeO 20 ) is used, and unlike a photographic plate, there is no need to develop it, and it can be read out immediately after writing. be able to.

一方、ハーフミラーHMを通過したe光束は、
第2ミラーM2で反射されf光束となる。f光束
は参照光として機能する。
On the other hand, the e light flux that passed through the half mirror HM is
It is reflected by the second mirror M2 and becomes an f light flux. The f light flux functions as a reference light.

記録材料Rへ、物体光(d光束)と、参照光
(f光束)とが一定の角度をなして入射する。書
き込み用レーザL1の光は、コヒーレント光であ
るから、記録材料Rの中に、測定対象Oに対応し
た干渉縞が生ずる。写真乾板とは異なり、干渉縞
は、電子雲の分布のかたよりとして出現する。
The object light (d light flux) and the reference light (f light flux) enter the recording material R at a constant angle. Since the light of the writing laser L1 is coherent light, interference fringes corresponding to the measurement object O are generated in the recording material R. Unlike photographic plates, interference fringes appear as a shift in the distribution of electron clouds.

こうして書き込みができる。 This is how you can write.

測定対象Oの最初の状態について、記録材料R
へホログラムを作つておく。そして、変形後の状
態について、全く同じ配置を保つて再び書き込み
操作を行う。二回露光して、測定対象Oの変形前
後のホログラムが、記録材料Rの中へ二重に記録
される。
Regarding the initial state of the measurement object O, the recording material R
Make a hologram. Then, the writing operation is performed again while maintaining exactly the same arrangement in the post-transformation state. By performing the exposure twice, the holograms of the measurement object O before and after deformation are recorded in the recording material R in a double manner.

読み出しは次のように行う。 Reading is performed as follows.

読み出しレーザL2は、書き込み用レーザより
長波長のレーザ、例えばHe−Neレーザを用い
る。読み出し用のg光束は、シングルモードフア
イバF2を通つて、ビーム径を拡大された後、記
録材料Rへ背面から入射する。つまり、参照光た
るf光束の延長線上からほぼ逆の方向に記録材料
Rへ入射するようにしている。
The reading laser L2 uses a laser with a longer wavelength than the writing laser, for example, a He-Ne laser. The readout g light flux passes through the single mode fiber F2, has its beam diameter expanded, and then enters the recording material R from the back side. In other words, the light beam is made to enter the recording material R in an almost opposite direction from the extension line of the reference light beam f.

すると、読み出し光はh光束となつて、もとの
物体光たるd光束と逆方向に進み、測定対象Oの
あつた位置にその実像を結ぶ。
Then, the readout light becomes an h light flux, travels in the opposite direction to the d light flux which is the original object light, and forms its real image at the position where the measurement object O is located.

h光束は、しかしながら、途中でダイクロイツ
クミラーDMで反射され、i光束となり、さらに
第3ミラーM3で反射され、イメージフアイバF
3を通るj光束となる。j光束は、テレビカメラ
TGで観察される。
However, the h luminous flux is reflected by the dichroic mirror DM on the way to become the i luminous flux, which is further reflected by the third mirror M3 and transferred to the image fiber F.
It becomes j light flux passing through 3. j Luminous flux is a TV camera
Observed in TG.

j光束は、変形前後の測定対象Oの二重の実像
を担つている再生光である。実像は、変形した部
分があれば、そこに変形量に応じた密度の干渉縞
が生ずる。この干渉縞がテレビカメラTGのスク
リーンに現れるようにすると、直接変形位置、変
形量を知ることができる。テレビカメラTGで撮
像した後の測定対象Oの像の処理は任意であり、
直接目視するかわり、干渉縞密度を計数し、変形
量を自動的に計算するようにしても良い。
The light beam j is a reproduction light carrying a double real image of the measurement object O before and after deformation. If a real image has a deformed portion, interference fringes will occur there with a density corresponding to the amount of deformation. By making these interference fringes appear on the screen of the television camera TG, the position and amount of deformation can be directly determined. Processing of the image of the measurement object O after it is captured by the television camera TG is optional.
Instead of directly observing with the naked eye, the interference fringe density may be counted and the amount of deformation may be automatically calculated.

