JPS63501742A - シアリング位相差センサ - 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】 シアリング位相差センサ ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザに関するものであり、特に相互可干渉性の光線間の位相差を決定 するシステムに関するものである。さらに本発明は合成アパーチャ、位相アレイ レーザ送信装置および隣合う送信装置が適切に照準を定め、整列されているかど うかを測定するための装置と方法に関するものである。

合成アパーチャもしくは位相アレイ技術を使用している可干渉性高エネルギレー ザ光線を導き、受取ることにおいて、全ての光線が同位相であることは重要であ る。分割反射鏡を使用する場合、離れて設置されている大きなアパーチャスペー スセンサにおいて、例えば反射鏡から反射された光線が同位相であり、正確な焦 点に導かれることを保証するために分割または小組立反射鏡が各々適切に整列さ れることは大切である。位相アレイレーザ送信装置が必要とする条件は同じであ る。各小組立反射鏡を別個に調節することによって正確な整列が達成され、この 整列により分割反射鏡が単独部品として動作することができる。このように正確 な整列は、各々の分割反射鏡が最大強度に対して他の光線と同位相でその光線を 導くことを保証する。

このようなシステムにおいて、可干渉性光線が同位相にあるか否かを決定し、も し同位相でない場合は調節する手段が必要とされる。光路差センサは可干渉性光 線の間の位相差を測定するために使用され得る。−変位相差が光線間で測定され ると、その光線は調節されて同位相となる。光路差センサは可干渉性光線間の位 相差をサンプリングし、決定することで知られている。このようなセンサは画像 平面位相差センサと多オーダラジアル格子シアリング干渉計を含む。実際では、 これらのセンサはいくつかの欠点を有しており、そのいくつかは次の通りである 。レーザの振幅がサンプルされる光線を横切って変化するとき、よくあることだ が、このセンサの精度が損われる。これらのセンサは精度を保つために検知装置 のバイアスおよび反応機能を定期的に修正する必要がある。

さらにセンサ照準線（ＬＯ８）安定性が検知装置配列の視野の範囲内にあること が必要である。また多オーダラジカル格子シアリング干渉計において方形波基準 信号が必要であり、この信号は方形波格子を回転することにより得られる。さら にこれらのセンサは非常に複雑で、高価である。

当業者であれば、ここで述べているその分野では共通の光路差センサの形式のセ ンサを使用することにおいてさらに別の欠点に気付くと思われる。

［発明の概要］ 本発明は、位相アレイ高エネルギレーザ送信装置から発生された可干渉性光線が 連続するシアリング位相センサを提供するものである。また本発明は、大きいア パーチャスペースセンサにおいて使用されるような大分割反射鏡の光学的整列を 監視するシアリング位相センサを提供するものである。さらに本発明は、隣合う 可干渉性光線の間の位相差を決定するための方法を提供するものである。

従って本発明によるシステムは、隣合う可干渉性光線を発生ずる高エネルギレー ザ源を有する。レーザ源は、数個のレーザまたはその光線を数回分割して増幅さ せた１個のレーザであってもよい。抽出装置（ｅｘｔｒａｃｔｅｒ　）は隣合う 可干渉性光線それぞれからサンプルを抜取り、そのサンプルが光修正装置（ｉｏ ｄｉｆｌｅｒ）に導入されるように配置されている。光路る。光修正装置は、光 線サンプルを３つ以上の出力光線に回折する変換格子であることが好ましい。出 力光線はレンズに導入されるが、規準レンズが好ましい。レンズは出力光線が検 知装置へ導かれるように設置されている。検知装置は３つあることが好ましく、 出力光線をレンズから受光し、出力光線を表示する１つ以上の電気信号を発生す るために設置されている。３つの信号が発生されることが好ましい。プロセッサ は電気信号に反応するものであり、隣合う可干渉性光線の間の位相差を決定する 。

本発明はノイズまたは高い回折順序のものの位相収差なしに、正確に光線の平均 伝達方向に関する２つのサンプル光線の間の光位相差または位相エラーを決定す る。レーザの振幅、検知装置のバイアス、もしくは一定の背景は光線サンプルの 間の位相エラーの決定に全く影響を及ぼさない。同様に検知装置のバイアスおよ び反応特性の較正、センサ照準線安定性、もしくは方形波基準信号は光線サンプ ルの間の位相エラーを決定するために必要ではない。さらに本発明は最少限度避 けられないピーク信号を約７乃至１５の係数で２乗平均根雑音比に減少し、検知 装置と散在光の必要条件を緩和する。

