JPH0830664B2

JPH0830664B2 - フーリエ分光器用二光束干渉計

Info

Publication number: JPH0830664B2
Application number: JP28267689A
Authority: JP
Inventors: 寿一郎右近
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1989-10-30
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPH03144324A

Description

【発明の詳細な説明】｛産業上の利用分野｝本発明は、フーリエ分光器に用いられる二光束干渉計
に関するものである。

｛従来の技術｝フーリエ分光器用二光束干渉計として、例えば、第12
図に示したものが知られている。

第12図において、11は光源、12はビームスプリッタ、
13はビームスプリッタ12の反射光束が入射される固定平
面鏡、14はビームスプリッタ12の透過光束が入射される
可動平面鏡で、これは前記透過光束の光軸と平行に直線
的に往復動させるものである。15は検出器である。

そして、前記固定平面鏡13と可動平面鏡14とを、それ
らに対する各光束の入射角が０度になるように配置し
て、その入射光束と射出光束との光路をほぼ同じにし
て、固定平面鏡13と可動平面鏡14で反射された各光束が
ビームスプリッタ12に再入射するように構成されてい
る。

なお、前記可動平面鏡14を直線移動させる支持案内機
構（図示省略）としては、可動平面鏡14に対する透過光
束の入射光軸と射出光軸とをほぼ平行にするため、可動
平面鏡14の傾斜角度を１秒程度以下に極めて小さくする
ことが必要であるから、高精度のエアーベアリング、ま
たは平行四角形のリンク機構が使用されている。

この干渉計は、前記可動平面鏡14を、それに対する入
射光束の光軸と平行に直線移動させて、ビームスプリッ
タ12の透過光束の光路長を変化させて、光路長が一定の
前記反射光束との間に光路差を生じさせて、これらをビ
ームスプリッタ12で再結合し干渉させるものである。

第13図に示した干渉計も知られている。

第13図において、14aはビームスプリッタ12の透過光
束が入射される可動鏡で、これは３枚の平面鏡を互いに
垂直にして隣接させたキューブコーナ鏡で構成され、か
つ入射される透過光束の光軸と平行に直線的に往復動さ
せるものである。16は可動鏡14aから光束が入射され、
かつそれを可動鏡14aに戻す固定平面鏡である。他の構
成は、第12図に示した従来例と同じであるから、同符号
を付して示した。

この干渉計も、可動鏡14aを直線移動させることによ
って、ビームスプリッタ12の反射光束と透過光束との光
路長に差を生じさせて、それらをビームスプリッタ12に
再入射し結合させて干渉させるものである。

前記第12〜13図に示した各干渉計における、可動平面
鏡または可動鏡を直線移動させる支持案内機構を不要に
した干渉計として、第14図に示した干渉計が知られてい
る。

第14図において、21は光源、22は揺動プレートで、こ
れに一対の可動平面鏡23a,23bが、平行四辺形の相対し
た２辺の状態で平行に相対して立設固定され、かつ可動
平面鏡23a,23b間に、これらと平行にビームスプリッタ2
4が立設固定されている。

そして、揺動プレート22は支軸（図示省略）で回転可
能に支持されて、矢印で示したように回転揺動させるよ
うに構成され、かつ前記支軸の軸心が、可動平面鏡23a,
23bの表面と平行にされている。25は可動平面鏡23aから
ビームスプリッタ24の反射光束が入射され、かつこの反
射光束を同じ光路で反射して、再度可動平面鏡23aに入
射させる固定平面鏡、26はビームスプリッタ24の透過光
束が入射され、それを同じ光路で反射する固定平面鏡、
27は検出器である。

この干渉計は、ビームスプリッタ24の反射光束が、可
動平面鏡23aと固定平面鏡25とで反射されてビームスプ
リッタ24に再入射され、ビームスプリッタ24の透過光束
は、固定平面鏡26で反射されてビームスプリッタ24に再
入射されるものであるが、可動平面鏡23a,23bとビーム
スプリッタ24は揺動プレート22で同時に回転揺動させて
いる。

したがって、光源21から固定平面鏡25までの反射光束
の光路長が変化して、光路長が一定の透過光束の光路長
との間に差が生じるから、これらがビームスプリッタ24
に再入射されると、結合し干渉するものである。

｛発明か解決しようとする課題｝前記従来の干渉計において、第12図に示した干渉計
は、可動平面鏡14の傾斜角度を１秒程度以下に極めて小
さくすることが要求される。このため、可動平面鏡14の
支持案内機構として、高精度のエアーベアリング、また
は平行四辺形のリンク機構が使用されている。

しかし、エアーベアリングを使用すると、常にエアを
供給することが必要であるから、その操作が煩雑にな
り、かつ高価になるなどの問題がある。また、平行四辺
形のリンク機構は、相対する各リンクの長さを完全に一
致させることが必要であるから、各リンクに極めて高い
寸法精度が要求されるとともに、その組立てにも高精度
が要求される難点があり、かつ高価であるから干渉計の
コストが高くなる問題がある。

しかも、いずれの支持案内機構も、高精度であるか
ら、例えば、温度変化による各部品の少しの変形など
が、可動平面鏡14の支持に影響して、それの傾斜角度を
変化させ、可動平面鏡14に対する入射光軸と、それから
の射出光軸のずれが大きくなる問題もある。

