KR950012214B1 - 광행로차를 발생시키는 마이켈슨 간섭계 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광행로차를 발생시키는 마이켈슨 간섭계

제1도는 제2도∼제4도의 각 모듈에 따라 구성된 간섭계의 실시예를 나타낸 것이다.

제2도는 모듈식 간섭계의 입/출력 모듈을 나타낸 것이다.

제3도는 2개의 회전역반사기와 2개의 고정역반사기를 구비한 간섭계 중간모듈을 나타낸 것이다.

제4도는 2개의 회전역반사기를 구비한 간섭계의 끝모듈을 나타낸 것이다.

제5도는 제3도의 실시예와 비교해서 4개의 회전역반사기를 구비한 간섭계의 수정된 중간모듈을 나타낸 것.

제6도는 2개의 회전역반사기를 구비한 간섭계에 대하여 제5도의 수정된 중간모듈에 적용되는 끝모듈을 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 비임분할기 2 : 편향경

3 : 모서리경 4 : 평행평면판

5 : 집광렌즈 6 : 방사선측정기

본 발명은 회전역반사기(rotating retroreflector), 비임분할기(beam Splitter), 편향경(deflection mirror), 두 개의 평면경이 상호 90°로 갈라진 형태로 되고 표면에 온도금된 모서리경(externally silvered corner mirror), 좌우로 온도금된 평행평면판(bilaterally silvered plane-parallel palte), 집광렌즈(collectivelens) 및 방사선 측정기(radiation detector)를 구비하여 광행로차(optical path differences)를 발생시키는 마이켈슨 간섭계(Michelson interferometer)에 관한 것이다.

고전적인 마이켈슨형 간섭계에서는 방사선 스팩트럼의 푸우리에 변환 즉, 연구될 비임을 두갈래의 동일진폭(equal amplitude)으로 분할하여 분리된 광행로를 따라 전달한 후에 다시 하나의 비임으로 결합하여 방사선측정기에 편향시킴으로써 간섭무늬(interferogram) 생성된다.

이런 방식에서는 연속적으로 또는 점진적으로 하나의 광행로의 길이를 변화시킴으로서 광행로차가 생기게 되며 두갈래의 빔 사이에는 위상변화가 생기게 된다.

광행로길이의 변화는 거울의 직선이동(linear displacement)에 의해 생긴다. 예를 들어 DE 34 31 040C2,미국특허 US 4652130과 유럽특허 EP 0 146 768B1에 개시되어 있는 보다 개선된 간섭계에서는 거울의 직선이동이 회전이동으로 대체된다.

역반사기의 장동회전축경사도(nutation)에 의해 광행로길이의 변화가 생긴다. 역반사기의 회전축(rotation axis)은 편심으로 정렬되고 광축(optical axis)즉, 조사될 방사선의 전파방향(propagation direction)에 대하여 경사지게 된다.

이와 같이 공지된 간섭계의 스팩트럼해상도(spectral resolution)는 회전반사기의 축기울기(axial inclination)와 편심율(eccentricity)에 비례한다.

이와 같은 사실은 소정의 직경을 갖는 간섭계에 대하여 전체배열의 편이(usability)가 상기 두가지 파라메터에 의해 제한을 받는다는 것을 의미한다. 예를 들어, 편심율이 너무 크면 유용한 비임이 반경이 줄어드는 반면 축기울기가 너무 경사져 있으면 방사선이 바람직하지 않게 배열을 벗어나게 된다.

마찬가지로 간섭계의 스팩트럼해상도는 역반사기의 직경에 의해 제한을 받는다. 따라서 이와 같은 장치에 있어서는 문제점을 대구경(large aperture)의 간섭계는 높은 스팩트럼해상도(high spectral resolution)가 요구되는 경우에만 이용되어야 한다는 것이다.

기본적으로 반사기는 고광질(high optical quality)반사기어야 하므로 구경을 크게하면 할수록 비용이 그만큼 더 증가하게 되는 것이다.

게다가 대형반사기 특히 고회전속도(high speed of rotation)를 갖는 대형반사기는 매우 정확한 균형유지를 필요로 하고 어쩔수 없이 크고 아주 무거운 장치가 되지 않을 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 개개의 광학구성성분(optical component)에 드는 비용이 상대적으로 저렴하고, 광행로차 및 스팩트럼해상도를 증대 시킬 수 있는 모듈식 마이켈슨 간섭계를 제공하는 것이다.

