(57)【要約】      （修正有）【課題】光干渉計に関し、例えばパルス発光するレーザー光のコヒーレント長の測定に適用して、従来に比して格段に測定時間を短くすることができるようにする。【解決手段】レーザダイオード２０からの測定対象光をコロメータレンズ２１により平行光束に変換し、ビームスプリッタ２２より２つの光束に分割した後、リトロー配置の回折格子２３、２４で反射し、光束中に回折格子２３、２４の傾きに対応する光路差を形成する。これら２つの光束をビームスプリッタに再度入射し、その結果得られる干渉縞をＣＣＣＤカメラ２５で撮像する。【選択図】        図１
2004309201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象光を２つの光束に分解した後、光路差を与えて干渉させる光干渉計において、
前記２つの光束のうちの少なくとも一方の光束をリトロー配置の回折格子で反射し、該光束中に前記回折格子の傾きに対応する光路差を形成する
ことを特徴とする光干渉計。
【請求項２】
前記２つの光束のうちの他方の光束についても、リトロー配置の回折格子で反射し、該光束中に該回折格子の傾きに対応する光路差を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の光干渉計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光干渉計に関し、例えばパルス発光するレーザー光のコヒーレント長の測定に利用することができる。本発明は、測定対象光をリトロー配置の回折格子で反射し、光束中に回折格子の傾きに対応する光路差を形成することにより、従来に比して格段的に測定時間を短くすることができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザー光の測定等においては、マイケルソン干渉計等によりコヒーレント長を測定するようになされている。
【０００３】
すなわちこのようなマイケルソン干渉計によるコヒーレント長の測定においては、測定対象のレーザー光を２つの光束に分解し、光路差を異ならせて干渉させ、この光路差の変化に対する干渉結果の判定により干渉距離を測定するようになされている。このようなマイケルソン干渉計においては、例えば特開平６−２７３６４号公報に開示されているように、可動鏡の可動によりこの光路差を変化させるようになされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２７３６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の干渉計においては、このような可動鏡の可動により光路差を変化させることにより、測定に時間を要する問題がある。これに対して近年のレーザー光の測定においては、パルス発光するレーザー光の測定が求められる場合もあり、従来の干渉計においては、可動鏡の可動により測定に時間を要することにより、このような要求に的確に答えられない欠点がある。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して格段的に測定時間を短くすることができる光干渉計を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、測定対象光を２つの光束に分解した後、光路差を与えて干渉させる光干渉計に適用して、前記２つの光束のうちの少なくとも一方の光束をリトロー配置の回折格子で反射し、該光束中に前記回折格子の傾きに対応する光路差を形成する。
【０００８】
また請求項２の発明においては、請求項１の構成において、前記２つの光束のうちの他方の光束についても、リトロー配置の回折格子で反射し、該光束中に前記回折格子の傾きに対応する光路差を形成する。
【０００９】
請求項１の構成によれば、測定対象光を２つの光束に分解した後、光路差を与えて干渉させる光干渉計に適用して、前記２つの光束のうちの少なくとも一方の光束をリトロー配置の回折格子で反射し、該光束中に前記回折格子の傾きに対応する光路差を形成することにより、可動部を設けて光路差を変化させなくても、この光束中に発生する干渉縞により各光路差を異ならせた場合の可干渉性を判断することができ、これにより可動部を設けて可動しなくてもよい分、従来に比して格段的に測定時間を短くすることができる。
【００１０】
