JPH07280658A - ヘテロダイン干渉計用交差ビーム型直交２周波数光源 - Google Patents
ヘテロダイン干渉計用交差ビーム型直交２周波数光源Info
- Publication number
- JPH07280658A JPH07280658A JP6108922A JP10892294A JPH07280658A JP H07280658 A JPH07280658 A JP H07280658A JP 6108922 A JP6108922 A JP 6108922A JP 10892294 A JP10892294 A JP 10892294A JP H07280658 A JPH07280658 A JP H07280658A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- polarization
- beam splitter
- frequency light
- heterodyne interferometer
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】レーザ光源ＬＳ、１／２波長板ＨＷをとおった
ビームは電気ベクトルが偏光ビームスプリッタＰＢＳ１
の偏光軸に４５度に入射し、２ビームに分割される。音
響光学素子ＡＯ１、ＡＯ２でそれぞれ周波数偏移をうけ
る。各ビームは偏光ビームスプリッタＰＢＳ１の不完全
性および音響光学素子中の歪みなどにより楕円偏光にな
る。偏光ビームスプリッタＰＢＳ２での偏光漏れ成分の
影響を除くため、従来の光源と異なり、これらの出射ビ
ームを一定の交差角で交わらせた直交２周波数光源を設
ける。 【効果】差動型ヘテロダイン干渉計を構成する場合ウオ
ラストンプリズムなどのビーム分割光学部品が不要とな
るとともに、偏光漏れ成分のビート信号への混合をのぞ
くことができる。
ビームは電気ベクトルが偏光ビームスプリッタＰＢＳ１
の偏光軸に４５度に入射し、２ビームに分割される。音
響光学素子ＡＯ１、ＡＯ２でそれぞれ周波数偏移をうけ
る。各ビームは偏光ビームスプリッタＰＢＳ１の不完全
性および音響光学素子中の歪みなどにより楕円偏光にな
る。偏光ビームスプリッタＰＢＳ２での偏光漏れ成分の
影響を除くため、従来の光源と異なり、これらの出射ビ
ームを一定の交差角で交わらせた直交２周波数光源を設
ける。 【効果】差動型ヘテロダイン干渉計を構成する場合ウオ
ラストンプリズムなどのビーム分割光学部品が不要とな
るとともに、偏光漏れ成分のビート信号への混合をのぞ
くことができる。
Description
【発明の詳細な説明】 これまでの直交２周波数光源では，直交２周波数ビーム
が同一軸上にあるため，この光源を用いて微小位相計測
を行うため，ヘテロダイン干渉計を構成する場合，ウオ
ラストンプリズムを用いて２点差動方式の光学系を構成
していた。使用した直交２周波数光源では最終の合波に
用いた偏光ビームスプリッタの反射面に楕円偏光を入射
すると反射光の主成分は垂直成分であるが，平行成分が
若干漏れてくるため，消光比が悪くなり干渉ビートに余
分な成分が現れてくる。このため，位相計出力の測定位
相が非線型誤差を生じる問題があった。本発明は，この
ような非線型誤差が生じないように偏光漏れ成分のな
い，交差ビーム型の直交２周波数光源に関するものであ
る。本特許の光学系略図を図１に示す。レーザ光源Ｌ
Ｓ，１／２波長板ＨＷをとおったビームは電気ベクトル
が偏光ビームスプリッタＰＢＳ１の偏光軸に４５度に入
射し，２ビームに分割される。音響光学素子ＡＯ１，Ａ
Ｏ２でそれぞれ周波数偏移をうける。各ビームは偏光ビ
ームスプリッタＰＢＳ１の不完全性および音響光学素子
中の歪みなどにより楕円偏光になる。偏光ビームスプリ
ッタＰＢＳ２での偏光漏れ成分の影響を除くため，従来
の光源と異なり，これらの出射ビームを一定の交差角で
交わらせた直交２周波数光源に関する装置である。これ
により差動型ヘテロダイン干渉計を構成する場合ウオラ
ストンプリズムなどのビーム分割光学部品が不要となる
とともに，偏光漏れ成分のビート信号への混合をのぞく
ことができる。本発明の装置を用いて，原子間力顕微鏡
のカンチレバーの変位を検出するため，構成した差動型
ヘテロダイン干渉計を図２に示す。直交２周波数光源Ｃ
ＬＳから出射したビームは，ビームスプリッタＢＳで分
割する。反射ビームは円筒レンズＬ１でＣＬＳ内のビー
ム交差点をウオラストンプリズムＷＰ１上に結像する。
交差ビームは互いに平行になる。おのおの直交２周波数
ビームを検光子Ａ１を通して光検知器ＰＤ１上で干渉さ
せ参照ビート信号をえる。なおウオラストンプリズムＷ
Ｐ１を通過後，漏れ成分は，方向が偏向しこの平行ビー
ムからずれるため光検知器に入射しない。したがって，
偏光漏れ成分のビート信号への混合をのぞくことができ
る。ビームスプリッタＢＳで分割されたビームはレンズ
でＬ２をとおして原子間力顕微鏡のカンチレバー上の２
点に集光される。カンチレバーからの反射光がビームス
プリッタＢＳで反射されウオラストンプリズムＷＰ２上
で交差し，平行ビームになり，検光子Ａ２をとおしてＰ
Ｄ２上で干渉させ測定ビート信号をえる。なおウオラス
トンプリズムＷＰ２を通過後，漏れ成分は，方向が偏向
し，平行ビームからずれるため光検知器に入射しない。
したがって，偏光漏れ成分のビート信号への混合をのぞ
くことができる。測定ビート信号にはカンチレバーの原
子間力によるたわみによる２点での位相差が含まれる。
