JPS62177420A - 差動形偏光干渉計 - Google Patents

差動形偏光干渉計

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JPS62177420A
JPS62177420A JP1795086A JP1795086A JPS62177420A JP S62177420 A JPS62177420 A JP S62177420A JP 1795086 A JP1795086 A JP 1795086A JP 1795086 A JP1795086 A JP 1795086A JP S62177420 A JPS62177420 A JP S62177420A
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polarization
signal
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polarizing plate
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JP1795086A
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Katsu Inoue
井上 克
Shigeru Matsui
繁 松井
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は偏光干渉計に係り、特にフーリエ分光などの数
学的処理に好適な差動形偏光干渉計に関する6 〔発明の背景〕 従来の偏光干渉計は特公昭54−36515号公報記載
の如く、ウォラストンプリズムの代りにバビネソレイユ
補正板を用い、光軸上の一点で検出している。このため
、干渉図形信号の湾曲は避けられるが、、光路差の走査
に補正板の機械的面uA運動が必要となる。一方、最近
の偏光干渉計は特開昭59−105508号公報に記載
の如く、可動部分の無い波面傾斜形の偏光干渉計が提案
されているが、光量の光路差軸上の変動については配慮
されていなul。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、光路差の走査に可動部を必要とせず、
且つ空間的な光量の変動分を完全に除去した差動形偏光
干渉計を提供することにある。
〔発明の概要〕
偏光干渉計に於ては、2個の偏光子の偏光面を平行に配
置するか直交させて配置するかにより、干渉図形の主極
大の極性が湾曲した光量レベルから上に凸又は下に凸と
なる。本発明は、両者の場合の光量レベルが共に、中央
部が上に凸である事から、両者の差信号では干渉信号は
倍となり、光量レベルは打消し合って零になる点に鑑み
てなされたものである。
〔発明の実施例〕
以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。被測
定光源10から出た光線11は、偏光軸16を有する偏
光板15に入射する。偏光板15により偏光面が偏光軸
16に平行となった光線は、ウォラストンプリズム20
に入射する。ウォラストンプリズム20は結晶軸21.
22が互に直交する2個の複屈接性(例えば水晶など)
のプリズム25.26を接合して作られており、各プリ
ズム中の屈接率は入射光線の偏光方向により異なるから
、ウォラストンプリズム20を通過する光線の中心光軸
の位置により、ウォラストンプリズム中の光学的距離が
異なって来る。この事は換言すると、プリズム25と2
6との接合面での屈接率の比が、偏光軸が結晶軸21に
平行な光線と、結晶軸22に平行な光線では1以上と1
以下となるから、一方の光線は例えば左方向に微か屈接
し、他方の光線は右方向に屈接する。従って、偏光板1
5の偏光軸16を結晶軸21(又は22)に対し45″
傾けておけば、ウォラストンプリズム20中には、各結
晶軸21.22に平行な2光線成分(振幅は45°偏光
光線の各1/ノロ)が生じ、プリズム25.26の接合
面付近から互に傾斜した。2個の波面を形成する事にな
る。
この2個の傾斜波面が、結晶軸に対し45°の偏光軸3
6を有する第2の偏光板(検光子ども云う)35を通過
すると、夫々の波面に対し共通の偏光成分を与える事と
なり、干渉現象を起す。この時現われる干渉縞はいわゆ
る等原子渉縞であって、波面が分離したウォラストンプ
リズム20の接合面附近に11測されるから、結像レン
ズ40に依って、1次元撮像素子50の受光面に水平方
向51に並んだ干渉縞52として結像される。1次元撮
像素子としてはMOS型又はCCD (電荷結合素子)
型のフォトダイオードアレイ(PDA)が適当であるが
、イメージディセクタチューブな・どであっても何等か
わらない。
第3図に波面傾斜形偏光干渉計を用いて得られた干渉信
号の強度を示す。横軸は空間的距離すなわち、干渉計の
光路差に対応する値であって、光電検出手段により時間
的な走査軸となる。
同図(a)は偏光板15と偏光板35の偏光軸が平行の
時の出力であり、空間的に広がった像の光量が周辺部で
