JPH04295731A - 干渉計 - Google Patents

干渉計

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JPH04295731A
JPH04295731A JP3337058A JP33705891A JPH04295731A JP H04295731 A JPH04295731 A JP H04295731A JP 3337058 A JP3337058 A JP 3337058A JP 33705891 A JP33705891 A JP 33705891A JP H04295731 A JPH04295731 A JP H04295731A
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JP
Japan
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fixed mirror
mirror
interferometer
beam splitter
optical path
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Pending
Application number
JP3337058A
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English (en)
Inventor
Albert R J Bertram
アルベルト　ラルフ　ヨハン　ベルトラム
Johannes W Coenders
ヨハネス　ウィルヘルム　コッデルス
Francis J Span
フランシスカス　ヨハネス　スパン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1822—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors comprising means for aligning the optical axis
    • G02B7/1824—Manual alignment
    • G02B7/1825—Manual alignment made by screws, e.g. for laser mirrors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/45—Interferometric spectrometry
    • G01J3/453—Interferometric spectrometry by correlation of the amplitudes
    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B5/00—Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus

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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、入射放射線ビームを、
互いに個別の第１光路および第２光路に沿う２個のサブ
ビームに分離するビームスプリッタと、前記第１光路お
よび第２光路の終点をなし、前記サブビームを前記ビー
ムスプリッタに反射させて前記ビームスプリッタにより
前記サブビームを再結合させる第１固定ミラーおよび第
２固定ミラーと、前記第１光路および第２光路のうちの
少なくとも一方に設けた光路長変更手段とを具えた干渉
計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような装置としては、ヨーロッパ特
許第１７１８３７号に記載のように、ビームスプリッタ
と、２個の固定ミラーと、回転自在のミラーセットとを
干渉計の基本構造としているものがある。この干渉計に
おいては、光路長の変更は比較的簡単に行っており、光
学的構成の構造を相対的に直線移動させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この解決法の欠点は、
上述のような光学素子が互いに正確に規定された位置に
取り付ける必要があり、これら位置は、比較的広く間隔
を空けられており、また異なる指向性を有している。
【０００４】従って、本発明の目的はこの欠点を解決す
る干渉計を得るにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