以上の構成は周知である。 The above configuration is well known.

本考案において、ミラー、ハーフミラー、ダイ
クロイツクミラー、記録材料などは、デイスクリ
ートな部品として組み合わせるのではなく、鏡面
を蒸着したプリズム状のガラスブロツク等を、互
いに接着し、取り扱いやすいブロツクとする。ま
た、このブロツクと、他に必要なレンズ、ミラー
などは、一枚の基板に接着することにし、正確な
位置決めを行うために、基板にはこれらフロツク
部材を固定するべき位置に凹部を予め設けてお
く。さらに全体を透明は材料でモールドし、光学
系の安定性を高めている。
In the present invention, mirrors, half mirrors, dichroic mirrors, recording materials, etc. are not assembled as discrete components, but prism-shaped glass blocks with vapor-deposited mirror surfaces are glued together to form blocks that are easy to handle. In addition, this block and other necessary lenses, mirrors, etc. will be glued onto a single board, and in order to ensure accurate positioning, recesses are pre-formed on the board at the positions where these flock members should be fixed. I'll keep it. Furthermore, the entire structure is molded with a transparent material, increasing the stability of the optical system.

第1図はモールド部を除いて示す、本考案の光
学装置の斜視図であるが、これは定盤のように、
広く、大きく、重いものではなく、軽く、狭いガ
ラス、金属、セラミツクなどの薄い基板1の上に
構成してある。
FIG. 1 is a perspective view of the optical device of the present invention, with the mold section removed;
It is constructed on a thin substrate 1 made of glass, metal, ceramic, etc., which is not wide, large, or heavy, but light and narrow.

第3図は基板1のみの斜視図である。平坦な表
面に凹部2,3,4が設けてある。凹部2は、複
合ブロツク5の底面が厳密に嵌りこむ形状、寸法
になつている。凹部3はミラーブロツク6の底部
が嵌込む。凹部4は、ガラスブロツク7の底部が
嵌込む。
FIG. 3 is a perspective view of the substrate 1 only. Recesses 2, 3, 4 are provided in the flat surface. The recess 2 has such a shape and size that the bottom surface of the composite block 5 fits exactly therein. The bottom of the mirror block 6 fits into the recess 3. The bottom of the glass block 7 fits into the recess 4.

このように、基板1に固定する全てのブロツク
部材に応じ、予め凹部を作つておく。
In this way, recesses are made in advance for all the block members to be fixed to the substrate 1.

凹部2,3,4を設けるには、例えば、フオト
エツチング法などを用いる事ができる。基板をガ
ラス、金属で作ることとすれば、フオトエツチン
グ法で、厳密に凹部を形成できる。
To provide the recesses 2, 3, and 4, for example, a photoetching method can be used. If the substrate is made of glass or metal, the recesses can be precisely formed using the photoetching method.

しかしながら、本考案に於いて、凹部を作る方
法や、凹部の深さは任意である。機械的方法で凹
部を加工することもできる。また、基板をセラミ
ツクで構成する事もできるが、この場合、予め凹
部を素材に賦型しておいてから焼成すれば良いわ
けである。
However, in the present invention, the method of forming the recess and the depth of the recess are arbitrary. It is also possible to machine the recesses by mechanical methods. Further, the substrate can be made of ceramic, but in this case, the recesses can be formed in the material in advance and then fired.

第1図に於いて、書き込み用レーザL1の光を
伝送する書き込み光伝送用シングルモードフアイ
バF1は、ロツドレンズ8に接続されている。ロ
ツドレンズ8は屈折率分布型の円柱状レンズであ
つて、レーザL1の細いビームを拡大し、より直
径の大きい平行ビームにする作用がある。
In FIG. 1, a writing light transmission single mode fiber F1 that transmits the light of the writing laser L1 is connected to a rod lens 8. As shown in FIG. The rod lens 8 is a cylindrical lens with a gradient index of refraction, and has the function of expanding the narrow beam of the laser L1 and making it into a parallel beam with a larger diameter.

