JPS587922B2 - Output angle fine adjustment device - Google Patents

Output angle fine adjustment device

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JPS587922B2
JPS587922B2 JP48095873A JP9587373A JPS587922B2 JP S587922 B2 JPS587922 B2 JP S587922B2 JP 48095873 A JP48095873 A JP 48095873A JP 9587373 A JP9587373 A JP 9587373A JP S587922 B2 JPS587922 B2 JP S587922B2
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JP
Japan
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light
interferometer
frame
eye
cat
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JP48095873A
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Japanese (ja)
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JPS5045656A (en
Inventor
武者徹
福岡謙二
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS587922B2 publication Critical patent/JPS587922B2/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光波干渉計、特にコンパクトで、干渉測長器に
適した光波干渉計に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a light wave interferometer, and particularly to a light wave interferometer that is compact and suitable for an interferometric length measuring device.

従来より干渉測長器に適した光波干渉計は数多く提案さ
れているが、一基板上にレーザ光源部、干渉計部を設け
たものが大部分である。
Many light wave interferometers suitable for interferometric length measurement devices have been proposed in the past, but most of them have a laser light source section and an interferometer section provided on one substrate.

この様な一体構成のために、レーザ光源部よりの熱影響
を避けることができず、小型な構成とすることが難かし
く、可搬化、軽量化を計ることが困難であった。
Due to such an integrated structure, it is impossible to avoid the influence of heat from the laser light source, and it is difficult to make the structure compact, making it difficult to make it portable and lightweight.

又、レーザ光源部からの熱が干渉計部へ伝導し易いので
、熱膨張による測長への誤差が無視できなくなる。
Furthermore, since heat from the laser light source section is easily conducted to the interferometer section, errors in length measurement due to thermal expansion cannot be ignored.

この熱影響を避けるために、干渉計部とレーザ光源部を
分離するこどもできるが、この場合には両部分の光軸を
合わせることが極めて困難となる。
In order to avoid this thermal effect, it is possible to separate the interferometer section and the laser light source section, but in this case it is extremely difficult to align the optical axes of both sections.

この光軸合わせは、光波干渉計を使用する上で非常に大
切なことであるが、一般的には検知器からの信号をメー
ター等で読み取り、振れの大きな位置で光軸合わせをし
ているが、精密測長を行なうにはこれでは不充分である
This optical axis alignment is very important when using a light wave interferometer, but generally the signal from the detector is read with a meter, etc., and the optical axis is aligned at the position where the shake is large. However, this is insufficient for precise length measurement.

最適な光軸合わせを行なうには、実際に現われる干渉縞
を目で観察しながら合わせるのが最良であるが、従来か
らの光波干渉計では干渉縞を観察するために予め位置合
わせをしてある検知器等を干渉計部より取除く必要があ
った。
The best way to achieve optimal optical axis alignment is to visually observe the interference fringes that actually appear, but with conventional light wave interferometers, alignment is performed in advance in order to observe the interference fringes. It was necessary to remove the detector etc. from the interferometer section.

このために干渉縞を観察して光軸合わせをした後に、改
めて検知器を位置合わせしなげればならず、全体のセッ
ティングが非常に難かしくなる。
For this reason, after observing the interference fringes and aligning the optical axes, the detector must be aligned again, making the overall setup extremely difficult.

更に、光波干渉計と移動物体上のキャッツアイとの光軸
合わせも行なう必要があるが、従来の構成では、光波干
渉計全体を動かして合わせていたが、これでは微調整を
行なうことが非常に困難となり、測長距離が長くなつた
とき測長に支障をきたすことになる。
Furthermore, it is necessary to align the optical axis between the light wave interferometer and the cat's eye on the moving object, but in the conventional configuration, the entire light wave interferometer was moved to align, but this requires very fine adjustments. This makes it difficult to measure the distance, and when the measurement distance becomes long, it becomes difficult to measure the length.

更に、測長距離が長くなると途中の空気の温度等の変動
に基づく揺らぎの影響が出たり、干渉計部と移動物体上
のキャッツアイとの間の相対的な振動の影響のために、
誤差が大きくなり精密測長が困難となる。
Furthermore, as the measurement distance becomes longer, fluctuations due to changes in air temperature, etc. along the way occur, and due to the effects of relative vibration between the interferometer and the cat's eye on the moving object,
The error increases, making precise length measurement difficult.

本発明の目的は、光波干渉計全体を小型・軽量とすると
共に可搬性とすることである。
An object of the present invention is to make the entire optical interferometer small and lightweight, and to make it portable.

本発明の他の目的は、使用に際して光軸合わせが非常に
簡単で、且つ構成部分を動かすことなく干渉縞を直接に
観察して正確な光軸合わせを行なうことである。
Another object of the present invention is to make optical axis alignment very simple during use and to perform accurate optical axis alignment by directly observing interference fringes without moving any component parts.

本発明の他の目的は、レーザ光源部の熱・測定系全体の
相対的振動・途中の空気の揺らぎ等による測長への影響
を極力少なくすることである。
Another object of the present invention is to minimize the influence on length measurement due to the heat of the laser light source, the relative vibration of the entire measurement system, the fluctuation of air in the middle, and the like.

本発明の更に他の目的は、移動物体上の移動反射鏡部と
干渉計との光軸合わせを簡単に、且つ正確に行なうこと
である。
Still another object of the present invention is to easily and accurately align the optical axes of a movable reflecting mirror section on a moving object and an interferometer.

次に本発明を図面に基づいて詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第1図は本発明光波干渉計全体の外観を示す図で、aは
正面方向から見た図、bは背面方向から見た図である。
FIG. 1 is a diagram showing the overall appearance of the optical interferometer of the present invention, in which a is a view seen from the front direction and b is a view seen from the rear direction.

1はレーザ光源部で、内部にはレーザ管、レーザ管用ト
リが回路が含まれており、2は干渉計部である。
Reference numeral 1 denotes a laser light source section, which includes a laser tube and a circuit for the laser tube, and 2 an interferometer section.

7は丁字形の脚、8は把手で、これらでもってレーザ光
源部1と干渉計部2を一体に結合している。
Reference numeral 7 indicates a T-shaped leg, and reference numeral 8 indicates a handle, which integrally connect the laser light source section 1 and the interferometer section 2.

9はU形コネクタで、干渉計部2内部の干渉縞検出系と
電気系コンソール(図示せず)とをレーザ光源部1を介
してケーブル191によりコンパクトに電気的に接続し
ている。
Reference numeral 9 denotes a U-shaped connector that electrically connects the interference fringe detection system inside the interferometer section 2 and an electrical console (not shown) via the laser light source section 1 with a cable 191 in a compact manner.

6は干渉計の参照光反射用の参照側キャッツアイで、参
照光出入射口24に着脱可能である。
Reference numeral 6 represents a reference side cat's eye for reflecting the reference light of the interferometer, and is detachable from the reference light entrance/exit port 24 .

12はレーザ光第2出射口で、この出射口12からのレ
ーザ光を別の用途に用いることもできる。
Reference numeral 12 designates a second laser beam exit port, and the laser light from this exit port 12 can also be used for other purposes.

22は干渉計第2入射口で、レーザ光源部1を用いなく
てもこの入射口22より別の光源からの光束を入射させ
てもよい。
Reference numeral 22 denotes a second entrance port of the interferometer, and even if the laser light source section 1 is not used, a light beam from another light source may be input through this entrance port 22.

ここで、第1図の構成においてはレーザ光源からの光束
はレーザ光源部1内部で曲げられ、干渉計部2内の干渉
計に導ひかれている。
In the configuration shown in FIG. 1, the light beam from the laser light source is bent inside the laser light source section 1 and guided to the interferometer within the interferometer section 2.

23は干渉縞観察口で、光軸合わせを行なう時にここか
ら直接干渉縞を観察する。
Reference numeral 23 denotes an interference fringe observation port through which interference fringes are directly observed when aligning the optical axes.

