JPH0652165B2 - Interferometer - Google Patents

Interferometer

Info

Publication number
JPH0652165B2
JPH0652165B2 JP19599187A JP19599187A JPH0652165B2 JP H0652165 B2 JPH0652165 B2 JP H0652165B2 JP 19599187 A JP19599187 A JP 19599187A JP 19599187 A JP19599187 A JP 19599187A JP H0652165 B2 JPH0652165 B2 JP H0652165B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
beam splitter
interferometer
plane
point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP19599187A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63241306A (en
Inventor
晶雄 泉
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of JPS63241306A publication Critical patent/JPS63241306A/en
Publication of JPH0652165B2 publication Critical patent/JPH0652165B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はビームスプリッタによって入射光を2つに分
割し、分割された2つの光の間に光路差を与えて再びビ
ームスプリッタ上で干渉させる2光速干渉計に関する。
この種の干渉計は光学部品の検査装置,測距器,干渉分
光計などの巾広い用途に使われている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention splits incident light into two by a beam splitter, gives an optical path difference between the two split lights, and causes them to interfere again on the beam splitter. Two speed of light interferometers.
This type of interferometer is used in a wide range of applications such as inspection equipment for optical parts, rangefinders, and interferometers.

〔従来技術〕[Prior art]

この種の干渉計を応用した装置として、2光束干渉分光
計を第7図に示す。第7図において光源1から出た光は
絞り2で絞られた後、コリメート反射鏡3によって平行
光線になり、基板4上に蒸着などによって作られた半透
膜5によって2つの光線6,7に分けられる。基板4は
通常平行平面板であり光をよく通す材料で作られる。可
視の分光器であればガラスや溶融石英などが使われ、赤
外域であればKBr,CsI,KRS−5の単結晶材料が
使われる。遠赤外になるとこの基板4及び補正板8は必
要なく、半透膜5はポリエチレンテレフタレートの様な
高分子膜を使用する。
A two-beam interferometer is shown in FIG. 7 as a device to which this type of interferometer is applied. In FIG. 7, the light emitted from the light source 1 is narrowed down by the diaphragm 2 and then made into parallel rays by the collimating reflecting mirror 3, and the two rays 6, 7 are made by the semitransparent film 5 formed on the substrate 4 by vapor deposition or the like. It is divided into The substrate 4 is usually a plane parallel plate and is made of a material that allows light to pass therethrough. Glass or fused quartz is used for a visible spectroscope, and single crystal materials of KBr, CsI, and KRS-5 are used for an infrared region. In the far infrared, the substrate 4 and the correction plate 8 are not necessary, and the semipermeable membrane 5 uses a polymer membrane such as polyethylene terephthalate.

補正板8は基板4と同一厚さ材料で作られ、半透膜5を
はさむ様な形で配置されている。例として、点Aで2分
割された光線は可動平面鏡9と固定平面鏡10によって反
射され、点Bで干渉を起こす。この時補正板8がない
と、光線7は2分割された後2回基板4を通過するが、
光線6は1回も通過せず、基板4の屈折率は光の波長に
よって異なるため固定反射鏡10と半透膜5の間の光学距
離は波長によって異なってしまう。波長によらず一定の
光路差で干渉させたい場合には、同じ厚さ,材料の補正
板8を光線6中に挿入することによって、光線7側と同
じ波長依存性の光学距離を光線6側にも作る必要があ
る。
The correction plate 8 is made of a material having the same thickness as the substrate 4, and is arranged so as to sandwich the semipermeable membrane 5. As an example, the light beam divided into two at the point A is reflected by the movable plane mirror 9 and the fixed plane mirror 10 and causes interference at the point B. At this time, if the correction plate 8 is not provided, the light beam 7 is divided into two and then passes through the substrate 4 twice,
The light ray 6 does not pass even once, and the refractive index of the substrate 4 varies depending on the wavelength of light, so that the optical distance between the fixed reflecting mirror 10 and the semitransparent film 5 varies depending on the wavelength. When it is desired to cause interference with a constant optical path difference irrespective of wavelength, by inserting a correction plate 8 of the same thickness and material into the light beam 6, the same wavelength-dependent optical distance as that of the light beam 7 side can be obtained. I also need to make it.

第7図の2光束干渉分光計では、分光領域の波長の光は
すべて等しい光路差で干渉することが必要であり、補正
板8が必ず挿入される。
In the two-beam interference spectrometer of FIG. 7, it is necessary that all lights having wavelengths in the spectral region interfere with each other with the same optical path difference, and the correction plate 8 is always inserted.

推進装置11は可動平面鏡9の動かすためのもので、その
移動距離,すなわち光線6と光線7の光路差がレーザー
干渉測長器12によってレーザーの波長単位で検出され、
リアルタイムでコンピュータ13に入力される。可動平面
鏡9と固定平面鏡10は、鏡のわずかな傾きによる光線反
射方向の誤差と光路差誤差が測定に対して著しい悪影響
を及ぼすため、推進装置11内の軸受には一般的に、図示
しないエアーベアリングが用いられ、また固定平面鏡10
には仰り調整装置が取り付けられて固定平面鏡10の仰り
角が定期的に調整される。
The propulsion device 11 is for moving the movable plane mirror 9, and its moving distance, that is, the optical path difference between the light beam 6 and the light beam 7 is detected by the laser interferometer length measuring device 12 in units of laser wavelength,
Input to the computer 13 in real time. Since the movable plane mirror 9 and the fixed plane mirror 10 have a significant adverse effect on the measurement due to an error in the light reflection direction and an error in the optical path due to a slight inclination of the mirrors, the bearings in the propulsion device 11 are generally provided with air (not shown). Bearings are used and fixed plane mirror 10
An elevation adjusting device is attached to the device to adjust the elevation angle of the fixed plane mirror 10 periodically.

所定の光路差で干渉した光は、照射鏡14によって試料15
に照射され、試料15の分光特性に従って種々の波長の光
が吸収され、集光鏡16によって集められる。さらに検出
鏡17によって検出器18に集光され、電気出力としてコン
ピュータ13に入力される。コンピュータ13は前述したレ
ーザー干渉測長器により測定された光路差の関数として
検出器出力をデータとして蓄え、所定光路差分データを
蓄積した後、フーリエ変換によって分光特性を求める。
The light that interferes with a predetermined optical path difference is reflected by the irradiation mirror 14 to the sample 15
The light of various wavelengths is absorbed according to the spectral characteristics of the sample 15, and is collected by the condenser mirror 16. Further, the light is focused on the detector 18 by the detection mirror 17 and input to the computer 13 as an electric output. The computer 13 stores the detector output as data as a function of the optical path difference measured by the laser interferometer and stores the predetermined optical path difference data, and then obtains the spectral characteristic by Fourier transform.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ビームスプリッタを構成する基板4,半透膜5補正板8
のうち基板4,半透膜5の構成を第8図に示す。通常は
円板であり基板4の厚さは後述する研摩のため、外径の
1割程度必要とされる。この基板4,補正板8は光の透
過材料で作られ、たとえば中赤外領域では一般に高価な
KBr単結晶材料が用いられる。さらにその表面を光学
研摩する必要があるが、KBr結晶は研摩対象としては
比較的柔らかくまた潮解性があるため、研摩にかかるコ
ストもかなり大きい。また基板4と補正板8とは厚さが
同じである必要があり、高分解能分光計では±10μm程
度の精度を要求されるため、研摩作業の他に2枚1組と
して厚さをそろえる作業も加わり、コストはさらに上が
る。可視域では溶融石英等が材料となるので材料費は比
較的安いが、研摩による必要平坦度は測定波長が短い
分,赤外用よりも平坦度を上げねばならない。基板4と
補正板8との厚さの差も小さいことが必要で、だいたい
同程度のコストがかかる。この様にビームスプリッタ19
がコストにしめる割合は大きく、コンピュータ13を除い
た分光器の直接材料費の20〜40%にも及ぶ。
Substrate 4, semi-permeable membrane 5 and compensator 8 constituting the beam splitter
The structure of the substrate 4 and the semipermeable membrane 5 is shown in FIG. Usually, it is a disk, and the thickness of the substrate 4 is required to be about 10% of the outer diameter for polishing which will be described later. The substrate 4 and the correction plate 8 are made of a light transmissive material. For example, a KBr single crystal material which is generally expensive in the mid-infrared region is used. Further, it is necessary to optically polish the surface, but since the KBr crystal is relatively soft to be polished and has deliquescent property, the polishing cost is considerably high. Further, the substrate 4 and the correction plate 8 need to have the same thickness, and a high-resolution spectrometer is required to have an accuracy of about ± 10 μm. The cost will rise further. In the visible region, fused silica is used as the material, so the material cost is relatively low, but the flatness required by polishing must be higher than that for infrared because the measurement wavelength is short. It is necessary that the difference in thickness between the substrate 4 and the correction plate 8 is also small, and the cost is about the same. In this way the beam splitter 19
The cost is large, and the cost is 20 to 40% of the direct material cost of the spectroscope excluding the computer 13.