読み出しレーザL2につながる読み出し光伝送
用シングルモードフアイバF2は、ロツドレンズ
9に接続してある。ガラスブロツク7は、ロツド
レンズ9を支持するために基板1上に固着してあ
る。
A readout light transmission single mode fiber F2 connected to the readout laser L2 is connected to a rod lens 9. A glass block 7 is fixed onto the substrate 1 to support the rod lens 9.

テレビカメラTCに続く再生光伝達用イメージ
フアイバF3は、ロツドレンズ10に接続されて
いる。ロツドレンズ10はイメージフアイバF3
の端面に測定対象Oの実像を結ぶようにする。
An image fiber F3 for transmitting reproduction light following the television camera TC is connected to a rod lens 10. Rod lens 10 is image fiber F3
A real image of the object O to be measured is focused on the end face of the object O.

複合ブロツク5の構造は、適当な形状のガラス
よりなる素ブロツクを、そのまま、或は境界面に
ミラー面を金属蒸着により作つておき、これらを
接着材で貼り合わせてなる。
The structure of the composite block 5 is made by using suitable shaped glass blocks as they are, or by forming a mirror surface on the boundary surface by metal vapor deposition, and then bonding them together with an adhesive.

書き込み光を導入するロツドレンズ8は、直方
体の透明な第1素ブロツク11の端面に接着して
ある。書き込み光束aは第1素ブロツク11を長
手方向に透過し、三角柱状の第2素ブロツク12
に入る。第3素ブロツク13と第2素ブロツク1
2は、二等辺直角三角形を底面とする三角柱で、
対角斜面は第1ミラーM1xとなつている。すな
わち、第2、第3素ブロツク12,13のいずれ
かの対角斜面に、金属を蒸着してミラーとし、こ
れをエポキシ樹脂系接着剤、バルサム、その他適
当な接着剤で貼り合わせてある。
A rod lens 8 for introducing writing light is bonded to an end face of a rectangular parallelepiped transparent first elementary block 11. The writing light flux a passes through the first elementary block 11 in the longitudinal direction and passes through the triangular prism-shaped second elementary block 12.
to go into. Third elementary block 13 and second elementary block 1
2 is a triangular prism whose base is an isosceles right triangle,
The diagonal slope is the first mirror M1x. That is, metal is deposited on the diagonal slope of either the second or third elementary blocks 12, 13 to form a mirror, and this is bonded together with an epoxy resin adhesive, balsam, or other suitable adhesive.

第2素ブロツク12の直下には、同様に三角柱
状の第5素ブロツク15、第6素ブロツク16
が、間に、第1ミラーM1yをはさんで貼り合わ
されている。ミラーM1x,M1yは互いにねじ
れの位置にあり、2つあわせて、第2図の第1ミ
ラーM1に対応する。
Immediately below the second elementary block 12 are a fifth elementary block 15 and a sixth elementary block 16, which are similarly shaped like a triangular prism.
are bonded together with the first mirror M1y sandwiched therebetween. The mirrors M1x and M1y are in twisted positions with respect to each other, and together they correspond to the first mirror M1 in FIG.

第4素ブロツク14は、第1素ブロツクと同
形、同大の直方体状のガラスブロツクである。上
面は第1素ブロツク11に接着され、端面には、
第5素ブロツク15、第6素ブロツク16が接着
されている。第4素ブロツクは、これらの素ブロ
ツクを結合するためだけのものである。光線を透
過させるものではない。このような結合機能だけ
の素ブロツクも、統一された複合ブロツク5を作
るために必要となる。
The fourth elementary block 14 is a rectangular parallelepiped glass block having the same shape and size as the first elementary block. The upper surface is glued to the first elementary block 11, and the end surface is
A fifth elementary block 15 and a sixth elementary block 16 are bonded together. The fourth elementary block is only for connecting these elementary blocks. It does not transmit light. Such elementary blocks having only connection functions are also required to create a unified composite block 5.