特表昭６３−５０１７４２　（４） さらに本発明は、同じ周波数の隣合う可干渉性光線の間の位相差を測定する方法 を含んでいる。その方法によると、サンプルはそれぞれ隣合う可干渉性光線から 取出される。各サンプルは第１および第２の光線要素を含んでいる。各サンプル の光線要素は光学的に修正されて、第１、第２および第３の出力光線を供給する 回折パターンを生じる。光学的な修正は予め決定された変換速度で変換格子を回 転することを含む。

第１の出力光線は、第２の光線サンプルの第１の光線要素がらのある回折順序の もの、および第２の光線サンプルの第２の光線要素からの別の回折順序のものの 合計を選択することが好ましい。第２の出力光線は、第２の光線サンプルの第１ の光線要素からのある回折順序のもの、および第１の光線サンプルの第２の光線 要素からの別の回折順序のものの合計を選択することが好ましい。第３の出力光 線は、第１の光線サンプルの第２の光線要素からのある回折順序のもの、および 第１の光線サンプルの第１の光線要素からの別の回折順序のものの合計を選択す ることが好ましい。出力光線は、検知装置を設置することによって選択され、こ の装置が第１、第２および第３の出力光線を受取る第１、第２および第３の検知 装置ならば好ましい。第１、第２および第３の検知装置は出力光線を検知し、第 １、第２および第３の振幅および位相成分を有する変調された電気信号を発生す る。位相成分は第１、第２および第３の電気信号から取出され、第１、第２およ び第３の位相信号を発生する。位相信号は第１および第２の隣合う光線の間の位 相差を測定するために組合わされる。

本発明のその他の利点は、図面を参照して以下の明細書を読むことによって当業 者ならば速やかに理解できるであろう。

［図の簡単な説明］ 第１図は本発明の原理による応用可能なレーザシステムの実施例である。

第２図は本発明の原理による応用可能なレーザシステムの第２の実施例である。

第３図は第１図の部分的拡大図である。

第４図は第１図のイクストラクタの部分的拡大図である。

［実施例コ 本発明による応用可能なレーザシステムは、第１図および第２図に図示されてお り、参照番号１ｏ乃至１１０によってそれぞれ示されている。第１図を参照する と、レーザシステム１゜は１組の高エネルギレーザ源１２および１４を具備して いる。レーザ１２および１４は同じ周波数の光線１６および１８を発生する。

またシステム１０は、数度に渡って光線を分割し、それを増幅して同じ周波数を 有する数種の可干渉性光線を生じるシングルレーザ（示されていない）を使用す ることができる。第１図および第２図は、送信装置アレイの２つの送信装置２ｏ および１２０を示している。そのアレイは普通ここに示されているような数個の 送信装置２０を含む。しかしながら単純化するために２つの送信装置２０は、２ つもしくはそれ以上の隣合う送信装置の間で位相差が測定される様子を説明する ために選択されいる。この考えはアレイ全体に適合する。光線１Ｂおよび１８は 送信装置２０に導入され、隣合う凹面反射鏡に導入されれば好ましい。一般にフ ォーカシング装置（示されていない）は、光線１６および１８の焦点を反射鏡に 合わせるために使用される。単純化するために２つの隣合う反射鏡２２および２ ４が示され、システムｌＯの原理を説明するために使用される。

第２図において、システム１１０は（多数の光線に分割されている単一の供給源 を具備する）レーザ源１１２および１１４から発生され、隣合う送信装置１２０ ４通って指向されている１対のレーザ光線１１６および１１８を有している。光 線１１Ｂおよび１１８は１対の凹面反射鏡１２２および１２４中の開口１２３お よび１２５を通して投射される。光線１１６および１１８は、光線１１６および ｌ１８を送信反射鏡１２２および１２４に導入する１対の凸面反射鏡１２６およ び１２８によって受光される。反射鏡１２２および１２４は、データプロセッサ またはコントローラによって決定された指令に応じて、光線１１６および１１８ の焦点を合わせるための圧電気のアクチェータ（示されていない）の拡大および 縮小により変形されることができる。反射鏡１２２および１２４は順次光線１１ Ｇおよび１１８を予め決定された空中のポイント（図面では左方向）へ導く。