干渉分光計はグレーティング型分光器に比べて感度が飛
躍的に向上したので、近年の普及はめざましく、ハイテ
ム産業に不可欠な装置となりつつある。しかし価格的に
はグレーティング型に比べてまだまだ高い。分光器本体
では前述のビームスプリッタ19が,またフーリエ変換に
必要なコンピュータ13が、主に価格の高い原因となって
いる。コンピュータ13はエレクトロニクス技術の進歩に
より日進月歩で安価高性能のものが開発されているが、
ビームスプリッタ19は数十年前のものと基本的な相違が
なく、安価で性能の良いビームスプリッタ19の出現が期
待されている。
Since the interferometer has dramatically improved sensitivity compared to the grating type spectrometer, it has been remarkably popularized in recent years and is becoming an indispensable device for the high-tech industry. However, the price is still higher than that of the grating type. In the main body of the spectroscope, the above-mentioned beam splitter 19 and the computer 13 required for Fourier transform are the main causes of the high price. The computer 13 is being developed at a low cost and with high performance due to the progress of electronic technology.
The beam splitter 19 is basically the same as that of several decades ago, and it is expected that the beam splitter 19 will be inexpensive and have good performance.

この発明は新しいビームスプリッタにより、安価で高性
能の干渉計を提供することを目的とする。
The present invention aims to provide an inexpensive and high performance interferometer with a new beam splitter.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明によれば、両面に光半透面を有する平行平面板
からなるビームスプリッタと、このスプリッタの両面よ
りそれぞれ所定距離だけ離して配置された2個の逆反射
鏡とから干渉計を構成することにより構成される。
According to the present invention, an interferometer is composed of a beam splitter formed of parallel plane plates having light-semi-transparent surfaces on both sides and two retro-reflecting mirrors arranged at a predetermined distance from both sides of the splitter. It is composed of

〔作用〕[Action]

このように構成することにより、ビームスプリッタの片
側の面で入射光を分割し、分割された前記入射光をそれ
ぞれ前記逆反射器で反射させ、前記入射光を分割した面
と別の面により分割された前記入射光を干渉させるの
で、従来必要としていた補正板を干渉計から除くことが
できる。またKBrの様に潮解性をもち、研摩が困難で
蒸着のしにくい材料を使う必要がないので、耐環境性に
すぐれ安定した動作の干渉計を提供することができる。
With this configuration, the incident light is split on one surface of the beam splitter, the split incident light is reflected by each of the retroreflectors, and the split incident light is split by another surface. Since the generated incident light is interfered with, it is possible to remove the conventionally required correction plate from the interferometer. Further, since it is not necessary to use a material such as KBr that has deliquescent properties, is difficult to polish, and is hard to deposit, it is possible to provide an interferometer having excellent environmental resistance and stable operation.

〔実施例〕〔Example〕

まず、本発明の実施例を示す前に、逆反射器の構成につ
いて述べる。逆反射器としてコーナキューブリフレクタ
20を第10図(a)に示す。第10図(a)はコーナキューブリフ
レクタ20の外観である。互いに垂直な3つの平面鏡から
できていて、入射光線21は3つの面で3回反射して反射
光線22として反射されるが反射光射22は入社光線21と方
向がまったく逆向きで平行となる。第10図(b)は2次元
のコーナキューブリフレクタの反射の性質を示したもの
で、点Aから出た入射光線21は点B,Dで反射して反射
光22となり点Eに達する。コーナキューブリフレクタ20
が第10図(b)の2点鎖線の様に頂点Pを中心に傾いたと
すると、半射点はB′,D′となり光路は点線の様にな
るが、反射光22の位置と方向は変わらず、また▲
▼=▲▼=2×▲▼となる2次元の
場合、第14図から明らかであるが、幾何学的に3次元で
も同様なことが証明できる。第10図(c)は、コーナキュ
ーブリフレクタ20の各反射面に対して等しい角度をなす
方向から見たもので、入射光21は紙面に垂直に入射し、
太い実線の様に反射して反射光21となる。この時点Aと
点E,あるいは点Bと点Dは頂点Pに対して点対称の位
置に見える。これは光線21と同じ方向(光線22の反射方
向と等しい)から見ているからである。この時、リフレ
クタを頂点Pを中心に傾けても▲▼の長さは
一定に保たれその長さは2×OPに等しい。
First, the structure of a retroreflector will be described before showing an embodiment of the present invention. Corner cube reflector as retroreflector
20 is shown in FIG. 10 (a). FIG. 10 (a) is an external view of the corner cube reflector 20. It consists of three plane mirrors that are perpendicular to each other, and the incident ray 21 is reflected three times on three surfaces and reflected as a reflected ray 22, but the reflected ray 22 is in the opposite direction and parallel to the joining ray 21. . FIG. 10 (b) shows the reflection property of the two-dimensional corner cube reflector. The incident light ray 21 emitted from the point A is reflected at the points B and D and becomes the reflected light 22 and reaches the point E. Corner cube reflector 20
If is inclined about the apex P as shown by the chain double-dashed line in Fig. 10 (b), the semi-radiation points become B ', D'and the optical path becomes like a dotted line, but the position and direction of the reflected light 22 are No change, ▲
In the two-dimensional case of ▼ = ▲ ▼ = 2 × ▲ ▼, which is clear from FIG. 14, the same can be proved in the geometrically three-dimensional case. FIG. 10 (c) is viewed from a direction forming an equal angle with respect to each reflecting surface of the corner cube reflector 20, and the incident light 21 is incident perpendicularly on the paper surface,
It is reflected as a thick solid line and becomes reflected light 21. At this time point A and point E, or point B and point D appear to be point symmetrical with respect to the vertex P. This is because it is viewed from the same direction as the light ray 21 (equal to the reflection direction of the light ray 22). At this time, even if the reflector is tilted about the apex P, the length of {circle around ()} is kept constant and the length is equal to 2 × OP.

