JPH0694411A - ２波長変位干渉計 - Google Patents
２波長変位干渉計Info
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- JPH0694411A JPH0694411A JP4244636A JP24463692A JPH0694411A JP H0694411 A JPH0694411 A JP H0694411A JP 4244636 A JP4244636 A JP 4244636A JP 24463692 A JP24463692 A JP 24463692A JP H0694411 A JPH0694411 A JP H0694411A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光源部を制御して波長の不安定さから生じる測
定誤差を除去し、長期的に測定精度を確保した２波長干
渉計を提供する。 【構成】共軸になるように予め設定されている２つの異
なる波長の光波を、直交偏光ビームスプリッター等によ
り各々参照光と測定光に分割し、各々の波長における参
照光と測定光の光路差の変化を参照光と測定光の光波干
渉により測定する２波長変位干渉計において、２つの異
なる波長の光波を単一波長域発振のレーザー光とその第
２高調波とし、これら２つの異なる光波の少なくとも一
方の波長を原子かあるいは分子の吸収線の波長に一致す
るように制御することにより、光波の波長を制御する。
定誤差を除去し、長期的に測定精度を確保した２波長干
渉計を提供する。 【構成】共軸になるように予め設定されている２つの異
なる波長の光波を、直交偏光ビームスプリッター等によ
り各々参照光と測定光に分割し、各々の波長における参
照光と測定光の光路差の変化を参照光と測定光の光波干
渉により測定する２波長変位干渉計において、２つの異
なる波長の光波を単一波長域発振のレーザー光とその第
２高調波とし、これら２つの異なる光波の少なくとも一
方の波長を原子かあるいは分子の吸収線の波長に一致す
るように制御することにより、光波の波長を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、共軸かあるいは空間的
に近接した状態で平行になるように設定されている２つ
の異なる波長の光波を各々参照光と測定光に分割し、各
々の波長における参照光と測定光の光路差の変化を参照
光と測定光の光波干渉により測定する２波長変位干渉計
に関する。
に近接した状態で平行になるように設定されている２つ
の異なる波長の光波を各々参照光と測定光に分割し、各
々の波長における参照光と測定光の光路差の変化を参照
光と測定光の光波干渉により測定する２波長変位干渉計
に関する。
【０００２】
【従来の技術】精密工業において、精密測長器は、重要
なキーパーツであり、その性能が装置全体の性能を大き
く左右する。干渉計を用いた測長器では、測定する環
境、必要とされる精度に応じて最も適切な方法が採用さ
れる。例えば、極めて安定な環境で測定を行うのであれ
ば、測定レーザーの時間コヒーレンスをできる限り長く
したり、スクイージングの手法を導入することも考えら
れる。逆に、非常に不安定な環境では、時間的に変動す
る環境パラメータ、例えば、空気揺らぎ等が測長に影響
を及ぼさない方法が提案されている。２波長変位干渉法
は、その代表的な方法である。
なキーパーツであり、その性能が装置全体の性能を大き
く左右する。干渉計を用いた測長器では、測定する環
境、必要とされる精度に応じて最も適切な方法が採用さ
れる。例えば、極めて安定な環境で測定を行うのであれ
ば、測定レーザーの時間コヒーレンスをできる限り長く
したり、スクイージングの手法を導入することも考えら
れる。逆に、非常に不安定な環境では、時間的に変動す
る環境パラメータ、例えば、空気揺らぎ等が測長に影響
を及ぼさない方法が提案されている。２波長変位干渉法
は、その代表的な方法である。
【０００３】次に、２波長変位干渉計の原理について説
明する。同じ位相特性を持つ２つの異なる波長のレーザ
ー光を共軸で単一の干渉計に入射する場合を考える。
明する。同じ位相特性を持つ２つの異なる波長のレーザ
ー光を共軸で単一の干渉計に入射する場合を考える。
【０００４】それぞれの波長で観測される光路長をＤ
1、Ｄ2とすれば、 Ｄ1＝ｎ1（ρ，λ1）ｄ Ｄ2＝ｎ2（ρ，λ2）ｄ となる。ここで、ρは適当な熱力学的パラメータ、λ
1，λ2はレーザーの２波長、ｎ1，ｎ2はそれぞれレーザ
ーの波長における空気の屈折率、ｄは距離である。
1、Ｄ2とすれば、 Ｄ1＝ｎ1（ρ，λ1）ｄ Ｄ2＝ｎ2（ρ，λ2）ｄ となる。ここで、ρは適当な熱力学的パラメータ、λ
1，λ2はレーザーの２波長、ｎ1，ｎ2はそれぞれレーザ
ーの波長における空気の屈折率、ｄは距離である。
