JPH0744301B2 - 単周波数の直線偏光レーザービームを２周波数直交偏光の高効率ビームに変成する装置 - Google Patents
単周波数の直線偏光レーザービームを２周波数直交偏光の高効率ビームに変成する装置Info
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- JPH0744301B2 JPH0744301B2 JP61053506A JP5350686A JPH0744301B2 JP H0744301 B2 JPH0744301 B2 JP H0744301B2 JP 61053506 A JP61053506 A JP 61053506A JP 5350686 A JP5350686 A JP 5350686A JP H0744301 B2 JPH0744301 B2 JP H0744301B2
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/116—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves using an optically anisotropic medium, wherein the incident and the diffracted light waves have different polarizations, e.g. acousto-optic tunable filter [AOTF]
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 （産業上の利用分野） この発明は、単周波数の直線偏光レーザービームを２周
波数直交偏光の高効率ビームに変成する装置に関する。
さらに詳しくは、この発明は、長さ又は光学的長さの変
化の極めて正確な測定を行なう種々の光学測定装置とし
て有用な電気光学的装置に関する。
波数直交偏光の高効率ビームに変成する装置に関する。
さらに詳しくは、この発明は、長さ又は光学的長さの変
化の極めて正確な測定を行なう種々の光学測定装置とし
て有用な電気光学的装置に関する。
（従来技術） 長さ、距離又は光学的長さの変化を測定する光学干渉計
の用途は、レーザー、光センサ及びミクロ電子光学の技
術的進歩のみならず、絶えず拡大する高精度、高確度測
定の要求のために重要となつて来ている。従来の干渉計
は一般的に用いる信号の作成テクニツク、すなわち、ホ
モダイン（homodyne）又はヘテロダイン（heterodayn
e）に基づいて２つのタイプに種別される。ヘテロダイ
ンテクニツクに基づく干渉計は、１）低周波ドリフト及
びノイズに感応せず、２）その分解能（resolution）を
容易により拡大することができるので、一般的に好まし
い。ヘテロダインタイプの干渉計の中でも、とくに興味
深いのは２つの光学周波数の使用に基づくものである。
従来技術の２−光学周波数ヘテロダイン干渉計では、２
つの光学周波数は以下のテクニツクの一つにより生み出
される： １） ゼーマン分裂レーザーの使用 例えば、Bagleyらによる米国特許第3458259号明細書（1
969年６月29日発行）;G.Bouwhuisの「ガスレーザによる
干渉測定（Interferometrie Met Gaslasers）」、Ned.
T.Natuurk第34巻225〜232頁（1968年８月）;Hewlett−P
ackard Journal（1970年８月）;Bagleyらの米国特許第3
656853号明細書（1972年４月18日発行）;Hewlett−Pack
ard Journal（1983年４月）；及びH.松本の「安定化レ
ーザーを用いる最近の干渉の測定（Recent interferome
tric measurementsusing stabilized lasers）」Precis
ion Engineering第６巻87〜94頁（1984年４月）、を参
照。
の用途は、レーザー、光センサ及びミクロ電子光学の技
術的進歩のみならず、絶えず拡大する高精度、高確度測
定の要求のために重要となつて来ている。従来の干渉計
は一般的に用いる信号の作成テクニツク、すなわち、ホ
モダイン（homodyne）又はヘテロダイン（heterodayn
e）に基づいて２つのタイプに種別される。ヘテロダイ
ンテクニツクに基づく干渉計は、１）低周波ドリフト及
びノイズに感応せず、２）その分解能（resolution）を
容易により拡大することができるので、一般的に好まし
い。ヘテロダインタイプの干渉計の中でも、とくに興味
深いのは２つの光学周波数の使用に基づくものである。
従来技術の２−光学周波数ヘテロダイン干渉計では、２
つの光学周波数は以下のテクニツクの一つにより生み出
される： １） ゼーマン分裂レーザーの使用 例えば、Bagleyらによる米国特許第3458259号明細書（1
969年６月29日発行）;G.Bouwhuisの「ガスレーザによる
干渉測定（Interferometrie Met Gaslasers）」、Ned.
