JPH04268423A - 小設置面積干渉計 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半透鏡、この半透鏡を
透過した光と反射した光をそれぞれ半透鏡へ向けて反射
させる固定鏡系及び移動鏡系からなり、特にフーリエ変
換赤外分光光度計に使用するのに適しかつ設置面積が小
さい干渉計に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７と図８にそれぞれ従来のマイケルソ
ン型干渉計及びそれぞ改良したハップゼンツェル型干渉
計を示す。図７のマイケルソン型干渉計は、分光や測距
等によく用いられる干渉計であり、入射光は、半透鏡Ｈ
Ｍによって移動鏡ＭＭ方向と固定鏡ＳＭ方向とに分けら
れ、分割された光は各鏡によって反射され、半透鏡ＨＭ
に戻って合成され、互いに干渉する。干渉した光は、半
分は入射光側に戻ってしまうが、半分は出射光側に出て
インタフェログラムと呼ばれる干渉信号の観測に用いら
れる。この場合、図に実線矢印で示すように、光路の片
側の移動鏡ＭＭのみを移動させインタフェログラムを発
生させている。また、図８のハップゼンツェル型干渉計
は、図示のように干渉計内に反射鏡Ｍ１、Ｍ２を余分に
配置し、かつ、移動鏡と固定鏡に相当する反射系を一体
のルーフミラー系Ｍ３で構成し、固定鏡側、移動鏡側双
方を一体化して移動可能に構成したもので、短い移動距
離で大きな光路差を発生させることができるものである
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７の
マイケルソン型干渉計では、短い移動距離で大きな光路
の差を発生させるには、固定鏡ＳＭ、移動鏡ＭＭの双方
を図の破線矢印で示す方向に移動させてやればよいが、
移動部分が大がかりになり、設置面積が大きくなる。ま
た、通常、光学装置をコンパクトにまとめるには、光路
上に平行あるいは直角に各ユニットを並べると都合がよ
いが、図７のマイケルソン型干渉計では、入射光と出射
光は大きな角度をなしているので、図示の如く、干渉計
の出入口の光路上に案内用の鏡ＭＩ、ＭＯ等を配置する
必要があり、これによっても設置面積が大きくなる。

【０００４】さらに、図８のハップゼンツェル型干渉計
においても、図７、図８の比較から明らかなように、干
渉計の設置面積は減少しない。また、案内鏡ＭＩ、ＭＯ
を用いない限り光路は一直線にならず、この点からも干
渉計の設置面積は大きいままである。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、半透鏡、この半透鏡を透過
した光と反射した光をそれぞれ半透鏡へ向けて反射させ
る固定鏡系及び移動鏡系からなる干渉計において、入射
光と出射光の角度を平行あるいは逆方向、もしくは、平
行や逆方向に近い角度にすることにより、干渉計の設置
面積を小さくすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の小設置面積干渉計は、半透鏡の入射位置と出
射位置のほぼ中間を通り半透鏡に直交する方向の両側に
、前記直交方向の位置にかかわらず同一の光路で光を入
出射させる反射光学系を配置し、前記反射光学系の双方
は、半透鏡の入射位置で分割された光を半透鏡の出射位
置表裏に同一角度で入射させるように反射する如く構成
され、少なくとも一方の前記反射光学系を前記直交方向
に移動可能に配置することにより、２つの出射光の内一
方の出射光が入射光と平行もしくはそれに近い角度をな
すようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明の第２の小設置面積干渉計は
、半透鏡系を相互に交差する２枚の半透鏡で構成し、そ
の交差線をはさんでほぼ対称な位置に半透鏡系に対する
入射位置と出射位置が位置し、前記交差線に垂直で交差
角をほぼ２分する方向の両側に、前記方向の位置にかか
わらず同一の光路で光を入出射させる反射光学系を配置
し、前記反射光学系の双方は、半透鏡の入射位置で分割
された光を半透鏡の出射位置表裏に同一角度で入射させ
るように反射する如く構成され、少なくとも一方の前記
反射光学系を前記方向に移動可能に配置することにより
、２つの出射光の内一方の出射光が入射光と反対方向も
しくはそれに近い角度をなすようにしたことを特徴とす
るものである。

【０００８】なお、これらの干渉計を異なる測定波数域
専用に複数台用意して、複数台の干渉計を切り換え鏡を
介して直列に接続し、切り換え鏡の出し入れにより何れ
かの干渉計をバイパス可能に構成することにより、フー
リエ変換赤外分光光度計に適した小設置面積干渉計を提
供することができる。