第2図に本発明の実施例による干渉計を示す。固定コー
ナキューブ反射鏡23と可動コーナキューブ反射鏡24がゲ
ルマニウム(Ge)でできた平行平面板25に対して図の様
に配置されている。干渉計への入射光線21は平行平面板
25のおもて面26上の点A0によって一部が反射され、透
過した光はさらに平行平面板25の裏面27上の点B0で一
部が反射され一部が透過する。固定コーナキューブ反射
鏡23の頂点P1を通り点A0での反射光28と平行な軸がお
もて面26とぶつかる点をO1とし、可動コーナキューブ
リフレクタ24の頂点P2を通り点B0での透過光29と平行
な軸が裏面27とぶつかる点をO2とする。O12がおも
て面26と垂直になる様に(従って裏面27とも垂直)、固
定コーナキューブ反射鏡23を可動コーナキューブ反射鏡
24に対して、固定コーナキューブ反射鏡23に取りつけた
x−yステージで調整する。また可動コーナキューブ反
射鏡24の移動方向は図示していないあおり装置によって
点B0での透過光29と平行になる様に調整する。この様
にコーナキューブ反射鏡23,24と平行平面板25を配置す
ると、固定コーナキューブ反射鏡23で反射された光線30
が裏面27に達する点D0は、可動コーナキューブリフレ
クタ24で反射された光線31が裏面に達する点と一致す
る。以下でこれを証明する。
FIG. 2 shows an interferometer according to an embodiment of the present invention. A fixed corner cube reflecting mirror 23 and a movable corner cube reflecting mirror 24 are arranged with respect to a plane parallel plate 25 made of germanium (Ge) as shown in the figure. The light beam 21 incident on the interferometer is a plane parallel plate.
A part of the light which is reflected by the point A 0 on the front surface 26 of the 25 and is transmitted is further reflected by a point B 0 on the back surface 27 of the plane-parallel plate 25 and partially transmitted. The point where the axis parallel to the reflected light 28 at the point A 0 passes through the vertex P 1 of the fixed corner cube reflecting mirror 23 and the front surface 26 is defined as O 1, and passes through the vertex P 2 of the movable corner cube reflector 24. The point where the axis parallel to the transmitted light 29 at B 0 collides with the back surface 27 is O 2 . The fixed corner cube reflecting mirror 23 is moved to the movable corner cube reflecting mirror so that O 1 O 2 is perpendicular to the front surface 26 (and thus the back surface 27 is also vertical).
24 is adjusted by the xy stage attached to the fixed corner cube reflecting mirror 23. The moving direction of the movable corner cube reflecting mirror 24 is adjusted by a tilting device (not shown) so as to be parallel to the transmitted light 29 at the point B 0 . By arranging the corner cube reflecting mirrors 23 and 24 and the plane parallel plate 25 in this way, the light rays 30 reflected by the fixed corner cube reflecting mirror 23 can be obtained.
A point D 0 reaching the back surface 27 coincides with a point where the light ray 31 reflected by the movable corner cube reflector 24 reaches the back surface 27. We will prove this below.

すなわち反射,屈折の法則から反射光線28、屈折光線A
00、点A0を通るおもて面26の垂線32の3本の直線は
同一平面上にあり(この面をS1とする)、また一方で
光線30、屈折光C00点C0を通るおもて面26の垂線33
の3本の直線も同一平面上にある。光線28と30が平行で
あり、垂線33も平行なので、S1とS2は互いに平行な2
平面である。従って垂線32と裏面27の交点をA′0,垂
線33と裏面27の交点をC′0とすれば、A′00はS1
裏面27の交線でありC′00はS2と裏面27の交線だか
らA′00はC′00と平行で、どちらの屈折れも屈折
角は同じであるから長さも等しい。一方で、固定コーナ
キューブリフレクタ23の性質よりA0とC0は点Oに対し
て対称であり、O12はおもて面26(従ってうら面27に
も)垂直に調整してあるのでA′0とC′0は点O′に対
して対称となり、従って点B0と点D0は点O2に対して
対称となる。反射光31が裏面に達する点は、点O2に対
して点B0と対称な点であるから結局D0と一致し、光線
31と30は互いに干渉する。
That is, according to the laws of reflection and refraction, the reflected ray 28 and the refracted ray A
The three straight lines of 0 B 0 and the perpendicular 32 of the front surface 26 passing through the point A 0 are on the same plane (this surface is referred to as S 1 ), while the ray 30 and the refracted light C 0 D 0 Perpendicular 33 of front surface 26 passing through point C 0
The three straight lines are also on the same plane. Since rays 28 and 30 are parallel and perpendicular 33 is also parallel, S 1 and S 2 are parallel to each other.
It is a plane. Therefore, if the intersection of the perpendicular line 32 and the back surface 27 is A ′ 0 and the intersection of the perpendicular line 33 and the back surface 27 is C ′ 0 , A ′ 0 B 0 is the intersection line of S 1 and the back surface 27, and C ′ 0 D 0 is Since S 2 and the back surface 27 are intersecting lines, A ′ 0 B 0 is parallel to C ′ 0 D 0 and both refractions have the same refraction angle, and therefore have the same length. On the other hand, due to the nature of the fixed corner cube reflector 23, A 0 and C 0 are symmetrical with respect to the point O, and O 1 O 2 is adjusted perpendicularly to the front surface 26 (and hence the back surface 27). a '0 and C' 0 becomes symmetrical with respect to the point O ', therefore the point B 0 and the point D 0 is symmetric with respect to the point O 2. The point at which the reflected light 31 reaches the back surface is a point symmetrical to the point B 0 with respect to the point O 2 , and eventually coincides with D 0 ,
31 and 30 interfere with each other.

点B0で透過せずに反射した光線は、点A1,B1,A2
2…でも透過光と反射光に分割され、それらの光は点
1122…で干渉する。おもて面26上のC12…で
干渉した光線は光の入射側に戻されるがうら面27上のD
012…で干渉した光線は干渉計の出力として出射さ
れる。入射光量を1としD012…で干渉した出射光
の振幅強度とE012…とする。例えばE2の中には、
光線A0001122や光線A001112
2,光線A0011122の様に、種々の経路を
通ったものが含まれ、これらがすべて干渉しあう。平行
平面板25と空気の振幅反射率をr振幅透過率をtとす
る。また波長λの光に対する の光学的な長さ(屈折率×長さ)をl(λ)とすると、例
えば光線A0001122の振幅と点A0との位相
差は である。(1)式の−rの負号−は、空気から平行平面板2
5に入射する光が点A0で反射する際、位相がπ変わるか
らである。この振幅と位相差は複素数を使って と書ける。
The rays that are not transmitted at the point B 0 and are reflected are the points A 1 , B 1 , A 2 ,
B 2 ... is also divided into transmitted light and reflected light, and these lights interfere at points C 1 D 1 C 2 D 2 . Light rays that interfered with C 1 C 2 on the front surface 26 are returned to the incident side of the light, but D on the back surface 27
The light beams that interfere with 0 D 1 D 2 ... Are emitted as the output of the interferometer. It is assumed that the incident light amount is 1 and the amplitude intensity of outgoing light interfered with by D 0 D 1 D 2 ... And E 0 E 1 E 2 ... For example, in E 2 ,
Ray A 0 C 0 D 0 C 1 D 1 C 2 D 2 and ray A 0 B 0 A 1 C 1 D 1 C 2
D 2 and light rays A 0 B 0 A 1 B 1 D 1 C 2 D 2 include those that have passed through various paths, and these all interfere with each other. The amplitude reflectance of the plane-parallel plate 25 and the air is r 1 and the amplitude transmittance is t. For light of wavelength λ Let l (λ) be the optical length (refractive index × length) of, for example, the phase difference between the amplitude of the light ray A 0 C 0 D 0 C 1 D 1 C 2 D 2 and the point A 0 is Is. The negative sign of -r in the equation (1) is the parallel plane plate 2 from the air.
This is because the phase changes by π when the light incident on 5 is reflected at the point A 0 . This amplitude and phase difference uses a complex number Can be written.

012…Enの振幅と位相差を調べてみると次の様な
る。
When the amplitude and phase difference of E 0 E 1 E 2 ... E n are examined, the results are as follows.

となる。エネルギー反射度R=r2,エネルギー透過度
T=t2としてエネルギーJ=|E|2を計算すると となりJ0,J1……Jnすべてが、光路差 で干渉した光であり、l(λ)によらないことがわかる。
Becomes When the energy J = | E | 2 is calculated with the energy reflectance R = r 2 and the energy transmittance T = t 2. Next J 0 , J 1 …… J n are all optical path differences It can be seen that the light interferes with and does not depend on l (λ).

