JPH11344303A

JPH11344303A - レーザ干渉測長器

Info

Publication number: JPH11344303A
Application number: JP10150380A
Authority: JP
Inventors: Akira Higuchi; 朗樋口
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高分解能でかつ再現性良く正確な測定が可能で
あるとともに、高価なコーナーキューブが不要なレーザ
干渉測長器を提供する。【解決手段】レーザ光源２から出射される互いに直交す
る直線偏光で且つ異なる周波数ｆ₁，ｆ₂を有する２つ
のレーザ光Ａ，Ｂを複屈折板１１で分離し、レーザ光Ａ
は偏光ビームシフタ１２と移動体５に設けられた反射鏡
１７との間を１／４波長板１５を介して２往復させたあ
と、再度複屈折板１１に入射させるとともに、レーザ光
Ｂは１／２波長板１３を通過させて偏光ビームシフタ１
２と参照鏡１６との間を１／４波長板１５を介して２往
復させたあと、１／２波長板１４を通過させて再度複屈
折板１１に入射させ、この複屈折板１１でレーザ光Ａと
レーザ光Ｂを合成したあと、受光部３で測定された光信
号を電気信号に変換して測定ビート信号を抽出し、基準
となる参照ビート信号とを演算部４で比較演算するよう
にしてレーザ干渉測長器を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２点間の相対距離
あるいは変位を高精度に測定するためのレーザ干渉測長
器に関するものであり、特に、微小な高精密移動が要求
されるＸ−Ｙテーブルなど移動体の相対距離あるいは変
位を測定するのに好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりレーザ干渉測長器は、非接触状
態での相対距離や変位の測定が可能であることから、露
光装置や描画装置等で使用されるＸ−Ｙテーブルなどの
移動体の位置測定などに多用されている。

【０００３】この種のレーザ干渉測長器は、図３，４に
示すように、互いに直交する直線偏光で且つ異なる周波
数ｆ₁，ｆ₂を有するレーザ光を出射するレーザ光源２
と、上記レーザ光に基づいて移動体５との相対距離を測
定する光学測定部２０，３０と、これら光学測定部２
０，３０からの光信号を電気信号に変換して測定ビート
信号を抽出する受光部３と、上記測定ビート信号と基準
となる参照ビート信号とを比較演算する演算部４とから
構成したものがあった。なお、受光部３は受光素子６と
偏光板７とから構成されていた。

【０００４】また、図３に示すレーザ干渉測長器の光学
測定部２０は、レーザ光源２から出射される互いに直交
した直線偏光で且つ異なる周波数ｆ₁，ｆ₂を有する２
つのレーザ光Ａ，Ｂを分離及び合成する偏光ビームスプ
リッタ２１と、ビームベンダ２２と、コーナーキューブ
２３と、移動体５の２点に設けられたレーザ光Ａ，Ｂを
反射する反射鏡２６，２７と、これらの反射鏡２６，２
７と上記偏光ビームスプリッタ２１及びビームベンダ２
２との間の光路にそれぞれ設けられた２つの１／４波長
板２４，２５とから構成されていた。

【０００５】そして、レーザ光源２から互いに直交する
直線偏光で且つ異なる周波数ｆ₁，ｆ₂を有するレーザ
光を出射すると、上記偏光ビームスプリッタ２１により
２つのレーザ光Ａ，Ｂに分離される。この時、周波数が
ｆ₁で且つ紙面に平行な直線偏光（以下、Ｐ偏光とい
う）を有するものをレーザ光Ａ、周波数がｆ₂で且つ紙
面に垂直な直線偏光（以下、Ｓ偏光という）を有するも
のをレーザ光Ｂとすると、上記レーザ光Ａは偏光ビーム
スプリッタ２１を通過して反射鏡２６との間を往復移動
する。この時、移動体５が移動していれば周波数がｆ₁
±Δｆ₁となる。また、レーザ光Ａは反射鏡２６との間
を１往復する間に１／４波長板２４を２回通過して偏光
面が９０°変化するためにＳ偏光に変換され、偏光ビー
ムスプリッタ２１の偏光分離面２１ａで反射されてコー
ナーキューブ２３へ進み、コーナーキューブ２３、偏光
ビームスプリッタ２１で反射されたあと、再度反射鏡２
６との間を往復移動する。この時、周波数はｆ₁±２Δ
ｆ₁となり、また、１／４波長板２４を２回通過してＰ
偏光に変換されるため、反射鏡２６により反射されたレ
ーザ光Ａは上記偏光ビームスプリッタ２１を通過して受
光部３で受光される。他方、レーザ光Ｂは上記偏光ビー
ムスプリッタ２１で反射されたあと、さらにビームベン
ダ２２で反射され、反射鏡２７との間を往復移動する。
この時、移動体５が移動していれば周波数がｆ₂ ±Δｆ
₂ となり、また、反射鏡２７との間を１往復する間に１
／４波長板２５を２回通過して偏光面が９０°変化する
ためにＰ偏光に変換される。これにより反射鏡２７に反
射されたレーザ光Ｂは偏光ビームスプリッタ２１を通過
してコーナーキューブ２３へ進み、コーナーキューブ２
３で反射されたあと、再び偏光ビームスプリッタ２１を
通過し、ビームベンダ２２で反射されて反射鏡２７との
間を往復移動する。この時、周波数はｆ₂ ±２Δｆ₂ と
なり、また、１／４波長板２５を２回通過してＳ偏光に
変換されるため、反射鏡２７により反射されたレーザ光
Ｂは上記偏光ビームスプリッタ２１の偏光分離面２１ａ
で反射され受光部３で受光されるようになっていた（特
開平４−２５４７０１号公報参照）。

