JPH05508707A - 干渉計測システム及びその方法 - 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】 干渉計測システム及びその方法 技術分野 本発明はエネルギーバス長の変化の測定のための装置及びその方法に関する。

背景技術 マツクツェンダ（Ｍａｃｈ−ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計は高解像度ファイバー光セ ンサーの最も一般的な配列の一つである（図１）。このタイプの光フアイバーセ ンサーに於いては、干渉性光源１００からの光は単モードファイバー１０１に注 入され、カップラー１０２により基準ファイバー１０３と信号ファイバー１０４ に分岐される。これらのふたつのファイバーからの光はカップラー１０５によっ て再合成され、そこで起こる光学的干渉は検出器１０６及び１０７にて監視され る。干渉計の片方の光路（信号光路１０４）に於ける光パス長が他方の光路（基 準光路１０５）に対して変化すれば検出器での信号が変化する。光学パス長の変 化は基本的に固有的なものと外来的なものに分かれる。固有的ファイバー光干渉 計では、例えば圧電性シリンダー１０８（熱等）により信号ファイバーが伸張し パス長が変化するので、光はファイバーから決して出てはいけない。外来的ファ イバー光干渉計では、光はファイバーから出て、コリメートされ、光学パス長が 変化する計測セルを通過してファイバーに再び集中される。マツクツエンダ干渉 計センサーは、その特長として、温度、圧力、音、加速、有限変位、化学成分濃 度などを計測する。

変位、特に比較的大きな変位を計測する場合にはミッシェルソン（Ｍｉｃｈｅｌ ｓｏｎ）干渉計（図２）を使うのが一般的である。レーザー２００からの干渉光 は単モードファイバー２０１に沿って通過し、カブブラー２０２に違１　する。

光は信号ファイバー２０３に沿って移動し、端末２０４において、ファイバーか ら出て、レンズ２０５によって分散される。その後この光は反射板２０６によっ てレンズ２０５に反射され、そこからファイバ一端末２０４にてファイバー２０ ３の中心に戻る。この反射光は、カップラー２０２に於いて、ファイバー２０８ の鏡状端末２０７にて反射された基準光と干渉を起こす。これらの２つの光のカ ップラー２０２に於ける干渉がもたらす強度は、ファイバー２０９を通過し検出 器２１０により検出される。これまでの干渉計では、例えば最終的に信゛　号光 路で光パス長を変化させる圧電性スタック２１１の様に、リフレクタ−２０６に 対してファイバーとレンズが一単位として移動するものである。

発明の目的 本発明の目的はエネルギーバス長の変化の計測装置及びその方法の供給である。

発明の開示 ここで、本発明に於ける意味での干渉についての議論の為には、Ｐｒ１ｎｃｉｐ ｌｅ　ｏｆ　０ｐｔｉｃｓ、　Ｍａｘ　Ｂｏｒｎ　ａｎｄ　Ｍ、Ｌ。

１１ｏ１ｆ、　Ｐｅｒｇａｓｏｎ　Ｐｒｅｓｓ、　８ｔｈ　Ｃｏｒｒｅｃｔｅｓ 　ｅｄｌｔｉｏｎ、　ｒｅｐｒｌｎｔｅｄ　１９ｇ４の第７及び１０章を参考さ れたい。

本発明の第一の実施例によれば、実質的に非平行性である第一エネルギービーム を放射する放射手段及びエネルギー干渉計に第二のエネルギービームを干渉的に 導く手段を有するエネルギー源部と、 干渉性エネルギー案内部と、 エネルギー収集部と を育し、 前記エネルギー案内部は、前記放射手段ならびに前記収集部に関連し、前記放射 手段から前記収集部への前記第一エネルギービームの少なくとも一部を干渉的に 案内するものであり、 前記エネルギー収集部は、前記干渉計に関連し、前記干渉計へ、収集された第一 エネルギービームの少なくとも一部を干渉的に案内し、収集された第一エネルギ ービームは、前記第二エネルギービームと干渉して、出力信号を生成するもので あり、 第一エネルギービーム放射部と連結され、前記放射手段と前記案内部との間で第 一エネルギービームのエネルギーバス長を変化させる手段と、 前記干渉計と連結され、前記出力信号の変化から前記エネルギーバス長の変化を 決定する演算部とを有することを特徴とするエネルギーバス長の変化を計測する 装置が得られる。

また、本発明野の第二の実施例によれば、少なくとも部分的に干渉性を有する第 一エネルギービームを放射する手段及び第二エネルギービームをエネルギー干渉 計に干渉して導く手段とを有するエネルギー源部と、干渉性エネルギー案内部と 、 エネルギー収集部と 、　を有し、 前記エネルギー案内部は、前記放射手段ならびに前記収集部に関連し、前記放射 手段から前記収集部への前記第一エネルギービームの少なくとも一部を、実質的 に非平行ビームとして、干渉的に案内するものであり、前記エネルギー収集部は 、前記干渉計に関連し、前記干渉計へ、収集された第一エネルギービームは、前 記第二エネルギービームと干渉して、出力信号を生成するものであり、 前記収集部と連結され、前記案内部と前記収集部との、　間で第一エネルギービ ームのエネルギーバス長を変化させる手段と、 前記干渉計と連結され、前記出方信号の変化がら前記エネルギーバス長の変化を 決定する演算部とを有することを特徴とするエネルギーバス長の変化を計測する 装置が得られる。

また、本発明の第三の実施例によれば、少なくとも部分的に干渉性を有し、実質 的に非平行性である第一エネルギービームを放射する手段及び第二エネルギービ ームをエネルギー干渉計に干渉して導く手段とを有するエネルギー源部と、 干渉性エネルギー案内部と、 エネルギー収集部と を有し、 前記エネルギー案内部は、放射手段ならびに前記収集部に関連し、前記放射手段 から前記収集部への前記第一エネルギービームの少なくとも一部を、実質的に非 平行ビームとして、干渉的に案内するものであり、前記エネルギー収集部は、前 記干渉計に関連し、前記干渉計へ、収集された第一エネルギービームは、前記第 二エネルギービームと干渉して、出力信号を生成するものであり、 第一エネルギービーム放射部と連結され、前記放射手段と前記案内部との間で第 一エネルギービームのエネルギーバス長を変化させる手段と、 前記収集部と連結され、前記案内部と前記収集部との間で第一エネルギービーム のエネルギーバス長を変化させる手段と、 前記干渉計と連結され、前記出力信号の変化から前記エネルギーバス長の変化を 決定する演算部とを有することを特徴とするエネルギーバス長の変化を計測する 装置が得られる。

