JPH058412U - Laser interferometer - Google Patents

Laser interferometer

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JPH058412U
JPH058412U JP5460291U JP5460291U JPH058412U JP H058412 U JPH058412 U JP H058412U JP 5460291 U JP5460291 U JP 5460291U JP 5460291 U JP5460291 U JP 5460291U JP H058412 U JPH058412 U JP H058412U
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JP
Japan
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laser light
movable
stage
laser beam
fixed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5460291U
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Japanese (ja)
Inventor
幸夫 江田
洋久 藤本
浩 湯川
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Olympus Corp
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Olympus Optic Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH058412U publication Critical patent/JPH058412U/en
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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、環境変化による測長値のゆらぎを防
止でき、測長値の安定性を向上できるレーザ干渉測長機
を提供することを目的とする。 【構成】本考案は、光源25からのレーザ光をビームス
プリッタ26で参照レーザ光と測長レーザ光とに分岐し
て、参照レーザ光を固定反射面23へ入射すると共に測
長レーザ光をステージ21に設けられた移動反射面22
へ入射し、固定反射面23及び移動可動反射面22でそ
れぞれ反射した参照レーザ光と測定レーザ光とを干渉さ
せてステージ21の移動距離を測定するレーザ干渉測長
機において、固定反射面23へ入射すべき参照レーザ光
を移動反射面22側へ反射させる反射部材27が設けら
れ、固定反射面23が、測長レーザ光の光路から僅かに
外れた位置であってビームスプリッター26にステージ
21が最も近接したときの移動反射面位置からステージ
可動範囲の1/2の距離の近傍に配置されたものであ
る。
(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to provide a laser interferometer that can prevent the fluctuation of the length measurement value due to environmental changes and improve the stability of the length measurement value. According to the present invention, a laser beam from a light source 25 is split into a reference laser beam and a length measuring laser beam by a beam splitter 26, the reference laser beam is incident on a fixed reflecting surface 23, and the length measuring laser beam is staged. Moving reflection surface 22 provided on 21
To the fixed reflection surface 23 in a laser interferometer that measures the moving distance of the stage 21 by causing the reference laser light and the measurement laser light reflected by the fixed reflection surface 23 and the movable movable reflection surface 22 to interfere with each other. A reflecting member 27 that reflects the reference laser light to be incident to the movable reflecting surface 22 side is provided, and the fixed reflecting surface 23 is slightly deviated from the optical path of the length measuring laser light and the stage 21 is attached to the beam splitter 26. It is arranged in the vicinity of a distance of ½ of the movable range of the stage from the position of the moving reflection surface when it is closest.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、ステージ等の移動体の移動距離をレーザ干渉を利用して測定するレ ーザ干渉測長機に関する。 The present invention relates to a laser interferometer, which measures a moving distance of a moving body such as a stage using laser interference.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

かかるレーザ干渉測長機の構成を図3を参照して説明する。 The configuration of such a laser interferometer will be described with reference to FIG.

【0003】 同図にはXYステージの移動量検出のための測長機の構成例が示されている。 XYステージは、ベース1上にXステージ2がX方向へ移動可能に設けられ、さ らにXステージ2上にYステージ3がY方向へ移動可能に設けられている。FIG. 1 shows a configuration example of a length measuring machine for detecting the movement amount of the XY stage. In the XY stage, an X stage 2 is provided on a base 1 so as to be movable in the X direction, and a Y stage 3 is provided on the X stage 2 so as to be movable in the Y direction.

【0004】 Yステージ3のX方向及びY方向のそれぞれの外側面に、Xミラー4及びYミ ラー5が設けられ、Xミラー4及びYミラー5に対して、ステージ外部より干渉 計6,7がそれぞれ対向配置されている。干渉計6,7には、ステージ外に設置 されたレーザ光源8から供給されるレーザ光がハーフミラー9で分岐されてそれ ぞれ入射する。An X mirror 4 and a Y mirror 5 are provided on outer surfaces of the Y stage 3 in the X direction and the Y direction, respectively, and interferometers 6, 7 are provided to the X mirror 4 and the Y mirror 5 from outside the stage. Are arranged to face each other. The laser light supplied from the laser light source 8 installed outside the stage is branched by the half mirror 9 and enters the interferometers 6 and 7, respectively.