抽出装置３０は、凹面サンプリング反射鏡であることが好ましいが、光線１６と １８または１１Ｂと１１８のサンプルを取出すために、反射鏡２２と２４または １２２と１２４のアレイ間でそれらと対向して予め決定された距離に設置される 。光線要素３４．３８゜３８および４０を有する光線１６と１８から得たサンプ ルは抽出装置３０によって取出される。光線要素３４．３６．３８および４ｏは 第１の光線１６から２つ、また第２の光線１８からは２つ取出されたものであり 、抽出装置３０から光路正装置５０へ導入される。光路正装置５０は回転伝達格 子であることが好ましく、抽出装置３０の焦点に設置されている。先修正装置５ ０は光線要素３４．３６゜３８および４０を回折してレンズ５２に導く。光線要 素３４．３６．３８および４０は光路正装置５０によって回折されながら、出力 光線４２、４４および４６へ変換される。光路正装置５０の伝達または移送機能 がここで論議される。　゛ レンズ５２は、規準レンズであることが好ましく、３つの出力光線４２．４４お よび４Ｇを光路正装置５０から受光するために設置されている。レンズ５２は３ つの並列出力光線４２．４４および４６を検知装置５４に導く。

検知装置５４は、３つのビュープル（ｐｕｐｉ！　）平面検知装置５６、５８お よび６０であることが好ましく、出力光線４２．４４および４Ｇを受光するため に設置されている。一般に検知装置５６゜５８および６０の位置は光線要素３４ ．３６．３８および４０の間の距離によって決定される。光線要素３４と３Ｂの 間の距離は、実質的に分割光線３８と４０の間の距離に等しく、分割光線３６と ３８の間の距離がほぼ光線要素３４と３６．および３８と４０の間の距離の２倍 に等しいことが好ましい。このように検知装置５６．５８および６０は、出力光 線４２．４４および４６をそれぞれ検知するように設置されている。検知装置は 、ここで論じられている出力光線の変調度を測定する。検知装置５４はプロセッ サ６２へ導入される出力光線４２．４４および４６を示す電気信号を発生する。

プロセッサ６２は位相差を計算する従来の装置であり、以下において説明される 。プロセッサ６２は、位相差を決定するために信号を積分するための３つの従来 型の８パケットコリレータ６４．６８および６８を具備していることが好ましい 。しかしながらここで論じられているように、どのような従来型の処理装置でも 使用され得る。

第１図および第２図に図示されたシステムの全体的動作は以下の通りである。レ ーザ１２および１４は、同じ周波数を有する高エネルギ光線１６および１８を発 生し、この光線１６および１８は送信装置２０のアレイ上に焦点を結ぶ。光線１ Ｇおよび１８は送信装置２０のアｌノイによって反射され、送信装置２０は互い に隣合って設置されている。送信装置２０アレイはその光線を単一の累積光源と して反射する。

抽出装置３０は、隣合う送信装置２０が適切に整列しているかど・５かを測定す るために光線のサンプルを取出すように設置されている。光線要素３４．３６． ３８および４０はサンプルから取出され、抽出装置３０において導かれる。抽出 装置３０は光線要素３４．３６．３８および４０を比較し、焦点へと導入する。

光路正装置５０が焦点に設置される。光線要素３４．３８．３８および４０は光 路正装置５０を通じてレンズ５２へと回折される。光線要素３４゜３６、３８お よび４０が光路正装置５０を通過するときに、これらの光線はレンズ５２から検 知装置５８．５８および６０へ導入される出力光線４２．４４および４６に変換 される。ここにおいて論議されるように、出力光線４２は、光線サンプル３８か らゼロ番目の回折順序と光線サンプル４０から１番目の回折順序の合計である。

また出力光線４４は光線サンプル３８からの１番目の回折順序と光線サンプル３ ６からのマイナス１番目の回折順序の合計であり、出力光線４６は光線サンプル ３Ｂからのゼロ番目回折順序と光線サンプル３４からのマイナス１番目の回折順 序の合計である。光線検知装置５６．５８および６０は出力光線４２．４４およ び４６の強度変調を分析し、この情報を示す電気信号を発生してそれをプロセッ サ６２へ伝達する。プロセッサ６２は、以下において論議されるように、光線１ ６と１８の間の光位相差を決定するものである。