さらに、ビームスプリッタ12の反射光束と透過光束の
それぞれが異なった空間を通過するから、前記反射光束
と透過光束のそれぞれは、空気の擾乱状態が異なる空間
を通過する。このため、前記空気の擾乱に影響されて反
射光束と透過光束のそれそれの波面に生じる乱れに差が
生じるから、反射光束と透過光束とがビームスプリッタ
12で再結合したとき、前記乱れの差が残存して、それが
フーリエ分光器のインターフェログラムにノイズとして
現れるおそれが大きい問題もある。

第13図に示した従来例では、可動鏡14aとしてキュー
ブコーナ鏡を使用しているから、それを直線移動させた
ときの傾斜による入射光束と射出光束の波面の傾斜が小
さくなり、可動鏡を支持案内する支持案内機構に対して
要求される精度は、第12図に示した前記干渉計に比して
低くなるから、前記支持案内機構の精度に関する問題は
比較的小さい。

しかし、その半面、可動鏡14aを構成するキューブコ
ーナ鏡に対して極めて高い精度が要求される。すなわ
ち、３枚の各平面鏡は、互いに完全な垂直関係を維持し
て隣接していることが必要であり、その角度差の許容値
は１秒程度以下である。したがって、高精度のキューブ
コーナ鏡をうることが困難であり、かつ高精度のキュー
ブコーナ鏡を得ても高価になるから、干渉計のコストが
大きく上昇する問題がある。

キューブコーナ鏡と同じ作用をする鏡として、２枚の
平面鏡を垂直に隣接させた屋根形鏡もあるが、これも高
精度の調整に関する難点がある。

また、ビームスプリッタ12の反射光束と透過光束とが
通過する空間が異なるから、その各空間の空気の擾乱の
差に起因して生じるノイズの問題も、第12図の前記従来
の干渉計と同様に発生する。

第14図に示した前記干渉計は、揺動プレート22で可動
平面鏡23a,23bとビームスプリッタ24とを回転揺動させ
るものであって、揺動プレート22に設けた支軸の回転支
持機構の精度を高くすることは、第12〜13図に示した干
渉計における直線移動の支持案内機構の精度を高くする
ことに比して容易であり、その支持機構のコスト引き下
げが可能であり、前記直線移動の支持案内機構から生じ
る課題をほぼ解決できる。

しかし、この干渉計は、可動平面鏡23a,23bとビーム
スプリッタ24とを揺動プレート22で回転揺動させて、反
射光束の光路長のみを変化させるから、この反射光束と
透過光束との光路長の差を大きくすることが困難な問題
がある。また、反射光束と透過光束とのそれぞれが通過
する空間が異なるから、その各空間の空気の擾乱の差に
起因して生じるノイズの問題は、第12〜13図に示した前
記従来の干渉計と同様に発生する。

本発明は、第14図に示した、可動鏡を回転揺動させる
干渉計における、上記のような問題を解決するものであ
って、ビームスプリッタの反射光束と透過光束との光路
長の差を大きくすることが可能であり、かつ前記反射光
束と透過光束とが通過する各空間の空気の擾乱の差に起
因してインターフェログラムに生じるノイズの問題を解
決することが可能なフーリエ分光器用二光束干渉計をう
ることを目的とするものである。

｛課題を解決するための手段｝本発明のフーリエ分光器用二光束干渉計における第１
発明は、一対の可動平面鏡を間隔をおき平行に相対向さ
せて揺動部材に立設固定するとともに、前記可動平面鏡
の立設方向に直交する面内で、前記揺動部材が回転揺動
可能に構成され、前記一対の可動平面鏡の一方に反射光
束を、他方の可動平面鏡に透過光束を入射させるビーム
スプリッタ、及び各可動平面鏡で反射された前記反射光
束と透過光束が入射され、その各光束を各可動平面鏡を
経てビームスプリッタに再入射させる一対の固定鏡が揺
動部材以外の位置にそれぞれ配置され、かつ前記各可動
平面鏡に入射された反射光束と透過光束とが、相対した
他方の可動平面鏡に入射されてから各固定鏡とビームス
プリッタに入射されることを特徴とするものである。

前記固定鏡としては、１枚の平面鏡、または２枚の平
面鏡を互いに垂直に隣接させてなる屋根形鏡を使用す
る。

第２発明は、一対の可動平面鏡が間隔をおき相対して
揺動部材に立設固定され、この一対の可動平面鏡の一方
に反射光束を、他方の可動平面鏡に透過光束を入射させ
るビームスプリッタ、及び各可動平面鏡で反射された前
記反射光束と透過光束とが入射され、その各光束を前記
可動平面鏡を経て前記ビームスプリッタに再入射させる
一対の固定鏡が揺動部材以外の位置にそれぞれ配置さ
れ、前記各可動平面鏡が、それらのビームスプリッタ側
と固定鏡側の各端部間隔が中心側間隔よりも大きく、ま
たは小さくなる山形に構成されるとともに、この一対の
各可動平面鏡を構成した傾斜方向が同じ平面鏡が互いに
平行にされ、この可動平面鏡の立設方向に直交する面内
で、前記揺動部材が回転揺動可能に構成されるととも
に、揺動部材の揺動軸心が可能平面鏡の表面と平行であ
り、かつ前記各可動平面鏡に入射されたは反射光束と透
過光束とが、相対した他方の可動平面鏡に入射されてか
ら各固定鏡とビームスプリッタに入射されることを特徴
とするものである。

