KR20020005724A

KR20020005724A - 일체형 광조립체

Info

Publication number: KR20020005724A
Application number: KR1020017013694A
Authority: KR
Inventors: 즈비 블라이어; 이타이 비시나
Original assignee: 추후제출; 피엘엑스 인코포레이티드
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2002-01-17
Also published as: CA2367785C; EP1192411A1; US6141101A; WO2000065304A1; JP3574406B2; EP1192411A4; CA2367785A1; KR100407007B1; JP2003517583A; AU4336600A; DK1192411T3; IL146158A0; EP1192411B1

Abstract

본 발명에 따르면, 일체형 구조를 가지는 개선된 광조립체(200)가 제공된다. 일체형 광조립체(200)는 푸리에 변환 분광계에서 프린지 효과를 달성하기 위한 간섭계에 유용하며, 제 1 및 제 2 지지수단(220)과 빔분리기(130)에 의해 일체형 구조로 결합된 상부(260) 및 바닥수단(270)을 포함한다.

상기 조립체는 역시 빔분리기(130)에 대해 반사하는 제 1 반사조립체(140)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예는 제 1 반사조립체(140)와 빔분리기 조립체(130)에 대해 반사하는 추가된 반사조립체(150)를 가지며, 이는 푸리에 변환 분광계에서 프린지 효과를 달성하기 위해 다중 파장 광자원의 사용을 가능하게 한다.

Description

일체형 광조립체{MONOLITHIC OPTICAL ASSEMBLY}

100년 이상 전에 최초로 설계된 마이켈슨 간섭계와 더불어， 간섭계는 이분야에서 오래전부터 있어왔다.

간섭계는，다른 경로를 가로지르는 빛의 두 빔 사이에서 간섭 패턴을 발생하는 간섭계와 더불어， 방사 스펙트럼을 측정하기 위해 사용되는 광 조립체이다.

간섭계는 광 경로가 서로 90도각을 이루는 두 반사 조립체에 45도각으로 경사진 빔 분리기의 사용을 통하여 방사원으로부터 발산하는 방사 빔을 나눈다.

경로차를 도입하도록, 다른 한편이 방사 경로를 따라 이동하는 동안 반사 조립체 중의 하나가 고정되고， 이에따라 분할된 방사 빔이 두 반사 조립체에서 반사되어 재결합된 후, 탐지기에 의해 읽히는 간섭 패턴을 만든다.

탐지기를 지나가는 빔의 강도 변화는 경로차의 기능이고, 궁극적으로 퓨리에 변환 분광계에서 스펙트럼 정보를 발생한다.

실제로, 간섭계는 상술한 분광계에서 사용되고 정확한 거리 및 장비 구경을 측정하는데 사용된다. 표준 마이켈슨 간섭계와 다른 형태의 간섭계의 구성에 사용된 종래의 광 조립체는 주로 대단히 정확한 정렬을 필요로 하는 부분을 가지는 구조로 이루어져 왔다.

예를 들면, 두 반사 조립체 및 빔 분리기의 배열은 오정렬로 인한 에러를 피하기 위해 수직 및 45 도 배열에서 매우 정밀해야 한다.

종래기술의 간섭계와 광조립체의 단점은 광 단편을 정확하게 정렬하는데 있어서 상당한 비용이 들과 충격과 진통후 상기 단편의 정렬을 유지하는 후속비용이 들며 오정렬을 가져오기 쉽다는 점이다.

종래기술의 광 조립체 및 간섭계의 다른 단점은 특정한 측정 또는 실험에서 사용된 방사 자원에 따른 다른 빔 분리기로 빔 분리기를 교체해야 한다는 것이다.

특히, 통상의 빔 분리기는 한 특정한 방사 자원의 파장 스펙트럼 섹션을 위해 사용되거나 선택적으로 매우 작은 범위의 방사 파장 스펙트럼 섹션을 사용함에 따라, 각각 다른 빔분리기를 가지는 다중 간섭계를 필요로 하거나 간섭계가 다른 적용을 위해 사용될 수 있도록 단일 간섭계내의 빔 분리기를 교체할 필요가 있다는 것이다.

종래의 광 조립체 및 간섭계의 또 다른 불리한 점은 이들이 단일 파장 광원으로 사용되도록 구성되었다는 점이다. 특히, 푸리에 변환 분광계(프린지)의 사용에 따라 스펙트럼 정보를 발생하기기 위해, 오직 한 파장의 광선 빔(레이저 광과 같은)이 모든 종래의 간섭계 장치에서 사용되도록 요구된다는 점이다..

따라서, 일체로 구성된 장치내에서 높은 정확성을 가진 측정을 제공하는 역반사체 또는 빔분리기 조합을 가지거나 가지지 않는 광조립체를 제공하여 조립체의광요소의 유지 및 영역측정이 충격 진동후 또는 온도 변화로 인해 요구되지 않도록 제공되는 것이 바람직하다.

또한, 어느 광 조립체가 조립체의 일체형 구조 때문에 쇼크, 진동 또는 온도 변화로 인한 오정렬되지 않도록 다른 강도의 방사로 사용되기 위한 단일 간섭계 내에서 광 조립체를 쉽고 경제적으로 유지와 치환되도록 하기 위해， 간섭계의 주요 정렬 구성 요소를 이루고 일체로 구성되는 광 조립체를 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 스펙트럼 적용시 프린지를 달성할 수 있는 다중 파장 광원의 사용이 가능한 광조립체를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 광조립체 분야 및 특히 간섭계의 사용을 위한 일체형 광조립체에 관한 것이다.

도 1은 방사가 종래기술의 마이켈슨에 반사되는 것을 나타내는 다이어그램이다.

도 2는 본 발명의 일체형 광 조립체를 가지는 간섭계의 사시도이다

도 3은 본 발명의 일체형 광 조립체의 사시도이다

도 4는 본 발명의 일체형 광조립체의 다른 측면의 선택적인 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일체형 광 조립체의 상부 평면도이다.