따라서 회전역반사기와, 비임분할기와 편향경, 두 개의 평면경이 상호 90°로 갈라져 모양을 하고 표면이 은으로 도금된 모서리경과, 좌·우가 은으로 도금된 평행평면판과 집광렌즈 및 방서선측정기를 포함하여 광행로차를 발생시키는 마이켈슨간섭계에 있어서 본 발명은 비임분할기와 평향경과 표면이 온도금된 모서리경, 집광렌즈 및 방사선 측정기로부터 입/출력 모듈이 형성되되, 상기 모서리경중 하나의 평면경은 편향경에 평행하고 동시에 대칭면(Ⅰ)에 45° 각도로 배열된 비임분할기와 일렬로 배열되는 반면에 모서리경중 다른 하나의 평면경은 상기 비임분할기에 수직으로 배열된다.

하나의 회전역반사기가 두번째 회전역반사기 및 두개의 부가적인 역반사기로부터 중간모듈이 형성되되, 대칭면(Ⅰ)에 대하여 거울에 비친 듯이 대향되게 배열되어 있는 상기 두개의 회전역반사기는 자신들의 구경을 서로 마주보고 있으며, 대칭면(Ⅰ)에 대하여 거울에 비친 듯이 대향되게 배열되어 있는 상기 두개의 부가적인 회전역 반사기는 자신들의 배면(rear side)를 서로 마주보며 상기 두 개의 회전역반사기의 출력측면구경의 절반 중 하나에 각각의 입력측면 구경의 절반이 정렬되고, 상기 두개의 회전역반사기의 회전축들은 상기 회전역반사기의 중심에 대하여 동일한 간격으로 측면으로 벗어나 있으며, 상기 회전역반사기들 각각의 광축에 대하여 임의의 각도로 기울어져 있다.

나머지 두개의 회전역반사기와 좌우에 은으로 도금된 평행평면판으로부터 끝모듈이 형성되되 대칭면(Ⅰ)에 대하여 거울에 비친 듯이 대향되게 배열되어있는 나머지 두개의 회전역반사기는 상호구경을 마주보며, 상기 두개의 회전역반사기 각각의 출력측면절반은 대칭면(Ⅰ)에 놓여있는 평행평면판의 대응반사면(corresponding reflecting surface)에 마주보고 배열되고, 상기 나머지 두개의 회전역반사기의 회전축들은 상기 회전역반사기의 중심에 대하여 동일한 간격(d)으로 측면으로 벗어나 있으며 그 중심에 대하여 임의의 각도로 기울어져 있다. 입/출력 모듈과 중간모듈 및 끝모듈의 형태로 된 세가지 모듈이 정해진 관계로 결합하여 하나의 간섭계가 되는데 그 관계는 다음과 같다.

입/출력 모듈의 모서리경에 있는 상호 90°로 갈라져 있는 평면경들은 중간모듈의 두 개의 회전역반사기 각각의 입력측면 절반을 마주보고서 상기 역반사기들 사이에 배열되고, 상기 중간모듈의 두개의 회전역반사기는 끝모듈의 나머지 두개의 회전역반사기 바로 다음에 직접적으로 인접하게 배열되되, 중간모듈의 두 개의 고정역반사기의 출력측면구경절반이 끝모듈의 나머지 두 개의 회전역반사기의 입력측면 구경절반을 마주보고 배열되며, 상기 모듈들의 인접한 회전역반사기들 각각은 작동에 있어서 그들의 회전각위치(rotational angle position)에 대하여 동상(in-phase)으로 회전하고 서로 마주보는 역반사기들에 대해서는 180°의 반대위상으로 회전한다.

본 발명에 따른 간섭계의 더 나은 개량은 청구범위의 종속항의 특성으로 한정된다.

이제부터 첨부된 도면에 따라 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

제1도에 도시된 간섭계는 제2도에서 제4도 즉, 입/출력 모듈 M1(제2도), 중간모듈M2(제3도), 대응끝모듈 M3(제4도)로 나타낸 세가지 모듈의 합으로 구성된다.