T.Natuurk第34巻225〜232頁（1968年８月）;Hewlett−P
ackard Journal（1970年８月）;Bagleyらの米国特許第3
656853号明細書（1972年４月18日発行）;Hewlett−Pack
ard Journal（1983年４月）；及びH.松本の「安定化レ
ーザーを用いる最近の干渉の測定（Recent interferome
tric measurementsusing stabilized lasers）」Precis
ion Engineering第６巻87〜94頁（1984年４月）、を参
照。
２） １対の音響−光学ブラツグセル（acousto−optic
Bragg cell）の使用。
Bragg cell）の使用。
例えば、Y.大塚及びK.伊藤の「低周波域での少変位測定
用の２周波数レーザー干渉計（Two−frequency laser i
ntefermeter for small displacemet measurements in
a low frequency range）」Applied Optics第18巻219〜
224頁（1979年１月15日）;N.Massieらの「64チヤンネル
ヘテロダイン干渉計によるレーザー流界の測定（Measur
ing laser flor fields with a 64−channel heteroyne
interferometer）」Applied Optics第22巻2141〜2151
係（1983）;Y.大塚及びM.ツボカワの「少変位測定用の
２周波数ダイナミツク干渉計（Dynamictwo−frequency
interferometry for small displacement measuremen
t）」Optics and Laser Technology第16巻25〜29頁（19
84年２月）;H.松本のop.cit、を参照。
用の２周波数レーザー干渉計（Two−frequency laser i
ntefermeter for small displacemet measurements in
a low frequency range）」Applied Optics第18巻219〜
224頁（1979年１月15日）;N.Massieらの「64チヤンネル
ヘテロダイン干渉計によるレーザー流界の測定（Measur
ing laser flor fields with a 64−channel heteroyne
interferometer）」Applied Optics第22巻2141〜2151
係（1983）;Y.大塚及びM.ツボカワの「少変位測定用の
２周波数ダイナミツク干渉計（Dynamictwo−frequency
interferometry for small displacement measuremen
t）」Optics and Laser Technology第16巻25〜29頁（19
84年２月）;H.松本のop.cit、を参照。
３） ランダム偏光されたHe−Neレーザの２つの縦モー
ドの使用 例えば、J.B.Ferguson及びR.H.Morrisの「6328−ＡのHe
−Neレーザ中の単一モードの崩壊（Single Mode Collap
se in 6328−A He−Ne lasers）」Applied Optics第17
巻2924〜2929頁（1978）を参照。
ドの使用 例えば、J.B.Ferguson及びR.H.Morrisの「6328−ＡのHe
−Neレーザ中の単一モードの崩壊（Single Mode Collap
se in 6328−A He−Ne lasers）」Applied Optics第17
巻2924〜2929頁（1978）を参照。
加えて、本願出願人に譲渡された本発明者の同時係属す
る米国特許出願「単周波数の直線偏光レーザービームを
２周波数の直交偏光ビームに変成する装置」には、直交
偏光された２つの光学周波数のビームを生み出す装置が
開示されている。上記同時係属出願に開示された装置は
ある状況下では満足なものであるが、ここに述べる装置
のような効果を生じない。すなわち、この発明の装置
は、上記同時係属出願の装置に比較して、（１） 50％
に比較して約２倍、すなわち入力ビーム強度の100％が
出力ビームに変成されるという効率が得られ、（２）
構成がより少なくてすみ、（３） 共線的（collinea
r）に出力ビームが動作するため配列（alignment）への
考慮が簡略化されるものである。
る米国特許出願「単周波数の直線偏光レーザービームを
２周波数の直交偏光ビームに変成する装置」には、直交
偏光された２つの光学周波数のビームを生み出す装置が
開示されている。上記同時係属出願に開示された装置は
ある状況下では満足なものであるが、ここに述べる装置
のような効果を生じない。すなわち、この発明の装置
は、上記同時係属出願の装置に比較して、（１） 50％
に比較して約２倍、すなわち入力ビーム強度の100％が
出力ビームに変成されるという効率が得られ、（２）
構成がより少なくてすみ、（３） 共線的（collinea
r）に出力ビームが動作するため配列（alignment）への
考慮が簡略化されるものである。
２つの光学周波数を生ずるゼーマン分裂レーザーを用い
る従来の技術について、この方法はある種のレーザー
