JPS62266423A - ビ−ム分割器及びそれを具えたスペクトロメ−タ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学的干渉針に関する。より具体的には、伝統
的なマイケルソン干渉計の改良に関し、スペクトル上、
近赤外線領域から可視光線領域を経て紫外線領域、更に
は真空紫外線領域にいたる波長の電磁放射線に対して適
応し得る比較的小型（Ｉ！ＩＩち、机上サイズ）のスペ
クトロメータ用の干渉計に関する。

〔従来の技術〕

マイケルソンの原理に基づく干渉計は、ビーム分割器と
、測定値のフーリエ変換を行なうためのコンピュータを
用いており、スペクトル上、赤外線領域から可視光線領
域を経て紫外線領域近くまでの測定に利用されている。

通常のマイケルソン干渉計は、くさび形をした単一のビ
ーム分割プレートと、くさび形の単一の補正プレートと
（両者のくさび角度はいずれも極めて小さい。）、離れ
た位置に一定の角度を持たせて（通常直角）配置される
一対の平面鏡とから構成されている。通常の使用形態に
おいては、上記一対のミラーのうちの一方を所定の速度
で上記ビームに沿って移動させ、このとき出力ビームに
現れる光学的な干渉縞を検知するものである。検知結果
を逆フーリエ変換することによって、スペクトルが復元
される。

然しながら、上記平面鏡の正確なアライメントを確保し
１つこれを維持する必要があり、再結合された波面の平
行性からの逸脱量がどの部分においても検査さるべき放
射線の波長の数分の−（通常１／４）を超えてはならな
いという制約がある。

上記の困難性に伴う問題点の幾つかは、その後、逆反射
体（即ち、直角に突き合わせた反射体若しくはキャソツ
アイ反射体と称されるもの）を用いて、分割されたビー
ムを再度平面鏡上へ帰還させ当該平面鏡上で再結合させ
ることによって回避し得るようになった。即ち、反射体
への入射ビーム及び反射ビームの平行性は、可動反射体
の移動期間中においても、入射ビームに対する各反射体
の角度配置と関係なく自動的に一定に保持されなければ
ならないが、上記の如き逆反射体を用いることによって
上記平行性を正確に維持することが可能となった。然し
なから、逆反射体を用いた結果として、入射ビームに対
して反射ビームが横方向に変位し、そのため、ビームの
再結合はこれが分割されたところとは別の位置において
行なわれることになる。更にまた、ビームが上記基板を
貫通するとき、ビームに対してシャーを生じ、その場釡
、入っくるビームと出ていくビームとの間の分離が上記
二つの逆反射体においてそれぞれ異なるため、波面誤差
の生じる可能性を増大させることになる。

前記の問題を解決するためのもう一つの構成においては
、ビームを分割し且つ再結合するためにそれぞれ反射コ
ーティングを施した二枚のプレートを間隔を隔て一セッ
トしたものがある。これらのプレートに対してはサテラ
イト縞を処理するためそれぞれに対してくさび角度が付
与される。互いに反対側の面の半分の領域にいずれも反
射コーティングを施すと、反射ビーム及び透過ビームに
対しては、前記補正プレートを用いない場合と全く同様
の光学的な処理が行なわれる。

上記シャーの問題は、入射角度が小さい場合には一方の
プレートを他方のプレートに対してその厚さの約１／ｎ
（ここでｎは基板の屈折率）だけ軸方向にオフセットす
ることによって処理できる。

然しなから、これら二つのプレートの反射面は、干渉計
の正常な機能を確保するためには極めて微小な公差の範
囲内で平行に維持されなければならず、この平行性はネ
★査すべき放射線の最短波長よりもはるかに小さく保た
れなければならず、これを充分に満足させ、しかも長期
間にわたってこの配置を維持することは、特に前記の如
く二枚のプレートを軸方向に変位させる場合には極めて
困難である。更にまた、この問題は波長が短くなると一
層困難になる。スペクトル上、２５０ｎｍの領域におい
ては満足のゆく解決が得られているが、これより短い波
長の領域においては、必要とされる一層厳正な機械的セ
ツティング及びこれを維持することは非常な困難性を伴
うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕。

本発明の目的は、上記の如き成域的な困難性を回避し得
る干渉スペクトロメータのための基本的な構成及び具体
的な構成を提供することにある。

その結果、ビーム分割器におけるアライメントの問題は
緩和され、更にまた、波長の短い可視光線領域及び紫外
線領域においても充分に作動し、装置のサイズを小型化
し得るものである。従って、本発明のもう一つの目的は
、標準的な机上サイズ若しくはそれ以下のサイズで真空
紫外線領域のスペクトルに適応し得る干渉スペクトロメ
ータを提供することにある。本発明の更にもう一つの目
的は、干渉計用のビーム分割器を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、一枚のビーム分割プレートとビーム補正
手段を具えた光干渉計のためのビーム分割器において、 互いに平行な両面を有し、当該両面の互いに反対側の半
分の領域内における所定の範囲が部分的に反射コーティ
ングを施され、両面の残りのコーティングの施されてい
ない互いに反対側の半分の領域内の少な（とも一部分が
それぞれ透明なくさび形プレートでカバーされたビーム
分割プレートを具え、上記側くさび形プレートは、その
くさび角が互いに反対方向へ向かうよう上記ビーム分割
プレートの両面にこれと接触する形で固着されて成るこ
とを特徴とする上記のビーム分割器によって達成される
。