【0005】 各干渉計6,7は、入射レーザ光をビームスプリッター等により測長レーザ光 と参照レーザ光とに分岐される。測長レーザ光はそれぞれ対向するXミラー4, Yミラー5に入射され、参照レーザ光は干渉計6,7の内部に固定された参照鏡 に入射される。Xミラー4,Yミラー5,参照鏡で反射されたそれぞれ戻ってき た測長レーザ光と参照レーザ光とが再びビームスプリッターで合成された干渉レ ーザ光になる。その干渉レーザ光は、各干渉計6,7毎に設けられた検出器11 ,12に入射する。 ここで、干渉レーザ光を各検出器11,12で検出してX方向,Y方向の移動 量を測定している。The interferometers 6 and 7 split the incident laser light into a length measuring laser light and a reference laser light by a beam splitter or the like. The length measuring laser light is made incident on the X mirror 4 and the Y mirror 5 which face each other, and the reference laser light is made incident on the reference mirror fixed inside the interferometers 6, 7. The returned measurement laser light and the reference laser light reflected by the X mirror 4, the Y mirror 5, and the reference mirror become the interference laser light combined again by the beam splitter. The interference laser light is incident on detectors 11 and 12 provided for each interferometer 6 and 7. Here, the interference laser light is detected by the detectors 11 and 12 to measure the movement amounts in the X and Y directions.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、上述したレーザ干渉測長機は、干渉計6,7とXミラー4,Y ミラー5との間に環境変化があると正確な測長ができなくなるという問題がある 。すなわち、各干渉計6,7とXミラー4,Yミラー5との間に介在する空気に 、温度変化,湿度変化,気圧変動が生じると、空気の屈折率変動が起き、測長レ ーザ光の波長が変化し、これが測長値のゆらぎの原因となるからである。 However, the above-described laser interferometer has a problem that accurate length measurement cannot be performed if there is a change in the environment between the interferometers 6 and 7 and the X mirror 4 and the Y mirror 5. That is, when air temperature changes between the interferometers 6 and 7 and the X mirror 4 and the Y mirror 5 due to temperature change, humidity change, and atmospheric pressure change, the refractive index of the air changes and the measurement laser This is because the wavelength of light changes, which causes fluctuations in the measured values.

【0007】 本考案は以上のような実情に鑑みてなされたもので、環境変化による測長値の ゆらぎ大幅に低減できて測長値の安定性を向上できるレーザ干渉測長機を提供す ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a laser interferometer that can greatly reduce the fluctuation of the length measurement value due to environmental changes and improve the stability of the length measurement value. The purpose is to

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は上記目的を達成するために、光源からのレーザ光を参照レーザ光と測 長レーザ光とに分岐して、参照レーザ光を固定反射面へ入射すると共に測長レー ザ光を測定対象となるステージに設けられた移動反射面へ入射し、前記固定反射 面及び前記移動可動反射面でそれぞれ反射した参照レーザ光と測長レーザ光とを 干渉させて前記ステージの移動距離を測定するレーザ干渉測長機において、前記 固定反射面へ入射すべき参照レーザ光を前記移動反射面側へ反射させる反射部材 を設け、前記固定反射面を、前記測長レーザ光の光路から僅かに外れた位置であ って前記移動反射面の可動範囲の1/2の距離の近傍に配置するものとした。 In order to achieve the above object, the present invention splits a laser beam from a light source into a reference laser beam and a measuring laser beam, makes the reference laser beam incident on a fixed reflecting surface, and measures the measuring laser beam. A laser for measuring the moving distance of the stage by causing the reference laser light and the length measuring laser light that are incident on the movable reflection surface provided on the stage to be reflected and reflected by the fixed reflection surface and the movable movable reflection surface, respectively. In the interferometer, a reflecting member is provided for reflecting the reference laser light to be incident on the fixed reflecting surface toward the moving reflecting surface side, and the fixed reflecting surface is slightly deviated from the optical path of the length measuring laser light. Therefore, it is arranged in the vicinity of a distance of 1/2 of the movable range of the movable reflecting surface.