도 6은 본 발명의 일체형 광 조립체의 일측의 측면도이다.

도 7은 본 발명의 선택적인 실시예의 일부분에 대한 상부 평면도이다.

도 8은 역반사체 또는 빔 분리기 조합으로서 일체형 광 조립체를 도시하는 본 발명의 제 3 실시예의 사시도이다.

도 9는 도 6의 다른 실시예의 측면도이다.

도 10은 도 6의 또 다른 실시예의 측면도이다.

도 11은 빔분리기 조립체에 대해 반사하는 제 3 반사 조립체를 나타내는 본 발명의 제 4 실시예의 부분절개된 상부 평면도이다.

도 12는 본 발명의 제4 실시예의 한측의 부분측면도이다.

도 13은 본 발명의 제4 실시예의 또 다른 측면의 부분측면도이다.

도 14는 본 발명의 제4 실시예의 또 다른측면의 부분측면도이다.

도 15는 빔 분리기와 보정기 수단으로 나눠지는 빔 분리기 조립체를 도시하는 본 발명의 제5 실시예의 부분절개 상부 평면도이다.

본 발명에 따라, 일체형 구조를 가지는 개선된 광 조립체와 일체형 구조 및 역반사체를 가지는 개선된 광 조립체 또는 빔 분리기 조합이 제공된다.

일체형 광 조립체는 제 1 및 제 2 지지 수단 및 빔분리기에 의해 일체형 구조로 결합된 상부 및 바닥수단을 포함한다. 상기 조립체는 역시 빔분리기에 대해 반사하는 제 1 반사 조립체를 포함한다.

발명의 선택적인 실시예는 상기 6개의 구성요소를 가지는 일체형 구조를 일체로 구성된 중공 코너 입방체인 역반사체로 대체한다. 여기서, 역반사체 패널중 하나는 반사표면이고 다른패널(제 1 패널의 반사표면에 45도각을 이루는)는 빔분리기이다. 제 3 패널은 중공 코너 입방체인 역반사체의 구성을 위한 지지패널이다.

본 발명에 따라, 일체형 구조를 가지는 개선된 광 조립체가 제공된다. 상기 일체형 광조립체는 이것이 푸리에 변환 분광계에서 프린지 효과를 달성하기 위해다중 파장 광원의 사용이 가능한 빔 분리기 조립체에 대해 반사되는 반사조립체를 가진다는 점에서 상기 조립체와 다르다

따라서, 본 발명의 목적은 일체로 구성된 간섭계에서 사용되기 위해 개선된 광 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 고정밀 측정을 달성하고 쇼크, 진동 또는 온도변화로 인한 오정렬을 방지하는 개선된 광 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 개선된 광 조립체를 제공하는 것이다.

일체형 구성로 인해 다른 방사 자원과 함께 사용되기 위해 간섭계내의 다양한 빔분리기를 위한 다른 상기 구성의 광조립체로 쉽게 교환가능한 개선된 광조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 파장 광원이 사용될 때 간섭계가 스펙트럼 탐지기 상에서 프린지를 발생하도록 기능하는 개선된 개선된 광 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하기하는 바에 따라 부분적으로 자명하고 명백하다.

따라서, 본 발명은 하기에 서술된 제품에서 예시되고 청구범위에서 표시된 범위내의 요소에 관한 특징, 특질을 가지는 조립체를 포함한다. 본 발명을 완전히 이해하기 위해, 첨부된 도면과 관련된 참조가 하기된다.

먼저, 도 1에 따르면, 표준 마이켈슨 간섭계가 도시된다. 마이켈슨 간섭계는 두 거울, 고정거울(40) 및 가동거울(50)에 45의 정도의 각으로 위치한 빔분리기(30)를 향하여 단일 방사 빔(20)을 보내는 방사 자원(10)을 가진다. 방사(20)은 방사 빔(22)의 형태의 고정 거울(40)을 향하여 부분적으로 반사되고 방사 빔(24)으로서 가동 거울(50)을 향하여 빔 분리기(30)를 통하여 부분적으로 전송된다.

그후, 빔은 빔분리기(30)를 행하여 후방으로 고정거울(40)에 반사되고 여기서 이것은 다시한번 분리되어 자원(10)을 향하여 후방으로 방사(25)를 보내고 몇몇 방사(26)는 탐지기(60)을 향해 보내진다.

유사하게, 빔(24)은 가동거울(50)을 반사하고 빔분리기(30)를 향하여 후방으로 반사된다. 여기서 역시 빔(24)은 다시 분리되고 몇몇 방사는 자원(10)의 후방으로, 다른 방사(26)는 탐지기(60)를 향하여 보내진다.

탐지기(60)는 단일 방사자원으로부터 발산하는 두 방사빔 사이에서 간섭을 측정한다. 상기 빔들은， 전송과 반사를 통하여，다른 광로길이를 진행하고 탐지기에서 가시적으로 측정가능한 프린지효과를 이룬다.

도 2에 따르면, 마이켈슨 간섭계의 표준배열 및 구성 요소 구조는 간섭계(100)에서 도시되고, 방사 자원(110), 빔 분리기(130), 가동 반사조립체(150), 고정 반사 조립체(140) 및 탐지기(160)를 포함한다.

방사 자원(110)은 안전한 위치에서 조립체(112)로 장착된다. 조립체(112)에 장착됨에 따라 방사빔(120)은 방사 자원(110)과 함께, 빔 분리기(130)에 45도 정도 각으로 빔의 방향을 고정하는 경로를 따라 정렬가능하다.

방사 자원(110)은 거리 측정 계산 또는 단일 시준 방사 밀도 레이저광 자원과 같은 일반적인 간섭계 적용을 위한 시준 백색광일 수 있으며, 상기 모든 항목은 본 발명으로 기대할 수 있다.