제2도에 도시된 입/출력 모듈 M1은 비임분할기(1)와, 편향경(2)과 두 개의 평면경(31,32)이 상호 90°로 갈라져 있는 형태로된 평면에 온도금된 모서리경(3)과, 집광렌즈(5) 및 방사선측정기(6)로 구성된다. 모서리경(3)에 부착된 하나의 평면경(31)은 대칭축(Ⅰ)에 45°로 배치된 비임분할기(Ⅰ)와 일렬로 배열된다. 평향경(2)은 비임분할기(1)와 상기 분할기와 일렬로 배열된 모서리경(3)에 부착된 상기 평면경(31)에 평행하게 배열되어 대칭평면(Ⅰ)에 대하여 45°의 각도를 이루게된다.

모서리경(3)에 부착된 두번째 평면경(32)은 첫번째평면경(31)에 대하여 직각으로 배치되어 또한 비임분할기(1)와도 직각을 이루게된다. 집광렌즈(5)는 비임분할기(1)아래에 수직으로 배치되어 상기 집광렌즈에 입사되는 비임의 초점이 다음에 있는 방사선측정기(6)에 맞추어진다.

제3도에 도시된 중간모듈을 두 개의 회전역반사기(71,72)와 두 개의 고정반사기(81,82)로 구성된다.

대칭면(Ⅰ)에 대하여 거울에 비친듯이 대향되게 배치된 두개의 회전역반사기(71,72)는 상호 그들의 구경을 마주보게 된다.

역시, 두개의 고정역반사기(81,82)도 대칭면(Ⅰ)에 대하여 상호 대향되게 배치되지만 상호 배면을 마주보게 된다.

두개의 고정역반사기(81,82)의 입사광(entering rays)에 관련된 입력측면 구경의 절반은 두개의 회전역반사기(71,72)의 출력측면구경의 절반과 함께 배열된다.

게다가 두개의 회전역반사기(71,72)의 회전축(71D,72D)은 역반사기의 선단(retroreflector tip)에 놓여있는 중심에 대하여 동일한 간격(d)으로 측면으로 벗어나 있다.

두개의 역반사기(71,72)의 회전축(71D,72D)은 대칭중심(71S,72S) 각각을 통하여 그어지는 (도면에 상세히 고시되지 않았음) 두개의 역반사기(71,72)의 대칭축에 평행하게 된다.

게다가 회전축(71D,71D) 각각의 두개의 역반사기(71,72) 각각의 광축(II2,II2')과 각 α를 이룬다.

끝모듈 M3는 두개의 회전역반사기(73,74)와 좌·우에 은으로 도금된 평행평면판(4)으로 구성된다.

두개의 회전역반사기(73,74)도 역시 서로 구경을 마주보면서 대칭평면(Ⅰ)에 거울에 비친듯이 대향되게 배열된다.

방사선과 관련된 출력측면상의 두개의 회전역반사기(73,74)의 구경절반 각각은 대칭평면(Ⅰ)에 차례대로 배열된 평행평면판(4)의 대응거울면을 마주보고 배열된다.

또한 이와 같은 회전역반사기(73,74)의 회전축(73D,74D)들은 상기 역반사기들의 선단을 나타내는 중심(73S,74S)에 대하여 동일한 간격(d)으로 측면으로 벗어나 있다.

게다가, 상기 역반사기(73,74)의 대칭축(자세히 도시되지 않았음)에 평행하게 연장된 회전축(73D,74D)과 광축(III3,III3')은 각도 α를 이룬다.

도면에 있어서 아주 선명하게 나타내기 위하여 상기 회전축은 정확히 지정되지 않은 각도로 대칭축에 기울어지게 도시되어 있다.

제1도에 도시되고 처음에 기술된 바와 같이 만약 제2도∼제4도에 도시된 세가지 모듈들이 자신들의 목적에 따라서 상호관련되어 꼭 맞게 일체로 고정되게 연결되면, 상기 세가지 모듈M1∼모듈 M3로부터 본 발명에 따르는 모듈실 간섭계가 형성될 수 있다.

이 경우에는 입/출력 모듈 M1의 각각 90'로 갈라져 있는 형태를 이루는 평면경(31,32)들이 중간모듈 M2의 두개의 역반사기(71,72) 각각의 입력측면구경비 절반을 마주보고서 상기 역반사기(71,72) 사이에 배열된다.

게다가, 중간모듈의 두개의 회전역반사기(71,72)는 끝모듈 M3의 나머지 두개의 회전역반사기(73,74)곁에 인접하게 배치되되, 입사비임에 관련되는 출력측면상의 두개의 고정반사기(81,82)의 구경절반은 다시 입사비임에 관련되는 끝모듈 M3의 나머지 두개의 회전역반사기(7374)의 입력측면상의 구경절반에 대하여 정확하게 배열된다.