第３発明は、ビームスプリッタの反射光束と透過光束
が入射される一対の可動平面鏡が、間隔をおいて相対向
し、かつ前記ビームスプリッタ側の端部間隔が、固定鏡
側の端部の間隔よりも大きくまたは小さくなるように相
互に傾斜して揺動部材に立設固定され、各可動平面鏡で
反射された前記反射光束と透過光束とが入射され、その
各光束を前記各可動平面鏡を経て前記ビームスプリッタ
に再入射させる一対の固定鏡と前記ビームスプリッタと
が揺動部材以外の位置に配置され、前記可動平面鏡の立
設方向に直交する面内で、前記揺動部材が回転揺動可能
に構成されるとともに、揺動部材の揺動軸心が可動平面
鏡の表面と平行であり、かつ前記各可動平面鏡に入射さ
れた反射光束と透過光束とが、相対した他方の可動平面
鏡に入射されてから各固定鏡とビームスプリッタに入射
されることを特徴とするものである。

第２〜３発明の前記各固定鏡は、屋根形鏡を使用する
ことが、揺動部材の前記揺動軸心の揺れなどで、反射光
束と透過光束の光軸が傾斜した場合にも、その揺れなど
に対する影響を小さくして、各光束をビームスプリッタ
に再入射させること対して適する。しかし、前記揺動部
材の揺動軸心の揺れなどのおそれがないときは、固定鏡
として１枚の平面鏡を使用することも可能である。

第４発明は、一対の可動平面鏡が間隔をおき平行に相
対向させて揺動部材に立設固定されるとともに、前記可
動平面鏡の立設方向に直交する面内で、前記揺動部材が
回転揺動可能に構成され、前記一対の可動平面鏡の一方
に反射光束を、他方の可動平面鏡に透過光束を入射させ
るビームスプリッタが揺動部材以外の位置に配置され、
かつ各可動平面鏡が射出した反射光束と透過光束が入射
され、その各入射光路と異なる光路で、反射光束と透過
光束を各可動平面鏡に射出する、複数の平面鏡を互いに
垂直に隣接させてなる一対の固定多面鏡が、それらの前
記入射光束と射出光束の異なる各光路が可動平面鏡の立
設方向に重なる対応位置状態に並ぶようにして、前記揺
動部材を挟んでビームスプリッタの反対側における前記
揺動部材以外の位置に配置され、この各固定多面鏡から
各可動平面鏡に射出された反射光束と透過光束が入射さ
れ、その各光束を各可動平面鏡と各固定多面鏡を経てビ
ームスプリッタに再入射させる一対の固定鏡がビームス
プリッタ側で揺動部材以外の位置に配置され、かつ各可
動平面鏡に入射された反射光束と透過光束とが、相対し
た他方の可動平面鏡に入射されてから前記各固定多面
鏡、各固定鏡、ビーススプリッタに入射されることを特
徴とするものである。

｛作用｝前記第１〜３発明の各干渉計は、その揺動部材で、そ
れに立設された一対の可動平面鏡を適当な回転角で揺動
させて、その一方にビームスプリッタの反射光束を、他
方に透過光束をそれぞれ入射する。この反射光束と透過
光束とは、相対した他方の可動平面鏡に入射されてか
ら、一対の固定鏡に入射される。これらの各固定鏡が、
入射された反射光束と透過光束とを各可動平面鏡を経て
ビームスプリッタに再入射させて結合し干渉させるもの
である。

前記のように、一対の可動平面鏡を同時に回転揺動さ
せるから、ビームスプリッタと各固定鏡間を、各可動平
面鏡を経て進行する反射光束と透過光束との光路長が、
一方では長く、他方では短く変化して両光路長に差が生
じ、ビームスプリッタに再入射結合された反射光束と透
過光束でインターフェログラムが生じるものである。

そして、ビームスプリッタの反射光束と透過光束と
は、立設固定された可動平面鏡間のほぼ同じ空間を同時
に経過する。すなわち、前記両光束はほぼ同じ空間を同
時に通過するから、両光束の通過などに伴って生じるそ
の場所の空気の擾乱状態はほぼ同じになり、この空気の
擾乱の影響で両光束の波面に生じる乱れはほぼ同じにな
る。したがって、反射光束と透過光束とがビーススプリ
ッタに再入射されて結合されると、それらの前記各波面
の乱れのほぼすべてを互いに打ち消し合う。

第４発明の干渉計も、揺動部材を回転揺動させて、ビ
ームスプリッタの反射光束と透過光束を一対の可動平面
鏡に各別に入射する。この各光束は、相対した他方の可
動平面鏡で反射されてから、各固定多面鏡のある面に入
射される。この各固定多面鏡に入射された各光束は、固
定多面鏡の他の面に入射されてから射出されて、各可動
平面鏡に戻される。この各可動平面鏡に戻された各光束
の方向は、固定多面鏡に入射されるときの方向と同じで
あるが、可動平面鏡の立設方向に重なる対応位置状態で
光路位置が異なるから、ビームスプリッタに入射される
ことなく、各固定平面鏡に入射されて再度可動平面鏡を
経て各固定多面鏡に戻される。この各固定多面鏡に戻さ
れた各光束が、各可動平面鏡を経てビームスプリッタに
再入射され干渉するものである。