これは点Dnに集まるどの光線も、平行平面板25の中を同
じ回数(2n+1)通過するからで、従って第 図の従来
例の様に、半透膜5を形成した基板4の反対側に、わざ
わざ同一材料、同一厚さの補正板8を配置しなくても、
第 図の実施例に示す様に、平行平面板25とコーナキュ
ーブ反射鏡23,24の様な逆反射器で干渉計を構成すれば
位相が補正され、一定の光路差で干渉する干渉計を得る
ことができる。ここでもし、逆反射器を使わず、平面鏡
9,10と平行平面板25で干渉計を構成するとどうなるの
かを第9図に示す。第9図において例えば出力E0には
光線A0000,光線A011100,光線A0
1111100等が含まれる。しかしこれらの
光は、位相がすべて異なっている。例えば出力E0を計
算すると、屈折光A00の屈折角をとして となり、位相差の異なったものが多光束干渉する。固定
反射鏡10,可動反射鏡9のおのおので反射された光の中
で、最も強いものを残して近似すると となる。エネルギーを計算すると となり、光路差 の干渉を示すが、l(λ)が光路差中に残り、(12)式の様
な近似をしても、なおかつ位相補正がされていないこと
になる。E12……についても同様に位相が補正されて
いないことが証明できる。従って、平面鏡9,10と平行
平面板25では干渉計は構成できず、本発明の実施例の第
2図の様に平面鏡10,9の替わりに逆反射器23,24が必
要である。
This is because all the light rays that converge at the point Dn pass through the parallel plane plate 25 the same number of times (2n + 1), and therefore, as in the conventional example of FIG. , Even if the correction plate 8 of the same material and the same thickness is not purposely arranged,
As shown in the embodiment of the figure, if an interferometer is configured with a parallel plane plate 25 and retroreflectors such as corner cube reflecting mirrors 23 and 24, the phase is corrected, and an interferometer that interferes with a constant optical path difference is provided. Obtainable. Here, FIG. 9 shows what happens when an interferometer is configured by the plane mirrors 9 and 10 and the plane parallel plate 25 without using the retroreflector. In FIG. 9, for example, the output E 0 has a ray A 0 C 0 A 0 B 0 , a ray A 0 B 1 D 1 B 1 A 0 B 0 , and a ray A 0.
B 1 A 1 C 1 A 1 B 1 A 0 B 0 and the like are included. But these lights are all out of phase. For example, when the output E 0 is calculated, the refraction angle of the refracted light A 0 B 0 is defined as Therefore, those having different phase differences cause multi-beam interference. Of the light reflected by each of the fixed reflecting mirror 10 and the movable reflecting mirror 9, the strongest one is left as an approximation. Becomes If you calculate the energy And the optical path difference Although 1 (λ) remains in the optical path difference, the phase is not corrected even if the approximation as shown in equation (12) is performed. Similarly, it can be proved that the phases of E 1 E 2 ... are not corrected. Therefore, an interferometer cannot be constructed with the plane mirrors 9 and 10 and the parallel plane plate 25, and retroreflectors 23 and 24 are required instead of the plane mirrors 10 and 9 as shown in FIG. 2 of the embodiment of the present invention.

なお、第2図において入射光は1本の線21で示したが、
従来例第7図に示した2光束干渉分光計ではコリメート
反射鏡3によって平行になった平行光束が入射する。従
って光線21で考えた場合には、E012……は独立で
相互の干渉は問題とならないが、平行光束が入射した場
合には問題になる。本発明において平行光束が入射した
場合を第3図に示す。第3図において入射光21の1つの
波面Wは平行平面板25,固定コーナキューブリフレクタ
23,可動コーナキューブリフレクタの作用により分割干
渉して、波面W012……となって干渉計の出射光と
なる。W01……相互の干渉を考えなければそれぞれの
光束の強度は入射エネルギーを1として、第3式と第7
式で表わされるE12……になる。波面W012
……はそれぞれ光の進行方向に垂直にaだけずれて出射
する。板の厚さをd,入射光線21の入射角をθ,屈折角
をとすると、この間隔aは a=2dtancosθ ………(14)式 となる。波面が進行方向に対して垂直な方向にずれた
時、どこまで可干渉であるかは、光の種類とコリメート
反射鏡3の表面状態に大きく左右される。
Although the incident light is shown by a single line 21 in FIG.
In the two-beam interference spectrometer shown in FIG. 7 of the conventional example, a collimated parallel beam is incident by the collimating reflecting mirror 3. Therefore, when the light ray 21 is considered, E 0 E 1 E 2 ... Are independent, and mutual interference does not pose a problem, but becomes problematic when a parallel light beam is incident. FIG. 3 shows the case where a parallel light beam is incident in the present invention. In FIG. 3, one wave front W of the incident light 21 is a plane parallel plate 25, a fixed corner cube reflector.
23. Due to the action of the movable corner cube reflector, split interference occurs to form a wavefront W 0 W 1 W 2 ... And emitted light from the interferometer. W 0 W 1 ...... If the mutual interference is not taken into consideration, the intensity of each light beam is set to the incident energy of 1 and the third formula and the seventh formula are used.
It becomes E 0 E 1 E 2 ... represented by the formula. Wave front W 0 W 1 W 2
... are emitted with a shift perpendicular to the traveling direction of light. When the thickness of the plate is d, the incident angle of the incident light ray 21 is θ, and the refraction angle is the refraction angle, this interval a is a = 2d tan cos θ (14). When the wavefront is deviated in a direction perpendicular to the traveling direction, how much coherence can occur depends largely on the type of light and the surface state of the collimating reflecting mirror 3.

入射光がレーザ光の場合、波面W0はほとんど全面で可
干渉であり、W0とW1が重なるところがあるとそこで干
渉を起こすが、通常の光源の場合には横方向の可干渉性
が小さく、研摩した凹面鏡でコリメートした場合、中赤
外光に対して±500M程度のずれで十分に干渉性を失
う。可視光に対してはもっと少なくてよい。また最近は
アルミ面の切削によって面粗さ30M程度の非球面鏡を作
ることができるが、この場合には±100M程度のずれで
十分干渉性がなくなる。逆に適当な面粗さのコリメート
反射鏡3を使うことで、横方向の干渉性を制限すること
ができるし、また平行平面板25の厚さを厚くすることに
よっても、また光線21の入射角θを大きくすることによ
っても制限することができる。
When the incident light is laser light, the wavefront W 0 is coherent over almost the entire surface, and if there is a portion where W 0 and W 1 overlap, interference occurs, but in the case of an ordinary light source, coherence in the lateral direction is generated. When collimated with a small, polished concave mirror, coherence is sufficiently lost with a deviation of about ± 500 M with respect to mid-infrared light. Less for visible light. Recently, an aspherical mirror having a surface roughness of about 30M can be made by cutting an aluminum surface, but in this case, a deviation of about ± 100M will not sufficiently interfere. On the contrary, by using the collimator reflecting mirror 3 having an appropriate surface roughness, it is possible to limit the coherence in the lateral direction, and by increasing the thickness of the plane-parallel plate 25, the incidence of the light ray 21 is also increased. It can also be limited by increasing the angle θ.

以上のことから、E012を独立した光として扱うこ
とができるので、本発明による干渉計はレーザでない通
常の光源による平行光束に対して、光路差 で干渉させることができる。
From the above, E 0 E 1 E 2 can be treated as independent light, so that the interferometer according to the present invention has an optical path difference with respect to a parallel light flux from a normal light source other than a laser. Can be interfered with.