二こで、エネルギー源部は、中性子、陽子または電子ビームの様な粒子ビーム、 アルファ粒子のビーム、音波などの音響波、ガンマ線、Ｘ線、紫外線、可視光線 、赤外線、超音波等の電磁放射線を供給できる。一般に、エネルギー源部は、超 紫外線から超赤外線までの範囲の波長を持つ電磁放射線源であり、エネルギー伝 達は光ファイバーによる。光源の例にはタングステンフィラメント等の白熱光源 、ナトリウムとヨードベーバーランブヲ含むハロゲンランプ等のベーパーランプ 、キセノンアークランプや水銀アークランプ等の放電ランプ、光ダイオードや超 放射ダイオード、発光ダイオード、レーザーダイオード等のソリッドステート光 源、電子発光性光源、アルゴンレーザーやアルゴン／クリプトケンレーザー、ネ オンレーザ−、ヘリウムネオンレーザ−、キセノンレーザー及びクリプトンレー ザー、−酸化及び二酸化炭素レーザーを含む希ガスレーザー、カドミウムや亜鉛 等の金属イオンレーザ−５水銀又はセレニウムレーザー、鉛塩レーザー、銅や金 ベーパーレーザー等の金属ベーパーレーザー、窒素レーザー、ルビーレーザー、 ヨードレーザー、ネオディラムガラスとネオディラムＹＡＧレーザ−、ローダミ ン６４０やキトン赤６２ｏ１又はローダミン５９０による集光レーザー、ドープ ファイバーレーザーが含まれる。放射手段とはエネルギー源の放出窓や、レーザ ー、レーザーダイオード、又は焦点装置と極小開口部によるものを含む。

一方、エネルギー源部は、放射手段が開口部や屈曲部等の伝達部のエネルギー放 出部であるエネルギーガイド部と連動しているものを含む。

干渉性エネルギー案内部は、エネルギー集光装置又は虚焦点集光装置を含む集光 装置を含む。焦点システム又は焦点集光装置は顕微対物レンズ、反射レンズ、ホ ログラフィック光学原理を含む屈折レンズを含む。もしエネルギーが紫外線から 近赤外線の周波数範囲に含まれ、ないか別の種類のエネルギーである場合、光学 焦点方法の代わりにアナログ焦点方式が用いられる。

エネルギー案内部は、例えば、収集光を干渉計に干渉して伝達する為に干渉計に 連結されているエネルギーガイド部の開口部を含む。エネルギーガイド部は、エ ネルギーファイバーで、柔軟性も持つものを含む。エネルギー伝達装置は複モー ド光ファイバーで、柔軟性も持つものを含む。エネルギーガイド部は、単モード 光ファイバーで、柔軟性も持つもの、例えば特定の屈折率を与えられた５ミクロ ン核ファイバーで、波長６３３ナノメーターに於いては単モードであるもの等を 含む。段階的屈折率を持つ光ファイバーは、開ロ径値ＮＡ、ファイバーコア核半 径ａ、光の波長ｌの間に次の関係式が成立するときに単モードになる。

２ｘπｘＮＡｘａ／λ≦２．４０５ エネルギーガイド部は、束状干渉性ファイバーを含む。

エネルギー干渉計は、例えばエネルギー分離装置又は検出装置の検出部を含む。

エネルギー分離装置は光フアイバーカップラーやバルク光分離装置等のエネルギ ー伝達カップラーを含む。光フアイバーカップラーは、溶融灰円錐勾配カップラ ーや、研磨ブロックカップラー、粗状及びエツチング処理カップラー、又はファ イバー入射部とねじり出光部を持つバルク光タイプカップラー、元版又は鉄平行 の製作技術に基づく平版状波動信号伝達装置その他を含む。

放射手段と案内部の間又は案内部と収集部の間、またはそれら両者の間において エネルギーバスを変化させる手段は、例えば走査装置ないし発光バスの屈折率を 変化させる手段を含む。走査装置はピエゾ電子スタック、磁気波と磁気コイルの 両者、機械的振動装置、電子機械的振動装置、サーボモーター等の機械的ないし 電子機械的走査メカニズム、音響カップラー、光電子走査手段、又はその他の適 応する手段を含む。

干渉計の計測部は、特長として次のものからなる。干渉性エネルギーを端末から 出現させる第一干渉性保持エネルギーガイド部、エネルギー集光部、第一エネル ギーガイド部の出射部からのエネルギーの少なくとも一部分が干渉集光される為 に連結されたエネルギー集光部と第一エネルギーガイド部、エネルギー入射部か らなる第二干渉性保持エネルギーガイド部、エネルギー集光部で得られたエネル ギーの少なくとも一部分が第二エネルギーガイド部のコアに干渉集光される為に 連結されたエネルギー集光部と第二エネルギーガイド部、エネルギーバスのエネ ルギー出射部と集光部の間又は集光部とエネルギー入射部端末締ける変化に起因 する特性を計測するための第一エネルギーガイド部の出射部と第二エネルギーガ イド部の入射部端末である。第一および第二干渉性保持エネルギーガイド部が同 一のエネルギーガイド部である場合があるので注意が必要であり、その場合は集 光部が反射板を含むのが特長である。第一エネルギーガイド部の出射部からの干 渉性エネルギーは反射、屈折、回折、分散の結果として集光部に向けて案内され る。

計算装置は例えば光学的、電気的、光電気的、機械的ないし磁気的原理、又は光 学的及び電気的ヘテロダイン、複範囲４次元検出装置又は相固定ループ技術から なる。

次に、発明の第４の実施例によれば、エネルギー案内部により、第一のエネルギ ービームの少なくとも一部を　−干渉的に案内し、前記第一のエネルギービーム の少なくとも一部は、実質的に非平行性であり、前記第一のエネルギービームの 少なくとも一部は、エネルギー源から前記第一のエネルギービームを放射する手 段から、エネルギー収集部へ、実質的に干渉し、かつ、前記エネルギー源からエ ネルギー干渉計に第二のエネルギービームを干渉的に導くものであり、 前記エネルギー干渉計に前記収集された第一のエネルギービームの少なくとも一 部を干渉的に案内して、前記収集された第一のエネルギービームは、前記第二の エネルギービームと干渉することにより、出力信号を生成し、前記放射手段と前 記案内部との間における前記第一のエネルギービームのエネルギーバス長を変化 させて、前記出力信号を変化させ、 前記出力信号の変化からエネルギーバス長の変化を決定する ことを特徴とするエネルギーバス長の変化を測定する方法が得られる。

