【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内部の観察に用いられる干渉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生体や物体の内部構造を解析する手法として、低コヒーレンス光を用いた干渉装置がある。この干渉装置は、信号光路と参照光路とを有し、信号光路と参照光路との光路長が、コヒーレンス長内で一致したときだけ干渉信号が得られるものである。この干渉装置では、信号光路と参照光路の光路長を一致させるために、参照光路には、参照ミラーが配置されている。この方法によれば、参照ミラーの移動距離に対応する光学的な深さにおける反射光のみが干渉信号として観察される。したがって、この方法を用いることにより、試料の光軸方向における一断面を観察することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、生体等は光の反射率が低いため、Ｓ／Ｎ比（Ｓ／Ｎ比：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の高い干渉信号を得ることができないという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、Ｓ／Ｎ比の高い干渉信号を得ることができる干渉装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、光源からの光を分割し、試料面からの戻り光である信号光と参照光との干渉を生じさせる干渉装置であって、光が空中を伝播する空中光路の水蒸気を減少させる水蒸気低減手段を備える干渉装置を提案している。
本願発明者は、低コヒーレンス干渉装置を使って、生体等を観察するにあたって、様々な検討を行った。その結果、光路内の温度、湿度、気圧等の要因のうち、湿度が干渉信号のＳ／Ｎ比に与える影響が大きいことを見出した。このことに基づいて、上記構成を採用したのである。よって、本発明によれば、干渉装置に空中光路の水蒸気を減少させる手段を設けたので、特に水蒸気に起因する干渉信号の低ノイズ化を図ることができる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された干渉装置において、前記水蒸気低減手段が、前記空中光路内の媒質を乾燥気体に置換する手段である干渉装置を提案している。
この発明によれば、空中光路内の媒質を乾燥気体に置換することとしたことから、空中光路内の水蒸気を減少させ、水蒸気量をある一定の範囲にすることができる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載された干渉装置において、前記水蒸気低減手段が、除湿器である干渉装置を提案している。
この発明によれば、水蒸気低減手段として、除湿器を用いることとしたことから、水蒸気を減少させ、かつ、これらの空中光路内の水蒸気量を正確に管理することができる。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載された干渉装置において、前記水蒸気低減手段が、除湿材である干渉装置を提案している。
この発明によれば、水蒸気低減手段として、除湿材を用いることとしたことから、簡易な方法で、空中光路内の水蒸気量を減少させることができる。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載された干渉装置において、前記水蒸気低減手段が、前記空中光路の少なくとも一部を覆う容器と、該容器内部を吸引する真空ポンプとを備える干渉装置を提案している。
この発明によれば、空中光路の少なくとも一部を容器で覆い、容器内部を真空ポンプにより真空引きすることとしたので、水蒸気を減少させ、かつ、これらの空中光路内の水蒸気量をある一定の範囲にすることができる。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項１に記載された干渉装置において、前記水蒸気低減手段が、信号光の光路に備えられている干渉装置を提案している。
この発明によれば、特に、干渉信号のＳ／Ｎ比に影響を及ぼす信号光路内の水蒸気を減少させることとしたため、より効果的に、干渉信号のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００１１】