【０００９】

【作用】本発明の何れのものにおいても、干渉計の入射
光と出射光のなす角度が平行あるいは逆方向、もしくは
、平行や逆方向に近い角度になっており、その方向に干
渉計の構成部品を配置できるので、干渉計の設置面積を
小さくすることができる。しかも、移動する反射光学系
の移動方向が、この配置方向に一致するので、複数台の
干渉計を設置しても相互に機械的に邪魔をすることがな
くなる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照にして、本発明の小設置面
積干渉計の実施例について説明する。図１は本発明に基
づく第１の実施例の干渉計の光路図であり、半透鏡１の
入射位置Ｐ１と出射位置Ｐ２の中間を通り半透鏡１に直
交する方向のほぼ対称の位置両側に、固定鏡と移動鏡に
相当する二枚鏡あるいは三枚鏡２、３が配置されており
、入射光は半透鏡１の位置Ｐ１に入射して２分され、両
側の二枚鏡あるいは三枚鏡２、３により反射された後、
半透鏡１の別の位置Ｐ２に戻ってきて干渉する。２つの
出射光の内一方の出射光１は入射光と平行もしくはそれ
に近い角度をなしている。図７のような案内鏡ＭＩ、Ｍ
Ｏを用いれば、光軸に直角な方向の配置に干渉計をまと
めることができる。この場合、両側の二枚鏡あるいは三
枚鏡２、３は一直線上にあるので、図８と同様、両側の
鏡２、３を一体化してこの直線方向に移動させることに
より、短い移動距離で大きな光路差を発生させることが
できる。また、図８の干渉計に比べ、余分な反射鏡がな
い分、効率がよくなる。なお、二枚鏡あるいは三枚鏡２
、３の代わりに、複数の反射鏡からなり、その移動方向
の位置にかかわらず同一光路で光を入出射させる反射光
学系を用いてもよい。

【００１１】次に、図１の干渉計を変形して構成した別
の実施例を図２に示す。この実施例においては、入射光
を２分する入射位置Ｐ１と両反射光を合成して干渉させ
る出射位置Ｐ２とが互いに角度をなすように、２枚の半
透鏡１１、１２により半透鏡系１０を構成することによ
り、入射光と出射光１を１８０°逆方向に向くようにし
たものである。図１と同様、案内鏡ＭＩ、ＭＯを用いれ
ば、光軸に直角な方向の配置に干渉計をまとめることが
できる。また、両側の二枚鏡あるいは三枚鏡２、３は一
直線上にあるので、一体化してこの直線方向に動かすこ
とができる。なお、二枚鏡あるいは三枚鏡２、３の代わ
りに、複数の反射鏡からなり、その移動方向の位置にか
かわらず同一光路で光を入出射させる反射光学系を用い
てもよい。

【００１２】次に、図１、図２の干渉計の応用例を示す
。図３は、図１の干渉計を多少変形して、両側の鏡２、
３の中心部を入射光と出射光１が通るようにしたもので
ある。図１に比べ、より直線に近いユニット配置にする
ことができる。また、入射光と出射光２を使って、案内
鏡ＭＩ、ＭＯを使用すれば、案内鏡ＭＩ、ＭＯの出し入
れのみにより、例えば測定光を干渉計内に取り込んだり
、干渉計を経由せずに入射光をそのまま通過させること
が可能となる。

【００１３】図４に示したものは、図３の光路切り換え
を１枚の両面鏡４の出し入れにより行わせるようにした
もので、矢印のように両面鏡４を移動させるだけで、入
射光を干渉計内に取り込んだり、干渉計を経由せずに入
射光をそのまま通過させることが可能となる。なお、反
射鏡５、６は出射光を両面鏡４の裏面に導くためのもの
である。

【００１４】ところで、以上の図１から図４に示したよ
うな干渉計を複数台直列に接続して配置し、何れか１台
の干渉計内のみに測定光を取り込み、他の干渉計はバイ
パスするようにすることは、特にフーリエ変換赤外分光
を行う時に有用である。その理由は、干渉計の半透鏡等
は広いスペクトル範囲にわたって均一の特性を示すこと
ができないため、測定スペクトル範囲を分割し、各測定
波数域専用に複数の干渉計を用意して、干渉計を切り換
えながら測定する必要があるからである。図５は、その
１例として、図４の１枚の両面鏡４の考え方を図２の干
渉計に適用して、干渉計を２台並べて選択的に用いるよ
うにしたものであり、半透鏡系１を有する干渉計内と半
透鏡系２を有する干渉計内とに選択的に光を取り込むか
通過させるかを決めることができる。