第5素ブロツク5の側面には、第7素ブロツク
17の側面が貼り付けられている。第7素ブロツ
ク17、第8素ブロツク18は三角柱状で、組み
合わされた直方体を構成する。対角斜面はやはり
金属を蒸着するが、全反射ミラーではなくハーフ
ミラーHMとなつている。
The side surface of the seventh elementary block 17 is attached to the side surface of the fifth elementary block 5. The seventh elementary block 17 and the eighth elementary block 18 have a triangular prism shape, and are combined to form a rectangular parallelepiped. The diagonal slopes are still metal-deposited, but they are half mirrors HM instead of total reflection mirrors.

第8素ブロツク18の二等平面の内、一方は複
合ブロツク5の外壁面を構成し、これに立てた法
線の延長線(e光束と平行)上には、ミラーブロ
ツク6が空間的に複合ブロツク5と離隔して存在
する。
One of the two isoplanes of the eighth elementary block 18 constitutes the outer wall surface of the composite block 5, and on the extension line of the normal line erected thereto (parallel to the light flux e), the mirror block 6 is spatially It exists separately from the composite block 5.

第7素ブロツク17の平面の法線の延長線(c
光束と平行)上に,測定対象Oが位置する。
The extension line of the normal to the plane of the seventh elementary block 17 (c
The measurement object O is located parallel to the light beam).

b光束は、ハーフミラーHMで、直角方向に分
かれる2つの光束になり、c光束は測定対象Oを
照射する。e光束はミラーブロツク6の第2ミラ
ーM2に入射する。測定対象Oより反射されたd
光束(物体光)は、再び第7素ブロツク17へ戻
り、今度はハーフミラーHMを直進し、第9素ブ
ロツク19へ入射する。
The light beam b becomes two light beams that are divided perpendicularly by the half mirror HM, and the light beam c irradiates the object O to be measured. The light beam e enters the second mirror M2 of the mirror block 6. d reflected from the measurement object O
The light flux (object light) returns to the seventh elementary block 17 again, this time it travels straight through the half mirror HM, and enters the ninth elementary block 19.

第9素ブロツク19は直方体で、第1素ブロツ
ク11、第4素ブロツク14と同型、同大であ
る。物体光たるd光束は、第9素ブロツク19を
長手方向に透過する。
The ninth elementary block 19 is a rectangular parallelepiped, and has the same shape and size as the first elementary block 11 and the fourth elementary block 14. The d light flux, which is the object light, passes through the ninth elementary block 19 in the longitudinal direction.

第10素ブロツク20は、第9素ブロツク19の
上へ貼り付けられる直方体ガラスブロツクであ
り、ここへは光線が導入されないが、ブロツクの
構造を安定、堅牢にするため貼合してある。
The 10th elementary block 20 is a rectangular parallelepiped glass block pasted on top of the 9th elementary block 19, and although no light is introduced into it, it is pasted to make the structure of the block stable and robust.

第9素ブロツク19の端面には、第11素ブロツ
ク21が貼り付けてある。第11素ブロツク21、
第12素ブロツク22は、三角柱状で、対角斜面に
ダイクロイツクミラーDMが蒸着法により設けら
れている。第12素ブロツク22の端面には、実時
間特性を有する記録材料Rが貼り付けてある。こ
れは、BSO素子、BGO素子を例えば使う。
An eleventh element block 21 is attached to the end face of the ninth element block 19. 11th elementary block 21,
The twelfth elementary block 22 has a triangular prism shape, and dichroic mirrors DM are provided on diagonal slopes by vapor deposition. A recording material R having real-time characteristics is pasted on the end face of the twelfth elementary block 22. This uses, for example, a BSO element or a BGO element.

第12素ブロツク22の上面、第10素ブロツク2
0の端面には、三角柱状の第13素ブロツク23、
第14素ブロツク24が貼合してある。
Top surface of 12th elementary block 22, 10th elementary block 2
On the end face of 0, there is a triangular prism-shaped 13th elementary block 23,
A fourteenth elementary block 24 is pasted.