25は測長光出入射口で、この出入射口25がらの光束
を移動物体上のキャッツアイ(図示せず)に出射し、該
キツツアイからの反射光を入射する。
Reference numeral 25 denotes a length measurement light input/output port, which outputs the light beam from the input/output port 25 to a cat's eye (not shown) on a moving object, and receives reflected light from the cat's eye.

323a,323bは各々縦方向、横方向に測長光の出
射角を微調整するための測長光出射角微調ツマミで、こ
れらのツマミ323a ,323bで微調整した後、測
長光出射角微調ロックネジ324で固定する。
Reference numerals 323a and 323b are measuring light output angle fine adjustment knobs for finely adjusting the output angle of the length measuring light in the vertical and horizontal directions.After fine adjustment with these knobs 323a and 323b, the length measuring light output angle fine adjustment is performed. Fix with lock screw 324.

第2図は第1図に示した光波干渉計の分解図である。FIG. 2 is an exploded view of the light wave interferometer shown in FIG. 1.

ここで、11はレーザ光第1出射口で、レーザ光源部1
内で二方向に分割され、一方は第1図のレーザ光第2出
射口12より外部に出射され、他方はレーザ光第1出射
口11より出射される。
Here, 11 is the first laser beam exit port, and the laser light source section 1
The laser beam is divided into two directions, one of which is emitted to the outside from the second laser beam exit port 12 in FIG.

この出射口11よりのレーザ光は、干渉計部2にに設け
られた干渉計第1入射口21より干渉部2内の干渉計に
入射する。
The laser beam from this emission aperture 11 enters the interferometer in the interferometer section 2 through a first interferometer entrance aperture 21 provided in the interferometer section 2 .

第1出射口11と第1入射口21は互いに対向しており
、レザー光源部1と干渉計部2が組合わされたときは一
致する様に設けられている。
The first exit port 11 and the first entrance port 21 are opposed to each other and are provided so as to coincide when the laser light source section 1 and the interferometer section 2 are combined.

第1図に示した把千8は、握り部材81と取付部材82
とで構成され、4本のネジ83により光源部1と干渉計
部2とを結合する。
The grip 8 shown in FIG. 1 includes a grip member 81 and a mounting member 82.
The light source section 1 and the interferometer section 2 are connected by four screws 83.

同様にして、T字脚7は、4本のネジ71により光源部
1と干渉計部2とを結合する。
Similarly, the T-shaped leg 7 connects the light source section 1 and the interferometer section 2 with four screws 71.

U形コネクタ9には、光源部1に設けたコネクタ91a
と接続されるコネクタ91bと、干渉計部2に設けた9
2aと接続されるコネクタ92bとが設けられ、コネク
タ91bと92bはU形コネクタ9内で互いに接続され
ている。
The U-shaped connector 9 includes a connector 91a provided in the light source section 1.
The connector 91b connected to the
2a is provided, and the connectors 91b and 92b are connected to each other within the U-shaped connector 9.

第1図に示した様に光源部1と干渉計部2とを結合した
時、このU形コネクタ9で挿入接続可能となり、これに
より干渉計部2内の干渉縞検出系と電気系クンソールが
光源部1を介して、ケーブル191 コンパクトに電気
的に接続される。
When the light source section 1 and the interferometer section 2 are connected as shown in FIG. A cable 191 is compactly electrically connected via the light source section 1 .

第3図は光源部1と干渉計部2とを分離して配置した本
発明光波干渉計の他の使用状態図である。
FIG. 3 is a diagram showing another usage state of the light wave interferometer of the present invention in which the light source section 1 and the interferometer section 2 are arranged separately.

一般的に光波干渉計を小型、軽量に製作すると、最大の
熱放射体であるレーザ光源とその他の構成部品は必然的
に近づいてしまう。
Generally, when a light wave interferometer is made small and lightweight, the laser light source, which is the largest heat radiator, and other components inevitably come close to each other.

このために、レーザ光源の熱による測長誤差への影響は
無視できないものとなる。
Therefore, the influence of the heat of the laser light source on the length measurement error cannot be ignored.

本発明はこのような熱影響に対しても考慮されており、
このことを示したのが第3図の使用状態図である。
The present invention also takes into consideration such thermal effects,
This is illustrated in the usage state diagram of FIG. 3.

ここでは、第1図においてT字脚7、把手8により固定
結合されていた光源部1と干渉計部2を分離し、光源部
1と干渉計部2の各々の腹面(第1図において互いに向
い合っている面)に4本のネジでT字脚7を取付ける。
Here, the light source section 1 and the interferometer section 2, which were fixedly connected by the T-shaped leg 7 and the handle 8 in FIG. Attach T-shaped leg 7 to the opposite sides) with four screws.

この場合には、光源部1のレーザ光第2出射口12から
出射したレーザ光を用い、干渉計部2の干渉計第2入射
口22より干渉計にレーザ光を入射させる。
In this case, the laser beam emitted from the laser beam second exit port 12 of the light source section 1 is used, and the laser beam is made to enter the interferometer from the interferometer second entrance port 22 of the interferometer section 2.

又、この際、測長光出入射口25から測長側キャッツア
イ(図示せず)に向かう光束の高さは、第1図の如くに
組立てた場合の光束の高さと同一になる様に構成されて
いる。
Also, at this time, the height of the light beam from the length measurement light inlet/output port 25 toward the length measurement side cat's eye (not shown) is made to be the same as the height of the light beam when assembled as shown in Fig. 1. It is configured.

従って、使用状態を第1図、及び第3図の様に変えても
、測長側キャッツアイの高さを変えないで測長できる。
Therefore, even if the usage conditions are changed as shown in FIGS. 1 and 3, the length can be measured without changing the height of the cat's eye on the length measurement side.

90は接続ケーブルで、両端にコネクタ91c,92c
が付けてあり、光源部1のコネクタ91a、干渉計部2
のコネクタ92aと各々嵌合し、干渉計部2内の干渉縞
検出系と電気系コンソールが光源部1を介して、ケーブ
ル191でコンパクトに電気的に接続される。
90 is a connection cable with connectors 91c and 92c on both ends.
are attached to the connector 91a of the light source section 1 and the interferometer section 2.
The interference fringe detection system and the electrical system console in the interferometer section 2 are electrically connected via the light source section 1 via the cable 191 in a compact manner.

この様に、レーザ光源部1と干渉計部2を分離し、遠ざ
けて配置することによって、光源部1よりの熱が干渉計
部2に加わり熱膨張して測定に誤差を生じることを防ぐ
ことができる。
In this way, by separating the laser light source section 1 and the interferometer section 2 and arranging them at a distance, it is possible to prevent the heat from the light source section 1 from being applied to the interferometer section 2 and causing thermal expansion, which would cause errors in measurement. I can do it.

第4図は光源部1と干渉計部2を組合わせた場合の本発
明光波干渉計の光路および各構成要素の配置を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing the optical path and arrangement of each component of the light wave interferometer of the present invention when the light source section 1 and the interferometer section 2 are combined.

レーザ光源部1内に前述した如くレーザ管10が収納さ
れ、レーザ管10からのレーザ光は光源部1内で二分さ
れ、一方は直進してレーザ光第2出射口12へ、他方は
折り曲げられてレーザ光第1出射口11へ向けられる。
As described above, the laser tube 10 is housed in the laser light source section 1, and the laser light from the laser tube 10 is divided into two parts within the light source section 1, one of which travels straight to the second laser light output port 12, and the other is bent. The laser beam is directed toward the first emission port 11.

干渉計部2内には、測長光コリメータ3、参照光コリメ
ータ5、干渉計ユニット200が収納されている。
Inside the interferometer section 2, a length measurement light collimator 3, a reference light collimator 5, and an interferometer unit 200 are housed.

第1出射口11へ向けられたレーザ光は干渉計第1入射
口21を経て干渉計ユニット200に入射する。
The laser beam directed toward the first exit port 11 enters the interferometer unit 200 through the interferometer first entrance port 21 .

干渉計ユニット200の詳細は後述するが、この第4図
には干渉計ユニット200中での光路のみを破線で示し
てある。
Details of the interferometer unit 200 will be described later, but in FIG. 4, only the optical path within the interferometer unit 200 is shown by broken lines.

尚、干渉計ユニット200中の黒丸は、光束を二分する
素子の位置を示すもので、干渉計第2入射口22から光
束が入射しても作用する様に構成されている。
Note that the black circles in the interferometer unit 200 indicate the positions of elements that divide the light beam into two, and are configured to operate even when the light beam enters from the second entrance port 22 of the interferometer.

干渉計ユニット200から射出した光束の一方は測長用
コリメータ3に入射し、第1図に示した如く測長光の出
射角を変え得る測長光出入射口25より射出し、測長用
移動キャッツアイ4に入射する。
One of the light beams emitted from the interferometer unit 200 enters the collimator 3 for length measurement, and exits from the length measurement light exit/input port 25 that can change the emission angle of the length measurement light as shown in FIG. Enter moving cat's eye 4.

キャッツアイ4で反射された光束は同一光路を通って干
渉計ユニット200に戻る。
The light beam reflected by the cat's eye 4 returns to the interferometer unit 200 through the same optical path.

干渉計ユニット200からの射出光束の他方は、参照光
コリメータ5に入射し、参照側キャッツアイ6に入射す
る。
The other of the light beams emitted from the interferometer unit 200 enters the reference beam collimator 5 and then enters the reference-side cat's eye 6 .

キャツツアイ6で反射された光束は同一光路を通って干
渉計ユニット200に戻る。
The light beam reflected by the cat's eye 6 returns to the interferometer unit 200 through the same optical path.

この参照側キャッツアイ6は参照光出入射口24に対し
て挿脱自在に構成されている。
This reference side cat's eye 6 is configured to be freely inserted into and removed from the reference light exit/input port 24 .

23は干渉計部2に設けられた干渉縞観察口で、ここか
ら干渉縞観察鏡29を干渉計ユニット200内に挿入し
、内部光学系を動かしたり、検知器(図示せず)を動か
したりすることなく、検知器に入射する干渉縞を観察す
ることができ、干渉計、キャッツアイの光軸合わせを極
めて簡単に行なうことができる。
23 is an interference fringe observation port provided in the interferometer section 2, through which the interference fringe observation mirror 29 is inserted into the interferometer unit 200 to move the internal optical system or the detector (not shown). The interference fringes incident on the detector can be observed without having to do so, and the optical axes of the interferometer and cat's eye can be aligned extremely easily.

尚、この干渉縞観察鏡29の構成についての詳細は後述
する。
The details of the configuration of this interference fringe observation mirror 29 will be described later.

第5図は光源部1中の光学素子と干渉計部2の干渉計ユ
ニット200の光学素子と光路とを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing optical elements in the light source section 1, optical elements of the interferometer unit 200 of the interferometer section 2, and optical paths.

尚、以下の説明においては図に示したxyz座標のx,
y又はZ方向に電気ベクトルの振動する偏光を夫々X偏
光、y偏光又は2偏光と呼ぶことにする。
In the following explanation, the x, y, and z coordinates shown in the figure are
Polarized light whose electric vector vibrates in the y or Z direction will be referred to as X-polarized light, y-polarized light, or double-polarized light, respectively.

光源部1中には、入射光のX成分とy成分との位相差を
90°増加または減少させる1/4波長板111と偏光
プリズム132の各光学素子が含まれている。
The light source unit 1 includes optical elements such as a quarter wavelength plate 111 and a polarizing prism 132 that increase or decrease the phase difference between the X component and the y component of incident light by 90°.

第4図に示されたレーザ管10からのレーザ光171は
右回り円偏光と左回り円偏光との合成されたものである
Laser light 171 from the laser tube 10 shown in FIG. 4 is a combination of right-handed circularly polarized light and left-handed circularly polarized light.

レーザ光171は1/4波長板111を通過すると、X
偏光とy偏光とからなる光172となる。
When the laser beam 171 passes through the 1/4 wavelength plate 111,
The light 172 consists of polarized light and y-polarized light.

この光172のX偏光成分は偏光プリズム132を通過
してX偏光174となり、第4図のレーザ光第2出射口
12から光源部1の外へ出射する。
The X-polarized light component of this light 172 passes through the polarizing prism 132, becomes X-polarized light 174, and is emitted to the outside of the light source section 1 from the laser light second exit port 12 shown in FIG.

又、光172のy偏光成分はX偏光174とは直角方向
に偏光プリズム132の反射面で反射されてy偏光17
3となり、第4図のレーザ光第1出射口11、干渉計第
1入射口21を経て、干渉計ユニット200に入射する
Further, the y-polarized light component of the light 172 is reflected by the reflective surface of the polarizing prism 132 in a direction perpendicular to the X-polarized light 174, and becomes the y-polarized light 17.
3, and enters the interferometer unit 200 through the laser beam first exit port 11 and the interferometer first entrance port 21 shown in FIG.

干渉計ユニット200に入射したy偏光173は偏光プ
リズム232の反射面で直角に反射されy偏光反射光2
70となる。
The y-polarized light 173 incident on the interferometer unit 200 is reflected at right angles by the reflective surface of the polarizing prism 232 and becomes y-polarized reflected light 2.
It will be 70.

第3図の如くに使用した場合には、X偏光174をX偏
光174として図示する方向から干渉計ユニット200
に入射する様に配置されることになり、X偏光174は
偏光プリズム232を通過して光270はX偏光となる
When used as shown in FIG. 3, the interferometer unit 200 receives the X polarized light 174 from the
The X-polarized light 174 passes through the polarizing prism 232, and the light 270 becomes X-polarized light.

1光270は入射光の偏光方向をπ/4ラジアン回転す
る素子であるπ/4ローテータ221に入射する。
One light 270 enters the π/4 rotator 221, which is an element that rotates the polarization direction of the incident light by π/4 radians.

光270がローテータ221を通過すると、x,y軸に
対して45°傾むいた偏光光271となる。
When the light 270 passes through the rotator 221, it becomes polarized light 271 tilted at 45 degrees with respect to the x and y axes.

即ち、同一振動数、同一強度のX偏光とy偏光とに分離
され得る偏光光271となる。
That is, the polarized light 271 can be separated into X-polarized light and y-polarized light having the same frequency and the same intensity.

偏光光271は次に偏光プリズム233に入射し、y偏
光成分は偏光プリズム233を通過してy偏光272と
なる。
The polarized light 271 then enters a polarizing prism 233, and the y-polarized light component passes through the polarizing prism 233 and becomes y-polarized light 272.

一方、X偏光成分は偏光プリズム233の反射面で直角
に反射されてX偏光274となる。
On the other hand, the X-polarized light component is reflected at right angles by the reflective surface of the polarizing prism 233 and becomes X-polarized light 274.

偏光プリズム233を通過した測長光であるy偏光27
2は第4図に示した測長用コリメータ3を経て、測長用
移動キャッツアイ4に向い、キャッツアイ4で反射され
返って来るときはX偏光273となり、偏光プリズム2
33に再入射する。
Y-polarized light 27 which is the length measurement light that has passed through the polarizing prism 233
2 passes through the collimator 3 for length measurement shown in FIG.
33.

この再入射したX偏光273は、偏光プリズム233の
反射面で反射されて、90°上方にX偏光281として
進む。
This re-entering X-polarized light 273 is reflected by the reflective surface of the polarizing prism 233 and travels upward by 90 degrees as X-polarized light 281.

一方、偏光プリズム233の反射面で90°下方に反射
されたX偏光274は、全反射プリズム241で横方向
に反射され、続いて全反射プリズム242で上方向に反
射され、更に全反射プリズム243でy偏光272に平
行なX偏光275として方向づけられる。
On the other hand, the X-polarized light 274 reflected 90 degrees downward by the reflective surface of the polarizing prism 233 is reflected laterally by the total reflection prism 241, then reflected upward by the total reflection prism 242, and further reflected by the total reflection prism 243. is directed as X-polarized light 275 parallel to y-polarized light 272.

このX偏光275が参照光である。このX偏光275は
第4図に示した参照光コリメータ5を経て参照側キャッ
ツアイ6に向い、キャッツアイ6で反射され返って来る
ときはy偏光276となり、プリズム243に再入射す
る。
This X-polarized light 275 is the reference light. This X-polarized light 275 passes through the reference light collimator 5 shown in FIG.

このプリズム243に入射したy偏光276は、プリズ
ム243,242,241で順次反射されて偏光プリズ
ム233に入射する。
The y-polarized light 276 that has entered the prism 243 is sequentially reflected by the prisms 243, 242, and 241 and enters the polarizing prism 233.

偏光プリズム233に入射した光束はy偏光のために偏
光プリズム233を通過し、測長光のX偏光281と同
一方向にX偏光として進む。
The light beam incident on the polarizing prism 233 passes through the polarizing prism 233 to become y-polarized light, and travels as X-polarized light in the same direction as the X-polarized light 281 of the length measurement light.

従って、偏光プリズム233の上方に進む光束281は
X偏光である測長光とZ偏光である参照光が合成されて
いる。
Therefore, the light beam 281 traveling above the polarizing prism 233 is a combination of the X-polarized length measurement light and the Z-polarized reference light.

故に、光束281のX,Z軸に対して45°方向の成分
を取り出せば、測長光と参照光は互いに干渉して干渉縞
信号を得ることができる。
Therefore, if the component of the light beam 281 in the 45° direction with respect to the X and Z axes is extracted, the length measurement light and the reference light interfere with each other, and an interference fringe signal can be obtained.

この九束281は、x,z軸に対しての45°方向成分
を取り出し易くするために、π/4ローテータ222K
よって、その偏光方向を45°回転させた光束282に
変換される。
This nine bundle 281 is connected to a π/4 rotator 222K in order to easily extract the 45° direction component with respect to the x and z axes.
Therefore, it is converted into a light beam 282 whose polarization direction is rotated by 45 degrees.

この光束282は集光レンズ201によりフオトセンサ
上に効率よく集光される。
This light beam 282 is efficiently focused onto the photo sensor by the condenser lens 201.

集光レンズ201により集光された光束282は、半透
鏡202により光束283,286とに按分される。
A light beam 282 condensed by the condenser lens 201 is divided into light beams 283 and 286 by a semi-transparent mirror 202.

半透鏡202で反射された光束283は、偏光プリズム
234によりy成分干渉光284とX成分干渉光285
とに分割される。
The light beam 283 reflected by the semi-transparent mirror 202 is divided into Y component interference light 284 and X component interference light 285 by the polarizing prism 234.
It is divided into

この両干渉光284 ,285は互いに180°異なる
干渉縞信号であり、各々フオトセンサ251 ,252
で受けられ、電気信号に変換される。
These two interference lights 284 and 285 are interference fringe signals that differ from each other by 180°, and the photo sensors 251 and 252 respectively
is received and converted into an electrical signal.

一方、半透鏡202を透過した光束286は、1/4波
長板212に入射させせられ、光束286のx,z方向
成分の間に90°だけ位相差を増加させ、光束287と
する。
On the other hand, the light beam 286 that has passed through the semi-transparent mirror 202 is made incident on the quarter-wave plate 212, and the phase difference between the x and z direction components of the light beam 286 is increased by 90°, resulting in a light beam 287.

この1/4波長板212により、前述したフオトセンサ
251,252に得られる干渉縞信号とは90°ノ位相
差を有する干渉縞信号を得ることになる。
This 1/4 wavelength plate 212 provides an interference fringe signal having a phase difference of 90° from the interference fringe signals obtained by the photo sensors 251 and 252 described above.

この光束287は偏光プリズム235によりZ成分干渉
光288とX成分干渉光289とに分割される。
This light beam 287 is split by the polarizing prism 235 into Z component interference light 288 and X component interference light 289.

この両干渉光288,289は互いに1800異る位相
差を有し、且つ前述した干渉光284,1285とは9
0°異なる位相差を有する干渉縞信号となり、各々フオ
トセンサ253,254で受げられて電気信号に変換さ
れる。
These two interference lights 288 and 289 have a phase difference of 1800 from each other, and have a phase difference of 9 from the interference lights 284 and 1285 described above.
The interference fringe signals have a phase difference of 0°, are received by photo sensors 253 and 254, and converted into electrical signals.

各々のフオトセンサ251 ,252 ,253 ,2
54は互いにフオトセンサ251と252、フオトセン
ザ253と254を1組として差動増幅器に接続される
Each photo sensor 251 , 252 , 253 , 2
54 are connected to a differential amplifier as a pair of photo sensors 251 and 252 and photo sensors 253 and 254.

従って、レーザ光源の強度のドリフトの影響を除去でき
る。
Therefore, the influence of the intensity drift of the laser light source can be removed.

又、レーザ光の回折の影響で測長距離によって、干渉縞
の可視度( visibility)が変動し、干渉尤
の直流レベルの変動が生じるが、差動増幅器とすること
によりこれらの影響を避けることができる。
In addition, the visibility of interference fringes changes depending on the measurement distance due to the influence of laser beam diffraction, and the DC level of the interference potential changes, but by using a differential amplifier, these effects can be avoided. I can do it.

ここで、第5図の光路中に破線で示した全反射プリズム
244は、第4図に示した干渉縞観察鏡29の先端に取
り付けられており、光軸合わせの調整等が必要な時に挿
入し、干渉光285又は289を反射して反射光290
を干渉計外に取り出して干渉縞を観察する。
Here, a total reflection prism 244 shown by a broken line in the optical path in FIG. 5 is attached to the tip of the interference fringe observation mirror 29 shown in FIG. 4, and is inserted when adjustment of optical axis alignment is necessary. Then, the interference light 285 or 289 is reflected to produce reflected light 290.
Take it out of the interferometer and observe the interference fringes.

尚、干渉光285と289は交叉している。Note that the interference lights 285 and 289 intersect.

これまでのレーザ光171は互いに逆回りの円偏光を合
成したものとしたが、本発明では直線偏光のレーザを光
源として用いることもできる。
Although the conventional laser beam 171 is composed of circularly polarized lights having opposite directions, the present invention can also use a linearly polarized laser as a light source.

この場合には1/4波長板111は不要である。In this case, the quarter wavelength plate 111 is not necessary.

ここで、第1図に示した如くの構成とする時にはレーザ
光をy偏光として、偏光プリズム132に入射させれば
よく、第3図に示した如くの構成とする時にはレーザ光
をX偏光として偏光プリズム232に入射させればよい
Here, when the configuration is as shown in FIG. 1, the laser beam may be made into Y-polarized light and incident on the polarizing prism 132, and when the configuration is made as shown in FIG. 3, the laser beam is made into X-polarized light. It is sufficient to make the light incident on the polarizing prism 232.

又、直線偏光レーザ光の偏光方向を上述した様なレーザ
光源部1と干渉計部2との構成の変更に応じて簡単に変
えるためには、1/4波長板111の位置に偏光方向を
90°回転するπ/2ローテータを挿脱自在に設ければ
よい。
In addition, in order to easily change the polarization direction of the linearly polarized laser beam in response to changes in the configurations of the laser light source section 1 and the interferometer section 2 as described above, the polarization direction is set at the position of the quarter-wave plate 111. A π/2 rotator that rotates 90° may be provided in a manner that can be inserted and removed.

また、干渉計ユニット200内に設けたπ/4ローテー
タ221は1/4波長板に置き換えても同様の効果を得
ることができる。
Further, the same effect can be obtained even if the π/4 rotator 221 provided in the interferometer unit 200 is replaced with a 1/4 wavelength plate.

更に、干渉計ユニット200を構成する各光学部品は、
温度分布を一様として熱容量を大きくもたせ、熱的ゆら
ぎの影響を小さくするために、各光学部品を支持固定す
る金属はその光路に沿って溝を切ってあり、その溝の中
に各光学部品を埋め込んでいる。
Furthermore, each optical component constituting the interferometer unit 200 is
In order to make the temperature distribution uniform, have a large heat capacity, and reduce the effects of thermal fluctuations, the metal that supports and fixes each optical component has grooves cut along its optical path, and each optical component is inserted into the groove. is embedded.

第6図は本発明に用いたコリメータとキャッツアイの光
路と構成を示す図で、測長用および参照用も同一の構成
である。
FIG. 6 is a diagram showing the optical path and configuration of the collimator and cat's eye used in the present invention, and the configuration for length measurement and reference is the same.

ここで、コリメータは集光レンズ301と対物レンズ3
02とで構成されている。
Here, the collimator includes a condenser lens 301 and an objective lens 3.
02.

又、キャッツアイは集光レンズ401と1/4波長板4
02と反射鏡403とで構成されている。
In addition, the cat's eye has a condenser lens 401 and a quarter wavelength plate 4.
02 and a reflecting mirror 403.

このコリメータに干渉計ユニット200からX偏光又は
y偏光の直線偏光311が入射すると、集光レンズ30
1および対物レンズ302でビーム径を拡げられた平行
光束312としてキャッツアイに向けて射出する。
When the linearly polarized light 311 of X or Y polarization enters this collimator from the interferometer unit 200, the condenser lens 30
1 and an objective lens 302, the beam diameter is expanded and the beam is emitted toward the cat's eye as a parallel light beam 312.

コリメータからの平行光束312は集光レンズ401で
収束され、1/4波長板402を通って反射鏡403に
致る。
A parallel light beam 312 from the collimator is converged by a condenser lens 401, passes through a quarter-wave plate 402, and reaches a reflecting mirror 403.

ここで、キャッツアイに入射した光束411がy偏光と
すれば、1/4波長板で右回り円偏光となり、反射鏡4
03で反射されると左回り円偏光となるので、174波
長板402を再度通過した光束414は、キャッツアイ
に入射した時とは偏光方向が90°異なりX偏光となる
Here, if the light beam 411 incident on the cat's eye is y-polarized light, it becomes clockwise circularly polarized light at the quarter-wave plate, and
03 becomes counterclockwise circularly polarized light, the light beam 414 that passes through the 174-wave plate 402 again has a polarization direction different by 90 degrees from that when it enters the cat's eye, and becomes X-polarized light.

光束414は集光レンズ401を通過射出して平行光束
415となり、コリメータの対物レンズ302、集光レ
ンズ301を通過し、コリメータに入射した直線偏光3
11とは90°偏光方向が異なる直線偏光313となり
、再び干渉計ユニット200に入射する。
The light beam 414 passes through the condenser lens 401 and emerges as a parallel light beam 415, which passes through the objective lens 302 of the collimator and the condenser lens 301, and becomes linearly polarized light 3 which enters the collimator.
The linearly polarized light 313 whose polarization direction is different from that of 11 by 90° is input into the interferometer unit 200 again.

更に、測長光コリメータ3からの出射角はコリメータの
対物レンズ302を移動することにより出射角の微調整
を行なっている。
Further, the output angle from the length measuring light collimator 3 is finely adjusted by moving the objective lens 302 of the collimator.

ここで、キャッツアイ中に設けた1/4波長板402は
、干渉計ユニット200を出てからキャッツアイの反射
鏡403までの間のどこに入れても、干渉計としての動
作はする。
Here, the 1/4 wavelength plate 402 provided in the cat's eye operates as an interferometer no matter where it is placed between leaving the interferometer unit 200 and the cat's eye reflecting mirror 403.

しかしながら、コリメータとキャッツアイとの間はビー
ム径が大きいので、直径の大きな1/4波長板が必要と
なり不利である。
However, since the beam diameter between the collimator and the cat's eye is large, a quarter-wave plate with a large diameter is required, which is disadvantageous.

又、干渉計ユニット200の出口ではビーム径が小さい
ので、1/4波長板の直径は小さくて済みこの点では有
利である。
Furthermore, since the beam diameter is small at the exit of the interferometer unit 200, the diameter of the quarter-wave plate can be small, which is advantageous in this respect.

しかし、コリメータを通過して出ていく出射光は円偏光
となるので、反射プリズム等を用いて測長光や参照光を
曲げようとすると、偏光方向により反射率が異なるため
、曲げたあとで楕円偏光となり、干渉計の構成上不具合
を生じる。
However, the output light that passes through the collimator becomes circularly polarized light, so if you try to bend the measurement light or reference light using a reflective prism, the reflectance will differ depending on the polarization direction, so after bending it The light becomes elliptically polarized, causing problems in the structure of the interferometer.

そこで、本発明ではキャッツアイ中に1/4波長板を入
れてこれらの不具合点を取り除いている。
Therefore, in the present invention, a quarter wavelength plate is inserted into the cat's eye to eliminate these disadvantages.

この様にすると、キャッツアイ中の光束は集束・発散系
であるから、中心部と周辺部では1/4波長板内での光
路差が若干異なってくるが、光束の集束度が小さければ
光路差はλ/4に比べてはるかに小さくなり問題となら
ない。
In this way, since the light flux in the cat's eye is a convergent/divergent system, the optical path difference within the quarter-wave plate will differ slightly between the center and the periphery, but if the degree of convergence of the light flux is small, the optical path will be The difference is much smaller than λ/4 and does not pose a problem.

又、この様にキャッツアイ中に1/4波長板を入れてし
まうと、測長光、参照光共に直線偏光とすることができ
、反射鏡を用いて光束の向きをかえても偏光方向が変化
しないようにすることができる。
Also, by inserting a 1/4 wavelength plate into the cat's eye like this, both the length measurement light and the reference light can be linearly polarized, and even if you change the direction of the light beam using a reflector, the polarization direction will not change. You can keep it from changing.

従って、測長方向を任意に変えて測長する場合には、干
渉測長器自体の向きを変えなくとも反射鏡で簡単に変え
られることができる。
Therefore, when measuring the length by changing the length measurement direction arbitrarily, the direction can be easily changed using the reflecting mirror without changing the direction of the interferometric length measuring device itself.

第7図は測長光の光軸合わせ用の測長光出射角微調整機
構の一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a length-measuring light output angle fine adjustment mechanism for aligning the optical axis of the length-measuring light.

aはその機構を示す図であり、bは光学的な動作原理を
説明する図である。
A is a diagram showing the mechanism, and b is a diagram explaining the optical operating principle.

第7図aで300は基体であり、例えば第1図に示した
干渉計部2の筐体である。
In FIG. 7a, 300 is a base body, for example, the housing of the interferometer section 2 shown in FIG.

301は第6図に示した集光レンズで、基体300に固
着された集光レンズ枠310に保持されている。
301 is a condensing lens shown in FIG. 6, which is held in a condensing lens frame 310 fixed to the base 300.

321は対物レンズ枠で対物レンズ302を保持し、可
動枠322にねじ込まれ、光軸方向に回動可能となって
おり、出射光の平行度を調整することができる。
Reference numeral 321 is an objective lens frame that holds the objective lens 302, is screwed into the movable frame 322, and is rotatable in the optical axis direction, so that the parallelism of the emitted light can be adjusted.

可動枠322は板バネ331aと図示されていないもう
一枚の板バネの2枚の平行板バネにより、中間枠340
に墨されてB方向に平行に動けるようになっている。
The movable frame 322 is connected to the intermediate frame 340 by two parallel leaf springs, a leaf spring 331a and another leaf spring not shown.
It is inked in the direction B so that it can move parallel to the B direction.