【０００５】物理的経験則から、近似的に （ｎ1−１）／（ｎ2−１）＝ｋ（λ1，λ2） が成り立つ。従って、上記の連立方程式は、観測量２
つ、未知数２つとなり、確定解ｄが求まる。
つ、未知数２つとなり、確定解ｄが求まる。
【０００６】このように、２波長干渉計は、空気分散を
利用して、空気揺らぎによる観測データの誤差を消す方
法を実現できるものである。
利用して、空気揺らぎによる観測データの誤差を消す方
法を実現できるものである。
【０００７】２波長干渉計の実験例は、J.Jpn.Appl.Phy
s.,Vol.28,L473(1989)、及び公開特許公報 平１−９８
９０２で詳細に述べられている。
s.,Vol.28,L473(1989)、及び公開特許公報 平１−９８
９０２で詳細に述べられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般に、２波長変位干
渉計では、２つの波長の異なる光波は共軸で、それら光
波の波長は安定であることが望ましい。２つの波長の異
なる光波を発生させる光源に半導体レーザー励起リング
Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを使用した場合の２波長干渉計光
源部を図２に示す。半導体レーザー励起リングＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザー１から発生したレーザー光（基本波）は、
レンズ３ａにより、ＫＴＰ結晶（ＫＴｉＯＰＯ4）２中
に集光される。基本波とＫＴＰ結晶の相互作用により、
第２高調波が生成され、ＫＴＰ結晶を透過した基本波と
共にレンズ３ｂにより平行光にされる。平行光にされた
基本波と第２高調波は、共軸になるように予め設定され
た２つの異なる波長の光波として干渉計の光源に使われ
る。
渉計では、２つの波長の異なる光波は共軸で、それら光
波の波長は安定であることが望ましい。２つの波長の異
なる光波を発生させる光源に半導体レーザー励起リング
Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを使用した場合の２波長干渉計光
源部を図２に示す。半導体レーザー励起リングＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザー１から発生したレーザー光（基本波）は、
レンズ３ａにより、ＫＴＰ結晶（ＫＴｉＯＰＯ4）２中
に集光される。基本波とＫＴＰ結晶の相互作用により、
第２高調波が生成され、ＫＴＰ結晶を透過した基本波と
共にレンズ３ｂにより平行光にされる。平行光にされた
基本波と第２高調波は、共軸になるように予め設定され
た２つの異なる波長の光波として干渉計の光源に使われ
る。
【０００９】この光源を使って干渉計により変位を測定
しようとすると、半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザーに存在する発振波長の長期的なドリフトのた
めに、干渉計の測定精度が低下するという問題点があっ
た。
しようとすると、半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザーに存在する発振波長の長期的なドリフトのた
めに、干渉計の測定精度が低下するという問題点があっ
た。
【００１０】本発明は、この問題を解決し、光源部を制
御して、長期的に測定精度を確保した２波長変位干渉計
を提供すべくなされたものである。
御して、長期的に測定精度を確保した２波長変位干渉計
を提供すべくなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、共軸になるよ
うに予め設定されている２つの異なる波長の光波を、直
交偏光ビームスプリッターにより各々参照光と測長光に
分割し、各々の波長における参照光と測定光の光路差の
変化を参照光と測定光の光波干渉により測定する２波長
変位干渉計において、２つの異なる波長の光波を単一波
長域発振のレーザー光と第２高調波とし、２つの異なる
光波の少なくとも一方の波長を原子かあるいは分子の吸
収線の波長に固定したことを特徴とする２波長変位干渉
計を提供する。
うに予め設定されている２つの異なる波長の光波を、直
交偏光ビームスプリッターにより各々参照光と測長光に
分割し、各々の波長における参照光と測定光の光路差の
変化を参照光と測定光の光波干渉により測定する２波長
変位干渉計において、２つの異なる波長の光波を単一波
長域発振のレーザー光と第２高調波とし、２つの異なる
光波の少なくとも一方の波長を原子かあるいは分子の吸
収線の波長に固定したことを特徴とする２波長変位干渉
計を提供する。
【００１２】
【作用】次に、本発明の作用について、図１を参照して