また、本発明の第５の実施例によれば、エネルギー案　。

内部により、第一のエネルギービームの少なくとも一部を干渉的に案内し、前記 第一のエネルギービームの少なくとも一部は、実質的に非平行性であり、前記第 一のエネルギービームの少なくとも一部は、エネルギー源から゛　エネルギー収 集部に前記第一のエネルギービームを放射する手段から、エネルギー収集部へ、 実質的に干渉し、かつ、前記エネルギー源からエネルギー干渉計に第二のエネル ギービームを干渉的に導くものであり、前記エネルギー干渉計に前記収集された 第一のエネルギービームの少なくとも一部を干渉的に案内して、前記　。

収集された第一のエネルギービームは、前記第二のエネルギービームと干渉する ことにより、出力信号を生成し、前記案内部と前記収集部との間における前記第 一のエネルギービームのエネルギーバス長を変化させて、前記出力信号を変化さ せ、 前記出力信号の変化からエネルギーバス長の変化を決定することを特徴とするエ ネルギーバス長の変化を測定する方法が得られる。

また、本発明の第６の実施例によれば、エネルギー案内部により、第一のエネル ギービームの少なくとも一部を干渉的に案内し、前記第一のエネルギービームの 少なくとも一部は、実質的に非平行性であり、前記第一のエネルギービームの少 なくとも一部は、エネルギー源から前記第一のエネルギービームを放射する手段 から、エネルギー収集部へ、実質的に干渉し、前記案内部から前記収集部への前 記第一のエネルギービームは、実質的に非平行性であり、かつ、前記エネルギー 源からエネルギー干渉計に第二のエネルギービームを干渉的に導くものであり、 前記エネルギー干渉計に前記収集された第一のエネルギービームの少なくとも一 部を干渉的に案内して、前記収集された第一のエネルギービームは、前記第二の エネルギービームと干渉することにより、出力信号を生成し、前記放射手段と前 記案内部との間、及び前記案内部と前記収集部との間における前記第一のエネル ギービームのエネルギーバス長を変化させて、前記出力信号を変化させ、 前記出力信号の変化からエネルギーバス長の変化を決定することを特徴とするエ ネルギーバス長の変化を測定する方法が得られる。

図面の簡単な説明 図１は典型的なマツクツエンダ（Ｍａｃｈ−ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計の模式図で ある。

図２は典型的なミッシェルソン（旧ｃｈｅｌｓｏｎ　）干渉計の模式図である。

図３はこの発明に基づく走査点顕微鏡の模式図である。

図４はこの発明に基づく移動式ファイバーシステムの模式図である。

図５はこの発明に基づく屈折計の模式図である。

発明を実施するための最良の形態 図３の走査点顕微鏡３００に於いて、レーザーダイオード光ファイバーのねじり 端３０２により単モードファイバー案内カブプラー３０４のポート３０３に結合 される。光ファイバーのねじり端３０２からの光は、ポート３０５と３０６に分 離される。単モードファイバー３０７の出射端３０８から放射される実質的に干 渉性で非発散性の光は小口径（特長として０．Ｏ１〜０，１）レンズ３０９によ り検出され、ビーム分離装置３１０を通過し、大口径（特長として０．Ｌ〜１． ４５）レンズ３１１によって、対物レンズ３１３と交錯する点３１２に焦点集光 される。

発光点３１２と被測定物３１３との反応の結果、出射光は、レンズ３１１により 集光され、ビーム分離装置３１０を通過し、レンズ３０９により焦点集光され、 再びファイバ一端３０８に入射される。ファイバー３０７のコアにより得られた 出射光は、単モードファイノく一案内力ップラー３０４のポート３０３と３１４ との間で分離される。ポート３１４からの出射光は、ねじり光ファイｌく−３１ ５を検出装置３１６に向けて通過する。出射端３０８から放射される光の一部は ビーム分離装置３１０により分離され、大口径レンズ３１７によって単モードフ ァイバー３１８に焦点集光される。単モードファイツク−３１８は、単モードフ ァイバー案内カップラー３２０のポート３１９に融合されている。信号光の一部 はファイバー光路３２１と３２２にそれぞれポート３２３及び３２４を経由して 、単モードファイバーカップラー３２０により分離される。ファイバー光路３２ １と３２２からの信号光は、検出装置３２５と３２６を入射する。レーザーダイ オード３０１からの光は、カップラー３０４のポート３０６から放射され、座標 ファイバー３２７を通過してカップラー３２０のポート３２８に至る。この座標 光の一部は、ファイバー光路３２１と３２２にポート３２３及び３２４を経由し てカップラー３２０により分離される。検出装置３２５と３２６からの出射信号 は計算機３２９に入射し、光路３３２を通って３次元映像処理装置３３０に至る 。検出装置３１６からの信号は、映像処理装置３３０に光路３３１を通って供給 される。圧電性スタック３３３は、ファイバー出射端３０８を、その軸に沿って ２方向に前後に移動させ、点３１２を被対象物３１３ついて走査させる。機械的 ステージ３３４はＶ：対を二コ物−う１３売Ｖ方向、−ン方向に走査する映像処 理績ｆｊｉ、　′：３３０は光路３３５をｉ−出ｌ−て機械的ステージ３３４と 迩（＃ブー”る。

レーザーダイオ−＝ド３〔〕１からの干渉性光はファイバー３０２とポート３０ ３、カブプラー３０４、ポート３０５、ファイバー３０７を経由して出射端３０ ８に至る。

出射端３０８から放射される光の一部は実質的に干渉性且つ非平行性で、レンズ ３０９によってカブプラー３１、　０へと案内される。ビームカブプラー３１０ へ入射する光の約９０％が直接レンズ３１１へと通過し、そこでサンプル３１３ と交錯する点３１２へと焦点集光される。

点３１２と対物レンズ３１３の間の反応による出射光は、レンズ３１１により干 渉されてビームカップラー３１０へ入射する。出射光の強さは、点３１２の特別 な位置における点と被対象物３１３の間の反応の強さに関係し、その特別な位置 において対象の反射率等の特長を知るのに有効である。出射光の大部分はビーム スプリッタ−３１０を通過し出射端３０８に於いて、レンズ３０９によ・　リフ ァイバー３０７の核に焦点集光される。出射光のある部分はファイバー３０７、 ポート３０５、カップラー３０４、ポート３１４、ファイバー３１５を経由して 検出装置ｆ３１６に至る。検出装置１３１６は出射光の強さに関連する信号を光 路３３１を経由して映像処理袋！３３０へ伝送する。ビームスプリッタ−３１０ へ入射する光の約１０％は、レンズ３１８により単モードファイバー３１８の核 へと案内され、そこからポート３１９をｇ　由してカップラー　３２０に送られ る。！メーザ−ダイオード３０１からの干渉性光の一部はファイバー３Ｏ２とポ ート３０４を経由して、カップラー３０４のポート３０６を通過する。この座標 光は単モードファイバー３２７に沿って通過し、ポート３２８を経由してカップ ラー３２０に至り、そこに存在する光と干渉する。干渉光の強度はファイバー３ ２１と３２２、ポート３２３と３２４を経由して検出装Ｗ３２５と３２６に伝達 される。検出装置３２５と３２６は、干渉光の強度を検出し、それぞれが座標光 と輝光間の相対的な相の違いに対応する信号を計算機３２９へ出射する。ファイ バ一端３０８の２位置が検出装置３２５と３２６おける干渉光強度を変化させれ ば、相対的な相の違いの結果としても化させる。この相の違いに於ける変化は、 ファイバ一端３０８とファイバー入射部端３０９の間のバス長変化の結果に寄る ものである。計算機３２９は、ファイバ一端３０８のｚ位置変化を決定し、故に 検出装置３２５と３２６に於ける干渉光強度の変化を基に点３１２の２位置が決 定される。

顕微鏡３００はファイバ一端３０８を圧電性スタック３３３を用いてＺ軸に沿っ て移動し被対象物３１３を１方向に移動することにより、対象の三次元映像を得 る為に用いられとが出来る。三次元映像は次の様に獲得され保管される。先ず検 出装置３１６におけ信号が光路３３１に沿って、Ｘ７Ｚ座標値を保管する映像処 理装置３３０へと通過される。そして圧電性スタック３３３がファイバ一端３０ ８を移動し、ファイバ一端３０８の２位置と点３１２の既知の２位置変化に対応 する予め測定された量により、相の違いは計算機３２９で計測される。この新し い点の位置は映像処理装置３３０により記憶され、光路３３１に沿って通過する 検出装置３１６上の信号は新しいＸ７Ｚ座標のために保管される。この工程は、 与えられた被対象物３１３上のｘｙ座標にて要求された全ての２位置に対して繰 り返される。機械的ステージ３３４は被対象物３１３を移動するために用いられ 、映像処理装置３３０により被対象物３１３の三次元映像が保管されるまで、被 対象物３１３上の異なるＮＹ座標に於ける２方向で点３１２は走査される。

顕微＃］１ｍ３００は次の方法により操作される。ファイバ一端３０８は被対象 物３１３の表面を通して点３１２をスキャンするために正弦曲線上に素早く発信 させられる。

このように点３１２の対検出装［３２５と３２６での信号は変化して、周波数の 正弦波の形状をとる（例えば周、　波数変調正弦波）。正弦波のそれぞれのピー クはファイバ一端３０８の置き換の単波長に対応する。用いられている光の一つ の波長の解像に対するファイバ一端３０８の２位置の軌跡の保持のための簡潔な 方法は、干渉の縞に対応するピークを計測することである。

光学的部品である３０９と３１１の間の関係に基づいて、ファイバ一端３０８の 移動のある波長は限定した点３１２の回折の移動の波長の１／１００に対応する 。検出装Ｗ３１６における強度レベルを監視し、映像処理装置３３０中の検出装 置３１６でのピーク信号の時間における干渉信号を記憶することにより、被対象 物３１３の表面の位置を一波長の１／１００または更に正確に決定する事が出来 る。この場合、解像度を決定するのはファイバ一端３０８の位置ではなく、むし ろ検出装置３１６に於ける信号である。

図３で示されたカップラー３２０、ファイバー３２１と３２２、検出装置３２５ と３２６による検出システムは、図６の検出システム４００に替わる事が出来る 。ここで図３に於けるファイバー３１８と３２７は、図６のファイバー４０１と ４０２に対応するものとする。ファイバー４０２からの座標光はファイバ一端４ ０１から放射される。ファイバー４０１と４０２はそれらの端末付近で実質的に 平行である。ファイバ一端４０３と４０４は互いに極めて近接しており、末端４ ０３で放射される光は末端４０４で放射される座標光と干渉し縞模様４０５を形 成する。ファイバ一端４０３から放射される光の相がファイバ一端４０４からの 放射に関して変化するに伴い、二元成分検出袋Ｗ４０６に交差して縞模様４０５ は移行される。もしファイバ一端４０３からの光の相変化がファイバ一端４０４ からの光に関して正ならば縞模様４０５は一方向、つまり上方に移動する。もし ファイバ一端４０３からの光の相変化がファイバ４からの先に関して負ならば縞 模様４０５は反対方向、つまり下方に移動する。もし縞模様が上方に移動してい るのなら、検出装置４０６の下半分は、上半分の前に信号の特種な特長を検出す る。一方、もし縞模様が下方に移動しているのなら、検出装置４０６の上半分は 、下半分の前に信号の特種な特長を検出する。この方法により、図３におけるフ ァイバ一端３０８の２移動の方向と太きさがるのである。