第13素ブロツク23、第14素ブロツク24の間
の対角斜面には第3ミラーM3が設けられてい
る。ロツドレンズ10は、第14素ブロツク24の
端面に接着されている。
A third mirror M3 is provided on the diagonal slope between the 13th element block 23 and the 14th element block 24. The rod lens 10 is bonded to the end face of the fourteenth element block 24.

参照光(f光束)と読み出し光(g光束)と
は、反対側から、記録材料Rへ入射するが、同一
直線上に沿つているわけではない。波長が異なる
からである。ブラツグの条件を満足するように入
射角を設定しなければならない。
The reference light (f light flux) and the readout light (g light flux) enter the recording material R from opposite sides, but do not necessarily lie along the same straight line. This is because the wavelengths are different. The angle of incidence must be set so as to satisfy the Bragg condition.

つまり、記録材料の入射面に立てた法線と、光
線とのなす角の正弦の比が、光の波長の比に等し
いようにする。
In other words, the ratio of the sine of the angle between the normal to the incident surface of the recording material and the light beam is made equal to the ratio of the wavelength of the light.

これはかなり厳しい条件であるが、記録材料
R、ミラーブロツクM2、ガラスブロツク7は、
全て基板1に、予め凹部2,3,4を設けておき
これにより位置決めするので、取り付けた後、微
調整する必要などはない。
Although this is a fairly severe condition, recording material R, mirror block M2, and glass block 7 are
Since the recesses 2, 3, and 4 are provided in advance on the board 1 for positioning, there is no need for fine adjustment after installation.

このようにして、基板1の上へ、複合ガラスブ
ロツク5、ミラーブロツク6、ガラスブロツク7
を取り付けた後、全体を透明な材料でモールドす
る。
In this way, the composite glass block 5, the mirror block 6, and the glass block 7 are placed on the substrate 1.
After attaching it, the whole thing is molded with a transparent material.

第4図はこのような状態にある本考案の光学装
置の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of the optical device of the present invention in such a state.

この例では、第1図の光学装置を、箱型のパツ
ケージ30に収納し、さらに透明な液体状のモー
ルド材料を充填固化した作つてある。
In this example, the optical device shown in FIG. 1 is housed in a box-shaped package 30, which is further filled with a transparent liquid molding material and solidified.

パツケージ30の前面には窓31を開けており
窓31の前方に測定対象Oがくるように置く。
A window 31 is opened in the front of the package 30, and the measurement object O is placed in front of the window 31.

基板1、複合ブロツク5、ミラーブロツク6、
ガラスブロツク7等はモールド部32の中に位置
しているから、これら部材の間に空気等は全く存
在せず、透明な固体層で結合されている。
Substrate 1, composite block 5, mirror block 6,
Since the glass block 7 and the like are located in the mold section 32, there is no air or the like between these members, and they are connected by a transparent solid layer.

シングルモードフアイバF1,F2,イメージ
フアイバF3等は、個々にパツケージから外へ取
り出すこともできるが、この例ではまとめて、コ
ネクタ部33から外部へ取り出すようにしてい
る。
Although the single mode fibers F1, F2, image fiber F3, etc. can be taken out individually from the package, in this example, they are taken out all at once from the connector section 33.

モールド材料は透明で、熱膨張率が基板やガラ
スと接近しており、屈折率がガラスに近似してい
るものが良い。
The mold material is preferably transparent, has a thermal expansion coefficient close to that of the substrate or glass, and has a refractive index close to that of glass.

モールドすることの目的は、これら光学ブロツ
クを物理的に堅牢に結合することと、ガラスブロ
ツクの面で光が反射するのを防ぐ事の2つの目的
がある。
The purpose of molding is to physically connect these optical blocks firmly and to prevent light from being reflected on the surfaces of the glass blocks.

ガラスブロツクを例えば、屈折率が1.51のBK7
(ポロシリケートクラウンガス)で構成し、モー
ルド材料を例えば、屈折率が1.49のPMMA(ポリ
メチルメタクリレート)で構成することとすれば
良い。
For example, the glass block is BK7 with a refractive index of 1.51.
(porosilicate crown gas), and the molding material may be, for example, PMMA (polymethyl methacrylate) having a refractive index of 1.49.