ＰＤ１からの参照ビート信号，ＰＤ２からの測定ビート
信号は位相計に入力され，たわみによる位相差が検出さ
れる。偏光漏れ成分がビート信号に含まれないから，こ
の測定位相差には，非線形誤差はない。
が同一軸上にあるため，この光源を用いて微小位相計測
を行うため，ヘテロダイン干渉計を構成する場合，ウオ
ラストンプリズムを用いて２点差動方式の光学系を構成
していた。使用した直交２周波数光源では最終の合波に
用いた偏光ビームスプリッタの反射面に楕円偏光を入射
すると反射光の主成分は垂直成分であるが，平行成分が
若干漏れてくるため，消光比が悪くなり干渉ビートに余
分な成分が現れてくる。このため，位相計出力の測定位
相が非線型誤差を生じる問題があった。本発明は，この
ような非線型誤差が生じないように偏光漏れ成分のな
い，交差ビーム型の直交２周波数光源に関するものであ
る。本特許の光学系略図を図１に示す。レーザ光源Ｌ
Ｓ，１／２波長板ＨＷをとおったビームは電気ベクトル
が偏光ビームスプリッタＰＢＳ１の偏光軸に４５度に入
射し，２ビームに分割される。音響光学素子ＡＯ１，Ａ
Ｏ２でそれぞれ周波数偏移をうける。各ビームは偏光ビ
ームスプリッタＰＢＳ１の不完全性および音響光学素子
中の歪みなどにより楕円偏光になる。偏光ビームスプリ
ッタＰＢＳ２での偏光漏れ成分の影響を除くため，従来
の光源と異なり，これらの出射ビームを一定の交差角で
交わらせた直交２周波数光源に関する装置である。これ
により差動型ヘテロダイン干渉計を構成する場合ウオラ
ストンプリズムなどのビーム分割光学部品が不要となる
とともに，偏光漏れ成分のビート信号への混合をのぞく
ことができる。本発明の装置を用いて，原子間力顕微鏡
のカンチレバーの変位を検出するため，構成した差動型
ヘテロダイン干渉計を図２に示す。直交２周波数光源Ｃ
ＬＳから出射したビームは，ビームスプリッタＢＳで分
割する。反射ビームは円筒レンズＬ１でＣＬＳ内のビー
ム交差点をウオラストンプリズムＷＰ１上に結像する。
交差ビームは互いに平行になる。おのおの直交２周波数
ビームを検光子Ａ１を通して光検知器ＰＤ１上で干渉さ
せ参照ビート信号をえる。なおウオラストンプリズムＷ
Ｐ１を通過後，漏れ成分は，方向が偏向しこの平行ビー
ムからずれるため光検知器に入射しない。したがって，
偏光漏れ成分のビート信号への混合をのぞくことができ
る。ビームスプリッタＢＳで分割されたビームはレンズ
でＬ２をとおして原子間力顕微鏡のカンチレバー上の２
点に集光される。カンチレバーからの反射光がビームス
プリッタＢＳで反射されウオラストンプリズムＷＰ２上
で交差し，平行ビームになり，検光子Ａ２をとおしてＰ
Ｄ２上で干渉させ測定ビート信号をえる。なおウオラス
トンプリズムＷＰ２を通過後，漏れ成分は，方向が偏向
し，平行ビームからずれるため光検知器に入射しない。
したがって，偏光漏れ成分のビート信号への混合をのぞ
くことができる。測定ビート信号にはカンチレバーの原
子間力によるたわみによる２点での位相差が含まれる。
ＰＤ１からの参照ビート信号，ＰＤ２からの測定ビート
信号は位相計に入力され，たわみによる位相差が検出さ
れる。偏光漏れ成分がビート信号に含まれないから，こ
の測定位相差には，非線形誤差はない。
【図１】交差ビーム型直交２周波数光源の略図
【図２】図１の光源を利用したヘテロダイン干渉計によ
る原子間力顕微鏡カンチレバー変位検出系の略図
る原子間力顕微鏡カンチレバー変位検出系の略図
ＬＳ レーザ光源 ＨＷ １／２波長板 ＰＢＳ１，ＰＢＳ２ 偏光ビームスプリッタ Ｍ１，Ｍ２ ミラー用プリズム ＡＯ１，ＡＯ２ 音響光学素子 破線Ｂ１，実線Ｂ２ ビームを示し，各々の電気ベクト
ルの方向が直交 ＣＬＳ 交差ビーム型直交２周波数光源 Ｌ１ 円筒レンズ Ｌ２ 球面レンズ ＢＳ ビームスプリッタ ＷＰ１，ＷＰ２ ウオラストンプリズム Ａ１，Ａ２ 検光子 ＰＤ１，ＰＤ２ 光検知器 ＣＬ カンチレバー ＨＣＬ カンチレバー・ホルダー ＳＰＳ 試料走査部 Ｃ コントローラー
ルの方向が直交 ＣＬＳ 交差ビーム型直交２周波数光源 Ｌ１ 円筒レンズ Ｌ２ 球面レンズ ＢＳ ビームスプリッタ ＷＰ１，ＷＰ２ ウオラストンプリズム Ａ１，Ａ２ 検光子 ＰＤ１，ＰＤ２ 光検知器 ＣＬ カンチレバー ＨＣＬ カンチレバー・ホルダー ＳＰＳ 試料走査部 Ｃ コントローラー
Claims (1)
- ヘテロダイン干渉計に使用される音響光学素子を用いた
直交２周波数光源において，偏光漏れ成分の影響で発生
する位相出力の非線形誤差を除去するため，電気ベクト
ル平行成分のビームと垂直成分のビームの出射ビームを
水平面上，または垂直面上で一定の交差角で交わらせた
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6108922A JP2807965B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | ヘテロダイン干渉計用微小角交差ビーム型直交２周波数光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6108922A JP2807965B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | ヘテロダイン干渉計用微小角交差ビーム型直交２周波数光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280658A true JPH07280658A (ja) | 1995-10-27 |