第8式,第9式で表わされる干渉信号の振幅について平
行平面板25にゲルマニウム(Ge)を使った場合を考え
る。Geは波長20μの赤み光に対してT=0.3程度であ
る。吸収を考えないでR=0.7とすると となる。R=0.7,T=0.3について(18)式を計算する
と、干渉の強さ=0.30となって、R=0.7,T=0.3の時
の最大効率(2RT)0.42の71%となる。波面W12
…は、ずれaのためケられるが、式(18)の第1項(波面
0)だけでも干渉の強さ=0.13となり、最低でも最大
効率の60%が保障される。Geは波長2μm〜10μm赤外
光に対してはT=0.5程度でほぼ理想的である。R=0.5
とすると2RT2=0.25となって、最大効率に等しく問題
ない。干渉信号の振幅は実際には上式とは異なる。すな
わち光路差 が増加すれば、通常光では可干渉な光が減少するため、
出力が低下する。しかし、これは従来技術に対してもま
ったく同じであり、上述の様に干渉信号の大きさには問
題ないと言える。
Consider the case where germanium (Ge) is used for the plane-parallel plate 25 for the amplitude of the interference signal expressed by the equations (8) and (9). Ge is about T = 0.3 for reddish light having a wavelength of 20μ. If R = 0.7 without considering absorption Becomes When formula (18) is calculated for R = 0.7 and T = 0.3, the interference strength = 0.30, which is 71% of the maximum efficiency (2RT) 0.42 when R = 0.7 and T = 0.3. Wavefront W 1 W 2 ...
.. is affected by the deviation a, but the interference strength = 0.13 even with only the first term (wavefront W 0 ) of the equation (18), and at least 60% of the maximum efficiency is guaranteed. Ge is almost ideal at about T = 0.5 for infrared light having a wavelength of 2 μm to 10 μm. R = 0.5
Then, 2RT 2 = 0.25, which is equal to the maximum efficiency and there is no problem. The amplitude of the interference signal is actually different from the above equation. Ie optical path difference If is increased, the coherent light in normal light decreases,
Output decreases. However, this is exactly the same as in the prior art, and it can be said that there is no problem with the magnitude of the interference signal as described above.

第7図に示した2光束干渉分光計に本発明による干渉計
を応用した実施例を第1図に示す。第1図と比較すると
その相違がはっきりとしている。
An embodiment in which the interferometer according to the present invention is applied to the two-beam interference spectrometer shown in FIG. 7 is shown in FIG. The difference is clear when compared with FIG.

すなわち、この実施例では第7図従来例に必要な補正板
が不要である。これによりビームススプリッタ19の材料
費,研摩費のコストダウンが図れる。さらに従来は、基
板4と補正板8との厚さの誤差に対して高分解能分光計
では±10μm程度の精度を要求されたが、この2枚1組
として厚さをそろえる必要がまったくなくなった。この
厚さをそろえる作業は研摩と計測のくり返しであって相
当の時間を費やすため、本実施例の効果はますます大き
い。さらに従来の場合は基板4と補正板8との間にスペ
ーサーをおいて1つのホルダーに組み込む組立作業が必
要である。この時基板4と補正板8との間に空気層がで
きるため、この間で多光束干渉が起こり、特定の波長が
吸収されることもしばしば起こる。この場合には基板4
と補正板8をわずかに傾けて組み立てねばならない。本
実施例においては、上記の様な組立作業はまったく必要
なく、単にホルダーにはめこめは良いし、多光束干渉の
心配もない。この点でもコストはさらに下がる。
That is, in this embodiment, the correction plate required in the conventional example of FIG. 7 is not necessary. As a result, the cost of materials and the cost of polishing the beam splitter 19 can be reduced. Further, conventionally, an accuracy of about ± 10 μm was required for a high-resolution spectrometer with respect to a thickness error between the substrate 4 and the correction plate 8, but it is no longer necessary to make the thickness uniform as a set of two sheets. . Since this work of adjusting the thickness is repeated polishing and measurement, and a considerable amount of time is spent, the effect of this embodiment is even greater. Further, in the conventional case, it is necessary to perform an assembling work in which a spacer is provided between the substrate 4 and the correction plate 8 to be incorporated in one holder. At this time, since an air layer is formed between the substrate 4 and the correction plate 8, multi-beam interference occurs between them and a specific wavelength is often absorbed. Substrate 4 in this case
And the correction plate 8 must be assembled with a slight inclination. In this embodiment, the above assembling work is not necessary at all, the holder is simply fitted, and there is no fear of multi-beam interference. In this respect, the cost will be further reduced.

次にこの実施例では半透膜5を蒸着する必要がない。蒸
着作業は通常基板5を加熱しながら行う。例えばKBr
にGeの半透膜を蒸着する場合、基板5の温度が高いほ
ど膜質,膜強度が上がるが、温度を上げすぎるとせっか
く研摩したKBrの面精度が悪化するということが起こ
り、その制御はかなり難しい。このような蒸着の手間が
まったく必要ないため、ビームスプリッタ19のコストを
さらに下げることができる。半透膜が必要のないこと
は、コストだけでなく性能面でもメリットがある。倒え
ば一例としてKBrにGeの半透膜を蒸着する従来のビー
ムスプリッタではGe薄膜の干渉を利用するが、薄膜の
厚さによって分割できる光の波長域が制限されてくる。
例えばKBrは400cm-1(赤外光)から30000cm-1(可
視)ぐらいの光をよく通すが、Ge薄膜で400cm-1からの
ビームスプリッタを作ったとするとたかだか5000cm-1
らいまでのものしか作れない。しかし本発明によればK
Brの光の透過域全部を利用することができる。ただし
KBrの屈折率はこの領域で1.5〜1.7程度であり、垂直
入射の場合の反射率Rは数%なので、入射角を大きくす
ることによって反射率を上げる必要はあるが、400cm-1
から30000cm-1まで有効なビームスプリッタを作ること
ができる。材料はKBrにこだわる必要がないので、例
えば屈折率の高い臭沃化タリウム(KRS−5)の臭塩
化タリウム(KRS−6)を使えば入射角を小さくする
ことができる。
Next, in this embodiment, it is not necessary to deposit the semipermeable membrane 5. The vapor deposition work is usually performed while heating the substrate 5. For example KBr
When a semi-permeable film of Ge is vapor-deposited on the substrate, the film quality and film strength increase as the temperature of the substrate 5 rises, but if the temperature is raised too much, the surface accuracy of the KBr that has been polished will deteriorate, and its control is considerably controlled. difficult. The cost of the beam splitter 19 can be further reduced because no such labor of vapor deposition is required. The fact that a semi-permeable membrane is not necessary is advantageous not only in cost but also in performance. If it goes down, as an example, a conventional beam splitter that deposits a semi-transmissive film of Ge on KBr utilizes interference of a Ge thin film, but the wavelength range of light that can be split is limited by the thickness of the thin film.
For example KBr is 400 cm -1 through light well from (infrared light) about 30000Cm -1 (visible), but make only those to around at most 5000 cm -1 When made beam splitter from 400 cm -1 in Ge film Absent. But according to the invention K
It is possible to utilize the entire Br light transmission region. However, the refractive index of KBr is about 1.5 to 1.7 in this region, and the reflectance R in the case of vertical incidence is several percent, so it is necessary to increase the reflectance by increasing the incident angle, but 400 cm -1
It is possible to make a beam splitter effective from 1 to 30000 cm -1 . Since the material does not need to be particular about KBr, the incident angle can be reduced by using thallium bromochloride (KRS-6) of thallium bromoiodide (KRS-5) having a high refractive index.

なお、上記実施例では平行平面板の材料としてゲルマニ
ウムや臭沃化タリウムについて説明したが本発明はこれ
に限られるものではなく、例えばシリコンやガリウムと
化物等の半導体材料やジンクセレ(ZnSe)などの誘電体
材料を用いることができる。
Although germanium or thallium bromoiodide has been described as a material for the plane-parallel plate in the above-described embodiments, the present invention is not limited to this. For example, a semiconductor material such as silicon or gallium and an oxide, zinc selen (ZnSe), or the like. Dielectric materials can be used.

またどうしても入射角を大きくすることができない場合
は、第4図に示す他の実施例の様に、平行平面板25の両
面に蒸着膜34及び35を形成してもよい。この場合前述の
蒸着の必要がないために生じたメリットは失なわれる
が、補正板の必要がないために生じるメリットはまだ有
効である。コスト面で従来と比べると、第7図の基板4
の一方の面にも蒸着が必要となるが、治具を工夫して蒸
着の際蒸着装置の真空を破らないで両面に蒸着すれば、
大きなコスト増にはならない。
If the incident angle cannot be increased by any means, vapor deposition films 34 and 35 may be formed on both surfaces of the plane-parallel plate 25 as in the other embodiment shown in FIG. In this case, the merit caused by not requiring the above-mentioned vapor deposition is lost, but the merit caused by not requiring the correction plate is still effective. Compared with the conventional one in terms of cost, the substrate 4 of FIG.
Evaporation is also required on one side, but if you devise a jig and evaporate on both sides without breaking the vacuum of the evaporation system at the time of evaporation,
It does not increase the cost significantly.

第17図に示す本発明の他の実施例は、第4図に示したも
の同様両側に半透膜を蒸着したものであるが、素通しの
部分が作ってある。すなわち第17図において、光透過材
料の平行平面板でできた基板204のおもて面224の上半分
に半透膜225が蒸着されており、裏面226の下半分に半透
膜227が蒸着されている。第18図は、第17図で示したビ
ームスプリッタ219と逆反射器10,9を組み合わせた干渉
計の光路図である。第18図(a)は入射光線ABがビーム
スプリッタ219のおもて面224の上半分に蒸着した半透膜
225に最初に入射する場合であり、第18図(b)は入射光線
ABがビームスプリッタ219の裏面226の下半分に蒸着し
た半透膜227に最初に入射する場合である。第18図(a)に
おいて入射光線ABはビームスプリッタ219の半透膜225
で2つの光線▲▼と▲▼
に分けられ、第2図で示した実施例と同様にして点Fと
F′が一致し干渉する。どちらの光路も点Bで2分され
てから干渉するまでに1回だけ基板204中を通り、位相
補正されている。第18図(b)の場合も同様である。この
ビームスプリッタ219は第2図で示した様に光が何度も
分割されないため、通常光の他にレーザー光の様な干渉
性の高い光も使用することができる。蒸着の必要は生じ
るが他のメリットは失なわれないのは第7図の実施例と
同じである。
Another embodiment of the present invention shown in FIG. 17 is the same as that shown in FIG. 4, in which semipermeable membranes are vapor-deposited on both sides, but a transparent portion is formed. That is, in FIG. 17, the semi-permeable film 225 is vapor-deposited on the upper half of the front surface 224 of the substrate 204 made of a plane-parallel plate made of a light-transmissive material, and the semi-permeable film 227 is vapor-deposited on the lower half of the back surface 226. Has been done. FIG. 18 is an optical path diagram of an interferometer in which the beam splitter 219 shown in FIG. 17 and the retroreflectors 10 and 9 are combined. FIG. 18 (a) is a semi-transparent film in which the incident light beam AB is deposited on the upper half of the front surface 224 of the beam splitter 219.
FIG. 18 (b) shows the case where the incident light beam AB first enters the 225, and the incident light beam AB first enters the semitransparent film 227 deposited on the lower half of the back surface 226 of the beam splitter 219. In FIG. 18 (a), the incident light beam AB is the semipermeable membrane 225 of the beam splitter 219.
And two rays ▲ ▼ and ▲ ▼
The points F and F'are coincident with each other and interfere in the same manner as in the embodiment shown in FIG. Both optical paths pass through the substrate 204 only once until they interfere with each other after being divided at the point B, and their phases are corrected. The same applies to the case of FIG. 18 (b). Since the beam splitter 219 does not divide the light many times as shown in FIG. 2, it is possible to use not only normal light but also light with high coherence such as laser light. It is the same as the embodiment shown in FIG. 7 that vapor deposition is necessary but other advantages are not lost.

第11図は、同一ビームスプリッタ119上に赤外光用半透
膜128と可視光用半透膜129の2種類の半透膜を付けた本
発明の他の実施例である。この例では、可視光用の半透
膜129を第1図あるいは第12図に示したレーザ干渉側距
装置12の出すレーザ光のビームスプリッタとなってい
る。従来方法によれば第11図のA領域に可視用の半透膜
を作るしかなかったが本発明によれば図のように蒸着す
る場所を互違いにすることができ、蒸着時のマスキング
領域を明確に区別することができるので、従来方法で生
じた2種類の半透膜の境界に生じる様々な問題を解消す
ることができる。したがって同様な方法により基板の裏
面にも2種類の半透膜をおもて面と互違いに設ければ、
赤外領域から可視領域までを同時に測定できるビームス
プリッタ119を作ることができる。
FIG. 11 shows another embodiment of the present invention in which two kinds of semi-transparent films 128 for infrared light and semi-permeable film for visible light 129 are provided on the same beam splitter 119. In this example, the semitransparent film 129 for visible light serves as a beam splitter for the laser light emitted from the laser interference side distance device 12 shown in FIG. 1 or 12. According to the conventional method, the visible semi-permeable film could only be formed in the area A of FIG. 11, but according to the present invention, the deposition locations can be alternated as shown in FIG. Can be clearly distinguished from each other, and thus various problems occurring at the boundary between two types of semipermeable membranes, which have occurred in the conventional method, can be solved. Therefore, if two kinds of semipermeable membranes are provided on the back surface of the substrate in a staggered manner with the front surface by the same method,
It is possible to make a beam splitter 119 capable of simultaneously measuring from the infrared region to the visible region.

第12図(a)は本発明の更に他の実施例で第4図で示した
ものとの違いは、おもて面124上の半透膜125と裏面126
の上の半透膜127との境界にわずから隙間dをあけてあ
ることである。第12図(b)は第4図の変形例であるが、
前述した通り第1図あるいは第7図の絞り2が有限の大
きさをもっため、干渉計に入射する光線は完全な平行光
ではなく、わずかに傾いた成分が入っている。この傾き
は多くても3度程度である。この傾いた光は第12図(b)
の様に、Bで2分割された後Cでも再び2分割されてし
まう。従って理想的な半透膜の場合、光線CDは光線A
Bの1/4,C′D′も1/4,BC′は1/2となり、本来干
渉すべき光線CDはその光量が減り、また光線CD′と
光線CDとが干渉するという不都合が生じる。ただし全
体の光量から見ればわずかな量なので通常は問題となら
ないが、中央付近の光量が特に強い場合には迷光となっ
て表われる。この不具合を解消するものが第12図(a)の
実施例である。例えば基板4の屈折率を1.5 ,厚さを6
mmとし、入射光の平行光からの傾き角が最大3度とする
と屈折の法則から となる。
FIG. 12 (a) is a still another embodiment of the present invention, which is different from that shown in FIG. 4 in that the semipermeable membrane 125 on the front surface 124 and the back surface 126 are different.
That is, a slight gap d is formed at the boundary with the semipermeable membrane 127 above. FIG. 12 (b) is a modification of FIG. 4,
As described above, since the diaphragm 2 of FIG. 1 or 7 has a finite size, the light beam incident on the interferometer is not a perfect parallel light beam, but contains a slightly tilted component. This inclination is about 3 degrees at most. This tilted light is shown in Fig. 12 (b).
As described above, after the B is divided into two, the C is divided into two again. Therefore, in the case of an ideal semipermeable membrane, the light ray CD is the light ray A.
1/4 of B, 1/4 of C'D 'and 1/4 of BC' are also halved, and the light amount of the light beam CD which should originally interfere decreases, and the light beam CD 'and the light beam CD interfere with each other. . However, since it is a small amount when viewed from the total light amount, it is not a problem normally, but when the light amount near the center is particularly strong, it appears as stray light. The embodiment shown in FIG. 12 (a) solves this problem. For example, the substrate 4 has a refractive index of 1.5 and a thickness of 6
mm, and the tilt angle of the incident light from the parallel light is 3 degrees at maximum, from the law of refraction, Becomes

