JP2002174504A - Multi-beam laser interferometer - Google Patents
Multi-beam laser interferometerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ステージなどの移
動量を測定するのに広く使用されているレーザ干渉計に
関し、特に１個のレーザ干渉計から複数のレーザビーム
が出射され、複数の部分の移動量が同時に測定できるマ
ルチビーム・レーザ干渉計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser interferometer widely used for measuring the amount of movement of a stage or the like, and more particularly to a laser interferometer in which a plurality of laser beams are emitted from a single laser interferometer. The present invention relates to a multi-beam laser interferometer capable of simultaneously measuring the amount of movement of a laser beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１は、測長用のレーザ干渉計の基本構
成を示す図であり、（Ａ）はシングルパス型を、（Ｂ）
はダブルパス型を示す。図１の（Ａ）に示すように、レ
ーザ光源から光源用光ファイバ１に入射されて伝送さ
れ、光源用光ファイバ１の出力端から出射されたレーザ
ビームは、レンズ２により平行ビームａにされる。平行
ビームａは、偏光ビームスプリッタ３により測定ビーム
ｂと参照ビームｃに分割される。測定ビームｂは、測定
対象物に設けられた１／４波長板４を通過し、更にコー
ナーキューブ５で逆方向に反射され、再び１／４波長板
４を通過しビームｄとなるが、１／４波長板４を２回通
過するのでビームｄの偏波面は１８０度回転する。従っ
て、偏光ビームスプリッタ３に入射したビームｄは偏光
ビームスプリッタ面で反射される。一方、参照ビームｃ
は、１／４波長板６を通過し、コーナーキューブ７で逆
方向に反射され、再び１／４波長板６を通過し、偏波面
が１８０度回転したビームｅとなり、偏光ビームスプリ
ッタ３の偏光ビームスプリッタ面を通過する。このよう
にしてビームｄとｅが合成されて干渉ビームｆが発生す
る。干渉ビームｆは１／４波長板８を通過して干渉縞を
生じる。干渉の状態は、測定ビームと参照ビームの光路
差により決定され、測定対象物が移動してコーナーキュ
ーブ５の位置が変化するとそれに応じて干渉縞が変化す
るので、干渉縞の変化を検出すればコーナーキューブ５
の移動量、すなわち、測定対象物の移動量が検出でき
る。１／４波長板８を通過した干渉ビームは、レンズ９
で光ファイバ１０の入力端に収束され、光ファイバ１０
により光検出器１１に入射し、電気信号に変換される。
干渉縞が変化すると電気信号も変化する。電気信号は増
幅器１２で増幅された後、比較器１３で２値化され、カ
ウンタ１４で２値信号の変化数が計数されて、移動量が
算出される。なお、干渉縞の９０度位相の異なる位置に
２個の光検出器を設け、その出力をＡ／Ｄ変換して２つ
の信号の強度比から位相まで求める場合もある。また、
この例では光ファイバ１と１１を使用したが、光ファイ
バを使用せずにレーザ光源から出射されるレーザビーム
を直接ビームａとして偏光ビームスプリッタ３に入射
し、干渉ビームを直接光検出器１１で検出する場合もあ
る。また、図では説明を容易にするために、ビームがコ
ーナーキューブの一方の面で反射され、次いで他の面で
反射されるように示したが、コーナーキューブの入射面
と同程度の大きさのビームを使用しても同じであり、以
下に説明するシングルパス型ではビームはコーナーキュ
ーブの入射面と同程度の大きさとして示す。また、１／
４波長板８は、以下の図では省略する。2. Description of the Related Art FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a laser interferometer for length measurement. FIG.
Indicates a double-pass type. As shown in FIG. 1 (A), a laser beam which is incident on a light source optical fiber 1 from a laser light source and transmitted, and is emitted from an output end of the light source optical fiber 1 is converted into a parallel beam a by a lens 2. You. The parallel beam a is split by the polarizing beam splitter 3 into a measurement beam b and a reference beam c. The measurement beam b passes through the quarter-wave plate 4 provided on the object to be measured, is further reflected by the corner cube 5 in the opposite direction, passes through the quarter-wave plate 4 again, and becomes a beam d. Since the beam d passes through the quarter wavelength plate 4 twice, the plane of polarization of the beam d is rotated by 180 degrees. Therefore, the beam d incident on the polarizing beam splitter 3 is reflected on the polarizing beam splitter surface. On the other hand, the reference beam c
Is a beam e that has passed through the quarter-wave plate 6, is reflected in the opposite direction by the corner cube 7, passes again through the quarter-wave plate 6, becomes a beam e whose polarization plane is rotated by 180 degrees, and is polarized by the polarization beam splitter 3. It passes through the beam splitter surface. Thus, the beams d and e are combined to generate the interference beam f. The interference beam f passes through the quarter-wave plate 8 to generate interference fringes. The state of interference is determined by the optical path difference between the measurement beam and the reference beam, and when the measurement object moves and the position of the corner cube 5 changes, the interference fringes change accordingly. Corner cube 5
, That is, the amount of movement of the measurement object can be detected. The interference beam that has passed through the 板 wavelength plate 8 is
At the input end of the optical fiber 10,
As a result, the light enters the photodetector 11 and is converted into an electric signal.
When the interference fringe changes, the electric signal also changes. After the electric signal is amplified by the amplifier 12, it is binarized by the comparator 13, the number of changes in the binary signal is counted by the counter 14, and the movement amount is calculated. In some cases, two photodetectors are provided at different positions of the interference fringes at a phase difference of 90 degrees, and their outputs are A / D converted to obtain the phase from the intensity ratio of the two signals. Also,
Although the optical fibers 1 and 11 are used in this example, the laser beam emitted from the laser light source is directly incident on the polarization beam splitter 3 as the beam a without using the optical fiber, and the interference beam is directly detected by the photodetector 11. It may be detected. Also, in the figure, for ease of explanation, the beam is shown to be reflected on one surface of the corner cube and then on the other surface. The same is true even when a beam is used. In the single-pass type described below, the beam is shown as having the same size as the incident surface of the corner cube. Also, 1 /
The four-wavelength plate 8 is omitted in the following figures.
【０００３】図１の（Ａ）の測長用レーザ干渉計は、測
定ビームが偏光ビームスプリッタ３とコーナーキューブ
５の間を１回往復するだけであるのでシングルパス型と
呼ばれる。これに対して、図１の（Ｂ）の測長用レーザ
干渉計では、測定ビームが偏光ビームスプリッタ３とコ
ーナーキューブ５の間を２回往復するのでダブルパス型
と呼ばれる。ダブルパス型は、シングルパス型に比べて
分解能が２倍になる。図１の（Ｂ）に示すように、ダブ
ルパス型測長用レーザ干渉計では、偏光ビームスプリッ
タ３に入力したレーザビームｈは、偏光ビームスプリッ
タ３により測定ビームｉと参照ビームｊに分割される。
測定ビームｉは、１／４波長板４を通過し、測定対象物
に設けられた平面反射ミラー１５で逆方向に反射され、
再び１／４波長板４を通過し、偏波面が１８０度回転し
たビームとして再び偏光ビームスプリッタ３に入射す
る。このビームは、偏光ビームスプリッタ面で反射さ
れ、コーナーキューブ１７で逆方向に反射され、更に偏
光ビームスプリッタ面で反射されてビームｋとなる。ビ
ームｋは、平面反射ミラー１５で逆方向に反射され、再
び偏光ビームスプリッタ３に入射するが、この間に１／
４波長板４を２回通過するので、偏光ビームスプリッタ
面を通過する。The laser interferometer for length measurement shown in FIG. 1A is called a single-pass type because the measurement beam only reciprocates once between the polarizing beam splitter 3 and the corner cube 5. On the other hand, the laser interferometer for length measurement of FIG. 1B is called a double-pass type because the measurement beam reciprocates twice between the polarizing beam splitter 3 and the corner cube 5. The double-pass type has twice the resolution as compared to the single-pass type. As shown in FIG. 1B, in the double-pass type laser interferometer for length measurement, the laser beam h input to the polarizing beam splitter 3 is split by the polarizing beam splitter 3 into a measurement beam i and a reference beam j.