この中間枠340は十字形で、縦線・横線に相当する部
分が交叉せずに離れている。
This intermediate frame 340 has a cross shape, and portions corresponding to vertical lines and horizontal lines do not intersect but are separated.

又、中央部には光の通る孔があげられている。There is also a hole in the center that allows light to pass through.

更に、2枚の板バネ332a ,332bから成る平行
板バネにより、この中間枠340は固定枠350に吊さ
れていてA方向に平行に動けるようになっている。
Further, the intermediate frame 340 is suspended from a fixed frame 350 by parallel plate springs consisting of two plate springs 332a and 332b, so that it can move in parallel to the A direction.

この固定枠350は基体300に固着されていて、中央
部には光の通る孔があげられている。
This fixed frame 350 is fixed to the base 300, and has a hole in the center through which light passes.

323aはA方向の測長光出射角微調ツマミで基体30
0にねじ込まれ、微調ツマミ323aのネジの反対部分
に332a,232bの平行板バネで圧接されている。
323a is a length measurement light output angle fine adjustment knob in the A direction;
0, and is pressed against the opposite part of the screw of the fine adjustment knob 323a by parallel leaf springs 332a and 232b.

又、323bはB方向の測長光出射角微調ツマミで基体
300にねじ込まれ、微調ツマミ323bのネジの反対
部分に331aと図示されていない2枚の平行板バネで
圧接されている。
Moreover, 323b is a length measurement light output angle fine adjustment knob in the B direction, which is screwed into the base body 300, and is pressed against the part of the fine adjustment knob 323b opposite to the screw by two parallel plate springs (not shown) with 331a.

微調ツマミ323a,323bはパネル326の外部か
ら回わすことができる。
The fine adjustment knobs 323a and 323b can be turned from the outside of the panel 326.

324は微調整後のロツクネジ、325はワツシャであ
る。
324 is a lock screw after fine adjustment, and 325 is a washer.

以上のように固定枠350、中間枠340、可動枠32
2、板バネ331a,331b(図示せず)、332a
,332bは係合して、対物レンズ枠321をA及びB
方向に可動自在なように、基体300に保持している。
As described above, the fixed frame 350, intermediate frame 340, movable frame 32
2. Leaf springs 331a, 331b (not shown), 332a
, 332b are engaged to move the objective lens frame 321 between A and B.
It is held on the base body 300 so as to be movable in the direction.

次に、この測長光出射角微調整機構の作動を説明する。Next, the operation of this length measurement light emission angle fine adjustment mechanism will be explained.

先づ、微調ツマミ323aを回わすと、可動枠322が
A方向に動き、可動枠322と中間枠340が他の1組
の平行板バネ331aで連結されているために、中間枠
340が固定枠350に対して平行板バネ332a,3
32bに抗して平行に移動する。
First, when the fine adjustment knob 323a is turned, the movable frame 322 moves in the A direction, and since the movable frame 322 and the intermediate frame 340 are connected by another set of parallel leaf springs 331a, the intermediate frame 340 is fixed. Parallel leaf springs 332a, 3 to the frame 350
32b in parallel.

次に、微調ツマミ323bを回わすと、中間枠340と
固定枠350は1組の平行板バネ332a ,332b
で連結されているので中間枠340は動かず、可動枠3
22が中間枠340に対して平行板バネ331aに抗し
てB方向に平行移動する。
Next, when the fine adjustment knob 323b is turned, the intermediate frame 340 and the fixed frame 350 are replaced by a pair of parallel plate springs 332a, 332b.
Since the intermediate frame 340 does not move, the movable frame 3
22 moves parallel to the intermediate frame 340 in the B direction against the parallel leaf spring 331a.

従って、全体としては可動枠322はA,B方向に平行
な面内で自由に動くことができる。
Therefore, the movable frame 322 as a whole can freely move within a plane parallel to the A and B directions.

微動調整後はロツクネジ324によってワツシャ325
を介し、しめ込むことにより可動枠322をパネル32
6に対して固定する。
After fine adjustment, lock the washer 325 with the lock screw 324.
The movable frame 322 is attached to the panel 32 by tightening the movable frame 322 through the
Fixed to 6.

ここで、本発明ではA方向、B方向のバネの強さを同一
とするために、各平行板バネ331a,331b,33
2a,332bのいずれも、巾、長さ、厚さ共に同一寸
法のものを用いており、特に、バネの長さを同一にする
ために、中間枠340はA方向とB方向の板バネの取り
付け位置が互い違いに配置されている。
Here, in the present invention, in order to make the strength of the springs in the A direction and the B direction the same, each of the parallel plate springs 331a, 331b, 33
2a and 332b have the same width, length, and thickness. In particular, in order to make the spring lengths the same, the intermediate frame 340 has the same width, length, and thickness. The mounting positions are staggered.

この様に構成された機構によれば、対物レンズ302の
中心位置を軸に直角な平面内で自由に調整することがで
きる。
According to the mechanism configured in this way, the center position of the objective lens 302 can be freely adjusted within a plane perpendicular to the axis.

その調整量はあまり大幅に動かせないが、例えば±0.
5 mm位は動かすことができる。
The amount of adjustment cannot be changed very drastically, but for example ±0.
It can be moved about 5 mm.

第7図bは測長光出射角の微調整の動作原理説明図であ
る。
FIG. 7b is an explanatory diagram of the operating principle of fine adjustment of the length measurement light emission angle.

ここで、301は集光レンズ、302は対物レンズ、3
11はコリメータに入射する光束、312は出射角を調
整後の平行光束である。
Here, 301 is a condenser lens, 302 is an objective lens, and 3
11 is a light beam incident on the collimator, and 312 is a parallel light beam after adjusting the emission angle.

対物レンズ302が集光レンズ301と同一軸上の位置
、即ち、破線で示した対物レンズ302′の位置に配列
されているときは、出射光312′は入射光311と平
行に射出される。
When the objective lens 302 is arranged on the same axis as the condenser lens 301, that is, at the position of the objective lens 302' indicated by the broken line, the outgoing light 312' is emitted in parallel with the incoming light 311.

次に、対物レンズ302を軸に直角な平面内で軸からδ
だけずらすと、出射光312はずらした方向に角度にし
て、△θ一δ/fラジアンだけ曲げられる。
Next, in a plane perpendicular to the axis of the objective lens 302, δ
When the output light 312 is shifted by an angle of Δθ - δ/f radians, the emitted light 312 is bent in the shifted direction.

ここに、fは対物レンズ302の焦点距離である。Here, f is the focal length of the objective lens 302.

光波干渉計では、測長用キャッツアイの移動方向、即ち
、測定ステージの移動方向に測長光を合致させないと、
干渉縞が出なくなり測長を行なうことができない。
In a light wave interferometer, the length measurement light must match the movement direction of the length measurement cat's eye, that is, the movement direction of the measurement stage.
Interference fringes no longer appear and length measurement cannot be performed.

本発明によれば、第1図に示した様な構成では、従来全
体を動かしていたのを互いに直角に配置された両方向の
ツマミを動かすことで、簡単に出射光の方向を微調整で
きる。
According to the present invention, in the configuration shown in FIG. 1, the direction of the emitted light can be easily finely adjusted by moving knobs in both directions arranged at right angles to each other, instead of the conventional method of moving the entire unit.

又、第3図に示した様な構成では、従来は光源部1と干
渉計部2とを共に動かさねばならなかったが、本発明に
よれば両方向のツマミを動かすことで簡単に出射光の方
向を微調整できる。
Furthermore, in the configuration shown in FIG. 3, conventionally the light source section 1 and the interferometer section 2 had to be moved together, but according to the present invention, the output light can be easily adjusted by moving the knobs in both directions. You can fine-tune the direction.

尚、上述したところでは、対物レンズ302を動かすこ
とで出射方向の微調整を行なったが、集光レンズ301
を動かすようにしても同様の効果を得ることができる。
In addition, in the above description, fine adjustment of the emission direction was performed by moving the objective lens 302, but the condenser lens 301
A similar effect can be obtained by moving the .