上記くさび形プレートは上記ビーム分割プレートに光学
的に接合せしめられる。

上記ビーム分割プレートと上記くさび形プレートの厚さ
は、いずれも約８ＩＩＩＩ１１程度とし、上記ビーム分
割プレートの直径は約６０ｍｍ程度とすることが推奨さ
れる。

上記ビーム分割プレートの部分的にコーティングされた
半分の領域には、金属被覆された第一の領域と、複合誘
電体フィルムでコーティングされた第二の領域とを形成
することが推奨される。

更にまた、本発明の目的は、入力ビーム及び出力ビーム
間に所定の光路が形成され、上記光路内には、上記入力
ビームが入射せしめられると共に当該ビームを反射ビー
ムと透過ビームとに分割する一枚のプレートから成るビ
ーム分割器と、上記分割されたビームを再結合させるた
め上記ビーム分割器へ向けて反射する第一及び可動の第
二のビーム反射体と、ビーム補正手段とが設けられた光
干渉針において、上記ビーム分割プレートは、検査すべ
き放射線に対して透過性を有する材料で作製された両面
が平行な光学プレートから成り、当該プレートの両面の
それぞれ反対側の半分の領域には部分的に反射コーティ
ングが施され、当該反射コーティング領域には上記入力
ビーム並びに再結合されるべきビームが入射せしめられ
、上記ビーム補正手段は、一対の透明なくさび形プレー
トから成り、各くさび形プレートは上記ビーム分割プレ
ートの両面のコーティングされていない半分の領域にそ
れぞれ接触する形で固着され、そのくさび角は互いに反
対方向へ向けて配置されると共に、上記第一及び第二の
ビーム反射・体は逆反射体から成り、上記入力ビーム及
び再結合されるべきビームはそれぞれ上記ビーム分割プ
レートの両面の互いに反対側の半分の領域の反射コーテ
ィングが施された部分へ向けて入射し且つ反射せしめら
れることを特徴とする上記の光干渉計によって達成され
る。

更にまた、本発明のもう一つの目的は、放射線を検査す
るための干渉スペクトロメータにおいて、第一の放射線
入力窓と、一つ若しくは複数の第一の放射線出力窓と、
前記特許請求の範囲第５項に記載の干渉計とを具えたハ
ウジングを有すると共に、上記可動の第二の反射体を上
記干渉計内において分割ビームに沿って所定の速度で移
動させるための手段を有することを特徴とする上記の干
渉スペクトロメータによって達成される。

この場合において、上記第一及び第二の反射体がいずれ
もキャッツアイ逆反射体から成り、第一の逆反射体はそ
れぞれの分割ビームに対するアライメントを調整するた
めの手段を有し、第二の逆反射体はスライド機構上に取
り付けられ、上記逆反射体の移動手段と連結されること
が推奨される。

また、上記移動手段が、液圧作動シリンダを備え、更に
上記第二の反射体がその移動径路に沿って変位する際の
移動位置を検知してこれを電気信号として出力する位置
検出手段を備えることが推奨され、更にまた、上記第二
の反射体が、その移動径路上の予め定められた一方若し
くは他方の制限位置に達したことを示す信号を得るため
の第一及び第二のリミットスイッチを有するように構成
することが推奨される。

また、上記ハウジングが第二の入力窓を有し、）ζ 上記干渉計には、上記第二の窓とアライメントされたミ
ラーで反射された第二の放射線ビームが入射し、更に上
記ハウジング内に設けられた少なくとも一つの出力ディ
テクタは上記第二の放射線の第一の出力ビームを検知す
るよう配置することが推奨される。

また、上記干渉針内における第二の放射線ビームの光路
上に位置するよう上記ハウジング内に、分極手段と、第
二のディテクタとが設けられ、上記第二のディテクタに
対して上記第二の放射線の第二の出力ビームが入射せし
められるよう構成することが推奨される。

上記ハウジングを真空タンクとし、上記真空タンクには
、当該タンク内へ圧力流体並びに電力を供給し且つタン
ク内から電気信号を取り出すための気密なコネクタを設
けることが推奨される。

更にまた、上記第一のビームの光路を反射体によって屈
折させるよう構成し、場合によっては当該ビーム屈折反
射体の一方を反射回折格子とすることも推奨される。

以上の如（、本発明は、その最も広い形態において、そ
の両面の互いに反対側の半分の領域にそれぞれ反射コー
ティングが施された透明で光学的な仕上げのなされた単
一のビーム分割プレートと、当該ビーム分割プレートの
コーティングの施されていない残りの半分の領域に光学
的接着手段によってそのくさび角度が反対方向を向（よ
う取り付けられる一対の透明な補正くさび形プレートと
から成るビーム分割器によって構成されるものである。

上記光学的接着（或いはまた、光学的接触として知られ
ている。）においては、対応する適合面を有するボディ
が光学的に透明な特性を有することでよく知られており
、これらの対応する適合面を機械的に付着させることに
よって両者間に明瞭な接着状態が形成されるものである
。