【０００６】また、図４に示すレーザ干渉測長器の光学
測定部２０は、レーザ光源２から出射される互いに直交
した直線偏光で且つ異なる周波数ｆ₁，ｆ₂ を有する２
つのレーザ光Ａ，Ｂを分離及び合成する偏光ビームスプ
リッタ３１と、３つのコーナーキューブ３２，３３，３
４と、移動体５に設けられたレーザ光Ａを反射する反射
鏡３８と、この反射鏡３８と上記偏光ビームスプリッタ
３１との間に設けられた参照鏡３７と、これら参照鏡３
７や反射鏡３８と上記偏光ビームスプリッタ３１との間
に設けられた１／４波長板３５と、前記コーナーキュー
ブ３４と上記偏光ビームスプリッタ３１との間に設けら
れた１／４波長板３６とから構成されている。

【０００７】そして、レーザ光源２から互いに直交する
直線偏光で且つ異なる周波数ｆ₁，ｆ₂を有するレーザ
光を出射すると、上記偏光ビームスプリッタ３１により
２つのレーザ光Ａ，Ｂに分離される。この時、周波数が
ｆ₁で且つＰ偏光を有するものをレーザ光Ａ、周波数が
ｆ₂で且つＳ偏光を有するものをレーザ光Ｂとすると、
上記レーザ光Ａは上記偏光ビームスプリッタ３１を通過
して反射鏡３８との間を往復移動する。この時、移動体
５が移動していれば周波数がｆ₁±Δｆ₁となり、ま
た、１／４波長板３５を２回通過してＳ偏光に変換され
るため、帰還したレーザ光Ａは偏光ビームスプリッタ３
１で反射されてコーナーキューブ３３へ進み、コーナー
キューブ３３、偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面
３１ａで反射されたあと、再度反射鏡３８との間を往復
移動する。この時、周波数はｆ₁±２Δｆ₁となり、ま
た、１／４波長板３５を２回通過してＰ偏光に変換され
るため、上記偏光ビームスプリッタ３１を通過してコー
ナーキューブ３４へ進み、コーナーキューブ３４で反射
されて再度偏光ビームスプリッタ３１へ進む。この時、
レーザ光Ａはコーナーキューブ３４との間を１往復する
間に１／４波長板３６を２回通過して再度Ｓ偏光に変換
されるため、偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３
１ａで反射されてコーナーキューブ３２へ進み、コーナ
ーキューブ３２で反射されたあと、再度偏光ビームスプ
リッタ３１で反射されて受光部３で受光される。他方、
レーザ光Ｂは上記偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離
面３１ａで反射されたあと、コーナーキューブ３２で反
射され、再度偏光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３
１ａで反射されたあとコーナーキューブ３４へ進み、コ
ーナーキューブ３４で反射されて偏光ビームスプリッタ
３１へ進む。この時、レーザ光Ｂはコーナーキューブ３
４との間を１往復する間に１／４波長板３６を２回通過
してＰ偏光に変換されるため、偏光ビームスプリッタ３
１を通過して参照鏡３５との間を１往復する。この時、
レーザ光Ｂは参照鏡３５との間を１往復する間に１／４
波長板３５を２回通過してＳ偏光に変換されるため、偏
光ビームスプリッタ３１の偏光分離面３１ａで反射され
てコーナーキューブ３３へ進み、コーナーキューブ３３
で反射されたあと、さらに偏光ビームスプリッタ３１の
偏光分離面３１ａで反射されて、再度参照鏡３５との間
を１往復する。この時、レーザ光Ｂは参照鏡３５との間
を１往復する間に１／４波長板３５を２回通過してＰ偏
光に変換されるため、上記偏光ビームスプリッタ３１を
通過して受光部３で受光されるようになっていた。