請求項７に係る発明は、請求項１に記載された干渉装置において、前記水蒸気低減手段が、少なくとも最も長い空中光路に備えられている干渉装置を提案している。
この発明によれば、信号光路および参照光路を構成する複数の空中光路のうち、少なくとも水蒸気による影響を受けやすい最も長い空中光路の水蒸気を減少させることとしたので、効率よく、干渉信号のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る干渉装置について図１から図３を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るヘテロダイン検出を用いた干渉装置の構成を示す図である。
本発明の第１の実施形態に係る干渉装置は、特に、生体等、試料の反射率が５％以下であるものの内部観察に適用される干渉装置を想定している。図から、本発明の第１の実施形態に係る干渉装置は、光源１と、光ファイバ２と、光カプラ３、４と、偏光コントローラー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄと、光変調手段８ａ，８ｂと、サーキュレーター９ａ、９ｂと、参照ミラー１０と、参照ミラー移動手段１１と、ガルバノスキャナー１２と、瞳投影レンズ１３と、対物レンズ１４と、試料１５と、空気導入口１６と、空気導入口用バルブ１７と、空気排出口１８と、空気排出口用バルブ１９と、湿度計２０と、走査光学系移動用ステージ２１と、光検出器２２と、信号処理回路２３と、コンピュータ２４と、表示装置２５と、箱型部材２６とから構成されている。
【００１３】
光源１には、干渉作用を利用して所望の信号を得るため、低コヒーレンス光源が用いられており、本実施形態においては、波長１３１０ｎｍのＳＬＤ（ＳＬＤ：Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｏｄｅ）を使用している。光ファイバ２は、内部に導入された光を内面反射して光を伝播する役割を果たし、光源１から射出された光を各光学素子に導くために使用される。本実施形態においては、シングルモードファイバが使用されている。
【００１４】
光カプラ３、４は、入射した光を分割し（２つの方向に分岐させ）、あるいは、複数の入射光を合波する役割を有する。本実施形態においては、光カプラ３は、光源１から射出された光を信号側と参照側に分割する役割を有する。また、光カプラ４は、信号光路５および参照光路６からの戻り光である信号光と参照光とを合波して、光検出器２２に導く役割を有する。偏光コントローラー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、干渉信号を強めるため、信号光路５および参照光路６に向う光線や信号光路５および参照光路６からの戻り光の偏光方向を調整する役割を有する。本実施形態においては、偏光コントローラー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、光ファイバをループさせた素子であり、これにねじれを与えながら、光検出器２２の出力を観察して偏光方向の調整を行う。
【００１５】
光変調手段８ａ、８ｂは、信号光路５および参照光路６に向う光線の周波数を互いにシフトさせ、ヘテロダイン検出のための変調を与える役割を有する。これにより、後述する信号処理回路２３等での干渉信号の電気的な処理を容易にすることができる。本実施形態においては、音響光学素子ＡＯＤ（ＡＯＤ：Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）が使用されている。サーキュレーター９ａ，９ｂは、光に対し方向性を有する素子であり、ハーフミラーと同様な働きをする。ただし、光の透過と反射の点で、ハーフミラーより優れた特性を有している。参照ミラー１０は、干渉光学系において、リファレンス信号である参照光を創出するために用いられる。また、参照ミラー移動手段１１は、参照ミラー１０を光路内で光軸方向に移動させる役割を有する。参照ミラー１０からの戻り光と試料１５からの戻り光は、光カプラ４で合波され、その結果、干渉信号が得られる。
【００１６】
ガルバノスキャナー１２は、近接して配置された２個のガルバノミラーを駆動して、試料１５を２次元（ＸＹ軸）に走査するために用いられる。瞳投影レンズ１３は、２つのガルバノミラーの近傍に、対物レンズ１４の瞳を投影するためのレンズ群である。また、対物レンズ１４は、試料面１５を拡大する役割を有する。空気排出口１８は、本実施形態において、光路内の水蒸気を含んだ空気を排出し、これに代わって、乾燥空気を導入する際に、空気導入口１６が用いられる。そして、空気の排出、導入は、これらに備えられたバルブ１７，１９を後述するコンピュータ２４により制御する。