、本発明干渉計は、前記第１光路における前記ビームス
プリッタに平行に配置して放射線を前記第１固定ミラー
に指向させる第３固定ミラーを設け、前記第１固定ミラ
ーを前記第２固定ミラーを含む平面と同一又はそれに平
行な平面上に配置したことを特徴とする。
【０００６】このような干渉計は、電磁波スペクトルの
紫外線、可視光及び赤外線領域のいずれかに適用するの
に設計する。
【０００７】光路長変更手段は、支持本体に取り付けた
２個の互いに平行に対向するミラーと、前記支持本体を
回転する回転手段とを有するものとして構成する。
【０００８】この構成の光路長変更手段によれば、光学
的組立体の３個の個別のセットを有する干渉計の構造を
、各セット内に光学素子を互いに平行に配置することが
できるようにする。このことにより、干渉計の光学的構
成を簡単にし、光学素子を平行にすることができること
により、異なる指向性を有する光学素子に対して正確に
相対位置決めするよりも一層簡単にアラインメントの問
題を容易にすることができる。
【０００９】本発明の好適な実施例においては、第１固
定ミラー、第２固定ミラー、第３固定ミラー、ビームス
プリッタ及び光路長変更手段をそれぞれ配置する取付ポ
イントを有する鋳造構体を設ける。
【００１０】このことにより、構造を安定化ことができ
、また取付ポイントを正確に選択することによって干渉
計の構造を簡素化することができる。
【００１１】更に、本発明の好適な実施例においては、
第１固定ミラー及び第２固定ミラーを、鋳造構体の単一
の機械加工した面に取り付ける。
【００１２】この構成により、第１及び第２の固定ミラ
ーを互いに同一平面に正確に取り付けることができる。 即ち、単一の平面に平坦な表面を或る公差で機械加工す
るのは、個別に機械加工した表面のそれぞれに同一の平
行度を確実に持たせるよりも簡単であるためである。
【００１３】更に、本発明の好適な実施例においては、
取り付けた光学構成部材の位置を調整する手段を設け、
この調整手段は、構成部材を取り付ける表面に近接して
形成した断面が減少していく孔と、この孔内に挿入する
ねじとを有するものとして構成する。
【００１４】この構成により、光学素子の位置を極めて
微量例えば、ナノメータのオーダーで調整することがで
き、素子の極めて精密な位置決めが得られる。
【００１５】更に、本発明の好適な実施例においては、
固定端部に近接する位置でミラーに圧着する少なくとも
１個のフィンガと、前記フィンガの遊端に近接して前記
フィンガを調整自在に偏倚させるねじ手段とを具えたミ
ラー取付手段を設ける。
【００１６】このことにより、ねじの比較的大きな移動
に対してミラーの比較的小さい移動を与え、ミラーの精
密な位置決めが可能となる。フィンガがミラーに圧着す
る位置における移動よりもビーム転向比だけフィンガの
遊端の移動は大きい。
【００１７】更に、本発明は、上述のパラグラフに説明
した干渉計を有するフーリエ変換分光計を提供する。
【００１８】
【実施例】次に、図面につき本発明の好適な実施例を説
明する。
【００１９】図１に示す装置は、放射線源２例えば、広
帯域赤外線源を有し、凹面ミラー６によりコリメートし
た赤外線ビーム４を発生する。鋳物構体８内で、ビーム
４をビームスプリッタ１０により第１サブビーム１２と
第２サブビーム１４に分離する。サブビーム１４は、ミ
ラー１６により９０°曲げ、第１固定ミラー１８により
反射させ、折り曲げミラー１６を経てビームスプリッタ
１０に帰還させる。 サブビーム１２は、第１ミラー２２および第２ミラー２
４を有する回転自在の平行ミラー系２０を経て反射され
、第２固定ミラー２６により平行ミラー系２０を経てビ
ームスプリッタ１０に帰還する。サブビーム１２のビー
ム経路の長さは、平行ミラー系２０を回転させることに
より変更することができる。サブビーム１２、１４はビ
ームスプリッタ１０において結合され、結合出力ビーム
２５を形成する。結合ビームは、サンプル２８に指向さ
れ、このサンプルの吸収スペクトルを測定する。サンプ
ル２８を通過した後結合ビーム２５は凹面ミラー３０に
より検出器３２上に集束させられる。
【００２０】平行ミラー系はヨーロッパ特許第１７１８
３７号に記載のモータ駆動により又はミラー系に直接連
結したモータ３５により回転させ、より精度の高い移動
制御を行う。例えば、目に見えるヘリウム−ネオンレー
ザ５２からの放射線の基準ビーム５０を干渉計の光路に
通過させ、別個の検出器５４に干渉フリンジを生ずるよ
うにする。この検出器の出力を波形整形回路５６に供給