【００１５】図６は、図５のような切り換えを図２の干
渉計の入射光２側及び出射光２側に対して行ない、１枚
の両面鏡４の切り換えにより、半透鏡系１を有する干渉
計側に光を通すか、半透鏡系２を有する干渉計側に光を
通すかを選択できるようにしたものである。この場合、
半透鏡系１側と半透鏡系２側とでは、干渉計を逆廻りで
光が回転することになる。切り換え用両面鏡４の回転角
度をさらに大きくすれば、図５と同様に、入射光２の代
わりにもう一方の入射光をそのまま通過させることも可
能である。

【００１６】図１、図３、図４の干渉計においても、同
様に複数台並べて選択的に用いることができる。これに
対して、このような切り換えを図７、図８のような従来
型の干渉計で同様に行わせようとすると、設置面積が非
常に大きくなってしまう。なお、本発明は上記の実施例
に限定されず、種々の変形が可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の干渉計に
よると、干渉計の入射光と出射光のなす角度が平行ある
いは逆方向、もしくは、平行や逆方向に近い角度になっ
ており、その方向に干渉計の構成部品を配置できるので
、干渉計の設置面積を小さくすることができる。しかも
、移動する反射光学系の移動方向が、この配置方向に一
致するので、複数台の干渉計を設置しても相互に機械的
に邪魔をすることがなくなる。

【００１８】その他、半透鏡と移動鏡との間に従来のハ
ップゼンツェル型干渉計のような余分な反射鏡なしで、
同一軸上に両側の移動鏡が配置でき、反射鏡の枚数が少
なくてもすむので、効率がよくなる。さらに、干渉計の
出入口の切り換え鏡の移動で干渉計に光を取り込むかど
うか選択できるので、測定波数域の異なる半透鏡を使用
した複数の干渉計を容易に連結できる。また、光源から
の可視光を利用して、分光器内の光軸合わせが容易に行
える。さらに、出射光が入射光側に戻らないので、光源
、検知器への干渉計の影響がなくなり、定量性、安定性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく第１の実施例の干渉計の光路図
である。

【図２】別の実施例の干渉計の光路図である。

【図３】図１の干渉計の変形例の光路図である。

【図４】図３の干渉計の光路切り換えを１枚の両面鏡の
出し入れにより行わせるようにしたものの光路図である
。

【図５】図２の干渉計を複数台直列に接続して何れか１
台のみに測定光を取り込むようにしたものの光路図であ
る。

【図６】図５と同様な他の例の光路図である。

【図７】従来のマイケルソン型干渉計の光路図である。

【図８】従来のハップゼンツェル型干渉計の光路図であ
る。

【符号の説明】

１…半透鏡 ２、３…二枚鏡あるいは三枚鏡 ４…両面鏡 ５、６…反射鏡 １０…半透鏡系 １１、１２…半透鏡 Ｐ１…入射位置 Ｐ２…出射位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半透鏡の入射位置と出射位置のほぼ中
   間を通り半透鏡に直交する方向の両側に、前記直交方向
   の位置にかかわらず同一の光路で光を入出射させる反射
   光学系を配置し、前記反射光学系の双方は、半透鏡の入
   射位置で分割された光を半透鏡の出射位置表裏に同一角
   度で入射させるように反射する如く構成され、少なくと
   も一方の前記反射光学系を前記直交方向に移動可能に配
   置することにより、２つの出射光の内一方の出射光が入
   射光と平行もしくはそれに近い角度をなすようにしたこ
   とを特徴とする小設置面積干渉計。
2. 【請求項２】　　半透鏡系を相互に交差する２枚の半透
   鏡で構成し、その交差線をはさんでほぼ対称な位置に半
   透鏡系に対する入射位置と出射位置が位置し、前記交差
   線に垂直で交差角をほぼ２分する方向の両側に、前記方
   向の位置にかかわらず同一の光路で光を入出射させる反
   射光学系を配置し、前記反射光学系の双方は、半透鏡の
   入射位置で分割された光を半透鏡の出射位置表裏に同一
   角度で入射させるように反射する如く構成され、少なく
   とも一方の前記反射光学系を前記方向に移動可能に配置
   することにより、２つの出射光の内一方の出射光が入射
   光と反対方向もしくはそれに近い角度をなすようにした
   ことを特徴とする小設置面積干渉計。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２の干渉計を異なる測定
   波数域専用に複数台用意して、複数台の干渉計を切り換
   え鏡を介して直列に接続し、切り換え鏡の出し入れによ
   り何れかの干渉計をバイパス可能に構成したことを特徴
   とする小設置面積干渉計。