すなわち、ビーススプリッタから射出された反射光束
と透過光束とは、各可動平面鏡を２往復してビーススプ
リッタに再入射されるから、可動平面鏡の揺動角度が同
じであるならば、第１〜３発明に較べて、２倍の光路差
が生じる。

｛実施例｝本発明のフーリエ分光器用二光束干渉計の第１実施例
を第１〜２図について説明する。この実施例は第１発明
に対応するものである。

第１〜２図において、１は板体その他で構成された揺
動部材で、その上側に一対の可動平面鏡2a,2bが、間隔
をおき平行に相対向させて立設固定されている。３は光
源、４は光源３の光束を可動平面鏡2a,2bのそれぞれに
入射させるビーススプリッタ、5aはビーススプリッタ４
の反射光束、5bはビーススプリッタ４の透過光束であ
る。

6a,6bは前記反射光束5aと透過光束5bのそれぞれが、
可動平面鏡2a,2bから入射される１枚の平面鏡からなる
固定鏡である。これらの固定鏡6a,6bは、入射される反
射光束5aと透過光束5bの入射角度が０度になるように調
整配置されて、固定鏡6a,6bに入射及び射出される各光
束の光軸がほぼ平行になるようにされている。したがっ
て、固定鏡6a,6bを射出した反射光束5aと透過光束5b
は、可動平面鏡2a,2bで反射されてビームスプリッタ４
に再入射される。７は可動平面鏡2a,2bの立設方向と同
方向にして揺動部材１に設けられた支軸、８は検出器で
ある。

この干渉計は、第１図に矢印で示したように、揺動部
材１を回転揺動させて、光源３からビームスプリッタ４
に光束が入射され、ビームスプリッタ４の反射光束5a
が、可動平面鏡2a,2bの順序で反射されて固定鏡6aに入
射角０度で入射され、かつ固定鏡6aから入射光路とほぼ
平行な光路で射出されて、可動平面鏡2b,2aの順序で反
射されてビームスプリッタ４に再入射する。

一方、ビームスプリッタ４の透過光束5bは、可動平面
鏡2b,2aの順序で反射されて入射角０度で固定平面鏡6b
に入射する。この透過光束5bも、入射光路とほぼ平行な
光路で固定鏡6bから射出されて可動平面鏡2a,2bの順序
で反射されてビームスプリッタ４に再入射されて、前記
反射光束5aと結合するが、可動平面鏡2a,2bは、前記の
ように回転揺動している。

したがって、可動平面鏡2a,2bが、例えば鎖線で示し
た状態に揺動したときの、ビームスプリッタ４と固定平
面鏡6a,6b間の各光路長は、鎖線で示したように、反射
光束5aが長く、透過光束5bが短く変化して、反射光束5a
と透過光束5bの光路長に大きな差が生じる。

なお、可動平面鏡2a,2bが、鎖線と逆の方向に回転揺
動したときは、反射光束5aの光路長が短く、透過光束5b
の光路長が長く変化する。

このように、可動平面鏡2a,2bを同時に回転揺動させ
るから、その揺動方向に対応して、反射光束5aと透過光
束5bの各光路長が、同時に逆の関係で長くまたは短く変
化するから各光路長の差は、第14図に示した前記従来例
の干渉計の光路長の差の２倍に長くなる。

また、反射光束5aと透過光束5bは、相対して立設固定
された可動平面鏡2a,2b間のほぼ同じ空間を同時に通過
する。すなわち、反射光束5aと透過光束5bが空気に擾乱
が生じている場所を通過しても、その擾乱状態がほぼ同
じ空気中を反射光束5aと透過光束5bとが同時に通過する
ことになるから、前記空気の擾乱に影響されて反射光束
5aと透過光束5bの波面に生じる乱れはほぼ同じになる。

したがって、反射光束5aと透過光束5bとがビームスプ
リッタ４に再入射結合されると、それらの前記波面の乱
れのほぼすべてを互いに打消し合うから、前記波面の乱
れの一部が残って、それがフーリエ分光器のインターフ
ェログラムにノイズとして現れることをほぼなくするこ
とができる。

なお、この第１実施例の干渉計のように、揺動部材１
に一対の可動平面鏡2a,2bを間隔をおき平行に相対向さ
せて立設固定する。そして、例えば可動平面鏡2aに入射
された光束を可動平面鏡2bに入射して射出すると、この
射出光束の光軸は、揺動部材１の揺動角度にかかわらず
常に平行になり、かつ前記射出光軸が常に平行になるこ
とは、揺動部材１の支軸７が、ぶれなどによって径方向
に移動しても同じであることが知られている。

したがって、この干渉計は、ビームスプリッタ４から
射出された反射光束5aと透過光束5bとを、回転揺動する
可動平面鏡2a,2bと、固定して配置された固定鏡6a,6bで
順次に反射させて、それらの光路長に大きな差を生じさ
せてビームスプリッタ４に確実に再入射結合させて干渉
を生じさせることができる。