【００１７】
湿度計２０は、サーキュレーター９ｂに接続された光ファイバ２の射出端から対物レンズ１４までのいわゆる走査光学系の光路内の湿度を管理するために用いられる。そして、この値に基づいて、コンピュータ２４が、空気導入口１６および空気排出口１８に設けられたバルブ１７，１９をコントロールする。走査光学系移動用ステージ２１は、上記走査光学系をＺ方向に移動させるための機構であり、これにより、上述のガルバノスキャナー１２と併せて三次元（ＸＹＺ方向）の走査が可能となる。
【００１８】
光検出器２２は、信号光路５（試料１５）および参照光路６（参照ミラー１０）からの戻り光から得られる干渉信号の光強度を検出して、これを電気信号に変換するフォトダイオード等の素子である。信号処理回路２３は、光検出器２２から入力された電気信号を演算処理し、これを画像データに変換する役割を有する。コンピュータ２４は、信号処理回路２３からの信号を入力し、所定の手順に従って、これを表示装置２５に出力する。表示装置２５は、コンピュータ２４からの画像データをモニター上に表示する。なお、コンピュータ２４は、上述したように、これ以外にも、本干渉装置のシステム全体の制御も行う。
【００１９】
本実施形態における干渉装置は、これを構成する空中光路のうち、ガルバノスキャナー１２から対物レンズ１４までの間を、箱型部材２６に収めて密封している。これは、この間における光路長が最も長く、光強度の微弱な光が空中光路を伝播しているからである。そして、箱型部材２６に設けられた空気排出口１８により、水蒸気を含んだ内部の空気を排出するとともに、空気導入口１６から乾燥空気を送り込んで、内部の湿度を減少させる構造となっている。また、箱型部材２６内部には、湿度計２０や電子式湿度センサー等の湿度計測手段が設けられている。
【００２０】
次に、本実施形態の作用について説明する。
光源１から発せられた光は、光カプラ３によって分割され、それぞれ信号光路５または参照光路６に光ファイバ２を介して導かれる。信号光路５に入った光は、偏光コントローラー７ｂにより、偏光方向の調整が行われた後、光変調手段８ｂにおいて、周波数変調され、サーキュレーター９ｂを通って走査光学系に入る。走査光学系内のガルバノスキャナー１２に入射した光は、ガルバノスキャナー１２内の２つのガルバノミラーで反射されて、瞳投影レンズ１３に入射する。入射した光は、瞳投影レンズ１３を構成する複数のレンズ群を通過した後、対物レンズ１４により集光されて試料面１５に到達する。
【００２１】
試料面１５で反射した光（以下、信号光という）は、上述の光路を逆方向に辿り、サーキュレーター９ｂ内に入射する。サーキュレーター９ｂ内で、信号光は、その方向を変えて、偏光コントローラー７ｄに入射する。偏光コントローラー７ｄにおいては、光路を伝播している間に、変化してしまった偏光方向が補正されて、光カプラ４へと入射する。一方、光カプラ３によって分光され、光ファイバ２により参照光路６へと導かれた光は、信号光路５へ入射した光と同様に、偏光コントローラー７ａ、光変調手段８ａおよびサーキュレーター９ａを介して、参照ミラー１０に到達する。参照ミラー１０は、参照ミラー移動手段１１により、光軸方向に移動可能に保持されており、参照ミラーを移動して光路長を変化させることにより、参照光路の光路長を変化させることができる。参照ミラー１０で反射された光（以下、参照光という）は、サーキュレーター９ａに入射し、ここで、進行方向を変えて偏光コントローラー７ｃに入射した後、偏光方向の補正がなされて、光カプラ４に入射する。
【００２２】
光カプラ４に入射した信号光と参照光は、光カプラ４内で合波されて干渉信号が生成される。干渉信号は光検出器２２に入射して、ここで、その光の強度が電気信号に変換され、信号処理回路２３に入力される。信号処理回路２３では、入力された電気信号が演算処理され、電気信号が画像データに変換されてコンピュータ２４に入力される。コンピュータ２４は、所定の手順に従って、これらの画像データを表示装置２５に出力し、画像情報が表示装置２５のモニターに表示される。
【００２３】
