干渉計
【課題】 気体の屈折率を高精度に計測すること。
【解決手段】 光源１２からのレーザビーム１００を測定ビーム１０２と参照ビーム１０４に分岐させ、合成ビーム１０６を出射する台形型偏光ビームスプリッタ１４と、台形型偏光ビームスプリッタ１４に相対向して配置された再帰ミラー１８と、台形型偏光ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８とを連結し、参照ビーム１０４の光路を形成する真空容器１６と、測定ビーム１０２と参照ビーム１０４の干渉に伴う測定を行う計測器２０を備え、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ光路のうち測定ビーム１０２の光路と参照ビーム１０４の光路が同一の光路長に設定されている。
【解決手段】 光源１２からのレーザビーム１００を測定ビーム１０２と参照ビーム１０４に分岐させ、合成ビーム１０６を出射する台形型偏光ビームスプリッタ１４と、台形型偏光ビームスプリッタ１４に相対向して配置された再帰ミラー１８と、台形型偏光ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８とを連結し、参照ビーム１０４の光路を形成する真空容器１６と、測定ビーム１０２と参照ビーム１０４の干渉に伴う測定を行う計測器２０を備え、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ光路のうち測定ビーム１０２の光路と参照ビーム１０４の光路が同一の光路長に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームを用いて気体の屈折率等を測定することができる干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気の屈折率を測定する干渉計として、光ビームを発生する光源と、光源からの光ビームをビームスプリッタで参照ビームと測定ビームに分割し、分割された測定ビームを再帰ミラーに向けて照射するとともに、分割された参照ビームを、ビームスプリッタに固定された逆反射体に照射し、再帰ミラーで反射した測定ビームと可動逆反射体で反射した参照ビームをビームスプリッタで合成ビームとして合成し、この合成ビームを検出器に入射し、検出器で可動逆反射体とビームスプリッタとの間の距離の変化を表わす縞の数を、気体の屈折率の変化に伴う測定ビームと参照ビームの光路長の差の変化として検出するために、参照ビームと測定ビームの差の最大変化が、使用する光ビームの１波長よりも短くなるように、ビームスプリッタと再帰ミラーの位置を調整するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２７０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術においては、ビームスプリッタと再帰ミラーとの間の大気が熱膨張すると、熱膨張に伴って大気の屈折率が変化し、大気の屈折率を高精度に計測することができない。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、気体の屈折率を高精度に計測することができる干渉計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、請求項１に係る干渉計は、レーザビームを発生する光源と、前記光源からのレーザビームを測定ビームと参照ビームに分岐させて、再帰ミラーに向けて出射するとともに、前記再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームを合成して、合成ビームを出射する台形型偏光ビームスプリッタと、前記台形型偏光ビームスプリッタに相対向して配置され、入射した測定ビームと参照ビームをそれぞれ入射した経路とは異なる経路で前記台形型偏光ビームスプリッタに向けて反射させる再帰ミラーと、前記台形型偏光ビームスプリッタと再帰ミラーとを連結するとともに、前記参照ビームの光路を形成する真空容器と、前記台形型偏光ビームスプリッタから出射した合成ビームを受光し、受光した合成ビームを基に前記測定ビームと参照ビームの干渉に伴う測定を行う計測器とを備え、前記レーザビームが前記測定ビームと前記参照ビームに分岐する分岐点（２６ａ）と、前記再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームが合成ビームに合成される合成点（２６ｂ）とを結ぶ光路のうち前記測定ビームの光路と前記参照ビームの光路は、同一の光路長に設定されてなる構成とした。
【０００７】
（作用）台形型ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８を真空容器１６を介して連結するとともに、レーザビームが測定ビームと参照ビームに分岐する分岐点（２６ａ）と、再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームが合成ビームに合成される合成点（２６ｂ）とを結ぶ光路のうち測定ビームの光路と参照ビームの光路を同一の光路長に設定したので、干渉計を構成する各要素に歪みや膨張が生じても、これらの影響を抑制して、空気の屈折率を安定した状態で高精度に測定することができる。
【０００８】
請求項２に係る干渉計は、請求項１に記載の干渉計において、前記台形型偏光ビームスプリッタは、直角三角形部と、当該直角三角形部の斜辺にその一辺が接合された平行四辺形部との結合により、その周囲に台形形状（１４）の四辺が形成され、前記直角三角形部と前記平行四辺形部との接合による接合面の一部は、前記光源からのレーザビームを透過光としての測定ビームと反射光としての参照ビームに分岐させる第１の半透過部を構成し、前記接合面に対して４５度傾斜した第１の辺は、前記第１の半透過部で分岐された測定ビームと参照ビームを前記再帰ミラーに向けて出射する出射面を構成し、前記三角形部の一辺であって、前記第１の辺と直交する第２の辺は、前記光源からのレーザビームを透過する入射面を構成し、前記四辺形部の一辺であって、前記接合面と平行な第３の辺は、前記接合面を透過した測定ビームを前記第１の辺から前記再帰ミラーの入出射面に向けて反射させるとともに、前記真空容器から前記第１の辺を介して入射した参照ビームを前記接合面側に反射させる反射面を構成し、前記接合面の他の部位は、前記第３の辺で反射した参照ビームを前記第４の辺側に反射させ、前記再帰ミラーから前記第１の辺に入射した測定ビームを前記第４の辺側に透過し、前記参照ビームと測定ビームを合成して合成ビームを生成する第２の半透過部を構成し、前記四辺形部の一辺であって、前記第１の辺と平行な第４の辺は、前記第２の透過部から合成ビームを前記計測器に向けて出射する出射面を構成し、前記再帰ミラーは、直角三角形形状に形成されて、その斜辺が、前記台形型偏光ビームスプリッタの第１の辺と平行になって配置され、前記再帰ミラーの斜辺のうち前記真空容器と相対向する中心部は、前記参照ビームの入出射面を構成し、前記再帰ミラーの斜辺のうち前記中心部から外れた部位は、前記測定ビームの入出射面を構成し、前記再帰ミラーの残りの二辺のうち一方の反射面は、前記入出射面から入射した測定ビームを他方の反射面に反射させるとともに、前記入出射面から入射して他方の反射面で反射した参照ビームを前記真空容器側へ反射させる第１のミラー反射面を構成し、前記再帰ミラーの他方の反射面は、前記第１のミラー反射面で反射した測定ビームを前記真空容器から外れた領域を介して前記第１の辺側へ反射させるとともに、前記入出射面から入射した参照ビームを前記第１のミラー反射面側に反射させる第２のミラー反射面を構成した。
【０００９】
（作用）直角三角形部と平行四辺形部との接合による接合面の一部を、光源からのレーザビームを透過光としての測定ビームと反射光としての参照ビームに分岐させる第１の半透過部として構成し、接合面に対して４５度傾斜した第１の辺を、第１の半透過部で分岐された測定ビームと参照ビームを再帰ミラーに向けて出射する出射面として構成し、第１の辺と直交する第２の辺は、光源からのレーザビームを透過する入射面を構成し、接合面と平行な第３の辺は、接合面を透過した測定ビームを第１の辺から再帰ミラーの斜辺に向けて反射させるとともに、真空容器から第１の辺を介して入射した参照ビームを接合面側に反射させる反射面を構成し、接合面の他の部位は、第３の辺で反射した参照ビームを第４の辺側に反射させ、再帰ミラーから入射した測定ビームを第４の辺側に透過し、参照ビームと測定ビームを合成して合成ビームを生成する第２の半透過部を構成し、第１の辺と平行な第４の辺は、第２の透過部からの合成ビームを計測器に向けて出射する出射面を構成し、再帰ミラーは、６０°の三角形形状に形成されて、その入射面が、台形型偏光ビームスプリッタの第１の辺と平行になって配置され、再帰ミラーの入出射面の中心部附近は、参照ビームの入出射面（入射面または出射面）を構成し、再帰ミラーの入出射面のうち中心部附近から外れた部位は、測定ビームの入出射面（入射面または出射面）を構成し、再帰ミラーの残りの二辺のうち一方の反射面は、入出射面から入射した測定ビームを他方の反射面に反射させるとともに、入出射面から入射して他方の反射面で反射した参照ビームを真空容器側へ反射させる第１のミラー反射面を構成し、再帰ミラーの他方の反射面は、第１のミラー反射面で反射した測定ビームを真空容器から外れた領域を介して第１の辺側へ反射させるとともに、入出射面から入射した参照ビームを第１のミラー反射面側に反射させる第２のミラー反射面を構成するので、第１の半透過部と第２の半透過部とを結ぶ光路のうち測定ビームの光路と参照ビームの光路を同一の光路長にすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、請求項１に係る干渉計によれば、干渉計を構成する各要素に歪みや膨張が生じても、これらの影響を抑制して、空気の屈折率を安定した状態で高精度に測定することができる。
【００１１】
請求項２によれば、第１の半透過部と第２の半透過部とを結ぶ光路のうち測定ビームの光路と参照ビームの光路を同一の光路長にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る波長測定用干渉計の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る干渉計の一実施例を示すブロック構成図、図２は、測定ビームと参照ビームの光路を説明するための構成図である。
【００１３】
図１において、波長測定用干渉計１０は、光源１２と、台形型偏光ビームスプリッタ１４と、真空容器１６と、再帰ミラー１８と、計測器２０とを備えて構成されている。
【００１４】
光源１２は、例えば、半導体レーザを備え、半導体レーザの発振によるレーザビーム１００を台形型偏光ビームスプリッタ１４に向けて出射する。
【００１５】
台形型偏光ビームスプリッタ１４は、直角三角形形状のプリズムで構成された直角プリズム２２と、平行四辺形形状のプリズムで構成された平行四辺形プリズム２４を備え、直角プリズム２２の斜辺２２ａが、平行四辺形プリズム２４の一辺２４ａに接合されて、接合面２６として形成されている。この台形型偏光ビームスプリッタ１４は、光源１２からのレーザビーム１００が接合面２６に入射したときに、接合面２６により、レーザビーム１００を透過光としての測定ビーム１０２と反射光としての参照ビーム１０４とに分岐させ、測定ビーム１０２と参照ビーム１０４を再帰ミラー１８に向けて出射する。
【００１６】
この際、台形を構成する四辺１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのうち辺１４ａ（上底）と辺１４ｂ（下底）は互いに平行な一組の対辺として構成され、辺１４ｃと辺１４ｄは他の一組の対辺として構成されているとともに、辺１４ｃは辺１４ａ、１４ｂに直交する辺として、辺１４ｄは接合面２６に平行な辺として構成されている。
【００１７】
辺１４ｃは、三角形部２２の一辺であって、辺１４ｂ（第１の辺）に直交し、接合面２６に対して４５度傾斜した第２の辺を構成するとともに、光源１２からのレーザビーム１００を透過する入射面を構成する。
【００１８】
辺１４ｄは、接合面２６と平行な第３の辺であって、接合面２６を透過した測定ビーム１０２を辺１４ｂから再帰ミラー１８の反射面１８ｂに向けて反射させる反射面を構成する。
【００１９】
接合面２６は、その一部が、辺１４ｃ（第２の辺）を透過したレーザビーム１００を測定ビーム１０２と参照ビーム１０４とに分岐させる分岐点として機能し、レーザビーム１００を測定ビーム１０２として透過するとともに、参照ビーム１０４を反射光として、辺１４ｂ側に反射させる第１の半透過部２６ａを構成する。
【００２０】
一方、真空容器１６は、円筒状に形成されて、その両端側に、円盤状に形成された光透過性のカバー２８、３０が窓として固定され、内部が真空に保たれている。カバー２８は、辺１４ｂの中心部（辺１４ｂと接合面２６との交点を中心とする領域）に固定され、カバー３０は、再帰ミラー１８の入出射面１８ａの中心部に固定されている。すなわち、真空容器１６は、カバー２８、３０を介して、台形型偏光ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８とを連結するとともに、台形型偏光ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８とを結ぶ、参照ビーム１０４の光路として構成されている。
【００２１】
再帰ミラー１８は、６０°の三角形形状に形成された全反射プリズムとして構成され、その入出射面１８ａが、台形型偏光ビームスプリッタ１４の辺１４ｂと平行になって配置されている。この再帰ミラー１８は、台形型偏光ビームスプリッタ１４からの測定ビーム１０２と参照ビーム１０４を入射するとともに、入射した測定ビーム１０２と参照ビーム１０４をそれぞれ入射した経路とは異なる経路で、台形型偏光ビームスプリッタ１４の辺１４ｂに向けて反射させるコーナーキューブプリズムとして構成されている。
【００２２】
具体的には、再帰ミラー１８の入出射面１８ａのうち真空容器１６と相対向する中心部は、参照ビーム１０４の入射面または出射面を構成し、入出射面１８ａのうち中心部から外れた部位は、測定ビーム１０２の入射面または出射面を構成するようになっている。
【００２３】
また、再帰ミラー１８の頂点では反射面１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ（図示せず）が直角をもって構成されて結合されている。再帰ミラー１８の二つの反射面１８ｂ、１８ｃの一方の反射面１８ｂは、入出射面１８ａから入射した測定ビーム１０２を他方の反射面１８ｃに反射させるとともに、入出射面１８ａから入射して他方の反射面１８ｃで反射した参照ビーム１０４を真空容器１６側へ反射させる第１のミラー反射面を構成する。
【００２４】
さらに、再帰ミラー１８の他方の反射面１８ｃは、反射面（第１のミラー反射面）１８ｂで反射した測定ビーム１０２を真空容器１６から外れた領域（空気が存在する領域）を介して、台形型偏光ビームスプリッタ１４の反射面１４ｂ側へ反射させるとともに、入出射面１８ａから入射した参照ビーム１０４を反射面（第１のミラー反射面）１８ｂ側に反射させる第２のミラー反射面を構成する。
再帰ミラー１８で反射した測定ビーム１０２と参照ビーム１０４のうち測定ビーム１０２は、辺１４ｂから接合面２６に入射し、参照ビーム１０４は辺１４ｂから辺１４ｄに入射する。
【００２５】
この際、辺１４ｄは、真空容器１６から辺１４ｂを介して入射した参照ビーム１０４を接合面２６側に反射させる反射面を構成する。
【００２６】
また、接合面２６の他の部位は、辺１４ｄで反射した参照ビーム１０４を辺１４ａ側に反射させ、再帰ミラー１８から辺１４ｂに入射した測定ビーム１０２を辺１４ａ側に透過し、参照ビーム１０４と測定ビーム１０２との合成による合成ビーム１０６を辺１４ａ側へ照射する第２の半透過部２６ｂを構成するとともに、参照ビーム１０４と測定ビーム１０２とを合成する合成点として機能する。
【００２７】
さらに、辺１４ａは、辺１４ｂと平行な第４の辺であって、接合面２６からの合成ビーム１０６を透過して、計測器２０に向けて出射する出射面を構成する。
【００２８】
計測器２０は、例えば、合成ビーム１０６を構成する参照ビーム１０４と測定ビーム１０２との干渉に伴う干渉信号を電気信号に変換する光検出器と、電気信号を位相信号に変換し、位相信号を基に空気の屈折率の絶対値を演算する演算器で構成されている。なお、演算器としては、位相信号を基にビームの波長を演算するもので構成することもできる。
【００２９】
上記構成において、光源１２から辺１４ｃに向けてレーザビーム１００が出射されると、このレーザビーム１００は、辺１４を透過して接合面２６の第１の半透過部２６ａで測定ビーム１０２と参照ビーム１０４に分岐される。測定ビーム１０２は、辺１４で反射した後、空気中を伝播して復帰ミラー１８に入射し、復帰ミラー１８の反射面１８ｂ、１８ｃでそれぞれ反射した後、空気中を伝播して辺１４ｂから接合面２６の第２の半透過部２６ｂに入射する。
【００３０】
一方、第１の半透過部２６ａで分岐された参照ビーム１０４は、カバー２９、真空容器１６、カバー３０を伝播して再帰ミラー１８に入射し、復帰ミラー１８の反射面１８ｃ、１８ｂでそれぞれ反射した後、カバー３０、真空容器１６、カバー２８を伝播して辺１４ｄに入射し、辺１４ｄで反射した後、接合面２６の第２の半透過部２６ｂに入射する。
【００３１】
接合面２６の第２の半透過部２６ｂに入射した参照ビーム１０４は、接合面２６の第２の半透過部２６ｂで測定ビーム１０２と合成される。参照ビーム１０４と測定ビーム１０２の合成による合成ビーム１０６は、辺１４ａから計測器２０に向けて出射される。
【００３２】
この際、第１の半透過部２６ａ（分岐点）と第２の半透過部２６ｂ（合成点）とを結ぶ、測定ビーム１０２の光路と、第１の半透過部２６ａ（分岐点）と第２の半透過部２６ｂ（合成点）とを結ぶ、参照ビーム１０４の光路は、同一の光路長に設定されている。
【００３３】
具体的には、図２に示すように、第１の半透過部２６ａと辺１４ｄにおける測定ビーム１０２の反射点Ｐ１との距離をＬ１とし、第２の半透過部２６ｂと辺１４ｄにおける参照ビーム１０４の反射点Ｐ２との距離をＬ２とすると、Ｌ１、Ｌ２は、平行四辺形部２４の各辺に等しいので、Ｌ１＝Ｌ２となる。
【００３４】
反射点Ｐ１と測定ビーム１０２の反射面１８ｂにおける反射点Ｐ３との距離をＬ３とし、第１の半透過部２６ａと、再帰ミラー１８の反射面１８ｃに入射する参照ビーム１０４と測定ビーム１０２との交点Ｐ４との距離をＬ４とすると、台形の辺１４ｂと再帰ミラー１８の入出射面１８ａが互いに平行であるので、Ｌ３＝Ｌ４となる。
【００３５】
反射点Ｐ３と、反射点Ｐ３で反射した測定ビーム１０２と再帰ミラー１８の反射面１８ｂで反射した参照ビーム１０４との交点Ｐ５との距離をＬ５とし、交点Ｐ５と反射面１８ｂにおける参照ビーム１０４の反射点Ｐ６との距離をＬ６とすると、再帰ミラー１８が直角三角形であるので、Ｌ５＝Ｌ６となる。
【００３６】
交点Ｐ５と交点Ｐ４との距離をＬ７とし、再帰ミラー１８の反射面１８ｃにおける参照ビーム１０４の反射点Ｐ７と反射面１８ｂにおける参照ビーム１０４の反射点Ｐ６との距離をＬ８とすると、再帰ミラー１８が直角三角形であるので、Ｌ７＝Ｌ８となる。
【００３７】
交点Ｐ４と、再帰ミラー１８の反射面１８ｃにおける測定ビーム１０２の反射点Ｐ８との距離をＬ９とし、交点Ｐ４と反射点Ｐ７との距離をＬ１０とすると、再帰ミラー１８が直角三角形であるので、Ｌ９＝Ｌ１０となる。
【００３８】
反射点Ｐ８と第２の半透過部２６ｂとの距離をＬ１１とし、交点Ｐ５と辺１４ｄにおける反射点Ｐ２との距離をＬ１２とすると、台形の辺１４ｂと直角三角形の入出射面１８ａが互いに平行であるので、Ｌ１１＝Ｌ１２となる。
【００３９】
距離Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１１の合計は、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ光路のうち測定ビーム１０２の光路長に対応し、距離Ｌ４、Ｌ１０、Ｌ８、Ｌ６、Ｌ１２、Ｌ２の合計は、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ光路のうち参照ビーム１０４の光路長に対応し、Ｌ１＋Ｌ３＋Ｌ５＋Ｌ７＋Ｌ９＋Ｌ１１＝Ｌ２＋Ｌ４＋Ｌ６＋Ｌ８＋Ｌ１０＋Ｌ１２の関係にある。
【００４０】
従って、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ、測定ビーム１０２の光路（Ｌ１＋Ｌ３＋Ｌ５＋Ｌ７＋Ｌ９＋Ｌ１１）と、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ、参照ビーム１０４の光路（Ｌ４＋Ｌ１０＋Ｌ８＋Ｌ６＋Ｌ１２＋Ｌ２）は、同一の光路長となる。
【００４１】
本実施例によれば、台形型ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８を真空容器１６を介して互いに平行に配置するとともに、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ測定ビーム１０２の光路と、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ参照ビーム１０４の光路を同一の光路長に設定したので、干渉計を構成する各要素に歪みや膨張が生じても、これらの影響を抑制して、空気の屈折率を安定した状態で高精度に測定することができる。
【００４２】
また、本実施例によれば、計測器２０で合成ビーム１０６を基にビームの波長を測定するときには、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ、測定ビーム１０２の光路と、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ、参照ビーム１０４の光路が同一の光路長に設定されているので、ビームの波長を高精度に測定することができる。
【００４３】
また、本実施例によれば、レーザビーム１００を合成ビーム１０６として出射するに際して、１／４波長板を用いることなく、台形型偏光ビームスプリッタ１４の入射面（辺１４ｃ）に対して９０度の方向（辺１４ａ）に合成ビーム１０６を出射することができるので、受光装置である計測器２０の設置が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る干渉計の一実施例を示すブロック構成図である。
【図２】測定ビームと参照ビームの光路を説明するための構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 干渉計
１２ 光源
１４ 台形型偏光ビームスプリッタ
１６ 真空容器
１８ 再帰ミラー
２０ 計測器
１００ レーザビーム
１０２ 測定ビーム
１０４ 参照ビーム
１０６ 合成ビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームを用いて気体の屈折率等を測定することができる干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気の屈折率を測定する干渉計として、光ビームを発生する光源と、光源からの光ビームをビームスプリッタで参照ビームと測定ビームに分割し、分割された測定ビームを再帰ミラーに向けて照射するとともに、分割された参照ビームを、ビームスプリッタに固定された逆反射体に照射し、再帰ミラーで反射した測定ビームと可動逆反射体で反射した参照ビームをビームスプリッタで合成ビームとして合成し、この合成ビームを検出器に入射し、検出器で可動逆反射体とビームスプリッタとの間の距離の変化を表わす縞の数を、気体の屈折率の変化に伴う測定ビームと参照ビームの光路長の差の変化として検出するために、参照ビームと測定ビームの差の最大変化が、使用する光ビームの１波長よりも短くなるように、ビームスプリッタと再帰ミラーの位置を調整するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２７０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術においては、ビームスプリッタと再帰ミラーとの間の大気が熱膨張すると、熱膨張に伴って大気の屈折率が変化し、大気の屈折率を高精度に計測することができない。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、気体の屈折率を高精度に計測することができる干渉計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、請求項１に係る干渉計は、レーザビームを発生する光源と、前記光源からのレーザビームを測定ビームと参照ビームに分岐させて、再帰ミラーに向けて出射するとともに、前記再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームを合成して、合成ビームを出射する台形型偏光ビームスプリッタと、前記台形型偏光ビームスプリッタに相対向して配置され、入射した測定ビームと参照ビームをそれぞれ入射した経路とは異なる経路で前記台形型偏光ビームスプリッタに向けて反射させる再帰ミラーと、前記台形型偏光ビームスプリッタと再帰ミラーとを連結するとともに、前記参照ビームの光路を形成する真空容器と、前記台形型偏光ビームスプリッタから出射した合成ビームを受光し、受光した合成ビームを基に前記測定ビームと参照ビームの干渉に伴う測定を行う計測器とを備え、前記レーザビームが前記測定ビームと前記参照ビームに分岐する分岐点（２６ａ）と、前記再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームが合成ビームに合成される合成点（２６ｂ）とを結ぶ光路のうち前記測定ビームの光路と前記参照ビームの光路は、同一の光路長に設定されてなる構成とした。
【０００７】
（作用）台形型ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８を真空容器１６を介して連結するとともに、レーザビームが測定ビームと参照ビームに分岐する分岐点（２６ａ）と、再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームが合成ビームに合成される合成点（２６ｂ）とを結ぶ光路のうち測定ビームの光路と参照ビームの光路を同一の光路長に設定したので、干渉計を構成する各要素に歪みや膨張が生じても、これらの影響を抑制して、空気の屈折率を安定した状態で高精度に測定することができる。
【０００８】
請求項２に係る干渉計は、請求項１に記載の干渉計において、前記台形型偏光ビームスプリッタは、直角三角形部と、当該直角三角形部の斜辺にその一辺が接合された平行四辺形部との結合により、その周囲に台形形状（１４）の四辺が形成され、前記直角三角形部と前記平行四辺形部との接合による接合面の一部は、前記光源からのレーザビームを透過光としての測定ビームと反射光としての参照ビームに分岐させる第１の半透過部を構成し、前記接合面に対して４５度傾斜した第１の辺は、前記第１の半透過部で分岐された測定ビームと参照ビームを前記再帰ミラーに向けて出射する出射面を構成し、前記三角形部の一辺であって、前記第１の辺と直交する第２の辺は、前記光源からのレーザビームを透過する入射面を構成し、前記四辺形部の一辺であって、前記接合面と平行な第３の辺は、前記接合面を透過した測定ビームを前記第１の辺から前記再帰ミラーの入出射面に向けて反射させるとともに、前記真空容器から前記第１の辺を介して入射した参照ビームを前記接合面側に反射させる反射面を構成し、前記接合面の他の部位は、前記第３の辺で反射した参照ビームを前記第４の辺側に反射させ、前記再帰ミラーから前記第１の辺に入射した測定ビームを前記第４の辺側に透過し、前記参照ビームと測定ビームを合成して合成ビームを生成する第２の半透過部を構成し、前記四辺形部の一辺であって、前記第１の辺と平行な第４の辺は、前記第２の透過部から合成ビームを前記計測器に向けて出射する出射面を構成し、前記再帰ミラーは、直角三角形形状に形成されて、その斜辺が、前記台形型偏光ビームスプリッタの第１の辺と平行になって配置され、前記再帰ミラーの斜辺のうち前記真空容器と相対向する中心部は、前記参照ビームの入出射面を構成し、前記再帰ミラーの斜辺のうち前記中心部から外れた部位は、前記測定ビームの入出射面を構成し、前記再帰ミラーの残りの二辺のうち一方の反射面は、前記入出射面から入射した測定ビームを他方の反射面に反射させるとともに、前記入出射面から入射して他方の反射面で反射した参照ビームを前記真空容器側へ反射させる第１のミラー反射面を構成し、前記再帰ミラーの他方の反射面は、前記第１のミラー反射面で反射した測定ビームを前記真空容器から外れた領域を介して前記第１の辺側へ反射させるとともに、前記入出射面から入射した参照ビームを前記第１のミラー反射面側に反射させる第２のミラー反射面を構成した。
【０００９】
（作用）直角三角形部と平行四辺形部との接合による接合面の一部を、光源からのレーザビームを透過光としての測定ビームと反射光としての参照ビームに分岐させる第１の半透過部として構成し、接合面に対して４５度傾斜した第１の辺を、第１の半透過部で分岐された測定ビームと参照ビームを再帰ミラーに向けて出射する出射面として構成し、第１の辺と直交する第２の辺は、光源からのレーザビームを透過する入射面を構成し、接合面と平行な第３の辺は、接合面を透過した測定ビームを第１の辺から再帰ミラーの斜辺に向けて反射させるとともに、真空容器から第１の辺を介して入射した参照ビームを接合面側に反射させる反射面を構成し、接合面の他の部位は、第３の辺で反射した参照ビームを第４の辺側に反射させ、再帰ミラーから入射した測定ビームを第４の辺側に透過し、参照ビームと測定ビームを合成して合成ビームを生成する第２の半透過部を構成し、第１の辺と平行な第４の辺は、第２の透過部からの合成ビームを計測器に向けて出射する出射面を構成し、再帰ミラーは、６０°の三角形形状に形成されて、その入射面が、台形型偏光ビームスプリッタの第１の辺と平行になって配置され、再帰ミラーの入出射面の中心部附近は、参照ビームの入出射面（入射面または出射面）を構成し、再帰ミラーの入出射面のうち中心部附近から外れた部位は、測定ビームの入出射面（入射面または出射面）を構成し、再帰ミラーの残りの二辺のうち一方の反射面は、入出射面から入射した測定ビームを他方の反射面に反射させるとともに、入出射面から入射して他方の反射面で反射した参照ビームを真空容器側へ反射させる第１のミラー反射面を構成し、再帰ミラーの他方の反射面は、第１のミラー反射面で反射した測定ビームを真空容器から外れた領域を介して第１の辺側へ反射させるとともに、入出射面から入射した参照ビームを第１のミラー反射面側に反射させる第２のミラー反射面を構成するので、第１の半透過部と第２の半透過部とを結ぶ光路のうち測定ビームの光路と参照ビームの光路を同一の光路長にすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、請求項１に係る干渉計によれば、干渉計を構成する各要素に歪みや膨張が生じても、これらの影響を抑制して、空気の屈折率を安定した状態で高精度に測定することができる。
【００１１】
請求項２によれば、第１の半透過部と第２の半透過部とを結ぶ光路のうち測定ビームの光路と参照ビームの光路を同一の光路長にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る波長測定用干渉計の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る干渉計の一実施例を示すブロック構成図、図２は、測定ビームと参照ビームの光路を説明するための構成図である。
【００１３】
図１において、波長測定用干渉計１０は、光源１２と、台形型偏光ビームスプリッタ１４と、真空容器１６と、再帰ミラー１８と、計測器２０とを備えて構成されている。
【００１４】
光源１２は、例えば、半導体レーザを備え、半導体レーザの発振によるレーザビーム１００を台形型偏光ビームスプリッタ１４に向けて出射する。
【００１５】
台形型偏光ビームスプリッタ１４は、直角三角形形状のプリズムで構成された直角プリズム２２と、平行四辺形形状のプリズムで構成された平行四辺形プリズム２４を備え、直角プリズム２２の斜辺２２ａが、平行四辺形プリズム２４の一辺２４ａに接合されて、接合面２６として形成されている。この台形型偏光ビームスプリッタ１４は、光源１２からのレーザビーム１００が接合面２６に入射したときに、接合面２６により、レーザビーム１００を透過光としての測定ビーム１０２と反射光としての参照ビーム１０４とに分岐させ、測定ビーム１０２と参照ビーム１０４を再帰ミラー１８に向けて出射する。
【００１６】
この際、台形を構成する四辺１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのうち辺１４ａ（上底）と辺１４ｂ（下底）は互いに平行な一組の対辺として構成され、辺１４ｃと辺１４ｄは他の一組の対辺として構成されているとともに、辺１４ｃは辺１４ａ、１４ｂに直交する辺として、辺１４ｄは接合面２６に平行な辺として構成されている。
【００１７】
辺１４ｃは、三角形部２２の一辺であって、辺１４ｂ（第１の辺）に直交し、接合面２６に対して４５度傾斜した第２の辺を構成するとともに、光源１２からのレーザビーム１００を透過する入射面を構成する。
【００１８】
辺１４ｄは、接合面２６と平行な第３の辺であって、接合面２６を透過した測定ビーム１０２を辺１４ｂから再帰ミラー１８の反射面１８ｂに向けて反射させる反射面を構成する。
【００１９】
接合面２６は、その一部が、辺１４ｃ（第２の辺）を透過したレーザビーム１００を測定ビーム１０２と参照ビーム１０４とに分岐させる分岐点として機能し、レーザビーム１００を測定ビーム１０２として透過するとともに、参照ビーム１０４を反射光として、辺１４ｂ側に反射させる第１の半透過部２６ａを構成する。
【００２０】
一方、真空容器１６は、円筒状に形成されて、その両端側に、円盤状に形成された光透過性のカバー２８、３０が窓として固定され、内部が真空に保たれている。カバー２８は、辺１４ｂの中心部（辺１４ｂと接合面２６との交点を中心とする領域）に固定され、カバー３０は、再帰ミラー１８の入出射面１８ａの中心部に固定されている。すなわち、真空容器１６は、カバー２８、３０を介して、台形型偏光ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８とを連結するとともに、台形型偏光ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８とを結ぶ、参照ビーム１０４の光路として構成されている。
【００２１】
再帰ミラー１８は、６０°の三角形形状に形成された全反射プリズムとして構成され、その入出射面１８ａが、台形型偏光ビームスプリッタ１４の辺１４ｂと平行になって配置されている。この再帰ミラー１８は、台形型偏光ビームスプリッタ１４からの測定ビーム１０２と参照ビーム１０４を入射するとともに、入射した測定ビーム１０２と参照ビーム１０４をそれぞれ入射した経路とは異なる経路で、台形型偏光ビームスプリッタ１４の辺１４ｂに向けて反射させるコーナーキューブプリズムとして構成されている。
【００２２】
具体的には、再帰ミラー１８の入出射面１８ａのうち真空容器１６と相対向する中心部は、参照ビーム１０４の入射面または出射面を構成し、入出射面１８ａのうち中心部から外れた部位は、測定ビーム１０２の入射面または出射面を構成するようになっている。
【００２３】
また、再帰ミラー１８の頂点では反射面１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ（図示せず）が直角をもって構成されて結合されている。再帰ミラー１８の二つの反射面１８ｂ、１８ｃの一方の反射面１８ｂは、入出射面１８ａから入射した測定ビーム１０２を他方の反射面１８ｃに反射させるとともに、入出射面１８ａから入射して他方の反射面１８ｃで反射した参照ビーム１０４を真空容器１６側へ反射させる第１のミラー反射面を構成する。
【００２４】
さらに、再帰ミラー１８の他方の反射面１８ｃは、反射面（第１のミラー反射面）１８ｂで反射した測定ビーム１０２を真空容器１６から外れた領域（空気が存在する領域）を介して、台形型偏光ビームスプリッタ１４の反射面１４ｂ側へ反射させるとともに、入出射面１８ａから入射した参照ビーム１０４を反射面（第１のミラー反射面）１８ｂ側に反射させる第２のミラー反射面を構成する。
再帰ミラー１８で反射した測定ビーム１０２と参照ビーム１０４のうち測定ビーム１０２は、辺１４ｂから接合面２６に入射し、参照ビーム１０４は辺１４ｂから辺１４ｄに入射する。
【００２５】
この際、辺１４ｄは、真空容器１６から辺１４ｂを介して入射した参照ビーム１０４を接合面２６側に反射させる反射面を構成する。
【００２６】
また、接合面２６の他の部位は、辺１４ｄで反射した参照ビーム１０４を辺１４ａ側に反射させ、再帰ミラー１８から辺１４ｂに入射した測定ビーム１０２を辺１４ａ側に透過し、参照ビーム１０４と測定ビーム１０２との合成による合成ビーム１０６を辺１４ａ側へ照射する第２の半透過部２６ｂを構成するとともに、参照ビーム１０４と測定ビーム１０２とを合成する合成点として機能する。
【００２７】
さらに、辺１４ａは、辺１４ｂと平行な第４の辺であって、接合面２６からの合成ビーム１０６を透過して、計測器２０に向けて出射する出射面を構成する。
【００２８】
計測器２０は、例えば、合成ビーム１０６を構成する参照ビーム１０４と測定ビーム１０２との干渉に伴う干渉信号を電気信号に変換する光検出器と、電気信号を位相信号に変換し、位相信号を基に空気の屈折率の絶対値を演算する演算器で構成されている。なお、演算器としては、位相信号を基にビームの波長を演算するもので構成することもできる。
【００２９】
上記構成において、光源１２から辺１４ｃに向けてレーザビーム１００が出射されると、このレーザビーム１００は、辺１４を透過して接合面２６の第１の半透過部２６ａで測定ビーム１０２と参照ビーム１０４に分岐される。測定ビーム１０２は、辺１４で反射した後、空気中を伝播して復帰ミラー１８に入射し、復帰ミラー１８の反射面１８ｂ、１８ｃでそれぞれ反射した後、空気中を伝播して辺１４ｂから接合面２６の第２の半透過部２６ｂに入射する。
【００３０】
一方、第１の半透過部２６ａで分岐された参照ビーム１０４は、カバー２９、真空容器１６、カバー３０を伝播して再帰ミラー１８に入射し、復帰ミラー１８の反射面１８ｃ、１８ｂでそれぞれ反射した後、カバー３０、真空容器１６、カバー２８を伝播して辺１４ｄに入射し、辺１４ｄで反射した後、接合面２６の第２の半透過部２６ｂに入射する。
【００３１】
接合面２６の第２の半透過部２６ｂに入射した参照ビーム１０４は、接合面２６の第２の半透過部２６ｂで測定ビーム１０２と合成される。参照ビーム１０４と測定ビーム１０２の合成による合成ビーム１０６は、辺１４ａから計測器２０に向けて出射される。
【００３２】
この際、第１の半透過部２６ａ（分岐点）と第２の半透過部２６ｂ（合成点）とを結ぶ、測定ビーム１０２の光路と、第１の半透過部２６ａ（分岐点）と第２の半透過部２６ｂ（合成点）とを結ぶ、参照ビーム１０４の光路は、同一の光路長に設定されている。
【００３３】
具体的には、図２に示すように、第１の半透過部２６ａと辺１４ｄにおける測定ビーム１０２の反射点Ｐ１との距離をＬ１とし、第２の半透過部２６ｂと辺１４ｄにおける参照ビーム１０４の反射点Ｐ２との距離をＬ２とすると、Ｌ１、Ｌ２は、平行四辺形部２４の各辺に等しいので、Ｌ１＝Ｌ２となる。
【００３４】
反射点Ｐ１と測定ビーム１０２の反射面１８ｂにおける反射点Ｐ３との距離をＬ３とし、第１の半透過部２６ａと、再帰ミラー１８の反射面１８ｃに入射する参照ビーム１０４と測定ビーム１０２との交点Ｐ４との距離をＬ４とすると、台形の辺１４ｂと再帰ミラー１８の入出射面１８ａが互いに平行であるので、Ｌ３＝Ｌ４となる。
【００３５】
反射点Ｐ３と、反射点Ｐ３で反射した測定ビーム１０２と再帰ミラー１８の反射面１８ｂで反射した参照ビーム１０４との交点Ｐ５との距離をＬ５とし、交点Ｐ５と反射面１８ｂにおける参照ビーム１０４の反射点Ｐ６との距離をＬ６とすると、再帰ミラー１８が直角三角形であるので、Ｌ５＝Ｌ６となる。
【００３６】
交点Ｐ５と交点Ｐ４との距離をＬ７とし、再帰ミラー１８の反射面１８ｃにおける参照ビーム１０４の反射点Ｐ７と反射面１８ｂにおける参照ビーム１０４の反射点Ｐ６との距離をＬ８とすると、再帰ミラー１８が直角三角形であるので、Ｌ７＝Ｌ８となる。
【００３７】
交点Ｐ４と、再帰ミラー１８の反射面１８ｃにおける測定ビーム１０２の反射点Ｐ８との距離をＬ９とし、交点Ｐ４と反射点Ｐ７との距離をＬ１０とすると、再帰ミラー１８が直角三角形であるので、Ｌ９＝Ｌ１０となる。
【００３８】
反射点Ｐ８と第２の半透過部２６ｂとの距離をＬ１１とし、交点Ｐ５と辺１４ｄにおける反射点Ｐ２との距離をＬ１２とすると、台形の辺１４ｂと直角三角形の入出射面１８ａが互いに平行であるので、Ｌ１１＝Ｌ１２となる。
【００３９】
距離Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、Ｌ９、Ｌ１１の合計は、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ光路のうち測定ビーム１０２の光路長に対応し、距離Ｌ４、Ｌ１０、Ｌ８、Ｌ６、Ｌ１２、Ｌ２の合計は、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ光路のうち参照ビーム１０４の光路長に対応し、Ｌ１＋Ｌ３＋Ｌ５＋Ｌ７＋Ｌ９＋Ｌ１１＝Ｌ２＋Ｌ４＋Ｌ６＋Ｌ８＋Ｌ１０＋Ｌ１２の関係にある。
【００４０】
従って、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ、測定ビーム１０２の光路（Ｌ１＋Ｌ３＋Ｌ５＋Ｌ７＋Ｌ９＋Ｌ１１）と、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ、参照ビーム１０４の光路（Ｌ４＋Ｌ１０＋Ｌ８＋Ｌ６＋Ｌ１２＋Ｌ２）は、同一の光路長となる。
【００４１】
本実施例によれば、台形型ビームスプリッタ１４と再帰ミラー１８を真空容器１６を介して互いに平行に配置するとともに、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ測定ビーム１０２の光路と、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ参照ビーム１０４の光路を同一の光路長に設定したので、干渉計を構成する各要素に歪みや膨張が生じても、これらの影響を抑制して、空気の屈折率を安定した状態で高精度に測定することができる。
【００４２】
また、本実施例によれば、計測器２０で合成ビーム１０６を基にビームの波長を測定するときには、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ、測定ビーム１０２の光路と、第１の半透過部２６ａと第２の半透過部２６ｂとを結ぶ、参照ビーム１０４の光路が同一の光路長に設定されているので、ビームの波長を高精度に測定することができる。
【００４３】
また、本実施例によれば、レーザビーム１００を合成ビーム１０６として出射するに際して、１／４波長板を用いることなく、台形型偏光ビームスプリッタ１４の入射面（辺１４ｃ）に対して９０度の方向（辺１４ａ）に合成ビーム１０６を出射することができるので、受光装置である計測器２０の設置が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る干渉計の一実施例を示すブロック構成図である。
【図２】測定ビームと参照ビームの光路を説明するための構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 干渉計
１２ 光源
１４ 台形型偏光ビームスプリッタ
１６ 真空容器
１８ 再帰ミラー
２０ 計測器
１００ レーザビーム
１０２ 測定ビーム
１０４ 参照ビーム
１０６ 合成ビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを発生する光源と、前記光源からのレーザビームを測定ビームと参照ビームに分岐させて、再帰ミラーに向けて出射するとともに、前記再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームを合成して、合成ビームを出射する台形型偏光ビームスプリッタと、
前記台形型偏光ビームスプリッタに相対向して配置され、入射した測定ビームと参照ビームをそれぞれ入射した経路とは異なる経路で前記台形型偏光ビームスプリッタに向けて反射させる再帰ミラーと、
前記台形型偏光ビームスプリッタと再帰ミラーとを連結するとともに、前記参照ビームの光路を形成する真空容器と、
前記台形型偏光ビームスプリッタから出射した合成ビームを受光し、受光した合成ビームを基に前記測定ビームと参照ビームの干渉に伴う測定を行う計測器とを備え、
前記レーザビームが前記測定ビームと前記参照ビームに分岐する分岐点と、前記再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームが合成ビームに合成される合成点とを結ぶ光路のうち前記測定ビームの光路と前記参照ビームの光路は、同一の光路長に設定されてなる、干渉計。
【請求項２】
請求項１に記載の干渉計において、
前記台形型偏光ビームスプリッタは、直角三角形部と、当該直角三角形部の斜辺にその一辺が接合された平行四辺形部との結合により、その周囲に台形形状の四辺が形成され、
前記直角三角形部と前記平行四辺形部との接合による接合面の一部は、前記光源からのレーザビームを透過光としての測定ビームと反射光としての参照ビームに分岐させる第１の半透過部を構成し、
前記接合面に対して４５度傾斜した第１の辺は、前記第１の半透過部で分岐された測定ビームと参照ビームを前記再帰ミラーに向けて出射する出射面を構成し、
前記三角形部の一辺であって、前記第１の辺と直交する第２の辺は、前記光源からのレーザビームを透過する入射面を構成し、
前記四辺形部の一辺であって、前記接合面と平行な第３の辺は、前記接合面を透過した測定ビームを前記第１の辺から前記再帰ミラーの入出射面に向けて反射させるとともに、前記真空容器から前記第１の辺を介して入射した参照ビームを前記接合面側に反射させる反射面を構成し、
前記接合面の他の部位は、前記第３の辺で反射した参照ビームを前記第４の辺側に反射させ、前記再帰ミラーから前記第１の辺に入射した測定ビームを前記第４の辺側に透過し、前記参照ビームと測定ビームを合成して合成ビームを生成する第２の半透過部を構成し、
前記四辺形部の一辺であって、前記第１の辺と平行な第４の辺は、前記第２の透過部から合成ビームを前記計測器に向けて出射する出射面を構成し、
前記再帰ミラーは、直角三角形形状に形成されて、その斜辺が、前記台形型偏光ビームスプリッタの第１の辺と平行になって配置され、
前記再帰ミラーの斜辺のうち前記真空容器と相対向する中心部は、前記参照ビームの入出射面を構成し、前記再帰ミラーの斜辺のうち前記中心部から外れた部位は、前記測定ビームの入出射面を構成し、
前記再帰ミラーの残りの二辺のうち一方の反射面は、前記入出射面から入射した測定ビームを他方の反射面に反射させるとともに、前記入出射面から入射して他方の反射面で反射した参照ビームを前記真空容器側へ反射させる第１のミラー反射面を構成し、
前記再帰ミラーの他方の反射面は、前記第１のミラー反射面で反射した測定ビームを前記真空容器から外れた領域を介して前記第１の辺側へ反射させるとともに、前記入出射面から入射した参照ビームを前記第１のミラー反射面側に反射させる第２のミラー反射面を構成してなることを特徴とする干渉計。
【請求項１】
レーザビームを発生する光源と、前記光源からのレーザビームを測定ビームと参照ビームに分岐させて、再帰ミラーに向けて出射するとともに、前記再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームを合成して、合成ビームを出射する台形型偏光ビームスプリッタと、
前記台形型偏光ビームスプリッタに相対向して配置され、入射した測定ビームと参照ビームをそれぞれ入射した経路とは異なる経路で前記台形型偏光ビームスプリッタに向けて反射させる再帰ミラーと、
前記台形型偏光ビームスプリッタと再帰ミラーとを連結するとともに、前記参照ビームの光路を形成する真空容器と、
前記台形型偏光ビームスプリッタから出射した合成ビームを受光し、受光した合成ビームを基に前記測定ビームと参照ビームの干渉に伴う測定を行う計測器とを備え、
前記レーザビームが前記測定ビームと前記参照ビームに分岐する分岐点と、前記再帰ミラーで反射した測定ビームと参照ビームが合成ビームに合成される合成点とを結ぶ光路のうち前記測定ビームの光路と前記参照ビームの光路は、同一の光路長に設定されてなる、干渉計。
【請求項２】
請求項１に記載の干渉計において、
前記台形型偏光ビームスプリッタは、直角三角形部と、当該直角三角形部の斜辺にその一辺が接合された平行四辺形部との結合により、その周囲に台形形状の四辺が形成され、
前記直角三角形部と前記平行四辺形部との接合による接合面の一部は、前記光源からのレーザビームを透過光としての測定ビームと反射光としての参照ビームに分岐させる第１の半透過部を構成し、
前記接合面に対して４５度傾斜した第１の辺は、前記第１の半透過部で分岐された測定ビームと参照ビームを前記再帰ミラーに向けて出射する出射面を構成し、
前記三角形部の一辺であって、前記第１の辺と直交する第２の辺は、前記光源からのレーザビームを透過する入射面を構成し、
前記四辺形部の一辺であって、前記接合面と平行な第３の辺は、前記接合面を透過した測定ビームを前記第１の辺から前記再帰ミラーの入出射面に向けて反射させるとともに、前記真空容器から前記第１の辺を介して入射した参照ビームを前記接合面側に反射させる反射面を構成し、
前記接合面の他の部位は、前記第３の辺で反射した参照ビームを前記第４の辺側に反射させ、前記再帰ミラーから前記第１の辺に入射した測定ビームを前記第４の辺側に透過し、前記参照ビームと測定ビームを合成して合成ビームを生成する第２の半透過部を構成し、
前記四辺形部の一辺であって、前記第１の辺と平行な第４の辺は、前記第２の透過部から合成ビームを前記計測器に向けて出射する出射面を構成し、
前記再帰ミラーは、直角三角形形状に形成されて、その斜辺が、前記台形型偏光ビームスプリッタの第１の辺と平行になって配置され、
前記再帰ミラーの斜辺のうち前記真空容器と相対向する中心部は、前記参照ビームの入出射面を構成し、前記再帰ミラーの斜辺のうち前記中心部から外れた部位は、前記測定ビームの入出射面を構成し、
前記再帰ミラーの残りの二辺のうち一方の反射面は、前記入出射面から入射した測定ビームを他方の反射面に反射させるとともに、前記入出射面から入射して他方の反射面で反射した参照ビームを前記真空容器側へ反射させる第１のミラー反射面を構成し、
前記再帰ミラーの他方の反射面は、前記第１のミラー反射面で反射した測定ビームを前記真空容器から外れた領域を介して前記第１の辺側へ反射させるとともに、前記入出射面から入射した参照ビームを前記第１のミラー反射面側に反射させる第２のミラー反射面を構成してなることを特徴とする干渉計。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１６２６２９（Ｐ２００９−１６２６２９Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９２５（Ｐ２００８−９２５）
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（０００１４８６２３）株式会社 ソキア・トプコン (114)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（０００１４８６２３）株式会社 ソキア・トプコン (114)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]