【0009】[0009]

【作用】[Action]

以上のように構成された本考案によれば、ステージが可動範囲の中央に位置し ている状態では、測長レーザ光と参照レーザ光との環境が同じ条件になる。よっ て、環境変化によって測長レーザ光の波長が変化しても、参照レーザ光も同じ波 長変化を受けることになり、波長変化による測長値のゆらぎが除去される。しか も、ステージは主に可動範囲の中央を中心にして使用されるため、移動反射面の 移動による環境差は最小限に抑えられる。 According to the present invention configured as described above, when the stage is located at the center of the movable range, the environment of the length measurement laser beam and the environment of the reference laser beam are the same. Therefore, even if the wavelength of the length measurement laser beam changes due to environmental changes, the reference laser beam also undergoes the same wavelength change, and fluctuations in the length measurement value due to the wavelength change are removed. However, since the stage is mainly used around the center of the movable range, the environmental difference due to the movement of the moving reflecting surface can be minimized.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

以下、本考案の一実施例について説明する。 図1には本考案の一実施例に係るレーザ干渉測長機の概略的な構成が示されて いる。なお、同図には1軸方向に移動可能なステージが示されている。 An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser interferometer length measuring machine according to an embodiment of the present invention. The figure shows a stage that is movable in one axis direction.

【0011】 ステージは、固定側となるベース20上に断面コ字状をなす可動ステージ21 が載置されている。可動ステージ21の移動方向と直交する側面には移動反射面 となる移動ミラー22が取り付けられている。ベース20上には固定反射面とな る固定ミラー23が設けられている。また、可動ステージ21の移動ミラー22 が取付けられた側面には、その下部に切欠き24が設けられている。この切欠き 24によって、可動ステージ21が移動したときに可動ステージ21の側面が固 定ミラー23にぶつからないようになっている。As for the stage, a movable stage 21 having a U-shaped cross section is placed on a base 20 which is a fixed side. A movable mirror 22 serving as a movable reflection surface is attached to a side surface of the movable stage 21 which is orthogonal to the moving direction. A fixed mirror 23, which serves as a fixed reflection surface, is provided on the base 20. Further, a notch 24 is provided in the lower portion of the side surface of the movable stage 21 to which the moving mirror 22 is attached. The notch 24 prevents the side surface of the movable stage 21 from hitting the fixed mirror 23 when the movable stage 21 moves.

【0012】 一方、光源部と検出部とからなる光源及び検出部25の光源部から出たレーザ 光は、ビームスプリッター26で測長レーザ光と参照レーザ光とに分岐され、測 長レーザ光が移動ミラー22に入射し、参照レーザ光が反射部材となる反射ミラ ー27によって固定ミラー23に入射するように構成されている。 ここで、固定ミラー23の設置位置について図2を参照して説明する。On the other hand, the laser light emitted from the light source including the light source unit and the detection unit and the light source unit of the detection unit 25 is split into the length measurement laser light and the reference laser light by the beam splitter 26, and the length measurement laser light is The reference laser light is made incident on the movable mirror 22, and the reference laser light is made incident on the fixed mirror 23 by a reflection mirror 27 serving as a reflection member. Here, the installation position of the fixed mirror 23 will be described with reference to FIG.

【0013】 移動ミラー22が可動ステージ21の移動に伴ってAからBまで移動できると しその距離をLとすれば、固定ミラー23は測長レーザ光の光路近傍であって、 Aから距離L/2の距離の位置Cの近傍に配置される。なお、必ずしもL/2の 位置に正確に一致させる必要はない。この位置Cは、移動ミラー22が位置Cに 来たとき、測長レーザ光と参照レーザ光との環境がほぼ等しくなる。 次に、以上のように構成された本実施例の動作について説明する。Given that the movable mirror 22 can move from A to B with the movement of the movable stage 21, and the distance is L, the fixed mirror 23 is in the vicinity of the optical path of the length measurement laser beam and is a distance L from A. It is arranged near the position C at a distance of / 2. Note that it is not always necessary to exactly match the position of L / 2. At this position C, when the movable mirror 22 reaches the position C, the environments of the length measurement laser beam and the reference laser beam become substantially equal. Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described.