し、光路長が変化するときレーザ源の一つの波長の間隔
又はこの波長の分数又はこの波長の倍数で生ずるサンプ
リング瞬間信号を発生する。これらサンプリング信号に
より、検出器３２の出力がサンプリングされてコンピュ
ータ５８への入力を生ずる瞬間を制御し、このコンピュ
ータ５８により既知のクーリー　　ターキー　　アルゴ
リズムに基づくプログラムを使用してビーム２５のスペ
クトル６０を計算する。このスペクトルをモニタ６１に
表示する。更に、駆動モータ３５をの速度を、サンプリ
ング瞬間信号に応答して制御回路６２により制御し、サ
ンプリングの瞬間を一定に維持する。
【００２１】使用にあたり、２個のサブビームの光路長
は、初期的に光路長変動の動作範囲の一方の端部で回転
ミラー系２０により等しくしておく。このときゼロ次の
フリンジが検出器に入射される。次に、ミラーを回転さ
せて、所要のウェーブ数の解像度を生ずるのに必要な光
路長変化を生ぜしめる。より好適には、光路長を作動範
囲の中間で回転ミラー系により等しくしておき、次にミ
ラーを作動範囲全体にわたり駆動してダブルサイドの干
渉模様を生ずるようにし、このような干渉模様は位相誤
差を受けにくくすることが容易にできる。
【００２２】図２には、固定ミラー１６、１８および２
６、ビームスプリッタ１０、および回転ミラー系２０を
取り付ける鋳造構体の斜視図を示す。
【００２３】折り返しミラー１６を、放射線ビームがミ
ラー１６に達することができる開孔１０２の両側の２個
の面１００，１０１　に取り付ける。ビームスプリッタ
１０を開孔１０３　から鋳造構体８内に配置し、３個の
面１０４，１０５，１２０　に取り付ける。第１固定ミ
ラーと１１８を鋳造構体８の後面に開孔１０６　を覆う
ように取り付け、この開孔１０６　から放射線サブビー
ム１４を受光する。同様に、第２固定ミラー２６を鋳造
構体の後面に開孔１０７　を覆うよう取り付け、この開
孔から放射線サブビーム１２を受光する。回転ミラー系
２０を鋳造構体８内で、鋳造構体８の下側面に形成した
軸受と開孔１０８　の周りに鋳造構体８に連結したモー
タ３５を担持するプレートとの間に取り付ける。鋳造構
体８は、右側を開放し、放射線源２からの放射線ビーム
４をビームスプリッタ１０に指向させるようにし、また
開孔１０９　を設けて、再結合ビーム２５がサンプルを
経て検出器３２に指向することができるようにする。
【００２４】図３は折り返しミラー１６およびその取付
部の分解斜視図を示す。ミラー取付部は、本体１３０　
およびばね部材１３１　とにより構成する。本体１３０
　は、３個のフィンガ１３２，１３３，１３４　を有し
、これらフィンガにミラー１６をばね部材１３１　によ
り押しつける。ばね部材１３１　には、３個の板ばね１
３５，１３６，１３７　を設け、３個のねじ（このうち
２個のねじ１３８　、１３９　が見える）を使用して本
体１３０　にばね部材１３１　を組み合わせるときこれ
ら板ばねはミラー１６に接触する。３個の調整ねじ１４
０，１４１，１４２はフィンガ１３２，１３３，１３４
　の３個の端部の近傍に圧着し、ミラー位置の微調整を
行う。フィンガの固定端部の近傍でフィンガ１３２，１
３３，１３４　に設けたパッドをミラーに圧着させ、ね
じ１４０，１４１，１４２　の比較的大きい移動により
ミラー位置の比較的小さい移動を生ずるようにする。本
体１３０　を３個のねじ１４３，１４４，１４５　によ
り鋳造構体８に取り付け、これらねじ１４３，１４４，
１４５　は本体１３０　の貫通孔１４６，１４７，１４
８　に通過させ、また鋳造構体８の対応の孔１４９，１
５０，１５１　ねじ付ける。
【００２５】図４は第１固定ミラー１８および第２固定
ミラー２６のための取付手段の分解斜視図を示す。ミラ
ーは、それぞれ単一ばね部材１６０　により鋳造構体８
の後面の３個の機械加工したパッドに取り付ける。ばね
部材１６０　は、ミラー１８を支持する第１の組の板ば
ね１６１，１６２，１６３　と、ミラー２６を支持する
第２組の板ばね１６４，１６５，１６６とを有する。ば
ね部材１６０　は、鋳造構体８の後面にねじ１６７　お
よび２個の一体フックにより取り付ける。
【００２６】図５は、ねじ１７０，１７１　により鋳造
構体の面１０４，１０５　に取り付けるビームスプリッ
タ１０の斜視図を示し、これらねじはビームスプリッタ
１０の貫通孔１７２，１７３　に通過させ、ばね突耳１
９４　によりフェンス１２０　に衝合させる。図６は、
ビームスプリッタ１０の分解斜視図を示し、このビーム
スプリッタは、ビームスプリッタプレート１７６　およ
び補償プレート１７７　を取り付ける本体１７５　を有