低下する結果、湾曲したベースライン101を有する干
渉信号となり、このままでは正しい干渉図形とは云えず
、フーリエ変換等のデータ処理ができない。
一方同図(b)は2個の偏光板の偏光軸を直交させた場
合の干渉信号であって、(、)同様の湾曲したベースラ
イン102を有しているが、主極大のピーク115は(
a)のピーク105とは極性が逆である。従って、この
2個の干渉信号105゜115の差を検出すれば、同図
(c)のベースライン103の様に直線状に補正され、
正確な干渉図形110を得ることができる。
第1図における偏光板45は偏光軸16に対し直交した
偏光軸46を有し、偏光板スライダ30を矢印31の方
向に移動すれば、第2の偏光板の偏光軸を90°回転さ
せる事ができる。
最初、偏光板35が光路中に挿入された状態でクロック
発生源55からの駆動信号56で、フォトダイオードア
レイ50を電子的に走査させ、順次読出されたビデオ信
号59を増幅器60で増幅及びサンプルホールドし、A
−D変換器70でデイジタル値79として、ディジタル
メモリ85に順次記憶させる。この時記憶されたデータ
は第3図(a)の信号105に相当する。
次に、G先板スライダ30の移動31により。
偏光軸を36から46に切替え、最初と同様に干渉縞5
2に対するビデオ信号59を増幅器60゜A−D変換器
70を経て、ディジタル値79′として減算器90に入
力し、同時にクロック発生源55に同期して、記憶デー
タ89が読み出され減算器90のもう一つの入力となる
。従って、減算器の出力95には、第3図(o)に相当
する差信号が現われ、正確な干渉図形110となる。
又、これ等85.90は1個の記憶演算装置80で全て
を行う事が出来る。
第2図は、第2の偏光板を回転させる他の実施例を示し
たもので、同図(a)は2個の偏光板35’ 、45’
 を固定した回転板65を、中心先細から離れた回転ピ
ン62を中心に適当角旋回61して光路に入る偏光板を
切替える。この時2個の偏光板の偏光軸が、旋回61に
よって丁度90°異なる様に設定されねばならない。
同図(b)は、光路中に置かれた1個の偏光板45′を
回転輪66の中央に固定し、この回転輪66を接触等で
駆動軸67の回転68で90°回転させる。回転輪66
を保持する2個のプーリ48を備えている。更に、公知
技術で以って、2個の停止位置検出手段が利用される事
は云うまでもない。
第2図の実施例は各種のヒータや、回転ソレノイドを用
いて比較的簡便に所期の目的を達成する事ができる。
第4図は、本発明の他の一実施例であって、偏光軸の回
転のための機械的可動部分を含まないものである。第1
図の偏光板スライダ30又はこれに相当する第2図の様
な可動部材が無い代りに、第4図の結像レンズ40の後
に2個の偏光板35゜45が上下に並置され、その背後
に2個のフォト・ダイオードアレイ検知器50.57が
上下に並置されている。ここで上下方向と云うのは、第
1図、第4図の如くウォラストンプリズムの接合面が上
下方向に伸び1等厚干渉縞52が水平方向51に出来る
場合の垂直方向の事である。
クロック源55からの同一の駆動信号56を得て、検知
器50.57は同時に走査され、2個のビデオ信号はそ
れぞれ増幅器60.86で増幅及びソンプルホールドさ
れ、干渉信号101,102となって演算増幅器88の
差動入力に印加される。
演算増幅器88では、2個号101,102の差をアナ
ログ演算して干渉図形信号103(第3図のグラフに対
応)を出力する。この時雨干渉信号の零光路差の位相が
一致する様に、同じ素子位置(ビット番号とも云う)と
なる様に検知器の固定位置を調整する必要があり、或い
は、駆動信号5Gの一方に、検知器の空間ずれを補償す
る時間的遅延回路58を設ける必要がある。
勿も、光電検出手段が2次元的撮像カメラである場合は
この必要は無い。
次に第4図の方式で、第1図同様等厚干渉縞が得られる
理由を説明する。
ウォラストンプリズム20を出た互に偏光軸の直交する
2個の光束は、傾斜した2個の波面を生み出し、結像レ
ンズ40に入射する。ウォラストンプリズム20の内部
には干渉縞は観測されないが、干渉を起伏外が満たされ
た際に観測される干渉縞を生み出す2個の傾斜波面は存
在しているのである。
結像レンズ40の働きは、ウォラストンプリズム20内
の干渉縞像を、検知器50.57の感光面に実像を結像
させるものであり、干渉縞像を生み出す現因となった2
波面を収斂する2個の球面波に変換するものである。従
って実際に干渉縞像が観測されていなくても、干渉して
いない2個の球面波として検知器に向って収斂し、検知
器の直前に置かれた偏光板35又は45に依って1両波
面内な共通偏光成分に干渉が生じ、受光面と第1図の干
渉縞52と同じものが結像する事になる。
結像レンズ40が偏光板の間に存在する時、レンズ40
による収差が問題となるが、この収差は必ず存在するが
少なく共、直交する偏光に対して全く同様に寄与する。
偏光に依って変るのは光学釣具方性部材例えば複屈性結
晶等を用いた時のみであり、一般の写真用レンズにはそ
の様な特性は持っていない、従って空間を伝播する間に
