JPH062122U - 横ずらし干渉計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 干渉縞検出のＳ／Ｎを向上させた横ずらし干
渉計を実現する。 【構成】 三角光路共通パス干渉計やサバ−ル偏光干渉
計などの横ずらし干渉計において、干渉縞を検出位置に
形成させるフ−リエ変換レンズＬを通過した干渉光の光
路を回転動作により走査するための走査ミラーＳＭおよ
び走査ミラーを介してフーリエ変換レンズの焦点位置に
設置されたフォトディテクタＰＤを備え、フォトディテ
クタからの信号取り込みと、走査ミラーの回転駆動とを
同期させた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、フ−リエ分光に使用する横ずらし干渉計に関し、特に干渉縞の検出 のＳ／Ｎを向上させるものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、横ずらし干渉計としては三角光路共通パス干渉計やサバ−ル偏光干渉計 等が知られている。図３は三角光路共通パス干渉計を用いたフ−リエ変換型干渉 分光器の一例を示す構成図である。図３において、光源Ｒから出射した光は、入 射光を同じ分光組成の２つの光に分離するためのビ−ムスプリッタＢＳに入射さ れる。第１分離光は、可動ミラ−Ｍ₁に向けられる。可動ミラ−Ｍ₁は、この第１ 分離光をミラ−Ｍ₂に向ける。ミラ−Ｍ₂は、その第１分離光をビ−ムスプリッタ ＢＳに戻るように向ける。第２分離光は、ビ−ムスプリッタＢＳからミラ−Ｍ₂ に向けられ、その後、可動ミラ−Ｍ₁に向けられた後、ビ−ムスプリッタＢＳに 戻るように導かれ、ビ−ムスプリッタＢＳにおいて第１分離光と結合する。再び 結合した分離光は、ビ−ムスプリッタＢＳからフ−リエ変換レンズＬを経て、検 出器Ｄ（ダイオードアレイ）に送られる。ここで、可動ミラ−Ｍ₁がｚの位置に ある場合は、ビ−ムスプリッタＢＳで二分された第１分離光および第２分離光は 、それぞれ三角光路を左回りする光路と右回りする光路をとって、ビ−ムスプリ ッタＢＳ上で元の光束に戻るが、可動ミラ−Ｍ₁がｚからａだけ平行移動すると 、三角光路を左回りする光路と右回りする光路とは平行にずれ、フ−リエ変換レ ンズＬの後ろ焦平面（検出器Ｄ上）では、図に示すように角度θでもって図面に 対して垂直な平行干渉縞を形成する。この平行干渉縞を検出器Ｄにて電気信号に 変換し、電気信号はフ−リエ変換法により分析され、入力された光のスペクトル が測定される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来技術に示す横ずらし干渉計において、フーリエ変換レ ンズＬの焦点位置に形成させる図面に垂直な平行干渉縞を検出する検出器Ｄとし ては、従来、ダイオードアレイが用いられてきた。したがって、ダイオードアレ イのピッチむらや感度むら、および各素子間のクロストークがノイズとなり、干 渉縞検出のＳ／Ｎが低下するという問題があった。また、このような横ずらし干 渉計を赤外や紫外の分光に用いる場合には、高感度なアレイセンサが必要となる が、現状ではないため、赤外や紫外の分光は不可能であった。

【０００４】 本考案は、上記従来技術の課題を踏まえて成されたものであり、走査ミラーに より干渉縞を走査して、単一のフォトディテクタで受光することにより、干渉縞 検出のＳ／Ｎを向上させた横ずらし干渉計を提供することを目的としたものであ る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、 三角光路共通パス干渉計やサバ−ル偏光干渉計などの横ずらし干渉計において 、 干渉縞を検出位置に形成させるフ−リエ変換レンズを通過した干渉光の光路を 回転動作により走査するための走査ミラーおよびこの走査ミラーを介して前記フ ーリエ変換レンズの焦点位置に設置されたフォトディテクタを備え、 このフォトディテクタからの信号取り込みと、前記走査ミラーの回転駆動とを 同期させるようにしたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

本考案によれば、干渉縞の強度分布を単一のフォトディテクタで検出するため 、ダイオードアレイによる検出時のような、ピッチむらや感度むらによる影響が なくなり、干渉縞検出のＳ／Ｎが向上する。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の横ずらし干渉計の一実施例を示す構成図であり、三角光路共通 パス干渉光学系としたものである。なお、図１において図３と同一要素には同一 符号を付して重複する説明は省略する。 図１において、ＳＭはガルバノミラーやポリゴンミラーなどの走査ミラーであ り、フーリエ変換レンズＬ後の光の光路を走査する。ＰＤはフォトディテクタで あり、このフォトディテクタＰＤは走査ミラーＳＭを介してフーリエ変換レンズ Ｌの焦点位置に設置されている。走査ミラーＳＭの回転駆動は、ドライバ１によ り行われ、ドライバー１はコントローラ２により制御される。フォトディテクタ ＰＤからの電気信号は、信号処理装置３に入力される。また、コントローラ２， 信号処理装置３は、コンピュータ４に接続され、走査ミラーＳＭの回転駆動，フ ォトディテクタＰＤからの信号の取り込みを同期させている。