이제 가동 반사 조립체(150)를 서술하면, 바람직한 실시예에서는 단일 패널거울 대신 중공 코너 입방체 역반사체(152)를 사용한다. 상기 중공 코너 역반사체는 립킨스의 미국 특허제 3,663,084호에 공개된 것에 따라 바람직한 실시예에 적용된다.

역반사체(152)는 빔(120)의 경로를 따른 선에서 역반사체(152)의 위치를 조립체가 조절하도록 가동 기초 조립체(154)에 장착된다.

조립체(154)의 이동은 조절 놉(156)을 사용하여 조절가능하나 다른 이동수단 또한 조립체(154)의 연속적이고 균일한 움직임을 허용하는 수단을 포함하는 본 발명에 따라 가능하다.

조립체(154)에 역반사체(152)를 장착하는 방법은 블리에르의 미국 특허 제 5,335,111호에서 서술된 구조에 따라 이루어질 수 있다.

가동 반사 조립체(150)로서 역반사체(152)를 사용하는 것은 역반사체의 반사표면이 빔분리기(130)를 통과한후 들어오는 빔(120)의 방향에 45의 정도의 각을 이루는한 역반사체(152)의 어떤 경사도 허용하도록 한다.

일체형 광조립체(200)를 더욱 상세히 살펴보면, 도 2-4에서 도시된 바에 따라, 빔 분리기 (130)와 반사 조립체(140)가 일체형 광 조립체(200) 내에 장착된 것이 나타나있다.

하기에 더욱 상세히 논의되겠지만, 조립체(200)의 다른 구조적 해석을 위해도 5-7를 주목하라.

도 2-4 및 도 5-7의 실시예사이의 차이는 ,주의 개구부(244, 246)(도 5-7참조)에 관한 것이다.

지지 수단(240)내의 부가적인 상기 개구부들은 거리 측정에 사용되기 위한 HeNe(헬륨 네온)레이저 자원인 방사 자원(110)의 사용에 관련된 것이다.

도 5-7에서 도시된 제 2 실시예의 목적이 하기에 논의되는 동안, 조립체(200)의 총체적인 구조는 도 2-4의 조립체(200)와 마찬가지로 동일하며, 도 2-7의 구성을 서술하기위해 논의된다.

도 3에서 도시된 바에 따라， 일체형 광 조립체(200)는 각각 상부수단(260), 바닥수단(270) 및 하나이상의 제 1 및 제 2 지지 수단(210, 220)와 빔분리기로 구성된다. 추가적인 구조적 안성성을 위해 제 3 지지수단(230)이 사용될 수 있다.

도시된 바와 같이 지지수단(210)이 제 1 변부 표면(212) 및 제 2 변부 표면(214)을 가진다. 제 1 변부(212)의 한 부분은 상부 수단(260)(도 4참조)의 제 1 변부부분(262)에 접착되는 한편, 제 1 변부(212)의 다른 부분은 바닥수단(27)0(도 4참조)의 제 1 변부표면부분(270)에 접착된다.

계속하여 도 4에 따르면, 지지 수단(210)으로부터 코너주위에는 제 2 지지 수단(220)이 있다. 제 2 지지 수단(220)은 그것에 관하여 제 1 표면(222)의 다른 부분을 따라 상부 및 바닥수단(260, 270)에 부착된다. 지지 수단(220)의 제 1 표면(222) 부분은 바닥수단(270)의 제 2 변부 표면(274) 및 상부수단(260)의 제 2 변부 표면(264) 부분에 부착된다.

특히 도 7에서 도시된 바에 따라 빔 분리기(130)는 두 패널(132, 134)로 구성되며, 상기 패널은 공통 표면(136)을 따라 서로 접착된다.

표면(136)은 빔 분리기 코팅을 가지는 광학적으로 평평한 반사 표면이다. 빔 분리기(130)는 상부 수단(260)의 바닥 표면(267) 부분에서 상부 변부(137)의 부분을 따라 그리고 바닥수단(270의 상부 표면(278) 부분에서 바닥 변부(138) 부분을 따라 접착된다.

그러나, 빔 분리기가 사용될 때 일반적으로 보상 수단도 또한 사용된다.

이 경우, 빔 분리기(130)는 내장된 보상 수단, 즉 패널(132)을 가진다.

보상 패널의 목적은 빔 분리기 코팅에 의해 만들어지는 두 빔의 광로 속도를 동일하게 하는 것이다.

보상 수단없이, 빔 분리기(130)를 통해 전송되는 빔은 반사된 빔이 빔 분리기(130)를 통하여 오직 한번 전송되는 동안 패널(134)을 통해 3번 전송된다.

패널(132)을 추가함으로써, 양쪽 빔은 동일한 크기의 패널을 통하여 각각 4 번을 전송되고 이에따라 이들이 광학의 길이에 숙련될 수 있는 차이를 동일하게 한다.

제 1 지지 수단(210), 제 2 지지 수단(220) 및 상부 수단(260)과 바닥수단(270) 사이의 빔 분리기(130)의 지지 조합은 본 발명의 일체형 구조를 만드는 것이다.

상술한 바에 따라, 도시된 각각，상부 및 바닥수단(260, 270)의 제 3 변부 표면(266, 276) 부분 사이에 위치한 제 3 지지 수단(230)을 가질 수 있다.

실제로, 도 9 및 10에 도시된 바에 따라, 일체형 구조는 상부 및 바닥수단을 터치하는 빔 분리기(130) 없이 달성될 수 있다.

안정된 일체형 구조는 그 후 도시된바와 같이 부착된 제 3 지지 수단(230)으로 달성되고 이는 수단(210)이 부착되는 방법과 유사하다.

따라서, 도 9와 10에 도시된바와 같이 빔 분리기(130)는 오직 바닥수단(270)(도 9)에 바닥변부(138)을 따라 또는 상부수단(260)(도 10)에 그의 상부 변부(137)에 따라 부착될 수 있다.