図４に示された移動ファイバーシステム６００は、レーザー６００、単モード光 フアイバ−６０２によりレーザー６０１に連接されたカップラー６０３を持つ。

干渉性の光はカップラー６０３からファイバー６０４に入射する。ファイバー６ ０４は、その末端付近においてｘｙｚ振動装置６０６に接続されている。ファイ バ一端６０５から放射される光は選択的にｘｙｚのそれぞれの方向で非平行性方 式に干渉性検出される。例えば、ファイバ一端６０５を慎重に幾何学的ａ状にす される。２方向で検出された光はレンズ６０７で収集され、単モードファイバー ６０９の端末６０８に焦点集光される。ｙ方向で検出された光はレンズ６１０で 収集され、単モードファイバー６１２の端末６１１に焦点集光される。案内され た光はレンズ６１３で収集され単モードファイバー６１５の端末６１４に焦点集 光される。レーザー６０１からのＺ座標光は単モードファイバー６１６にカップ ラー６０３によって案内される。ファイバー６１６は、その長方向に沿って、光 路６１８で検出・計算装置６１９に連結されたビエゾレクトリックシリンダ−６ １７を持つ。ファイバー６１６はカップラー６２０に連結され、次に力・ツプラ ー６２０はファイバー６２１により検出・計算装置６１９に連結されている。レ ーザー６０１からのＹ座標光は単モードファイバー６２２にカップラー６０３に よって案内される。ファイバー６２２はその長方向にて、光路６２４で案内・計 算装置６］９に連結されたピエゾレフトリックシリンダー６２３を持つ。ファイ バー６２２はカップラー６２５に連結され、次にカップラー６２５へファイバー ６２６により案内・計算装置６１９に連結されている。レーザー６０１からＸ座 標光は、カップラー６０３によって、単モードファイバー６２７に案内される。

ファイバー６２７はその長方向に沿って、光路６２９で検出・計算装置６１９に 連結されたピエゾレフトリックシリンダー６２８を持つ。ファイバー６２７はカ ップラー６３０に連結され、次にカブプラー６３０はファイバー６３１により検 出・計算装置６１９に連結されている。装置６００の全てのファイバーとカップ ラーは単モード干渉性保持をするものである。

動作に於いて、レーザー６０１からの干渉性光は単モードファイバー６０２に連 結される。レーザー６０２からの干渉性光は、５つのポートを持つカップラー６ ０３に入射する。この光の一部はカップラー６０３によりファイバー６０４に干 渉的に入射される。ファイバー６０４の端末６０５から放射される光の一部はレ ンズ６０７に向けて２方向に干渉案内される。レンズ６０７は、この光の一部を 単モードファイバー６０９の端末６０８の核焦点集光する。この光は干渉的にフ ァイバー６０９に沿って通過しカップラー６２０にする。カブブラー６０３に入 射する光の別の部分は座標ファイバー６１６に干渉的にする。光はファイバー６ １６を通りカップラー６２０にて、ファイバー６０９からの干渉する。ファイバ ー６０９と６１６からの光の干渉の結果の光強度はファイバー６２１に注入され 、検出・計算装Ｗ６１９にて検出される。径の変わるピエゾエレクトリックシリ ンダーにより干渉計を四辺形に保持する為に、検出・計算装置６１９はピエゾエ レクトリックシリンダー６１７に向けて光路６１８経由で供給されるエラー信号 を調節し、ファイバー６１６の物理的な長さを変える。上記処理はファイバ一端 ６０５の２位置の変化を監視することを可能にする。

Ｘ及びｙ方向におけるファイバ一端６０５の位置は、２方向のそれと同様の方法 で決定される。

ＸＹＺ振動装置６０６はファイバ一端６０５を１’／又は２方向に移動する。検 出・計算装置６１９は前述の方法にてファイバ一端６０５のｘｙ又は２方向の位 置変化を決定し保管する。前の処理によってシステム６００は対象の立体走査を する事ができる。

図５に示されているのは屈折計５００である。レーザー５０１は単モードファイ バー５０２によって力・ノプラー５０２に連結されている。カップラー５０２か らの光はファイバー５０４に入射して、屈折計サンプルセル５０６中に位置する ファイバ端５０５から出射される。焦点集光反射装置５０７はセル５０６中に配 置されファイバ一端５０５からの光をファイバ一端５０５を経由してファイバー ５０４のコアに返す。カップラー５０２に入射する照明光の一部はカップラー５ ０２によってファイバー５０４へと案内される。ファイバー５０８は、カップラ ー５０２と５１２の間で、圧電性シリンダー５０９を包囲する。圧電性シリンダ ー５０９は光路５１１により検出・計算装置５１０につながれている。反射鏡５ ０７から反射された照明光はファイバー５０４を通過し、カップラー５０２にて カップラー５１２にもつながれているファイバー５１３へ一部分が入射される。

カップラー５１２は光ファイバー５１４と５１５により検出・計算装置５１０に つながれている。セル５０６は入力ポート５１６と出力ポート５１７を持つ。一 方、屈折計５００の全てのファイバーとカップラーが、複モードファイバ及びカ ップラードと同様の単モード操作用に設計されている。

操作において、ヘリウムネオンレーザ−５０１からの光はファイバー５０３に入 射されカップラー５０２にて充用ファイバー５０４と座標光ファイバー５０８に 分離される。照明光はファイバ一端５０５にてファイバー５０４から出射される 。焦点集光反射装置５０７は干渉性照明光の大部分を反射・焦点集光しファイバ 一端５０５からファイバー５０４の核に返す。ファイバ一端５０５と反射装置５ ０７の間の光バスは完全にセル５０６中に収まっており、そのパス長は物質のセ ル５０６（例えば気体ないし液体）中の屈折率に依存する。反射されファイバー ５０４の核に集光された光は、カップラー５０２にてその一部分をファイバー５ １３へと案内される。ファイバー５１３に入射する光はカップラー５１２に案内 される。ファイバー５０８に入射する光は圧電性シリンダー５０９の周りを通過 して、カップラー５１２に至りファイバー５１３からの反射光と干渉し反射光と 座標光の間の相の違いの光強度特性を作る。干渉光強度はカップラー５１２によ ってファイバー５１４と５１５へ入射され、検出・計算装置５１０に至る。圧電 性シリンダーの直径を変えることにより、反射光に関する座標ビームの相を四辺 形に保持するために検出・計算装置５１０は光路５１１経由で圧電性シリンダー ５０９に供給されるエラー信号を調節し、ファイバー５０８の物理的な長さを変 える。検出・計算装置５１０はセル５０６を通過する物質の屈折率変化をエラー 信号から決定する。