（例えば、He−Ne）についてのみ適用可能で、２つの光
学周波数間の周波数差は約2MHzに制限される。これは測
定されるべき長さ又は光学長さの最大変化率に制限を課
す。加えてゼーマン分裂レーザーからの利用できる出力
は500マイクロワツト未満であり、これは複数分断測定
（例えば３〜６分断）に用いなければならない場合のレ
ーザ源としての重大な制限となりうる。
る従来の技術について、この方法はある種のレーザー
（例えば、He−Ne）についてのみ適用可能で、２つの光
学周波数間の周波数差は約2MHzに制限される。これは測
定されるべき長さ又は光学長さの最大変化率に制限を課
す。加えてゼーマン分裂レーザーからの利用できる出力
は500マイクロワツト未満であり、これは複数分断測定
（例えば３〜６分断）に用いなければならない場合のレ
ーザ源としての重大な制限となりうる。
２つの光学周波数を生じる２つのブラツグセルを用いる
従来技術について、この方法は多くの誤差源となり易く
配列も困難である複雑で高価な装置を必要とする。
従来技術について、この方法は多くの誤差源となり易く
配列も困難である複雑で高価な装置を必要とする。
ランダム偏光されたHe−Neレーザーの２つの縦モードを
用いる従来技術は２つの直交する偏光周波数によるむし
ろ便利でコスト的に有利な形態のレーザービームを提供
するが、その周波数差はほぼ500〜600MHzでこれは複雑
で高価な検出器とプロセス電子工学を必要とする。さら
にかような高い周波数差による始動によって、分解能拡
大の作業が困難でかつ費用がかかる。
用いる従来技術は２つの直交する偏光周波数によるむし
ろ便利でコスト的に有利な形態のレーザービームを提供
するが、その周波数差はほぼ500〜600MHzでこれは複雑
で高価な検出器とプロセス電子工学を必要とする。さら
にかような高い周波数差による始動によって、分解能拡
大の作業が困難でかつ費用がかかる。
直交偏光の２つの光学周波数のレーザービームを生み出
す従来のテクニツクはいくらかの用途に有用であるが、
結局、本願出願人の知るかぎりいずれも長さ（距離）の
迅速な変動の極めて高分解能迄の測定を要求する用途の
ために工業的に耐えうる形の技術的な特性（performanc
e）を提供しない。
す従来のテクニツクはいくらかの用途に有用であるが、
結局、本願出願人の知るかぎりいずれも長さ（距離）の
迅速な変動の極めて高分解能迄の測定を要求する用途の
ために工業的に耐えうる形の技術的な特性（performanc
e）を提供しない。
発明の構成 この発明によれば、 （１） 安定化された単波長で直線偏光された入力ビー
ム（最も好ましくは、レーザ）源；（２） 周波数f0の
電気信号を提供する手段、最も好ましくは周波数の安定
化された高周波発生器；（３） 該電気信号を下記手段
（４）へ伝達するための手段、最も好ましくは電子増幅
器；（４） 上記入力ビームを、直交偏向されf0の周波
数だけ異なりかつ各々該入力ビームの1/2の強度を有す
る同一方向の２つの出力ビームに変成する手段、最も好
ましくは一軸結晶に結合したピエゾエレクトリツク変換
器からなる音響−光学デバイスを備えてなり、単周波数
fLの直線偏光ビームを２つの直交する偏光周波数のビー
ムに変成できる電気光学的装置が提供される。
ム（最も好ましくは、レーザ）源；（２） 周波数f0の
電気信号を提供する手段、最も好ましくは周波数の安定
化された高周波発生器；（３） 該電気信号を下記手段
（４）へ伝達するための手段、最も好ましくは電子増幅
器；（４） 上記入力ビームを、直交偏向されf0の周波
数だけ異なりかつ各々該入力ビームの1/2の強度を有す
る同一方向の２つの出力ビームに変成する手段、最も好
ましくは一軸結晶に結合したピエゾエレクトリツク変換
器からなる音響−光学デバイスを備えてなり、単周波数
fLの直線偏光ビームを２つの直交する偏光周波数のビー
ムに変成できる電気光学的装置が提供される。
第１図は、この発明の現在における好ましい態様の概略
形態を示す。この発明の装置は光線源としての広範囲の
用途を有しているが、以下の説明は一つの光学測定シス
テムに関する実施例としてのものである。ここで用いる
“放射エネルギー”の語は全周波数範囲の電磁波エネル
ギーを含み、とくに限定されるものではない。光源（1
0）、とくに好ましくはレーザーは、安定化された単波
長を有し、直線偏光される光エネルギービーム（12）を
供給する。光源（10）はいかなる種類のレーザーであつ
てもよい。例えば、当該分野で公知のいかなる種類の通
常の方法によつて安定化されてビーム（12）を生み出す
ガスレーザー（例えば、ヘリウム−ネオンガスレーザ
ー）であつてもよい〔例えば、T.Bearらの「0.633μｍ
のHe−Ne縦型ゼーマンレーザーの周波数安定化（Freque
ncy Stabilization of 0.633μm He−Ne longitudinal
Zeeman laser）」Applied Optics,第19巻3173〜3177（1
980年）;Burgwaldらの米国特許第3889207号明細書（197
5年６月10日発行）;Sandstromらの米国特許第3662279号
明細書（1972年５月９日発行）参照〕。これとは別に、
光源（10）は当該分野で公知の種々の方法によつて周波
数安定化されてビーム（12）を生み出すダイオードレー