세가지모듈 M1∼모듈 M3의 개개의 구성요소들은 회전역반사기(71∼74)각각의 회전위치에서 하기의 작동모드가 보장되는 방식으로 크기와 조정의 관점에서 상호 관련되어 선택된다.

대칭면(Ⅰ)에 대칭되게 입사되는 비임(Ⅳ)은 비임분할기(Ⅰ)에 부딪혀 후자에 의해 두갈래의 동일진폭(상세히 밝히지 않았음)으로 분할된다.

대칭면(Ⅰ)에 평행하게 펼쳐지는 비임의 한쪽 절반은 모서리경(3)의 평면경(32)를 경유하여 광축(II1')에 평행하게 방사되는 비임으로서 회전역반사기(72)와 고정역반사기(82) 및 회전역반사기(74)를 거쳐 평행평면판(4)의 일측면에 전달된다.

평행평면판(4)에서 반사된 비임(자세히 명시하지 않았음)은 상기 설명과 반대방향으로 광행로를 따라 비임분할기(1)에 되돌려진다.

비임의 다른 절반(마찬가지로 자세히 명시되지 않았음)은 편향경(2)을 경유하여 광축(II1)에 평행하게 펼쳐지는 비임으로서 모서리경(2)의 평면경(31)과 회전역반사기(71)와 고정역반사기(81) 및 회전역반사기(72)를 거쳐 평행평면판(4)의 다른 한쪽의 반사면에 전달된다.

상기 평행평면판(4)에 반사되는 비임은 광축(II3)에 대칭으로 반사되고 상기 설명과 반대방향으로 광행로를 따라 상기 비임분할기(1)에 되돌려진다.

그때 상기 두가지의 도래비임(incoming beam)은 비임분할기(1)에 간섭현상이 일어나고 집광렌즈(5)를 통하여 방사선측정기에 초점이 맞추어진다.

각 구성요소의 배열과 조정 및 크기에 의하여 회전역반사기(71∼74)의 회전위치내의 비임들의 광행로를 따라 전달되는 각각의 비임들이 방해를 받지 않게 되는 것이다.

또한, 상기한 요인(factor)들은 비임이 전체적으로 또는 부분적으로 모듈식 간섭계를 벗어날 어떤 가능성도 배제한다.

그 중에서 특히 평행평면판(4)이 대칭면(Ⅰ)을 따라 정렬되고 비임분할기(1)와 45°의 각도를 이루며, 입/출력 모듈 M1과 연계하여 이미 설명된 바와 같이 상기 비임분할기(1)는 모서리경(3)의 평면경(31)과 함께 일렬로 배열되고 편광경(2)에 평행하게 배열되며, 모서리경(3)의 두개의 평면경(31,32)이 90°로 서로 교차되도록 함으로써 상기의 효과가 달성된다.

덧붙여서 입사되는 비임(Ⅳ)이 45° 각도로 비임분할기(1)에 부딪힌다는 것이 중요하다.

상기한 모든 과정들이 한데모여서 광축(II3, II3')에 대칭되게 방사되는 비임들이 생기게 되며, 그 비임들 각각은 평행평면판(4)의 서로 상이한 면에 수직으로 부딪침으로써 정확하게 비임분할기(1)상의 비임의 원점으로 되돌아오게 된다.

본 발명이 가동될때 중간모듈 M2와 끝모듈 M3의 상호 인접한 두역반사기(71,73) 각각의 그들의 회전위치에 대하여 통상으로 되고 상기 역반사기들과 마주보고 있는 역반사기들 즉, 중간모듈 M2과 끝모듈 M3의 역반사기(72,74)에 대하여 각각 180°의 반대위상으로 움직인다.

따라서, 회전역반사기(71,73)에 의한 대응비임의 광행로가 예를 들어 짧아지게 되면 도시에 회전역반사기(72,74)에 의한 대응비임의 광행로는 길어진다. 반대의 경우도 마찬가지이다.

본 명세서상의 회전역반사기에 의해 달성되는 광행로의 변화는 평행평면판(4) 또는 대칭면(Ⅰ)으로부터 대칭축(71S∼74S) 각각의 수직거리 변화의 4배(순방향 이동거리와 역방향이동거리 변화 각각의 두배)에 달한다.