마이켈슨 간섭계의 요구된 반사 요소를 완료하기 위해. 도면에서는 거울 패널(140)이 바닥수단(270)의 상부 표면(278) 부분에 그리고 지지 수단(210)의 제 2 변부 표면(214)에 부착되어지는 것이 도시된다.

거울 패널(140)은 거울 패널(140)의 바닥 변부 표면 부분에 의해 바닥수단(270)의 걸린 상부 표면 (278)의 약간 위에 약간 있고, 상기 터치 표면 사이에서 접착된다.

또한 지지 수단(210)의 변부 표면(214)을 터지하는 거울 패널(140)의 측면 변부 표면 사이에서 접착된다.

상기 접착은 거울 패널(140)의 반사 표면(142)의 광학적으로 평평한 성질을 왜곡하는 것을 피하기 위해 적용되는 접착제의 이용법을 통하여 달성된다.

상기와 같이 거울 패널(140)이 조립체(200)에 고정되어 부착되기 때문에 단일의 평평한 패널의 거울과는 다른 패널(140)을 위해 필요하지 않다. 예를 들면 패널(140)이 역반사체가 될 필요가 없다.

역반사체를 사용함으로써 얻어지는 이익중 하나(가동 반사 조립체(150)에 관해 상술한 바와 같이)는 역반사체의 경사는 내부 방사가 역반사체의 표면에 45도 각을 이루는 한 중요하지 않다는 것이다.

본 발명에서, 일체형 구조에 패널(140)을 안정되게 장착하는 것은 패널(140)의 경사가 진동및 쇼크로 인해 변하지 않는다는 것을 보증하고， 따라서，(비록 역반사체가 물론 이용하게 될 수 있지만)역반사체는 불필요하다.

조립체(200)는 또한 제4의 지지 수단(240)을 가질 수 있다. 제4 지지 수단(240)의 주된 목적은 조립체(200)의 일체형 구조를 안정되게 하는 것을 돕는 것은 아니나 그럼에도 불구하고 여기서는 본 명세서에서는 지지 수단이라고 불린다.

대신, 제4 지지 수단(240)은 빔(120)에 의해 진행하는 경로에 대해 위치하여 빔 분리기(130)와 가동 반사 조립체(150) 사이에서 진행하기 위해，빔(120)이 수단(240)내의 개구부(242)를 통과하도록 한다.

거울패널(14)과 유사하게 장착되는 수단(240)은 (도 5에서 도시된 바에 따라) 변부의 얇은 부분을 따라 바닥수단(270)의 상부 표면(278) 부분으로 장착되고, 지지수단(220)의 변부에 인접하여 부착되는 측면변부를 따라(도 5에서 도시된 바에 따라) 장착된다.

조립체(200)의 모든 수단(210, 220, 230, 240, 260, 270, 130 및 140)은 같은 물질로 만들어진다.

용해된 석영 또는 담금질된 파이렉스중 한 물질이 바람직하다. 상기와 같은물질의 사용은 팽창계수가 동일해지도록 하여, 조립체(200)가 경험한 온도변화를 각각의 수단에 동일하게 경험되게 하여 균일하게 팽창 및 수축되게 하며, 이에따라 빔 분리기(130)와 거울 패널(140)의 반사 표면에서 비틀림 가능성을 제거하도록 한다.

상술한 도 7에 따르면, 제4 지지 수단(240)내의 개구부(244, 246)에는 HeNe 단일 자원 레이저광이 함께 사용된다.

참조번호 310으로 표시된 빛 또는 방사는 광원(도시되지 않음)으로부터 발산된다. 빛(310)은 거울패널(140)에 반사되는 광빔(320)부분과 함께 빔 분리기(130)를 통과하고, 빛(330)의 다른부분은 개구부9246)를 통해 빔 분리기(130)를 통하여 전송되어, 가동 반사조립체(150)의 역반사체(152)가 반사되도록 한다.

참조번호(240) 내에 그리고 특히 개구부(244)내에는 작은 역반사체(300)가 있다.

도 8에 따르면, 본 발명의 광 조립체를 위한 일체형 구조의 제 3 실시예가 참조번호 400으로 나타난다. 조립체(400)는 가장 기본적인 형태에서, 상술한 바와 같이 립킨스의 미국 특허제 3,663,084호에 서술된바와 같은 중공, 코너-입방체이다.

도 8에 나타난 것과 선행 기술 역반사체 사이의 차이는， 실제로， 역반사체의 거울 패널 중의 하나가 조립체(400)의 다른 거울패널(420)에 45도각으로 한정되는 빔 분리기 패널(410)이라는 것이다.

역반사체(300)는 상술한 미국특허 제 3,663,084호에 서와 같이 표준 역반사체에 따라 이루어지고 립킨스의 미국특허 제 3,977,765호에 서술된 바에 따라 개구부 튜브(44)내에 장착될 수 있다. 그후, 빔(330)은 반사조립체(150)에 후방으로 반사되고 빔분리기(130)를 통하여 탐지기로 개구부(246)를 통과한다.

제 3 패널(430)은 반사 패널이 아니고, 역반사체 구조의 완성을 위한 단순한 지지 패널이다. 종래기술에 나타난 바와 같은 구조는 인접한 패널 등의 반사 표면에 한 패널의 변부 사이에 중첩되는 선택적인 접착을 이용한다

사실상, 실질적으로 동일한 결과를 위해 전체 조립체(200)의 구조(상술한)를 위한 도 8의 일체형 역반사체 구조를 대신할 수 있다. 그리고 따라서, 도 8의 도시는 적용시 도 2-7의 구조의 선택적인 실시예로 적절히 나타난다.

도 11-14에 따르면, 간섭계(500)가 도시되어 있다. 간섭계(500)는 참조번호 505에서 본 발명의 일체형 구조의 제4 실시예를 나타낸다. 일체형 구조(505)는 빔 분리기 조립체(530), 제 1 및 제 3 반사조립체(540, 560), 각각 제 1 , 제 2 및 제 3 지지수단(570, 580, 590) 및 바닥수단(620, 640), 및 빔분리기 마운트(600)를 포함한다.