説明する。図１は、本発明の２波長変位干渉計における
光源部の基本構成の一例である。
説明する。図１は、本発明の２波長変位干渉計における
光源部の基本構成の一例である。
【００１３】図１においては、半導体レーザー励起リン
グＮｄ：ＹＡＧレーザーを用いて、２つの異なる波長の
光波をレーザー光（基本波）とその第２高調波としたも
のである。
グＮｄ：ＹＡＧレーザーを用いて、２つの異なる波長の
光波をレーザー光（基本波）とその第２高調波としたも
のである。
【００１４】半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレ
ーザー１から出射されたレーザー光（基本波）は、レン
ズ３ａによりＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4）結晶２中に集光
される。基本波とＫＴＰ結晶の相互作用により第２高調
波が生成され、ＫＴＰ結晶を透過した基本波と共にレン
ズ３ｂにより平行光にされる。平行光にされた２つの異
なる波長の光波は、基本波を透過し、第２高調波に対し
ては半透過鏡として働くミラー４に入射する。ミラー４
を透過した基本波と第２高調波は干渉計の光源として使
われ、反射された第２高調波は、ヨウ素分子（Ｉ2）の
気体が封入された容器５を通り光検出器６に入射する。
光検出器６では、ヨウ素分子（Ｉ2）気体の吸収により
変化する第２高調波の透過光強度が測定され、測定信号
は信号処理系７で処理される。処理された信号を用いて
半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレーザーの発振
波長の制御を行う。制御の方法として、半導体レーザー
の注入電流制御、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の温度制御、共振器
長制御等を採用することができる。
ーザー１から出射されたレーザー光（基本波）は、レン
ズ３ａによりＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4）結晶２中に集光
される。基本波とＫＴＰ結晶の相互作用により第２高調
波が生成され、ＫＴＰ結晶を透過した基本波と共にレン
ズ３ｂにより平行光にされる。平行光にされた２つの異
なる波長の光波は、基本波を透過し、第２高調波に対し
ては半透過鏡として働くミラー４に入射する。ミラー４
を透過した基本波と第２高調波は干渉計の光源として使
われ、反射された第２高調波は、ヨウ素分子（Ｉ2）の
気体が封入された容器５を通り光検出器６に入射する。
光検出器６では、ヨウ素分子（Ｉ2）気体の吸収により
変化する第２高調波の透過光強度が測定され、測定信号
は信号処理系７で処理される。処理された信号を用いて
半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレーザーの発振
波長の制御を行う。制御の方法として、半導体レーザー
の注入電流制御、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の温度制御、共振器
長制御等を採用することができる。
【００１５】上記において、ミラー４として、第２高調
波を透過し基本波にたいしては半透過鏡として働くミラ
ーを用いてもよく、この場合は、容器５に、基本波の波
長と一致する吸収線の波長を有する分子または原子を封
入する。
波を透過し基本波にたいしては半透過鏡として働くミラ
ーを用いてもよく、この場合は、容器５に、基本波の波
長と一致する吸収線の波長を有する分子または原子を封
入する。
【００１６】以上に述べたように本発明の２波長変位干
渉計では、レーザー光の発振波長を原子かあるいは分子
の吸収を利用して制御することが可能なため、安定な波
長の共軸な２光波を用いて、測長を行うことが可能とな
る。
渉計では、レーザー光の発振波長を原子かあるいは分子
の吸収を利用して制御することが可能なため、安定な波
長の共軸な２光波を用いて、測長を行うことが可能とな
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１８】図３は、本発明にかかる光源部の制御とと
もに、公知技術に基づく大気のゆらぎによる誤差を除去
した２波長変位干渉計の１つの実施例を示すものであ
る。
もに、公知技術に基づく大気のゆらぎによる誤差を除去
した２波長変位干渉計の１つの実施例を示すものであ
る。
【００１９】この装置は、波長の異なる２つの光波を発
生する光源部、光源部から発生した２つの異なる波長の
光波のＰ偏光成分（偏光面が紙面に平行）を透過しＳ偏
光成分（偏光面が紙面に垂直）を反射する直交偏光ビー
ムスプリッター８ｂ、直交偏光ビームスプリッター８ｂ
から反射された光波を元の方向に反射するコーナーキュ