また請求項２の構成によれば、請求項１の構成において、前記２つの光束のうちの他方の光束についても、リトロー配置の回折格子で反射し、該光束中に前記回折格子の傾きに対応する光路差を形成することにより、２つの光束間で大きな光路差を作成し得、これにより広い範囲で可干渉性を判断することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１２】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係る光試験装置を示すブロック図である。この光試験装置１は、制御部２により光測定部３を制御すると共に、光測定部３による測定結果を制御部２で処理して光源の特性を測定する。
【００１３】
ここで制御部２は、光測定部３で取得される画像を取り込むキャプチャーボード４、光測定部３の可動部を可動するモータコントローラ５によるボードを内蔵したパソコン６により構成され、このパソコン６に接続されたキーボード、マウス等による入力手段７を介して測定項目等を設定し、さらにパソコン６に接続された液晶表示装置８により処理結果を表示するようになされている。
【００１４】
これに対して光測定部３は、測定対象光を入力する入力コリメータ部９、この入力コリメータ部９を介して入力された測定対象光の波長を測定する波長測定ユニット、入力コリメータ部９を介して入力された測定対象光のコヒーレント長を測定するコヒーレンス測定ユニット１１、コヒーレンス測定ユニット１１に設けられたＣＣＤカメラを制御するカメラコントローラ１２、これらカメラコントローラ１２等に電源を供給する電源ユニット１３により構成される。
【００１５】
これによりこの光試験装置１では、入力コリメータ部９を介して測定対象光をコヒーレンス測定ユニット１１に導き、このコヒーレンス測定ユニット１１で得られるＣＣＤカメラによる撮像結果を制御部２で画像解析して、コヒーレンス長を測定できるようになされている。
【００１６】
図１は、このコヒーレンス測定ユニット１１の構成を示す略線図である。コヒーレンス測定ユニット１１は、マイケルソン干渉計により構成される。すなわちこのコヒーレンス測定ユニット１１においては、レーザーダイオード２０等からの測定対象光がコリメータ部９を介して入力され、コリメータレンズ２１によりこの測定対象光のビーム径を拡大してほぼ平行光線による光束に変換する。またこの平行光線による光束をビームスプリッタ２２により２つの光束に分解した後、回折格子２３、２４でそれぞれこれら２つの光束を折り返してビームスプリッタ２２に入射し、その結果得られる干渉縞をＣＣＤカメラ（ＣＣＤ）２５で撮像する。
【００１７】
ここでこれら回折格子２３、２４は、図３に断面形状を拡大して示すように、断面が鋸歯形状による反射型回折格子であり、リトロー配置により配置される。すなわち回折格子２３、２４は、ビームスプリッタ２２から到来する入射光の入射角α（＋）が＋１次の回折角β（＋）となるように、斜めに傾いて配置される。これにより図４に示すように、コヒーレンス測定ユニット１１においては、それぞれ回折格子２３、２４によりビームスプリッタ２２からの測定対象光を反射し、この測定対象光の光束中に回折格子２３、２４の傾きに対応する光路差を形成するようになされている。すなわち回折格子２３、２４の入射光においては、図４において符号Ａにより示すように、光軸に垂直な面により波面が形成されて回折格子２３、２４に向かうのに対し、反射光においては、符号Ｂにより示すように、光束を横切る方向に変化するように回折格子２３、２４の傾きに対応する往復の光路差が発生して、斜めに傾いた波面により回折格子２３、２４から遠ざかる。
【００１８】
回折格子２３、２４は、ビームスプリッタ２２において、このように光束中に発生してなる光路差が強調し合う向きとなるように、回折格子２３の反射光において光束中の他の部位に比して遅れた波面となる部位に対しては、回折格子２４の反射光において他の部位に比して進んだ波面となるように、それぞれ傾きの向きが設定される。これによりこのコヒーレンス測定ユニット１１においては、ビームスプリッタ２２において重ね合わされる２つの光束中において、大きな光路差を作成して、この重ね合わされた光束中に発生する干渉縞により、可干渉の範囲を確認できるようになされている。
【００１９】
回折格子２３、２４は、このようにリトロー配置により配置して＋１次の回折光を十分な光強度により出射し得るように、鋸歯形状による断面を形成する一方の斜面が、＋１次の回折角に対応する角度θＢ（＋）により作成されるようになされている。
