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JPS63168522A - 干渉計の調整装置 - Google Patents

干渉計の調整装置

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Publication number
JPS63168522A
JPS63168522A JP31280386A JP31280386A JPS63168522A JP S63168522 A JPS63168522 A JP S63168522A JP 31280386 A JP31280386 A JP 31280386A JP 31280386 A JP31280386 A JP 31280386A JP S63168522 A JPS63168522 A JP S63168522A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
mirror
incident
interferometer
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP31280386A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Yoshikawa
治 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP31280386A priority Critical patent/JPS63168522A/ja
Publication of JPS63168522A publication Critical patent/JPS63168522A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明はフーリエ変換型分光光度針等の二光束型干渉計
の光学系の経時的変化の自動調整装置に関する。
口、従来の技術 三光束干渉計の一例としてマイケルソン型干渉計を考え
る。第6図でLは測定用光源、Mfは固定鏡、Mvは移
動鏡でBは半透明鏡である。この構成で各光学素子Mf
、Mv、Bは予めその取付角度が調整されて固定されて
いるが、その取付は角度は温度変化等により経時的に変
動する。また移動鏡の移動に伴って移動鏡の傾きが変化
する。
このような変化によって干渉パターンが移動し、受光素
子りの出力が経時的に変化して測定上の誤差を生ずる。
このような光学素子の位置姿勢の経時的な変化に対する
補正は固定鏡Mf或は移動鏡Mvの何れかの姿勢(光軸
と直交する二方向の傾き)を調整することによ7て可能
である。単に干渉計の経時的な狂いを補正するのであれ
ば時々手動的に干渉計の光学素子の姿勢の再調整を行え
ばよいが、干渉計を使っている状態で各光学素子の姿勢
が変化すのに対応するためには時々刻々に補正を行わな
ければならない。このためには2分割された後再び重ね
られる2光束の光軸の相互間のずれを検出して固定鏡、
移動鏡何れかの姿勢調節機構にフィードバックする自動
制御装置が必要である。
所で従来提案されている干渉計の光学系の調整のための
自動制御装置は第6図に示すような構成になっている。
図でLは測定用光源で、Hが自動調整用の光源であり、
レーザが用いられる。干渉計に入射したレーザビームは
鏡mによって4分割光検出器Dfに入射せしめられる。
固定鏡Mf側の光軸上に遮光板Kを置いて、4分割光検
出器Dfには移動鏡Mvで反射されて来たレーザビーム
だけが入射するようにしである。このような構成で4分
割光検出器Df上に投射されるレーザビームスポットが
4分割光検出器の各受光素子に均等に分配されるように
移動鏡Mvの姿勢を制御するもので、移動鏡の姿勢制御
は4つの移動鏡支持体のうち2つを圧電素子にして、こ
れに電圧を印加することにより行っている。即ち4分割
光検出器Dfの各受光素子の出力が互いに等しくなるよ
うに移動鏡Mvの姿勢を制御しているのであって、この
ようにすると移動鏡Mvで反射されたレーザ光束は常に
正しく4分割光検出器上に投射されていることになり、
移動鏡Mvによる反射光軸の光軸の振れが阻止される。
ハ1発明が解決しようとする問題点 上述した従来例では移動鏡Mvの使用中の反射光の光軸
の振れは阻止されるが、固定鏡や半透明鏡の姿勢も経時
的な変化があるのに、干渉計の光学系全体としての調整
の狂いの動的な補正は行われていない。
本発明は上述した従来例より、より完全な干渉計の調整
状態の変動の自動補正を行うことを目的としている。
二1問題点解決のための手段 三光束干渉計において、干渉光束を受光する位置に円周
方向に多分割された多分割光検出器を配置し、同光検出
器に入射する光束の断面が同光検出器の受光面と同程度