The measurement beam i passes through the quarter-wave plate 4 and is reflected in the opposite direction by a plane reflection mirror 15 provided on the object to be measured.
The beam again passes through the quarter-wave plate 4 and enters the polarization beam splitter 3 again as a beam whose polarization plane is rotated by 180 degrees. This beam is reflected by the polarization beam splitter surface, reflected in the opposite direction by the corner cube 17, and further reflected by the polarization beam splitter surface to become a beam k. The beam k is reflected in the opposite direction by the plane reflection mirror 15 and reenters the polarization beam splitter 3, during which 1 /
Since the light passes through the four-wavelength plate 4 twice, it passes through the plane of the polarizing beam splitter.
【０００４】一方、参照ビームｊは、１／４波長板６を
通過し、平面反射ミラー１６で逆方向に反射され、再び
１／４波長板６を通過し、偏波面が１８０度回転したビ
ームとして再び偏光ビームスプリッタ３に入射するの
で、偏光ビームスプリッタ面を通過する。このビーム
は、コーナーキューブ１７で逆方向に反射され、更に偏
光ビームスプリッタ面を通過してビームｌとなる。ビー
ムｌは、１／４波長板６を通過し、平面反射ミラー１６
で逆方向に反射され、再び１／４波長板６を通過する。
この間に１／４波長板６を２回通過するので、偏光ビー
ムスプリッタ面で反射される。On the other hand, the reference beam j passes through the quarter-wave plate 6, is reflected in the opposite direction by the plane reflection mirror 16, passes again through the quarter-wave plate 6, and has a polarization plane rotated by 180 degrees. The light again enters the polarization beam splitter 3 and passes through the polarization beam splitter surface. This beam is reflected in the opposite direction by the corner cube 17 and further passes through the plane of the polarizing beam splitter to become a beam l. The beam 1 passes through the quarter-wave plate 6 and passes through the plane reflection mirror 16.
Is reflected in the opposite direction, and passes through the quarter-wave plate 6 again.
During this time, since the light passes through the quarter-wave plate 6 twice, it is reflected on the polarization beam splitter surface.
【０００５】上記の偏光ビームスプリッタ面を通過した
ビームｋと、偏光ビームスプリッタ面で反射されたビー
ムｌは合成され、干渉ビームｍになる。後は、図１の
（Ａ）と同じである。図１の（Ａ）では、１／４波長板
４は偏光ビームスプリッタ３の近くに設けられ、対象物
と一緒には移動しないが、図１の（Ａ）のように、対象
物に設けることも可能である。The beam k that has passed through the polarization beam splitter surface and the beam 1 that has been reflected by the polarization beam splitter surface are combined into an interference beam m. The rest is the same as FIG. In FIG. 1A, the quarter-wave plate 4 is provided near the polarizing beam splitter 3 and does not move together with the object. However, as shown in FIG. Is also possible.
【０００６】なお、ダブルパス型には、平面反射ミラー
１６の替わりにコーナーキューブを設け、１／４波長板
６を除くことにより、参照ビームは１回だけ往復する簡
易型もある。このように、測長用のレーザ干渉計には各
種の構成があるが、本発明ではいずれのレーザ干渉計を
使用することも可能である。In the double-pass type, there is also a simple type in which a reference beam is reciprocated only once by providing a corner cube instead of the plane reflection mirror 16 and removing the quarter-wave plate 6. As described above, the laser interferometer for length measurement has various configurations. In the present invention, any laser interferometer can be used.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】測長用レーザ干渉計に
は、測定精度の向上や、移動物体の回転（ヨーイング）
なども測定可能にするために、１個のレーザ干渉計から
複数の測定ビームが出射され、複数の部分の移動量を１
個のレーザ干渉計で測定できるマルチビーム・レーザ干
渉計がある。マルチビーム・レーザ干渉計を実現する場
合、従来のレーザ干渉計を複数個組み合わせて装置を実
現することが考えられるが、装置が大きくなるだけでな
く、コストが高くなるという問題がある。特に、測定ビ
ームの出射位置や干渉ビームの取り出し位置が規定さ
れ、しかもそれらが近接している場合には、従来のレー
ザ干渉計を組み合わせてただけでは所望のビーム位置を
得ることが難しい。また、各レーザ干渉計のビーム位置
や方向は精密に合わせる必要があり、調整時間が長くな
り、コスト増加の要因となる。SUMMARY OF THE INVENTION A laser interferometer for length measurement has an improved measurement accuracy and a rotation (yaw) of a moving object.
In order to make measurements possible, a plurality of measurement beams are emitted from one laser interferometer, and the movement amounts of a plurality of portions are reduced by one.
There is a multi-beam laser interferometer that can be measured by a single laser interferometer. When realizing a multi-beam laser interferometer, it is conceivable to realize a device by combining a plurality of conventional laser interferometers. In particular, when the emission position of the measurement beam and the extraction position of the interference beam are defined and are close to each other, it is difficult to obtain a desired beam position only by combining a conventional laser interferometer. Further, it is necessary to precisely adjust the beam position and direction of each laser interferometer, so that the adjustment time becomes long and causes an increase in cost.
【０００８】本発明は、小型で低コストのマルチビーム
・レーザ干渉計を実現することを目的とする。[0008] It is an object of the present invention to realize a small-sized and low-cost multi-beam laser interferometer.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明のマルチビーム・レーザ干渉計は、複数のレ
ーザビームをそれぞれ測定ビームと参照ビームに分割
し、反射されて戻った測定ビームと参照ビームをそれぞ
れ合成し、複数の干渉ビームを発生するレーザ干渉ユニ
ット（偏光ビームスプリッタ）を、１個の一体の光学素
子として共通化する。In order to achieve the above object, a multi-beam laser interferometer according to the present invention divides a plurality of laser beams into a measurement beam and a reference beam, respectively. A laser interference unit (polarization beam splitter) that combines reference beams and generates a plurality of interference beams is shared as one integrated optical element.
【００１０】すなわち、本発明のマルチビーム・レーザ
干渉計は、複数のレーザビームを出射する光源と、複数
のレーザビームをそれぞれ測定ビームと参照ビームに分
割し、対象物に取り付けられた測定用反射器で反射され
て戻った測定ビームと、参照反射器で反射されて戻った
参照ビームをそれぞれ合成し、複数の干渉ビームを発生
するレーザ干渉ユニットと、複数の干渉ビームの各干渉
縞の変化を検出し、測定ビームと参照ビームの光路差の
変化をそれぞれ検出する検出器とを備え、複数の測定用
反射器が取り付けられた部分の移動量を検出するマルチ
ビーム・レーザ干渉計であって、レーザ干渉ユニット
は、１個の一体の光学素子であることを特徴とする。That is, the multi-beam laser interferometer of the present invention divides a plurality of laser beams into a measurement beam and a reference beam, respectively, and outputs a plurality of measurement beams and a reference beam attached to an object. A laser interference unit that combines the measurement beam reflected back by the reflector and the reference beam reflected back by the reference reflector to generate multiple interference beams, and changes in each interference fringe of the multiple interference beams A multi-beam laser interferometer for detecting, comprising a detector for detecting a change in the optical path difference between the measurement beam and the reference beam, and detecting a movement amount of a portion to which a plurality of measurement reflectors are attached, The laser interference unit is a single integrated optical element.
