(57)【要約】【課題】マイケルソン干渉計を用いて気体の絶対屈折率を高精度に測定する絶対屈折率測定装置が提案されているが、この絶対屈折率測定装置は、サンプル気体を充填する領域が絶対屈折率測定装置のその他部材と同じ水平面に設けられているので、サンプル気体を充填する領域のみをサンプル液体で満たすことができないために、この絶対屈折率測定装置で液体の絶対屈折率の測定することができない。【解決手段】本発明の絶対屈折率測定装置は、容易に液体の絶対屈折率を測定することができるように、レーザ光の進行方向を垂直方向に変化させる導光手段と、移動ステージと固定ステージが上記導光手段の下方の異なる水平面に設けられている。この構成により、上記固定ステージ又は移動ステージより上方の部品の位置関係等に関係なく、移動ステージと固定ステージ間のみをサンプル液で満たすことができる。【選択図】図１
2005292032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互の距離が可変である２つの基準面と、上記基準面に挟まれて形成された真空領域と、
上記基準面間の距離に応じて長さが変わる、サンプル液で充填される液体領域とから構成される測定部と、
レーザ光を上記測定部に導光する導光手段と、
上記基準面にて反射したレーザ光と、上記基準板を透過して上記真空領域又は液体領域を通過したレーザ光の干渉結果に基づいて液体領域の屈折率を測定する測定手段を備えた屈折率測定装置において、
上記測定部は、上記導光手段の下方に設けられ、上記基準面の少なくとも一方が上下方向に移動することを特徴とする液体の絶対屈折率測定装置。
【請求項２】
上記サンプル液が貯留される容器を備え、
上記測定部は、上記容器内に配置された請求項１に記載の絶対屈折率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の絶対屈折率を高精度で測定する絶対屈折率測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体の絶対屈折率を高精度に測定する方法として、マイケルソン干渉計を用いた方法が非特許文献１で提案されている。マイケルソン干渉計を用いて、絶対屈折率を測定する絶対屈折率測定装置３００の概略斜視図を図４に示す。
【０００３】
絶対屈折率測定装置３００は、図４に示すように表面が水平面となった基材３１１上に配置されている。基材３１１の端部は、水平方向にレーザ光を出射するレーザ光源３０１が配置されている。当該レーザ光源３０１のレーザ光の出射方向には、進行方向を変化せずに直進する直進レーザ光と、進行方向が入射方向に対して水平に９０度異なる直角レーザ光にレーザ光を分割するキューブ型の無偏光ビームスプリッタ３０３が配置されている。当該無偏光ビームスプリッタ３０３から上記直角レーザ光の進行方向に所定距離だけ離れた位置には、直角レーザ光を反射して、直角レーザ光の進行方向を上記直進レーザ光と同じにするミラー３０５が配置されている。
【０００４】
上記無偏光ビームスプリッタ３０３の直進レーザ光の進行方向及び反射後の直角レーザ光の進行方向側には、上記無偏光ビームスプリッタ３０３で分割された２つのレーザ光を真空領域３６３と非真空領域３６４に導光すると共に、両領域を通過したそれぞれのレーザ光に後述の基準レーザ光を合成させる干渉光学回路３０４が配置されている。
【０００５】
なお、以下では、直進レーザ光を移動距離測長レーザ光Ｋ１と記述し、上記無偏光ビームスプリッタ３により、進行方向が９０度変化したレーザ光を屈折率比算出レーザ光Ｋ２と記述する。
【０００６】
図４及び図５に示すように上記干渉光学回路３０４は、キューブ型の偏光ビームスプリッタ３４１と、ミラー３４２と、コーナキューブ３４６と、レーザ光が２回通過すると偏光角を９０度変化させる１／４波長板３４３、３４４、３４５を備える。
【０００７】
上記偏光ビームスプリッタ３４１は、上記無偏光ビームスプリッタ３０３と対面して位置し、移動距離測長レーザ光Ｋ１と屈折率比算出レーザ光Ｋ２が入射するようになっている。上記偏光ビームスプリッタ３４１は、入射した移動距離測長レーザ光Ｋ１と屈折率比算出レーザ光Ｋ２を、直進するｓ偏光成分と入射方向に対して水平に９０度の方向に反射するｐ偏光成分に分割するようになっている。この偏光ビームスプリッタ４１のｓ偏光成分が出射する面側には、上記１／４波長板３４４が配置されている。