【０００８】そして、これらの光学測定部１で測定され
たレーザ光Ａ，Ｂは受光部３の偏光板７で合成されたあ
と受光素子６にて電気信号に変換されて測定ビート信号
として取り出され、この測定ビート信号と基準となる参
照ビート信号とを演算部４で比較演算することにより移
動体５の移動に伴う相対距離を測定するようになってい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す光学測定部２０を持つレーザ干渉測長器は、偏光ビ
ームスプリッタ２１により分離された２つのレーザ光
Ａ，Ｂの光路が異なり、コモンパス系の光学経路を構成
していないことから、移動体５との間の空間に空気の揺
らぎや温度変化があると、２つのレーザ光Ａ，Ｂの光路
はそれぞれ異なった影響を受けることになり、この影響
の差が測定誤差を発生させるといった課題があった。

【００１０】また、振動に対しても、２つのレーザ光
Ａ，Ｂの光路が異なることから、それぞれの光路が影響
を受けて測定誤差となるというように、空気の揺らぎ、
温度変化、振動といった環境変化に対して不安定であ
り、信頼性の点で低いものであった。

【００１１】その為、図３に示すレーザ干渉測長器を、
例えば大気中で用いられる露光装置用Ｘ−Ｙテーブルの
位置測定に用いると、空気の揺らぎ、温度変化、振動と
いった環境変化を受け、また、真空中で用いられる描画
装置用Ｘ−Ｙテーブルの位置測定に用いると、温度変
化、振動といった環境変化を受けるため、いずれにおい
てもＸテーブルやＹテーブルの正確な位置決めができな
かった。

【００１２】一方、図４に示す光学測定部３０を持つレ
ーザ干渉測長器は、偏光ビームスプリッタ３１により分
離した２つのレーザ光Ａ，Ｂの光路を同軸化した、いわ
ゆるコモンパス系の光学系経路を構成してあることか
ら、空気の揺らぎ、温度変化、振動といった環境変化を
受けても２つのレーザ光Ａ，Ｂの光路はそれぞれ同じだ
け影響を受けるために相殺することができ、基本的には
正確な測定が可能であるものの、光学測定部３０を構成
する偏光ビームスプリッタ３１や１／４波長板３５，３
６、あるいはコーナーキューブ３２，３３，３４の製造
誤差によって偏波が混入しやすく、その結果、干渉信号
に非線形誤差が入り、測定誤差を悪化させてしまうとい
った課題があった。

【００１３】しかも、偏光特性の良い偏光ビームスプリ
ッタ３１や１／４波長板３５，３６、あるいはコーナー
キューブ３２，３３，３４を精度良く製作することは難
しく、特に三角錐状をしたコーナーキューブ３２，３
３，３４の各面を高精度に加工することは非常に難しい
ため、図４に示すレーザ干渉測長器は非常に高価なもの
になってしまうといった課題があった。

【００１４】

【発明の目的】本発明の目的は、上記課題を解消し、高
分解能でかつ再現性良く正確な測定が可能であるととも
に、高価なコーナーキューブが不用なレーザ干渉測長器
を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、互いに直交する直線偏光で且つ異なる周波数
を有する２つのレーザ光を出射するレーザ光源と、上記
２つのレーザ光に基づいて移動体との相対距離を測定す
る光学測定部と、該光学測定部からの光信号を電気信号
に変換して測定ビート信号を抽出する受光部と、上記測
定ビート信号と基準となる参照ビート信号とを比較演算
する演算部とからなるレーザ干渉測長器において、前記
光学測定部は、レーザ光源から出射される２つのレーザ
光を分離及び合成する複屈折板と、２つの１／２波長板
と、互いに直角な２つの偏光分離面を有する偏光ビーム
シフタと、１／４波長板と、参照鏡と、移動体に設けら
れた反射鏡とからなり、前記複屈折板により分離される
２つのレーザ光の一方は、片方の１／２波長板によって
他方のレーザ光と偏光状態を揃えて前記偏光ビームシフ
タを通過させ、通過させた一方のレーザ光を前記参照鏡
との間で２往復させるとともに、通過させた他方のレー
ザ光を前記反射鏡との間で２往復させ、再度２つのレー
ザ光を上記偏光ビームシフタを通過させたあと、一方の
レーザ光をもう片方の１／２波長板により他方のレーザ
光と偏光状態を異ならしめたあと、前記複屈折板で合成
し、前記受光部により測定ビート信号として抽出するよ
うにしたことを特徴とする。

