JPH0989675A - 光波長計 - Google Patents

光波長計

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Publication number
JPH0989675A
JPH0989675A JP27342395A JP27342395A JPH0989675A JP H0989675 A JPH0989675 A JP H0989675A JP 27342395 A JP27342395 A JP 27342395A JP 27342395 A JP27342395 A JP 27342395A JP H0989675 A JPH0989675 A JP H0989675A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
signal
measurement
beam splitter
fraction
Prior art date
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Pending
Application number
JP27342395A
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English (en)
Inventor
Shinya Nagashima
伸哉 長島
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.)
Ando Electric Co Ltd
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動機構を直動させるモータの回転むらや移
動機構の精度不良がある場合においても高分解能な光波
長計を提供する。 【解決手段】 基準光と測定光とを分岐するビームスプ
リッタ2と、基準光と測定光をビームスプリッタ2に再
入力する固定鏡3と移動鏡4と、移動鏡4を光軸方向に
移動する線形移動機構5と、基準光,測定光の干渉縞を
光電変換する受光器6と、受光器6・7からの波形数を
計数するカウント部8・9と、基準縞信号・測定縞信号
の振幅値をディジタル変換するAD変換部11・12
と、AD変換部11・12の出力値を保管する記憶部1
3・14と、基準縞信号と測定縞信号より生じる2つの
端数を記憶部13に記憶される基準光信号の振幅値と記
憶部14に記憶される測定縞信号の振幅値から求め、2
つの端数と基準縞信号の波形数と測定縞信号の波形数と
基準光信号の光波長から測定光の波長を算出する演算部
15とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は光波長計、より具
体的には測定光の波長を干渉計を用いて測定する光波長
計についてのものである。
【0002】
【従来の技術】次に、従来技術による光波長計を図3お
よび図4により説明する。なお、図3に示した光波長計
は従来技術による光波長計の構成図である。図4は図3
の波形図であり、縦軸は電流、横軸は時間を示す。ま
た、図4内の符号は図3内の同一符号に記された部分に
表れる波形である。図3の1は基準光源、2はビームス
プリッタ、3は固定鏡、4は移動鏡、5は線形移動機
構、6・7は受光器、8・9はカウント部、10は発振
器、16は表示部、17は測定光源、25・26は端数
測定部、27は演算部である。
【0003】基準光源1から出力され、波長が既知であ
る基準光20は、ビームスプリッタ2により反射光20
aと通過光20bに二分岐される。反射光20aは固定
鏡3で反射され、再びビームスプリッタ2に入射され
る。
【0004】通過光20bは移動鏡4により反射され、
ビームスプリッタ2内で前記反射光20aと合波されて
基準縞信号21aとなる。基準縞信号21aは受光器6
で基準縞信号21bに光電変換され、端数測定部25、
26とカウント部8に入力される。
【0005】同様に測定光源17から出力され、波長が
未知である測定光22は、ビームスプリッタ2により反
射光22aと通過光22bに二分岐される。反射光22
aは固定鏡3で反射され、ビームスプリッタ2に入射さ
れる。
【0006】通過光22bは移動鏡4により反射され、
ビームスプリッタ2内で前記反射光22aと合波されて
測定縞信号23aとなる。測定縞信号23aは受光器7
で測定縞信号23bに光電変換され、端数測定部25と
カウント部9に入力される。
【0007】ここで、移動鏡4は移動ステージとガイド
レールで構成される線形移動機構5の移動ステージに固
定されており、移動ステージがガイドレール上を矢印1
00方向に移動すると、基準縞信号21bと測定縞信号
23bは干渉による周期的に繰り返す光強度変化に対応
したアナログ信号となり、基準縞信号21bと測定縞信
号23bの波長比は基準光20と測定光22の波長比に
相当する。
【0008】カウント部8と9は基準縞信号21bと測
定縞信号23bの波形数を計数し、波形数NとKを演算
部27に出力する。
【0009】次に、端数測定部25、26の動作を図4
により説明する。端数測定部25は測定縞信号23bの
0クロス点から基準縞信号21bの0クロス点までに生
じる発振器10からの高速矩形波24を計数し、計数結
果αを演算部27に出力する。
【0010】また、端数測定部25は基準縞信号21b
の0クロス点から測定縞信号23bの0クロス点までに
生じる発振器10からの高速矩形波24についても同様
に計数し、計数結果βを演算部27に出力する。端数測
定部26は基準縞信号21bの一周期中に生じる発振器
10からの高速矩形波24を計数し、計数結果γを演算
部27に出力する。