更にまた、本発明は、ビーム分割及びビーム結合機能を
前述の一枚のプレートの構成によって達成し得る干渉計
を提供するものであり、その場合、入射したビームは上
記プレート上の半分の反射面において分割され、当該プ
レートの反対側の面上のもう一方の半分の領域において
再結合されると共に、分割された上記ビームは逆反射体
によって上記プレートへ反射されて帰還し、上記逆反射
体の一方はこれに入射するビームの軸に沿って移動可能
なように構成されている。望ましい構成においては、上
記ビームの分割及び再結合が上記干渉プレートの反対側
の四半円の領域において行なわれるように構成すると共
に、これに加えてその付属光学システムとして、上記シ
ステム内へ波長の知られた単色光ビームを入射せしめ、
当該ビームを上記干渉プレート上の対応する隣接した四
半円領域に於て分割し且つ再結合せしめるレーザ発生装
置を具えた光学システムが設けられる。この付属の光学
システムは、上記可動逆反射体の動きを探知する役割を
果たすものである。更にまた、望ましい実施例において
は、上記可動の逆反射体は、サーボ制御される液圧リニ
アモータによって検査期間中所定の距離の範囲内を一定
の速度で移動せしめられる。

〔作　用〕

上記の如き構成であると、従来のビーム分割器における
アライメントの機械的な困難性は回避され、これを用い
て、波長の短い可視光線領域及び紫外線領域においても
充分に作動し得る標準的な机上サイズ若しくはそれ以下
のサイズの干渉スペクトロメータを提供し得るものであ
る。

本発明の他の目的及び利点は、添付図面を参照しつ＼以
下に述べる実施例に関する詳細な説明から明らかとなろ
う。

〔実　施　例〕

第１図は、従来公知の干渉計の光学的構成を示す説明図
； 第２図は、本発明にか＼るビーム分割器の一実施例を示
す斜視図； 第３図は、第２図に示したビーム分割器の断面図； 第４図は、本発明にか＼る干渉スペクトロメータの干渉
計における光学的構成を示す説明図；第５図は、ビーム
分割器上におけるシグナル及びレーザビームのための反
射コーティングの位置を示す説明図； 第６図は、可動式のキャッツアイ　（ｃａｔ’ｓ　ｅｙ
ｅ　）逆反射体を搭載するための取付台の一実施例を示
す斜視図； 第７図は、第４図に示した干渉計を具えた干渉スペクト
ロメータの一実施例を示す説明図である。

第１図に示した従来の構成において、入射ビーム１０は
、第一のビーム分割器Ｓ１の反射面Ｒ１において分割さ
れ、反射光１１は直角なコーナーを有する反射体Ｍ１へ
投射され、透過光１２は直角なコーナーを有する反射体
Ｍ２へ送られる。この二つに分けられた光線は、第二の
ビーム分割器Ｓ２上に集められ、そのメインとなる反射
面Ｒ２において再結合される。

出力ビーム１３は、この装置のメインとなる出力ビーム
であり、もう一方の出力ビーム１４は第二の副次的な出
力ビームとなる。これら二つの出力ビームは干渉縞を有
する。再結合位置におけるこれら二つのビーム間のシャ
ー（ｓｈｅａｒ　）を防止するため、上記二つのビーム
分割プレートＳｌ、Ｓ２は、これらが同じ平面内に配置
されることのないようにする。叩ち、両者を同一平面上
に配置するのではなく、一方の分割プレートを他方に対
してその軸間距離Ｘを有するように変位させる。ここで
Ｘはｔ　／　ｎのオーダーであり、ｔは上記分割プレー
トの厚さ、ｎはその屈折率である。

ビーム分割プレートのこのような平行な配置は、常時干
渉計の一定の性能を保持するために、長期間にわたって
検査さるべき放射線の波長の数分の一程度の極めて僅か
な公差の範囲内に保たれなければならない。実用上、こ
れらの計器は２５０ｎｍ以下の波長の検査に好適ではあ
るが、既にこの種の計器はその可能性の限界に達してい
る。

第２図には、製造が比較的簡単で、干渉計内におけるア
ライメントの達成が容易で、長期間にわたって機械的安
定性を保持し得る改良されたビーム分割プレートが示さ
れている。この新たな形態の分割器は、互いに対応する
形状の表面を当接させたときに両者間に接着剤なしで強
力な結合がなされ得る成る種の光学材料の公知の特質、
性能を利用したものである。この特性は、オプチカルコ
ンタクト（光学的接触ｏｐｔｉｃａｌ　ｃｏｎｔａｃｔ
ｉｎｇ　）若しくは光学的接着（ｏｐｔｉｃａｌ　ａｄ
ｈｅｒｅｎｃｅ）として知られているものである。