도 13 및 14에 도시된 바와 같이 지지 수단(570, 580, 590)는 상부 및 바닥수단(620, 640) 사이에 모두 위치한다. 단일 및 일체형 구성을 이루기 위해, 지지 수단(570, 580, 590)은 상부 및 바닥수단(620, 640)의 부분에 그들의 상부 및 바닥 변부를 따라 부착된다. 상부 및 바닥수단 사이에서 지지 수단을 부착하는 프리트 접착에서와 같이 업계에 공지되어 있다.

지지 수단(580)은 장착되는 패드(582)를 가진다. 한편, 지지 수단(590)은 장착 패드(592)를 가진다.

도 도 11, 13 및 14에 도시된 바와 같이, 상기 장착패드는 각각 조립체(540, 560)을 반사하기위한 제 3 장착점으로 사용된다.

특히, 반사 조립체(540)는 바닥수단(640)의 상부 표면 영역에 접착되는 장착패드(544A, 544B)를 가진다. 마찬가지로, 반사 조립체(560)는 바닥수단(640)의 다른 상부 표면 영역에 접착되는 장착패드(564A, 564B)를 가진다.

반사조립체(540, 560)의 표준 세 장착점을 완성하기위해， 이에대한 운동학적인 구조를 달성하도록 반사조립체(540, 560)는 역시 각각， 장착패드(582, 592)에서 일체형구조(505)에 부착된다.

특히, 물질을 부착하는 것(접착제)은 오직 장착패드(544A, 544B, 564A, 564B)와 이들의 각각의 바닥수단(640)의 접착표면사이, 지지수단들(580, 590)의 장착패드(582,592)사이 및 반사조립체(540,560)의 변부표면사이에서만 드믈게 적용된다.

상기 운동학적 조립체는 상당히 단단하지만 가볍고 견고한 구조를 제공한다. 또한, 상기 구조가 과도한 온도 및 진동에 처할때, 상기 구조는 반사 조립체의 반사 표면의 초기 정렬시 상당히 높은 정도 정밀성을 가지고, 정확한 정렬을 유지한다.

또한, 상기 제한된 세 점 장착구조는 접착에 영향을 미치는 최소한의 비틀림을 감소시키고 마찬가지로 장치의 온도변화로 인한 평면의 비틀림을 감소시킨다.

빔 분리기 조립체(530)은 또한 운동학적 방법으로 장착된다.

특히，도 11 및 12에 도시된 바와 같이 빔분리기 조립체(530)는 이들에 바닥수단(640)의 다른 상부표면에 접착되는 장착패드(538A, 538B）를 가진다.

빔 분리기 조립체(530)는 또한 일체형 광 조립체(505)에 빔 분리기 조립체의 운동학적 구성을 완료하기 위해， 빔 분리기 마운트(600)의 장착패드(602)에서 일체형 구조(505)에 접착된다.

(도 1-7)의 하나 및 두 실시예에서와 같이, 수단(534)과 빔분리기 조립체의 수단 534와 532 사이에서 발견된 빔분리기 코팅(536)은 반사조립체(540)에 45도 각을 이룬다.

또한, 반사 표면(542)은 반사 조립체(560)의 반사 표면(562)에 수직이다. 따라서. 이에따라반사표면(562)은 빔 분리기 코팅(536)에 45도 각을 이룬다.

상기 일체형 조립체(505)의 구성을 기초로, 조립체(505)가 간섭계(500)로 위치할 때, 상기 결과는 어떤 시준된 광자원이 푸리에 변환 스펙트럼내에서 프린지 효과를 달성하도록 사용될 수 있다. 상기 결과는 일체형구조(505)에 반사조립체(560)를 더한 결과이다.

상기 결과가 이루어진 것을 리뷰하면, 먼저, 상기 결과가 본 출원의 모출원인 제 08/967624호의 도 1-6의 일체형 구조를 포함하는 종래의 간섭계가 상기 결과를 달성할 수 없었던 이유를 해석해야 한다 즉, 오직 단일 파장 광원이 종래의 간섭계에서 푸리에 변환 스펙트럼에서 “프린지”효과를 이루기에 유용했던 이유를 해석해야 한다.

본 출원인에게 알려진 종래의 간섭계는 거리측정과 같은 오직 일반적인 간섭계 적용 또는 단일 파장광원이 이들이 구성되는 방법으로 인해 분광계에서 프린지 효과를 달성하기 위해 시준된 백색광에서 만 사용되었다.

특히. 상술한 바와 같이, 간섭계의 모든 다양한 구성 요소의 정렬은 오직 본 발명의 일체형 구조를 통해서만 가능하다.

특히， 도 11을 살펴보면, 비록 약간은 평평한 거울 조립체를 사용할지라도 가동 반사 조립체를 위해 평평한 거울 대신 역반사체 조립체(참조번호 550 참조)를 사용하는 것은 간섭계 영역에서는 관습적인 것이다. 이에따라，반사 조립체의 이동을 이해 성가신 전송 유닛이 필요하게된다.

역반사체의 사용은 배치의 매우 더 큰 허용오차를 가능하게 하고, 역반사체의 구성의 방법으로 인해 조립체의 빔 분리기에 관해서 반사 조립체의 정렬을 유지하도록 한다.

반대로, 초기 준비 및 적절한 허용오차 내에서 기능하는 장치를 위한 간섭계의 가동시， 역반사체 대신에 사용된 평평한 거울은 매우 높은 정밀성을 요한다.

따라서, 상기 허용오차는 평평한 가동 거울 조립체의 사용자가 성가신 전송 장치를 사용할 것을 필요로 한다. 만일 상기 전송 장치가 사용되지 않으면 평평한 가동 거울을 사용하는 것이 불가능할 정도록 정밀하지 않게된다.

따라서, 이는 간섭계 분야에서 간섭계 준비시 가동 거울로서 역반사체를 사용하기 위한 거의 표준이 되었다.