【００１１】本発明のマルチビーム・レーザ干渉計は、
レーザ干渉ユニット（偏光ビームスプリッタ）を共通化
して１個の一体の光学素子を使用するので、小型化が可
能だけでなく、調整も容易で、低コストで作ることがで
きる。レーザ干渉ユニットを共通化する１つの方法は、
偏光ビームスプリッタ面を１面とし、偏光ビームスプリ
ッタ面の異なる部分を使用して、複数のレーザビームを
それぞれ分割及び合成する。別の方法は、複数の平行透
明板を積層した積層板を、レーザビームの入出射面が積
層面に対して斜めになるように加工し、任意の積層面の
任意の部分に、偏光ビームスプリッタ面、ビームスプリ
ッタ面及び反射面を形成した積層型光学素子を、レーザ
干渉ユニットとして使用する。[0011] The multi-beam laser interferometer of the present invention comprises:
Since the laser interference unit (polarization beam splitter) is shared and one integrated optical element is used, not only the size can be reduced, but also the adjustment is easy and the device can be manufactured at low cost. One way to share a laser interference unit is
A single polarization beam splitter surface is used, and a plurality of laser beams are divided and combined using different portions of the polarization beam splitter surface. Another method is to process a laminated plate obtained by laminating a plurality of parallel transparent plates so that the input / output surface of the laser beam is inclined with respect to the laminated surface, and a polarizing beam splitter is provided on an arbitrary portion of the laminated surface. A laminated optical element having a surface, a beam splitter surface, and a reflection surface is used as a laser interference unit.
【００１２】レーザ干渉計では、測定対象物に取り付け
られる測定用反射器以外の各種の光学要素、例えば、コ
ーナーキューブや平面ミラーなどの参照反射器や反射
器、参照ビーム用１／４波長板、及び測定ビーム用１／
４波長板などが、レーザ干渉ユニット（偏光ビームスプ
リッタ）の近傍に配置されるが、これらをレーザ干渉ユ
ニットに接着して一体にすれば、より一層小型化が図れ
る。更に、１／４波長板や平面ミラーなどは、参照ビー
ム又は測定ビーム毎に設けてもよいが、大きなものを複
数のビームで共通に使用すれば、コストを低減できる。In the laser interferometer, various optical elements other than the measuring reflector attached to the object to be measured, such as a reference reflector or reflector such as a corner cube or a plane mirror, a quarter-wave plate for a reference beam, And for measurement beam 1 /
A four-wavelength plate or the like is arranged in the vicinity of the laser interference unit (polarizing beam splitter). If these are adhered to the laser interference unit to be integrated, the size can be further reduced. Further, a quarter-wave plate, a plane mirror and the like may be provided for each reference beam or measurement beam. However, if a large beam is commonly used for a plurality of beams, the cost can be reduced.
【００１３】また、別々のレーザ光源から出射された複
数のレーザビームをレーザ干渉ユニットに入射すること
も可能であるが、１個のレーザ光源から出射された１個
のレーザビームを、ビームスプリッタ（ハーフミラー）
などを有するビーム分割器で複数のレーザビームに分割
して使用することも可能である。この場合、ビーム分割
器を１個の光学要素で実現し、接着などによりレーザ干
渉ユニットと一体に形成すれば、小型化が図れると共
に、調整が容易である。特に、積層型光学素子をレーザ
干渉ユニットとして使用する場合には、積層型光学素子
の積層面にビームスプリッタ面や反射面を部分的に形成
して実現できる。It is also possible to make a plurality of laser beams emitted from different laser light sources incident on the laser interference unit. However, one laser beam emitted from one laser light source is converted into a beam splitter ( Half mirror)
It is also possible to divide the laser beam into a plurality of laser beams by using a beam splitter having the above-mentioned configuration. In this case, if the beam splitter is realized by one optical element and is integrally formed with the laser interference unit by bonding or the like, downsizing can be achieved and adjustment is easy. In particular, when the laminated optical element is used as a laser interference unit, it can be realized by partially forming a beam splitter surface or a reflecting surface on the laminated surface of the laminated optical element.
【００１４】また、複数のレーザビームは、光軸が同一
平面にある場合だけでなく、異なる平面にあってもよ
い。その場合には、ビーム分割器は、１本のレーザビー
ムを、光軸が２次元方向の異なる位置にある複数のレー
ザビームに分割する必要があり、積層型光学素子の積層
面を利用して実現することはできないので、別に縦方向
分割器を設ける必要がある。The plurality of laser beams may be not only in a case where the optical axes are in the same plane but also in different planes. In such a case, the beam splitter needs to split one laser beam into a plurality of laser beams whose optical axes are located at different positions in the two-dimensional direction. Since it cannot be realized, it is necessary to provide a separate vertical divider.
【００１５】更に、実願昭６２−５２８６９号に開示さ
れているようなレーザ光源及び検出部とレーザ干渉ユニ
ットを分離し、その間を光ファイバで接続した分離型光
ファイバレーザ干渉計を使用する場合も、同様に本発明
を適用できる。Further, in the case of using a separated type optical fiber laser interferometer disclosed in Japanese Utility Model Application No. 62-52869, in which a laser light source and a detection unit are separated from a laser interference unit and an optical fiber is connected between them. The present invention can be similarly applied to the present invention.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】図２は、本発明の第１実施例のマ
ルチビーム・レーザ干渉計を示す図であり、レーザ光源
及び検出部は省略してある。第１実施例の構成は、図１
の（Ａ）に示したシングルパス型のレーザ干渉計を２つ
組み合わせ、偏光ビームスプリッタを共通化した構成で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a multi-beam laser interferometer according to a first embodiment of the present invention, in which a laser light source and a detection unit are omitted. The configuration of the first embodiment is shown in FIG.
(A) is a configuration in which two single-pass type laser interferometers are combined and a common polarization beam splitter is used.
【００１７】図２に示すように、平行なレーザビームｎ
は、ビーム分割器２１に入射し、ビームスプリッタ面で
２つのビームに分割され、一方はビームｏとして出射さ
れ、他方は反射面で反射された後ビームｐとして出射さ
れる。ビームｏとｐは、偏光ビームスプリッタ２２の偏
光ビームスプリッタ面で、測定ビームｑ及びｓと、参照
ビームｒ及びｔに分割される。測定ビームｑ及びｓは、
１／４波長板２３を通過し、測定対象物に取り付けられ
たコーナーキューブ２４Ａ及び２４Ｂでそれぞれ逆方向
に反射され、再び１／４波長板２３を通過する。測定ビ
ームｑ及びｓは、１／４波長板２３を２回通過するの
で、偏光方向が１８０度回転し、偏光ビームスプリッタ
２２の偏光ビームスプリッタ面で反射される。一方、参
照ビームｒ及びｔは、１／４波長板２５を通過し、測定
対象物に取り付けられたコーナーキューブ２６Ａ及び２
６Ｂでそれぞれ逆方向に反射され、再び１／４波長板２
５を通過する。参照ビームｒ及びｔは、１／４波長板２
５を２回通過するので、偏光方向が１８０度回転し、偏
光ビームスプリッタ２２の偏光ビームスプリッタ面を通
過する。これにより、測定ビームｑ及びｓと参照ビーム
ｒ及びｔは合成されて、干渉ビームｕ及びｖとなる。干
渉ビームｕ及びｖは、図示していない検出器により検出
され、干渉縞が計数され、コーナーキューブ２４Ａ及び
２４Ｂの移動量がそれぞれ検出される。As shown in FIG. 2, a parallel laser beam n
Enters a beam splitter 21 and is split into two beams at a beam splitter surface. One is emitted as a beam o, and the other is emitted as a beam p after being reflected by a reflection surface. The beams o and p are split at the polarization beam splitter plane of the polarization beam splitter 22 into measurement beams q and s and reference beams r and t. The measurement beams q and s are
The light passes through the quarter-wave plate 23, is reflected by the corner cubes 24A and 24B attached to the object to be measured in the opposite directions, and passes through the quarter-wave plate 23 again. Since the measurement beams q and s pass through the quarter-wave plate 23 twice, the polarization direction is rotated by 180 degrees and is reflected on the polarization beam splitter surface of the polarization beam splitter 22. On the other hand, the reference beams r and t pass through the quarter-wave plate 25 and are attached to the corner cubes 26A and 26A attached to the object to be measured.