第13図は本発明に更に他の実施例で、ビームスプリッタ
を縦に分割した例である。第14図は第13図で示したビー
ムスプリッタ119を用いて干渉計を構成した例である。
点Bで2分割されさらに点Cで重ねて2分割されないよ
うに、おもて面の半透膜125と裏面の半透膜127とのあい
たに隙間があけてある。第14図においてBで2分割され
た光はFで干渉し、Fで分割された光はBで干渉するた
め、出射光は▲▼の分だけ縦方向の隙間が生じる。
一方第7図において照射ミラー14や集光ミラー16は光を
透過する試料15を測定するものであるが、一般にこれら
のミラーはアタッチメントとして取り換えることが可能
で、例えば反射形の試料や、光を散乱する粉末を測定す
るオプティクスなどがある。しかしながらこれらのオプ
ティクスを交換する際に光軸を調整する必要がある。第
14図において、隙間CGを利用して、光軸調整用のレー
ザ130を反射鏡131により出射させたのがこの実施例であ
る。
FIG. 13 shows still another embodiment of the present invention, in which the beam splitter is vertically divided. FIG. 14 is an example in which an interferometer is configured using the beam splitter 119 shown in FIG.
A gap is provided between the semi-permeable membrane 125 on the front surface and the semi-permeable membrane 127 on the back surface so that the semi-permeable membrane 125 on the front surface and the semi-permeable membrane 127 on the rear surface do not divide into two at the point B and further overlap at the point C. In FIG. 14, the light split into two by B interferes with F, and the light split with F interferes with B, so that the outgoing light has a vertical gap corresponding to ▲ ▼.
On the other hand, in FIG. 7, the irradiation mirror 14 and the condensing mirror 16 measure the sample 15 that transmits light. Generally, these mirrors can be replaced as an attachment, for example, a reflection type sample or light. There are optics that measure scattered powder. However, it is necessary to adjust the optical axis when exchanging these optics. First
In this embodiment, the laser 130 for adjusting the optical axis is emitted from the reflecting mirror 131 using the gap CG in FIG.

このほか、ビームスプリッタの構成として第15図(a)(b)
の様な実施例も考えられる。第15図(a)はいくつかにビ
ームスプリッタを分割した例,(b)は光軸をずらした例
である。
In addition, the beam splitter configuration is shown in Fig. 15 (a) (b).
Such an embodiment is also possible. Figure 15 (a) shows an example in which the beam splitter is divided into several parts, and (b) shows an example in which the optical axis is shifted.

また、逆反射器23もしくは24は、実施例では第2図に示
す様にコーナキューブ反射鏡を用いたが、他の逆反射器
でも良いことはいうまでもない。例えば第10図(a)に示
すコーナキューブプリズム,第10図(b)におけるキャッ
ツアイリフレクタと呼ばれる逆反射器,また同図(c)の
様に2つの平面鏡を直角にはりあわせた様な鏡,あるい
は2面が直角となった3角プリズムなども使用できる。
コーナキューブプリズムはコーナキュープリフレクタを
プリズムにした様なもので最近ではレーザを用いた測量
用の側距器に多く使用されている。
Further, as the retroreflector 23 or 24, the corner cube reflecting mirror is used as shown in FIG. 2 in the embodiment, but it goes without saying that other retroreflectors may be used. For example, a corner cube prism shown in Fig. 10 (a), a retroreflector called a cat's eye reflector in Fig. 10 (b), and a mirror like two plane mirrors attached at right angles as shown in Fig. 10 (c). Alternatively, a triangular prism having two surfaces at right angles can be used.
The corner cube prism is similar to a corner cube reflector in the form of a prism, and has been widely used in recent years in a side finder for surveying using a laser.

本発明による干渉計は、干渉分光装置のみならず他にも
応用できる。第6図は測距装置に応用した例である。第
6図において、X−Yステージ36は図示してない駆動モ
ータによって矢印の方向に動かされる。X座標逆反射器
37,Y座標逆反射器38は、第10図(c)で示した種類の逆
反射器でX−Yステージに取り付けられている。レーザ
光源39から出たレーザ光40はビームスプリッタ41によっ
て2分割され、一方はX座標の測定に、他方はY座標の
測定に使われる。X座標,Y座標の測定の方法は同じな
ので、X方向のみについて説明する。本発明によるビー
ムスプリッタ42によってA点で分離された光は、X座標
逆反射器によって反射され、もう一方の光は基準逆反射
器43によって反射されて、ビームスプリッタ42のB点で
干渉を起こし、干渉後反射した光は測長検出器44で、干
渉後透過した光は方向検出器45で検出される。レーザ光
40は直線偏光であり、ビームスプリッタ42上の半透膜面
に対して、P成分とS成分をもつが、1/4波長板46はP
成分を1/4波長だけ遅らせ、偏光板47によって方向検出
器45がP成分を検出する。S成分は位相がずれることな
く干渉し、偏光板48の作用で検出器44が検出する。この
様にして検出器44と検出器45の出力は位相が約λ/4程度
ずれており、ロータリエンコーダと同様の原理で方向が
検出できる。さてこの時重要な点は、ビームスプリッタ
42と基準逆反射器43が動かないことである。これらの位
置が計測中に移動すれば、当然検出器44にはX−Yステ
ージ36があたかもその分移動したかの様な出力が出され
誤った計測となる。レーザ光は単色なので、材料による
色分散は問題にならない。しかしビームスプリッタ42の
代わりに従来の様なビームスプリッタで補正板8を取り
除いたものを使うと、材料の熱膨張によって片側の光路
差が変化するため、膨張率の小さい高価な材料を必要と
する。しかしながら補正板を入れると、その厚さの誤差
やコストなど前述した補正板の問題が発生する。このた
め、本発明によるビームスプリッタ42を使うと、点A側
を基準にしてB側に膨張できる様にしておけば、熱膨張
の効果は完全に補正することができる。しかも構成が単
純なので前述したメリットがそのまま生かされる。
The interferometer according to the present invention can be applied not only to the interferometry device but also to other applications. FIG. 6 shows an example applied to a distance measuring device. In FIG. 6, the XY stage 36 is moved in the direction of the arrow by a drive motor (not shown). X-coordinate retroreflector
The 37 and Y coordinate retroreflector 38 is a retroreflector of the type shown in FIG. 10 (c) and is attached to the XY stage. A laser beam 40 emitted from a laser light source 39 is split into two by a beam splitter 41, one of which is used for measuring the X coordinate and the other of which is used for measuring the Y coordinate. Since the method of measuring the X coordinate and the Y coordinate is the same, only the X direction will be described. The light separated by the beam splitter 42 at the point A is reflected by the X-coordinate retroreflector, and the other light is reflected by the reference retroreflector 43, causing interference at the point B of the beam splitter 42. The light reflected after the interference is detected by the length measurement detector 44, and the light transmitted after the interference is detected by the direction detector 45. Laser light
Reference numeral 40 denotes linearly polarized light, which has a P component and an S component with respect to the semipermeable membrane surface on the beam splitter 42, but the 1/4 wavelength plate 46 has a P component.
The component is delayed by 1/4 wavelength, and the direction detector 45 detects the P component by the polarizing plate 47. The S component interferes without phase shift, and is detected by the detector 44 by the action of the polarizing plate 48. In this way, the outputs of the detector 44 and the detector 45 are out of phase with each other by about λ / 4, and the directions can be detected by the same principle as the rotary encoder. Now, the important point is that the beam splitter
42 and the reference retroreflector 43 do not move. If these positions move during measurement, the detector 44 naturally outputs an output as if the XY stage 36 moved by that amount, resulting in erroneous measurement. Since the laser light is monochromatic, chromatic dispersion due to the material does not matter. However, if a conventional beam splitter with the correction plate 8 removed is used instead of the beam splitter 42, the optical path difference on one side changes due to the thermal expansion of the material, so an expensive material with a small expansion coefficient is required. . However, when the correction plate is inserted, the above-mentioned problems of the correction plate, such as an error in the thickness and cost, occur. Therefore, if the beam splitter 42 according to the present invention is used so that it can be expanded toward the B side with respect to the point A side, the effect of thermal expansion can be completely corrected. Moreover, since the structure is simple, the advantages described above can be used as they are.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかなようにこの発明によれば、両面
に光半透面を有する平行平面板からなるビームスプリッ
タと、一組の逆反射器を用いて、一方面で分割された光
が他方の面で干渉するように干渉計を構成したので、2
分割された光が干渉するまでの間にどちらも基板中を同
じ距離だけ通過し、従来必要としていた補正板による働
きと同じ補正効果を持たせることができた。この結果従
来必要としていた補正板が必要なくなり、コスト面では
もちろん、性能の点でも向上させることができた。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a beam splitter composed of parallel plane plates having light semi-transmissive surfaces on both sides and a pair of retroreflectors are used, and the light split on one surface is Since the interferometer was configured to interfere in the plane of
Before the split light beams interfered with each other, they passed through the same distance in the substrate, and it was possible to obtain the same correction effect as the function of the correction plate that was necessary in the past. As a result, the correction plate, which was required in the past, is no longer required, and the cost as well as the performance can be improved.