乃至若干大きい程度となるような光束を干渉計の主入射
光束の光軸と平行に干渉計に入射せしめる単色光光源を
配置し、干渉計の移動鏡移動中の上記多分割光検出器の
各受光素子の出力の最大、最小の差と出力平均との比が
各受光素子について等しくなるように干渉計の固定鏡或
は移動鏡の姿勢制御を行うフィードバック系を設けた。
ホ9作用 第3図において、Dfが多分割光検出器で、Pl、P2
は光検出器Df上に投射される光束を示し、Plは第1
図の固定鏡Mfからの反射光束、P2は移動!tMvか
らの反射光束で両光束はDfの受光面上で干渉している
。その結果、移動鏡を移動させると光検出器Dfの各受
光素子Dfl。
Df2.・・・の出力は移動鏡が光の波長の1/2の距
離を移動する間に一周期の変動をする。第3図Aは2光
束PL、P2が互いに少しずれて重なっており、このよ
うな状態のときは光束断面の光強度分布が中心対称的で
外周に向かい低下しているので、光束の重なり部分の各
点における2光束の強度比は1でなく、場所によって異
っており、干渉状態も異っており、受光素子Dfl、D
f2゜・・・の出力の変動の振幅と平均値との比は互い
に一致していない。これに対して第3図Bに示すように
2光束PI、P2が光検出器Df上で完全に一致してい
るときは上記比の値が各受光素子同士互いに等しくなる
。即ち干渉計から出射する2光束Pi、P2の光軸が一
致したことになる。従って干渉計の光学系の調整として
完全な調整が行われたことになり、このような調整が移
動鏡の移動中に行われるのである。
へ、実施例 第1図に本発明の一実施例を示す。この実施例はフーリ
エ変換型分光光度計用の干渉計に本発明を適用したもの
である。Mfは固定鏡、Mvは移動鏡でBは半透明鏡で
ある。移動鏡Mvは直進型のエアベアリングlに保持さ
れ、リニヤモータ2によって図で左右に駆動される。固
定鏡Mfは弾性棒の中心脚3で固定台4に保持され、第
2図に示すように中心脚3を中心とする正方形の相隣る
2頂点の位置で固定鏡と固定台との間に圧縮ばね5.5
が介在させてあり、他の2頂点の位置には、固定台との
間に電圧素子61.62が介在させである。圧電素子6
1.62に電圧を印加すると、これらの圧電素子は伸縮
し、そのため固定鏡Mfは中心脚3の取付点つまり固定
鏡中心を支点に左右および拝み方向に揺動せしめられる
。Lは測定用光源で、その出射光はコリメータ鏡7によ
り平行光束となって干渉計に入射せしめられ、干渉計か
ら出射して測定用の主光検出器8上に集光せられ、そこ
で2分割された2光束が干渉する。
Hは光学系自動調整用の単色光光源でHe−Neレーザ
が用いられており、その出射光束はコリメータ鏡7の中
央の小孔を通して干渉計の入射光路光軸に平行に干渉計
に入射せしめられ、干渉計の出射光路上の小鏡mで反射
されて4分割光検出器Df上に投射せしめられる。光源
のHe −N eレーザはTEM00の発振モードを用
い、出射光束断面半径はレーザの出射口において0.4
mm弱、そこから1200mm進んだ所で約1mm強に
広がっており、光束断面における光強度分布は中心対称
的なガウス分布になっている。この1200mmは光源
Hから光検出器Dfまでの光路長とはV等しい値で、光
検出器Dfは受光面直径が約1mmで、第3図に示すよ
うに4分割されている。
4分割光検出器の4個の受光素子Dfl、Df2、Df
3.Df4は第4図に示すように、夫々アンプA1〜A
4を経てその出力の交流成分がマルチプレクサMPXに
より順次サンプリングされ、AD変換されて、信号処理
回路10に取込まれ、信号処理回路10から圧電素子駆
動回路12を介して圧電素子61.62にフィードバッ
クされる。信号処理回路10は次のように動作する。
第5図はその動作を説明するためのタイムチャートであ
る。第5図でAは受光素子Dflの出力である。この出
力は第4図の微分増幅回路11により微分され第5図の
波形Adとなる。信号処理回路10はこの微分パルス信
号によってマルチプレクサMPXefilJ御し、同パ
ルス信号の立上りおよび立下りにおいて受光素子Dfl
〜Df4の出力信号A、B、C,Dをサンプリングして
いる。第5図の黒丸はこのサンプリング点を示し、4個
の受光素子の出力変動の振幅および出力の平均値は第3
図の2光束PL、P2がずれている場合、2光束の各受
光素子上での強度比が異るため干渉状態が異っていて互
に等しくない。信号処理回路10は上記したサンプリン
グデータにより各受光素子出力について、 (最大値−最小値)/(最大値+最小値)を算出する。
上式の分母は平均の2倍値である。
上式の比の値は、第3図の2光束PL、P2が完全に一
致したとき、検出器の受光面上のどの点でも両光束の強
さが互いに同じだから完全な干渉が成立し、(最大+最
小)は略0になり、(最大−最小)は最大になり、比の
値が最大になる。従って制御回路10は圧電素子61.