【0011】演算部27では端数測定部25より一番最
初に入力されたαの値と一番最後に入力されたβの値と
端数測定部26より入力されたγの値から式1の演算を
行い、端数εを求める。 ε = (α+β)/γ ・・・式1 また演算部27はカウント部8と9より入力された波形
数NとKと前記端数εより、式2の演算を行い、測定光
の波長λを求める。 λ = (N+ε)λ0/K ・・・式2 ここでλ0は基準光の波長とする。表示部16は演算部
27からの演算結果λを表示する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図3の構成に
よる光波長計では、移動機構を直動させるモータに回転
むらが生じた場合や移動機構に精度不良があった場合、
基準縞信号21bと測定縞信号23bの周期が変動して
しまい、端数εの読み取り精度が劣化してしまうという
問題があった。
【0013】この発明は、端数εを基準縞信号の振幅か
ら算出することにより、移動機構を直動させるモータの
回転むらや移動機構の精度不良がある場合においても高
分解能な光波長計を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、この発明は、本発明における光波長計は、波長が既
知である基準光を出力する基準光源1と、基準光と波長
を測定する測定光とを分岐するビームスプリッタ2と、
ビームスプリッタ2により反射された基準光と測定光を
ビームスプリッタ2に再入力する固定鏡3と、ビームス
プリッタ2を通過した基準光と測定光をビームスプリッ
タ2に再入力する移動鏡4と、移動ステージとガイドレ
ールで構成されて移動鏡4を光軸方向に移動する線形移
動機構5と、移動鏡4の移動により生じる基準光の干渉
縞を光電変換する受光器6と、移動鏡4の移動により生
じる測定光の干渉縞を光電変換する受光器7と、受光器
6からの基準縞信号の波形数を計数するカウント部8
と、受光器7からの測定縞信号の波形数を計数するカウ
ント部9と、発振器10からの矩形波に同期して基準縞
信号の振幅値をディジタル変換するAD変換部11と、
発振器10からの矩形波に同期して測定縞信号の振幅値
をディジタル変換するAD変換部12と、AD変換部1
1の出力値を保管する記憶部13と、AD変換部12の
出力値を保管する記憶部14とを備える。光波長計はさ
らに、基準縞信号と測定縞信号が非同期であることによ
り生じる第1の端数および第2の端数を、記憶部13に
記憶される基準光信号の振幅値と記憶部14に記憶され
る測定縞信号の振幅値から計算するとともに、第1の端
数と第2の端数と基準縞信号の波形数と測定縞信号の波
形数と基準光信号の光波長から測定光の波長を算出する
演算部15と、演算部15で算出した測定光の波長を表
示する表示部16とを備える。
【0015】
【発明の実施の形態】次にこの発明による光波長計の実
施例を詳細に説明する。図1は、本発明おける光波長計
の実施の形態を示す構成図であり、1は基準光源、2は
ビームスプリッタ、3は固定鏡、4は移動鏡、5は線形
移動機構、6・7は受光器、8・9はカウント部、10
は発振器、11・12はAD変換部、13・14は記憶
部、15は演算部、16は表示部、17は測定光源、1
8・19は位置センサである。
【0016】基準光源1から出力された波長が既知であ
る基準光20はビームスプリッタ2により反射光20a
と通過光20bに二分岐される。反射光20aは固定鏡
3で反射され、再びビームスプリッタ2に入射される。
通過光20bは移動ステージとガイドレールで構成され
る線形移動機構5の移動ステージに固定されてる移動鏡
4により反射され、ビームスプリッタ2内で前記反射光
20aと合波されて基準縞信号21aとなる。基準縞信
号21aは受光器6で基準縞信号21bに光電変換さ
れ、カウント部8とAD変換部11に入力される。
【0017】同様に測定光源17から出力された波長が
未知である測定光22はビームスプリッタ2により反射
光22aと通過光22bに二分岐される。反射光22a
は固定鏡3で反射され、ビームスプリッタ2に入射され
る。通過光22bは移動ステージとガイドレールで構成
される線形移動機構5の移動ステージに固定されてる移
動鏡4により反射され、ビームスプリッタ2内で前記反
射光22aと合波されて測定縞信号23aとなる。測定
縞信号23aは受光器7で測定縞信号23bに光電変換
され、カウント部9とAD変換部12に入力される。
【0018】ここで、移動ステージがガイドレール上を
図1内の矢印100方向に移動すると、基準縞信号21
bと測定縞信号23bは干渉による周期的に繰り返す光
強度変化に対応したアナログ信号となる。移動ステージ
が位置センサ18を通過すると、カウント部8と9は基
準縞信号21bと測定縞信号23bの波形数NとKを計
数し始めるとともに、AD変換部11と12は基準縞信
号21bと測定縞信号23bの振幅値を発振器10から
の高速矩形波24に同期してディジタル変換し、記憶部
13・14に出力する。
【0019】記憶部13・14はAD変換部11・12
からのディジタル値を最下位番地から順番に記憶する。
移動ステージが位置センサ19に到達するとカウント部
8・9とAD変換部11・12はそれぞれの動作を停止
するとともに演算部15は演算を開始する。
【0020】図2は図1に示した光波長計の波形図と記
憶部13・14内のデータを示したものであり、縦軸は
電流と電流のディジタル値を示し、横軸は時間と記憶部
13・14のアドレスを示している。図2内の符号21
b・23bは図1内の同一符号の波形を示している。以
下、図2を参照して演算部15の動作を説明する。
【0021】演算部15は、記憶部14の最下位番地か