上記の分析結果は次の通りである。光線要素３４．３８．３８および４０は、抽 出装置３０へと導入される。一般に光線要素３４゜３６は、第１の光線サンプル から発生され、この第１の光線サンプルは第１の送信装置から発生される。また 光線要素３８゜４０は第２の光線サンプルから発生され、この第２の光線サンプ ルは第１の送信装置と隣合う第２の送信装置から発生される。光線要素３４．３ ６．３８および４０は、抽出装置３０の焦点に設置され、以下のような周期的な 伝達の関数式を有する光路正装置５０に導入される。

Ｔ　（ｘ、ｔ　）　＝ｓｆｎ　２［１／２　（ｋｘ＋ｗｔ十〇）］この式におい て、 Ｘ・・・格子の位置であり、 ｔ・・・時間であり、 ｋ・・・“２乗されたサイン”の格子の空間的周波数であり、Ｗ・・・変換速度 であり、 θ・・・１−０における格子の位置の不確定性による位相シフトである。

この等式は、画像およびビュープル平面の座標がレーザの波長と検知装置のナイ キスト周波数にしたがって標準化されていることを考慮している。光路正装置５ ０は、変換格子であることが好ましいが、およそ数個から数百側までの更新が、 時間に関する伝達関数を積分するために１秒間に光路正装置５０から取出される ような速度で回転する。原理的には、格子の回転速度がそのシステムの全体の動 作に影響するわけではない。しかしながら格子の回転速度は、サンプルが格子か ら何回数られるかを決定するものである。このようにサンプルが一定の時間内に 抜取られると、それだけ一層伝達関数は正確になる。

光線要素３４．３６．３８および４０は光路正装置５０を通って回折され、出力 光線４２．４４および４６へ変換され、これらの光線は次いでレンズ５２へ導入 される。レンズ５２は並列出力光線４２゜４４および４６を検知装置５６．５８ および６０に導入する。出力光線は、一般に以下の特徴を有する。出力光線４２ は、第２の光線１８のサンプルの第１の光線要素３８からのある回折順序、好ま しくはゼロ番目の回折順序のものと第２の光線１８のサンプルの第２の光線要素 ４０からの別の回折順序、好ましくは１番目の回折順序のものの合計である。出 力光線４４は、第２の光線１８のサンプルの第１の光線要素３８からのある回折 順序、好ましくは１番目の回折順序のものと第１の光線１Ｂのサンプルの第２の 光線要素３６からの別の回折順序、好ましくはマイナス１番目の回折順序のもの の合計である。出力光線４６は、第１の光線１６のサンプルの第２の光線要素３ Ｂからの回折順序、好ましくはゼロ番目の回折順序のものと第１の光線１６のサ ンブルの第１の光線要素３４からの別の順序、好ましくはマイナス１番目の回折 順序のものの合計である。一般に出力光線４２゜４４および４６は、検知装置５ ６．５８および８０にそれぞれ導入される。検知装置５８．５８および６０は出 力光線４２．４４および４６の変調度を測定し、振幅と位相成分を有する第１、 第２および第３の変調された電気信号を発生する。プロセッサ３２へ変換された 出力光線４２．４４および４６の放射照度の方程式は以下の通りである。

（出力ビーム４２）　Ｉ　（ｋ、ｔ　）　−１／１６［４Ａ２４０＋Ａ３ｇ２＋ ４Ａ３ＢＡ４ｏｃｏｓ（φ４ｏ−φ３８＋シｔ＋θ）］ （出力ビーム４４）　Ｉ　（ｏ、ｔ　）　−１／１６［Ａ３６ＣＯＳｇ２＋２Ａ ３６Ａ３ａｃｏｓ（φ３６−φ３８−２シｔ−２θ）］ （出力ビーム４Ｂ）　Ｉ　（−に、ｔ　）　−１／１Ｂ［４Ａ２３４　＋Ａ３６ ２＋４Ａ３４　Ａ３６ＣＯＳ（φ３４−φ３６−シｔ−θ）］ ここで、 Ａ３４は光線要素３４のその末端における振幅であり、Ａ３６は光線要素３６の その末端における振幅であり、Ａ３８は光線要素３８のその末端における振幅で あり、Ａ４０は光線要素４０のその末端における振幅であり、φ３４は光線要素 ３４のその末端における位相であり、φ３６は光線要素３６のその末端における 位相であり、φ３８は光線要素３８のその末端における位相であり、φ４ｏは光 線要素４０のその末端における位相であり、Ｗは格子の回転速度であり、 ｋは回折されたオーダであり、 ｔは時間であり、 θは１−０における格子位置の不確実性による位相シフトである。