| JP2807965B2 JP2807965B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=14497058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6108922A Expired - Fee Related JP2807965B2 (ja) | 1994-04-11 | 1994-04-11 | ヘテロダイン干渉計用微小角交差ビーム型直交２周波数光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807965B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007537436A (ja) * | 2004-05-11 | 2007-12-20 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 偏光漏れによって生じるエラービームの除去または分離機能付きの偏光干渉計 |
| CN102928076A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-02-13 | 核工业理化工程研究院 | 不受偏振度影响的激光实时功率监测装置及监测方法 |
| JP2013152471A (ja) * | 2006-09-12 | 2013-08-08 | Ucl Business Plc | ビーム偏向装置及び方法 |
| CN104880244A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-02 | 哈尔滨工业大学 | 基于单声光调制和消偏振分光的抗偏振混叠迈克尔逊外差激光测振仪 |
| CN104990619A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-10-21 | 哈尔滨工业大学 | 基于双声光调制和消偏振分光的抗偏振混叠迈克尔逊外差激光测振仪 |
| CN105571516A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-05-11 | 中国科学院光电研究院 | 一种全视场低频外差干涉仪 |
| RU2645005C1 (ru) * | 2016-11-18 | 2018-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Лазерный интерферометр |
| CN110926360A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-03-27 | 中国科学院光电研究院 | 一种全视场外差移相测量自由曲面的装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05302810A (ja) * | 1992-04-28 | 1993-11-16 | Nikon Corp | ヘテロダイン２波長変位干渉計 |
-
1994
- 1994-04-11 JP JP6108922A patent/JP2807965B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05302810A (ja) * | 1992-04-28 | 1993-11-16 | Nikon Corp | ヘテロダイン２波長変位干渉計 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007537436A (ja) * | 2004-05-11 | 2007-12-20 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 偏光漏れによって生じるエラービームの除去または分離機能付きの偏光干渉計 |
| JP2013152471A (ja) * | 2006-09-12 | 2013-08-08 | Ucl Business Plc | ビーム偏向装置及び方法 |
| CN102928076A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-02-13 | 核工业理化工程研究院 | 不受偏振度影响的激光实时功率监测装置及监测方法 |
| CN102928076B (zh) * | 2012-11-26 | 2014-08-20 | 核工业理化工程研究院 | 不受偏振度影响的激光实时功率监测装置及监测方法 |
| CN104880244A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-09-02 | 哈尔滨工业大学 | 基于单声光调制和消偏振分光的抗偏振混叠迈克尔逊外差激光测振仪 |
| CN104990619A (zh) * | 2015-06-12 | 2015-10-21 | 哈尔滨工业大学 | 基于双声光调制和消偏振分光的抗偏振混叠迈克尔逊外差激光测振仪 |
| CN104990619B (zh) * | 2015-06-12 | 2016-06-29 | 哈尔滨工业大学 | 基于双声光调制和消偏振分光的迈克尔逊外差激光测振仪 |
| CN104880244B (zh) * | 2015-06-12 | 2017-11-10 | 哈尔滨工业大学 | 基于单声光调制和消偏振分光的迈克尔逊外差激光测振仪 |