ーブプリズム１２、１３、直交偏光ビームスプリッター
８ｂからの光波を反射する移動鏡１４、移動鏡１４の前
側に配置されている１／４波長板９ｂ、直交偏光ビーム
スプリッター８ｂからの光波を反射する反射鏡２０ａ，
２０ｂ、光周波数を一定の値だけ変化させる音響光学素
子１５、１６、偏光子１７ａ，１７ｂ、空間的に分別さ
れた光波を合波するための反射鏡１９ａ，１９ｂ、及び
直交偏光ビームスプリッター８ｃ，８ｄ、干渉信号を検
出する光検出器６ｂ，６ｃ、検出器からの信号を処理し
て変位を算出する信号処理系１８から構成されている。
生する光源部、光源部から発生した２つの異なる波長の
光波のＰ偏光成分（偏光面が紙面に平行）を透過しＳ偏
光成分（偏光面が紙面に垂直）を反射する直交偏光ビー
ムスプリッター８ｂ、直交偏光ビームスプリッター８ｂ
から反射された光波を元の方向に反射するコーナーキュ
ーブプリズム１２、１３、直交偏光ビームスプリッター
８ｂからの光波を反射する移動鏡１４、移動鏡１４の前
側に配置されている１／４波長板９ｂ、直交偏光ビーム
スプリッター８ｂからの光波を反射する反射鏡２０ａ，
２０ｂ、光周波数を一定の値だけ変化させる音響光学素
子１５、１６、偏光子１７ａ，１７ｂ、空間的に分別さ
れた光波を合波するための反射鏡１９ａ，１９ｂ、及び
直交偏光ビームスプリッター８ｃ，８ｄ、干渉信号を検
出する光検出器６ｂ，６ｃ、検出器からの信号を処理し
て変位を算出する信号処理系１８から構成されている。
【００２０】光源部は、半導体レーザー励起リングＮ
ｄ：ＹＡＧレーザー１と、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4）結
晶２と、レンズ３ａ，３ｂと、ミラー４とを有し、さら
に、直交偏光ビームスプリッター８ａと、１／４波長板
９ａと、ヨウ素分子（Ｉ2）の気体が封入された容器
（ヨウ素セル）５と、反射鏡１０と、光検出器６ａと、
信号処理系７とを備えて構成される。
ｄ：ＹＡＧレーザー１と、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4）結
晶２と、レンズ３ａ，３ｂと、ミラー４とを有し、さら
に、直交偏光ビームスプリッター８ａと、１／４波長板
９ａと、ヨウ素分子（Ｉ2）の気体が封入された容器
（ヨウ素セル）５と、反射鏡１０と、光検出器６ａと、
信号処理系７とを備えて構成される。
【００２１】この装置では、異なる波長の共軸の２光波
を、半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレーザー１
からのレーザー光（基本波）をＫＴＰ（ＫＴｉＯＰ
Ｏ4）結晶２に、レンズ３ａを使って集光することによ
り生成する。ここで、半導体レーザー励起リングＮｄ：
ＹＡＧレーザー１の波長は、例えば、１０６４ナノメー
タ、出力は３００ミリワットであり、ＫＴＰ結晶で発生
した第２高調波は、波長５３２ナノメータ、出力７０マ
イクロワットである。
を、半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレーザー１
からのレーザー光（基本波）をＫＴＰ（ＫＴｉＯＰ
Ｏ4）結晶２に、レンズ３ａを使って集光することによ
り生成する。ここで、半導体レーザー励起リングＮｄ：
ＹＡＧレーザー１の波長は、例えば、１０６４ナノメー
タ、出力は３００ミリワットであり、ＫＴＰ結晶で発生
した第２高調波は、波長５３２ナノメータ、出力７０マ
イクロワットである。
【００２２】第２高調波とＫＴＰ結晶２を透過した基本
波（周波数：ω）は、レンズ３ｂにより平行光にされミ
ラー４に入射する。ミラー４は、基本波を透過し、第２
高調波（周波数：２ω）に対しては半透過鏡として作用
する。反射された第２高調波のＳ偏光成分が直交偏光ビ
ームスプリッター８ａにより反射され、１／４波長板９
で円偏光にされてから、ヨウ素セル５に入射する。出射
した光波は、反射鏡１０で反射され、再びヨウ素セル５
を通って、１／４波長板９でＰ偏光にされる。直交偏光
ビームスプリッター８ａを透過したＰ偏光の光波は、光
検出器６ａに入射する。
波（周波数：ω）は、レンズ３ｂにより平行光にされミ
ラー４に入射する。ミラー４は、基本波を透過し、第２
高調波（周波数：２ω）に対しては半透過鏡として作用
する。反射された第２高調波のＳ偏光成分が直交偏光ビ
ームスプリッター８ａにより反射され、１／４波長板９
で円偏光にされてから、ヨウ素セル５に入射する。出射
した光波は、反射鏡１０で反射され、再びヨウ素セル５
を通って、１／４波長板９でＰ偏光にされる。直交偏光
ビームスプリッター８ａを透過したＰ偏光の光波は、光
検出器６ａに入射する。
【００２３】光検出器６では、ヨウ素分子の気体中を通
過した光波の強度変化を測定し、得られた信号は、信号
処理系７で処理される。信号処理系７は、測定信号に基