ザーであつてもよい〔例えば、T.オーコシ及びK.菊池の
「ヘテロダイン式光通信システム用の半導体レーザーの
周波数安定化（Frequency stabilization of Semicondu
ctor Lasers for Heterodyne−type Optical Commnicat
ion Syestems）」Eelectronic Letters第16巻179〜181
頁（1980年）;S.山口及びM.鈴木の「クリプトンのオプ
トガルバニツク効果を用いたAlGaAs半導体の周波数及び
出力の同時安定化（Simultaneous Stabilization of th
e Frequency and Power of an AlGaAs Semiconductor L
aser by Use of the Optogalvanic Effect of Krypto
n）」IEEE J.Quantum Electronics QE−19巻1514〜1519
頁（1983年）参照〕。光源（10）に用いる特別の装置
は、ビーム（12）の直径及び開き（divergence）を決定
する。ある光源（例えばダイオードレーザー）には、続
く各素子に適した直径及び開きの入力ビーム（18）を供
給するビーム形成用光学素子（14）（例えば顕微鏡レン
ズ）を用いることが必要である。例えば、光源（10）が
ヘリウム−ネオンガスレーザーであるとき、ビーム形成
用光学素子（14）は必要とされない。素子（10）及び
（14）は、一つの安定化された周波数fLを有しかつ第１
図の平面において直線偏光された入力ビーム（18）源で
ある仕切り箱（16）内に示される。高周波発生器（30）
は、電力増幅器（34）へ周波数f0からなる好ましくは周
波数安定化電気信号（32）を供給する。電力増幅器（3
4）の電気出力（36）は、好ましくは、音響−光学ブラ
ツグセル（44）に付着された一般的なピエゾエレクトリ
ツク変換器（40）の駆動に用いられる。
形態を示す。この発明の装置は光線源としての広範囲の
用途を有しているが、以下の説明は一つの光学測定シス
テムに関する実施例としてのものである。ここで用いる
“放射エネルギー”の語は全周波数範囲の電磁波エネル
ギーを含み、とくに限定されるものではない。光源（1
0）、とくに好ましくはレーザーは、安定化された単波
長を有し、直線偏光される光エネルギービーム（12）を
供給する。光源（10）はいかなる種類のレーザーであつ
てもよい。例えば、当該分野で公知のいかなる種類の通
常の方法によつて安定化されてビーム（12）を生み出す
ガスレーザー（例えば、ヘリウム−ネオンガスレーザ
ー）であつてもよい〔例えば、T.Bearらの「0.633μｍ
のHe−Ne縦型ゼーマンレーザーの周波数安定化（Freque
ncy Stabilization of 0.633μm He−Ne longitudinal
Zeeman laser）」Applied Optics,第19巻3173〜3177（1
980年）;Burgwaldらの米国特許第3889207号明細書（197
5年６月10日発行）;Sandstromらの米国特許第3662279号
明細書（1972年５月９日発行）参照〕。これとは別に、
光源（10）は当該分野で公知の種々の方法によつて周波
数安定化されてビーム（12）を生み出すダイオードレー
ザーであつてもよい〔例えば、T.オーコシ及びK.菊池の
「ヘテロダイン式光通信システム用の半導体レーザーの
周波数安定化（Frequency stabilization of Semicondu
ctor Lasers for Heterodyne−type Optical Commnicat
ion Syestems）」Eelectronic Letters第16巻179〜181
頁（1980年）;S.山口及びM.鈴木の「クリプトンのオプ
トガルバニツク効果を用いたAlGaAs半導体の周波数及び
出力の同時安定化（Simultaneous Stabilization of th
e Frequency and Power of an AlGaAs Semiconductor L
aser by Use of the Optogalvanic Effect of Krypto
n）」IEEE J.Quantum Electronics QE−19巻1514〜1519
頁（1983年）参照〕。光源（10）に用いる特別の装置
は、ビーム（12）の直径及び開き（divergence）を決定
する。ある光源（例えばダイオードレーザー）には、続
く各素子に適した直径及び開きの入力ビーム（18）を供
給するビーム形成用光学素子（14）（例えば顕微鏡レン
ズ）を用いることが必要である。例えば、光源（10）が
ヘリウム−ネオンガスレーザーであるとき、ビーム形成
用光学素子（14）は必要とされない。素子（10）及び
（14）は、一つの安定化された周波数fLを有しかつ第１
図の平面において直線偏光された入力ビーム（18）源で
ある仕切り箱（16）内に示される。高周波発生器（30）
は、電力増幅器（34）へ周波数f0からなる好ましくは周
波数安定化電気信号（32）を供給する。電力増幅器（3
4）の電気出力（36）は、好ましくは、音響−光学ブラ
ツグセル（44）に付着された一般的なピエゾエレクトリ
ツク変換器（40）の駆動に用いられる。
第２図は、光−音響ブラツグセル（44）を通る入力ビー