6B, each is reflected in the opposite direction, and is again a quarter-wave plate 2
Pass 5 The reference beams r and t are １ ／ wavelength plates 2
5, the polarization direction is rotated by 180 degrees, and passes through the polarization beam splitter surface of the polarization beam splitter 22. As a result, the measurement beams q and s and the reference beams r and t are combined into interference beams u and v. The interference beams u and v are detected by a detector (not shown), the interference fringes are counted, and the movement amounts of the corner cubes 24A and 24B are detected.
【００１８】図２に示すように、第１実施例では、偏光
ビームスプリッタを共通化すると共に、１／４波長板２
３及び２５は偏光ビームスプリッタ２２に接着されて一
体とされ、更に２個の参照ビーム用コーナーキューブ２
６Ａ及び２６Ｂも１／４波長板２５に接着されている。
また、ビーム分割器２１も偏光ビームスプリッタ２２に
対して所定の位置関係で固定されており、平行なレーザ
ビームｎの方向を調整して入力するだけで、所定の方向
に２つの測定ビームが出射される２ビーム・レーザ干渉
計が容易に実現できる。As shown in FIG. 2, in the first embodiment, the polarization beam splitter is shared, and the 1/4 wavelength plate 2 is used.
Numerals 3 and 25 are bonded to the polarizing beam splitter 22 to be integrated with each other.
6A and 26B are also adhered to the 板 wavelength plate 25.
The beam splitter 21 is also fixed in a predetermined positional relationship with respect to the polarization beam splitter 22. By simply adjusting and inputting the direction of the parallel laser beam n, two measurement beams are emitted in a predetermined direction. A two-beam laser interferometer can be easily realized.
【００１９】図３は、本発明の第２実施例のマルチビー
ム・レーザ干渉計を示す図であり、レーザ光源及び検出
部は光ファイバの部分のみを示し、他の部分は省略して
ある。第２実施例は、ダブルパス型のレーザ干渉計を２
つ組み合わせ、偏光ビームスプリッタを共通化した構成
である。光源用光ファイバ３１の出力端から出射された
レーザビームは、レンズ３２で平行ビームにされ、ビー
ム分割器３３に入射し、ビームスプリッタ面で２つのビ
ームに分割され、一方はそのまま偏光ビームスプリッタ
３４に入射し、他方は反射面で反射された後偏光ビーム
スプリッタ３４に入射する。一方のビームは、偏光ビー
ムスプリッタ面で測定ビームと参照ビームに分割され
る。測定ビームは、１／４波長板３５を通過し、測定対
象物に取り付けられたコーナーキューブ３６Ａで逆方向
に反射され、再び１／４波長板３５を通過する。測定ビ
ームは、１／４波長板３５を２回通過するので、偏光方
向が１８０度回転し、偏光ビームスプリッタ３４の偏光
ビームスプリッタ面で反射され、コーナーキューブ３８
Ａで逆方向に入射して再び偏光ビームスプリッタ面で反
射される。そして、１／４波長板３５を通過し、コーナ
ーキューブ３６Ａで逆方向に反射され、再び１／４波長
板３５を通過し、偏光方向が１８０度回転してもとの方
向に戻るので通過し、レンズ３９に入射する。このよう
に、測定ビームはレンズ３９に入射するまでコーナーキ
ューブ３６Ａとの間を２回往復する。FIG. 3 is a diagram showing a multi-beam laser interferometer according to a second embodiment of the present invention, in which the laser light source and the detection section only show the optical fiber portion, and the other portions are omitted. In the second embodiment, a double-pass laser interferometer is
And a common polarizing beam splitter. The laser beam emitted from the output end of the light source optical fiber 31 is converted into a parallel beam by a lens 32, enters a beam splitter 33, is split into two beams on a beam splitter surface, and one of the beams is directly polarized light splitter 34. , And the other is reflected by the reflection surface and then enters the polarization beam splitter 34. One beam is split at the plane of the polarizing beam splitter into a measurement beam and a reference beam. The measurement beam passes through the quarter-wave plate 35, is reflected in the opposite direction by the corner cube 36A attached to the measurement target, and passes through the quarter-wave plate 35 again. Since the measurement beam passes through the quarter-wave plate 35 twice, the polarization direction is rotated by 180 degrees, reflected by the polarization beam splitter surface of the polarization beam splitter 34, and turned into the corner cube 38.
At A, the light enters in the opposite direction and is reflected again by the polarization beam splitter surface. Then, the light passes through the quarter-wave plate 35, is reflected in the opposite direction by the corner cube 36A, passes through the quarter-wave plate 35 again, and returns because the polarization direction is rotated by 180 degrees and returns to the original direction. , And enters the lens 39. In this way, the measurement beam reciprocates twice with the corner cube 36A until it enters the lens 39.
【００２０】一方、参照ビームは、コーナーキューブ３
７Ａで逆方向に反射され、再び偏光ビームスプリッタ３
４の偏光ビームスプリッタ面で反射され、レンズ３９に
入射する。このように、参照ビームはレンズ３９に入射
するまでコーナーキューブ３７Ａとの間を１回だけ往復
する。レンズ３９に入射する２つのビームは干渉ビーム
を形成し、光ファイバ４０の入力端に収束され、検出器
に伝送される。On the other hand, the reference beam is the corner cube 3
7A, the light is reflected in the opposite direction, and is again reflected by the polarization beam splitter 3.
4 is reflected by the polarization beam splitter surface and enters the lens 39. In this way, the reference beam reciprocates only once with the corner cube 37A until it enters the lens 39. The two beams incident on lens 39 form an interference beam, which is converged at the input end of optical fiber 40 and transmitted to a detector.
【００２１】ビーム分割器３３で分割された他方のビー
ムも、同様に測定ビームと参照ビームに分割され、測定
ビームはコーナーキューブ３６Ｂとの間を２回往復し、
参照ビームはコーナーキューブ３７Ｂとの間を１回往復
し、合成されて干渉ビームとなり、レンズ４１により光
ファイバ４２の入力端に収束され、検出器に伝送され
る。他の部分は、実願昭６２−５２８６９号に開示され
ているのと同じである。The other beam split by the beam splitter 33 is similarly split into a measurement beam and a reference beam, and the measurement beam reciprocates twice between the corner cube 36B.
The reference beam reciprocates once with the corner cube 37B, is combined into an interference beam, converged by the lens 41 at the input end of the optical fiber 42, and transmitted to the detector. Other parts are the same as those disclosed in Japanese Utility Model Application No. 62-52869.
【００２２】図３に示すように、第２実施例では、偏光
ビームスプリッタを共通化すると共に、１／４波長板３
５、２個の参照ビーム用コーナーキューブ３７Ａ及び３
７Ｂ、コーナーキューブ３８Ａ及び３８Ｂ、及びビーム
分割器３３は、偏光ビームスプリッタ３４に接着されて
いる。更に、レンズ３２、３９及び４１と光ファイバ３
１、４０及び４２は、偏光ビームスプリッタ３４に対し
て所定の位置関係で固定されており、光ファイバ３１に
レーザビームを入射し、光ファイバ４０及び４２の出力
端に光検出器を配置すれば、ダブルパス型の２ビーム・
レーザ干渉計が容易に実現できる。As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the polarization beam splitter is shared, and the 1/4 wavelength plate 3 is used.