【0014】 光源及び検出部25のレーザ光源から出たレーザ光は、ビームスプリッター2 6で測長レーザ光と参照レーザ光とに分岐される。測長レーザ光は移動ミラー2 2に入射し、そこで反射されて再びビームスプリッター26に入射する。一方、 参照レーザ光は、反射ミラー27で光路を測長レーザ光と平行にされて図2に示 す位置Cに配置された固定ミラー23に入射し、そこで反射して再びビームスプ リッター26に入射する。The laser light emitted from the laser light source of the light source / detection unit 25 is split into a length measurement laser light and a reference laser light by the beam splitter 26. The length-measuring laser beam is incident on the moving mirror 22, is reflected there, and is incident on the beam splitter 26 again. On the other hand, the reference laser light is made incident on the fixed mirror 23 arranged at the position C shown in FIG. 2 with its optical path made parallel by the reflection mirror 27, reflected there, and again enters the beam splitter 26. To do.

【0015】 ここで、移動ミラー22が位置Cにあるときは、測長レーザ光と参照レーザ光 との環境はほとんど等しくなる。本実施例では、移動ミラー22が位置Cから遠 ざかった分が参照レーザ光との環境差となるが、従来のようにビームスプリッタ ーから移動ミラーまでの環境変化がそのまま参照レーザ光との環境差となるのに 比べれば、環境差は大幅に縮小される。また、ステージは主に可動範囲の中心部 が使われるので、固定ミラー23を図2に示す位置に配置することにより、移動 ミラー22が位置C付近に存在する割合が極めて高く、従って参照レーザ光との 環境差がほとんどなくなる確立が高い。Here, when the movable mirror 22 is at the position C, the environments of the length measurement laser beam and the reference laser beam are almost equal. In this embodiment, the distance from the moving mirror 22 away from the position C is the environmental difference from the reference laser light. However, the difference in the environment is greatly reduced. Further, since the stage mainly uses the central part of the movable range, by arranging the fixed mirror 23 at the position shown in FIG. 2, the moving mirror 22 is extremely close to the position C, and therefore the reference laser beam is used. It is highly likely that the environment difference with

【0016】 以上のように同様の環境影響を受けた測長レーザ光と参照レーザ光は、再びビ ームスプリッター26で一緒になり、干渉レーザ光となって光源及び検出部25 の検出部に入射する。検出部では、移動ミラー22の移動に応じて変化する干渉 レーザ光の干渉縞変化を検出することによって、測長が行われる。As described above, the measurement laser light and the reference laser light that have been similarly affected by the environment are combined again by the beam splitter 26 and become interference laser light, which is incident on the light source and the detection portion of the detection portion 25. . In the detection unit, the length measurement is performed by detecting the change in the interference fringes of the interference laser light that changes according to the movement of the moving mirror 22.