【０００８】
上記ミラー３４２は、上記偏光ビームスプリッタ３４１の移動距離測長レーザ光Ｋ１と屈折率比算出レーザ光Ｋ２のｐ偏光成分が出射する面側に配置され、当該ｐ偏光成分の進行方向をｓ偏光成分と同じ方向に変化させる。上記ミラー３４２の上記偏光ビームスプリッタ３４１から出射したレーザ光が反射して出射する側には１／４波長板３４３が配置されている。
【０００９】
上記コーナキューブ３４６は、前記偏光ビームスプリッタ３４１の上記ミラー３４２と反対方向に配置され、入射するレーザ光を所定の基準点に対して点対称の位置から出射させる。上記１／４波長板３４５は、上記偏光ビームスプリッタ３４１と上記コーナキューブ３４６の間に配置されている。
【００１０】
上記干渉光学回路３０４の上記無偏光ビームスプリッタ３０３及びミラー３０５の反対側には、ｓ偏光成分の進行方向と平行に移動可能な移動ステージ３６２が配置されている。さらに、上記移動ステージ３６２の上記干渉光学回路３０４と反対側には、固定ステージ３６１が配置されている。上記固定ステージ３６１の上記移動ステージ３６２と反対側には、ミラー３６６が配置されている。
【００１１】
上記固定ステージ３６１と移動ステージ３６２は、蛇腹状の仕切り材３６５で連結されている。この仕切り材３６５によって上記固定ステージ３６１と移動ステージ３６２の間が２空間に区画されており、上記仕切り材３６５で囲まれた空間が真空領域３６３となっており、仕切り材３６５の外側がサンプル気体で充填される非真空領域３６４となっている。
【００１２】
さらに、基材３１１上には図４に示すように、光センサ３０８ａ、３０８ｂが配置されており、上記干渉光学回路３０４と、上記無偏光ビームスプリッタ３０３及びミラー３０５の間には、上記干渉光学回路３０４から出射されたレーザ光を光センサ３０８ａ、３０８ｂに導くためのミラー３０９ａ、３０９ｂ等が配置されている。
【００１３】
上記レーザ光源３０１から出射したレーザ光は、上記無偏光ビームスプリッ３０３に入射し、当該無偏光ビームスプリッタ３０３内を直進する移動距離測長レーザ光Ｋ１と、入射方向に対して水平に９０度の方向に進行する屈折率比算出レーザ光Ｋ２の二光束に分割される。
【００１４】
上記のように移動距離測長レーザ光Ｋ１は、上記無偏光ビームスプリッタ３０３を出射すると直接上記干渉光学回路３０４に入射し、屈折率比算出レーザ光Ｋ２は、上記無偏光ビームスプリッタ３０３を出射すると、ミラー３０５に反射した後、進行方向を真空側レーザ光Ｌ１と同じ向きに変化して上記干渉光学回路３０４に入射する。
【００１５】
図５に示すように、上記干渉光学回路３０４に入射した移動距離測長レーザ光Ｋ１は、偏光ビームスプリッタ３４１において、ｓ偏光成分とｐ偏光成分に分割される。
【００１６】
移動距離測長レーザ光Ｋ１のｓ偏光成分である基準レーザ光Ｋ１Ａは、偏光ビームスプリッタ３４１を透過すると１／４波長板３４４を通過して、上記移動ステージ３６２に到達する。当該移動ステージ３６２の上記基準レーザ光Ｋ１Ａが入射する位置にはミラー加工が成されており、上記基準レーザ光Ｋ１Ａは移動ステージ３６２で反射される。この移動ステージ３６２で反射された上記基準レーザ光Ｋ１Ａは、再度１／４波長板３４４を通過して、偏光ビームスプリッタ３４１に再入射する。上記基準レーザ光Ｋ１Ａは、上記偏光ビームスプリッタ３４１を出射してから再入射するまでに１／４波長板３４４を２回通過したことで偏光角が９０度変化しており、再入射した際には偏光ビームスプリッタ３４１において上記コーナキューブ３４６側に反射される。
【００１７】
上記コーナキューブ３４６側に反射された上記基準レーザ光Ｋ１Ａは、１／４波長板３４５を通過して上記コーナキューブ３４６に到達する。当該コーナキューブ３４６において、上記基準レーザ光Ｋ１Ａは、当該コーナキューブ３４６に入射した位置と点対称の位置から出射して、再度１／４波長板３４５を通過して偏光ビームスプリッタ３４１に入射する。
【００１８】