5, 2 corner cubes 37A and 3 for reference beam
7B, corner cubes 38A and 38B, and beam splitter 33 are bonded to polarizing beam splitter 34. Further, the lenses 32, 39 and 41 and the optical fiber 3
1, 40 and 42 are fixed in a predetermined positional relationship with respect to the polarization beam splitter 34. If a laser beam is incident on the optical fiber 31 and a photodetector is arranged at the output end of the optical fibers 40 and 42, , Double-pass type 2 beam
A laser interferometer can be easily realized.
【００２３】第１及び第２実施例では、測定ビームは２
本であったが、より多数の測定ビームが出射されるよう
にすることも可能である。図４は、本発明の第３実施例
のレーザ干渉ユニット（偏光ビームスプリッタ）の部分
を示す斜視図であり、図５の（Ａ）は最上段の測定ビー
ムの光軸を含む断面図であり、図５の（Ｂ）は後述する
縦ビーム分割器内のビームの光軸を含む断面図である。
第３実施例は、シングルパス型のレーザ干渉計で、測定
ビームに垂直な平面で３本ずつ３列に配列された９本の
測定ビームが出射される。In the first and second embodiments, the measurement beam is 2
Although a book, a larger number of measurement beams can be emitted. FIG. 4 is a perspective view showing a laser interference unit (polarizing beam splitter) according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5A is a cross-sectional view including the optical axis of the uppermost measurement beam. FIG. 5B is a sectional view including an optical axis of a beam in a vertical beam splitter described later.
The third embodiment is a single-pass type laser interferometer, in which nine measurement beams arranged three by three on a plane perpendicular to the measurement beam are emitted.
【００２４】図４において、参照番号４３は入力される
１本のレーザビームを上下方向に位置の異なる３本の平
行ビームに分割する縦ビーム分割器であり、４４は縦ビ
ーム分割器４３で分割された３本のビームをそれぞれ水
平方向に位置の異なる３本のビーム、すなわち９本のビ
ームに分割するビーム分割器であり、４５はレーザ干渉
ユニット（偏光ビームスプリッタ）であり、４６は測定
ビーム用１／４波長板であり、４８は参照ビーム用１／
４波長板であり、４９Ａ〜４９Ｃは参照ビーム用コーナ
ーキューブである。以上の光学要素は、すべて接着さ
れ、一体になっている。In FIG. 4, reference numeral 43 denotes a vertical beam splitter for splitting one input laser beam into three parallel beams having different positions in the vertical direction. A beam splitter for splitting the three beams into three beams each having a different position in the horizontal direction, that is, nine beams; 45, a laser interference unit (polarization beam splitter); and 46, a measurement beam. 48 is a 1/4 wavelength plate for the reference beam, and 48 is a 1/4 wavelength plate for the reference beam.
This is a four-wavelength plate, and 49A to 49C are corner cubes for reference beams. The above optical elements are all bonded and integrated.
【００２５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、縦
ビーム分割器４３の下側から入射した１本の平行なレー
ザビームは、縦ビーム分割器４３の２つのビームスプリ
ッタ面及び反射面により３本の水平なビームに分割され
て、ビーム分割器４４に入射する。３本の水平なビーム
は、ビーム分割器４４の２つのビームスプリッタ面及び
反射面によりそれぞれ３本の水平なビームに分割され、
合計９本のビームが生成される。後は、９個の参照ビー
ム用コーナーキューブ４９Ａ〜４９Ｉ（４９Ａ〜４９Ｃ
のみ図示）が接着され、９本の測定ビームが出射され、
９個の測定ビーム用コーナーキューブ４７Ａ〜４７Ｉ
（５個のみ図示）を配置する点以外は、第１実施例と同
じである。As shown in FIGS. 5A and 5B, one parallel laser beam incident from the lower side of the vertical beam splitter 43 is applied to two beam splitter surfaces of the vertical beam splitter 43 and The light is split into three horizontal beams by the reflecting surface and is incident on the beam splitter 44. The three horizontal beams are split into three horizontal beams by the two beam splitter surfaces and the reflecting surface of the beam splitter 44, respectively.
A total of nine beams are generated. After that, nine reference beam corner cubes 49A to 49I (49A to 49C) are used.
(Only shown in the figure) are bonded, and 9 measurement beams are emitted.
Nine measurement beam corner cubes 47A to 47I
This is the same as the first embodiment except that (only five are shown) is arranged.
【００２６】第１から第３実施例では、１つのビームス
プリッタ面を有するレーザ干渉ユニット（偏光ビームス
プリッタ）を使用し、ビームスプリッタ面の異なる部分
に複数のレーザビームを入射させて分割及び合成を行っ
た。そのため、測定ビームの出射位置や干渉ビームの出
射位置は、ある程度の制約が不可避であった。一方、発
明者らは、信学技報TECHNICAL REPORT OF IEICE OPE99-
4 (1999-05) p19-25で、積層光学回路を開示しており、
そこに開示された積層光学回路構造を適用してレーザ干
渉ユニットを実現すると、測定ビーム及び干渉ビームの
出射位置の自由度を高くすることができる。第４実施例
は、レーザ干渉ユニットを積層光学回路構造で実現した
例である。In the first to third embodiments, a laser interference unit (polarization beam splitter) having one beam splitter surface is used, and a plurality of laser beams are made incident on different portions of the beam splitter surface to perform division and synthesis. went. For this reason, the emission position of the measurement beam and the emission position of the interference beam are inevitably restricted to some extent. On the other hand, the inventors have reported the Technical Report of IEICE OPE99-
4 (1999-05) p19-25 discloses a multilayer optical circuit,
If the laser interference unit is realized by applying the laminated optical circuit structure disclosed therein, the degree of freedom of the emission position of the measurement beam and the interference beam can be increased. The fourth embodiment is an example in which the laser interference unit is realized by a laminated optical circuit structure.
【００２７】図６は、本発明の第４実施例のレーザ干渉
ユニットの部分の構成を示す図である。第４実施例は、
ダブルパス型のレーザ干渉計で、レーザ干渉ユニットが
積層光学回路構造を有する点が特徴である。レーザ干渉
ユニット５３は、４層のガラス基板の所定位置に、偏光
ビームスプリッタ面、ビームスプリッタ面及び反射面に
相当する膜を形成した後、光学的に接着し、更に周囲を
図示のような形状に加工して実現する。上記のような膜
が形成されていない部分は、均一なガラス材と同じであ
り、レーザビームはそのまま通過する。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a portion of a laser interference unit according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment,
A double-pass type laser interferometer is characterized in that the laser interference unit has a laminated optical circuit structure. The laser interference unit 53 forms a polarizing beam splitter surface, a film corresponding to a beam splitter surface and a reflection surface at predetermined positions on a four-layer glass substrate, and then optically adheres them. To be realized. The portion where the above film is not formed is the same as a uniform glass material, and the laser beam passes through as it is.
【００２８】図６に示すように、光源用光ファイバ５１
の出力端から出射されたレーザビームは、レンズ５２で
平行ビームにされ、レーザ干渉ユニット５３に入射す
る。入力したレーザビームは、ビームスプリッタ面５４
で２つのビームに分割される。このように、この実施例
では、１本のレーザビームから複数のレーザビームに分
割するビーム分割器も、積層光学回路構造の積層面を利
用して実現される。As shown in FIG. 6, a light source optical fiber 51 is provided.
The laser beam emitted from the output end is converted into a parallel beam by the lens 52 and enters the laser interference unit 53. The input laser beam is applied to the beam splitter surface 54.
Split into two beams. As described above, in this embodiment, a beam splitter that splits one laser beam into a plurality of laser beams is also realized using the stacked surface of the stacked optical circuit structure.