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

第1図は本発明による干渉計を応用した干渉分光装置を
示すブロック図、第2図,第3図および第4図はそれぞ
れ本発明による干渉計の実施例を示す構成図、第5図は
それぞれ逆反射器の例を示す概略図、第6図は本発明に
よる干渉計を応用した装置の他の実施例を示すブロック
図、第7図は干渉計を応用した従来の干渉分光装置を示
すブロック図、第8図は従来のビームスプリッタを示す
概略図、第9図は、本発明のビームスプリッタの平面鏡
を組みあわせた時の作用を示す構成図、第10図は逆反射
器の作用を説明するための概略図、第14図および第17図
はそれぞれ本発明による干渉計の実施例を示す構成図、
第11図ないし第13図および第15図ないし第16図はそれぞ
れ本発明によるビームスプリッタの例を示す概略図であ
る。 4:基板、5:半透膜、8:補正板、19:ビームスプリ
ッタ、23:固定逆反射器、24:可動逆反射器、25,12
5:半透膜、27,127:半透膜。
FIG. 1 is a block diagram showing an interferometry device to which the interferometer according to the present invention is applied, FIGS. 2, 3, and 4 are block diagrams showing an embodiment of the interferometer according to the present invention, and FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a retroreflector, FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of an apparatus to which the interferometer according to the present invention is applied, and FIG. 7 is a conventional interferometer using the interferometer. FIG. 8 is a block diagram, FIG. 8 is a schematic diagram showing a conventional beam splitter, FIG. 9 is a block diagram showing the action when the plane mirror of the beam splitter of the present invention is combined, and FIG. 10 is the action of a retroreflector. Schematic diagram for explaining, FIGS. 14 and 17 are configuration diagrams showing an embodiment of an interferometer according to the present invention, respectively.
11 to 13 and 15 to 16 are schematic views showing examples of the beam splitter according to the present invention. 4: substrate, 5: semipermeable membrane, 8: correction plate, 19: beam splitter, 23: fixed retroreflector, 24: movable retroreflector, 25, 12
5: Semipermeable membrane, 27, 127: Semipermeable membrane.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】両面に光半透面を有する平行平面板からな
るビームスプリッタと、このスプリッタの両面よりそれ
ぞれ所定距離だけ離して配置された2個の逆反射器を有
することを特徴とする干渉計。
1. An interference, comprising: a beam splitter made of parallel plane plates having light-semi-transparent surfaces on both sides; and two retroreflectors arranged at a predetermined distance from both sides of the splitter. Total.
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のものにおい
て、ビームスプリッタが半導体材料からなる平行平面板
であることを特徴とする干渉計。
2. The interferometer according to claim 1, wherein the beam splitter is a plane-parallel plate made of a semiconductor material.
【請求項3】特許請求の範囲第1項記載のものにおい
て、ビームスプリッタが光透過材料よりなる平行平面板
の両面のそれぞれ互違う位置に半透過膜を形成したもの
であることを特徴とする干渉計。
3. The beam splitter according to claim 1, wherein the beam splitter is formed by forming semi-transmissive films at different positions on both surfaces of a plane-parallel plate made of a light-transmissive material. Interferometer.
【請求項4】特許請求の範囲第2項記載のものにおい
て、半導体材料がゲルマニウムであることを特徴とする
干渉計。
4. The interferometer according to claim 2, wherein the semiconductor material is germanium.
【請求項5】特許請求の範囲第2項記載のものにおい
て、半導体材料がシリコンであることを特徴とする干渉
計。
5. An interferometer according to claim 2, wherein the semiconductor material is silicon.
【請求項6】特許請求の範囲第2項記載のものにおい
て、半導体材料がカリウムヒ化物であることを特徴とす
る干渉計。
6. The interferometer according to claim 2, wherein the semiconductor material is potassium arsenide.
【請求項7】特許請求の範囲第1項記載のものにおい
て、平行平面板の材料が誘電体材料であることを特徴と
する干渉計。
7. An interferometer according to claim 1, wherein the material of the plane-parallel plate is a dielectric material.
【請求項8】特許請求の範囲第7項記載のものにおい
て、誘電体材料がセレン化亜鉛であることを特徴とする
干渉計。
8. An interferometer according to claim 7, wherein the dielectric material is zinc selenide.
【請求項9】特許請求の範囲第7項記載のものにおい
て、誘電体材料が臭沃化タリウムであることを特徴とす
る干渉計。
9. An interferometer according to claim 7, wherein the dielectric material is thallium bromoiodide.
【請求項10】特許請求の範囲第7項記載のものにおい
て、誘電体材料が臭塩化タリウムであることを特徴とす
る干渉計。
10. An interferometer according to claim 7, wherein the dielectric material is thallium bromochloride.
JP19599187A 1986-11-05 1987-08-05 Interferometer Expired - Lifetime JPH0652165B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26296886 1986-11-05
JP61-262968 1986-11-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63241306A JPS63241306A (en) 1988-10-06
JPH0652165B2 true JPH0652165B2 (en) 1994-07-06

Family

ID=17383048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19599187A Expired - Lifetime JPH0652165B2 (en) 1986-11-05 1987-08-05 Interferometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0652165B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH067290Y2 (en) * 1988-12-12 1994-02-23 工業技術院長 Reflector for laser interferometer
JP6026597B1 (en) * 2015-07-06 2016-11-16 浜松ホトニクス株式会社 Optical interferometer
JP5839759B1 (en) * 2015-07-30 2016-01-06 浜松ホトニクス株式会社 Optical interferometer

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63241306A (en) 1988-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1180699A2 (en) Jamin-type interferometers and components therefor
KR20100134609A (en) Apparatus and method for measuring surface topography of an object
US7466427B2 (en) Vibration-resistant interferometer apparatus
CN101614523B (en) Multi-beam long-rail interferometer for detecting grazing tubular off-axis aspheric mirror
JPS5885103A (en) Surface profile interferometer
US7652771B2 (en) Interferometer with Double Polarizing Beam Splitter
CN109579776B (en) High-precision anti-interference large-working-distance auto-collimation device and method
JPH05164515A (en) Shearing interferometer for measuring lateral aberration of lens
JP2001507117A (en) Laser beam splitter producing multiple parallel beams
US4932780A (en) Interferometer
US5028137A (en) Angular displacement measuring interferometer
JP2004294155A (en) Apparatus and method for measuring refractive index and thickness
CN116222435A (en) Device and method for measuring precise angular displacement by vortex rotation and plane wave interference
JPH0652165B2 (en) Interferometer
JPS63241435A (en) Interferometer
Xu et al. A phase-shifting vectorial-shearing interferometer with wedge plate phase-shifter
US3194109A (en) Interferometric device for determining deviations from planar motion
JP3367209B2 (en) Interferometer
CN117367327B (en) Pentagonal prism perpendicularity detection system and method
JPS63210605A (en) Apparatus for measuring configuration of optical surface
JP2654366B2 (en) Micro polarimeter and micro polarimeter system
Thomas et al. Noncontact measurement of etalon spacing using a retroreflection technique
JP3045567B2 (en) Moving object position measurement device
JPH0377029A (en) Two-luminous-flux interferometer
JPH01212304A (en) Stripe scanning and shearing method