この新しいビーム分割器は、光学的に接触せしめられた
三つのコンポーネントから構成される。

中心のコンポーネントは平行な二面を有する平板状の一
枚の透明なプレート１５である。このようなプレートは
、その平行性及び平面性において所要の機械的公差の範
囲内のものを正確且つ比較的安価に製造することができ
る。上記プレート１５の両面にはこの技術分野において
よく知られている形態の二枚の同一形状の透明な光学的
くさび形プレート１６．１７が設けられている。ただし
、くさびの角度は分かりやすくするために大幅に誇張し
て描いである。これらのくさび形プレートは、上記中心
プレート１５と同等の精度を有する一枚のくさび形プレ
ートから作製することができる。即ち、一枚のくさび形
プレートを作製したあと、これを二つに切断し、これら
二枚のくさび形プレートをジグを用いて上記中心プレー
目５の両面の互いに反対側の半分の領域をカバーするよ
う取り付けるものである。然る後、上記中心プレート１
５の露出した半分の領域に誘電体フィルム若しくは金属
被覆１８、．１９を施すものである。

これらのコンポーネントは、いずれも標準的な高品位の
光学的製造技術により製造される。これらの表面の公差
並びに材料の均一性の公差は、通常のツービーム方式の
干渉計の場合と同様に、対象とする最短波長の１／４程
度であり、同様の公差が上記中心プレート１５の表面の
平行性にも適用される。

理想的には、これらのコンポーネントの相互の厚さは前
に述べた従来の干渉計におけるオフセット条件によって
決定される。理論的には、上記くさび形プレートの厚さ
が上記プレートの約２倍であることを要求する。上記プ
レートの厚さの最小値は実用上これに歪が生じないよう
な値に設定される。然しなから、上記くさび形プレート
を前述の比率の厚さとすると、ビーム分割器が許容限度
以上の厚さになってしまう。そこで、現実的には、ビー
ム分割器に対する入射角並びに逆反射体の開口部を考慮
することにより適切な妥協点を見いだすことが可能であ
る。

以下に述べる実施例においては、ビーム分割器は６０１
強の直径を有し、その各コンポーネントは約８ｍｍの厚
−さを有し、従って全体的には約２４ｍｍの厚さを有し
ている。

このビーム分割器の断面が第３図に示しである。

而して、第４図には、本発明にか＼るビーム分割器を用
いた干渉スペクトロメータの干渉計の光学的構成の概要
が示されている。対象とする放射線は、開口部２０から
導入され、ミラーＭ１によって平行光線とされたのちミ
ラーＭ２で反射され、可動の逆反射体２３へ向けて、ビ
ーム分割器２１の中心プレートの一方の露出された面上
の反射領域に突き当る形で投射される。ビーム分割器２
１は、上記ビームのうち反射光２２を固定された逆反射
体２４へ向けて反射するよう配置されている。もう一方
の光２５は上記ビーム分割器を通過し、可動の逆反射体
２３へ入射する。それぞれの逆反射体で反射された後、
光線２２及び２５とそれぞれ平行な光線２６．２６ａは
、それぞれ逆反射体２４及び２３によってビーム分割器
２１のもう一方の半分の領域上へ投射され、ここで再結
合された後、これらの再結合されたビーム２６．２６ａ
が集束用のミラー旧へ入射する。上記ミラー旧から光は
フォトディテクタ２７へ投射される。上記フォトディテ
クタ２７は、検査されるべき放射線の波長に対して好適
な構成となっている。

例えば、１ｉｅ−Ｎｅレーザ等のレーザ発生装置２８は
、ビーム状の光線２９を、ミラーＭ２によって反射され
た放射線の一方の側（図中奥の方）にこの放射線を妨げ
ないよう配置されたミラー３０上に投射する。

反射されたビーム３１は、ミラー３０からビーム分割器
２１に入射する。この入射光は、前記ミラーＭ２から入
射する上記放射ビームとは図面に対して垂直な同一の平
面内において所定の間隔を保ってビーム分割器２１上に
投射される。従って、このレーザビームは、前記の如く
ビーム分割器２工上に入射する放射線ビームが分割され
る領域とは異なった領域において透過し、また反射され
る。このようにして分割されたレーザビームは検査され
るべき上記放射線と分離された同一の経路に従って進行
する。これら二つのビームは異なった波長を有するので
、これらのビームが入射するビーム分割器２１の中心プ
レートの露出領域は、それぞれの波長に対応する異なっ
た反射コーティングが施される。

便宜的にはこれらのコーティングは上記ビームが入射す
る領域に限定されるであろう。これは、ビーム分割器２
１をミラーＭ２の方向から見た状態を示す第５図を参照
することにより一層明瞭に理解されよう。コーティング
４３及び４４は、それぞれ入射放射線ビームとレーザビ
ーム３１とのために設けられたものであり、これらはそ
れぞれ金属フィルムと複合誘電体フィルムとから成って
いる。

再結合された出力レーザビーム３２はディテクタ３５に
よって検出される。ディテクタ２７と３５からの出力信
号はいずれもマイクロプロセッサに入力され、検査さる
べき放射線の検出された縞の逆フーリエ変換が行なわれ
る。上記レーザに基づく信号は、上記可動の逆反射体２
３の瞬間的な位置を決定する。当業者であれば、上記ビ
ーム分割器のその軸を中心とする位置決めは、これに入
射する上記放射線及びレーザ光の配置により決定され、
第４図及び第５図に示された位置とは異なる場合もある
ことを容易に理解し得よう。