このように検知装置５８．５８および６０によって測定される変調強度は、光線 の位相、光線の振幅および格子位相オフセットの関数である。

上記の放射照度方程式は、光線１６と１８の間の位相差を測定するためにプロセ ッサ６２によって以下のように使用される。

測定アルゴリズムの第１のステップは、以下のような３つの検知装置強度のコサ イン量の合計を計算することである。

ｃ　（ｋ）−ΣＩ　（ｋ、　ｊπ／４ｖ）　ｃｏｓ　（ｊπ／４　）ｃ　（ｏ） −ΣＩ　（ｏ、　ｊπ／４ｖ）　ｃｏｓ　（ｊπ／４　）ｃ（−ｋ）−ΣＩ　（ −に、　ｊπ／４ν）ｃｏｓ（ｊπ／４） 上記において、 Ｗは格子の変換速度である。

次の３つの検知装置度数のサイン量の合計は、以下のように計算されている。

ｓ　（ｋ）−ΣＩ　（ｋ、　ｊπ／４ｗ）　ｓｉｎ　（ｊπ／４　）ｓ（０）− ΣＩ　（ｏ、　ｊπ／４ｗ）　ｓｉｎ　（ｊπ／４　）ｓ（−ｋ）−ΣＩ　（− に、　ｊπ／４ｗ）ｓｉｎ（ｊπ／４） Ｃ（Ｏ）と残り５つの合計は、以下の式で表わされる。

ｃ　（ｏ）　＝　１／２　Ａ３　ｂ　Ａ３　ｇｃｏｓ　（φ３６−φ３８−２θ ） このように位相差は、 φ−ＴＡＮ−１　［ｓ　（ｏ）／　ｃ　（ｏ）］−（ＴＡＮ−１［ｓ　（−ｋ） ／　ｃ　（−ｋ）］］＋Ｔ’、ＡＩ’Ｊ−’　［ｓ　（ｋ）　／　ｃ　（ｋ）　 ］　）φ−（φ３８−φ３６−２０） −［（φ４ｏ−φ３８”−θ） ＋（φ３６−φ３４−θ）］ φ−（φ３８−φ３６）　［（φ４゜ −φ３８）　＋（φ３６−φ３４）］ 上記においてφは、平均的な光線の伝達方向に関する２つのレーザ光ｉｉｅと１ ８および１１Ｂと１１８の間の位相差である。

計算が行われているとき、光線サンプルの振幅および格子位相の効果は打消され 、消去される。また振幅の変動に等しい検知装置の利得の変動は、光位相差の精 度に全く影響を与えない。さらにサイン量コサイン量はゼロ平均を有するため、 検知装置のバイアスおよび一定の背景は光位相差の精度に全く影響を与えない。

隣合う送信装置２０の間の位相差を測定することによって送信装置２０が調節さ れて、送信装置アレイが単一ユニットとして機能することを可能にする。このよ うにアレイから発生された光線は、そのターゲットにおいて最大強度を生じる単 一光線であるような動作をする。

光線要素３４．３８．３８および４０は、抽出装置３０とライン７０および７２ （第４図に明示されている）として示されたこれらの光線に関係する波のフロン トに導かれる。ラインまたは光線フロント７０は光線要素３４．３８の平均的伝 達方向を表わし、ラインまたは光線フロント７２は光線要素３８．４０の平均的 伝達方向を表わす。光線要素３４．３８．３８および４０は抽出装置３０から光 路正装置５０へ導入される。光路正装置５０は検知装置５８．５８および６０に 導入される出力光線４２．４４および４Ｂを発生する。