なお、本実施形態において、試料１５のＺ方向の断面情報を得る場合には、まず、参照光路６側を動作させない状態で、走査光学系移動用ステージ２１を動作させて、試料面１５にピント合わせを行い、この位置をＺ方向の原点とする。次に、参照ミラー１０を参照ミラー移動手段１１により動かして、試料面１５の特定個所における干渉信号を検出し、その他の個所についても、ガルバノミラーを走査させながら順次干渉信号を検出を行う。試料面１５の各ポイントでの干渉信号が得られると、再び、走査光学系移動用ステージ２１を駆動して走査光学系をＺ方向に移動し、上記と同様の走査を行い、試料面１５のＺ方向の断面情報を取得する。
【００２４】
また、本実施形態においては、光が微弱で、光路長が最も長い空中光路を箱型部材２６で密閉している。そして、この部材２６に空気導入口１６および空気排出口１８、さらに、空気の導入、排出を調整するバルブ１７，１９と湿度計２０を設けている。この結果、湿度計２０の値をコンピュータ２４で監視して、必要に応じて、空気導入口用バルブ１７または空気排出口用バルブ１９を操作して、水蒸気を含む空気を排出し、または、乾燥空気を導入することにより、箱型部材２６内部を一定の湿度に保つことができる。
【００２５】
さらに、実験結果によれば、走査光学系内の水蒸気を減少させることにより、複数の空中光路ごとの各光路内の温度および湿度における１立方メートル当たりの水蒸気量（ｇ）に各光路長（ｍ）を乗じた値の和を、周囲の環境温度および湿度における１立方メートル当たりの水蒸気量（ｇ）に干渉装置を構成する空中光路長の総和（ｍ）を乗じた値の１／２以下とすれば、Ｓ／Ｎ比の高い干渉信号が得られる。また、同様の実験データによれば、走査光学系内の水蒸気を減少させることにより、複数の空中光路ごとの各光路内の温度および湿度における１立方メートル当たりの水蒸気量に各光路長（ｍ）を乗じた値の和を７．２２［ｇ・ｍ］以下とすれば、Ｓ／Ｎ比の高い干渉信号が得られるという実験結果もある。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、湿度を変化させた場合の干渉信号と参照ミラーステージ位置との関係を表したものであるが、これからも、湿度を減少させると、主信号である干渉信号の近傍にあったノイズ光成分が減少してくる様子がわかる。このことから、コンピュータ２４により、走査光学系の水蒸気量を適切にコントロールすれば、効果的に干渉信号のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る干渉装置の構成を示す図である。
本発明の第１の実施形態に係る干渉装置は、特に、金属加工面のように、信号光が微弱な測定対象の移動距離を算出するレーザー測長計を想定している。図から、本発明の第２の実施形態に係る干渉装置は、レーザー光源２７と、プリズム２８と、参照ミラー１０と、試料１５と、試料移動手段２９と、光検出器２２と、測長回路３０と、容器３１と、定盤３２と、除湿器３３とから構成されている。なお、図１と同一の符号を付した部分は、同一の要素を示すものであるため、詳細な説明は省略する。
【００２７】
レーザー光源２７は、レーザー測長器の用途から、本実施形態においては、波長６５０ｎｍの半導体レーザーが用いられている。プリズム２８は、光カプラと同様に、光の分割、合波を行う素子である。試料移動手段２９は、観測試料１５を光軸方向に移動するための機構である。本実施形態においては、第１の実施形態と異なり、参照ミラー１０を固定し、試料１５の光軸方向の移動に対応する干渉信号を検出するような構成となっている。測長回路３０は、検出された干渉信号から長さを演算する回路である。容器３１は、干渉装置を密閉するために用いられ、定盤３２は、干渉装置を水平に保つために用いられている。また、除湿器３３は、容器３１に密閉された干渉装置内の水蒸気量を減少させるための装置である。
【００２８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
レーザー光源２７から射出された光は、プリズム２８によって分割されて、一方は、参照ミラー１０へ、もう一方は、試料１５へと進む。試料１５へ進んだ光は、試料移動手段２９により移動する試料１５で反射した後、再び、プリズム２８へ入射する。プリズム２８内では、参照ミラー１０で反射した光と、試料１５で反射した光が合波され干渉信号となって、光検出器２２に入射する。光検出器２２では、入射した光線を光の強度として検出し、これを電気信号に変換して、測長回路３０に出力する。測長回路３０では、入力された電気信号を演算処理し、これを長さに変換して、試料１５の移動距離を算出する。