上記二つの逆反射体２３．２４は同一の形態のものであ
り、いずれも基本的には放物面５Ｊｔ３３；　３３’と
小さな平面鏡３４．３４’とから成り、上記平面鏡は上
記放物面鏡の焦点に正確に位置決めされる。製造を容易
にするため、これらのミラーは端の開いた同一形状のア
ルミニウムボックスの反対側の端部にそれぞれ搭載され
る。このような形態の逆反射体は、通常キャソツアイ反
射体（ｃａｔ’　ｓ　ｅｙｅ　ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ　）
として知られているものである。これら二つのボックス
は、軸方向に僅かな角度、例えば１０度前後傾斜した装
置の両端に取り付けられる。

ボックスの一つ、この場合逆反射体２３はビーム２５の
軸に平行に移動し得るよう摩擦のないスライド装置上に
取り付けられる。上記可動ボックスを搭載するために好
適な機構は第６図に示されており、これは一対のガイド
板３６．３７を有し、その一方は７字溝を存する棒状の
ランナ３８．３９から成り、もう一方は７字溝を有する
棒状のランナ４０とこれに共働する平坦なバー４１とか
ら成り、両者のランチ間にはベアリング４２．４２が設
けられている。上記スライド機構は、図では省略した適
宜のドライブ機構に連結されている。上記ドライブ機構
としては、例えばランクビニオン機構を介して作動する
回転モータが利用できるが、より好ましくは周期的な速
度変化を防止するため油圧作動方式のりニアモータが利
用される。上記マイクロプロセッサによって上記レーザ
ビームから導出された信号は望ましくは上記モータの制
御回路にフィードバック信号として利用され、これによ
り逆反射体２５の移動期間中その速度が一定に維持され
るようにすることが推奨される。上記速度としては、例
えば１　ｍｍ／　ｓｅｃ程度が推奨される。

ミラーＭｌ、　Ｍ２及び旧は、装置内において上記入射
及び出力ビームを平行光線とし、反射し、或いは集束さ
せ、これにより装置の長さを短縮させる。

ミラーＭ２は、波長を識別するため回折格子によって代
替することも可能である。

上記スペクトロメータは、通常長さ　１．５ｍ若しくは
これ以下、幅及び深さが０．２５ｍ程度の排気タンク内
に設置される。タンク内は紫外線領域の洩り・づ放射線
の吸収を防止し、温度変化やノイズ等、′ に起因する空気密度の変動を低減させるため、１０−３
ないし１０＝　Ｔｏｒｒ程度の真空状態とすることが望
ましい。

第７図は、第４図に概要を示した光学的配置に基づく干
渉スペクトロメータの一実施例を示しているが、ミラー
については以下に述べる如く変更が施されている。真空
タンク１００には、干渉計１１０を取り付けた堅固な基
板１０９と、着脱自在な気密な蓋体（図示せず）には外
部からタンク内へ検査すべき放射線を投射する第一の入
力窓１０１と、上記基板上の開口と縦方向に整列せしめ
られた第二の入力窓（図示せず）と、タンク外に置かれ
たレーザ装置からのレーザビーム１０３が投射されるミ
ラー１０２と、再結合された出力ビームがタンク内から
外部のディテクタへ向けて投射される第一及び第二の出
力窓１０４．１０５が設けられている。これらの窓のそ
れぞれは、適正な放射線透過特性ををする光学的に透明
なプレートを具えた気密な耐真空性のポートとして構成
されている。上記第一の入力窓には、開口量を選択する
手段が取り付けられている。上記開口量選択手段は、好
ましくは複数の開口ををするディスク１０７で構成され
、このディスクには所定の間隔おきに多数の開口が形成
されている。これらの開口のサイズをリモート手段で選
択し得るよう、上記開口ディスクはギアを有する回転シ
ャフトに取り付けられ、外部に設けたステ、ツピングモ
ータ（図示せず）とこれに連結された駆動シャフト１０
８によって回転せしめられるようになっており、上記駆
動シャフト１０８はタンクの側壁に気密なバッキング押
えを介して挿通され、上記ディスク１０７のシャフト上
のギアに噛み合うギアが取り付けられている。

再結合されたレーザビームは、互いに離れて設けられた
内部ディテクタ１０６．１０６’によって検出される。

ビーム分割器１１１を含む干渉計１１０のすべてのコン
ポーネントは、基板１０９上に取り付けられている。上
記キャッツアイ逆反射体１１３．１１４は、上記ビーム
分割器を挟んで上記基板の反対側に取り付けられている
。逆反射体１１３は、スペクトロメータの操作期間中移
動せず、その支持機構だけが水平及び垂直面内で僅かな
角度だけ調整可能なようになっている。もう一方の逆反
射体１１４は、第６図を参照して先にのべたスライド機
構上に取り付けられており、このスライド機構は装置の
一部を構成している。この装置の他の部品としては、液
圧シリンダ１１５及びリニアポテンシッメータ１１６が
含まれ、更にリミットスイ・ノチ１１７．１１Ｂを含み
、これらの各部品は装置の静止部分に取り付けられてい
る。上記油圧シリンダ１１５のピストンは、シリンダか
ら伸長するシャフト１１９に取り付けられ、上記シャフ
ト１１９は上記スライド機構の可動部分に連結されてい
る。スライド可能なアーム１２０は、ポテンショメータ
１１６から伸長して上記スライド機構の可動部分に取り
付けられる。リミットスイッチ１１７．１１８は上記ス
ライド機構の可動部分が移動する行路の両路端に配置さ
れ、上記スライド機構がその終端に達したときそれぞれ
作動せしめられ、上記液圧シリンダを作動させるための
外部のコントロール手段（図示せず）に信号を供給する
。