する。本体１７５　は、開孔１７８　を有し、この開孔
内に３個の位置決め突耳（このうち一つの突耳１７９　
のみが見えている）を１２０　°の角度毎に配置する。 ビームスプリッタプレート１７６　は本体１７５　の一
方の側にカラー１８０　により取り付け、このカラー１
８０　の内側で、弾性手段１８１　によりビームスプリ
ッタプレート１７６　を突耳１７９　に押し付ける。補
償プレート１７７　を本体１７５　の他方の側にばね部
材１８２　により取り付け、このばね部材１８２　には
、３個の板ばね１８３，１８４，１８５　を設け、これ
ら板ばね１８３，１８４，１８５　を補償プレート１７
７　に圧着させ、この補償プレート１７７　を突耳１７
９　に押し付ける。この組立体を３個のピン１８６，１
８７，１８８　および対応の自己ロックリング１８９，
１９０，１９１により互いに保持する。
【００２７】図７には、回転自在のミラー組立体２０の
分解斜視図を示す。この組立体は、本体２００　を有し
、この本体２００　に２個のミラー２２、２４を取り付
ける。ミラー２４を３個の機械加工したパッド２０１，
２０２，２０３　に衝合させ、ばね部材２０４　により
取り付け、このばね部材２０４　を本体２０の面２０５
，２０６　に４個のねじ２０７，２０８，２０９，２１
０　により取り付ける。ばね部材２０４　には、３個の
板ばね２１１，２１２，２１３　を設け、これら板ばね
をミラー２４の外面に圧着させ、ミラー２４をパッド２
０１，２０２，２０３　に押し付ける。ミラー２２も同
様に、本体２００　の他方の側に衝合させてばね部材２
１４　により取り付ける。調整ねじ２１５　を本体２０
０　に形成した部分的にねじ山を形成した孔２１６　に
挿入する。孔２１６　は、パッド２０１　に対応する機
械加工パッド２１７　に近接配置する。図８の（ａ）に
示すように、ねじ２１５　は孔２１６　のねじ部分の深
さまで挿入する。図８の（ｂ）には、ねじ２１５が孔の
ねじ山のない部分まで押し込められ、この結果パッド２
１７　の表面に膨らみ２１８　を生じ、ミラー位置の極
めて小さい調整が可能になる。この調整方法は、鋳造か
ら形成するよりも固体金属の加工材料から本体２００　
を加工するのに使用する場合に好適である。これは、鋳
造が多孔質の構体となりがちであり、ねじを使用すると
、膨らみを生ずるよりも表面を破損する可能性があるた
めである。勿論、他の好適な調整手段を設け、ミラーを
精密に位置決めすることもできる。
【００２８】図２〜図８には、図１に線図的に示した特
別な実施例の干渉計を説明した。種々の光学的構成部材
は、他の方法で鋳造構体８に取り付けることができるこ
と勿論である。更に、構成部材は鋳造構体のベースに取
り付け、例えば、このベースは、一体ピース又は多数の
ピースを互いに結合した固体から機械加工することがで
きる。
【００２９】光路長変更手段は、上述の手段とは異なる
ものとすることができ、所要に応じ、双方の光路に設け
ることもできる。図１および図７に示す光路長変更手段
は、ミラーの外側に位置する軸線の周りに回転自在にす
ることができる。図８につき説明したミラー位置調整手
段は、テーパー付き孔にすることができる。原理的に必
要なことは、連続的であろうと、突然であろうと孔の断
面が或るポイントにおいて小さくなり、ねじの力により
膨らむことである。このミラー調整手段は、単独の調整
手段として又は上述の調整手段に付加したものとしてい
ずれかのミラー又はビームスプリッタの取付手段に組み
込むことができる。
【００３０】上述したところは、本発明の好適な実施例
を説明したに過ぎず、請求の範囲において種々の変更を
加えることができること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフーリエ変換分光計および干渉計
の線図的説明図である。
【図２】図１の干渉計に使用する鋳造構体の斜視図であ
る。
【図３】図１の干渉計に使用する折り返しミラー組立体
の分解斜視図である。
【図４】図１の干渉計に第１固定ミラーおよび第２固定
ミラーを取り付ける取付構成の分解斜視図である。
【図５】図１の干渉計に使用するビームスプリッタの分
解斜視図である。
【図６】図５に示すビームスプリッタの分解斜視図であ
る。
【図７】図１の干渉計に使用する光路長変更手段の分解
斜視図である。
【図８】本発明による光学素子調整手段を示し、（ａ）
はねじを奥まで締め込まない状態、（ｂ）はねじを奥ま
で過剰に締め込んだ状態の説明図である。
【符号の説明】