本考案の光学装置は、第4図のままでも使用で
きるが、さらに蓋をして完成するようにしてもよ
い。
The optical device of the present invention can be used as shown in FIG. 4, but it may also be completed with a lid.

パツケージ30と蓋は、透明、非透明いずれに
も良く、金属、プラスチツク、ガラスなど任意で
ある。
The package 30 and the lid may be transparent or non-transparent, and may be made of metal, plastic, glass, or any other material.

ただし、パツケージに入れる事は、本考案にと
つて必ずしも要求されない。適当な型の中へ入れ
てモールドし、固化した後、型から取り出して、
そのまま使用することもできる。
However, putting it in a package is not necessarily required for the present invention. Put it in a suitable mold, mold it, and after solidifying, take it out from the mold,
It can also be used as is.

ミラーM1、……は、アルミニウムなどの金属
を蒸着して作ることができる。
The mirrors M1, . . . can be made by vapor depositing metal such as aluminum.

ダイクロイツクミラーDMは、TiO2、GeO2
SiO等の酸化物を蒸着して作る。
Dichroitsch mirror DM is TiO 2 , GeO 2 ,
It is made by vapor depositing oxides such as SiO.

書き込み用レーザL1は例えばArレーザを、
読み出しレーザL2は例えばHe−Neレーザを用
いることができる。
The writing laser L1 is, for example, an Ar laser,
For example, a He-Ne laser can be used as the readout laser L2.

この説明では、二重露光法による、物体の変形
を測定する例を挙げたが、実時間ホログラフイ法
による測定系をも、本考案によつて構成すること
ができる。
In this explanation, an example was given in which the deformation of an object is measured using the double exposure method, but a measurement system using the real-time holography method can also be constructed according to the present invention.

本考案は、従来、鉄製の定盤上へ光学機器を定
置してホログラフイ光学装置を構成していたのと
全く異なり、各光学要素をガラスブロツクによつ
て作り、これを互いに貼り合わせて複合ブロツク
とし、複合ブロツクと、これに組合わすことので
きないブロツクがあれば、予め凹部を適当に設け
た基板へ、各ブロツクを配置し、さらに全体をモ
ールドしているから、次の効果がある。
This invention is completely different from conventional holographic optical devices, which were constructed by placing optical equipment on a surface plate made of iron.In contrast, each optical element is made of glass blocks, which are then bonded together to form a composite block. If there is a composite block and a block that cannot be combined with the composite block, each block is placed on a substrate with appropriate recesses in advance, and then the entire block is molded, resulting in the following effects.

まず、軽量で、小さい、という事である。 First, it is lightweight and small.

複合ブロツク5のみでいえば、おおまかな寸法
は10mm×10mm×50mm程度である。小さく、軽いの
で取り扱いが便利であるから、広い用途が開ける
IC基板の変形計測、パツシベーシヨンにおける
膜厚測定などに利用できる。
The approximate dimensions of the composite block 5 are approximately 10 mm x 10 mm x 50 mm. It is small and light, making it convenient to handle, opening up a wide range of uses.
It can be used for measuring deformation of IC substrates, measuring film thickness during passivation, etc.

凹部は、フオトエツチングの他、ケミカルエツ
チング、プラズマエツチング、イオンビームエツ
チング等によつて作ることもできる。
The recess can be formed by chemical etching, plasma etching, ion beam etching, etc. in addition to photo etching.

この例では、3つの凹部があるが、凹部の数は
任意である。互いに離隔した光学要素(ガラスブ
ロツク)の数だけ凹部を設ければ良い。
In this example, there are three recesses, but the number of recesses is arbitrary. It is sufficient to provide the same number of recesses as the number of optical elements (glass blocks) spaced apart from each other.

さらに、本考案に於いては、基板上へ各光学ブ
ロツクを貼り付けた上、さらにモールドして固め
てあるので、信頼性が高く、安定である、という
長所がある。
Furthermore, the present invention has the advantage of being highly reliable and stable since each optical block is pasted onto the substrate and then molded to solidify it.