【０００８】 このような構成において、光源Ｒから出射した光は、入射光を同じ分光組成の ２つの光に分離するためのビ−ムスプリッタＢＳに入射される。第１分離光は、 可動ミラ−Ｍ₁に向けられる。可動ミラ−Ｍ₁は、この第１分離光をミラ−Ｍ₂に 向ける。ミラ−Ｍ₂は、その第１分離光をビ−ムスプリッタＢＳに戻るように向 ける。第２分離光は、ビ−ムスプリッタＢＳからミラ−Ｍ₂に向けられ、その後 、可動ミラ−Ｍ₁に向けられた後、ビ−ムスプリッタＢＳに戻るように導かれ、 ビ−ムスプリッタＢＳにおいて第１分離光と結合する。再び結合した分離光は、 ビ−ムスプリッタＢＳからフ−リエ変換レンズＬを経て、走査ミラーＳＭに入射 され、その光路を曲げられて、フーリエ変換レンズＬの焦点位置に設置されたフ ォトディテクタＰＤに送られる。ここで、可動ミラ−Ｍ₁がｚの位置にある場合 は、ビ−ムスプリッタＢＳで二分された第１分離光および第２分離光は、それぞ れ三角光路を左回りする光路と右回りする光路をとって、ビ−ムスプリッタＢＳ 上で元の光束に戻るが、可動ミラ−Ｍ₁がｚからａだけ平行移動すると、三角光 路を左回りする光路と右回りする光路とは平行にずれ、フ−リエ変換レンズＬの 後ろ焦平面では、図面に対して垂直な平行干渉縞を形成する。この平行干渉縞を 走査ミラーＳＭによりフォトディテクタＰＤ上に走査し、フォトディテクタＰＤ にて干渉縞の強度分布が検出される。この時、可動ミラーＭ₁の可動距離ａを一 定にし、取り込んだインタフェログラム（干渉信号）をフーリエ変換する機能を 信号処理装置３およびコンピュータ４に持たせることにより、フーリエ分光を可 能としている。

【０００９】 このように、上記実施例では、干渉縞の強度分布を単一の、つまり同一のフォ トディテクタＰＤで検出するようにしている。したがって、ダイオードアレイで の検出のように、ピッチむらや感度むらによる影響がなくなり、干渉縞検出のＳ ／Ｎが向上する。また、走査ミラーＳＭのドライバー１，フォトディテクタＰＤ の信号処理装置４間で同期をとることにより、空間フィルタ検出を可能としてい る。結果、高感度なアレイセンサがない赤外および紫外域での横ずらし干渉計と 空間フィルタを用いたフーリエ分光が可能となる。

【００１０】 図２は本考案の横ずらし干渉計の他の実施例を示す構成図であり、サバ−ル偏 光干渉光学系としたものである。なお、図２において図１と同一要素には同一符 号を付して重複する説明は省略する。図２において、Ｐ₁は偏光していない光を 偏光に変える偏光子、Ｓはサバ−ル板と呼ばれる複屈折プリズムで、複屈折結晶 を２枚組み合わせたものであり、結晶面に平行に入射した直線偏光を２成分に分 割し、平行光として出射させる。Ｐ₂は偏光のみを通過させる検光子であり、偏 光子Ｐ₁と組み合わせて用いられ、その出力側の光路に入れて使用される。

【００１１】 このような構成において、光源Ｒから出射した光は、偏光子Ｐ₁に入射して直 線偏光となる。この直線偏光は、サバ−ル板Ｓに入射することにより２成分に分 割されて、平行光として出射する。この平行光は、検光子Ｐ₂を経てフ−リエ変 換レンズＬに入射し、フ−リエ変換レンズＬの後ろ焦平面では、図面に対して垂 直な平行干渉縞を形成する。この平行干渉縞を走査ミラーＳＭによりフォトディ テクタＰＤ上に走査し、フォトディテクタＰＤにて干渉縞の強度分布が上記実施 例と同様にＳ／Ｎを向上して検出される。また、この時、フォトディテクタＰＤ からの信号取り込み、走査ミラーＳＭの回転駆動を同期させており、空間フィル タ検出を可能としている。

【００１２】

【考案の効果】

以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案によれば、干渉縞の検出 のＳ／Ｎを向上させた横ずらし干渉計を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の横ずらし干渉計の一実施例を示す構成
図であり、三角光路共通パス干渉光学系としたもの。

【図２】本考案の横ずらし干渉計の他の実施例を示す構
成図であり、サバ−ル偏光干渉光学系としたもの。

【図３】従来例である。

【符号の説明】

Ｒ 光源 ＢＳ ビ−ムスプリッタ Ｍ₁ 可動ミラ− Ｍ₂ ミラ− Ｌ フ−リエ変換レンズ ＳＭ 走査ミラー ＰＤ フォトディテクタ １ ドライバー ２ コントローラ ３ 信号処理装置 ４ コンピュータ Ｐ₁ 偏光子 Ｓ サバ−ル板 Ｐ₂ 検光子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 三角光路共通パス干渉計やサバ−ル偏光
   干渉計などの横ずらし干渉計において、 干渉縞を検出位置に形成させるフ−リエ変換レンズを通
   過した干渉光の光路を回転動作により走査するための走
   査ミラーおよびこの走査ミラーを介して前記フーリエ変
   換レンズの焦点位置に設置されたフォトディテクタを備
   え、 このフォトディテクタからの信号取り込みと、前記走査
   ミラーの回転駆動とを同期させるようにしたことを特徴
   とする横ずらし干渉計。