上述のように、この発明の手段並びに装置に於いて用いられるエネルギー源は、 干渉性もしくは部分的に干渉性であるものを含む。図７に示された０光干渉計７ ００に於いては超発光ダイオードからの波長ＬＬ　の光は、山元干渉計セルフ０ ３に連結された完全単モードファイバーねじり端末７０２に、信号と座標ビーム の間で計測されている特質の強さによる大きさＤを有しながら入射さる。再合成 された信号とセルフ０３からの座標ビームから成るセルフ０３の出力は、ポート ７０６を経由して、波長区分多成分化装置７０５に連結された単モードファイバ ー７０４に入射される。波長区分多成分化装置７０５は、ポート７０６に関して 波長Ｌ２の中間口出し部をポート７０９に、そしてＬｌ及びＬ２出カポ−ドア０ ７を有する。ポート７０８は非反射処理がされている。波長Ｌ２の光を放射して いる長干渉長レーザーダイオード７１０は、単モードファイバー７１１によりポ ート７０９に接続されている。ポート７０７は単モード波長独立合成装置７１２ に単モードファイバー７１３とポート７１４によって連結されている。カップラ ー７１５と７１６並びに非反射性ボート７１７を有する。多成分化装置７０５は 、ダイオード７１０からの光をポート７１７に直接入射する事により分配される ことが出来るのが特長である。ポート７１１８は出射端７１ｇにて単モードファ イバー７１８に接続されている。波長Ｌ１の短干渉長光と波長Ｌ２の長干渉長光 の一部は、特に口径０．１の端末７１９からされる事により、レンズ７２０で獲 得され、単モード波長独立合成装置７２３のポート７２４に接続された単モード ファイバー７２２の大口径の入射口端７２１に入射されるＢ単モード波長独立合 成装置７２３はポート７２４とは別の、人力ポードア２５、出力ポードア２５、 及び非反射処理ポート７２６を併せ持つ。ポート７１５は端モードファイバー７ によりポート７２５に接続されている。ポート７２７は端モードファイバー７２ ８とポート７３１を経由して波長区分多成分化装置７３０に連結されている。入 力ポードア３１に関して、多成分化袋［７３０は波長Ｌｌの出力ポードア３２、 波長Ｌ２の出力ポードア３４、並びに非反射処理ボート７３３を持つ。

ポート７３２はファイバー７３５にアバランチ光電子ダイオードに接続されてい る。出力ポードア３４はファイバー７３５によりビンダイオード７３６に接続さ れている。端末７１９は走査装置７２３によりレンズ７２０から前後に走査され 、レンズ７２０及びファイバー７２９を介して、７１２からカップラー７２３へ と通過する光により得られたバス長相異は少なくとも一部とＤの間で変化する。

ダイオード７３６とダイオード７３８、走査装置７３９はコンピュータ７４０に それぞれレンズ７４１と７４３により接続されている。コンピュータ７４０は線 ７４２により記録装置７４１につながれている。

ダイオード７０１からの平均波長Ｌ１の部分的干渉性光は、ファイバー７０２を 経由してセルフ０３に入射されファイバー７０４に入射される前に、それぞれ異 なる差りのバスを通る二つのビームに分解される。この波長Ｌ１の光の第一部は 、ポート７０６、多成分化装置７０Ｓ１ポート７０７、ファイバー７１３、カブ プラー７１２、ポート７１６、そしてこの光が非発散性力１つ部分的に干渉性に 部分間においてバス長相異りを持ちながら放射されるファイバー７１８を経由し 端末７１９へ送られ、レンズ７２０により小口径で集められ大口径でファイノ（ −２１へと案内され、ポート７２４を経てカップラー７２３へと送られる。波長 Ｌ１の光の第二部は、セルフ０３により、ポート７０６、多成分化装置７０５、 ポート７０７、ファイバー７１３、ポート７１４、力・ツプラー７１２、ポート ７１５、ファイバー７２９、そしてこの光が第一部と干渉して端末７１９と７２ １の相対位置に基づく可変的可視度の一時的な縞を形成するポート７２５を経て ファイバー７０４に入射される。この干渉の結果は案内されてポート７２７、フ ァイ／（−７２８、ポート７３１、多成分化装置７３０、ポート７３２、ファイ バー７３７を経てダイオード７３８へ送られる。ダイオード７３８により作られ た信号の強度はコンピュータ７４０にて監視される。ファイバ一端７１９と７２ １の相対位置はコンピュータ７４０が、ファイバー７１１から力、ツブラー７２ ３に向はポート７０９、多成分化装置７０５、ポート７０７、ファイバー７１３ 、ポート７１４、カップラー７１２、ポート７１６、ファイバー７１８、端末７ １９、レンズ７２０、端末７２１、ファイバー７２２、ポート７２４を経て第一 パスに沿って移動する波長Ｌ２の光と、ファイバー７１１からカップラー７２３ に向はポート７０９、ポート７１５、ファイバー７２９、ポート７２５を経て移 動する第二パスの間のカップラー７２３に於ける干渉によってできる縞模様を監 視することによって決定される。カップラー７２３に於いて波長Ｌ２の光により 形成される干渉信号は、ポート７２７、ファイバー７２８、ポート７３１、多成 分化装置７３０、ポート７３４、案内されるファイバー７３５を経てダイオード ７３６へと案内される。Ｄを決定し、この様に特長の大きさが計測される為に、 コンピュータ７４０は線７４３を経由してファイバ一端７１９をその監視中にレ ンズ７２０に関して軸方向に移動して、走査装置７３９を案内する。そしてコン ピュタ−はダイオード７３８からの信号をファイバ一端７１９の位置の関数とし て、例えばパスの不均衡りを得るためにはフーリエ変換を通して相関させ、従っ て物質の特質の大きさが極めて精密に測定される。この結果は線７４２を経て記 録装置７４１で記録される。

産業上の利用可能性 本発明は、エネルギーパス長の変化の測定のための装置及びその方法において、 あるエネルギーバス長の変化を計測する為の装置並及びその方法に関し、放射さ れる照射光を通して、他の被測定物に係わる一次元、二次元、三次元的なファイ バ一端の位置の計測を容易にする。