再入射するまでに、上記基準レーザ光Ｋ１Ａは、１／４波長板３４５を２回通過したことで偏光角が９０度変化しているので、今回は偏光ビームスプリッタ３４１を直進して、ミラー３４２によって上記移動ステージ３６２側に反射される。上記移動ステージ３６２の当該位置も上述と同様にミラー加工が成されており、基準レーザ光Ｋ１Ａは反射して、上記偏光ビームスプリッタ３４１に再入射する。上記ミラー３４２と固定ステージ３６１間には１／４波長板３４３が配置されているので、上記基準レーザ光Ｋ１Ａは、上記偏光ビームスプリッタ３４１を出射してから再入射するまでに１／４波長板３４３を２回通過したことで偏光角が９０度変化している。そのために、上記基準レーザ光Ｋ１Ａは、偏光ビームスプリッタ３４１において、当該干渉光学回路３０４に入射されてきた方向に反射される。なお、上記基準レーザ光Ｋ１Ａが入出射する偏光ビームスプリッタ３４１の入出射面３４１ａにおいて、上記基準レーザ光Ｋ１Ａの入射位置と出射位置とは、上記コーナキューブ３４６による反射により、異なる水平面に位置することになる。すなわち、偏光ビームスプリッタ４１から出射された移動距離測長レーザ光Ｋ１の光路上に、上記無偏光ビームスプリッタ３０３やミラー３０５は位置していない。
【００１９】
一方、偏光ビームスプリッタ３４１において、入射方向に対して水平に９０度の方向に反射された、移動距離測長レーザ光Ｋ１のｐ偏光成分である位置検知レーザ光Ｋ１Ｂは、基準レーザ光Ｋ１Ａと通過順序は異なるが、同一の光学素子を通過して上記基準レーザ光Ｋ１Ａの出射位置と同一の位置から出射される。
【００２０】
この位置検知レーザ光Ｋ１Ｂの光路において、上記基準レーザ光Ｋ１Ａと異なる点は、移動ステージ３６２の位置検知レーザ光Ｋ１Ｂが到達する位置に透明な光導入窓３６２ａが設けられており、上記真空領域３６３に導光されて固定ステージ３６１で反射される点にある。そのために、上記基準レーザ光Ｋ１Ａの光路長と上記位置検知レーザ光Ｋ１Ｂの光路長は、固定ステージ３６１から移動ステージ３６２までの光学的距離の４倍（２往復）だけ異なる。よって、上記干渉光学回路４を出射した上記基準レーザ光Ｋ１Ａと上記位置検知レーザ光Ｋ１Ｂが合成された移動距離測長レーザ光Ｋ１は、固定ステージ３６１から移動ステージ３６２までの光学的距離に基づいて光強度が変化する干渉光となる。
【００２１】
また、屈折率比算出レーザ光Ｋ２についても、移動距離測長レーザ光Ｋ１と同様に、上記干渉光学回路３０４を真空側レーザ光Ｋ２Ａとサンプル側レーザ光Ｋ２Ｂとに分割されて通過して、上記真空側レーザ光Ｋ２Ａとサンプル側レーザ光Ｋ２Ｂは、偏光ビームスプリッタ３４１の移動距離測長レーザ光Ｋ１の出射位置とは異なる同一位置から出射される。
【００２２】
上記真空側レーザ光Ｋ２Ａと上記サンプル側レーザ光Ｋ２Ｂが入射する上記移動ステージ３６２の位置は透明な光導入窓３６２ａが設けられており、上記真空側レーザ光Ｋ２Ａは上記真空領域３６３に導光され、上記サンプル側レーザ光Ｋ２Ｂは、非真空領域３６４に導光されて上記固定ステージ３６１に入射する。上記真空側レーザ光Ｋ２Ａと上記サンプル側レーザ光Ｋ２Ｂが入射する上記固定ステージ３６１の位置にも、透明な光導入窓３６１ａが設けられており、上記真空側レーザ光Ｋ２Ａと上記サンプル側レーザ光Ｋ２Ｂは、固定ステージ３６１を通り抜けて、ミラー３６６にて反射して、上記無偏光ビームスプリッタ３４１に再入射する。
【００２３】
よって、干渉光学回路３０４から出射される真空側レーザ光Ｋ２Ａとサンプル側レーザ光Ｋ２Ｂが合成された屈折率比算出レーザ光Ｋ２は、真空領域と非真空領域３６４の屈折率の差に基づいて光強度が変化する干渉光となる。
【００２４】
上述のようにして、干渉光学回路３０４から出射された移動距離測長レーザ光Ｋ１及び
屈折率比算出レーザ光Ｋ２は、ミラー３０９ａ、３０９ｂ等を介して光センサ３０８ａ、３０８ｂに入射し光強度が検知される。
【００２５】
上記絶対屈折率測定装置３００は、光センサ３０８ａに入射した移動距離測長レーザ光Ｋ１に対する光センサ３０８ｂに入射した屈折率比算出レーザ光Ｋ２の光強度の変化度合いの比を算出し、この比に１を加えて、非真空領域３６４に充填されているサンプル気体の絶対屈折率を算出する。