ム（18）の伝搬の詳細な概略構成を示す。現在好ましい
音響−光学ブラツグセルは、一軸結晶（例えば、水晶）
からなり、ピエゾエレクトリツク変換器（40）により生
じる音波（48）の伝搬方向と確度αを生じる光軸を第２
図の平面内に有するものである。入力ビーム（18）は音
響−光学ブラツグセル（44）に入り、光軸に対して確度
θの異常偏光ビーム（20）となる。このビーム（20）の
音波（48）との光弾性相互作用〔例えば、R.W.Dixonの
「異方性媒体中の光の音響回折（Acoustic Diffraction
of Light in Anisotropic Media）」、IEEE Journal o
f Quantum Electronics、QE−第３巻85〜93頁（1967）
参照〕のため、正常偏光ビーム（22）は、下記関係； （ここで ｖは音波の速度、λは入射光の波長、n0は結晶の正常屈
折率、neは結晶の異常屈折率を示す） を満足する場合にブラツグ回折によつて発生する。この
正常偏光ビーム（22）は異常偏光ビームに対してほんの
わずかの角度をもつて伝搬する。さらに、異常偏光ビー
ム（20）の周波数はfLだがこのビーム（22）の周波数は
fL＋f0であり、かつ、このビーム（22）の偏光は異常偏
光ビーム（20）のそれと直交する。これらのビーム（2
0）及び（22）は、ピエゾエレクトリツク変換器（40）
が吸着された結晶表面を通じて音響−光学ブラツグセル
から出て各々ビーム（24）及び（26）となる。この出射
状況下でビーム（24）と（26）は、平行で、ビーム直径
にほんのわずかな微小程度離れている。説明のため、こ
の隔離状態を第２図に拡大して示した。好ましくは、電
力増幅器（34）の電気出力（36）は、出射ビーム（24）
と（26）がそれぞれ同じで入力ビーム（18）の約1/2の
強度を有して出力ビーム（28）が合計約100％の強度と
なるように調整される。その結果、出力ビーム（28）
は、共線的で直交偏光され、周波数がf0異なる２つのビ
ーム成分（24）及び（236）からなり、一方、入力ビー
ム（18）強度の実質的に100％が出力ビーム（28）に変
成されることとなる。
ム（18）の伝搬の詳細な概略構成を示す。現在好ましい
音響−光学ブラツグセルは、一軸結晶（例えば、水晶）
からなり、ピエゾエレクトリツク変換器（40）により生
じる音波（48）の伝搬方向と確度αを生じる光軸を第２
図の平面内に有するものである。入力ビーム（18）は音
響−光学ブラツグセル（44）に入り、光軸に対して確度
θの異常偏光ビーム（20）となる。このビーム（20）の
音波（48）との光弾性相互作用〔例えば、R.W.Dixonの
「異方性媒体中の光の音響回折（Acoustic Diffraction
of Light in Anisotropic Media）」、IEEE Journal o
f Quantum Electronics、QE−第３巻85〜93頁（1967）
参照〕のため、正常偏光ビーム（22）は、下記関係； （ここで ｖは音波の速度、λは入射光の波長、n0は結晶の正常屈
折率、neは結晶の異常屈折率を示す） を満足する場合にブラツグ回折によつて発生する。この
正常偏光ビーム（22）は異常偏光ビームに対してほんの
わずかの角度をもつて伝搬する。さらに、異常偏光ビー
ム（20）の周波数はfLだがこのビーム（22）の周波数は
fL＋f0であり、かつ、このビーム（22）の偏光は異常偏
光ビーム（20）のそれと直交する。これらのビーム（2
0）及び（22）は、ピエゾエレクトリツク変換器（40）
が吸着された結晶表面を通じて音響−光学ブラツグセル
から出て各々ビーム（24）及び（26）となる。この出射
状況下でビーム（24）と（26）は、平行で、ビーム直径
にほんのわずかな微小程度離れている。説明のため、こ
の隔離状態を第２図に拡大して示した。好ましくは、電
力増幅器（34）の電気出力（36）は、出射ビーム（24）
と（26）がそれぞれ同じで入力ビーム（18）の約1/2の
強度を有して出力ビーム（28）が合計約100％の強度と
なるように調整される。その結果、出力ビーム（28）
は、共線的で直交偏光され、周波数がf0異なる２つのビ
ーム成分（24）及び（236）からなり、一方、入力ビー
ム（18）強度の実質的に100％が出力ビーム（28）に変
成されることとなる。
発明の効果 しかして、この発明のいくつかの利点としては、 （１） 例えば、ゼーマン分裂レーザ源の0.6〜2MHzに
対して調整可能な２〜150MHzの周波数範囲のごとき、出
力ビームの２つの直交偏光成分間の周波数差が高く、選
択可能なこと、（２） 出力強度が高いこと、（３）
公称効率が100％であること、（４） 出力ビームが共
線的（collinear）であること、（５） 外部磁界に対
して周波数差が不感応なこと、（６） 構成が少ないこ
と、（７） 配列が容易なこと、及び（８） レーザー
源から、２つの周波数形成装置が独立しており、すなわ
ち、この発明ではガスレーザー又はダイオードレーザー
のいずれも使用できること、である。
対して調整可能な２〜150MHzの周波数範囲のごとき、出
力ビームの２つの直交偏光成分間の周波数差が高く、選
択可能なこと、（２） 出力強度が高いこと、（３）
公称効率が100％であること、（４） 出力ビームが共
線的（collinear）であること、（５） 外部磁界に対
して周波数差が不感応なこと、（６） 構成が少ないこ
と、（７） 配列が容易なこと、及び（８） レーザー
源から、２つの周波数形成装置が独立しており、すなわ
ち、この発明ではガスレーザー又はダイオードレーザー
のいずれも使用できること、である。
以上この発明の好ましい態様について述べたが、特許請
求の範囲に定義される発明の精神又は範囲から離脱され
ない限り、自明の変形はその中に含まれる。
求の範囲に定義される発明の精神又は範囲から離脱され
ない限り、自明の変形はその中に含まれる。
第１図は、この発明の一実施例を示す概略図、第２図は
第１図の音響−光学ブラツグセルを通る光ビームの詳細
な伝搬状態を示す概略構成図である。 （10）……光源、（12）……ビーム、 （14）……ビーム形成用光学素子、 （16）……仕切り箱、（18）……入力ビーム、 （20）……異常偏光ビーム、 （22）……正常偏光ビーム、 （24）、（26）……ビーム、（28）……出力ビーム、 （30）……高周波発振器、（32）……電気信号、 （34）……電力増幅器、（36）……電気出力、 （40）……ピエゾエレクトリツク変換器、 （44）……音響−光学ブラツグセル、 （46）……光軸、（48）……音波。
第１図の音響−光学ブラツグセルを通る光ビームの詳細
な伝搬状態を示す概略構成図である。 （10）……光源、（12）……ビーム、 （14）……ビーム形成用光学素子、 （16）……仕切り箱、（18）……入力ビーム、 （20）……異常偏光ビーム、 （22）……正常偏光ビーム、 （24）、（26）……ビーム、（28）……出力ビーム、 （30）……高周波発振器、（32）……電気信号、 （34）……電力増幅器、（36）……電気出力、 （40）……ピエゾエレクトリツク変換器、 （44）……音響−光学ブラツグセル、 （46）……光軸、（48）……音波。
Claims (27)
- 【請求項１】直線偏光され単周波数に安定化された第１
周波数で所定強度を有する光入力ビームを供給する光源
と、安定化された第２周波数の電気信号を供給する手段
と、上記入力ビーム供給手段及び上記電気信号供給手段
の両方に接続してなり、上記入力ビームを、上記安定化
された第２周波数の電気信号の周波数だけ周波数が互い
に異なり該入力ビームの上記所定強度の実質的に1/2の
強度で平行な２つの直交偏光出力ビーム成分を有する出
力ビームに変成する手段を備えてなる電気光学的装置。 - 【請求項２】変成手段が、音響−光学デバイス手段から
なる特許請求の範囲第１項記載の装置。 - 【請求項３】音響−光学デバイス手段がピエゾエレクト
リック変換手段からなる特許請求の範囲第２項記載の装
置。 - 【請求項４】音響−光学デバイス手段がさらに、一軸結
晶手段を備え、ピエゾエレクトリック変換手段がこの一
軸結晶手段に結合されている特許請求の範囲第３項記載
の装置。 - 【請求項５】安定化された第２周波数の電気信号供給手
段がこの安定化第２周波数電気信号を供給する安定化周
波数の高周波発振手段からなる特許請求の範囲第４項記
載の装置。 - 【請求項６】電気信号供給手段がさらに、高周波発生手
段と音響−光学デバイス手段との間に電気的に接続され
て電気信号を音響−光学デバイス手段に伝達する電力増
幅手段を備えてなる特許請求の範囲第５項記載の装置。 - 【請求項７】一軸結晶手段が、音響−光学ブラッグセル
からなり、入力ビームがこの音響−光学ブラッグセルに
向けられて入射し、ピエゾエレクトリック変換手段は音
波を発生し、上記ブラッグセルが超音波の伝搬方向に対
してある角度をもたせた光軸を有する特許請求の範囲第
６項記載の装置。 - 【請求項８】ブラッグセル入射後の入力ビームが音波と
相互に作用して、該入力ビームを、作用を受けた入力ビ
ームがブラッグセルから出るように、平行な出力ビーム
成分に変換する特許請求の範囲第７項記載の装置。 - 【請求項９】電力増幅手段が、ピエゾエレクトリック変
換手段を駆動する手段を備えてなる特許請求の範囲第８
項記載の装置。 - 【請求項１０】電力増幅手段がさらに、出力ビーム成分
の強度調整用の電気出力調整手段を備えてなる特許請求
第９項記載の装置。 - 【請求項１１】光源がレーザーからなり、入力ビームが
レーザービームである特許請求の範囲第10項記載の装
置。 - 【請求項１２】レーザが、ヘリウム−ネオンガスレーザ
ーからなる特許請求の範囲第11項記載の装置。 - 【請求項１３】レーザーが、ダイオードレーザーからな
る特許請求の範囲第11項記載の装置。 - 【請求項１４】光源がさらに、ダイオードレーザーに付
随される入力ビーム供給のためのビーム形成用光学素子
を備えてなる特許請求の範囲第13項記載の装置。 - 【請求項１５】光源がレーザーからなり、入力ビームが
レーザービームである特許請求の範囲第１項記載の装
置。 - 【請求項１６】レーザーが、ヘリウム−ネオンガスレー
ザーからなる特許請求の範囲第15項記載の装置。 - 【請求項１７】レーザーが、ダイオードレーザーからな
る特許請求の範囲第15項記載の装置。 - 【請求項１８】光源がさらに、ダイオードレーザーに付
随される入力ビーム供給のためのビーム形成用光学素子
を備えてなる特許請求の範囲第17項記載の装置。 - 【請求項１９】安定化された第２周波数の電気信号供給
手段が、この安定化第２周波数電気信号を供給する安定
化周波発振の高周波数手段からなる特許請求の範囲第１
項記載の装置。 - 【請求項２０】変成手段が、音響−光学デバイス手段か
らなる特許請求の範囲第19項記載の装置。 - 【請求項２１】電気信号供給手段がさらに、高周波発生
手段と音響−光学デバイス手段との間に電気的に接続さ
れて電気信号を音響−光学デバイス手段に伝達する電力
増幅手段を備えてなる特許請求の範囲第20項記載の装
置。 - 【請求項２２】音響−光学デバイス手段がブラッグセル
からなる特許請求の範囲第２項記載の装置。 - 【請求項２３】電力増幅手段がさらに、出力ビーム成分
の強度調整用の電気出力調整手段を備えてなる特許請求
の範囲第21項記載の装置。 - 【請求項２４】光源が、レーザーからなり、入力ビーム
がレーザービームである特許請求の範囲第22項記載の装
置。 - 【請求項２５】レーザーが、ヘリウム−ネオンガスレー
ザーからなる特許請求の範囲第24項記載の装置。 - 【請求項２６】レーザーが、ダイオードレーザーからな
る特許請求の範囲第24項記載の装置。 - 【請求項２７】光源がさらに、ダイオードレーザーに付
随される入力ビーム供給のためのビーム形成用光学素子
を備えてなる特許請求の範囲第13項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/710,927 US4687958A (en) | 1985-03-12 | 1985-03-12 | Apparatus to transform a single frequency, linearly polarized laser beam into a high efficiency beam with two, orthogonally polarized frequencies |
| US710927 | 1996-09-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208885A JPS61208885A (ja) | 1986-09-17 |
| JPH0744301B2 true JPH0744301B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61053506A Expired - Lifetime JPH0744301B2 (ja) | 1985-03-12 | 1986-03-11 | 単周波数の直線偏光レーザービームを２周波数直交偏光の高効率ビームに変成する装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4687958A (ja) |
| EP (1) | EP0194940B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0744301B2 (ja) |
| DE (2) | DE194940T1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US4796983A (en) * | 1987-06-05 | 1989-01-10 | Stancil Daniel D | Optical frequency shifter using magnetostatic waves |
| US5120961A (en) * | 1990-03-16 | 1992-06-09 | Infrared Fiber Systems, Inc. | High sensitivity acousto-optic tunable filter spectrometer |
| US5374991A (en) * | 1991-03-29 | 1994-12-20 | Gradient Lens Corporation | Compact distance measuring interferometer |
| US5327216A (en) * | 1992-09-18 | 1994-07-05 | Shell Oil Company | Apparatus for remote seismic sensing of array signals using side-by-side retroreflectors |
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| US5317383A (en) * | 1992-09-18 | 1994-05-31 | Shell Oil Company | Array retroreflector apparatus for remote seismic sensing |
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| US5732095A (en) * | 1996-09-20 | 1998-03-24 | Hewlett-Packard Company | Dual harmonic-wavelength split-frequency laser |
| US5724136A (en) * | 1996-10-15 | 1998-03-03 | Zygo Corporation | Interferometric apparatus for measuring motions of a stage relative to fixed reflectors |
| US5917844A (en) * | 1997-04-25 | 1999-06-29 | Zygo Corporation | Apparatus for generating orthogonally polarized beams having different frequencies |
| US5970077A (en) * | 1997-04-25 | 1999-10-19 | Zygo Corporation | Apparatus for efficiently transforming a single frequency, linearly polarized laser beam into principally two orthogonally polarized beams having different frequencies |
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| US6157660A (en) | 1999-06-04 | 2000-12-05 | Zygo Corporation | Apparatus for generating linearly-orthogonally polarized light beams |
| US6778280B2 (en) * | 2001-07-06 | 2004-08-17 | Zygo Corporation | Interferometry system and method employing an angular difference in propagation between orthogonally polarized input beam components |
| DE102004022654A1 (de) * | 2003-05-15 | 2004-12-23 | Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto | Heterodynstrahl-Bereitstellung mit Aktivsteuerung zweier orthogonaler Polarisierungen |
| US6961129B2 (en) * | 2003-05-15 | 2005-11-01 | Agilent Technologies, Inc. | Active control of two orthogonal polarizations for heterodyne interferometry |
| US7375819B2 (en) * | 2005-11-01 | 2008-05-20 | Agilent Technologies, Inc. | System and method for generating beams of light using an anisotropic acousto-optic modulator |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5431816B2 (ja) * | 1973-12-14 | 1979-10-09 | ||
| US4052121A (en) * | 1975-09-10 | 1977-10-04 | Itek Corporation | Noncollinear tunable acousto-optic filter |
-
1985
- 1985-03-12 US US06/710,927 patent/US4687958A/en not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-03-11 JP JP61053506A patent/JPH0744301B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-11 EP EP86400505A patent/EP0194940B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-11 DE DE198686400505T patent/DE194940T1/de active Pending
- 1986-03-11 DE DE86400505T patent/DE3689127T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPS61208885A (ja) | 1986-09-17 |
| DE194940T1 (de) | 1987-04-09 |
| DE3689127D1 (de) | 1993-11-11 |
| EP0194940B1 (en) | 1993-10-06 |
| EP0194940A2 (en) | 1986-09-17 |
| EP0194940A3 (en) | 1989-05-03 |
| US4687958A (en) | 1987-08-18 |
| DE3689127T2 (de) | 1994-04-14 |
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