２　　放射線源 ４　　赤外線ビーム ６　　凹面ミラー ８　　鋳物構体 １０　　ビームスプリッタ １２　　第１サブビーム １４　　第２サブビーム １６　　ミラー １８　　第１固定ミラー ２０　　平行ミラー系 ２２　　第１ミラー ２４　　第２ミラー ２５　　結合出力ビーム ２６　　第２固定ミラー ２８　　サンプル ３０　　凹面ミラー ３２　　検出器 ３５　　モータ ５０　　基準ビーム ５２　　ヘリウム−ネオンレーザ ５４　　検出器 ５６　　波形整形回路 ５８　　コンピュータ ６０　　スペクトル ６１　　モニタ ６２　　制御回路 １３０　　本体 １３１　　ばね部材 １３２，１３３，１３４　　フィンガ １３５，１３６，１３７　　板ばね １４０，１４１，１４２　　調整ねじ １６０　　単一ばね部材 １６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６　　
板ばね１７０，１７１　　ねじ １７２，１７３　　貫通孔 １９４　　ばね突耳 １７６　　ビームスプリッタプレート １７７　　補償プレート １７９　　突耳 １８０　　カラー １８１　　弾性手段 １８２　　ばね部材 １８９，１９０，１９１　　自己ロックリング１８６，
１８７，１８８　　ピン ２０１，２０２，２０３　　パッド ２０４，２１４　　ばね部材 ２０７，２０８，２０９，２１０　　ねじ２１１，２１
２，２１３　　板ばね ２１５　　調整ねじ ２１６　　孔 ２１８　　膨らみ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入射放射線ビームを、互いに個別の第１光
    路および第２光路に沿う２個のサブビームに分離するビ
    ームスプリッタと、前記第１光路および第２光路の終点
    をなし、前記サブビームを前記ビームスプリッタに反射
    させて前記ビームスプリッタにより前記サブビームを再
    結合させる第１固定ミラーおよび第２固定ミラーと、前
    記第１光路および第２光路のうちの少なくとも一方に設
    けた光路長変更手段とを具えた干渉計において、前記第
    １光路における前記ビームスプリッタに平行に配置して
    放射線を前記第１固定ミラーに指向させる第３固定ミラ
    ーを設け、前記第１固定ミラーを前記第２固定ミラーを
    含む平面と同一又はそれに平行な平面上に配置したこと
    を特徴とする干渉計。
  2. 【請求項２】光路長変更手段は、支持本体に取り付けた
    ２個の互いに平行に対向するミラーと、前記支持本体を
    回転する回転手段とを有するものとして構成した請求項
    １記載の干渉計。
  3. 【請求項３】前記支持本体は前記互いに対向するミラー
    間を通過する軸線の周りに回転する構成とした請求項２
    記載の干渉計。
  4. 【請求項４】前記第１固定ミラー、前記第２固定ミラー
    、前記第３固定ミラー、前記ビームスプリッタ及び前記
    光路長変更手段をそれぞれ配置する取付ポイントを有す
    る鋳造構体を設けた請求項１乃至３のうちのいずれか一
    項に記載の干渉計。
  5. 【請求項５】前記第１固定ミラー及び前記第２固定ミラ
    ーを、前記鋳造構体の単一の機械加工した面に取り付け
    た請求項４記載の干渉計。
  6. 【請求項６】取り付けた光学構成部材の位置を調整する
    手段を設け、前記調整手段は、前記構成部材を取り付け
    る表面に近接して形成した断面が減少していく孔と、こ
    の孔内に挿入するねじとを有するものとして構成した請
    求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の干渉計。
  7. 【請求項７】固定端部に近接する位置でミラーに圧着す
    る少なくとも１個のフィンガと、前記フィンガの遊端に
    近接して前記フィンガを調整自在に偏倚させるねじ手段
    とを具えたミラー取付手段を設けた請求項１乃至６のう
    ちのいずれか一項に記載の干渉計。
  8. 【請求項８】請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記
    載の干渉計設けたことを特徴とするフーリエ変換分光計
    。
JP3337058A 1990-12-19 1991-12-19 干渉計 Pending JPH04295731A (ja)

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JP (1) JPH04295731A (ja)
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