【非特許文献１】藤井賢一（Ken-ichi Fujii）、他３名, 「可変長真空セルと複光路マイケルソン干渉計との組み合わせによる新しい屈折計（A New Refractometer by Combining a Variable Length Vacuum Cell and a Double-Pass Michelson Interferometer）」, アイトリプルイー・トランザクションズ・オン・インスツルメンテーション・アンド・メジャメント（IEEE Transactions ON Instrumentation And Measurement）, 第４６巻, 第２号, １９９７年４月, ｐ．１９１−１９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
以上で説明した絶対屈折率測定装置３００は、気体を測定対象としているため、以下に示すような理由によって液体の絶対屈折率を測定することができない。
【００２７】
液体の絶対屈折率を測定する場合、非真空領域３６４をサンプル液で充填しなければならない。しかし、上記した絶対屈折率測定装置３００は、光路が水平方向となるように、レーザ光源３０１、無偏向スプリッタ３０３、干渉光学回路３０４、固定ステージ３６１、移動ステージ３６２等が水平面となる基材３１１上に設置されている。そのため、非真空領域３６４だけを液体で満たそうとすると、例えば、固定ステージ３６１と移動ステージ３６２の周りに土手を形成しなければならない。しかし、この場合、基材３１１や土手でコンタミネーションが発生することを防止するために、基材３１１や土手等の洗浄を丁寧にする必要があり、また、土手に流し込んだサンプル液の温度制御をすることが困難である。
【００２８】
そこで、本発明は、容易に且つ高精度に液体の絶対屈折率を測定することができる屈折率測定装置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】
【００２９】
本発明の屈折率測定装置においては、容易に液体の絶対屈折率を測定することができるように、導光手段の下方に、２つの基準面と、この２つの基準面に挟まれた真空領域と、基準面間の距離に応じて長さが変わりサンプル液が充填される液体領域とで構成された測定部を設ける。例えば、この測定部を構成する２つの基準面として、基材に固定された固定ステージと固定ステージに対して上下方向に移動することが可能な移動ステージを用いる。
【発明の効果】
【００３０】
これにより、導光手段より下方に測定部が設けられているので、測定部よりも上方の構成に関係なく、導光手段よりも下方の測定部のみを容器に入ったサンプル液に浸すことができる。したがって、従来のように、土手を形成してサンプル液が貯留される空間を作成したりしなくても、測定部より上方に絶対屈折率の測定に必要な光学素子を配置すれば、液体領域のみをサンプル液で満たすことができる。また、絶対屈折率測定後の洗浄は、サンプル液に浸けられる測定部のみだけで済むので、洗浄作業が容易となる。
【００３１】
また、サンプル液を恒温槽などに入れた状態でサンプル液の絶対屈折率を測定することができるので、サンプル液の温度制御も容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、実施の形態を図面にしたがって詳細に説明する。図１は絶対屈折率測定装置が備える光学系を示す概略斜視図である。また、図２は、図１に示す絶対屈折率測定装置の概略断面図である。
【００３３】
本実施の形態の絶対屈折率測定装置１００は、図１に示すように、基材１１に支持された基材１１の上方に位置する支持台１２と、当該支持台１２に配置され、複数波長のレーザ光を出射するレーザ光源１と、当該支持台１２のレーザ光源１のレーザ光の出射方向に配置されたレーザ光の偏光角を４５度にする１／２波長板２とを備える。また、支持台１２の上記１／２波長板２のレーザ光の進行方向側には、レーザ光を直進させる直進レーザ光と、進行方向が入射方向に対して水平に９０度異なる直角レーザ光にレーザ光を分割するキューブ型の無偏光ビームスプリッタ３が配置されている。さらに、当該無偏光ビームスプリッタ３の上記直進レーザ光の進行方向に所定距離だけ離れた位置には、直進レーザ光を反射して、直進レーザ光の進行方向を上記直角レーザ光と同じ方向にするミラー５が配置されている。なお、図２においては、ミラー５が上記無偏光ビームスプリッタ３の下方に描かれているが、これは、光路の説明を容易とするためであり、実際は、ミラー５は、上記したように当該無偏光ビームスプリッタ３の上記直進レーザ光の進行方向に所定距離だけ離れた位置に配置されている。