づいて、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の温度を制御し、半導体レー
ザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレーザー１の発振波長を安
定化する。発振波長安定化の方法として、他に、半導体
レーザーの注入電流制御、共振器長の制御等も採用する
ことが可能である。
過した光波の強度変化を測定し、得られた信号は、信号
処理系７で処理される。信号処理系７は、測定信号に基
づいて、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の温度を制御し、半導体レー
ザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレーザー１の発振波長を安
定化する。発振波長安定化の方法として、他に、半導体
レーザーの注入電流制御、共振器長の制御等も採用する
ことが可能である。
【００２４】一方、ミラー４を透過した基本波と第２高
調波は、位相板１１に入射する。位相板１１は、波長の
異なる２光波を直交偏光ビームスプリッター８ｂにより
ほぼ等しい強度で分割できるように挿入されている。直
交偏光ビームスプリッター８ｂで反射されたＳ偏光（参
照光）は、コーナーキューブプリズム１２によって元の
方向に反射された後、再び、直交偏光ビームスプリッタ
ー８ｂで反射された後、反射鏡２０ａで反射されて音響
光学素子１６に入射する。
調波は、位相板１１に入射する。位相板１１は、波長の
異なる２光波を直交偏光ビームスプリッター８ｂにより
ほぼ等しい強度で分割できるように挿入されている。直
交偏光ビームスプリッター８ｂで反射されたＳ偏光（参
照光）は、コーナーキューブプリズム１２によって元の
方向に反射された後、再び、直交偏光ビームスプリッタ
ー８ｂで反射された後、反射鏡２０ａで反射されて音響
光学素子１６に入射する。
【００２５】また、直交偏光ビームスプリッター８ｂを
透過したＰ偏光（測定光）は、１／４波長板９ｂを通
り、円偏光になってから、移動鏡１４によって元の方向
に反射される。反射された円偏光の光波は、再び１／４
波長板９ｂを通ることにより、Ｓ偏光となり、直交偏光
ビームスプリッター８ｂで反射される。反射されたＳ偏
光は、コーナーキューブプリズム１３によって元の方向
に反射された後、再び直交偏光ビームスプリッター８ｂ
で移動鏡１４の方向に反射される。反射されたＳ偏光
は、１／４波長板９ｂを通り、円偏光になってから、移
動鏡１４によって元の方向に反射される。反射された円
偏光の光波は、１／４波長板９ｂを通ることより、再び
Ｐ偏光になって、直交偏光ビームスプリッター８ｂを透
過し、反射鏡２０ｂで反射されて、音響光学素子１５に
入射する。この際、参照光と測長光は、空間的に分別さ
れて出射される。
透過したＰ偏光（測定光）は、１／４波長板９ｂを通
り、円偏光になってから、移動鏡１４によって元の方向
に反射される。反射された円偏光の光波は、再び１／４
波長板９ｂを通ることにより、Ｓ偏光となり、直交偏光
ビームスプリッター８ｂで反射される。反射されたＳ偏
光は、コーナーキューブプリズム１３によって元の方向
に反射された後、再び直交偏光ビームスプリッター８ｂ
で移動鏡１４の方向に反射される。反射されたＳ偏光
は、１／４波長板９ｂを通り、円偏光になってから、移
動鏡１４によって元の方向に反射される。反射された円
偏光の光波は、１／４波長板９ｂを通ることより、再び
Ｐ偏光になって、直交偏光ビームスプリッター８ｂを透
過し、反射鏡２０ｂで反射されて、音響光学素子１５に
入射する。この際、参照光と測長光は、空間的に分別さ
れて出射される。
【００２６】参照光と測定光を合波する前に、音響光学
素子１５、１６を使って、各々独立に光周波数を一定の
値だけ変調する（変調周波数：ｆ1，ｆ2）。この際、音
響光学素子１５，１６の回折角が波長によって異なるた
め、参照光と測定光の２つの異なる波長の光波は空間的
に分別される。参照光及び測定光の空間的に分別された
２つの異なる波長の光波を、それぞれ反射鏡１９ａ，１
９ｂ及び直交偏光ビームスプリッター８ｃ，８ｄを使っ
て合波する。合波された光波は、偏光子１７ａ，０１７
ｂを通り、光検出器６ｂ，６ｃによりそれぞれ検出され
る。
素子１５、１６を使って、各々独立に光周波数を一定の
値だけ変調する（変調周波数：ｆ1，ｆ2）。この際、音
響光学素子１５，１６の回折角が波長によって異なるた
め、参照光と測定光の２つの異なる波長の光波は空間的
に分別される。参照光及び測定光の空間的に分別された
２つの異なる波長の光波を、それぞれ反射鏡１９ａ，１
９ｂ及び直交偏光ビームスプリッター８ｃ，８ｄを使っ
て合波する。合波された光波は、偏光子１７ａ，０１７