【００２９】一方のビームは偏光ビームスプリッタ面５
６に入射し、測定ビームと参照ビームに分割される。測
定ビームは、測定対象物に取り付けられた１／４波長板
５８Ａを通過して平面ミラー５９Ａで逆方向に反射さ
れ、再び１／４波長板５８Ａを通過し、今度は偏光ビー
ムスプリッタ面５６で反射され、コーナーキューブ６２
Ａで逆方向に反射され、再び偏光ビームスプリッタ面５
６で反射され、１／４波長板５８Ａを通過して平面ミラ
ー５９Ａで逆方向に反射され、再び１／４波長板５８Ａ
を通過し、今度は偏光ビームスプリッタ面５６を通過し
て、レンズ６３Ａで光ファイバ６４Ａの入射端に収束さ
れる。このように、測定ビームは平面ミラー５９Ａとの
間を２回往復する。One beam is polarized beam splitter surface 5
6 and is split into a measurement beam and a reference beam. The measurement beam passes through the quarter-wave plate 58A attached to the object to be measured, is reflected in the opposite direction by the plane mirror 59A, passes through the quarter-wave plate 58A again, and this time at the polarization beam splitter surface 56. Reflected corner cube 62
A is reflected in the opposite direction, and is again reflected on the polarization beam splitter surface 5.
6, the light passes through the quarter-wave plate 58A, is reflected in the opposite direction by the plane mirror 59A, and is again reflected by the quarter-wave plate 58A.
, And then passes through the polarizing beam splitter surface 56 and is converged by the lens 63A to the incident end of the optical fiber 64A. Thus, the measurement beam reciprocates twice with the plane mirror 59A.
【００３０】一方、参照ビームは、１／４波長板６０Ａ
を通過して平面ミラー６１Ａで逆方向に反射され、再び
１／４波長板６０Ａを通過し、今度は偏光ビームスプリ
ッタ面５６を通過し、コーナーキューブ６２Ａで逆方向
に反射され、再び偏光ビームスプリッタ面５６を通過
し、１／４波長板６０Ａを通過して平面ミラー６１Ａで
逆方向に反射され、再び１／４波長板６０Ａを通過し、
今度は偏光ビームスプリッタ面５６で反射して、レンズ
６３Ａで光ファイバ６４Ａの入射端に収束される。参照
ビームは平面ミラー６１Ａとの間を２回往復する。この
ようにして測定ビームと参照ビームは合成されて干渉ビ
ームを生成する。On the other hand, the reference beam is a 1/4 wavelength plate 60A.
, Is reflected in the opposite direction by the plane mirror 61A, passes through the quarter-wave plate 60A again, then passes through the polarizing beam splitter surface 56, is reflected by the corner cube 62A in the opposite direction, and is again reflected by the polarizing beam splitter. The light passes through the surface 56, passes through the quarter-wave plate 60A, is reflected in the opposite direction by the plane mirror 61A, passes through the quarter-wave plate 60A again,
This time, the light is reflected by the polarization beam splitter surface 56 and converged by the lens 63A on the incident end of the optical fiber 64A. The reference beam reciprocates twice with the plane mirror 61A. In this way, the measurement beam and the reference beam are combined to generate an interference beam.
【００３１】ビームスプリッタ面５４で分割された他方
のビームは、反射面５５で反射されて偏光ビームスプリ
ッタ面５７で測定ビームと参照ビームに分割され、上記
と同様に、平面ミラー５９Ｂ及び６１Ｂと、１／４波長
板５８Ｂ及び６０Ｂと、コーナーキューブ６２Ｂとを経
て、偏光ビームスプリッタ面５７で合成されて干渉ビー
ムを生成し、レンズ６３Ｂで光ファイバ６４Ｂの入射端
に収束される。他の部分は、実願昭６２−５２８６９号
に開示されているのと同じである。The other beam split by the beam splitter surface 54 is reflected by a reflection surface 55 and split into a measurement beam and a reference beam by a polarization beam splitter surface 57. As described above, the plane mirrors 59B and 61B After passing through the quarter-wave plates 58B and 60B and the corner cube 62B, they are combined by the polarization beam splitter surface 57 to generate an interference beam, and are converged by the lens 63B on the incident end of the optical fiber 64B. Other parts are the same as those disclosed in Japanese Utility Model Application No. 62-52869.
【００３２】積層光学回路構造でレーザ干渉ユニットを
実現すると、測定ビーム及び干渉ビームの出射位置を任
意の位置に設定できるマルチビーム・レーザ干渉計が容
易に実現できる。図７は、本発明の第５実施例のレーザ
干渉ユニットの部分を示す斜視図であり、図８の（Ａ）
は上段の測定ビームの光軸を含む断面図であり、図８の
（Ｂ）は下段の測定ビームの光軸を含む断面図である。
第５実施例は、上段がダブルパス型の２ビーム・レーザ
干渉計で、下段がシングルパス型の２ビームレーザ干渉
計である。If a laser interference unit is realized with a laminated optical circuit structure, a multi-beam laser interferometer that can set the emission positions of the measurement beam and the interference beam to arbitrary positions can be easily realized. FIG. 7 is a perspective view showing a part of a laser interference unit according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view including the optical axis of the upper measurement beam, and FIG. 8B is a cross-sectional view including the optical axis of the lower measurement beam.
In the fifth embodiment, the upper stage is a double-pass type two-beam laser interferometer, and the lower stage is a single-pass type two-beam laser interferometer.
【００３３】縦方向へのレーザビームの分割は積層光学
回路構造の積層面を利用して行うことはできないので、
図５の縦ビーム分割器４３と同じような構造を有する
（但し、ビームスプリッタ面は１面だけである。）縦ビ
ーム分割器７０をレーザ干渉ユニット７１に接着する。
上段に入射したレーザビームは、ビームスプリッタ面７
２で２つのビームに分割され、一方は反射面７３で反射
され、偏光ビームスプリッタ面７４で測定ビームと参照
ビームに分割される。他方のビームは、偏光ビームスプ
リッタ面７６で測定ビームと参照ビームに分割される。
後は、図６で説明した第４実施例と同様に、測定ビーム
用平面ミラー８５Ａ及び８５Ｂと、測定ビーム用１／４
波長板８４Ａ及び８４Ｂと、接着された参照ビーム用平
面ミラー８６Ａ及び８６Ｂと、接着された参照ビーム用
１／４波長板８６Ａ及び８６Ｂと、接着されたコーナー
キューブ８８Ａ及び８８Ｂと、反射面７５と７７で、ダ
ブルパス型の２ビーム・レーザ干渉計が形成される。Since the division of the laser beam in the vertical direction cannot be performed using the laminated surface of the laminated optical circuit structure,
The vertical beam splitter 70 having the same structure as the vertical beam splitter 43 in FIG. 5 (however, only one beam splitter surface is provided) is bonded to the laser interference unit 71.
The laser beam incident on the upper stage is the beam splitter surface 7
The beam is split into two beams at 2, and one is reflected at the reflecting surface 73 and split at the polarizing beam splitter surface 74 into a measurement beam and a reference beam. The other beam is split at polarization beam splitter plane 76 into a measurement beam and a reference beam.
Thereafter, similarly to the fourth embodiment described with reference to FIG. 6, the measurement beam plane mirrors 85A and 85B and the measurement beam 1/4
Wave plates 84A and 84B, bonded reference beam plane mirrors 86A and 86B, bonded reference beam quarter wave plates 86A and 86B, bonded corner cubes 88A and 88B, reflecting surface 75, At 77, a double-pass two-beam laser interferometer is formed.