検知装置５６は光線要素３８と４０に関する位相と振幅の情報を有する出力光線 ４２を受ける。検知装置５８は光線要素３Ｂと３８に関する位相と振幅の情報を 有する出力光線４４を受ける。検知装置６０は光線要素３４と３６に関する位相 と振幅の情報を有する出力光線４６を受ける。光線要素３４と３Ｂの間の位相に おける差の合計と光線要素３８と４０の間の位相における差の合計は光線要素３ ６と３８の間の位相における差の合計に等しいことが好ましい。このように上記 の位相差の平均性間における偏差はここで測定されるような位相差（φ）を表わ している。光線要素３４、３８．３８および４０からの情報は、ここで説明され るように決定される。また位相差はここで説明されるように測定される。このよ うに情報によって送信装置２０は調節されて、光線フロント７０．７２が光線フ ロント７４（映像の中）により示されるように同位相となる。

光路正装置の変換機能により、システムはそれぞれ直線的に伝達される波フロン トを有するサンプル光線、もしくはそれぞれ傾斜されまたは角度を付けられて伝 達される波フロント（第４図に見られるような）を有する光線を分析することが 可能となる。この分析により送信装置アレイは受取ったサンプル光線の波フロン トの角度にかかわらず単一光線を発生するように調節されることができる。

プロセッサ６２は一般に先に述べられたように位相差を決定する。プロセッサ６ ２は一般に３つの８パケツトコリレータ６４゜６６および６８を使用して重み付 をされたコサインとサインの関数の合算を行なう。しかしながら識別された関数 を計算できる一般的なプロセッサであれば使用できる。

本発明は図示された実施例の多数の変化および修正を可能にしている。システム のレベルでは、センサの規模および動的範囲はレーザの性質とレーザに対するセ ンサの関係にしたがって調節できる。センサは全ての光線、すなわちサンプルを 測定するように配置されることができる。センサはレーザが出るときのその光線 を較正し、または光線の到着点で大気変則のような歪曲の干渉源を補償するよう に光線を評価するように配置されている。

上記のように別の伝達機能は適切なアルゴリズムと共に利用される。伝達機能は 直交座標に存在する必要はない。

種々の焦点集中および照準素子がさまざまな方法で実行され得る。同様に本発明 に含まれ、利用可能な強度検知装置も多種多様に存在する。プロセッサも一般的 な装置である。綿密に較正されたシステムにおいて、プロセッサ機能のいくつか はデジタル変換以前のアナログ装置によって実施されることができる。

上記によると、レーザ光線の光路差を測定するために改良されたシステムが与え られる。前述のように本発明の範囲内に多くの修正と変化が存在し、本発明の範 囲は以下の請求の範囲によってのみ限定される。

国際調査報告 λＮＮＥＸ　Ｔｏ　−Ｆ、Ｅ　ｒＮ？ＥＲＮＡＴＩｃＮＡ、Ｌ　５ＺＡＲＣＦ、 ＲＥ？ＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰ？ＬＩＣＡＴ！ＯＮ　Ｎ ｏ、　ＰＣＴ／ＵＳ　８６１０２０１７　（ＳＡ　１６０９１）ＵＳ−Ａ−４４ Ｚ３９０９　０８／１１／Ｅ１３　ＮｏｎｅＵＳ−＾−４４３８３３０２０１０ コ／Ｂ４　ＮｏｎｅＵＳ−Ａ−４５１８８５４２１１０Ｓ／８５　Ｎｏｒ＋＠