ミラー１２１は入力する放射線ビーム１２３を平行にし
、ミラー１２２はこれを反射させ、これを傾斜させて設
けたビーム分割器１１１の手前側の反射面に投射する。

ビーム分割器１１１に投射された光線の一部はこれを真
直ぐ通過し、逆反射体１１４によって反射され、上記ビ
ーム分割器の反対側の反射面に投射される。もう一方の
光線はビーム分割器１１１の反射面により反射されて逆
反射体１１３に投射され、これにより反射されてビーム
分割器のこれに対向するくさび形プレートに投射される
。この実施例においては逆反射体１１３．１１４による
光線の変位は図面に垂直な平面内で行なわれるため、帰
還する光線は図面では重なって見えない。これらの光線
の再結合はビーム分割器１１１上で行なわれ、その一つ
の出力ブームは平面鏡１２５により反射されて出力窓１
０５から装置外に取り出される。

第二の出力ビーム１２６は、上記ビーム分割器のもう一
方の面から取り出され、平面鏡１２７によって反射され
て出力窓１０４から装置外に取り出される。

レーザビーム１０３は、ミラー１０２によって、検査さ
るべき放射線を含む平面とは横方向に間隔を隔てた軸に
沿って干渉計内へ導入される。従って、レーザビーム１
０３は検査さるべき放射線からは分離されている。逆反
射体による上記レーザビームの変位は図面と同一の平面
内で行なわれ、従って、その光路は第７図中に描かれて
いる。λ／４プレー）１２８が逆反射体１１３によって
反射されて帰還する上記レーザビームの光路内に配置さ
れ、以下に述べる理由によって上記ビームの分極部分の
の遅延が行なわれる。

液圧ホース１２９．１２９’により耐真空性の液圧供給
カップリング１３０．１３０’を介して上記シリンダ１
１５に圧力流体が供給される。電気的なバルクヘッドカ
ップリング１３１．１３２は、タンク１００内への電力
供給並びにタンク内から電気信号を取り出すための電気
手段として利用される。タンクの底面に設けたボート１
３３は、タンクの排気を行なってタンクを真空にするた
めの手段へのカップリング手段としての役割を果たし、
タンクの底面に設けたもう一つのポート（第７図では図
示せず）は、レーザビームを入射するための窓として用
いられる。前述の複数の窓は、検査される放射線に応じ
て他の形態の窓によっても代用す′ることかできる。

使用に先立ち、タンクに対象とする放射線を投入する準
備を行なう。各光学素子は、レーザビームを用いて各素
子間のアライメントをとる。可動の逆反射体１１４は、
上記レーザビームのタンクの最も近い端部近くに配置さ
れる。然るのち、蓋体を閉じ、タンク内を真空にする。

入力窓において適切な開口量を選択する。然るのち、上
記レーザを再度投射し、検査すべき放射線を装置内へ導
入する。然るのち、圧力流体をシリンダ１１５へ供給し
、可動逆反射体を上記放射線の光路に沿って移動させる
。この移動量はディテクタ１０６．１０６’のいずれか
からの信号を利用してフィードバック制御によりサーボ
システムを用いて制御される。ポテンショメータ１１６
からの信号も、随時上記可動逆反射体１１４の位置を照
合するために用いられる。

遺反射体１１４がその移動終端に達すると、マイクロス
イッチ１１７が作動し、液圧が反転せしめられる。これ
により上記逆反射体はそのスタート位置にリセットされ
、これはマイクロスインチ１１８の作動により検知され
る。λ／４プレート１２８は、逆反射体１１４がビーム
分割器１１１に対して接近するか若しくは開離するかの
移動に応じてディテクタ１０６によって検知される信号
をディテクタ１０６′によって検知される信号に対して
変化させるものであり、この信号はタンク外部に設けた
信号処理手段によって利用される。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明にによると
きは、従来のビーム分割器におけるアライメントの機械
的な困難性は回避され、これを用いて、波長の短い可視
光線領域及び紫外線領域においても充分に作動し得る標
準的な机上サイズ若しくはそれ以下のサイズの干渉スペ
クトロメータを提供し得るものである。