【００２０】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、測定対象光は、入力コリメータ部９を介してコヒーレンス測定ユニット１１に導かれ（図１及び図２）、このコヒーレンス測定ユニット１１のコリメータレンズ２１により所定ビーム径の平行光束に変換された後、ビームスプリッタ２２により２つの光束に分解される。このようにして分解されたうちの一方の光束においては、リトロー配置による回折格子２３で反射し、この回折格子２３の傾きに対応する光路差が光束を横切る方向に変化するように、光束中に形成され、ビームスプリッタ２２に入射する。また他方の光束においても、リトロー配置による回折格子２４で反射し、この回折格子２４の傾きに対応する光路差が光束中に形成され、ビームスプリッタ２２に入射する。
【００２１】
これによりビームスプリッタ２２に入射するこれら回折格子２３、２４の反射光においては、光束中の部位に応じて、光路差が異なるように設定され、これによりＣＣＤカメラ２５側から観測して、これら２つの光束中において相対的に光路差の小さな可干渉な範囲においては、干渉縞が発生するのに対し、可干渉の範囲より光路差が大きくなる部位においては、干渉縞が発生しなくなる。
【００２２】
光試験装置１においては、これによりこの干渉縞の撮像結果がＣＣＤカメラ２５で取得され、制御部２におけるこの撮像結果の画像解析により、コヒーレンス長が検出される。このようにして検出されるコヒーレンス長にあっては、従来のマイケルソン干渉計のように、可動鏡を可動しなくても、上述した２つの光束がビームスプリッタ上で重なり合っている撮像結果において、干渉縞が発生している範囲の長さを測定し、この測定結果を回折格子２３、２４で発生させる光路差に換算するだけで検出することができる。
【００２３】
これによりこの実施の形態においては、従来に比して短時間で測定結果を得ることができ、これにより例えばパルス発光するレーザー光等についても、確実に所望の特性を測定することができる。
【００２４】
またビームスプリッタ２２により分解した２つの光束について、それぞれ光束中に光路差を与えることにより、コヒーレンス長の大きな測定対象光についても、簡易に測定することができる。
【００２５】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、ビームスプリッタの出射光をリトロー配置の回折格子で反射し、光束中に回折格子の傾きに対応する光路差を形成することにより、従来に比して格段的に測定時間を短くすることができる。
【００２６】
またビームスプリッタの２つの出射光に対して、このようにして光束中に光路差を与えることにより、２つの光束間で大きな光路差を作成し得、これにより広い範囲で可干渉性を判断することができる。
【００２７】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、ビームスプリッタより出射される２つの光束のそれぞれについて、光束中に光路差を与える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な場合には、一方の光束についてのみ回折格子で反射させるようにしてもよい。
【００２８】
また上述の実施の形態においては、＋１次の回折光についてリトロー配置とする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、＋２次の回折光等についてリトロー配置とする場合等についても広く適用することができる。
【００２９】
また上述の実施の形態においては、本発明をマイケルソン干渉計に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、マッハツェンダ型干渉計等、種々の干渉計に広く適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、測定対象光をリトロー配置の回折格子で反射し、光束中に回折格子の傾きに対応する光路差を形成することにより、従来に比して格段的に測定時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光試験装置におけるコヒーレンス測定ユニットの構成を示す略線図である。
【図２】図１のコヒーレンス測定ユニットにより光試験装置を示すブロック図である。
【図３】図１のコヒーレンス測定ユニットに適用される回折格子を示す断面図である。
【図４】図３の回折格子の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１……光試験装置、１１……コヒーレンス測定ユニット、２１……コリメータレンズ、２２……ビームスプリッタ、２３、２４……回折格子、２５……ＣＣＤカメラ
【図１】
2004309201.tif 000003
【図２】
2004309201.tif 000004
【図３】
2004309201.tif 000005
【図４】
2004309201.tif 000006