しかも、この干渉計は外来振動を受けて、支軸７がぶ
れなどによって径方向に移動しても、反射光束5aと透過
光束5bとをビームスプリッタ４に確実に再入射させうる
ことが、前記から明らかであるから、前記外来振動で反
射光束5aと透過光束5bとの干渉作用に影響を受けること
がなく、ほぼ任意の場所に設置して使用することが可能
である。また、支軸７の支持機構の精度を特に高くする
ことは不要であるから、支軸７の支持機構の製造、組立
てが容易で、そのコストを引き下げることも容易であ
る。

この実施例では、固定鏡6a,6bをそれぞれ１枚の平面
鏡で構成しているが、第３図に示した、２枚の平面鏡を
互いに垂直に隣接させてなる屋根形鏡も使用可能であ
る。そして、支軸７は、揺動部材１のほぼ中心位置に配
置しているが、支軸７の任意は任意である。

第４図は第２実施例で、第２発明に対応するものであ
る。

第４図において、１は揺動部材で、これに可動平面鏡
2a,2bが間隔をおき相対向して立設固定されている。そ
して、可動平面鏡2aが平面鏡2a₁,2a₂で、可動平面鏡2b
が平面鏡2b₁,2b₂でそれぞれ山形に構成され、かつこの
可動平面鏡2a,2bが、それらの両端側間隔が中心側間隔
よりも大きくなるように配置されるとともに、それらの
傾斜方向が同じである平面鏡2a₁,2b₂及び平面鏡2b₁,2b₂
がそれぞれ平行になっている。

３は光源、４は光源３の光束を可動平面鏡2a₁,2b₁の
それぞれに入射させるビームスプリッタ、5aはビームス
プリッタ４の反射光束、5bはビームスプリッタ４の透過
光束である。

6a,6bは前記反射光束5aと透過光束5bのそれぞれが、
可動平面鏡2a,2bの平面鏡2a₂,2b₂から入射され、かつそ
の各光束を平面鏡2a₂,2b₂に戻す固定鏡で、これらは１
枚の平面鏡で構成されている。７は可動平面鏡2aの立設
方向と同方向で、軸心を可動平面鏡2aの表面と平行にし
て、揺動部材１に設けられた支軸、８は検出器である。

この干渉計も、光源３からビームスプリッタ４に光束
が入射され、このビームスプリッタ４を反射した反射光
束5aは、可動平面鏡2a,2bの順序で反射されて固定鏡6a
に入射され、かつ射出されて可動平面鏡2b,2aの順序で
反射してビームスプリッタ４に再入射する。

ビームスプリッタ４を透過した透過光束5bは、可動平
面鏡2b,2aの順序で反射されて固定鏡6bに入射され、か
つ射出されて可動平面鏡2a,2bの順序で反射してビーム
スプリッタ４に再入射されて、前記反射光束5aと結合し
て干渉が生じるものである。

一方、矢印で示したように、揺動部材１の回転揺動で
可動平面鏡2a,2bを回転揺動させるから、反射光束5aを
実線と鎖線とで示したように、揺動部材１の揺動方向に
対応して反射光束5aと透過光束5bとの各光路長が、同時
に逆の関係で長くまたは短く変化するから光路差が大き
くなる。

なお、この第２実施例のように、２枚の鏡を平行で相
対して立設固定されているとき、これらの鏡の表面と軸
心が平行の軸で前記各鏡を回転揺動させ、かつ一方の鏡
に入射された光束を他方の鏡に入射して射出させた場
合、この射出された光束の光軸は、前記揺動角度にかか
わらずビームスプリッタから射出した光軸に対して常に
平行になることが知られている。

したがって、この干渉計も、ビームスプリッタ４から
射出された反射光束5aと透過光束5bとを、回転揺動する
可動平面鏡2a,2bと、固定して配置された固定鏡6a,6bで
順次に反射させて、それらの光路長に大きな差を生じさ
せてビームスプリッタ４に確実に再入射結合させて干渉
を生じさせることができる。

また、この干渉計は、可動平面鏡2aが平面鏡2a₁,2a₂
で、可動平面鏡2bが平面鏡2b₁,2b₂でそれぞれ山形に形
成されており、平面鏡2a₁,2b₁に入射される反射光束5a
と透過光束5bの入射角、反射角が、前記第１実施例の干
渉計に比して小さくなるから、ビームスプリッタ４と固
定平面鏡6a,6bとが並んだ方向の干渉計の寸法を短縮
し、コンパクトにすることができる。

なお、前記固定平面鏡6a,6bとしては、第３図に示し
た屋根形鏡を使用することもできる。

この干渉計も、反射光束5aと透過光束5bとは、ほぼ同
じ空間を同時に通過するから、その干渉計内の空気の擾
乱に起因してインターフェログラムにノイズが現れるこ
とを防ぐことができる。

第５図は第３実施例で、これも第２発明に対応するも
のである。

この第３実施例も、揺動部材１に立設固定した可動平
面鏡2a,2bそれぞれが山形に構成され、かつ可動平面鏡2
a,2bを構成した平面鏡2a₁,2a₂と平面鏡2b₁,2b₂の傾斜方
向を、第４図に示した前記第２実施例の平面鏡2a₁,2a₂,
2b₁,2b₂の傾斜方向と反対にしたものである。

すなわち、可動平面鏡2a,2bの両端側間隔が中心側間
隔よりも小さくなるように構成されており、傾斜方向が
同じである平面鏡2a₁,2b₂及び平面鏡2b₁,2a₂がそれぞれ
平行である。