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．相互に隣合う光可干渉性光線を発生する高エネルギレーザ源用のシアリング 位相差センサにおいて、隣合う可干渉性光線各々からサンブルを取出すための手 段を有し、前記手段は前記取出されたサンプルが光修正装置に導入されるように 設置されており、 前記光修正装置は、１つ以上の出力光線を供給する回折パターンを生成するため に前記サンプル光線を回折し、前記光修正装置は前記出力光線がレンズ装置に導 入されるように設置されており、 前記レンズ装置は前記出力光線を受光し、前記出力光線を検知装置に導入するた めに設置されており、前記検知装置は前記出力光線を前記レンズ装置から受取る ために設置されており、前記検知装置は前記出力光線を示す電気信号を１つ以上 生成し、 前記隣合う可干渉性サンプル光線の間の位相差を決定するための前記電気信号に 応答するプロセッサ装置を有することを特徴とするシアリング位相差センサ。
2. ２．前記光修正装置が変換格子を有することを特徴とする請求の範囲第１項記載 のシアリング位相差センサ。
3. ３．前記変換格子が予め決定された速度で回転することを特徴とする請求の範囲 第２項記載のシアリング位相差センサ。
4. ４．前記回転変換格子が、 Ｔ（ｘ，ｔ）＝ｓｉｎ２［１／２（ｋｘ＋ｗｔ＋θ）］によって表わされる伝達 関数を有することを特徴とする請求の範囲第３項記載のシアリング位相差センサ 。
5. ５．３つの出力光線が前記格子によって発生されることを特徴とする請求の範囲 第４項記載のシアリング位相差センサ。
6. ６．前記レンズ装置が視準レンズを有することを特徴とする請求の範囲第５項記 載のシアリング位相差センサ。
7. ７．前記検知装置が３つの検知装置を有し、その各々が前記３つの出力光線の１ つを受光するために設置されていることを特徴とする請求の範囲第５項記載のシ アリング位格差センサ。
8. ８．前記検知が３つの電気信号を発生するすることを特徴とする請求の範囲第７ 項記載のシアリング位相差センサ。
9. ９．前記電気信号が、以下に示す式により表わされることを特徴とする請求の範 囲第８項記載のシアリング位相差センサ。 Ｉ（ｋ，ｔ）＝１／１６［４Ａ２４０＋Ａ３８２＋４Ａ３８Ａ４０ｃｏｓ（φ４ ０ −φ３８＋ｗｔ＋θ）］ Ｉ（０，４）＝１／１６［Ａ２３６＋Ａ３８２＋２Ａ３６Ａ３８ｃｏｓ（φ３６ −φ３８−２ｗｔ−２θ）］ Ｉ（−ｋ，ｔ）＝１／１６［４Ａ２３４＋Ａ３６２＋４Ａ３４Ａ３６ｃｏｓ（φ ３４ −φ３６−ｗｔ−θ）］ この式においてＡは前記第１および第２のサンプルの第１および第２の光線要素 の振幅であり、 Ａ３４は前記第１のサンプルの第１の光線要素の振幅であり、 Ａ３６は前記第１のサンプルの第２の光線要素の振幅であり、 Ａ３８は前記第２のサンプルの第１の光線要素の振幅であり、 Ａ４０は前記第２のサンプルの第２の光線要素の振幅であり、 θはｔ＝０における格子位置の不確実性による位相シフトであり、 φ３４は前記第１のサンプルの第１の光線要素の位相であり、 φ３６は前記第１のサンプルの第２の光線要素の位相であり、 φ３８は前記第２のサンプルの第１の光線要素の位相であり、 φ４０は前記第２のサンプルの第２の光線要素の位相であり、 Ｗは変換速度であり、 ｔは時間である。
10. １０．前記プロセッサが、位相差を決定するときに電気信号を積分し、合計する ことを特徴とする請求の範囲第９項記載のシアリング位相差センサ。
11. １１．同じ周波数を有する隣合った可干渉性光線の間の位相差を決定する方法に おいて、 （ａ）隣合う可干渉性光線各々からサンプルを取出し、その各サンプルが第１の 光線要素および第２の光線要素を有し、（ｂ）前記２つの隣合う光線サンプルか らの前記光線要素それぞれを光学的に修正し、第１、第２および第３の出力光線 を供給する回折パターンを生成し、 前記第１の出力光線は、前記第２の光線サンプルの前記第１の光線要素から回折 された所定の回折順序のものと、前記第２の光線サンプルの前記第２の光線要素 から回折された別の回折順序のものとの合計であり、 前記第２の出力光線は、前記第２の光線サンプルの前記第１の光線要素から回折 された所定の回折順序のものと、前記第１の光線サンプルの前記第２の光線要素 から回折された別の回折順序のものとの合計であり、 前記第３の出力光線は、前記第１の光線サンプルの前記第２の光線要素から回折 された所定の回折順序のものと、前記第１の光線サンプルの前記第１の光線要素 から回折された別の回折順序のものとの合計であり、 （ｃ）前記第１、第２および第３の出力光線を受取るために第１、第２および第 ３の検知装置を設置し、（ｄ）振幅および位相成分を有する第１、第２および第 ３の変調電気信号を生成するために、前記出力光線を検知し、（ｅ）第１、第２ および第３の位相信号を生成するために前記第１、第２および第３の変調電気信 号から位相成分を取出し、 （ｆ）前記第１および第２の隣合う光線の間のシアリング位相差を決定するため に前記位相信号を結合する過程を含んでいる方法。