【００３４】下段に入射したレーザビームは、上段と同
様にビームスプリッタ面７２で２つのビームに分割さ
れ、一方は反射面７３と７８で反射され、偏光ビームス
プリッタ面７９で測定ビームと参照ビームに分割され
る。他方のビームは、反射面８１で反射され、偏光ビー
ムスプリッタ面８２で測定ビームと参照ビームに分割さ
れる。後は、図２で説明した第１実施例と同様に、測定
ビーム用コーナーキューブ９０Ａ及び９０Ｂと、測定ビ
ーム用１／４波長板８９Ａ及び８９Ｂと、接着された参
照ビーム用コーナーキューブ９２Ａ及び９２Ｂと、接着
された参照ビーム用１／４波長板９１Ａ及び９１Ｂと、
反射面８０と８３で、シングルパス型の２ビーム・レー
ザ干渉計が形成される。The laser beam incident on the lower stage is split into two beams by the beam splitter surface 72 similarly to the upper stage, and one is reflected by the reflection surfaces 73 and 78, and is converted into a measurement beam and a reference beam by the polarization beam splitter surface 79. Divided. The other beam is reflected by a reflecting surface 81 and split by a polarizing beam splitter surface 82 into a measurement beam and a reference beam. Thereafter, similarly to the first embodiment described with reference to FIG. 2, the measurement beam corner cubes 90A and 90B, the measurement beam quarter-wave plates 89A and 89B, and the glued reference beam corner cubes 92A and 92B. Bonded reference beam quarter-wave plates 91A and 91B,
The reflecting surfaces 80 and 83 form a single-pass two-beam laser interferometer.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型で自由度の高いマルチビーム・レーザ干渉計が低コ
ストで実現できる。As described above, according to the present invention,
A small and highly flexible multi-beam laser interferometer can be realized at low cost.
【図１】単一ビームのレーザ干渉計のレーザ干渉ユニッ
ト（偏光ビームスプリッタ）の部分の構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a laser interference unit (polarization beam splitter) of a single-beam laser interferometer.
【図２】本発明の第１実施例のレーザ干渉計のレーザ干
渉ユニット（偏光ビームスプリッタ）の部分の構成を示
す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a laser interference unit (polarization beam splitter) of the laser interferometer according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施例のレーザ干渉計のレーザ干
渉ユニット（偏光ビームスプリッタ）の部分の構成を示
す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a laser interference unit (polarization beam splitter) of a laser interferometer according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３実施例のレーザ干渉計のレーザ干
渉ユニット（偏光ビームスプリッタ）の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a laser interference unit (polarization beam splitter) of a laser interferometer according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第３実施例のレーザ干渉計のレーザ干
渉ユニット（偏光ビームスプリッタ）の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a laser interference unit (polarization beam splitter) of a laser interferometer according to a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第４実施例のレーザ干渉計のレーザ干
渉ユニットの部分の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a part of a laser interference unit of a laser interferometer according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第５実施例のレーザ干渉計のレーザ干
渉ユニットの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a laser interference unit of a laser interferometer according to a fifth embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第５実施例のレーザ干渉計のレーザ干
渉ユニットの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a laser interference unit of a laser interferometer according to a fifth embodiment of the present invention.
２１，３３，４３，４４…ビーム分割器 ２２，３４，４５…レーザ干渉ユニット（偏光ビームス
プリッタ） ２３，３５，４６，５８Ａ，５８Ｂ…測定ビーム用１／
４波長板 ２４Ａ，２４Ｂ…測定ビーム用コーナーキューブ ２５…参照ビーム用１／４波長板 ２６Ａ，２６Ｂ…参照ビーム用コーナーキューブ ２６Ａ，２６Ｂ…参照ビーム用コーナーキューブ ５９Ａ，５９Ｂ，８５Ａ，８５Ｂ…測定ビーム用平面ミ
ラー ６１Ａ，６１Ｂ，８７Ａ，８７Ｂ…参照ビーム用平面ミ
ラー21, 33, 43, 44 ... Beam splitter 22, 34, 45 ... Laser interference unit (polarizing beam splitter) 23, 35, 46, 58A, 58B ... 1 / for measurement beam
4 wavelength plates 24A, 24B: corner cube for measurement beam 25: quarter-wave plate for reference beam 26A, 26B: corner cube for reference beam 26A, 26B: corner cube for reference beam 59A, 59B, 85A, 85B: measurement beam Plane mirrors 61A, 61B, 87A, 87B ... plane mirrors for reference beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 純ホジェリオ 神奈川県横浜市青葉区寺家町167番地 株 式会社川口光学産業内 (72)発明者 小栗 正明 東京都三鷹市下連雀九丁目７番１号 株式 会社東京精密内 Ｆターム(参考） 2F064 AA01 BB01 CC10 FF01 GG12 GG16 GG22 GG23 GG38 HH01 HH05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Jun Mizuno, 167, Jujimachi, Aoba-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Tokyo Seimitsu Co., Ltd. F-term (reference) 2F064 AA01 BB01 CC10 FF01 GG12 GG16 GG22 GG23 GG38 HH01 HH05
Claims (16)
ームに分割し、対象物に取り付けられた測定用反射器で
反射されて戻った前記測定ビームと、参照反射器で反射
されて戻った前記参照ビームをそれぞれ合成し、複数の
干渉ビームを発生するレーザ干渉ユニットと、 前記複数の干渉ビームの各干渉縞の変化を検出し、前記
測定ビームと前記参照ビームの光路差の変化をそれぞれ
検出する検出器とを備え、複数の測定用反射器が取り付
けられた部分の移動量を検出するマルチビーム・レーザ
干渉計であって、 前記レーザ干渉ユニットは、１個の一体の光学素子であ
ることを特徴とするマルチビーム・レーザ干渉計。A light source that emits a plurality of laser beams; and the measurement beam that is divided by the plurality of laser beams into a measurement beam and a reference beam, and is returned by being reflected by a measurement reflector attached to an object. And a laser interference unit that combines the reference beams returned by the reference reflector and generates a plurality of interference beams, and detects a change in each interference fringe of the plurality of interference beams, and the measurement beam A detector for detecting a change in the optical path difference of the reference beam, a multi-beam laser interferometer for detecting the amount of movement of the portion to which a plurality of measurement reflectors are attached, wherein the laser interference unit is A multi-beam laser interferometer, comprising one integrated optical element.
干渉計であって、 前記レーザ干渉ユニットは、偏光ビームスプリッタ面を
１面備え、前記複数のレーザビームのそれぞれを前記偏
光ビームスプリッタ面の異なる部分で分割及び合成する
マルチビーム・レーザ干渉計。2. The multi-beam laser interferometer according to claim 1, wherein the laser interference unit has one polarization beam splitter surface, and each of the plurality of laser beams is provided on the polarization beam splitter surface. A multi-beam laser interferometer that splits and combines at different parts.
干渉計であって、 前記レーザ干渉ユニットは、複数の平行透明板を積層し
た積層板を、レーザビームの入出射面が積層面に対して
斜めになるように加工し、任意の積層面の任意の部分
に、偏光ビームスプリッタ面、ビームスプリッタ面又は
反射面、又はそれらの組み合せを形成した積層型光学素
子であるマルチビーム・レーザ干渉計。3. The multi-beam laser interferometer according to claim 1, wherein the laser interference unit is configured such that a lamination plate formed by laminating a plurality of parallel transparent plates has a laser beam incident / exit surface with respect to a lamination surface. A multi-beam laser interferometer, which is a laminated optical element in which a polarizing beam splitter surface, a beam splitter surface or a reflecting surface, or a combination thereof is formed on an arbitrary portion of an arbitrary laminated surface. .
マルチビーム・レーザ干渉計であって、 前記参照反射器は、該前記レーザ干渉ユニットに接着さ
れたコーナーキューブであるマルチビーム・レーザ干渉
計。4. The multi-beam laser interferometer according to claim 1, wherein said reference reflector is a corner cube glued to said laser interference unit. Laser interferometer.
マルチビーム・レーザ干渉計であって、 前記参照反射器は、複数の参照ビームで共通に使用され
る平面ミラーであるマルチビーム・レーザ干渉計。5. The multi-beam laser interferometer according to claim 1, wherein the reference reflector is a plane mirror commonly used for a plurality of reference beams.・ Laser interferometer.