、途中のレンズで干渉光路差が漂動する事は無く、実像
となった時の像の歪として現われるのであり、これは第
2偏光板(35又は45)の位置に関係せず存在するも
のである。
第5図は光電検出手段としてイメージディセクタチュー
ブ150を用いたもので、受光面155の前面に2枚の
偏光膜35.45をはり付けたものである。光電検量手
段はこの他に2次元半導体撮像素子や、チャネルトロン
等も使用できる。
第6図は、第4図の検出手段を完全2重制にしたもので
、2個のフォトダイオードアレイ検知器50.57、増
幅器60.86、A−D変換器70.75、記憶演算処
理装置80とからなり、ディジタル的に差演算を行うも
ので、両検知器による零光路差位置はディジタル的に検
出補正できるので、アナログ的な位置調整やクロック信
号遅延回路は不要となる。
又、検知器の素子毎の感度のバラツキの補正なども、両
検知器感度を予め記憶して置けば容易に達成可能である
〔発明の効果〕
本発明によれば光路差走査に可動部分のない、波面傾斜
形の偏光干渉計に特有の、空間位置における光量の減小
を補正し、正しい干渉図形が得られるので、フーリエ分
光装置までの性能を向上させることができる。
更に差動方式の為、共通モードの検知器感度特性、雑音
特性などは互に打消し合って信号のみ2倍に増大するの
でS/N比が大幅に向上する。
又、全く可動部分の無い差動形偏光干渉計が構成可能で
、装置の小形化軽量化、高信頼化を達成する事ができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は第1図に
使用する偏光板回転手段の他の説明図。 第3図は本発明によって得られる干渉信号の説明図、第
4図は本発明の他の実施例の構成図、第5図は光電検出
手段の他の実施例図、第6図は第4図の検出手段の他の
例を示す構成図である。 10・・・被測定光源、15.35・・・偏光板、20
・・・ウォラストンプリズム、25.26・・・プリズ
ム。 40・・・結像レンズ、50・・・−次元撮像素子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被測定光源と、ウオラストンプリズムと、このウオ
    ラストンプリズムの結晶軸に対し45°の傾角を持つた
    偏光面を有し、前記ウオラストンプリズムをはさむ位置
    に置かれた2個の偏光子とからなる偏光干渉計において
    、前記偏光子の一方を他方に対して偏光面が90°回転
    可能に構成し、空間的に形成された干渉縞を光電的に検
    出する手段を有し、前記一方の偏光子の回転前に検出し
    た信号と90°回転後に検出した信号に基づいて干渉図
    形信号を得るようにしたことを特徴とする差動形偏光干
    渉計。 2、被測定光源と、ウオラストンプリズムと、このウオ
    ラストンプリズムの結晶軸に対し45°の傾角を持つた
    偏光面を有し、前記ウオラストンプリズムをはさむ位置
    に置かれた2個の偏光子とからなる偏光干渉計において
    、第1の偏光子は前記ウオラストンプリズムの直前、第
    2の偏光子は空間的に形成された干渉縞を光電的に検出
    する2個の検出手段の直前に偏光面を互に直交させて配
    置され、前記2個の光電検出手段からの2個の信号の差
    に基づいて干渉図形信号を得るようにしたことを特徴と
    する差動形偏光干渉計。
JP1795086A 1986-01-31 1986-01-31 差動形偏光干渉計 Granted JPS62177420A (ja)

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JPH0531931B2 JPH0531931B2 (ja) 1993-05-13

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0217422A (ja) * 1988-07-05 1990-01-22 Terumo Corp 測温用プローブ及びその製造方法
JPH0285306U (ja) * 1988-12-22 1990-07-04
JPH05172738A (ja) * 1991-12-24 1993-07-09 Jasco Corp 音響セル
JPH06199898A (ja) * 1992-04-09 1994-07-19 Sansho Seiyaku Co Ltd 新規なペプチドおよびその用途
JP2013536449A (ja) * 2010-06-25 2013-09-19 フロント、ストリート、インベストメント、マネジメント、インコーポレイテッド、アズ、マネジャー、フォー、フロント、ストリート、ダイバーシファイド、インカム、クラス 3次元画像情報を生成する方法および装置
JP2017122583A (ja) * 2016-01-04 2017-07-13 富士電機株式会社 分光装置及び分光方法

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