モールド材料の屈折率がガラスの屈折率に近け
れば、モールド・ガラス境界における反射損失が
減る、という利点がある。
If the refractive index of the mold material is close to the refractive index of the glass, it has the advantage of reducing reflection losses at the mold-glass interface.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の実施例に係る光学装置のモー
ルド部を除いて示す斜視図。第2図は第1図の光
学装置の対応構成図。第3図は基板のみの斜視
図。第4図は光学装置をパツケージに入れてモー
ルドした状態の斜視図。 1……基板、2,3,4……凹部、5……複合
ブロツク、6……ミラーブロツク、7……ガラス
ブロツク、8,9,10……ロツドレンズ、11
〜24……素レンズ、L1……書き込み用レー
ザ、L2……読み出し用レーザ、F1……シング
ルモードフアイバ、F2……シングルモードフア
イバ、F3……イメージフアイバ、M1〜M3…
…ミラー、HM……ハーフミラー、DM……ダイ
クロイツクミラー、R……記録材料、O……測定
対象、TC……テレビカメラ、a〜j……光束、
d……物体光、f……参照光、g……読み出し
光、30……パツケージ、31……窓、32……
モールド部。
FIG. 1 is a perspective view of an optical device according to an embodiment of the present invention, with the mold section removed. FIG. 2 is a corresponding configuration diagram of the optical device shown in FIG. 1. FIG. 3 is a perspective view of only the board. FIG. 4 is a perspective view of the optical device placed in a package and molded. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2, 3, 4... Concave portion, 5... Composite block, 6... Mirror block, 7... Glass block, 8, 9, 10... Rod lens, 11
~24... Elementary lens, L1... Laser for writing, L2... Laser for reading, F1... Single mode fiber, F2... Single mode fiber, F3... Image fiber, M1-M3...
...Mirror, HM...Half mirror, DM...Dichroic mirror, R...Recording material, O...Measurement object, TC...TV camera, a to j...Light flux,
d...Object light, f...Reference light, g...Reading light, 30...Package, 31...Window, 32...
Mold part.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 素ガラスブロツク、所定の面に所定の波長透過
特性を有する薄膜をコーテイングした素ガラスブ
ロツク、レンズ及び実時間特性を有する記録材料
などを相互に接着してなる複合ブロツクと、複合
ブロツクと離間したガラスブロツクと、予め設け
られた凹部に各ブロツク体を固定する基板と、基
板を収容する箱型のパツケージと、パツケージに
設けられたコネクタ部と、コネクタ部と素ガラス
ブロツクとを結合するシングルモードフアイバ及
びイメージフアイバとよりなり、内部に空気が存
在しないように全体がガラスの屈折率に近い屈折
率を有する透明材料でモールドされており、複合
ブロツク、ガラスブロツクはホログラフイ光学系
を構成しており、コネクタ部から書き込み光を入
れると、物体光はパツケージに設けた窓から外部
に取り出され測定対象によつて反射された後、窓
からパツケージ内部に戻り、参照光はパツケージ
内部のガラスブロツク、モールド、記録材料のみ
を通るようになつており、読み出し光を入れると
記録材料に書き込まれた像がイメージフアイバを
通して外部に取り出されるようにした事を特徴と
する光学装置。
A raw glass block, a raw glass block whose predetermined surface is coated with a thin film having a predetermined wavelength transmission characteristic, a composite block formed by mutually adhering a lens and a recording material having real-time characteristics, and a glass separated from the composite block. A block, a substrate that fixes each block body in a recess provided in advance, a box-shaped package that houses the substrate, a connector section provided on the package, and a single mode fiber that connects the connector section and the plain glass block. and an image fiber, and the entire block is molded with a transparent material having a refractive index close to that of glass so that there is no air inside, and the composite block and glass block constitute a holographic optical system. When the writing light enters from the connector, the object light is taken out from the window provided in the package, reflected by the object to be measured, and then returned to the inside of the package through the window, and the reference light is transmitted to the glass block, mold, etc. inside the package. An optical device characterized in that the light passes only through a recording material, and when read light is input, an image written on the recording material is taken out to the outside through an image fiber.
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