ｂを通り、光検出器６ｂ，６ｃによりそれぞれ検出され
る。
【００２７】検出器６ｂ，６ｃで検出された信号は、信
号処理系１８により演算処理が行われ、大気のゆらぎに
よる誤差を除去した移動鏡１４の変位量を得ることが可
能となる。
号処理系１８により演算処理が行われ、大気のゆらぎに
よる誤差を除去した移動鏡１４の変位量を得ることが可
能となる。
【００２８】本実施例では、音響光学素子１５，１６と
してＰｂＭｏＯ3（モリブデン酸鉛）を圧電素子で駆動
するものを用いたが、二酸化テルル結晶やガラス等を圧
電素子で駆動したものでも良い。
してＰｂＭｏＯ3（モリブデン酸鉛）を圧電素子で駆動
するものを用いたが、二酸化テルル結晶やガラス等を圧
電素子で駆動したものでも良い。
【００２９】本実施例では、直交偏光ビームスプリッタ
ー８ｂにより反射された光波を元の方向に反射するもの
としてコーナーキューブプリズム１２、１３を用いた
が、コーナーミラーや直角プリズム等でも良く、必ずし
もコーナーキューブプリズムに限定されるものではな
い。
ー８ｂにより反射された光波を元の方向に反射するもの
としてコーナーキューブプリズム１２、１３を用いた
が、コーナーミラーや直角プリズム等でも良く、必ずし
もコーナーキューブプリズムに限定されるものではな
い。
【００３０】本実施例では、２波長変位干渉計にヘテロ
ダイン法を応用したが、９０度位相差法を使用した２波
長変位干渉計でも良く、必ずしもヘテロダイン法に限定
されるものではない。
ダイン法を応用したが、９０度位相差法を使用した２波
長変位干渉計でも良く、必ずしもヘテロダイン法に限定
されるものではない。
【００３１】本実施例では、発振波長の安定化に第２高
調波と吸収線の波長が５３２ｎｍのヨウ素分子（Ｉ2）
を用いたが、必ずしもこの組み合わせに限定されるもの
ではなく、基本波と吸収線の波長が１０６４ｎｍのセシ
ウム分子（Ｃｓ2）等を用いても良い。また、使用する
レーザーの発振波長に応じて、ルビジウム原子やセシウ
ム原子等を用いることもできる。
調波と吸収線の波長が５３２ｎｍのヨウ素分子（Ｉ2）
を用いたが、必ずしもこの組み合わせに限定されるもの
ではなく、基本波と吸収線の波長が１０６４ｎｍのセシ
ウム分子（Ｃｓ2）等を用いても良い。また、使用する
レーザーの発振波長に応じて、ルビジウム原子やセシウ
ム原子等を用いることもできる。
【００３２】
【発明の効果】本発明の２波長変位干渉計では、２つの
異なる光波の少なくとも一方の波長を原子かあるいは分
子の吸収線の波長に一致するように制御することによ
り、波長の安定な共軸の２光波を発生させることが可能
な光源を有する。そのため、波長の不安定さから生じる
測定誤差を除去した２波長干渉計を提供することが可能
となる。
異なる光波の少なくとも一方の波長を原子かあるいは分
子の吸収線の波長に一致するように制御することによ
り、波長の安定な共軸の２光波を発生させることが可能
な光源を有する。そのため、波長の不安定さから生じる
測定誤差を除去した２波長干渉計を提供することが可能
となる。
【図１】本発明の２波長変位干渉計における光源部の基
本的構成を示す概略図である。
本的構成を示す概略図である。
【図２】半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレーザ
ーを用いた２波長変位干渉計光源部の概略図である。
ーを用いた２波長変位干渉計光源部の概略図である。
【図３】本発明の２波長変位干渉計の実施例を示す概念
図である。
図である。
１…半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡＧレーザー ２…ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4）結晶 ３ａ、３ｂ…レンズ ４…ミラー ５…ヨウ素分子（Ｉ2）気体が封入された容器（ヨウ素
セル） ６ａ，６ｂ，６ｃ…光検出器 ７、１８…信号処理系 ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…直交偏光ビームスプリッター ９ａ，９ｂ…１／４波長板 １０、１９…反射鏡 １１…位相板 １２、１３…コーナーキューブプリズム １４…移動鏡 １５、１６…音響光学素子 １７…偏光子
セル） ６ａ，６ｂ，６ｃ…光検出器 ７、１８…信号処理系 ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…直交偏光ビームスプリッター ９ａ，９ｂ…１／４波長板 １０、１９…反射鏡 １１…位相板 １２、１３…コーナーキューブプリズム １４…移動鏡 １５、１６…音響光学素子 １７…偏光子
Claims (4)
- 【請求項１】共軸になるように予め設定されている２つ
の異なる波長の光波を、各々参照光と測定光に分割し、