따라서, 분광계에서 프린지 효과를 달성하기 위해 간섭계에서 광대역 광원을 사용하는 문제는 작업을 위해， 자원로부터의 빛이 가동 거울(명세서에서 참조번호550)을 떠난후 스스포 뒤로 반사되어야한다는 것이다.

산업의 상당한 부분이 가동 거울로서 역반사체를 사용하기 때문에, 필수적으로 정렬할 필요가 없도록 하고 그 후 역반사체의 정렬을 유지하며, 상기 구성(도 1-6참조)이，빔 분리기를 통해 자원으로부터 진행한후 광빔이 역반사체를 반사하고, 빔분리기를 통하여 먼저 얻어진 것과는 다른 경로에서 빔분리기를 통하여 후방으로 진행한다. 다중 파장 광자원의 사용이 불가능하다.; 즉, 분광계를 위해， 빛은 자체적으로 뒤로 반사하지 않는다.

도 11-14(그리고 하기에 상세히 설명되는 도 15)의 본 발명은 (1) 가동 거울로서 역반사체를 사용하고 있거나 (2) 가동 거울로서 평평한 거울을 사용하고 있는 선행 기술 두 문제를 극복한다.

본 발명에서, 새로이 더해진 제 3 반사 조립체(560)는 역반사체가 가동 반사조립체로 사용되도록 하고 한편, 상술한 평평한 거울로 부가적으로 작용하며 모든 광빔을 후방으로 반사할 필요가 있도록 한다.

제 3 반사 조립체(560)의 삽입은 역반사체로 들어오는 빔(비록 완전히 정렬되었지만)이 그들 자신이 후방으로 방향을 재설정하도록 마찬가지로 치환되게 한다. 이에따라, 광대역 광원의 사용을 위해 허용된다.

또한, 제 3 반사 조립체(560)가 일체형 광 조립체(505)의 일체형 구조의 부분이기 때문에 빔 분리기 코팅(536) 및 반사 표면(542)과 함께 고정 관계 정렬을 제공한다.

상술한 본 출원의 모출원인 제 08/967624호에서와 같이, 선행 기술은 간섭계는 다양하고 분리된 부분으로 구성되고 다른 수많은 부분 또는 정렬로 쉽게 대체할 수 있게된다.

따라서, 일체형 광 조립체(505)에 제 3 반사 조립체(560)를 위치시킴에 따라, 조립체의 안정성과 계속된 정확성을 보증한다.

도 15의 실시예에 따르면, 상기 실시예와 도 11사이의 유일한 차이는 도 15의 실시예가 빔 분리기(530)를 이격된 빔분리기(530')와 보상패널(532’)로 나눈다는 것이다.

빔 분리기 조립체(530)가 역시 보상패널(532)(상술한 바와 같이)을 가지는 한편 도 11의 실시예는 빔 분리기 코팅(536)과 직접 접촉하는 보상 패널(532)을 도시한다.

빔 분리기 코팅(536)과 접촉하고 도 11의 보상패널(532)에 위치함으로써, 광원(도시되지 않음)에서 일체형 광 조립체(505)로 들어가는 각 광빔은 패널(532, 534)의 유리를 통하여 4번 전송되게 된다.

두 구성 요소를 도 15의 빔 분리기(530)와 보상패널(532)로 나눔에 따라, 다수의 전송경로를4에서 3까지 줄일수 있다.

도 11을 먼저 살펴보면, 경로 빔(510)은 코팅(536)에 닿을 때까지 패널(532)을 통하여 먼저 전송된다.

코팅(536)에서, 빔(510)은 나뉘는데; 한 부분(510)은 코팅(536)과 패널(534)(제 2 전송)을 통하여 역반사체(550)로 연속되고, 다른 부분, 빔(520）는 다시 반사조립체(540)의 반사표면(542)을 향하여 다시 패널(532)(제 2 전송)을 통하여 전송된다.

이제 분리된 빔 경로를 따라 연속하여, 빔(510)(역반사체(550)와 제 3 반사조립체로 반사되고 다시 역반사체(550)에 반사된후)은 패널(534)이 역반사체로 갈 때 원래 가진 동일한 경로를 따라 패널(534)로 들어간다. 그후, 패널(534)을 통하여 다시 전송되고(제 3 전송), 다시 코팅(536)에 반사되고 탐지기로 패널(534)을 통하여 돌아간다.(제 4 전송)

똑같이, 빔(520)은 패널(532)을 향하여 후방으로 반사표면(542)에 반사된다.

패널(532)에서, 빔(520)은 다시한번 코팅(536)을 통하여 전송되고(제 3 전송), 탐지기(160)을 향하여 코팅(536)을 통하여 패널(534)를 통하여 전송된다.(제 4전송)

따라서, 도 11의 일체형 광 조립체(505)에 들어가는 어떤 빔의 각 경로도 개입하는 패널을 통하여 4번 분리되어 전송될 필요가 있다.

도 11에서 도시되고 서술된 것 이상의 도 15에서 보여주게 되는 실시예의 개선은 패널(532, 534)을 분리함으로써 한 전체 전송이 빔 경로로부터 제거된다는 것이다.

더 적은 패널을 통하여 전송될 것이 요구되는 광 빔은 (1) 상기 빔이 더 많은 에너지를 보유하고 (2) 패널을 통한 내부 반사가 감소되며 (3)내부의 광행차가 감소되기 때문에 유리하다.

모든 다른 특징에서, 도 15의 실시예는 도 11 실시예와 동일하다.

상술한 실시예와 같이, 조립체(505)의 모든 수단은 같은 물질로 만들어지거나 바람직하게는 용해된 석영 또는 담금질된 파이렉스로 이루어진다.

상술한 바에서 명백한 것은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 특정한 변화가 상기 구조내에서 있을 수 있으나 상기의 구성에서 가능한 모든 것은 제한되지 않는 목적으로 동반되고 해석되는 도면과 상기 서술에 포함된다는 것을 밝혀둔다.