なお、当業者であれば、本発明の範囲内において、第２
図ないし第７図に示した実施例を変更することは容易に
可能であろう。例えば、第７図に示した実施例における
ミラー１２２は、反射回折格子によって代替可能であり
、これにより放射線が干渉計内に入射する前におおまか
なフィルタリングを施すことが可能となる。これらの変
更実施例は、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内に
包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来公知の干渉計の光学的構成を示す説明図
： 第２図は、本発明にか＼るビーム分割器の一実施例を示
す斜視図； 第３図は、第２図に示したビーム分割器の断面図： 第４図は、本発明にか＼る干渉スペクトロメータの干渉
計における光学的構成を示す説明図；第５図は、ビーム
分割器上におけるシグナル及びレーザビームのための反
射コーティングの位置を示す説明図； 第６図は、可動式のキヤ・７ツアイ逆反射体を搭載する
ための取付台の一実施例を示す斜視図；第７図は、第４
図に示した干渉計を具えた干渉スペクトロメータの一実
施例を示す説明図である。 １０−−−−−−−−−−−・−−−−−−−−・・−
・入射ビーム１１−・−一−−−−・−・−・・−・−
−−一反射光１２−−−−・−・−・−・−・・−・−
−一−−−・通過光１３、１４−−−−−一・−−−−
一・−・−出力ビーム１５−・−・−・−・−・−・・
−・・−・−・−・中心７’　Ｌ／　−ト１６、　１７
・・−・−−−−−−−−−−−＜さび形プレート１８
、　１９−−・−・−・・−・−−−−〜−金属コーテ
ィング２０−−−−−・−・−・・・・−−一−−−−
−−開口部２１、・−・・−・−−−−−・−・−・・
−・ビーム分割器２２−−−一−・・・−−一−−−−
−−−・−−−−一反射光２３−・−・−一−−・−・
・−・−・・−・・−・可動逆反射体２４−一・−・−
−−−−・−・−−−−一固定逆反射体２７−−−−−
−−・・・・−−−−−−一−−−−フォトディテクタ
２８−−−−−・・−・−−−ｍ−−−−−−・・−・
レーザ発生装置２９−・−・・−−−−−・・−・−・
−・−・・レーザビーム３３、３３’　−−−−−−−
−−−−−一放物面鏡３４、３４’　−一・−・・・−
・・・・・・平面鏡３５−・−・・・−・−・・−・・
・−・−ディテクタ３６．３７−・−・−・−一−−−
−−−−ガイド板３８、３９．４０−−−−−・−・−
ランナ４１−・−一−−−−−−・−−−−−−−−−
−−バー４２、４２−〜−−−・・−・−一−−−−−
−−ベアリング４３、４３・・−・−・−・・−・−ｍ
−−・金属コーティング４４、４４−・−・−−−一−
−−・・・−誘電体フイルムコ−ティング１００−−−
−・・−・・・・−・−−−−〜・−真空タンク１０１
−・−・・・−・−・−一−−・−第一の入力窓１０２
−−−−−−−・・−−−−−−−一−−−ミラー１０
３−−−−・−・−・・−−−−−−・・・レーザビー
ム１０４−・−−一−−・−・−−一一−−−−−−第
一の出力窓１０５−−−−−−−−・−−−−−・・−
・・第二の出力窓１０６、１０６’・−−−−−−−−
一・・内部ディテクタ１０７−・−−−ｍ−・−−−−
−一・・−・−ディスク１０８−・−−−−−・−・−
−−−一−−・−・駆動シャフト１０９−・−−−−一
−・−一−−−−−−−−−−基板１１０−・・・・・
−・−−−−一−−−−−干渉計１１１−−−−・−・
−−−−−一−−・・−・ビーム分割器１１３、１１４
−−−・−・−・−−−−一−−キャッツアイ逆反射体
１１５−−−〜−−・・−−−−−・−・−液圧シリン
ダ１１６−−−・−・−・・−−−−・−−一−−−リ
ニアポテンショメータＬＬ７．１１８−−−−・−・−
・・−−−−−リミットスイッチング１１１−−・・−
−一−−−−−−−・・・−シャフト１２０・・−・−
・−・−−−−−−・−・−・アーム１２１．　１２２
−・−−−・・・−・−・−ミラー１２３−−−−−−
−一・−−一−・・−−−−−一放射線ビーム１２５．
１２７−−−−−・〜−−−−−−−一平面鏡１２８−
　・・−・・・・−・−・−−一−−λ／４プレート１
２９、１２９’−一−−・・・−・−液圧ホース１３０
、１３０’−−−−−−−−一・−液圧供給カッブリン
グ１３１、１３２−−−−−−−−・・・・−バルクへ
、７ドカ、７プリング１３３−−−−−・−・−・・・
−−−−・ボート特許出願人　チェルシー　インスッル
メンツリミテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一枚のビーム分割プレートとビーム補正手段を具え
   た光干渉計のためのビーム分割器において、 互いに平行な両面を有し、当該両面の互いに反対側の半
   分の領域内における所定の範囲が部分的に反射コーティ
   ング（１８、１９）を施され、両面の残りのコーティン
   グの施されていない互いに反対側の半分の領域内の少な
   くとも一部分がそれぞれ透明なくさび形プレート（１６
   、１７）でカバーされたビーム分割プレート（１５）を
   具え、 上記両くさび形プレートは、そのくさび角が互いに反対
   方向へ向かうよう上記ビーム分割プレートの両面にこれ
   と接触する形で固着されて成ることを特徴とする上記の
   ビーム分割器。 ２）上記くさび形プレートが上記ビーム分割プレートに