要　約　書 エネルギーバス長の変化を計測する装置に関し、少なくとも第一のエネルギービ ームは実質的に干渉性を有し、実質的に非平行性である第一のエネルギービーム を放射する手段（３０２，３０７）と、エネルギー干渉計に第二のエネルギービ ームを干渉的に導く手段（３２７）と有するエネルギー源部（３０１）を有し、 干渉性エネルギー案内部（３１０）と、エネルギー収集部（３１７）とを有し、 エネルギー案内部（３１０）は、放射手段ならびに収集部（３１７）に接続され 、放射手段（３０２゜３０７）から収集部（３１７）への第一エネルギービーム の少なくとも一部を干渉的に案内するものであり、エネルギー収集部（３１７） は、干渉計に関連し、干渉計へ、収集された第一エネルギービームの少なくとも 一部を干渉的に案内し、収集された第一エネルギービームは、第二エネルギービ ームと干渉して、出力信号を生成するものであり、第一エネルギービーム放射部 と連結され、放射手段（３０２，３０７）と案内部（３１０）との間で第一エネ ルギービームのエネルギーパス長ヲ変化させる手段（３３３）と、干渉計と連結 され、出力信号の変化から前記エネルギーバス長の変化を決定する演算部（３１ ９）とを有する。

国際調査報告 ｌＬ＋＋＠ｒ１′１ａｔｌｏ＋＋＠ｌ＾９ｐ・電場６１１１１１１．ＩＣｒノａ ｎｕｇロピシらＮ守任Ｘ■フ化りび質圓に１α鵠り交スＲＯ（ＲＥＰゴび○Ｎ都 醪ジ肩国厄Ｍ几瓦紅工ａ！４霧「に０【刃四供ＳＷＯ９０１１４Ｅ１４　Ａ！ｒ 　６５２／８９　？　４２２１４３１：Ｐ　５Ｂ＋１０１　ＪＰ５７１３４７９ Ｂ　ＵＳ　４４１７８１５１１頁の続き 優先権主張　［相］１９９１年２月２１日［相］オーストラリア（ＡＵ）［相］ ＰＫ４７１６醗　明　者　ダブズ、ティモスイー　ピータ　オーストラリア国− ライド　クラーク 特表千５−５０８７０７　（１３） ２１１４　ニューサウスウエイルズ州　ウェストストリート　１８