他の構成は、第４図に示した第２実施例と同じである
から、同符号を付して示した。

また、反射光束5aと透過光束5bとの光路長に差を生じ
させて、両光束5a,5bをビームスプリッタ４に再入射さ
せて干渉させる作用も、前記第２実施例の干渉計と同じ
である。そして、この干渉計も、反射光束5aと透過光束
5bとは、ほぼ同じ空間を同時に通過するから、その干渉
計内の空気の擾乱に起因してインターフェログラムにノ
イズが現れることを防ぐことができる。

第６〜７図は第４実施例で、第３発明に対応するもの
である。

この干渉計は、揺動部材１に間隔をおいて相対して可
動平面鏡2a,2bが立設固定され、かつこれらの可動平面
鏡2a,2bは、ビームスプリッタ４側端部の間隔が、他端
側の間隔よりも大きくなるように相対的に傾斜させてい
る。

そして、ビームスプリッタ４から射出された反射光束
5aと透過光束5bが、前記可動平面鏡2a,2bを経て入射さ
れ、かつそれらを可動平面鏡2a,2bに戻す固定鏡6a,6b
が、前記第３図に示した屋根形鏡で構成されている。３
は光源、７は支軸で、その軸心は可動平面鏡2a,2bの表
面と平行になっている。８は検出器である。

この干渉計も、ビームスプリッタ４と固定平面鏡6a,6
bとが並んだ方向の寸法を短くして、干渉計を小型化す
ることが可能である。

ビームスプリッタ４から射出された反射光束5aと透過
光束5bとの光路長に差を生じさせて、両光束5a,5bをビ
ームスプリッタ４に再入射させ干渉させる作用は、前記
第１実施例の干渉計と同じである。

この干渉計の屋根計鏡からなる固定鏡6a、6bは、その
稜線を光軸高さに一致させて設置される。そして、第７
図に固定鏡6aについて示したように、入射された反射光
束5aを、相対した他の面に入射してから射出するから、
例えば、支軸７にぶれが生じて、入射光線Ａが鎖線と破
線で示したように傾斜したとしても、射出光線Ｂの傾斜
角は、入射光線Ａの傾斜角と同じであるから、射出光線
Ｂを可動平面鏡6aを経てビームスプリッタ４に確実に再
入射させることができる。この固定鏡6aの作用は、固定
鏡6bも同じである。したがって、支軸７の支持機構の製
造その他が容易である。

また、反射光束5aと透過光束5bとは、ほぼ同じ空間を
同時に通過するから、その空気の擾乱に起因してインタ
ーフェログラムにノイズが現れることを防ぐことができ
る。

第８図は第５実施例で、これも第３発明に対応するも
のである。

この干渉計は、揺動部材１に可動平面鏡2a,2bが立設
固定され、かつこれらの可動平面鏡2a,2bは、それらの
ビームスプリッタ４側の端部間隔が、固定鏡6a,6b側の
端部間隔よりも小さくなるように相互に傾斜している。

他の構成は、第６図に示した前記第４実施例の干渉計
と同じであるから、同符号を付して示した。

そして、反射光束5aと透過光束5bとの光路長に差を生
じさせて、両光束5a,5bをビームスプリッタ４に再入射
させ干渉させる作用、及び空気の擾乱に関する作用も前
記第４実施例の干渉計と同じである。

第９〜10図は第６実施例で、第４発明に対応するもの
である。

この干渉計は、一対の可動平面鏡2a,2bを間隔をおい
て平行に相対向させて揺動部材１に立設固定している。
３は光源、４は光源３の光束を可動平面鏡2a,2bのそれ
ぞれに入射させるビームスプリッタ、5aはビームスプリ
ッタ４の反射光束、5bはビームスプリッタ４の透過光束
である。

9a,9bは屋根形鏡からなる固定多面鏡で、これらはそ
の一方の面に可動平面鏡2a,2bから反射光束5aと透過光
束5bとが各別に入射され、この入射された前記各光束5
a,5bを他方の面から可動平面鏡2a,2bに射出するように
構成されている。したがって、固定多面鏡9a,9bは、第1
0図に固定多面鏡9aについて示したように、固定多面鏡9
aの一方の面に入射された反射光束5aを他方の面に再度
入射してから射出するので、固定多面鏡9aに対する入射
光束と射出光束の各光路は異なる。そして、固定多面鏡
9a,9bは、それらに対する前記入射光路と射出光束との
各光路が、可動平面鏡2a,2bの立設方向に重なる対応位
置状態に並ぶようにして、揺動部材１を挟んでビームス
プリッタ４の反対側に配置されている。

10a,10bは前記固定多面鏡9a,9bから可動平面鏡2a,2b
に戻された反射光束5aと透過光束5bとが各別に入射さ
れ、かつその各光束を再度可動平面鏡2a,2bに戻して、
ビームスプリッタ４に再入射させる、１枚の平面鏡で構
成された固定鏡であって、これらの固定鏡10a,10bは、
ビームスプリッタ４から射出、または、それに入射され
る反射光束5aと透過光束5bの光路と重ならない位置に配
置されている。７は可動平面鏡2a,2bの立設方向と同方
向にして揺動部材１に設けた支軸、８は検出器である。