   光学的に接合せしめられた特許請求の範囲第１項記載の
   ビーム分割器。 ３）上記ビーム分割プレートと上記くさび形プレートが
   いずれも約８ｍｍの厚さを有し、上記ビーム分割プレー
   トの直径が約６０ｍｍである特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載のビーム分割器。 ４）上記ビーム分割プレートの部分的にコーティングさ
   れた半分の領域が、金属被覆された第一の領域と、複合
   誘電体フィルムでコーティングされた第二の領域とを有
   する特許請求の範囲第１項ないし第３項のうちいずれか
   一に記載のビーム分割器。 ５）入力ビーム及び出力ビーム間に所定の光路が形成さ
   れ、上記光路内には、上記入力ビームが入射せしめられ
   ると共に当該ビームを反射ビーム（２２）と透過ビーム
   （２５）とに分割する一枚のプレートから成るビーム分
   割器（２１）と、上記分割されたビームを再結合させる
   ため上記ビーム分割器へ向けて反射する第一（２４）及
   び可動の第二のビーム反射体（２３）と、ビーム補正手
   段（１６、１７）とが設けられた光干渉計において、 上記ビーム分割プレート（１５）は、検査すべき放射線
   に対して透過性を有する材料で作製された両面が平行な
   光学プレートから成り、 当該プレートの両面のそれぞれ反対側の半分の領域には
   部分的に反射コーティング（１８、１９）が施され、 当該反射コーティング領域には上記入力ビーム並びに再
   結合されるべきビームが入射せしめられ、上記ビーム補
   正手段は、一対の透明なくさび形プレート（１６、１７
   ）から成り、各くさび形プレートは上記ビーム分割プレ
   ートの両面のコーティングされていない半分の領域にそ
   れぞれ接触する形で固着され、そのくさび角は互いに反
   対方向へ向けて配置されると共に、 上記第一及び第二のビーム反射体は逆反射体（２３、２
   ４）から成り、 上記入力ビーム及び再結合されるべきビームはそれぞれ
   上記ビーム分割プレートの両面の互いに反対側の半分の
   領域の反射コーティングが施された部分へ向けて入射し
   且つ反射せしめられることを特徴とする上記の光干渉計
   。 ６）放射線を検査するための干渉スペクトロメータにお
   いて、 第一の放射線入力窓（１０１）と、一つ若しくは複数の
   第一の放射線出力窓（１０４、１０５）と、特許請求の
   範囲第５項に記載の干渉計（１１０）とを具えたハウジ
   ング（１００）を有すると共に、上記可動の第二の反射
   体（１１４）を上記干渉計内において分割ビームに沿っ
   て所定の速度で移動させるための手段（１１５、１１９
   ）を有することを特徴とする上記の干渉スペクトロメー
   タ。 ７）上記第一及び第二の反射体（１１３、１１４）がい
   ずれもキャッツアイ逆反射体から成り、第一の逆反射体
   はそれぞれの分割ビームに対するアライメントを調整す
   るための手段を有し、第二の逆反射体（１１４）はスラ
   イド機構上に取り付けられ、上記逆反射体の移動手段と
   連結されたことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載
   の干渉スペクトロメータ。 ８）上記移動手段が、液圧作動シリンダ（１１５）を備
   え、更に上記第二の反射体がその移動径路に沿って変位
   する際の移動位置を検知してこれを電気信号として出力
   する位置検出手段（１１６、１２０）を備えた特許請求
   の範囲第６項または第７項記載の干渉スペクトロメータ
   。 ９）上記第二の反射体（１１４）が、その移動径路上の
   予め定められた一方若しくは他方の制限位置に達したこ
   とを示す信号を得るための第一及び第二のリミットスイ
   ッチ（１１７、１１８）を有する特許請求の範囲第８項
   記載の干渉スペクトロメータ。 １０）上記ハウジングが第二の入力窓を有し、上記干渉
   計には、上記第二の窓とアライメントされたミラー（１
   ０２）で反射された第二の放射線ビーム（１０３）が入
   射し、更に上記ハウジング内に設けられた少なくとも一
   つの出力ディテクタ（１０６）は上記第二の放射線の第
   一の出力ビームを検知するよう配置された特許請求の範
   囲第６項ないし第９項のうちいずれか一に記載の干渉ス
   ペクトロメータ。 １１）上記干渉計内における第二の放射線ビームの光路
   上に位置するよう上記ハウジング内に、分極手段（１２
   ８）と、第二のディテクタ（１０６′）とが設けられ、
   上記第二のディテクタに対して上記第二の放射線の第二
   の出力ビームが入射せしめられる特許請求の範囲第１０
   項記載の干渉スペクトロメータ。 １２）上記ハウジングが真空タンクから成り、上記真空
   タンクには、当該タンク内へ圧力流体並びに電力を供給
   し且つタンク内から電気信号を取り出すための気密なコ
   ネクタが設けられた特許請求の範囲第６項ないし第１１
   項のうちいずれか一に記載の干渉スペクトロメータ。 １３）上記第一のビームの光路が反射体（１２１、１２
   ２）によって屈折せしめられる特許請求の範囲第６項な
   いし第１２項のうちいずれか一に記載の干渉スペクトロ
   メータ。 １４）上記ビーム屈折反射体（１２１、１２２）の一方
   が反射回折格子から成る特許請求の範囲第１３項記載の
   干渉スペクトロメータ。