各々の波長における参照光と測定光の光路差の変化を参
照光と測定光の光波干渉により測定する２波長変位干渉
計において、 ２つの異なる光波の少なくとも一方の波長を、原子かあ
るいは分子の吸収線の波長に一致するように制御するこ
とを特徴とする２波長変位干渉計。 - 【請求項２】共軸になるように予め設定されている２つ
の異なる波長の光波を各々参照光と測定光に分割するの
に、直交偏光ビームスプリッターを用いる請求項１記載
の２波長変位干渉計。 - 【請求項３】２つの異なる波長の光波が単一波長域発振
のレーザー光とその第２高調波である請求項１または２
に記載の２波長変位干渉計。 - 【請求項４】請求項３記載の２波長変位干渉計におい
て、レーザー光が半導体レーザー励起リングＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザーから出射されるレーザー光であり、その第２
高調波をヨウ素分子の吸収線の波長に一致するように制
御することを特徴とする２波長変位干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244636A JPH0694411A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | ２波長変位干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244636A JPH0694411A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | ２波長変位干渉計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694411A true JPH0694411A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17121705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4244636A Pending JPH0694411A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | ２波長変位干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694411A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748315A (en) * | 1995-03-23 | 1998-05-05 | Nikon Corporation | Optical interference measuring apparatus and method for measuring displacement of an object having an optical path separating system |
| KR100297228B1 (ko) * | 1999-06-14 | 2001-09-22 | 박호군 | 외부 공진기형 링레이저를 이용한 고정밀도 링레이저 간섭계 |
| CN109596043A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-09 | 华东师范大学 | 非对称量子干涉仪及方法 |
-
1992
- 1992-09-14 JP JP4244636A patent/JPH0694411A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5748315A (en) * | 1995-03-23 | 1998-05-05 | Nikon Corporation | Optical interference measuring apparatus and method for measuring displacement of an object having an optical path separating system |
| KR100297228B1 (ko) * | 1999-06-14 | 2001-09-22 | 박호군 | 외부 공진기형 링레이저를 이용한 고정밀도 링레이저 간섭계 |
| CN109596043A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-09 | 华东师范大学 | 非对称量子干涉仪及方法 |
| CN109596043B (zh) * | 2018-11-29 | 2020-10-30 | 华东师范大学 | 非对称量子干涉仪及方法 |
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