이와 같은 광행로는 4개의 역반사기(71∼74) 대하여 동일하기 때문에 광변화의 총합은 하나의 반사기의 기하학적인 광행로 변화의 6배가 된다.

반사기(71∼74) 개개의 구동부(drive)들은 가장 큰 스팩트럼해상도를 얻기 위한 표준동작으로 간섭계의 두개의 아암에 있어서 최대광행로와 최소광행로 사이의 변화가 위상에 있어서 반대 즉 180°로 상호갈라지게하는 공지된 방법으로 동기화 된다.

게다가, 이런 위상은 구동부를 거쳐서 180°에서 0°로 변화될 수도 있어서, 광행로차와 스팩트럼해상도를 무한히 다양하게 조정할 수 있게 된다.

우상이 0°일때 광행로차는 0이다. 일정한 신호주파수를 얻기위하여 역반사기들의 회전속도는 그것의 위상이 증가되는 정도 만큼 줄어든다. 반대로도 마찬가지이다.

이런 관계가 있을지라도 위상이 0。인 경우는 회전속도제어가 배제됨을 주의해야 한다.

공지된 방법에 있어서 오프셀(offset) 즉, 회전역반사기들의 대칭중심의 간격 d과, 회전역반사기들 각각의 회전축의 경사각 α는 광축에 대하여 결정된다.

게다가 비임분할기(1)와 모서리경(3) 및 편향경(2)은 그들 상호간 및 나머지 구성요소들에 대하여 역반사기들의 소정의 회전위치를 위하여 두개의 비임에 대한 광행로 길이가 같은 길이가 되는 방식으로 조정된다.

이런 방식에서는 광행로차가 0 즉, 간섭무늬의 측정신호의 중앙최대값이 확실하게 포함된다.

게다가, 평행평면판(4)은 기계적으로 치환가능하거나, 간섭계의 두개의 아암에 대한 최대광행로차를 통하여 대칭면(Ⅰ)에 선택적이고 전자기계적으로 평행하게 되는 방식으로 상기 평행평면판(4)이 설치된다.

이렇게 함으로써 간섭무늬의 시간경과(time course)에 따른 평행평면판의 위치로 또는 역반사기들의 회전위치에 따른 평행평면판의 위치로 중앙최대를 미동시킬수가 있다.

이런 방식으로 대칭적인 간섭무늬나 다른 정도의 대칭을 갖는 간섭무늬를 얻을 수 있게 된다.

동시에 상이한 스팩트럼해상도가 세트된다. 공지된 방식에 있어서 대칭적인 간섭무늬 도움만 있다면 위상에러(phase error)가 생기지 않는 스팩트럼이 될것으로 기대된다. 게다가 데이타기입 및 처리는 본 발명에 따른 모듈식 간섭계와 함께 공지된 방식으로 수행된다.

90°로 갈라져있는 두개의 평면경(31,32)이 상호 배열 모서리경(3)을 형성하는 것에 관하여 말할때와 마찬가지로 평행평면판(4) 대신 대응되게 배열된 두개의 평면이 사용될 수도 있다.

거울들을 개별로 사용함으로써 제작비가 상당히 낮아질 뿐만 아니라 개개의 거울들이 상호 독립적으로 조정될수 있기 때문에 광학적조정에 대한 부가적인 자유도(degrees of freedor)가 얻어지면서도 평행평면판과 고체모서리경의 반사면들은 연결된다.

두개의 고정된 역반사기 대신 기본적으로 루프인터널거울(roofinternal mirror)들을 사용할 수도 있지만 그런 경우에는 광학적조정이 대단히 복잡해 진다.

게다가, 상기한 것들과 상이한 구성요소 각각에 대한 각도는 상기 조건들이 광행로에 대해 유지되는 만큼 길어질수도 있다.

본 발명에 따른 모듈식 간섭계에 있어서 예를 들어 71, 74, 81, 82와 같은 좀 더 작은 복수의 반사기를 사용함으로써 수는 작으나 크기가 더 큰 역반사기에 의해 지금까지 얻었던 것과 동일한 스팩트럼해상도를 얻을수 있다.

게다가 작은 역반사기들을 사용함으로써 얻어지는 이점은 그 역반사기들의 비용이 훨씬 저렴하다는 것과 균형을 유지하기가 아주 쉽다는 것이다.

본 발명에 따른 모듈식 간섭계에 있어서 광행로를 훨씬 더 길게하기 위하여 제3도에 도시된 중간모듈 M2 다음에 상응하게 수정된 하나 이상의 중간모듈이 제공될수도 있다.