ら最上位番地に向かい、順次データを読み出し、振幅デ
ータが最初にマイナスからプラスに変化するA番地を検
索して測定縞信号23bの立ち上がりを検出する。
【0022】次に演算部15は、記憶部13のA番地か
ら最上位番地に向かい、順次振幅データを読み出し、振
幅データが最初にマイナスからプラスに変化するB番地
を検索してA番地直後の基準縞信号21bの立ち上がり
を検出する。
【0023】さらに演算部15は、記憶部13のB−1
番地から、振幅データが最初にプラスからマイナスに変
化するC番地間の振幅データと、記憶部13のA番地の
振幅データとを比較し、記憶部13内のB番地からC番
地の一周期内におけるA番地の位相を求め、これを端数
ε1とする。
【0024】同様にして、演算部15は記憶部14の最
上位番地から最下位番地に向かい、順次データを読み出
し、振幅データが最初にマイナスからプラスに変化する
D番地を検索して測定縞信号23bの立ち上がりを検出
する。
【0025】次に演算部15は、記憶部13のD番地か
ら最下位番地に向かい、順次振幅データを読み出し、振
幅データが最初にプラスからマイナスに変化するE番地
を検索してD番地直前の基準縞信号21bの立ち上がり
を検出する。
【0026】さらに演算部15は、記憶部13のE番地
から振幅データが最初にマイナスからプラスに変化する
F番地間の振幅データと、記憶部13のD番地の振幅デ
ータとを比較し、記憶部13内E番地からF番地の一周
期内におけるD番地の位相を求め、これを端数ε2とす
る。
【0027】また、演算部15はカウント部8と9より
波形数NとKを読み出し式3に代入するとともに前記の
端数ε1とε2についても、以下に示す式3に代入して
測定光の波長λを求める。
【0028】 λ=(N+(ε1+ε2)/2π)λ0/K ・・・式3 このように演算部15で算出された測定光の波長λは、
表示部16に送られ、これにより可視表示される。
【0029】
【発明の効果】この発明の光波長計によれば、基準縞信
号の端数ε1とε2を基準縞信号の振幅から求めること
により、振幅平均化処理により高速矩形波の周波数を上
げたものと等価とすることで端数εの読みと取り精度を
向上させ、高分解能な光波長計の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による光波長計の実施の形態を示す構
成図である。
【図2】図1の光波長計における演算部の動作を説明す
るための波形図である。
【図3】従来技術における光波長計の構成図である。
【図4】図3の従来技術における光波長計の動作を説明
する波形図である。
【符号の説明】
1 基準光源 2 ビームスプリッタ 3 固定鏡 4 移動鏡 5 線形移動機構 6・7 受光器 8・9 カウント部 10 発振器 11・12 AD変換器 13・14 記憶部 15 演算部 16 表示部 17 測定光源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長が既知である基準光を出力する基準
    光源(1) と、 前記基準光と波長を測定する測定光とを分岐するビーム
    スプリッタ(2) と、 ビームスプリッタ(2) により反射された前記基準光と前
    記測定光をビームスプリッタ(2) に再入力する固定鏡
    (3) と、 ビームスプリッタ(2) を通過した前記基準光と前記測定
    光をビームスプリッタ(2) に再入力する移動鏡(4) と、 移動ステージとガイドレールで構成され、移動鏡(4) を
    光軸方向に移動する線形移動機構(5) と、 移動鏡(4) の移動により生じる前記基準光の干渉縞を光
    電変換する受光器(6)と、 移動鏡(4) の移動により生じる前記測定光の干渉縞を光
    電変換する受光器(7)と、 受光器(6) からの基準縞信号の波形数を計数するカウン
    ト部(8) と、 受光器(7) からの測定縞信号の波形数を計数するカウン
    ト部(9) と、 発振器(10)からの矩形波に同期して前記基準縞信号の振
    幅値をディジタル変換するAD変換部(11)と、 発振器(10)からの矩形波に同期して前記測定縞信号の振
    幅値をディジタル変換するAD変換部(12)と、 AD変換部(11)の出力値を保管する記憶部(13)と、 AD変換部(12)の出力値を保管する記憶部(14)と、 前記基準縞信号と測定縞信号が非同期であることにより
    生じる第1の端数および第2の端数を、記憶部(13)に記
    憶される前記基準光信号の振幅値と記憶部(14)に記憶さ
    れる前記測定縞信号の振幅値から計算するとともに、前
    記第1の端数と前記第2の端数と前記基準縞信号の波形
    数と前記測定縞信号の波形数と前記基準光信号の光波長
    から測定光の波長を算出する演算部(15)と、 前記演算部(15)で算出した測定光の波長を表示する表示
    部(16)とを備えることを特徴とする光波長計。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光波長計において、演
    算部(15)は、前記基準縞信号の波形数をN、前記測定縞
    信号の波形数をK、前記基準光信号の光波長をλ0 、第
    1の端数をε1、第2の端数をε2、測定光の波長をλ
    とすると、 λ=(N+(ε1+ε2)/2π)λ0/K により算出することを特徴とする光波長計。
JP27342395A 1995-09-27 1995-09-27 光波長計 Pending JPH0989675A (ja)

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