12. １２．前記光学的修正には、予め決定された速度で変換格子を回転する過程が含 まれることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の方法。
13. １３．前記変換格子が、 Ｔ（ｘ，ｔ）＝ｓｉｎ２［１／２（ｋｘ＋ｗｔ＋θ）］によって表わされる伝達 関数を有することを特徴とする請求の範囲第１２項記載の方法。
14. １４．前記第１、第２および第３の変調電気信号が強度数変調の形態であること を特徴とする請求の範囲第１１項記載の方法。
15. １５．前記強度数変調は、以下の式によって表わされるてんたつを有することを 特徴とする請求の範囲第１４項記載の方法。 Ｉ（ｋ，ｔ）＝１／１６［４Ａ２４０＋Ａ３８２＋４Ａ３８Ａ４０ｃｏｓ（φ４ ０ −φ３８＋ｗｔ＋θ）］ Ｉ（ｏ，ｔ）＝１／１６［Ａ２３６＋Ａ３８２＋２Ａ３６Ａ３８ｃｏｓ（φ３６ −φ３８−２ｗｔ＋θ）］ Ｉ（−ｋ，ｔ）＝１／１６［４Ａ２３４＋Ａ３６２＋４Ａ３４Ａ３６ｃｏｓ（φ ３４ −φ３６−ｗｔ−θ）］ この式においてＡは前記第１および第２のサンプルの第１および第２の分割光線 の振幅であり、 Ａ３４は前記第１のサンプルの第１の光線要素の振幅であり、 Ａ３６は前記第１のサンプルの第２の光線要素の振幅であり、 Ａ３８は前記第２のサンプルの第１の光線要素の振幅であり、 Ａ４０は前記第２のサンプルの第２の光線要素の振幅であり、 θはｔ＝０における格子位置の不確実性による位相シフトであり、 φ３４は前記第１のサンプルの第１の光線要素の位相であり、 φ３６は前記第１のサンプルの第２の光線要素の位相であり、 φ３８は前記第２のサンプルの第１の光線要素の位相であり、 φ４０は前記第２のサンプルの第２の光線要素の位相であり、 Ｗは変換速度であり、 ｔは時間である。
16. １６．同じ周波数を有する隣合った可干渉性光線の間の位相差を決定する方法に おいて、 （ａ）隣合う可干渉性光線各々からサンプルを取出し、その各サンプルが第１の 光線要素および第２の光線要素を有し、（ｂ）前記第１および第２光線サンプル を回転変換格子に導入し、第１、第２および第３の出力光線を供給する回折パタ ーンを生成し、 前記第１の出力光線は、前記第２の光線サンプル用の前記第１の光線要素から回 折されたある回折順序のものと、前記第２の光線サンプルの前記第２の光線要素 から回折された別の回折順序のものとの合計であり、 前記第２の出力光線は、前記第２の光線サンプルの前記第１の光線要素から回折 された所定の回折順序のものと、前記第１の光線サンプルの前記第２の光線要素 から回折された別の回折順序のものとの合計であり、 前記第３の出力光線は、前記第１の光線サンプルの前記第２の光線要素から回折 された所定の回折順序のものと、前記第１の光線サンプルの前記第１の光線要素 から回折された別の回折順序のものとの合計であり、 （ｃ）前記第１、第２および第３の出力光線を受取るために第１、第２および第 ３の検知装置を設置し、（ｄ）振幅および位相成分を有する第１、第２および第 ３の変調電気信号を生成するために、前記出力光線を検知し、（ｅ）第１、第２ および第３の位相信号を生成するために前記第１、第２および第３の変調電気信 号から位相成分を取出し、 （ｆ）前記第１および第２の隣合う光線の間の位相差を決定するために前記位相 信号を結合する過程を含んでいる方法。
17. １７．前記第１の出力光線の所定の回折順序はゼロ番目であり、前記別の回折順 序は第１番目であることを特徴とする範囲第１６項記載の方法。
18. １８．前記第２の出力光線の所定の回折順序は第１番目であり、前記別の回折順 序はマイナス１番目であることを特徴とする範囲第１６項記載の方法。
19. １９．前記第３の出力光線の所定の回折順序はゼロ番目あり、前記別の回折順序 はマイナス１番目であることを特徴とする範囲第１６項記載の方法。