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. １．実質的に非平行性である第一エネルギービームを放射する放射手段及びエネ ルギー干渉計に第二のエネルギービームを干渉的に導く手段を有するエネルギー 源部と、干渉性エネルギー案内部と、 エネルギー収集部と を有し、 前記エネルギー案内部は、前記放射手段ならびに前記収集部に関連し、前記放射 手段から前記収集部への前記第一エネルギービームの少なくとも一部を干渉的に 案内するものであり、 前記エネルギー収集部は、前記干渉計に関連し、前記干渉計へ、収集された第一 エネルギービームの少なくとも一部を干渉的に案内し、収集された第一エネルギ ービームは、前記第二エネルギービームと干渉して、出力信号を生成するもので あり、 第一エネルギービーム放射部と連結され、前記放射手段と前記案内部との間で第 一エネルギービームのエネルギーパス長を変化させる手段と、 前記干渉計と連結され、前記出力信号の変化から前記エネルギーパス長の変化を 決定する演算部とを有することを特徴とするエネルギーパス長の変化を計測する 装置。
2. ２．少なくとも部分的に干渉性を有する第一エネルギービームを放射する手段及 び第二エネルギービームをエネルギー干渉計に干渉して導く手段とを有するエネ ルギー源部と、 干渉性エネルギー案内部と、 エネルギー収集部と を有し、 前記エネルギー案内部は、前記放射手段ならびに前記収集部に関連し、前記放射 手段から前記収集部への前記第一エネルギービームの少なくとも一部を、実質的 に非平行ビームとして、干渉的に案内するものであり、前記エネルギー収集部は 、前記干渉計に関連し、前記干渉計へ、収集された第一エネルギービームは、前 記第二エネルギービームと干渉して、出力信号を生成するものであり、 前記収集部と連結され、前記案内部と前記収集部との間で第一エネルギービーム のエネルギーパス長を変化させる手段と、 前記干渉計と連結され、前記出力信号の変化から前記エネルギーパス長の変化を 決定する演算部とを有することを特徴とするエネルギーパス長の変化を計測する 装置。
3. ３．少なくとも部分的に干渉性を有し、実質的に非平行性である第一エネルギー ビームを放射する手段及び第二エネルギービームをエネルギー干渉計に干渉して 導く手段とを有するエネルギー源部と、 干渉性エネルギー案内部と、 エネルギー収集部と を有し、 前記エネルギー案内部は、前記放射手段ならびに前記収集部に関連し、前記放射 手段から前記収集部への前記第一エネルギービームの少なくとも一部を、実質的 に非平行ビームとして、干渉的に案内するものであり、前記エネルギー収集部は 、前記干渉計に関連し、前記干渉計へ、収集された第一エネルギービームは、前 記第二エネルギービームと干渉して、出力信号を生成するものであり、 第一エネルギービーム放射部と連結され、前記放射手段と前記案内部との間で第 一エネルギービームのエネルギーパス長を変化させる手段と、 前記収集部と連結され、前記案内部と前記収集部との間で第一エネルギービーム のエネルギーパス長を変化させる手段と、 前記干渉計と連結され、前記出力信号の変化から前記エネルギーパス長の変化を 決定する演算部とを有することを特徴とするエネルギーパス長の変化を計測する 装置。
4. ４．出射光端から干渉的に放射されるエネルギーを有する第一干渉性保持エネル ギーガイド部と、エネルギー集光部とを有し、 前記第一エネルギーガイド部は、前記エネルギー焦点部と関係し、前記第一エネ ルギーガイド部の出射部から放射されるエネルギーの少なくとも一部が、前記エ ネルギー集光部に焦点集光され、 エネルギー入射部端を有する第二干渉性保持エネルギーガイド部であって、前記 エネルギー集光部に関連し、前記エネルギー集光部で得られたエネルギーの少な くとも一部を、第二エネルギーガイド部のコアに干渉的に焦点集光するものであ り、 前記第一エネルギーガイド出射端または第二エネルギーガイド入力端は、エネル ギー出射端と前記集光部との間、または、前記集光部とエネルギー入射口端の間 のそれぞれにおける、エネルギーパス長の変化の結果として計測されるパラメー タによって変換されることを特徴とするパラメータ計測干渉計セルを有する装置 。
5. ５．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記エネルギー源部は、固体 粒子ビーム、音響波、電磁放射であることを特徴とする装置。
6. ６．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記エネルギー源部は、超紫 外線と超赤外線を含むその間の波長を有する電磁放射であることを特徴とする装 置。
7. ７．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記放射手段は、焦点集光部 と組み合わせられる放射口、レーザー、レーザーダイオード、極小開口部からな るグループから選択されたものであることを特徴とする装置。
8. ８．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記エネルギー源部は、エネ ルギーガイド部と連結され、該ガイド部のエネルギー出射部が放射手段であるこ とを特徴とする装置。
9. ９．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、第二エネルギーの干渉性伝動 手段が、エネルギーガイド部又は焦点集光システムであることを特徴とする装置 。
10. １０．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記干渉性エネルギー案内 部は、エネルギー蓄積装置又は焦点集光装置を有することを特徴とする装置。
11. １１．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記エネルギー収集部は、 前記エネルギーガイド部の開口部又は入射部であることを特徴とする装置。
12. １２．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、エネルギーガイドは、エネ ルギーファイバーであることを特徴とする装置。
13. １３．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記干渉的にガイドする手 段は、エネルギーガイドであることを特徴とする装置。
14. １４．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記干渉的にガイドする手 段は、干渉性光ファイバーの東であることを特徴とする装置。
15. １５．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記干渉的にガイドする手 段は、柔軟性のある複モード光ファイバーであることを特徴とする装置。
16. １６．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記干渉的にガイドする手 段は、柔軟性のある単モード光ファイバーであることを特徴とする装置。
17. １７．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記エネルギー干渉計は、 エネルギー分離装置又は検出装置の検出部であることを特徴とする装置。
18. １８．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記放射手段と前記案内部 の間、前記案内部と前記収集部との間、前記放射手段と前記案内部との間、並び に前記案内部と前記収集部と間に於けるエネルギーパス長さを変化させる前記変 化手段は、走査装置であることを特徴とする装置。
19. １９．請求項１〜３記載のいずれかの装置において、前記エネルギー源部は、超 紫外線と超赤外線を含むその間の波長を有する電磁放射であり、前記放射手段と 前記案内部又は、前記案内部と前記収集部、前記放射手段と案内部、並びに前記 案内部と収集部の間に於けるエネルギーパス長さを変化させる前記変化手段は、 前記第一エネルギービームのエネルギーパスの屈折率を変化させるものであるこ とを特徴とする装置。
20. ２０．請求項４記載の装置において、 前記第一及び第二干渉性保持エネルギーガイド部は、同一のものであることを特 徴とする装置。
21. ２１．請求項２０記載の装置において、前記焦点集光部は、反射装置を含むこと を特徴とする装置。
22. ２２．エネルギー案内部により、第一のエネルギービームの少なくとも一部を干 渉的に案内し、前記第一のエネルギービームの少なくとも一部は、実質的に非平 行性であり、前記第一のエネルギービームの少なくとも一部は、エネルギー源か ら前記第一のエネルギービームを放射する手段から、エネルギー収集部へ、実質 的に干渉し、かつ、前記エネルギー源からエネルギー干渉計に第二のエネルギー ビームを干渉的に導くものであり、前記エネルギー干渉計に前記収集された第一 のエネルギービームの少なくとも一部を干渉的に案内して、前記収集された第一 のエネルギービームは、前記第二のエネルギービームと干渉することにより、出 力信号を生成し、前記放射手段と前記案内部との間における前記第一のエネルギ ービームのエネルギーパス長を変化させて、前記出力信号を変化させ、 前記出力信号の変化からエネルギーパス長の変化を決定することを特徴とするエ ネルギーパス長の変化を測定する方法。
23. ２３．エネルギー案内部により、第一のエネルギービームの少なくとも一部を干 渉的に案内し、前記第一のエネルギービームの少なくとも一部は、実質的に非平 行性であり、前記第一のエネルギービームの少なくとも一部は、エネルギー源か らエネルギー収集部に前記第一のエネルギービームを放射する手段から、エネル ギー収集部へ、実質的に干渉し、かつ、前記エネルギー源からエネルギー干渉計 に第二のエネルギービームを干渉的に導くものであり、 前記エネルギー干渉計に前記収集された第一のエネルギービームの少なくとも一 部を干渉的に案内して、前記収集された第一のエネルギービームは、前記第二の エネルギービームと干渉することにより、出力信号を生成し、前記案内部と前記 収集部との間における前記第一のエネルギービームのエネルギーパス長を変化さ せて、前記出力信号を変化させ、 前記出力信号の変化からエネルギーパス長の変化を決定することを特徴とするエ ネルギーパス長の変化を測定する方法。
24. ２４．エネルギー案内部により、第一のエネルギービームの少なくとも一部を干 渉的に案内し、前記第一のエネルギービームの少なくとも一部は、実質的に非平 行性であり、前記第一のエネルギービームの少なくとも一部は、エネルギー源か ら前記第一のエネルギービームを放射する手段から、エネルギー収集部へ、実質 的に干渉し、前記案内部から前記収集部への前記第一のエネルギービームは、実 質的に非平行性であり、かつ、前記エネルギー源からエネルギー干渉計に第二の エネルギービームを干渉的に導くものであり、 前記エネルギー干渉計に前記収集された第一のエネルギービームの少なくとも一 部を干渉的に案内して、前記収集された第一のエネルギービームは、前記第二の エネルギービームと干渉することにより、出力信号を生成し、前記放射手段と前 記案内部との間、及び前記案内部と前記収集部との間における前記第一のエネル ギービームのエネルギーパス長を変化させて、前記出力信号を変化させ、 前記出力信号の変化からエネルギーパス長の変化を決定することを特徴とするエ ネルギーパス長の変化を測定する方法。
25. ２５．請求項２２〜２４記載のいずれかのエネルギーパス長の変化を測定する方 法において、 前記エネルギー源は、固体粒子ビーム、音響波、電磁放射であることを特徴とす るエネルギーパス長の変化を測定する方法。
26. ２６．請求項２２〜２４記載のいずれかのエネルギーパス長の変化を測定する方 法において、 前記エネルギー源は、超紫外線と超赤外線を含むその間の波長を有する電磁放射 であることを特徴とするエネルギーパス長の変化を測定する方法。