第8図は第1図に示した参照側キャッツアイ6の詳細を
示す図であり、aはその外観を示す斜視図、bはその内
部構成を示す断面図、Cは本発明による他の実施態様を
示す図である。
8 is a diagram showing details of the reference side cat's eye 6 shown in FIG. 1, in which a is a perspective view showing its appearance, b is a sectional view showing its internal structure, and C is another embodiment according to the present invention. It is a figure showing an aspect.

この参照側キャッツアイ6は、通常は干渉計部2の参照
光出入射口24にねじ込まれているが、第8図aに示し
た様に必要に応じて取外し自在である。
This reference side cat's eye 6 is normally screwed into the reference light entrance/exit port 24 of the interferometer section 2, but it can be removed as needed, as shown in FIG. 8a.

第8図bは、このキャッツアイ6を干渉計部2の基体3
00に設けた参照先出入射口24にねじ込まれた状態を
示す図である。
FIG. 8b shows this cat's eye 6 on the base 3 of the interferometer section 2.
00 is a diagram showing a state in which it is screwed into a reference destination entrance/exit port 24 provided in 00.

このキャッツアイ6は集光レンズ601と1/4波長板
602と反射鏡膜面603を1/4波長板602側に設
けた反射鏡下地ガラス604とから成り、これらの各光
学素子は参照キャッツアイ枠610に取付けられている
This cat's eye 6 consists of a condensing lens 601, a quarter-wave plate 602, and a reflecting mirror base glass 604 with a reflecting mirror film surface 603 provided on the quarter-wave plate 602 side, and each of these optical elements is a reference cat's eye. It is attached to the eye frame 610.

この参照キャッツアイ枠610は、基体300にねじ込
むためのネジ部と参照光出入射口24のテーパ面211
と合致するようなテーパ面611を有している。
This reference cat's eye frame 610 includes a screw portion for screwing into the base body 300 and a tapered surface 211 of the reference light exit/input port 24.
It has a tapered surface 611 that matches.

612はこのキャッツアイ枠610に各光学素子を取付
けた後に塵・埃等が侵入するのを防止する蓋である。
Reference numeral 612 is a lid that prevents dirt, dust, etc. from entering after each optical element is attached to this cat's eye frame 610.

又、反射鏡膜面603を有する反射鏡下地ガラス604
は複数個の調整ネジ620で保持・固定されている。
Further, a reflective mirror base glass 604 having a reflective mirror film surface 603
is held and fixed by a plurality of adjustment screws 620.

この調整ネジ620はキャッツアイ枠610の外側から
回転操作することで、反射鏡下地ガラス604を動かし
て反射鏡膜面603の芯出し調整を行ない、調整後は調
整ネジをロックペイントニス等で固定する。
By rotating this adjustment screw 620 from the outside of the cat's eye frame 610, the reflector base glass 604 is moved to adjust the centering of the reflector film surface 603. After adjustment, the adjustment screw is fixed with lock paint varnish, etc. do.

又、キャッツアイ枠610のテーパ面611は基体30
0のテーパ面211と合致するに成っており、これによ
り再現性よく反射鏡の中心を光軸に合わせることができ
る。
Further, the tapered surface 611 of the cat's eye frame 610 is connected to the base body 30.
This makes it possible to align the center of the reflecting mirror with the optical axis with good reproducibility.

第8図Cは参照側キャッツアイ6の他の使用態様を示す
図であり、この場合参照側キャッツアイ6は干渉計部2
より切離されている。
FIG. 8C is a diagram showing another usage mode of the reference side cat's eye 6. In this case, the reference side cat's eye 6 is connected to the interferometer section 2.
More detached.

この切離した参照側キャッツアイ6は被測定系100上
の固定点に取付けられ、被測定系100上の測定ステー
ジ101上に測長用移動キャッツアイ4が取付けられる
This separated reference-side cat's eye 6 is attached to a fixed point on the system to be measured 100, and the movable cat's eye for length measurement 4 is attached to the measurement stage 101 on the system to be measured 100.

この様に構成することで、干渉計のビームスプリツタか
らキャッツアイまでの光路が長くなっても、参照側キャ
ッツアイ6と測長用移動キャッツアイ4とを可能な限り
近付けてあると共に、同じ被測定系ioohに設けてあ
るので、ビームスプリツタから両キャッツアイ間の空気
の温度等の変動に基づく揺らぎ、及び両キャッツアイ間
の相対的振動の影響を極力避けることができ、精密な測
長をすることができる。
With this configuration, even if the optical path from the beam splitter of the interferometer to the cat's eye becomes long, the reference side cat's eye 6 and the moving cat's eye for length measurement 4 are brought as close as possible and are kept in the same position. Since it is installed in the measured system iooh, it is possible to avoid as much as possible the effects of fluctuations due to changes in air temperature between the beam splitter and both cat's eyes, and the effects of relative vibrations between both cat's eyes, making it possible to perform precise measurements. can be long.

第9図は第4図に示した干渉縞観察鏡29の構成を詳細
に示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing in detail the configuration of the interference fringe observation mirror 29 shown in FIG. 4.

干渉縞観密鏡29は鏡筒291先端に干渉縞入射光29
0を受ける全反射プリズム244を設け、プリズム24
4に対向した鏡筒291部分には入射窓292が設けら
れている。
The interference fringe viewing mirror 29 collects interference fringe incident light 29 at the tip of the lens barrel 291.
A total reflection prism 244 receiving 0 is provided, and the prism 24
An entrance window 292 is provided in a portion of the lens barrel 291 facing 4.

又、鏡筒291の他端には、スクリーン245と拡大レ
ンズ246を有したレンズ枠293が離脱町能に設けら
れている。
Further, a lens frame 293 having a screen 245 and a magnifying lens 246 is provided at the other end of the lens barrel 291.

この様な構成の干渉縞観察鏡29を第4図に示した干渉
縞観察口23から挿入し、第5図の干渉計ユニット20
0内の干渉光285又は289を全反射プリズム244
で受けスクリーン245上に投影し、拡大レンズ246
で拡大して観察する。
The interference fringe observation mirror 29 having such a configuration is inserted through the interference fringe observation port 23 shown in FIG. 4, and the interferometer unit 20 shown in FIG.
Total reflection prism 244 for interference light 285 or 289 within 0
The image is projected onto the receiving screen 245 using a magnifying lens 246.
Zoom in and observe.

ここで、この干渉縞観察鏡29を矢印294の方向に光
軸の回りに90°回転するだけで、干渉光285又は2
89を任意に取出して観察することができる。
Here, by simply rotating this interference fringe observation mirror 29 by 90° around the optical axis in the direction of arrow 294, interference light 285 or 2
89 can be taken out and observed at will.

又、レンズ枠293を鏡筒291から取り外せば、入射
光290を干渉縞観察鏡29から離れた別のスクリーン
上に投射させて観察することができる。
Furthermore, by removing the lens frame 293 from the lens barrel 291, the incident light 290 can be projected onto another screen separate from the interference fringe observation mirror 29 for observation.

本発明では、この様な干渉縞観察鏡29を設けることで
、フオトセンサを動がすことなくフォトセンサに入射す
る干渉縞を簡単に観察でき、干渉計、キャッツアイの正
確な光軸合わせを行なうことができる。
In the present invention, by providing such an interference fringe observation mirror 29, the interference fringes incident on the photo sensor can be easily observed without moving the photo sensor, and the optical axis of the interferometer and cat's eye can be accurately aligned. be able to.

このために、正確な測長値を得られ、良好な干渉縞を得
てS/N比の高い干渉縞信号を得ることができる。
For this reason, accurate length measurement values can be obtained, good interference fringes can be obtained, and interference fringe signals with a high S/N ratio can be obtained.