또한, 하기하는 청구범위는 본 명세서에서 서술된 발명과 발명의 범위의 모든 진술의 일반적이고 특정의 특징안에서 완전히 포함되며, 언어의 문제로 내부에 포함되지 못하는 것까지 모두 포함된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims

간섭계와 함께 사용하기 위한 일체형 광 조립체에 있어서,

상기 광조립체가,

상부수단;

바닥수단;

상기 상부수단의 제 1 부분 및 상기 바닥수단의 제 1 부분에 접착되는 제 1 지지 수단;

상기 상부수단의 제 2 부분 및 상기 바닥수단의 제 2 부분에 접착되는 제 2 지지 수단;

하나이상의 반사표면을 가지는 제 거울조립체;

빔 분리기 코팅을 가지는 표면을 가지는 빔 분리기 조립체를 포함하고,

상기 제 1 거울 조립체는 상기 제 1 지지수단과 상기 상부수단이나 상기 바닥수단 또는 상기 바닥수단중 하나에 부착되거나 상기 제 2 지지수단과 상기 상부수단 또는 상기 바닥수단중 하나에 접착되고,

상기 표면은 상기 제 1 거울 조립체에 대해 반사되고, 상기 빔분리기 조립체는 상기 상부수단의 제 3부분 및 상기 바닥수단의 제 3 부분에 부착되며,

상기 상부 및 바닥수단에 상기 제 1 및 제 2 지지 수단과 상기 빔 분리기를 접착하는 것이 상기 제 1 거울 조립체와 상기 빔분리기 조립체사이의 반사관계에 대해 진동 및 충격에 대해 안정된 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 간섭계와 함께 사용하기 위한 일체형 광 조립체.
제 1항에 있어서, 상기 제 2 지지 수단 및 상기 바닥수단의 제4 부분에 접착되는 제 3 지지 수단을 포함하고, 상기 빔 분리기 조립체를 통하여 전송되는 방사 빔의 광 경로에 가로로 연장되는 것을 특징으로 하는 간섭계와 함께 사용하기 위한 일체형 광 조립체.
간섭계 조립체에 있어서,

방사 자원

하나이상의 반사 표면을 가지는 제 1 거울 조립체;

상기 제 1 거울 조립체에 대해 반사하는 둘이상의 반사표면을 가지는 일체형 반사조립체를 포함하고;

상기 일체형 반사조립체가

상부수단;

바닥수단;

상기 상부수단의 제 1 부분 및 상기 바닥수단의 제 1 부분에 접착되는 제 1 지지 수단;

상기 상부수단의 제 2 부분 및 상기 바닥수단의 제 2 부분에 접착되는 제 2 지지 수단;

하나이상의 반사표면을 가지는 제 1 거울조립체;

빔 분리기 코팅을 가지는 표면을 가지는 빔 분리기 조립체;

상기 빔분리기 조립체가 떠나고 상기 제 1 및 제 2 거울 조립체가 반사된후 상기 방사자원으로부터 탐지기에 도달하는 상기 방사의 강도변화 차이를 탐지하는 방사탐지기를 포함하고,

상기 제 2 거울 조립체는 상기 제 1 지지수단과 상기 상부수단이나 상기 바닥수단 또는 상기 바닥수단중 하나에 부착되거나 상기 제 2 지지수단과 상기 상부수단 또는 상기 바닥수단중 하나에 접착되고,

상기 표면은 상기 제 2 거울 조립체에 대해 반사되고, 상기 빔분리기 조립체는 상기 상부수단의 제 3부분 및 상기 바닥수단의 제 3 부분에 부착되며,

상기 상부 및 바닥수단에 상기 제 1 및 제 2 지지 수단과 상기 빔 분리기를 접착하는 것이 상기 제 2 거울 조립체와 상기 빔분리기 조립체사이의 반사관계에 대해 진동 및 충격에 대해 안정된 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 간섭계 조립체.
제 3항에 있어서, 상기 일체형 반사 구조가 상기 제 2 지지수단 및 상기 바닥수단의 제 4부분에 부착되는 제 3 지지수단을 더 포함하고 상기 빔 분리기 조립체를 통하여 전송되는 상기 방사의 광경로를 가로질러 확장되는 것을 특징으로 하는 역반사 조립체.
간섭계와 함께 사용하기 위한 일체형 광 조립체에 있어서,

상기 광조립체가,

상부수단;

바닥수단;

상기 상부수단의 제 1 부분 및 상기 바닥수단의 제 1 부분에 접착되는 제 1 지지 수단;

상기 상부수단의 제 2 부분 및 상기 바닥수단의 제 2 부분에 접착되는 제 2 지지 수단;

상기 상부수단의 제 3 부분 및 상기 바닥수단의 제 3 부분에 접착되는 제 3 지지 수단;

하나이상의 반사표면을 가지는 제 1 거울조립체;

빔 분리기 코팅을 가지는 표면을 가지는 빔 분리기 조립체를 포함하고,

상기 제 1 거울 조립체는 상기 제 1 지지수단과 상기 상부수단이나 상기 바닥수단 또는 상기 바닥수단중 하나에 부착되거나 상기 제 2 지지수단과 상기 상부수단 또는 상기 바닥수단중 하나에 접착되고,

상기 빔분리기 조립체는 상기 일체형 광조립체의 상부 또는 바닥수단중하나에 접착되어 상기 표면이 상기 제 1 거울 조립체에 대해 반사되며,

상기 상부 및 바닥수단에 상기 제 1 제 2 및 제 3 지지 수단과 상기 빔 분리기를 접착하는 것이 상기 제 1 거울 조립체와 상기 빔분리기 조립체사이의 반사관계에 대해 진동 및 충격에 대해 안정된 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 간섭계와 함께 사용하기 위한 일체형 광 조립체.
간섭계와 함께 사용하기 위한 일체형 광 조립체에 있어서,