【００１６】また、本発明は、上記レーザ光源と上記光
学測定部の複屈折板との間にビームデバイダを配置し、
該ビームデバイダによってほぼ強度が等しい２つのレー
ザ光に分離するとともに、それぞれのレーザ光を上記複
屈折板へ入射させ、２つの光学測定部を構成してレーザ
干渉測長器を構成したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は本発明に係るレーザ干渉測長器の概略
を示す正面図である。このレーザ干渉測長器は、互いに
直交する直線偏光で且つ異なる周波数ｆ₁，ｆ₂を有す
る２つのレーザ光Ａ，Ｂを出射するレーザ光源２と、上
記２つのレーザ光Ａ，Ｂに基づいて移動体５との相対距
離を測定する光学測定部１と、この光学測定部１からの
光信号を電気信号に変換して測定ビート信号を抽出する
受光部３と、上記測定ビート信号と基準となる参照ビー
ト信号とを比較演算する演算部４とから構成されてい
る。なお、受光部３は受光素子６と偏光板７とから構成
されている。

【００１８】また、上記光学測定部１は、レーザ光源２
から出射される２つのレーザ光Ａ，Ｂを分離及び合成す
る複屈折板１１と、２つの１／２波長板１３，１４と、
互いに直角な２つの偏光分離面１２ａ，１２ｂを有する
偏光ビームシフタ１２と、１／４波長板１５と、参照鏡
１６と、移動体５に設けられた反射鏡１７とからなり、
上記複屈折板１１、偏光ビームシフタ１２、１／４波長
板１５、参照鏡１６、及び反射鏡１７は順次一直線上に
並設してある。

【００１９】次に、この光学測定部１での光の進み具合
について説明する。なお、図１においてレーザ光Ａ，Ｂ
の偏光状態がＰ偏光である時を△、Ｓ偏光である時を●
としてそれぞれ示してある。

【００２０】まず、レーザ光源２から互いに直交する直
線偏光で且つ異なる周波数ｆ₁，ｆ₂を有する２つのレ
ーザ光Ａ，Ｂを複屈折板１１へ向けて出射すると、複屈
折板１１によって２つのレーザ光Ａ，Ｂに分離される。
なお、分離直後におけるレーザ光Ａの周波数をｆ₁、偏
光状態をＰ偏光とし、レーザ光Ｂの周波数をｆ₂、偏光
状態をＳ偏光とする。

【００２１】上記複屈折板１１により分離された２つの
レーザ光Ａ，Ｂは、それぞれを偏光ビームシフタ１２へ
入射させるのであるが、このうち、測定光路を構成する
レーザ光Ａは偏光状態がＰ偏光であるため、偏光ビーム
シフタ１２の偏光分離面１２ｂを通過し、反射鏡１７と
の間を往復移動する。この時、移動体５が移動していれ
ば、レーザ光Ａの周波数はｆ₁±Δｆ₁となり、また、
レーザ光Ａは反射鏡１７との間を１往復する間に１／４
波長板１５を２回通過して偏光面が９０°変化するた
め、Ｓ偏光に変換される。反射鏡１７より帰還したレー
ザ光Ａは、偏光ビームシフタ１２の偏光分離面１２ｂ、
さらに偏光分離面１２ａで順次反射され、再度反射鏡１
７との間を往復移動する。この時、レーザ光Ａの周波数
はｆ₁±２Δｆ₁となり、また、反射鏡１７との間を１
往復する間に１／４波長板１５を２回通過して偏光面が
９０°変化するため、Ｐ偏光に変換される。そして、反
射鏡１７より帰還したレーザ光Ａは、偏光ビームシフタ
１２の偏光分離面１２ａをそのまま通過して複屈折板１
１へ入射する。