この干渉計の基本構成は、第１〜２図に示した第１実
施例と同じであって、揺動部材１を、矢印で示したよう
に適当な回転角で回転揺動させて、その可動平面鏡2aに
反射光束5aを、可動平面鏡2bに透過光束5bを入射する。
これらの反射光束5aと透過光束5bは可動平面鏡2a,2bを
経て固定多面鏡9a,9bに入射され、かつこの各入射光路
と異なった光路で射出されて固定鏡10a,10bに入射され
る。（第10図参照）固定鏡10a,10bに入射された反射光束5aと透過光束5b
とは、可動平面鏡2a,2bを経て固定多面鏡9a,9bに戻さ
れ、これらの固定多面鏡9a,9bが可動平面鏡2a,2bを経て
ビームスプリッタ４に再入射させる。ビームスプリッタ
４に再入射された反射光束5aと透過光束5bは、可動平面
鏡2a,2bの回転揺動で、各光路長の一方が長く、他方が
短く変化しているから、結合によって干渉が生じ、揺動
によってインターフェログラムを得ることができる。

このように、ビームスプリッタ４から射出されて、ビ
ームスプリッタ４に入射される反射光束5aと透過光束5b
とは、可動平面鏡2a,2bを２往復する間に各光路長に変
化が生じるから、この光路差は、揺動部材１の揺動角を
同じとして、前記第１〜５実施例の各干渉計の光路差の
更に２倍と大きくなり、より高分解能のスペクトルをう
ることができる。

そして、前記第１実施例と同様に、支軸７のぶれなど
に関係なく、可動平面鏡2a,2bから射出する光束の光軸
は常にほぼ平行になるから、支持機構の製造その他が容
易であり、かつ常に安定的に反射光束5aと透過光束5bと
に干渉作用を生じさせることができる。また、反射光束
5aと透過光束5bとは、ほぼ同じ空間を通過するから、こ
の空気の擾乱に起因してインターフェログラムに現れる
ノイズの問題も解決できる。

なお、固定多面鏡9a,9bとしては、第11図に示した、
３枚の平面鏡からなるキューブコーナ鏡を使用すること
も可能である。

｛発明の効果｝本発明のフーリエ分光器用二光束干渉計は、上記のよ
うに、一対の可動平面鏡を相対して揺動部材に立設固定
し、揺動部材で一対の可動平面鏡をある角度で回転揺動
させて、ビームスプリッタの反射光束と透過光束のそれ
ぞれを一対の可動平面鏡間で反射させてから、各別に固
定鏡に入射し、その各光束を各可動平面鏡を経てビーム
スプリッタに再入射結合させて干渉させるものである。

したがって、前記反射光束と透過光束の各光路には、
一対の可動平面鏡が回転揺動することによって、その一
方が長く、他方が短く変化して差が生じるから、両光路
長の差を、一方の光束の光路長を変化させた場合の２倍
に大きくすることができる。

そして、ビームスプリッタの反射光束と透過光束と
は、立設固定された可動平面鏡間のほぼ同じ空間を同時
に通過するから、空気に擾乱がある場合、この空気の擾
乱の影響で両光束の波面に生じる乱れはほぼ同じにな
る。したがって、反射光束と透過光束とがビームスプリ
ッタに再入射結合されると、それらの前記各波面の乱れ
のほぼすべてを互いに打ち消し合うから、前記波面の乱
れの一部が残って、それがフーリエ分光器のインターフ
ェログラムにノイズとして現れることをほぼなくするこ
とができる。

しかも、請求光（１）、（２）、（４）の干渉計は、
一対の可動平面鏡を平行にしているから、各可動平面鏡
から固定鏡に射出される光束の光軸は揺動部材の揺動角
にかかわらず常にほぼ平行になり、しかも、揺動部材の
揺動軸心が移動しても、前記射出光軸がほぼ平行になる
ことには変化がない。したがって、揺動部材の支持機構
の精度を特に高くするようなことは不要であるから、そ
のコストを引下げることが可能であり、かつ外来振動な
どに影響されることなく、ビームスプリッタから射出さ
れた反射光束と透過光束とを、一対の可動平面鏡と固定
鏡とで反射してビームスプリッタに常に確実に再入射結
合させて干渉させることができる。

そして、請求鏡（２）の干渉計で、その一対の可動平
面鏡を、それらの中心側よりも両端部側の間隔が大きく
なるように山形に構成し、また、請求項（３）の干渉計
で、一対の可動平面鏡を、それらのビームスプリッタ側
の端部間隔を他方の端部間隔よりも大きくなるように配
置すれば、各可動平面鏡に対する反射光束と透過光束の
入射角と反射角が、請求項（１）の干渉計に比して小さ
くなるから、ビームスプリッタと固定平面鏡が並んだ方
向の寸法を短縮して、干渉計をコンパクトにすることが
可能である。