상기 하나이상의 수정된 모듈은 여기에 변경되어서 역반사기(71,72)에 상응하는 수정된 모듈 각각에 대한 두개의 회전역반사기가 선행하는 중간모듈 M2의 두개의 고정역반사기에 대하여 배열되되, 광축(II2,II2') 즉, 두개의 고정역반사기(81,82)의 입사비임과 반사비임에 대칭으로 펼쳐지는 두개의 비임이 역반사기(71,72)에 상응하는 수정된 회전역반사기에서 각각 분리된 두개의 비임으로 반사되도록 한다.

따라서 중간모듈 M2에 기본적으로 상응하는 중간모듈을 조정함으로써 바라는 대로 광행로차가 실질적으로 길어질 수 있다.

바람직한 실시예에 따라서 본 발명에 따른 모듈식 간섭계의 스팩트럼해상도를 보다 증대 시키기 위해 두개의 고정역반사기(81,82) 대신에 두개의 회전역반사기가 제공될 수 있다.

확장된 중간모듈 M4를 제공하는 것으로 제5도에 도시된 회전역반사기(75,76)를 예로 들수 있다. 중간모듈 M2에 제공된 고정역반사기(81,82)에 유사하게 다른 두개의 회전역반사기들 역시 그들의 배면을 마주보며, 상응하는 광축(II4, II4')에 대해 각 α의 기울기를 갖고, 회전역반사기(75,76)의 선단을 가로지르는 대칭중심(75S,76S)에 대하여 상응하는 축간격 d로 배열된다.

두개의 회전역반사기(75,76)는 그들의 회전각위치에 대하여 모듈 M4의 관련된 역반사기(71,72) 각각과 모듈 M3의 역반사기(73,74)와 동우상(in-phase)으로 구동된다.

그렇게 함으로서 광축(II4,II4' : II2,II2')에 평행하게 펼쳐지는 두비임에 대한 광행로를 짧게 하거나 길게함으로써 효과를 높일 수 있다. 그 반대로 마찬가지이다. 따라서, 광행로변화의 총합은 하나의 역반사기의 기하학적인 광행로 변화의 24배가 된다.

고정역반사기 모듈 M1과 제6도에 도시한 수정된 끝모듈 M3' 사이에 복수의 중간모듈 M4를 연속으로 배열하므로써 광행로차가 훨씩 더 증대될 수 있다.

이 경우에는 수정된 끝모듈(M3')은 기본적인 구조에 있어서 상세히 설명된 끝모듈 M3과 일치한다.

상이한 배열과 정열을 나타내기 위해 제6도의 역반사기들은 제4도의 대응되는 역반사기들과 구분하기 위하여 아포스트로피(＇)가 붙은 참조번호로 표시되어 있다.

본 발명에 따른 모듈식 간섭계에 있어서 다양한 사용을 위해서는 충분히 적합하지 않지만 특별히 간단한 실시예를 제2도에 도시된 입/출력 모듈 M1이 중간모듈의 삽입없이 제6도에 도시된 끝모듈 M3'에 직접고정되게 연결하여 결합시킴으로써 얻을 수 있다.

따라서, 설명된 본 발명에 따른 간섭계의 모듈별 구성은 그것의 유통성에 의해 실직적으로 원하는 모든 스팩트럼해상도를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 모듈식 간섭계에 있어서 중간모듈을 연속적으로 연결함으로써 스팩트럼해상도에 대한 종래의 제약을 극복하고 제거할 수 있다.

본 발명의 특별한 장점은 간섭계의 두개의 아암에 있어서 반대로 되는 광행로의 변화로 인하여 주어진 측정시간동안에 스팩트럼해상도가 증대되는 것이다.

따라서, 회전속도를 증대시킬 필요가 없어서 전체배열의 균형유지에도 이롭다. 그러므로, 다량의 중간모듈을 사용함으로써 회전역반사기의 주어진 회전속도와 동일한 스팩트럼해상도를 위해 측정속도를 증대시킬 수 있다.

이와 같은 장점은 병진운동하는 저울을 사용한 고전적인 마이켈슨간섭계와 비교할 때 아주 현저한 것이다.

고전적인 간섭계에 있어서는 단지 높은 거울속도로써만 짧은 측정시간으로 높은 스팩트럼해상도를 얻을 수 있었지만, 거울의 출발과 중지에 있어서는 교대가속(alterating accelera-tion)이 생긴다.