上述した如く、本発明によれば、小型な構成で可搬化、
軽量化を計ることができ、小型にしたにも拘わらずレー
ザ光源部よりの熱影響を少なくして精密測長をすること
ができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to achieve portability with a small configuration,
It is possible to reduce the weight, and even though it is made small, the influence of heat from the laser light source section can be reduced and precise length measurement can be performed.

又、任意に干渉縞観察鏡を干渉計ユニット内に挿入する
ことで内部光学系、検知器を動かすことなく、検知器に
入射する干渉縞を観密することができる。
Further, by optionally inserting an interference fringe observation mirror into the interferometer unit, it is possible to closely observe the interference fringes incident on the detector without moving the internal optical system or the detector.

このために、干渉計とキャッツアイとの正確な光軸合わ
せを簡単に行なえ、S/N比の高い干渉縞信号を得るこ
とができる。
Therefore, accurate optical axis alignment between the interferometer and the cat's eye can be easily performed, and an interference fringe signal with a high S/N ratio can be obtained.

又、測長光の出射角を干渉計部に設けた測長光出射角微
調整機構により調整できるので、光源部と干渉計部とを
一体でも分離して構成しても簡単に調整できる。
Further, since the emission angle of the length measurement light can be adjusted by the length measurement light output angle fine adjustment mechanism provided in the interferometer section, adjustment can be easily performed whether the light source section and the interferometer section are integrated or separated.

このため、光波干渉計全体を動かす必要かなく、測長距
離が長くなっても測長に支障をきたさない。
Therefore, there is no need to move the entire optical interferometer, and even if the measuring distance becomes long, there will be no problem in measuring the length.

更に、測長距離が長くなった場合でも参照側キャッツア
イを干渉計部より取り外して被測定系上の固定点に取り
付け可能であるので、途中の空気の揺らぎ、測長側移動
キャッツアイとの相対的振動の影響を受けずに、誤差の
少ない精密測長を行なえる。
Furthermore, even when the measurement distance becomes long, the reference side cat's eye can be removed from the interferometer section and attached to a fixed point on the measured system, so there is no need to worry about air fluctuations or interference with the measuring side moving cat's eye. Precise length measurement with little error can be performed without being affected by relative vibration.

更に、キャッツアイ中に1/4波長板を挿入してあるの
で、測長光、参照光共に直線偏光とすることができ、反
射鏡で各光束の向きにかえても偏光方向が変化せず、測
長方向を任意に変えて測長する場合に、干渉測長器自体
の向きを変えることなく、反射鏡で向きを変えて測長で
きる。
Furthermore, since a 1/4 wavelength plate is inserted into the cat's eye, both the length measurement light and the reference light can be linearly polarized, and the polarization direction will not change even if the direction of each beam is changed using a reflector. When measuring length by changing the length measurement direction arbitrarily, the length can be measured by changing the direction using the reflecting mirror without changing the direction of the interferometric length measuring device itself.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明光波干渉計の外観図で、第1図aは正面
方向からの斜視図、第1図bは背面方向からの斜視図、
第2図は本発明光波干渉計の分解図、第3図は光源部と
干渉計部とを分離して配置した本発明光波干渉計の他の
使用状態図、第4図は本発明光波干渉計の光路および各
構成要素の配置図、第5図は光源部と干渉計ユニットの
一実施例の各光学素子の配置と光路を示す図、第6図は
コリメータキャッツアイの一実施例の光路と構成を示す
図、第7図は測長光出射角微調整機構の一実施例を示す
図で、第7図aはその機構図、第7図bはその光学的動
作原理説明図、第8図は参照側キャッツアイの一実施例
を示す図・で、第8図aはその外観を示す斜視図、第8
図bはその内部構成を示す断面図、第8図Cは本発明に
よる他の実施態様を示す図、第9図は干渉縞観察鏡の一
実施例の詳細図である。 1……レーザ光源部、2……干渉計部、3……測長光コ
リメータ、4……測長側移動キャッツアイ、5……参照
光コリメータ、6……参照側キャッツアイ、25……測
長光出入射口、29……干渉縞観察鏡。
Fig. 1 is an external view of the optical interferometer of the present invention, Fig. 1a is a perspective view from the front direction, Fig. 1b is a perspective view from the back direction,
Fig. 2 is an exploded view of the light wave interferometer of the present invention, Fig. 3 is a diagram of another state of use of the light wave interferometer of the present invention in which the light source section and the interferometer section are arranged separately, and Fig. 4 is the light wave interferometer of the present invention. Fig. 5 is a diagram showing the arrangement of each optical element and the optical path of an embodiment of the light source section and interferometer unit; Fig. 6 is an optical path of an embodiment of the collimator cat's eye. FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the length measurement light output angle fine adjustment mechanism, FIG. 7a is a diagram of its mechanism, FIG. Figure 8 is a diagram showing one embodiment of the reference side cat's eye, and Figure 8a is a perspective view showing its appearance.
FIG. 8B is a cross-sectional view showing the internal structure, FIG. 8C is a view showing another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a detailed view of one embodiment of the interference fringe observation mirror. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Laser light source part, 2... Interferometer part, 3... Length measurement light collimator, 4... Length measurement side moving cat's eye, 5... Reference light collimator, 6... Reference side cat's eye, 25... Length measurement light inlet/outlet, 29...Interference fringe observation mirror.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 出射光の出射角を微調整する機構において、基台3
00に固定され、貫通孔が形成されている板状の固定枠
350と、同様に貫通孔が形成されているブロック状の
中間枠340と、該中間枠340の貫通孔と前記固定枠
350の貫通孔を相対向するように配置し、且つ前記中
間枠340が前記固定枠350に対し一次元方向即ちA
方向に可動自在なように前記中間枠340と前記固定枠
350とを連結した少なくとも2個のA方向可動用平行
板バネ332a ,332bと、貫通孔が形成された板
状の可動枠322と、該可動枠322の貫通孔と前記中
間枠340の貫通孔を相対向するように配置し、且つ前
記可動枠322が、前記中間枠340に対してA方向と
直角方向、即ちB方向に可動自在なように、前記可動枠
322と前記中間枠340とを連結した少なくとも2個
のB方向可動用平行板バネと、前記可動枠322の貫通
孔に直接又はレンズ枠体を介して配設された対物レンズ
302と、前記基台300に対して前記可動枠322を
前記A方向に移動して微調整するための、前記基台30
0と前記可動枠322との間に配設させたA方向位置微
調手段323aと、同様に前記基台300に対して前記
可動枠322を前記B方向に移動して微調整するための
前記基台300と前記可動枠322との間に配設させた
B方向位置微調手段323bとからなることを特徴とす
る出射角微調整装置。
1 In the mechanism for finely adjusting the output angle of the output light, the base 3
00, a plate-shaped fixed frame 350 in which a through hole is formed, a block-shaped intermediate frame 340 in which a through hole is similarly formed, and a connection between the through hole of the intermediate frame 340 and the fixed frame 350. The through holes are arranged to face each other, and the intermediate frame 340 is arranged in one dimension, that is, A, with respect to the fixed frame 350.
at least two parallel plate springs 332a and 332b for movability in the A direction, which connect the intermediate frame 340 and the fixed frame 350 so as to be movable in the directions; a plate-shaped movable frame 322 in which a through hole is formed; The through hole of the movable frame 322 and the through hole of the intermediate frame 340 are arranged to face each other, and the movable frame 322 is movable relative to the intermediate frame 340 in a direction perpendicular to the direction A, that is, in the direction B. As such, at least two parallel plate springs for movement in the B direction connecting the movable frame 322 and the intermediate frame 340 are disposed in the through hole of the movable frame 322 directly or through a lens frame. The objective lens 302 and the base 30 for moving the movable frame 322 in the A direction with respect to the base 300 for fine adjustment.
0 and the movable frame 322, and the base for finely adjusting the position by moving the movable frame 322 in the B direction relative to the base 300. An output angle fine adjustment device comprising a B direction position fine adjustment means 323b disposed between a table 300 and the movable frame 322.
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