さらに、請求項（４）の干渉計は、前記反射光束と透
過光束とを、一対の可動平面鏡を２往復してからビーム
スプリッタに再入射させるから、反射光束と透過光束の
各光路長の差を、揺動部材の回転揺動角を同じにしたと
して、請求項（１）の干渉計の２倍にすることが可能で
あるから、より高分解能のスペクトルをうることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は本発明の第１実施例を示し、第１図は平面
図、第２図は一部を省略した正面図、第３図は異なった
固定鏡の斜視図、第４図は第２実施例の平面図、第５図
は第３実施例の平面図、第６〜７図は第４実施例を示
し、第６図は平面図、第７図は固定鏡の側面図、第８図
は第５実施例の平面図、第９〜10図は第６実施例を示
し、第９図は平面図、第10図は反射光束の進行状態の説
明図、第11図は異なった固定鏡の斜視図、第12図、第13
図、第14図はそれぞれ異なった従来例の平面図である。 1:揺動部材、2a・2b:可動平面鏡、2a₁・2a₂・2b₁・2b₂:
平面鏡、4:ビームスプリッタ、5a:反射光束、5b:透過光
束、6a・6b・10a・10b:固定鏡、7:支軸、9a・9b:固定多
面鏡。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の可動平面鏡を間隔をおき平行に相対
向させて揺動部材に立設固定するとともに、前記可動平
面鏡の立設方向に直交する面内で、前記揺動部材が回転
揺動可能に構成され、前記一対の可動平面鏡の一方に反
射光束を、他方の可動平面鏡に透過光束を入射させるビ
ームスプリッタ、及び各可動平面鏡で反射された前記反
射光束と透過光束が入射され、その各光束を各可動平面
鏡を経てビームスプリッタに再入射させる一対の固定鏡
が揺動部材以外の位置にそれぞれ配置され、かつ前記各
可動平面鏡に入射された反射光束と透過光束とが、相対
した他方の可動平面鏡に入射されてから各固定鏡とビー
ムスプリッタに入射されるフーリエ分光器用二光束干渉
計。
【請求項２】一対の可動平面鏡が間隔をおき相対して揺
動部材に立設固定され、この一対の可動平面鏡の一方に
反射光束を、他方の可動平面鏡に透過光束を入射させる
ビームスプリッタ、及び各可動平面鏡で反射された前記
反射光束と透過光束とが入射され、その各光束を前記可
動平面鏡を経て前記ビームスプリッタに再入射させる一
対の固定鏡が揺動部材以外の位置にそれぞれ配置され、
前記各可動平面鏡か、それらのビームスプリッタ側と固
定鏡側の各端部間隔が中心側間隔よりも大きく、または
小さくなる山形に構成されるとともに、この一対の各可
動平面鏡を構成した傾斜方向が同じ平面鏡が互いに平行
にされ、この可動平面鏡の立設方向に直交する面内で、
前記揺動部材が回転揺動可能に構成されるとともに、揺
動部材の揺動軸心が可動平面鏡の表面と平行であり、か
つ前記各可動平面鏡に入射された反射光束と透過光束と
が、相対した他方の可動平面鏡に入射されてから各固定
鏡とビームスプリッタに入射されるフーリエ分光器用二
光束干渉計。
【請求項３】ビームスプリッタの反射光束と透過光束が
入射される一対の可動平面鏡が、間隔をおいて相対向
し、かつ前記ビームスプリッタ側の端部間隔が、固定鏡
側の端部の間隔よりも大きくまたは小さくなるように相
互に傾斜して揺動部材に立設固定され、各可動平面鏡で
反射された前記反射光束と透過光束とが入射され、その
各光束を前記各可動平面鏡を経て前記ビームスプリッタ
に再入射させる一対の固定鏡と前記ビームスプリッタと
が揺動部材以外の位置に配置され、前記可動平面鏡の立
設方向に直交する面内で、前記揺動部材が回転揺動可能
に構成されるとともに、揺動部材の揺動軸心が可動平面
鏡の表面と平行であり、かつ前記各可動平面鏡に入射さ
れた反射光束と透過光束とが、相対した他方の可動平面
鏡に入射されてから各固定鏡とビームスプリッタに入射
されるフーリエ分光器用二光束干渉計。
【請求項４】一対の可動平面鏡が間隔をおき平行に相対
向させて揺動部材に立設固定されるとともに、前記可動
平面鏡の立設方向に直交する面内で、前記揺動部材が回
転揺動可能に構成され、前記一対の可動平面鏡の一方に
反射光束を、他方の可動平面鏡に透過光束を入射させる
ビームスプリッタが揺動部材以外の位置に配置され、か
つ各可動平面鏡が射出した反射光束と透過光束が入射さ
れ、その各入射光路と異なる光路で、反射光束と透過光
束を各可動平面鏡に射出する、複数の平面鏡を互いに垂
直に隣接させてなる一対の固定多面鏡が、それらの前記
入射光束と射出光束の異なる各光路が可動平面鏡の立設
方向に重なる対応位置状態に並ぶようにして、前記揺動
部材を挟んでビームスプリッタの反対側における前記揺
動部材以外の位置に配置され、この各固定多面鏡から各
可動平面鏡に射出された反射光束と透過光束が入射さ
れ、その各光束を各可動平面鏡と各固定多面鏡を経てビ
ームスプリッタに再入射させる一対の固定鏡がビームス
プリッタ側で揺動部材以外の位置に配置され、かつ各可
動平面鏡に入射された反射光束と透過光束とが、相対し
た他方の可動平面鏡に入射されてから各固定多面鏡、各
固定鏡、ビームスプリッタに入射されるフーリエ分光器
用二光束干渉計。