【００２２】一方、参照光路を構成するレーザ光Ｂは、
複屈折板１１により分離され、偏光ビームシフタ１２へ
入射させるまえに片方の１／２波長板１３を通過させる
ことにより偏光状態をＰ偏光に変換し、偏光ビームシフ
タ１２の偏光分離面１２ａを通過させて参照鏡１６との
間を往復移動させる。この時、レーザ光Ｂの周波数は参
照鏡１６が固定されているためにｆ₂のままで、参照鏡
１６との間を１往復する間に１／４波長板１５を２回通
過して偏光面が９０°変化するためにＳ偏光に変換され
る。参照鏡１６より帰還したレーザ光Ｂは、偏光ビーム
シフタ１２の偏光分離面１２ｂ、さらに偏光分離面１２
ａで順次反射され、再度参照鏡１６との間を往復移動す
る。この時もレーザ光Ｂの周波数に変化はなく、参照鏡
１６との間を１往復する間に１／４波長板１５を２回通
過するためＰ偏光に変換される。そして、参照鏡１６よ
り帰還したレーザ光Ｂは、偏光ビームシフタ１２の偏光
分離面１２ａをそのまま通過して複屈折板１１へ進むの
であるが、この時、レーザ光Ｂの偏光状態はレーザ光Ａ
と同じＰ偏光であるため、もう片方の１／２波長板１４
で偏光状態をＳ偏光に変換させて複屈折板１１へ入射さ
せる。

【００２３】かくして、複屈折板１１へ入射したレーザ
光Ａとレーザ光Ｂは合成され、受光部３の偏光板７を通
過させて受光素子６で受光することにより、ドップラー
シフトによって周波数変調された光信号を電気信号に変
換し、測定ビート信号として取り出し、この測定ビート
信号と基準となる参照ビート信号とを演算部４で比較演
算することにより移動体５の相対距離を測定する。

【００２４】このように、本発明のレーザ干渉測長器
は、測定光路を構成するレーザＡは反射鏡１７との間を
２往復させるダブルパスの光学系であるため、移動体５
の移動量に対して４倍に増幅して検出することができる
ため、高分解能な測定が可能である。

【００２５】また、上記複屈折板１１、偏光ビームシフ
タ１２、１／４波長板１５、参照鏡１６、及び反射鏡１
７は順次一直線上に並設し、レーザ光Ａの測定光路とレ
ーザ光Ｂの参照光路とを同軸化してコモンパス系の光学
経路を構成してあることから、空気の揺らぎ、温度変
化、振動等の環境変化があっても正確な測定が可能であ
り、再現性良く測定することができる。特に、複屈折板
１１から参照鏡１６までの光学長（差動光路）を図４に
示す従来の光学測定部２０と比較して短くできるため、
環境変化をより一層受け難い構造とすることができる。

【００２６】しかも、図４に示す従来の光学測定部２０
のように、コーナーキューブが不用であることから偏波
の混入が少なく、非線型誤差を低減することができる。
即ち、複屈折板１１や１／２波長板１３、あるいは１／
４波長板１５に製造誤差があり、例えば、Ｐ偏光に微弱
なＳ成分が混入してもこのＳ成分は最終的に偏光ビーム
シフタ１２の偏光分離面１２ｂで除去することができる
ため、測定誤差となる成分が受光部３に取り込まれるこ
とを防ぐことができる。

【００２７】次に、本発明に係るレーザ干渉測長器の応
用例を図２（ａ）（ｂ）により説明する。

【００２８】このレーザ干渉測長器は、基本的に図１と
同様の構造をしたものであるが、レーザ光源２と複屈折
板１１との間にビームデバイダ８を配置し、このビーム
デバイダ８によって強度の等しい２つのレーザ光Ｐ，Ｑ
に分離し、２つの光学測定部１，１’を構成してある。
なお、受光側には２つの受光部３，３’を設けてある。

【００２９】このように、レーザ光源２と複屈折板１１
との間にビームデバイダ８を設け、２つの光学測定部
１，１’を形成することにより、移動体５の２つの測定
点Ｍ，Ｎからの相対距離を測長し、これらの相対距離を
比較することで、移動体５のヨーイング誤差を求めるこ
とができる。

【００３０】また、移動体５の２つの測定点Ｍ，Ｎから
の相対距離を平均することにより、測定点Ｍと測定点Ｎ
の中間位置を測定することもできる。

【００３１】なお、ビームデバイダ８とは、ガラスから
なる平行平面板であり、入射側から第２面のうちレーザ
光が反射する部分に金属膜を蒸着してハーフミラー部８
ａとし、前記ハーフミラー部８ａで反射されたレーザ光
が第１面により反射する部分を鏡面８ｂとしたものであ
る。