記載のマルチビーム・レーザ干渉計であって、 前記参照反射器は平面ミラーであり、該平面ミラーは、
前記レーザ干渉ユニットに接着されるか、前記レーザ干
渉ユニットの表面に形成されているマルチビーム・レー
ザ干渉計。6. The multi-beam laser interferometer according to claim 1, wherein the reference reflector is a plane mirror, and the plane mirror is:
A multi-beam laser interferometer adhered to the laser interference unit or formed on a surface of the laser interference unit.
マルチビーム・レーザ干渉計であって、 前記レーザ干渉ユニットと前記参照反射器の間には、前
記レーザ干渉ユニットに接着された参照ビーム用１／４
波長板が設けられているマルチビーム・レーザ干渉計。7. The multi-beam laser interferometer according to claim 1, wherein a gap between the laser interference unit and the reference reflector is adhered to the laser interference unit. 1/4 for reference beam
Multi-beam laser interferometer with a wave plate.
干渉計であって、 前記参照ビーム用１／４波長板は、複数の参照ビームで
共通に使用されるマルチビーム・レーザ干渉計。8. The multi-beam laser interferometer according to claim 7, wherein the quarter-wave plate for the reference beam is commonly used for a plurality of reference beams.
マルチビーム・レーザ干渉計であって、 前記レーザ干渉ユニットには、前記測定ビームが通過す
る測定ビーム用１／４波長板が接着されているマルチビ
ーム・レーザ干渉計。9. The multi-beam laser interferometer according to claim 1, wherein a quarter-wave plate for a measurement beam through which the measurement beam passes is provided in the laser interference unit. A bonded multi-beam laser interferometer.
ザ干渉計であって、 前記測定ビーム用１／４波長板は、複数の測定ビームで
共通に使用されるマルチビーム・レーザ干渉計。10. The multi-beam laser interferometer according to claim 9, wherein the quarter-wave plate for the measurement beam is commonly used for a plurality of measurement beams.
１項に記載のマルチビーム・レーザ干渉計であって、 前記光源は、１本のレーザビームを出力するレーザ光源
と、前記レーザビームを複数のレーザビームに分割する
ビーム分割器を備え、 該ビーム分割器は、前記レーザ干渉ユニットと一体に設
けられているマルチビーム・レーザ干渉計。11. The multi-beam laser interferometer according to claim 1, wherein the light source outputs a single laser beam, and the laser light source outputs a single laser beam. A multi-beam laser interferometer, comprising: a beam splitter that splits a beam into a plurality of laser beams, wherein the beam splitter is provided integrally with the laser interference unit.
ーザ干渉計であって、 前記ビーム分割器は、前記１本のレーザビームを、光軸
が２次元方向の異なる位置にある複数のレーザビームに
分割するマルチビーム・レーザ干渉計。12. The multi-beam laser interferometer according to claim 11, wherein the beam splitter divides the one laser beam into a plurality of laser beams whose optical axes are located at different positions in a two-dimensional direction. Multi-beam laser interferometer.
ザ干渉計であって、 前記光源は、１本のレーザビームを出力するレーザ光源
と、前記レーザビームを複数のレーザビームに分割する
ビーム分割器を備え、 前記レーザ干渉ユニットを形成する前記積層型光学素子
の前記積層面に形成したビームスプリッタ面と反射面
が、前記ビーム分割器を形成するマルチビーム・レーザ
干渉計。13. The multi-beam laser interferometer according to claim 3, wherein the light source is a laser light source that outputs one laser beam, and a beam splitter that splits the laser beam into a plurality of laser beams. A multi-beam laser interferometer, wherein a beam splitter surface and a reflection surface formed on the lamination surface of the laminated optical element forming the laser interference unit form the beam splitter.
ーザ干渉計であって、 前記ビーム分割器は、前記レーザ光源からの前記１本の
レーザビームを、前記積層面に平行な方向の異なる位置
に光軸を有する複数のレーザビームに分割する縦方向分
割器を更に備え、該縦方向分割器は前記レーザ干渉ユニ
ットと一体に設けられているマルチビーム・レーザ干渉
計。14. The multi-beam laser interferometer according to claim 13, wherein the beam splitter separates the one laser beam from the laser light source into different positions in a direction parallel to the stacking plane. A multi-beam laser interferometer, further comprising a vertical splitter for splitting the laser beam into a plurality of laser beams having an optical axis, wherein the vertical splitter is provided integrally with the laser interference unit.
記載のマルチビーム・レーザ干渉計であって、 前記レーザ光源からの前記１本のレーザビームを、前記
レーザ干渉ユニットの近傍に伝送する光源用光ファイバ
と、該光源用光ファイバの出力端から出射される１本の
レーザビームを平行ビームにする光学系とを備えるマル
チビーム・レーザ干渉計。15. The multi-beam laser interferometer according to claim 11, wherein the one laser beam from the laser light source is transmitted to a vicinity of the laser interference unit. A multi-beam laser interferometer, comprising: a light source optical fiber; and an optical system that converts one laser beam emitted from an output end of the light source optical fiber into a parallel beam.
記載のマルチビーム・レーザ干渉計であって、 前記レーザ干渉ユニットで発生された前記複数の干渉ビ
ームを前記検出器に伝送する干渉光用光ファイバと、前
記複数の干渉ビームを前記干渉光用光ファイバの入力端
に収束する収束光学系とを備えるマルチビーム・レーザ
干渉計。16. The multi-beam laser interferometer according to claim 11, wherein the plurality of interference beams generated by the laser interference unit are transmitted to the detector. A multi-beam laser interferometer, comprising: an optical fiber for focusing; and a converging optical system that focuses the plurality of interference beams on an input end of the optical fiber for interference light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000370525A JP2002174504A (en) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Multi-beam laser interferometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000370525A JP2002174504A (en) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Multi-beam laser interferometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002174504A true JP2002174504A (en) | 2002-06-21 |
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ID=18840403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000370525A Pending JP2002174504A (en) | 2000-12-05 | 2000-12-05 | Multi-beam laser interferometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002174504A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009109393A (en) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Yokogawa Electric Corp | Interferometer and wavelength measurement device |
| JP2010237203A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Nikon Corp | Optical unit, interference device, stage device, pattern forming device, and device manufacturing method |
| CN105091739A (en) * | 2015-05-29 | 2015-11-25 | 北方民族大学 | Contrast anti-interference laser interferometer with a microtremor ladder-type optical corner reflector and calibration method and measuring method thereof |
| CN105157559A (en) * | 2015-05-29 | 2015-12-16 | 北方民族大学 | Contrast anti-interference cascade stepped corner reflector laser interferometer, calibration method and measurement method |
| CN105180801A (en) * | 2015-05-29 | 2015-12-23 | 北方民族大学 | Contrast-type anti-interference stepped corner reflector laser interferometer, calibration method and measurement method |
-
2000
- 2000-12-05 JP JP2000370525A patent/JP2002174504A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009109393A (en) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Yokogawa Electric Corp | Interferometer and wavelength measurement device |
| JP2010237203A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Nikon Corp | Optical unit, interference device, stage device, pattern forming device, and device manufacturing method |
| CN105091739A (en) * | 2015-05-29 | 2015-11-25 | 北方民族大学 | Contrast anti-interference laser interferometer with a microtremor ladder-type optical corner reflector and calibration method and measuring method thereof |
| CN105157559A (en) * | 2015-05-29 | 2015-12-16 | 北方民族大学 | Contrast anti-interference cascade stepped corner reflector laser interferometer, calibration method and measurement method |
| CN105180801A (en) * | 2015-05-29 | 2015-12-23 | 北方民族大学 | Contrast-type anti-interference stepped corner reflector laser interferometer, calibration method and measurement method |
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