상기 광조립체가,

상부수단;

바닥수단;

상기 상부수단의 제 1 부분 및 상기 바닥수단의 제 1 부분에 접착되는 제 1 지지 수단;

상기 상부수단의 제 2 부분 및 상기 바닥수단의 제 2 부분에 접착되는 제 2 지지 수단;

상기 상부수단의 제 3 부분 및 상기 바닥수단의 제 3 부분에 접착되는 제 3 지지 수단;

하나이상의 반사표면을 가지는 제 1 거울조립체;

상기 제 1 조립체의 하나이상의 반사표면에 대해 반사하는 하나이상의 반사표면을 가지는 제 2 거울조립체;

빔 분리기 코팅을 가지는 표면을 가지는 빔 분리기 조립체를 포함하고,

상기 제 1 거울 조립체는 상기 제 1 지지수단과 상기 바닥수단이 제 1부분에 접착되고,

상기 제 2 거울 조립체는 상기 제 2 지지수단 및 상기 바닥수단이 제 2 부분에 부착되고,

상기 빔분리기 조립체는 상기 일체형 광조립체의 상부수단 및 상기 바닥수단의 제 3 부분에 접착되어 상기 표면이 상기 제 1 및 제 2 거울 조립체에 대해 반사되며,

상기 상부 및 바닥수단에 상기 제 1 제 2 및 제 3 지지 수단과 상기 빔 분리기를 접착하는 것이 상기 제 1 거울 조립체, 제 2 거울조립체 및 상기 빔분리기 조립체사이의 반사관계에 대해 진동 및 충격에 대해 안정된 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 간섭계와 함께 사용하기 위한 일체형 광 조립체.
제 5항에 있어서, 상기 제 1 거울조립체의 하나이상의 반사표면이 광학적으로 평평한 것을 특징으로 하는 일체형 광조립체.
제 6항에 있어서, 상기 제 2 거울조립체의 하나이상의 반사표면이 광학적으로 평평한 것을 특징으로 하는 일체형 광조립체.
제 6항에 있어서, 상기 빔분리기의 표면이 광학적으로 평평한 것을 특징으로 하는 일체형 광조립체.
제 6항에 있어서, 상기 상부 및 바닥수단, 상기 제 1 , 제 2 및 제 3 지지수단, 상기 제 1 및 제 2 거울 조립체 및 빔분리기 조립체가 동일한 열팽창 계수를 가지는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 광조립체.
제 6항에 있어서, 상기 빔분리기의 표면이 상기 제 1 및 제 2 거울조립체의 하나이상의 반사표면이 있는 제 2 및 제 3 평면에 45도의각을 이루어 정렬되는 평면내에 잇는 것을 특징으로 하는 일체형 광조립체.
제 11항에 있어서, 상기 제 2 및 제 3 평면이 서로 수직인 것을 특징으로 하는 광조립체.
제 11항에 있어서, 상기 빔 분리기 조립체가 제 1 및 제 2 패널을 포함하고, 상기 제 1 패널은 제 1 표면을 가지고 상기 제 2 패널은 제 2표면을 가지며, 상기 패널들은 상기 제 1 및 제 2 표면을 따라 서로 연결된 것을 특징으로 하는 광조립체.
제 13항에 있어서, 상기 빔분리기 코팅이 상기 빔 분리기 조립체의 함께 접착된 제 1 및 제 2 패널 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 광조립체.
제 11항에 있어서, 상기 일체형 광조립체가 상기 바닥수단의 제5 부분에 부착되고 상기 제 1 반사조립체와 상기 빔분리기 조립체 사이에 위치한 보상패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 광 조립체.
제 15항에 있어서, 상기 빔분리기 조립체의 표면이 상기 빔분리기 코팅, 표면 및 상기 보상패널을 가지는 것을 특징으로 하는 일체형 광 조립체.
간섭계 조립체에 있어서,

방사 자원

하나이상의 반사 표면을 가지는 제 1 거울 조립체;

상기 제 1 거울 조립체에 대해 반사하는 둘이상의 반사표면을 가지는 일체형 반사조립체를 포함하고;

상기 일체형 반사조립체가

상부수단;

바닥수단;

상기 상부수단의 제 1 부분 및 상기 바닥수단의 제 1 부분에 접착되는 제 1 지지 수단;

상기 상부수단의 제 2 부분 및 상기 바닥수단의 제 2 부분에 접착되는 제 2 지지 수단;

상기 상부수단의 제 3 부분 및 상기 바닥수단의 제 3 부분에 접착되는 제 3 지지 수단;

하나이상의 반사표면을 가지는 제 1 거울조립체;

상기 제 1 거울 조립체의 하나이상의 반사표면에 대해 반사하는 하나이상의 반사 표면을 가지는 제 2 거울 조립체;

빔 분리기 코팅을 가지는 표면을 가지는 빔 분리기 조립체;

상기 빔분리기 조립체가 떠나고 상기 제 1 및 제 2 거울 조립체가 반사된후 상기 방사자원으로부터 탐지기에 도달하는 상기 방사의 강도변화 차이를 탐지하는 방사탐지기를 포함하고,

상기 제 1 거울 조립체는 상기 제 1 지지수단과 상기 바닥수단의 제 1 부분에 부착되고,

상기 제 2 거울조립체는 상기 제 2 지지수단 및 상기 바닥수단의 제 2 부분에 부착되고,

상기 빔분리기 조립체는 상기 상부수단 및 상기 바닥수단의 제 3 부분에 부착되며,

상기 표면은 상기 제 1 및 2 거울 조립체에 대해 반사되고,

상기 상부 및 바닥수단에 상기 제 1 및 제 2 지지 수단 및 제 3 지지수단을 접착하는 것이 상기 제 1, 제 2 거울 조립체 및 상기 빔분리기 조립체사이의 반사관계에 대해 진동 및 충격에 대해 안정된 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 간섭계 조립체.