【００３２】なお、本実施形態では光ヘテロダイン測長
について説明したが、これに限られるものではなく、例
えば２光束干渉による干渉縞の強度変化を測定する、い
わゆるＤＣ干渉を利用した測長器にも適用できる。

【００３３】さらに、図２に示す本発明の応用例では、
１／２波長板１３，１４、１／４波長板１５をそれぞれ
一つの光学素子により構成した例を示したが、２つの光
学測定部１，１’ごとに各々２個ずつ配置したものでも
良いことは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、互いに
直交する直線偏光で且つ異なる周波数を有する２つのレ
ーザ光を出射するレーザ光源と、上記２つのレーザ光に
基づいて移動体との相対距離を測定する光学測定部と、
該光学測定部からの光信号を電気信号に変換して測定ビ
ート信号を抽出する受光部と、上記測定ビート信号と基
準となる参照ビート信号とを比較演算する演算部とから
なるレーザ干渉測長器において、前記光学測定部は、レ
ーザ光源から出射される２つのレーザ光を分離及び合成
する複屈折板と、２つの１／２波長板と、互いに直角な
２つの偏光分離面を有する偏光ビームシフタと、１／４
波長板と、参照鏡と、移動体に設けられた反射鏡とから
なり、前記複屈折板により分離される２つのレーザ光の
一方は、片方の１／２波長板によって他方のレーザ光と
偏光状態を揃えて前記偏光ビームシフタを通過させ、通
過させた一方のレーザ光を前記参照鏡との間で２往復さ
せるとともに、通過させた他方のレーザ光を前記反射鏡
との間で２往復させ、再度２つのレーザ光を上記偏光ビ
ームシフタを通過させたあと、一方のレーザ光をもう片
方の１／２波長板により他方のレーザ光と偏光状態を異
ならしめたあと、前記複屈折板で合成し、前記受光部に
より測定ビート信号として抽出するようにしたことによ
って、空気の揺らぎ、温度変化、振動等の環境変化があ
っても正確な測定が可能であり、再現性良く測定するこ
とができる。

【００３５】しかも、コーナーキューブが不用であるこ
とから、偏波の混入が少なく、非線型誤差を低減するこ
とができるとともに、安価に信頼性の高いレーザ干渉測
長器を製作することができる。

【００３６】その為、このレーザ干渉測長器を例えば露
光装置用Ｘ−Ｙテーブルや描画装置用Ｘ−Ｙテーブルに
用いれば、長期間にわたって高精度の測定を再現性良く
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ干渉測長器を示す正面図であ
る。

【図２】本発明のレーザ干渉測長器を用いた応用例を示
す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図
である。

【図３】従来のレーザ干渉測長器の一例を示す正面図で
ある。

【図４】従来のレーザ干渉測長器の他の例を示す正面図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに直交する直線偏光で且つ異なる周波
数を有する２つのレーザ光を出射するレーザ光源と、上
記２つのレーザ光に基づいて移動体との相対距離を測定
する光学測定部と、該光学測定部からの光信号を電気信
号に変換して測定ビート信号を抽出する受光部と、上記
測定ビート信号と基準となる参照ビート信号とを比較演
算する演算部とからなるレーザ干渉測長器において、上
記光学測定部は、前記レーザ光源から出射される２つの
レーザ光を分離及び合成する複屈折板と、２つの１／２
波長板と、互いに直角な２つの偏光分離面を有する偏光
ビームシフタと、１／４波長板と、参照鏡と、移動体に
設けられた反射鏡とからなり、前記複屈折板により分離
される２つのレーザ光の一方は、片方の１／２波長板に
よって他方のレーザ光と偏光状態を揃えて前記偏光ビー
ムシフタを通過させ、通過させた一方のレーザ光を前記
参照鏡との間で２往復させるとともに、通過させた他方
のレーザ光を前記反射鏡との間で２往復させ、再度２つ
のレーザ光を上記偏光ビームシフタを通過させたあと、
一方のレーザ光をもう片方の１／２波長板により他方の
レーザ光と偏光状態を異ならしめたあと、前記複屈折板
で合成し、前記受光部により測定ビート信号として抽出
するように構成して移動体との相対距離を測定するよう
にしたことを特徴とするレーザ干渉測長器。
【請求項２】上記レーザ光源と上記光学測定部の複屈折
板との間にビームデバイダを配置し、該ビームデバイダ
によってほぼ強度が等しい２つのレーザ光に分離すると
ともに、それぞれのレーザ光を上記複屈折板へ入射さ
せ、２つの光学測定部を構成した請求項１に記載のレー
ザ干渉測長器。