62の何れか一方を駆動して、受光素子Dfl〜Df4
の何れか一つ例えばDflについて上記比の値が最大に
なるようにし、次に圧電素子の他方を駆動して、更に上
記比が最大になるようにし、そこで他の受光素子につい
て上記比の値がDflに対する量比の値と等しいか否か
調べ、等しければそこで調整は終わりであり、若し等し
くなければ、残りのDf2〜Df4の中の一つについて
上述と同じ動作を行う。
第1図の実施例はフーリエ変換型分光光度計で、移動鏡
を左から右へ移動させながらインターフェログラムのデ
ータを採取する。この場合光源Hによって得られる干渉
信号を第4図に示すように受光素子Dflの出力から得
て、これを移動鏡Mvの移動速度制御に利用し、またイ
ンターフェログラムのデータサンプリングパルスを作る
のに利用している。と云うよりそのためのHe−Neレ
ーザを本発明の目的に利用しているのである。
信号処理回路10は移動鏡Mvの左から右への移動の間
移動鏡の速度制御、インターフェログラムのデータサン
プリング等を行っているので、上述した固定鏡の微調整
は移動鏡の右から左への帰行程において行うようになっ
ており、左から右への測定行程ではその前の帰行程にお
ける調整状態を記憶している。
ト、効果 本発明によれば試験光束を干渉計に入射させて干渉を起
こさせ、その干渉状態を受光して光学素子の調整を行う
ので、調整は単に移動鏡の光軸の振れを補正すると云う
のではな(、干渉計全体としての調整状態の狂いの補正
が行われることになり、移動鏡の移動中でも調整可能で
あるから、常に最良の状態で干渉計を用いることができ
、測定精度の向上が得られる。また多分割光検出器の各
受光素子出力についてその最大最小の差と平均との比を
用いて制御を行っているので、各受光素子間に感度のば
らつきがあっても、調整結果に影響しないと云う利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の光学系の平面図、第2図は
同実施例の固定鏡の保持構造を示す正面図、第3図は本
発明の詳細な説明する図、第4図は本発明の一実施例の
制御回路の要部回路図、第5図は同回路の動作説明のた
めの波形図、第6図は従来例の光学系の平面図である。 L・・・測定用光源、H・・・調整用光源、Mf・・・
固定鏡、Mv・・・移動鏡、B・・・半透明鏡、Df・
・・多分割光検出器、3・・・中心脚、5・・・ばね、
61.62・・・圧電素子。 代理人  弁理士 縣  浩 介 I4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 干渉光束を受光する位置に円周方向に多分割された多分
    割光検出器を配置し、同光検出器に入射する光束断面が
    同光検出器の受光面と同程度かやゝ大きい程度となるよ
    うな光束を干渉計の主入射光束の光軸と平行に干渉計に
    入射せしめる単色光光源を配置し、干渉計の固定鏡或は
    移動鏡の何れかにその姿勢を微調整する電気的駆動手段
    を設け、上記多分割光検出器の各受光素子の出力につい
    て、夫々最大値と最小値の差と平均値との比を算出し、
    この比の値が各受光素子で等しくなるように上記微調整
    手段を制御する信号処理回路を設けたことを特徴とする
    干渉計の調整装置。
JP31280386A 1986-12-30 1986-12-30 干渉計の調整装置 Pending JPS63168522A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011148726A1 (ja) * 2010-05-28 2011-12-01 コニカミノルタホールディングス株式会社 干渉計およびフーリエ変換分光分析装置
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WO2020174665A1 (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 株式会社島津製作所 マイケルソン干渉計およびそれを備えるフーリエ変換赤外分光装置

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