【００３４】
上記無偏光ビームスプリッタ３とミラー５の直角レーザ光とミラー５での反射後の直進レーザ光の進行方向と反対側には、偏光角が４５度のレーザ光が通過できる偏光板４７と、ミラー９ａ、９ｂと、当該ミラー９ａ、９ｂにて反射したレーザ光が受光される光センサ８ａ、８ｂが配置されている。
【００３５】
また、上記無偏光ビームスプリッタ３とミラー５の直角レーザ光とミラー５での反射後の直進レーザ光の進行方向側には、干渉光学回路４が支持台１２に支持されている。
【００３６】
なお、以下では、ミラー５により進行方向が変化された直進レーザ光を真空側レーザ光Ｌ１と記述し、上記無偏光ビームスプリッタ３により、進行方向が９０度変化したレーザ光をサンプル側レーザ光Ｌ２と記述する。
【００３７】
上記干渉光学回路４は、キューブ型の偏光ビームスプリッタ４１と、ミラー４２と、コーナキューブ４６と、レーザ光が２回通過すると偏光角を９０度変化させる１／４波長板波長板４３、４４、４５を備える。
【００３８】
上記偏光ビームスプリッタ４１は、上記無偏光ビームスプリッタ３及びミラー５の真空側レーザ光Ｌ１とサンプル側光Ｌ２の進行方向に位置する。上記偏光ビームスプリッタ４１は、入射した真空側レーザ光Ｌ１とサンプル側光Ｌ２を直進するｓ偏光（横）成分と鉛直下方に反射されるｐ偏光（縦）成分に分割するようになっている。この偏光ビームスプリッタ４１の上方及び下方に１／４波長板４４、４５が配置されている。
【００３９】
上記ミラー４２は、上記偏光ビームスプリッタ４１の真空側レーザ光Ｌ１とサンプル側光Ｌ２が入射する面の反対側に位置し、当該偏光ビームスプリッタ４１を直進したレーザ光の進行方向を鉛直下方に変化させる。このミラー４２の鉛直下方に上記１／４波長板４３が配置されている。
【００４０】
また、上記コーナキューブ４６は、上記偏光ビームスプリッタ４１の上方に位置し、鉛直下方から入射するレーザ光を、所定の基準点に対して点対称の位置で鉛直下方に向けて折り返す。
【００４１】
上記干渉光学回路４の鉛直下方には、固定ステージ６１が基材１１の中央部に基材１１に固定されて配置されている。図２に示すように、上記基材１１は、固定ステージ６１を挟んだ位置にリニアブッシュ５１を介して支柱５０を昇降可能に支持している。上記２本の支柱５０は、上記固定ステージ６１の鉛直下方の位置で移動ステージ６２にて連結され、上端は、中央部にボール螺子５６が螺合された連結部材５３で連結されている。上記固定ステージ６１と移動ステージ６２は、蛇腹状の仕切り材６５で２空間に区画されており、仕切り材６５で囲まれた空間が真空領域６３となっており、仕切り材６５の外側がサンプル液で充填される液体領域６４となっている。
【００４２】
上記基材１１の上記リニアブッシュ５１の外側には、２本の支柱７０が基材１１に固定されて立設されており、これらの支柱７０は、上記連結材５３の上側と下側の二箇所が連結材７３、７４で連結されている。これらの連結材７３、７４の中央部は、上記ボール螺子５６の上端と下端が立設されており、上側の連結材７３には、モータ５４と、モータ５４によって駆動され、上記ボール螺子５６を回転させるギア５５が設置されている。
【００４３】
モータ５４の駆動によってボール螺子５６が回転すると、連結部材５３及び上記支柱５０を介して上記移動ステージ６２が鉛直上方または鉛直下方に昇降できるようになっている。
【００４４】
絶対屈折率測定装置１００は上記した構成となっており、上記固定ステージ６１、移動ステージ６２、仕切り材６５、支柱５０は、レーザ光源１、無偏光ビームスプリッタ３、干渉光学回路４、ミラー５等よりも鉛直下方に配置されてる。そのために、絶対屈折率測定装置１００の上記固定ステージ６１と移動ステージ６２間のみを容器に入ったサンプル液に浸けることで、液体領域６４をサンプル液で満たすことができる。
【００４５】
このように形成された絶対屈折率測定装置１００を用いて、サンプル液の絶対屈折率の測定方法を説明する。
【００４６】
まず、サンプル液が充填された容器Ｂを、絶対屈折率測定装置１００の下方から持ち上げて、上記固定ステージ６１までサンプル液に浸ける。上記固定ステージ６１までサンプル液に浸けると、絶対屈折率測定装置１００の操作部に設けられたスタートキーを押下する。スタートキーが押下されると、図示しない測定手段は、所定の波長のレーザ光をレーザ光源１から出射させると共に、上記モータ５４を駆動して上記移動ステージ６２を鉛直上方又は鉛直下方に移動させる。
【００４７】
レーザ光源１から出射したレーザ光は、上記１／２波長板２にて偏光角を４５度にされた後、上記無偏光ビームスプリッタ３に入射し、当該無偏光ビームスプリッタ３内を直進する真空側レーザ光Ｌ１と、入射方向に対して水平に９０度の方向に進行するサンプル側レーザ光Ｌ２との二光束に分割される。
【００４８】
本実施の形態では、二光束のうちサンプル側レーザ光Ｌ２は、上記無偏光ビームスプリッタ３を出射すると直接上記干渉光学回路４に入射し、真空側レーザ光Ｌ１は、上記無偏光ビームスプリッタ３を出射すると、一旦ミラー５にて反射して、進行方向を直進レーザ光と同じ向きに変化して上記干渉光学回路４に入射する。
【００４９】
図２に示すように、上記干渉光学回路４に入射した真空側レーザ光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ４１において、直進するｓ偏光（横）成分と入射方向に対して９０度の方向に反射されるｐ偏光（縦）成分に分割される。
【００５０】
真空側レーザ光Ｌ１の偏光ビームスプリッタ４１を直進する成分である真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、ミラー４２によって鉛直下方に反射され、１／４波長板４３を通過して上記固定ステージ６１に到達する。当該固定ステージ６１の真空側基準レーザ光Ｌ１Ａが入射する位置にはミラー加工が成されており、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは固定ステージ６１の上面で鉛直上方に反射される。この鉛直上方に反射された真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、１／４波長板４３及びミラー４２を経て再び偏光ビームスプリッタ４１に入射する。真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、偏光ビームスプリッタ４１を出射してから再入射するまでに、１／４波長板４３を２回通過して偏光角が９０度変化している。そのため、再入射したときは、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、偏光ビームスプリッタ４１で鉛直上方に反射される。
【００５１】
鉛直上方に反射されると、上記真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、上記１／４波長板４５を通過して、上記コーナキューブ４６に到達して、当該コーナキューブ４６において進行方向が鉛直下方に変化する。進行方向が鉛直下方方向に変化した真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、上記１／４波長板４５を通過して、再度、偏光ビームスプリッタ４１に入射する。このときも、真空側基準レーザ光ＬＡ１は、偏光ビームスプリッタ４１を出射してから再入射するまでに１／４波長板４５を２回通過しているので偏光角が９０度変化している。そのため、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、偏光ビームスプリッタ４１を直進して１／４波長板４４を通過して固定ステージ６１に到達する。固定ステージ６１の当該位置も上述と同様にミラー加工が成されており、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは鉛直上方に反射され、１／４波長板４４を通過して、再度偏光ビームスプリッタ４１に入射する。このときも、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、偏光ビームスプリッタ４１を出射してから再入射するまでに、１／４波長板４４を２回通過しているので偏光角が９０度変化している。そのため、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａは、偏光ビームスプリッタ４１において、当該干渉光学回路４に入射されてきた方向に反射される。なお、真空側レーザ光Ｌ１が入出射する偏光ビームスプリッタ４１の入出射面４１ａにおいて、真空側レーザ光Ｌ１の入射位置と出射位置とは、上記コーナキューブ４６による反射により、異なる水平面に位置することになる。すなわち、偏光ビームスプリッタ４１から出射された真空側レーザ光Ｌ１の光路上に、上記無偏光ビームスプリッタ３やミラー５は位置していない。
【００５２】
一方、偏光ビームスプリッタ４１において、入射方向に対して９０度の方向（ここでは、鉛直下方）に反射された、真空側レーザ光Ｌ１のｐ偏光成分（偏光角０度）である真空側測長レーザ光Ｌ１Ｂは、真空側基準レーザ光Ｌ２Ａと通過順序は異なるが、同一の光学素子を通過して真空側基準レーザ光Ｌ１Ａの出射位置と同一の位置から出射される。
【００５３】
この真空側測長レーザ光Ｌ１Ｂの光路において、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａと異なる点は、固定ステージ６１の真空側測長レーザ光Ｌ１Ｂが到達する位置に透明な光導入窓６１ａが設けられており、上記真空側測長レーザ光Ｌ１Ｂは、真空領域６３に導光されて移動ステージ６２の上面で鉛直上方に反射される点にある。
【００５４】
上記のように、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａと真空側測長レーザ光Ｌ１Ｂは、同一の出射位置から出射させるので、真空側基準レーザ光Ｌ１Ａと真空側測長レーザ光Ｌ２Ａは、偏光ビームスプリッタ４１から出射する際に合成される。合成された上記真空側レーザ光Ｌ１は、上記偏光板４７を通過する。この偏光板４７を通過することで、上記真空側レーザ光Ｌ１は、同一偏光成分の真空側基準レーザ光Ｌ１Ａと真空側測長レーザ光Ｌ１Ｂが畳重した状態となり、上記光路差に応じた光強度を有する干渉光となる。上記偏光板４７を通過した上記真空側レーザ光Ｌ１は、ミラー９ａに反射して上記光学センサ８ａに受光される。
【００５５】
また、サンプル側レーザ光Ｌ２についても、真空側レーザ光Ｌ１と同様に、上記干渉光学回路４をサンプル側基準レーザ光Ｌ２Ａとサンプル側測長レーザ光Ｌ２Ｂとに分割されて通過し、当該サンプル側基準レーザ光Ｌ２Ａとサンプル側測長レーザ光Ｌ２Ｂは、偏光ビームスプリッタ４１の上記真空側レーザ光Ｌ１の出射位置とは異なる同一位置から出射される。このとき、このとき、サンプル側基準レーザ光Ｌ２Ａは固定ステージ６１の上面のミラー加工部で反射され、また、サンプル側測長レーザＬ２Ｂは、固定ステージ６１の光導入窓６１ａを介してサンプル領域６４に導入された後、移動ステージ６２の上面で反射される。このため、干渉光学回路４から出射されるサンプル側レーザ光Ｌ２は、固定ステージ６１の上面から移動ステージ６２の上面までの光学的距離の４倍（２往復）の光路差に応じた光強度を有する干渉光となる。
【００５６】
また、上記偏光ビームスプリッタ４１から出射した上記サンプル側基準レーザ光Ｌ２Ａと上記サンプル側測長レーザ光Ｌ２Ｂが合成されたサンプル側レーザ光Ｌ２は、上記真空側レーザ光Ｌ２と同様に、上記偏光板４７を通過し、ミラー９ｂにて反射して受光センサ８ｂに受光される。
【００５７】
上記移動ステージ６２が絶対屈折率に必要な距離を移動すると、上記測定手段は、レーザ光の出射と移動ステージ６２の移動を終了させる。光センサ３０８ａ、３０８ｂにて検知される光強度は、真空側レーザ光Ｌ１、及び、サンプル側レーザ光Ｌ２の真空側サンプル側レーザ光Ｌ１Ｂ、サンプル側レーザ光Ｌ２Ｂの光強度に当然ながら影響される。真空側サンプル側レーザ光Ｌ１Ｂ、サンプル側レーザ光Ｌ２Ｂの光強度は、真空領域３６３とサンプル気体が充填されている非真空領域３６４の屈折率と、それぞれの光が通過する真空領域３６３と非真空領域３６４の長さに基づいて変化する。
【００５８】
したがって、上記絶対屈折率測定装置３００は、移動ステージ３６２を移動させて、真空領域３６３と非真空領域３６４の長さを変化させたときの、真空側レーザ光Ｌ１とサンプル側レーザ光Ｌ２の光強度の変化度合いを比較して、サンプル気体の絶対屈折率を算出する。
【００５９】
上記のように、本実施の形態では、絶対屈折率の測定に使用されるレーザ光は、上記干渉光学回路４によって、固定ステージ６１、真空領域６３を介して移動ステージ６２、液体領域６４を介して移動ステージ６２に導光されているので、本実施の形態においては上記干渉光学回路４は、導光手段としても機能している。
【００６０】
以上のように、固定ステージ６１と移動ステージ６２の間をサンプル液に浸けることで液体領域６４をサンプル液で満たすことができるので、サンプル液の絶対屈折率測定後の洗浄は、絶対屈折率測定装置の固定ステージ６１と移動ステージ６２間のみで済む。また、容易に洗浄することができるようにするために、サンプル液に浸けられる固定ステージ６１と移動ステージ６２間を絶対屈折率測定装置に対して着脱可能な構成にしてもよい。
【００６１】
また、上記容器Ｂは、本発明の絶対屈折率測定装置の構成要素としても良く、容器Ｂを絶対屈折率測定装置の構成要素とする場合、容器Ｂを上記固定ステージ６１と移動ステージ６２を収納することができる位置に配置するようにする。
【００６２】
また、本実施の形態では、移動ステージ６２が固定ステージ６１の下方に配置されているが、移動ステージ６１が固定ステージ６２の上方に設けられていても良い。
【００６３】
さらに、上記では、図１及び図２に示すように、固定ステージ６１と移動ステージ６２で挟まれた空間に真空領域６３と液体領域６４を形成した絶対屈折率測定装置１００を用いて、導光手段の下方に測定部が設けられた構成を説明したが、本願が適用される絶対屈折率測定装置は、上記で説明に用いた絶対屈折率測定装置１００に限定されるものでない。
【００６４】
上記で説明に用いた絶対屈折率測定装置１００では、絶対屈折率測定の際にサンプル液が仕切り材６５と接するので、蛇腹状の仕切り材６５の洗浄が必要となる。仕切り材の洗浄を無くすために、図３に示すように、固定ステージ６２の周辺部に側壁６８が設置され、液体領域６４を、基材１１等に固定されて移動ステージ６２の下方に配置されているミラー６７と移動ステージ６２の領域とした絶対屈折率測定装置３００にも本発明を適用することができる。
【００６５】
この絶対屈折率測定装置３００を用いてサンプル液の絶対屈折率を測定する場合は、移動ステージ６２を容器Ｂに入ったサンプル液に浸けて、移動ステージを下方または上方に移動させながら、レーザ光を出射させる。このようにサンプル液が仕切り材６５と接することがないので、絶対屈折率測定装置３００では、仕切り材６５の洗浄も省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の絶対屈折率測定装置が備える光学系を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の絶対屈折率測定装置の概略断面図である。
【図３】別の形態の測定部の断面図である。
【図４】従来の絶対屈折率測定装置が備える光学系を示す概略斜視図である。
【図５】従来の絶対屈折率測定装置の光学系内の光路を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  レーザ光源
２  １／４波長板
３  無偏光ビームスプリッタ
４  干渉光学回路
１１  基材
５０  支柱
５１  リニアブッシュ
５３  連結材
５４  モータ
５５  ギア
６１  固定ステージ
６２  移動ステージ
６３  真空領域
６４  液体領域
６５  仕切り材
１００  絶対屈折率測定装置
Ｂ  容器
【図１】
2005292032.tif 000003
【図２】
2005292032.tif 000004
【図３】
2005292032.tif 000005
【図４】
2005292032.tif 000006
【図５】
2005292032.tif 000007