그것과 대조적으로 본 발명에 따른 모듈식 간섭계에서는 스팩트럼해상도와 측정시간은 상호 독립적이고, 나아가 역반사기가 계속 회전하기 때문에 교대가속이 생기지 않는다.

Claims (4)

1. 회전역반사기(71)와, 비임분할기(1)와, 편향경(2)과, 두개의 평면경이 상호 90°로 갈라져 있는 모양으로된 표면이온으로 도금된 모서리경(3)과, 좌우가 은으로 도금된 평행평면판(4)과, 집광렌즈(5) 및, 방사선측정기(6)를 포함하여, 상기 비임분할기(1)와 상기 편향경(2)과 표면이 은으로 도금된 상기 모서리경(3)과 상기 집광렌즈(5) 및 상기 방사선측정기(6)으로부터 입/출력 모듈이 형성되되, 상기 모서리경(3)에 있는 상기 하나의 평면경(31)이 상기 편향경(2)에 평행하게 배열된 상기 비임분할기(1)와 나란히 정렬되고 동시에 대칭면(I)과 45° 각도를 이루는 반면에 상기 모서리경(3)에 있는 다른 하나의 평면경(32)이 상기 비임분할기(1)에 수직으로 배열되고, 상기 하나의 회전역반사기(71)와 두번째 회전역반사기(72) 및 두개의 부가적인 역반사기(81,82)로부터 중가모듈(M2)이 형성되되, 상기 대칭면(Ⅰ)에 대하여 거울에 비친듯이 대향되게 배열된 상기 두개의 회전역반사기(71,42)들은 그들의 배면을 상호 마주보고 상기 대칭면(Ⅰ) 에 대하여 거울에 비친듯이 대향되게 배열된 상기 두개의 부가적인 역반사기(81,82)은그들의 배면을 상호 마주보고 상기 회전역반사기들 각각의 입력측면구경절반이 상기 두개의 회전역반사기(71,72)의 출력측면구경절반중 하나와 정렬되게 하고, 상기 두개의 회전역반사기(71,72)의 회전축(71D,72D)이 상기 회전역반사기(71,72)의 중심(71S,72S)에 대하여 동일한 간격으로 측면으로 각각 벗어나고 상기 회전역반사기(71,72) 각각의 광축에 대하여 임의의 각(α)으로 경사지게 되고, 나머지 두개의 회전역반사기(73,74)와 좌우가 은으로 도금된 상기 평행평면판(4)으로부터 끝모듈(M3)이 형성되되, 상기 대칭면(Ⅰ)에 대하여 거울에 비친듯이 대향되게 배열된 상기 두개의 회전역반사기(73,73)가 자신들의 구경을 상호 마주보고 상기 두개의 회전역반사기(73,74) 각각의 출력측면절반이 상기 대칭면(Ⅰ)에 놓여있는 상기 평행평면판(4)의 대응반사표면을 마주보도록 배열되며, 상기 두개의 회전역반사기(73,74)의 회전축(73D,74D)이 상기 회전역반사기(73,74)의 중심(73S,74S)에 대하여 동일한 간격으로 측면으로 각각 벗어나고 상기 회전역반사기(73,74) 각각의 광축에 대하여 임의의 각(α)으로 경사지게 되고, 입/출력듈(M1)과 중간모(M2) 및 끝모모(M3) 형태로된 3가지 모을 정해진 관계로 결합함으로써 간섭계를 구성하되, 입/출력 모듈(M1)에 있는 상호 90°로 갈라져 있는 상기 모서리경(3)의 상기 평면경(31,32)은 상기 중간모듈(M2)에 있는 두개의 상기 회전역반사기(71,72) 각각의 입력측면절반을 마주보고서 상기 역반사기 (71,72) 사이에 배열되고 상기 중간모듈(M2)의 상기 두개의 회전역반사기(71,72)는 상기 끝모듈(M3)의 나머지 두개의 상기 회전역반사기(73,74) 바로 다음에 직접적으로 인접하게 배열되되, 상기 중간모듈(M2)의 두개의 상기 고정역반사기(81,82)의 출력 측면구경절반이 상기 끝모듈(M3)의 나머지 두개의 상기 회전역반사기(73,74)의 입력측면구경절반을 마주보고 배열되고 상기 모듈들(M1,M2,M3)의 인접한 상기 회전역반사기(71,73 : 72,74) 각각은 작동에 있어서 그들의 회전각위치에 대하여 동위상으로 회전하고 서로 마주보고 있는 상기 역반사기들(71,72 : 73,74)에 대해서는 180°의 반대 위상으로 회전하는 것을 특징으로 하는 광행로차를 발생시키는 마이켈슨간섭계.