| CN105571516A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-05-11 | 中国科学院光电研究院 | 一种全视场低频外差干涉仪 |
| RU2645005C1 (ru) * | 2016-11-18 | 2018-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Лазерный интерферометр |
| CN110926360A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-03-27 | 中国科学院光电研究院 | 一种全视场外差移相测量自由曲面的装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2807965B2 (ja) | 1998-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5694216A (en) | Scanning heterodyne acousto-optical interferometers | |
| US11114814B2 (en) | Relative phase measurement for coherent combining of laser beams | |
| US4576479A (en) | Apparatus and method for investigation of a surface | |
| EP0165173B1 (en) | Device for analyzing and correcting wavefront surfaces in real time using a polarization interferometer | |
| US20060039007A1 (en) | Vibration-insensitive interferometer | |
| KR20050119672A (ko) | 간섭계 내에서 물체에 의해 산란/반사 또는 투과된 직교편광 빔의 필드의 결합 측정을 위한 장치 및 방법 | |
| KR20080053558A (ko) | 3차원 형상 측정 장치 | |
| EP1027756A1 (en) | Apparatus for generating orthogonally polarized beams having different frequencies | |
| EP1751491B1 (en) | Polarising interferometer with removal or separation of error beam caused by leakage of polarised light | |
| JPH07280658A (ja) | ヘテロダイン干渉計用交差ビーム型直交２周波数光源 | |
| WO2003036223A1 (en) | Interferometers for measuring changes in optical beam direction | |
| KR101214854B1 (ko) | 이종 모드 광원을 이용한 헤테로다인 간섭계 | |
| EP1286132A2 (en) | Birefringent beam combiners for polarized beams in interferometers | |
| US4346999A (en) | Digital heterodyne wavefront analyzer | |
| KR101246867B1 (ko) | 음향광학장치를 이용한 국부기울기 주사 간섭 현미경 | |
| US5028864A (en) | Optically stable, large time bandwidth acousto-optic heterodyne spectrum analyzer with fixed non-zero heterodyne output | |
| US6804009B2 (en) | Wollaston prism phase-stepping point diffraction interferometer and method | |
| JP3174985B2 (ja) | 光ファイバ・アレイを用いた差動型へテロダイン干渉計 | |
| JPH03118477A (ja) | ビーム分岐光学系を用いたレーザドップラ振動計 | |
| JP2748198B2 (ja) | ヘテロダイン干渉計用高消光比直交２周波数光源 | |
| US20240060821A1 (en) | Optical device, system and method for dispersion interferometry | |
| JPH047488B2 (ja) | ||
| JPH1144503A (ja) | 光波干渉測定装置 | |
| JP3455194B2 (ja) | 位相差顕微鏡 | |
| JP2501738Y2 (ja) | 光学式表面粗さ測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080731 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |