(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の一部を反射させる第１反射面と、該入射光のうち該第１反射面を透過した光を反射させる第２反射面と、を有する第１反射部材と、
前記第１反射部材から出射した光の一部を反射させる第１反射面と、該光のうち該第１反射面を透過した光を反射させる第２反射面と、を有する第２反射部材と、
前記第１反射部材の前記第１反射面および前記第２反射部材の前記第２反射面で反射した光ならびに前記第１反射部材の前記第２反射面および前記第２反射部材の前記第１反射面で反射した光により形成される干渉縞を可観測化して、その干渉縞の方位に基づいて前記入射光のコリメーションの評価を可能とする観測部と、
を備え、
前記第２反射部材を透過した前記入射光を前記第１反射部材の前記第１反射面および前記第２反射面で反射させて、これらの反射光を前記第２反射部材の前記第１反射面および前記第２反射面で反射させる、
ことを特徴とするコリメーション評価装置。
【請求項２】
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方において前記第１反射面と前記第２反射面とが互いに非平行であり、
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方における前記第１反射面と前記第２反射面とが互いに非平行であることに起因する干渉縞の方位と、前記入射光の非平行性に起因する干渉縞の方位とが互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載のコリメーション評価装置。
【請求項３】
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方が、互いに対向する２面を前記第１反射面および前記第２反射面として有する平板を含む、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のコリメーション評価装置。
【請求項４】
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方が、前記第１反射面を有する第１平板と、この第１平板に対し並列配置され前記第２反射面を有する第２平板と、を含む、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のコリメーション評価装置。
【請求項５】
前記第１平板と前記第２平板との間の間隔が可変であり、前記第１平板および前記第２平板の双方または何れか一方を移動させる移動機構を備える、
ことを特徴とする請求項４に記載のコリメーション評価装置。
【請求項６】
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方において前記第１反射面と前記第２反射面とが互いに非平行であり、
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方が前記第１反射面または前記第２反射面に略垂直な軸の周りに回動自在であり、前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方を前記軸の周りに回動させる回動機構を備える、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のコリメーション評価装置。
【請求項７】
入射光の一部を反射させる第１反射面と、該入射光のうち該第１反射面を透過した光を反射させる第２反射面と、を有する第１反射部材と、
前記第１反射部材から出射した光の一部を反射させる第１反射面と、該光のうち該第１反射面を透過した光を反射させる第２反射面と、を有する第２反射部材と、
を用い、
前記第２反射部材を透過した前記入射光を前記第１反射部材の前記第１反射面および前記第２反射面で反射させて、これらの反射光を前記第２反射部材の前記第１反射面および前記第２反射面で反射させ、
前記第１反射部材の前記第１反射面および前記第２反射部材の前記第２反射面で反射した光ならびに前記第１反射部材の前記第２反射面および前記第２反射部材の前記第１反射面で反射した光により形成される干渉縞を観測し、
その観測した干渉縞の方位に基づいて前記入射光のコリメーションを評価する、
ことを特徴とするコリメーション評価方法。
【請求項８】
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方において前記第１反射面と前記第２反射面とを互いに非平行とし、
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方における前記第１反射面と前記第２反射面とが互いに非平行であることに起因する干渉縞の方位と、前記入射光の非平行性に起因する干渉縞の方位とが互いに異なるように、前記第１反射部材および前記第２反射部材を配置する、
ことを特徴とする請求項７に記載のコリメーション評価方法。
【請求項９】
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方が、互いに対向する２面を前記第１反射面および前記第２反射面として有する平板を含む、
ことを特徴とする請求項７または８に記載のコリメーション評価方法。
【請求項１０】
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方が、前記第１反射面を有する第１平板と、この第１平板に対し並列配置され前記第２反射面を有する第２平板と、を含む、
ことを特徴とする請求項７または８に記載のコリメーション評価方法。
【請求項１１】
前記第１平板と前記第２平板との間の間隔が可変である、
ことを特徴とする請求項１０に記載のコリメーション評価方法。
【請求項１２】
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方において前記第１反射面と前記第２反射面とが互いに非平行であり、
前記第１反射部材および前記第２反射部材の双方または何れか一方が前記第１反射面または前記第２反射面に略垂直な軸の周りに回動自在である、
ことを特徴とする請求項７〜１１の何れか１項に記載のコリメーション評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光のコリメーションを評価する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な光学システムにおいて点光源（点光源と見做し得るものを含む。）から出射した発散光を平行光に変換する（コリメートする）ことの頻度は高い。点光源としては、例えば、レーザダイオード、光ファイバ出射端等が挙げられる。点光源とコリメート光学系との間の距離を適切に設定することで、点光源から出射した発散光をコリメート光学系により平行光に変換することができる。このようにして生成された平行光の平行度（コリメーションの程度）を評価する技術が特許文献１，２に記載されている。
【０００３】
その中でも、特許文献１に記載されている技術は、互いに非平行な第１反射面および第２反射面を有するシェアプレートを用いて、光のコリメーションを簡易に評価することができる。すなわち、シェアプレートを用いるコリメーション評価装置は、シェアプレートの第１反射面で反射した光と、シェアプレートの第１反射面を透過して第２反射面で反射した光とをスクリーン上で干渉させ、そのスクリーン上の干渉縞の方位に基づいて光のコリメーションを評価することができる。なお、シェアプレートはシェアリングプレートと呼ばれることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３６９１４号公報
【特許文献２】特許第４１１４８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなシェアプレートを用いるコリメーション評価装置では、スクリーン上の干渉縞の方位の変化を感度よく検出する為に、シェアプレートの厚みを大きくすることが望まれ、また、シェアプレートの２つの反射面が互いになす角度（ウエッジ角）を小さくすることが望まれる。そのうちウェッジ角は、干渉縞間隔に影響を与えるので、コリメーション評価に適した干渉縞間隔により或る程度決定される。したがって、感度の向上の為には、シェアプレートの厚みを大きくすることになる。
【０００６】
シェアプレートの２つの反射面それぞれで反射してスクリーンに到達するまでの両光の間には光路長差が生じる。シェアプレートの厚みが大きくほど、その光路長差は大きくなる。一方、スクリーン上で干渉縞を観測することができるのは、コリメーション評価対象の光の可干渉距離（コヒーレンス長）より光路長差が短い場合である。
【０００７】
例えば、ＨｅＮｅレーザ光源から出力されるＣＷレーザ光の可干渉距離は１００ｍｍオーダーである。固体レーザ光源から出力されるパルス幅４０ｎｓのパルスレーザ光の可干渉距離は数ｍｍである。また、光ファイバレーザ光源から出力されるパルス幅４０ｎｓのパルスレーザ光の可干渉距離は１ｍｍ以下である。一般に、固体レーザ光源や光ファイバレーザ光源から出力される短パルスのレーザ光は、マルチ縦モードやスペクトル拡がりにより、可干渉距離が短い。
【０００８】
感度の向上の為にシェアプレートの厚みを大きくすると、光路長差が大きくなって、この光路長差より可干渉距離が短い光のコリメーション評価をすることができなくなる。このように、従来では、シェアプレートを用いるコリメーション評価装置では、可干渉距離が短い光のコリメーションを感度よく評価することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、コリメーション評価対象の光の可干渉距離が短い場合であっても該光のコリメーションを感度よく評価することができる装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のコリメーション評価装置は、(1) 入射光の一部を反射させる第１反射面と、該入射光のうち該第１反射面を透過した光を反射させる第２反射面と、を有する第１反射部材と、(2) 第１反射部材から出射した光の一部を反射させる第１反射面と、該光のうち該第１反射面を透過した光を反射させる第２反射面と、を有する第２反射部材と、(3) 第１反射部材の第１反射面および第２反射部材の第２反射面で反射した光ならびに第１反射部材の第２反射面および第２反射部材の第１反射面で反射した光により形成される干渉縞を可観測化して、その干渉縞の方位に基づいて入射光のコリメーションの評価を可能とする観測部と、を備え、第２反射部材を透過した入射光を第１反射部材の第１反射面および第２反射面で反射させて、これらの反射光を第２反射部材の第１反射面および第２反射面で反射させることを特徴とする。
【００１１】
本発明のコリメーション評価方法は、(1) 入射光の一部を反射させる第１反射面と、該入射光のうち該第１反射面を透過した光を反射させる第２反射面と、を有する第１反射部材と、(2) 第１反射部材から出射した光の一部を反射させる第１反射面と、該光のうち該第１反射面を透過した光を反射させる第２反射面と、を有する第２反射部材と、を用い、(a) 第２反射部材を透過した入射光を第１反射部材の第１反射面および第２反射面で反射させて、これらの反射光を第２反射部材の第１反射面および第２反射面で反射させ、(b) 第１反射部材の第１反射面および第２反射部材の第２反射面で反射した光ならびに第１反射部材の第２反射面および第２反射部材の第１反射面で反射した光により形成される干渉縞を観測し、(c) その観測した干渉縞の方位に基づいて入射光のコリメーションを評価することを特徴とする。
【００１２】
本発明のコリメーション評価装置またはコリメーション評価方法では、コリメーション評価対象の光は、先ず第１反射部材に入射し、その光の一部が第１反射部材の第１反射面で反射し、この第１反射面を透過した光が第１反射部材の第２反射面で反射する。第１反射部材で反射した光は、次に第２反射部材に入射し、その光の一部が第２反射部材の第１反射面で反射し、この第１反射面を透過した光が第２反射部材の第２反射面で反射する。これらの反射光のうち、第１反射部材の第１反射面および第２反射部材の第２反射面で反射した光Ｌ１２と、第１反射部材の第２反射面および第２反射部材の第１反射面で反射した光Ｌ２１との光路長差を、可干渉距離より小さくすることができるので、これら２つの光Ｌ１２，Ｌ２１による干渉縞を観測することができる。この観測した干渉縞の方位に基づいて入射光のコリメーションを評価することができる。
【００１３】
本発明では、第１反射部材および第２反射部材の双方または何れか一方において第１反射面と第２反射面とが互いに非平行であり、第１反射部材および第２反射部材の双方または何れか一方における第１反射面と第２反射面とが互いに非平行であることに起因する干渉縞の方位と、入射光の非平行性に起因する干渉縞の方位とが互いに異なるのが好適である。
【００１４】
本発明では、第１反射部材および第２反射部材の双方または何れか一方が、互いに対向する２面を第１反射面および第２反射面として有する平板を含むのが好適である。
【００１５】
本発明では、第１反射部材および第２反射部材の双方または何れか一方が、第１反射面を有する第１平板と、この第１平板に対し並列配置され第２反射面を有する第２平板と、を含むのも好適である。この場合、第１平板と第２平板との間の間隔（すなわち、第１反射面と第２反射面との間の間隔）が可変であるのが好適である。この間隔を適切に設定することにより、２つの反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を調整して、その光路長差を可干渉距離より小さくすることができるので、入射光のコリメーションを感度よく評価することができる。
【００１６】
また、本発明では、第１反射部材および第２反射部材の双方において第１反射面と第２反射面とが互いに非平行であり、第１反射部材および第２反射部材の双方または何れか一方が第１反射面または第２反射面に略垂直な軸の周りに回動自在であるのが好適である。この場合、第１反射部材または第２反射部材の回動位置の調整によって干渉縞の間隔を調整することができる。また、第１反射部材および第２反射部材うちの一方の反射部材の取り付けの精度が不充分であっても、他方の反射部材の回動位置の調整によって入射光のコリメーションを正確に評価することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、コリメーション評価対象の光の可干渉距離が短い場合であっても、該光のコリメーションを感度よく評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】比較例のコリメーション評価装置１００の構成を示す図である。
【図２】比較例のコリメーション評価装置１００のスクリーン３０上に形成される干渉縞を説明する図である。
【図３】第１実施形態のコリメーション評価装置１の構成を示す図である。
【図４】第２実施形態のコリメーション評価装置２の構成を示す図である。
【図５】第２実施形態のコリメーション評価装置２のスクリーン３０上で観察された干渉縞の写真である。
【図６】第２実施形態のコリメーション評価装置２のスクリーン３０上で観察された干渉縞の写真である。
【図７】第３実施形態のコリメーション評価装置３の構成を示す図である。
【図８】第４実施形態のコリメーション評価装置４の構成を示す図である。
【図９】第５実施形態のコリメーション評価装置５の構成を示す図である。
【図１０】第５実施形態のコリメーション評価装置５の作用の一例を説明する図である。
【図１１】第５実施形態のコリメーション評価装置５の作用の一例を説明する図である。
【図１２】第５実施形態のコリメーション評価装置５の作用の他の一例を説明する図である。
【図１３】第５実施形態のコリメーション評価装置５の作用の他の一例を説明する図である。
【図１４】第５実施形態のコリメーション評価装置５のスクリーン３０上で観察された干渉縞の写真である。
【図１５】第１実施形態のコリメーション評価装置の第１変形例の構成を示す図である。
【図１６】第１実施形態のコリメーション評価装置の第２変形例の構成を示す図である。
【図１７】第１実施形態のコリメーション評価装置の第３変形例の構成を示す図である。
【図１８】第１実施形態のコリメーション評価装置の第４変形例の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図には、説明の便宜の為にｘｙｚ直交座標系が示されている。
【００２０】
（比較例）
【００２１】
図１は、比較例のコリメーション評価装置１００の構成を示す図である。比較例のコリメーション評価装置１００は、反射部材２０、スクリーン３０および筐体４０を備える。反射部材２０およびスクリーン３０は、筐体４０に固定されている。コリメーション評価対象の光Ｌ０がコリメーション評価装置１００に入射する方向はｘ軸に平行であるとする。
【００２２】
反射部材２０は、互いに対向する第１反射面２１および第２反射面２２を有する透明平板からなるシェアプレートである。この透明平板の材料は例えばＢＫ７や合成石英である。反射部材２０は、ｘ軸に平行に入射した光Ｌ０を反射させ当該反射光をｚ軸に平行に出射させるように配置されている。第１反射面２１および第２反射面２２の平面度は、評価対象光の波長の数分の１の程度とされている。第１反射面２１と第２反射面２２とは、互いに非平行であって、ｙ軸に平行な方向に沿って両反射面の間の距離が変化しており、数秒〜数十秒の程度の角度（ウエッジ角）をなしている。
【００２３】
スクリーン３０は、ｘ軸およびｙ軸の双方に平行となるように配置されたすりガラス板である。反射部材２０の第１反射面２１および第２反射面２２それぞれで反射した反射光Ｌ１，Ｌ２がスクリーン３０に入射する。これら２つの光Ｌ１，Ｌ２によりスクリーン３０上に干渉縞が形成され、その干渉縞が観測可能とされる。
【００２４】
このコリメーション評価装置１００では、評価対象光Ｌ０はｘ軸に平行に反射部材２０に入射する。入射光Ｌ０の一部は第１反射面２１で反射し、その反射光Ｌ１はｚ軸に平行にスクリーン３０に入射する。入射光Ｌ０のうち第１反射面２１を透過した光は第２反射面２２で反射し、その反射光Ｌ２はｚ軸に平行にスクリーン３０に入射する。スクリーン３０に入射する反射光Ｌ１と反射光Ｌ２とは、反射部材２０の厚みに応じた間隔だけｘ軸に平行な方向に互いにシフトしたものとなるとともに、反射部材２０の厚みに応じた光路長差が生じることになる。
【００２５】
図２は、比較例のコリメーション評価装置１００のスクリーン３０上に形成される干渉縞を説明する図である。スクリーン３０上に形成される干渉縞は、反射部材２０の第１反射面２１と第２反射面２２とが互いに非平行であることに起因する成分と、入射光Ｌ０の非平行性に起因する成分とのベクトル和となる。
【００２６】
入射光Ｌ０がコリメート光である場合、スクリーン３０上に形成される干渉縞は、第１反射面２１と第２反射面２２とが互いに非平行であることに起因する成分のみを含み、入射光Ｌ０の非平行性に起因する成分を含まないので、同図（ｂ）に示されるようにｘ軸に平行になる。
【００２７】
入射光Ｌ０が発散光または収束光である場合、スクリーン３０上に形成される干渉縞は、第１反射面２１と第２反射面２２とが互いに非平行であることに起因する成分に加えて、入射光Ｌ０の非平行性に起因する成分をも含むので、同図（ａ），（ｃ）に示されるようにｘ軸に対して傾斜する。入射光Ｌ０が発散光であるときの干渉縞（同図（ａ））と、入射光Ｌ０が収束光であるときの干渉縞（同図（ｃ））とは、傾斜の方向が互いに逆である。
【００２８】
このように、スクリーン３０上に形成される干渉縞の方位に基づいて、入射光Ｌ０のコリメーションを評価することができ、また、光Ｌ０のコリメーションを調整することができる。なお、スクリーン３０には基準線が描かれており、干渉縞が基準線に平行であときに入射光Ｌ０がコリメート光であると判定することができる。
【００２９】
以上のような比較例のコリメーション評価装置１００では、スクリーン３０上の基準線に対する干渉縞の方位の変化を感度よく検出する為に、シェアプレートである反射部材２０の厚みを大きくすることが望まれる。しかし、反射部材２０の厚みが大きいほど、スクリーン３０に到達する反射光Ｌ１と反射光Ｌ２との間の光路長差は大きくなる。一方、スクリーン３０上で干渉縞を観測することができるのは、評価対象光Ｌ０の可干渉距離より光路長差が短い場合である。
【００３０】
感度の向上の為に反射部材２０の厚みを大きくすると、光路長差が大きくなって、この光路長差より可干渉距離が短い光のコリメーション評価をすることができなくなる。このように、比較例のコリメーション評価装置１００では、可干渉距離が短い光のコリメーションを感度よく評価することが困難である。
【００３１】
（第１実施形態）
【００３２】
図３は、第１実施形態のコリメーション評価装置１の構成を示す図である。第１実施形態のコリメーション評価装置１は、第１反射部材１０、第２反射部材２０、スクリーン３０および筐体４０を備える。第１反射部材１０、第２反射部材２０およびスクリーン３０は、筐体４０に固定されている。コリメーション評価対象の光Ｌ０がコリメーション評価装置１に入射する方向はｘ軸に平行であるとする。
【００３３】
第１反射部材１０は、入射した光の一部を反射させる第１反射面１１と、該光のうち第１反射面１１を透過した光を反射させる第２反射面１２と、を有する透明平板である。第２反射部材２０は、入射した光の一部を反射させる第１反射面２１と、該光のうち第１反射面２１を透過した光を反射させる第２反射面２２と、を有する透明平板である。これらの透明平板の材料は例えばＢＫ７や合成石英である。
【００３４】
第１反射部材１０は、ｘ軸に平行に入射して第２反射部材２０を透過した光が入射すると、該光の一部を第１反射面１１で反射させ、該光のうち第１反射面１１を透過した光を第２反射面１２で反射させて、これらの反射光を逆方向に出射させるように配置されている。第２反射部材２０は、第１反射部材１０から出射した光が入射すると、該光の一部を第１反射面２１で反射させ、該光のうち第１反射面２１を透過した光を第２反射面２２で反射させて、これらの反射光をｚ軸に平行に出射させるように配置されている。
【００３５】
反射面１１，１２，２１，２２それぞれの平面度は、評価対象光の波長の数分の１の程度とされている。第１反射部材１０は、第１反射面１１と第２反射面１２とが互いに平行である。第２反射部材２０は、第１反射面２１と第２反射面２２とが互いに非平行であって、ｙ軸に平行な方向に沿って両反射面の間の距離が変化しており、両反射面が数秒〜数十秒の程度の角度（ウエッジ角）をなしているシェアプレートである。
【００３６】
スクリーン３０は、ｘ軸およびｙ軸の双方に平行となるように配置されたすりガラス板である。ここで、第１反射部材１０の第１反射面１１および第２反射部材２０の第１反射面２１で反射した光をＬ１１と表す。第１反射部材１０の第１反射面１１および第２反射部材２０の第２反射面２２で反射した光をＬ１２と表す。第１反射部材１０の第２反射面１２および第２反射部材２０の第１反射面２１で反射した光をＬ２１と表す。また、第１反射部材１０の第２反射面１２および第２反射部材２０の第２反射面２２で反射した光をＬ２２と表す。これらの反射光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２がスクリーン３０に入射する。
【００３７】
スクリーン３０上では、これらの反射光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２のうち可干渉距離より小さい光路長差を有するもの同士が干渉することで干渉縞が形成され、その干渉縞が観測可能となる。スクリーン３０は、干渉縞を可観測化する観測部である。第２反射部材２０における第１反射面２１と第２反射面２２とが互いに非平行であることに起因する干渉縞の方位と、入射光の非平行性に起因する干渉縞の方位とは、互いに異なっている。
【００３８】
反射光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２それぞれの光路長の大小関係は次のとおりである。これらの反射光の光路長は、第１反射部材１０の第１反射面１１と第２反射面１２との間を光が往復するか否かによって異なり、また、第２反射部材２０の第１反射面２１と第２反射面２２との間を光が往復するか否かによっても異なる。したがって、反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長と比べて、反射光Ｌ１１の光路長は短く、反射光Ｌ２２の光路長は長い。
【００３９】
第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれの厚みを適切に設定すれば、反射光Ｌ１２，Ｌ２１それぞれの光路長を同程度とすることができ、反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を可干渉距離より小さくすることができる。すなわち、第１反射部材１０の第１反射面１１および第２反射部材２０の第２反射面２２で反射した光Ｌ１２と、第１反射部材１０の第２反射面１２および第２反射部材２０の第１反射面２１で反射した光Ｌ２１とにより、スクリーン３０上に干渉縞を形成することができる。
【００４０】
スクリーン３０には基準線が描かれており、干渉縞が基準線に平行であときに入射光がコリメート光であると判定することができ、基準線に対する干渉縞の傾斜によって入射光が発散光または収束光であると判定することができる。
【００４１】
本実施形態のコリメーション評価方法は、上記のような第１反射部材１０、第２反射部材２０およびスクリーン３０を用い、反射光Ｌ１２および反射光Ｌ２１が入射したスクリーン３０上において両光により形成される干渉縞を観測し、その観測した干渉縞の方位に基づいて入射光のコリメーションを評価する。
【００４２】
本実施形態では、感度向上の為に第２反射部材２０の厚みが大きい場合であっても、また、コリメーション評価対象の光の可干渉距離が短い場合であっても、反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を可干渉距離より小さくすることができるので、該光のコリメーションを感度よく評価することができる。
【００４３】
なお、本実施形態のコリメーション評価装置１は、比較例のコリメーション評価装置１００と同等の構成（すなわち、第２反射部材２０、スクリーン３０および筐体４０を備える構成）に光路長差補正用の第１反射部材１０を加えた上で、評価対象光の入射方向を逆にしたものに相当する。
【００４４】
したがって、比較例のコリメーション評価装置１００と同等の構成を有する市販のコリメーション評価装置があれば、その市販のコリメーション評価装置に光路長差補正用の第１反射部材１０を取り付けることで、本実施形態のコリメーション評価装置１の構成とすることができる。その取り付け方としては、接着剤または接着テープにより市販のコリメーション評価装置の筐体に第１反射部材１０を貼り付ける方法、調整機構を有するホルダにより市販のコリメーション評価装置の筐体に第１反射部材１０を取り付ける方法、および、マグネットにより市販のコリメーション評価装置の筐体に第１反射部材１０を着脱自在に取り付ける方法、等がある。
【００４５】
（第２実施形態）
【００４６】
図４は、第２実施形態のコリメーション評価装置２の構成を示す図である。図３に示された第１実施形態のコリメーション評価装置１の構成と比較すると、図４に示される第２実施形態のコリメーション評価装置２は、第１反射部材１０の構成の点で相違する。
【００４７】
第２実施形態における第１反射部材１０は、第１反射面１１を有する第１平板１３と、この第１平板１３に対し並列配置され第２反射面１２を有する第２平板１４とを含む。第１平板１３の第１反射面１１と第２平板１４の第２反射面１２とは、互いに対向しており、互いに平行である。第１平板１３の第１反射面１１の反対側の面には反射低減膜が形成されているのが好適である。また、第２平板１４の第２反射面１２の反対側の面にも反射低減膜が形成されているのが好適である。
【００４８】
第２実施形態でも、第１実施形態と同様に動作し同様の効果を奏する。また、第２実施形態では、第１平板１３と第２平板１４との間の間隔が可変、すなわち、第１反射面１１と第２反射面１２との間の間隔が可変であるのが好適であり、このようにすることにより、スクリーン３０に入射する反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を調整することができ、光の可干渉距離に応じて該光路長差を設定することができる。
【００４９】
第１平板１３と第２平板１４との間の間隔を可変とするには、第１平板１３および第２平板１４の双方または何れか一方をｘ軸に平行な方向に移動させる移動機構を設ければよい。このような移動機構として高い位置精度を有するステージや環状のシムが好適に用いられる。
【００５０】
図５および図６は、第２実施形態のコリメーション評価装置２のスクリーン３０上で観察された干渉縞の写真である。コリメーション評価対象の光は、光ファイバレーザ光源の光ファイバ端面から出射された波長１０８０ｎｍで可干渉距離０.６ｍｍのレーザ光であって、レンズを介してコリメーション評価装置２に入射した。第１平板１３と第２平板１４との間の間隔（すなわち、第１反射面１１と第２反射面１２との間の間隔）を２.９５ｍｍ〜３.９５ｍｍの範囲において０.２０ｍｍずつ異ならせて、各々の間隔の場合にスクリーン３０に形成された干渉縞を撮影した。
【００５１】
図５（ａ）は間隔２.９５ｍｍの場合の干渉縞の写真であり、図５（ｂ）は間隔３.１５ｍｍの場合の干渉縞の写真であり、図５（ｃ）は間隔３.３５ｍｍの場合の干渉縞の写真である。図６（ａ）は間隔３.５５ｍｍの場合の干渉縞の写真であり、図６（ｂ）は間隔３.７５ｍｍの場合の干渉縞の写真であり、図６（ｃ）は間隔３.９５ｍｍの場合の干渉縞の写真である。
【００５２】
これらの写真から判るように、第１平板１３と第２平板１４との間の間隔が３.５５ｍｍである場合（図６（ａ））に、スクリーン３０に入射する反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を最小にすることができ、干渉縞のコントラストは最も良好なものとなる。また、間隔が３.５５ｍｍより大きくなるに従って又は小さくなるに従って、干渉縞のコントラストは悪化していく。
【００５３】
このように、第１反射部材１０における反射の際に生じる反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差と、第２反射部材２０における反射の際に生じる反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差とが相殺するように、第２反射部材２０の厚みに応じて、第１反射部材１０の第１平板１３と第２平板１４との間の間隔を設定する。これにより、感度向上の為に第２反射部材２０の厚みが大きい場合であっても、また、コリメーション評価対象の光の可干渉距離が短い場合であっても、第１平板１３と第２平板１４との間の間隔を適切に設定することで、反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を可干渉距離より小さくすることができるので、該光のコリメーションを感度よく評価することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
【００５５】
図７は、第３実施形態のコリメーション評価装置３の構成を示す図である。第３実施形態のコリメーション評価装置３は、第１反射部材１０、第２反射部材２０、スクリーン３０および筐体４０を備える。第１反射部材１０、第２反射部材２０およびスクリーン３０は、筐体４０に固定されている。コリメーション評価対象の光がコリメーション評価装置３に入射する方向はｚ軸に平行であるとする。
【００５６】
第３実施形態における第１反射部材１０、第２反射部材２０およびスクリーン３０は、第１実施形態と同様のものであるが、配置の点で第１実施形態と相違している。第１反射部材１０は、ｚ軸に平行に光が入射すると、該光の一部を第１反射面１１で反射させ、該光のうち第１反射面１１を透過した光を第２反射面１２で反射させて、これらの反射光をｘ軸に平行な方向に出射させるように配置されている。第２反射部材２０は、第１反射部材１０から出射した光が入射すると、該光の一部を第１反射面２１で反射させ、該光のうち第１反射面２１を透過した光を第２反射面２２で反射させて、これらの反射光をｚ軸に平行に出射させるように配置されている。
【００５７】
スクリーン３０は、ｘ軸およびｙ軸の双方に平行となるように配置されたすりガラス板である。反射光Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２がスクリーン３０に入射する。本実施形態でも、第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれの厚みを適切に設定すれば、反射光Ｌ１２，Ｌ２１それぞれの光路長を同程度とすることができ、反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を可干渉距離より小さくすることができる。すなわち、第１反射部材１０の第１反射面１１および第２反射部材２０の第２反射面２２で反射した光Ｌ１２と、第１反射部材１０の第２反射面１２および第２反射部材２０の第１反射面２１で反射した光Ｌ２１とにより、スクリーン３０上に干渉縞を形成することができる。
【００５８】
本実施形態でも、感度向上の為に第２反射部材２０の厚みが大きい場合であっても、また、コリメーション評価対象の光の可干渉距離が短い場合であっても、反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を可干渉距離より小さくすることができるので、該光のコリメーションを感度よく評価することができる。
【００５９】
第１実施形態では、評価対象光は、第２反射部材２０を透過した後に第１反射部材１０に入射するので、第２反射部材２０を透過する際に損失を受ける。これに対して、第３実施形態では、評価対象光は、第２反射部材２０を透過することなく直接に第１反射部材１０に入射することができるので、第２反射部材２０の透過に因る損失がない。
【００６０】
（第４実施形態）
【００６１】
図８は、第４実施形態のコリメーション評価装置４の構成を示す図である。図７に示された第３実施形態のコリメーション評価装置３の構成と比較すると、図８に示される第４実施形態のコリメーション評価装置４は、第１反射部材１０の配置の点で相違する。
【００６２】
第３実施形態における第１反射部材１０は、第１反射面１１および第２反射面１２がｘ軸およびｚ軸の双方に対して４５度だけ傾斜して配置されており、光の入射角および反射角の双方が４５度であった。これに対して、第４実施形態における第１反射部材１０は、第１反射面１１および第２反射面１２がｙ軸に平行な軸の周りに回動自在に配置されており、光の入射角および出射角が可変である。また、第４実施形態では、第１反射部材１０で反射した光がｘ軸に平行に出射するように、第１反射部材１０に入射する光の方向が設定される。
【００６３】
本実施形態では、第１反射部材１０における反射の際に生じる反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差と、第２反射部材２０における反射の際に生じる反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差とが相殺するように、第２反射部材２０の厚みに応じて、第１反射部材１０の方位を調整する。第１反射部材１０の方位を調整することにより、第１反射部材１０における反射の際に生じる反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を調整することができる。これにより、感度向上の為に第２反射部材２０の厚みが大きい場合であっても、また、コリメーション評価対象の光の可干渉距離が短い場合であっても、第１反射部材１０の方位を調整することで、反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を可干渉距離より小さくすることができるので、該光のコリメーションを感度よく評価することができる。
【００６４】
（第５実施形態）
【００６５】
図９は、第５実施形態のコリメーション評価装置５の構成を示す図である。同図（ａ）は、ｚ軸に平行な方向（スクリーン３０に垂直な方向）に見た上面図である。同図（ｂ）は、ｙ軸に平行な方向に見た側面図である。同図（ａ）ではスクリーン３０の図示を省略している。
【００６６】
図３に示された第１実施形態のコリメーション評価装置１の構成と比較すると、図９に示される第５実施形態のコリメーション評価装置５は、第１反射部材１０の構成の点で相違する。
【００６７】
第１実施形態では、第１反射部材１０の第１反射面１１と第２反射面１２とは互いに平行であった。これに対して、第５実施形態では、第１反射部材１０の第１反射面１１と第２反射面１２とは、互いに非平行であって、一方向に沿って両反射面の間の距離が変化しており、数秒〜数十秒の程度の角度（ウエッジ角）をなしている。すなわち、第５実施形態では、第１反射部材１０および第２反射部材２０の双方がシェアプレートである。また、第５実施形態では、第１反射部材１０は、ｘ軸に垂直な軸の周りに回動自在に配置されているのが好適である。
【００６８】
図１０および図１１は、第５実施形態のコリメーション評価装置５の作用の一例を説明する図である。各図（ａ）は、第５実施形態のコリメーション評価装置５の上面図である。また、各図（ｂ）は、対応する図（ａ）の場合に観測される干渉縞を示す図である。これらの図でもスクリーン３０の図示を省略している。
【００６９】
何れの場合も、第２反射部材２０は、＋ｙ方向に進むに従って第１反射面２１と第２反射面２２との間隔が狭くなっている。
【００７０】
図１０（ａ）に示される例では、第１反射部材１０も、＋ｙ方向に進むに従って第１反射面１１と第２反射面１２との間隔が狭くなっている。すなわち、第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれのウェッジ方向は互いに同じである。この場合、同図（ｂ）に示されるように干渉縞の間隔は広くなる。
【００７１】
図１１（ａ）に示される例では、第１反射部材１０は、＋ｙ方向に進むに従って第１反射面１１と第２反射面１２との間隔が広くなっている。すなわち、第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれのウェッジ方向は互いに反対である。この場合、同図（ｂ）に示されるように干渉縞の間隔は狭くなる。
【００７２】
干渉縞の間隔は、第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれのウェッジ角の和に依存し、また、コリメーション評価対象の光の波長に依存する。第１反射部材１０のウェッジ角をθ１とし、第２反射部材２０のウェッジ角をθ２とし、例えばθ１＝θ２／３ とする。このとき、第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれのウェッジ方向が互いに反対である場合の全体のウェッジ角は２θ２／３となる。第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれのウェッジ方向が互いに同じである場合の全体のウェッジ角は４θ２／３となり、ウェッジ方向が互いに反対である場合の全体のウェッジ角の２倍となる。
【００７３】
したがって、或る波長λの光のコリメーションを評価する場合に第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれのウェッジ方向を互いに同じにし、第２高調波λ／２の光のコリメーションを評価する場合に第１反射部材１０および第２反射部材２０それぞれのウェッジ方向を互いに反対にすれば、両者の場合で互いに同じ干渉縞の間隔とすることができる。
【００７４】
図１２および図１３は、第５実施形態のコリメーション評価装置５の作用の他の一例を説明する図である。各図（ａ）は、第５実施形態のコリメーション評価装置５の上面図である。各図（ｂ）は、対応する図（ａ）の場合に観測される干渉縞を示す図である。これらの図でもスクリーン３０の図示を省略しているが、スクリーン３０に描かれている基準線Ａが示されている。
【００７５】
何れの場合も、第２反射部材２０は、略＋ｙ方向に進むに従って第１反射面２１と第２反射面２２との間隔が狭くなっているが、筐体４０への取り付けの精度が不充分である等の理由により、ウェッジ方向がｙ方向から幾らか傾斜している。
【００７６】
図１２（ａ）に示される例では、第１反射部材１０は、＋ｙ方向に進むに従って第１反射面１１と第２反射面１２との間隔が広くなっており、ウェッジ方向が正確にｙ方向となっている。この場合、評価対象光が良好なコリメート光であっても、同図（ｂ）に示されるように干渉縞は基準線Ａに対し傾斜する。
【００７７】
図１３（ａ）に示される例では、第１反射部材１０は、略＋ｙ方向に進むに従って第１反射面２１と第２反射面２２との間隔が広くなっているが、ウェッジ方向がｙ方向から幾らか傾斜している。第１反射部材１０のウェッジ方向の傾斜は、第２反射部材２０のウェッジ方向の傾斜を相殺するように設定されている。この場合、評価対象光が良好なコリメート光であれば、同図（ｂ）に示されるように干渉縞は基準線Ａに平行となる。
【００７８】
このように、筐体４０への第２反射部材２０の取り付けの精度が不充分である等の理由により、第２反射部材２０のウェッジ方向がｙ方向から幾らか傾斜している場合であっても、第１反射部材１０のウェッジ方向を調整することで、評価対象光のコリメーションを正確に評価することができる。
【００７９】
図１４は、第５実施形態のコリメーション評価装置５のスクリーン３０上で観察された干渉縞の写真である。コリメーション評価対象の光は、光ファイバレーザ光源の光ファイバ端面から出射された波長１０８０ｎｍで可干渉距離０.６ｍｍのレーザ光であって、レンズを介してコリメーション評価装置５に入射した。第１反射部材１０のウェッジ方向を９０度ずつ異ならせて、各々のウェッジ方向の場合にスクリーン３０に形成された干渉縞を撮影した。同図（ａ）の干渉縞を撮影したときの第１反射部材１０のウェッジ方向を基準にすると、これに対して、同図（ｂ）は第１反射部材１０のウェッジ方向を９０度だけ回転させたときの干渉縞であり、同図（ｃ）は第１反射部材１０のウェッジ方向を１８０度だけ回転させたときの干渉縞である。
【００８０】
同図（ａ）と同図（ｃ）とを対比すると、同図（ａ）に示される干渉縞の間隔は広いのに対して、同図（ｃ）に示される干渉縞の間隔は狭い。また、同図（ａ），（ｃ）と同図（ｂ）とを対比すると、同図（ａ），（ｃ）に示される干渉縞は基準線に平行であるのに対して、同図（ｂ）に示される干渉縞は基準線に対して傾斜している。このように、図１０〜図１３を用いて説明したコリメーション評価装置５の作用が図１４により確認された。
【００８１】
（変形例）
【００８２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記の各実施形態のコリメーション評価装置は、反射光Ｌ１２，Ｌ２１により形成される干渉縞を可観測化する観測部としてすりガラス板からなる透過型のスクリーン３０を用いて、そのスクリーン３０を透過拡散する光によって干渉縞を観測するものであった。しかし、干渉縞を可観測化する観測部は、これに限られない。図１５〜図１８は、第１実施形態のコリメーション評価装置１の変形例の構成を示す図である。これらの変形例では、干渉縞を可観測化する観測部として他の構成を採用している。
【００８３】
図１５に示される第１変形例のコリメーション評価装置１Ａは、反射型のスクリーン３１を観測部として用いて、そのスクリーン３０で反射拡散する光によって干渉縞を観測する。この構成の場合、高強度の光の干渉縞を観測するときに、観察者の安全の観点で好適である。
【００８４】
図１６に示される第２変形例のコリメーション評価装置１Ｂは、カメラ３２を観測部として用いて、そのカメラ３２により撮像された干渉縞を表示装置に表示させることで、干渉縞を観測する。この構成の場合、可視光以外の波長域（紫外域、赤外域、等）の光であっても干渉縞を観測することができる。
【００８５】
図１７に示される第３変形例のコリメーション評価装置１Ｃは、レンズ３３およびカメラ３２を観測部として用いて、レンズ３３により拡大または縮小された干渉縞をカメラ３２により撮像し、その撮像した干渉縞を表示装置に表示させることで、干渉縞を観測する。この構成の場合、可視光以外の波長域の光であっても干渉縞を観測することができ、また、倍率を変更することで所望の視野で干渉縞を観測することができる。
【００８６】
図１８に示される第４変形例のコリメーション評価装置１Ｄは、反射型のスクリーン３０、レンズ３３およびカメラ３２を観測部として用いて、スクリーン３０上の干渉縞をレンズ３３により拡大または縮小してカメラ３２により撮像し、その撮像した干渉縞を表示装置に表示させることで、干渉縞を観測する。この構成の場合も、可視光以外の波長域の光であっても干渉縞を観測することができ、また、倍率を変更することで所望の間隔の干渉縞を観測することができる。また、スクリーン３０に描かれた基準線に対する干渉縞の傾斜を確認することができる。
【００８７】
なお、スクリーンを用いないコリメーション評価装置１Ｂ，１Ｃは、スクリーン上の基準線を利用することができないが、カメラ３２の電子ラインを基準線として用いることができる。
【００８８】
上記のコリメーション評価装置１Ａ〜１Ｄは第１実施形態のコリメーション評価装置１の変形例であるが、他の実施形態のコリメーション評価装置２〜５においても同様の変形例が可能である。
【００８９】
これまで説明した第１〜第４の実施形態では、第１反射部材１０の第１反射面１１と第２反射面１２とが互いに平行であり、第２反射部材２０の第１反射面２１と第２反射面２２とが互いに非平行であるとした。しかし、これとは逆に、第１反射部材１０の第１反射面１１と第２反射面１２とが互いに非平行であり、第２反射部材２０の第１反射面２１と第２反射面２２とが互いに平行であってもよい。また、第１反射部材１０および第２反射部材２０の双方において第１反射面と第２反射面とが互いに非平行であってもよい。
【００９０】
何れにしても、第１反射部材１０および第２反射部材２０の双方または何れか一方における第１反射面と第２反射面とが互いに非平行であることに起因する干渉縞の方位と、入射光の非平行性に起因する干渉縞の方位とが互いに異なるように、第１反射部材１０および第２反射部材２０が配置される。そして、第１反射部材１０の第１反射面１１および第２反射部材２０の第２反射面２２で反射した光Ｌ１２ならびに第１反射部材１０の第２反射面１２および第２反射部材２０の第１反射面２１で反射した光Ｌ２１により形成される干渉縞を観測し、その観測した干渉縞の方位に基づいて入射光のコリメーションを評価することができる。
【００９１】
第２実施形態では、第１反射部材１０を２つの平板により構成したが、第２反射部材２０も２つの平板により構成してもよい。他の実施形態でも同様である。第１反射部材１０または第２反射部材２０を２つの平板により構成する場合、これら２つの平板の間の間隔を調整することで、反射光Ｌ１２，Ｌ２１の光路長差を調整することができる。また、２つの平板の双方または何れか一方の傾斜を調整することで、反射部材のウェッジ角やウェッジ方向を調整することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１〜５…コリメーション評価装置、１０…第１反射部材、１１…第１反射面、１２…第２反射面、２０…第２反射部材、２１…第１反射面、２２…第２反射面、３０，３１…スクリーン、３２…カメラ、３３…レンズ、４０…筐体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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