【0017】 この様に本実施例によれば、可動ステージ21の一側面に測長レーザ光を反射 させる移動ミラー22を取付けると共に、測長レーザ光の光路近傍であって移動 ミラー22の最もビームスプリッター26よりの位置からステージ移動範囲の1 /2の距離付近に参照レーザ光が入射する固定ミラー23を配置したので、測長 レーザ光と参照レーザ光とが同様の環境変化を受けて同様の波長変化となり、環 境変化による測長値ゆらぎを防止でき測定値の安定性を向上できる。しかも、ス テージは移動範囲の中央部が主に使われるという特性から、ステージ移動範囲の 1/2の距離付近に固定ミラー23を配置することは、環境差を減少させる上で 極めて有効である。 なお、上記一実施例では、1軸ステージを対象としているが、図3に示すよう な2軸以上のステージにも、本考案原理を容易に適用可能である。As described above, according to this embodiment, the movable mirror 22 for reflecting the length-measuring laser light is attached to one side surface of the movable stage 21, and the most beam of the moving mirror 22 is near the optical path of the length-measuring laser light. Since the fixed mirror 23 on which the reference laser light is incident is arranged in the vicinity of a distance of 1/2 of the stage moving range from the position of the splitter 26, the length measurement laser light and the reference laser light are subject to the same environmental change, and the same Since the wavelength changes, fluctuations in measured values due to environmental changes can be prevented and the stability of measured values can be improved. In addition, since the central part of the moving range of the stage is mainly used, it is extremely effective to dispose the fixed mirror 23 in the vicinity of a half of the moving range of the stage in order to reduce the environmental difference. . Although the above-mentioned one embodiment is directed to the one-axis stage, the principle of the present invention can be easily applied to a two-axis or more stage as shown in FIG.

【0018】[0018]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上詳記したように本考案によれば、環境変化による測長値ゆらぎを防止でき 、測長値の安定性を向上できるレーザ干渉測長機を提供できる。 As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a laser interferometer that can prevent fluctuations in length measurement values due to environmental changes and improve the stability of length measurement values.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の一実施例に係るレーザ干渉測長機の構
成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser interferometer according to an embodiment of the present invention.

【図2】一実施例に係るレーザ干渉測長機における固定
ミラーの配置状態を説明するための図。
FIG. 2 is a diagram for explaining an arrangement state of fixed mirrors in a laser interferometer according to an embodiment.

【図3】従来のレーザ干渉測長機の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional laser interferometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…可動ステージ、22…移動ミラー、23…固定ミ
ラー、25…光源及び検出部、26…ビームスプリッタ
ー、27…反射ミラー。
21 ... Movable stage, 22 ... Moving mirror, 23 ... Fixed mirror, 25 ... Light source and detector, 26 ... Beam splitter, 27 ... Reflecting mirror.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 【請求項1】 光源からのレーザ光を参照レーザ光と測
長レーザ光とに分岐して、参照レーザ光を固定反射面へ
入射すると共に測長レーザ光を測定対象となるステージ
に設けられた移動反射面へ入射し、前記固定反射面及び
前記移動可動反射面でそれぞれ反射した参照レーザ光と
測長レーザ光とを干渉させて前記ステージの移動距離を
測定するレーザ干渉測長機において、 前記固定反射面へ入射すべき参照レーザ光を前記移動反
射面側へ反射させる反射部材が設けられ、 前記固定反射面が、前記測長レーザ光の光路から僅かに
外れた位置であって前記移動反射面の可動範囲の1/2
の距離の近傍に配置されたことを特徴とするレーザ干渉
測長機。
[Claims for utility model registration] [Claim 1] A laser beam from a light source is split into a reference laser beam and a length measuring laser beam, the reference laser beam is incident on a fixed reflecting surface, and the length measuring laser beam is measured. The moving distance of the stage is measured by causing the reference laser light and the length-measuring laser light that are incident on the movable reflecting surface provided on the target stage and reflected by the fixed reflecting surface and the movable movable reflecting surface to interfere with each other. In the laser interferometer, a reflecting member for reflecting the reference laser light to be incident on the fixed reflection surface toward the moving reflection surface side is provided, and the fixed reflection surface is slightly deviated from the optical path of the length measurement laser light. 1/2 of the movable range of the movable reflecting surface
A laser interferometer, which is arranged near the distance.
JP5460291U 1991-07-15 1991-07-15 Laser interferometer Withdrawn JPH058412U (en)

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JP5460291U JPH058412U (en) 1991-07-15 1991-07-15 Laser interferometer

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JP5460291U JPH058412U (en) 1991-07-15 1991-07-15 Laser interferometer

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JP (1) JPH058412U (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011181190A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi High-Technologies Corp Sample stage and charged particle beam device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 19951102