2. 제1항에 있어서, 광행로차를 증대시키기 위해 상기 중간모듈(M2)뒤와 상기 끝모듈(M3) 앞에 하나이상의 수정된 중간모듈이 제공되되, 각각의 경우에 있어서 수정된 상기 중간모듈 각각의 두개의 회전역반사기는 선행하는 상기 중간모듈의 두개의 상기 고정역반사기에 대하여 선행하는 상기 중간모듈 각각의 두개의 상기 고정역반사기(81,82)의 방사비임이 두개의 분리된 비임으로서 다음 중간모듈의 상응하는 두개의 회전역반사기에 반사되는 것을 특징으로 하는 광행로차를 발생시키는 마이켈슨간섭계.
3. 제1항에 있어서, 스팩트럼해상도를 증개시키기 위하여 두개의 상기 부가적인 역반사기(81,82) 대신에 중간모듈(M4)은 두개의 회전역반사기(75,76)를 포함하되, 그들 상호간은 배면을 서로 마주보고 상응하는 광축(II4, II4')에 대하여 그들의 회전축(75D,76D)이 각 α의 기울기와 그들의 대칭중심(75S,76S)에 대하여 상응하는 축간격(d)을 갖고 동작에 있어서 서로의 배면을 마주보는 상기 역반사기(75,76) 각각은 회전 각위치에 대하여 그들과 반대로 배열된 상기 역반사기(71,72)와 동위상으로 회전하는 것을 특징으로 하는 광행로차를 발생시키는 마이켈슨간섭계.
4. 회전역반사기(73')와 비임분할기(1)와, 편향경(2)과, 두개의 평면경이 90°각을 이루는 모양으로 되어 있고 표면이 은으로 도금된 모서리경(3)과, 좌우가 은으로 도금된 평행평면판(4)과, 집광렌즈(5) 및, 방사선측정기(6)를 포함하여, 상기 비임분할기(1)와 상기 편향경(2)과 표면이 은도금된 상기 모서리경(3)과 상기 집광렌즈(5) 및 상기 방사선측정기(6)로부터 입/출력 모듈(M1)이 형성되되, 상기 모서리경(3)에 있는 상기 하나의 평면경(31)이 상기 편향경)2)에 평행하게 배열된 상기 비임분할기(1)와 나란히 정렬되고 동시에 대칭면(Ⅰ)과 45' 각도를 이루는 반면에 상기 모서리경(3)에 있는 다른 하나의 평면경(32)이 상기 비임분할기(1)에 수직으로 배열되고, 상기 회전역반사기(73')과 두번째 회전역반사기(74') 및 좌우에 은으로 도금된 상기 평행평면판(4)으로부터 끝모듈(M3)이 형성되되, 대칭면(Ⅰ)에 대하여 거울에 비친듯이 대향되게 배열된 두개의 상기 회전역반사기(73',74')이 상호의 구경을 마주하고, 두개의 상기 회전역반사기들(73',74')의 출력측면절반이 대칭면(Ⅰ)에 놓여있는 상기 평형평면판(4)의 각각 상응하는 반사면을 마주보고 배열되고, 상기 두개의, 회전역반사기(73',74')의 회전축(73'D,74'D)가 상기 회전역반사기(73',74')의 대칭중심(73'S,74'S)에 대하여 동일한 간격(d)로 각각 떨어져 있고, 상기 회전반사기(73',74') 각각의 광축에 대하여 임의의 각(α)으로 기울어져 있으며, 상기 입/출력 모듈(M1)과 상기 끝모듈(M3')으로 구성된 상기 두개의 모듈은 정해진 관계로 결합함으로써 간섭계를 구성하되 상호 90°를 이루는 상기 모서리경(3)의 상기 평면경(31,32)이 상기 두개의 회전역반사기(73',74') 각각의 입력측면절반을 마주보게 배열되고 동작에 있어서는 상기 두개의 역반사기가 자신들의 회전 각 위치에 대하여 180°의 반대위상으로 회전하는 것을 특징으로 하는 광행로차를 발생시키는 마이켈슨간섭계.