【００２９】
なお、本実施形態に係る干渉装置は、定盤３２上に設置されている。そして、装置全体を容器３１で覆った上に、容器３１内部の空気の湿度を低減するために、除湿器３３が設けられている。これにより、本実施形態に係る装置においては、光路全体の水蒸気量を除湿器３３により低減できる。そのため、特に、金属加工面の測定等、試料１５からの反射光が微弱なものであっても、干渉信号のＳ／Ｎ比を改善して精密な測定が期待できる。
【００３０】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明の実施形態においては、低コヒーレンス光源としてＳＬＤを例示して説明したが、これに代えて、ＬＥＤ等を用いてもよい。また、光源の波長についても、検察部位に応じて、異なる波長を用いてもよい。例えば、面分解能を優先する観察においては、８４０ｎｍ付近の波長を、生体内部の到達深さを優先する観察の場合は、１５５０ｎｍ付近の波長を選択するのが好ましい。
【００３１】
本発明の実施形態においては、光ファイバの種別をシングルモードとして説明したが、これに代えて、マルチモードファイバを用いてもよい。一般に、マルチモードファイバを用いると、複数のモードがファイバ内に発生するという問題があるが、シングルモードファイバに比べると、コア径が大きく、結合効率が高くなるという利点がある。
【００３２】
また、本発明の実施形態においては、光路内の水蒸気を低減させる手段として、光路を容器で覆い、水蒸気を含んだ空気を排出し、容器内部に乾燥空気を導入する方法について説明をしたが、これに限らず、他の手段を用いてもよい。例えば、光路を覆った容器の中にシリカゲルやゼオライト等の除湿材を置き、容器を密封してもよい。また、光路を覆った容器に真空ポンプを接続して、容器内を真空排気してもよい。さらに、真空排気後、容器の排気口を閉じて、真空排気系を取り外してもよい。またさらに、本発明の実施形態においては、信号光路の一部分に水蒸気を低減させる手段を適用したが、これに加えて、参照光路に同様の手段を適用させてもよい。これによれば、さらなる低ノイズ化が期待できる。
【００３３】
また、本発明の実施形態においては、ＸＹ方向の走査手段として、２個のガルバノミラーを近接して配置したが、これに限らず、２個のガルバノミラーを瞳投影レンズを介して配置してもよい。この場合、走査光学系の全長がさらに長くなるが水蒸気を低減させる効果は、さらに大きくなる。さらに、上記に代えて、２軸で駆動が可能なガルバノミラーを１個用いる構成としてもよい。
【００３４】
また、本発明の実施形態においては、２個のガルバノミラーと対物レンズとの間に瞳投影レンズを配置する構成について説明したが、瞳投影レンズを配置しない構成としてもよい。この場合、対物レンズの瞳位置とガルバノミラーの位置とをほぼ一致させる必要があり、対物レンズの設計、製作の難易度が上がるものの、走査光学系の光路長が短くなるという利点があり、ノイズを低減することができる。
【００３５】
また、本発明の実施形態においては、光変調手段を信号光路および参照光路の両方に配置する場合について説明したが、これを片側にのみ配置する構成としてもよい。これにより、光学素子を削減できることから、コストの削減や光の効率向上および空中光路が減少するため、ノイズ低減の効果が生ずる。また、本発明の実施形態においては、ＸＹＺ方向の走査について説明したが、これに代えて、ＸＺ方向の走査としてもよい。これによれば、短時間に試料の断面についての情報を得ることができる。
【００３６】
また、本発明の実施形態においては、光路内の水蒸気を低減することにより、干渉信号のＳ／Ｎ比を改善する手法について説明したが、これに加えて、光路内の空気の温度制御を行うシステムとしてもよい。これによれば、更なるＳ／Ｎ比の向上を達成できるという効果がある。
【００３７】
また、本発明の実施形態においては、装置を覆う容器と除湿器を連結し、これにより、容器内部の水蒸気を減少させる手法について説明したが、これに限らず、干渉装置を設置した部屋全体に対して除湿器を用いて、その部屋内部の水蒸気を減少させるようにしてもよい。これによれば、大型の物体や移動範囲の大きい物体の変位を測る場合にも、干渉信号のＳ／Ｎ比を向上させつつ、測定を行うことができる。
【００３８】
また、本発明の実施形態においては、干渉装置の例として、マイケルソン型を挙げたが、これに限らず、他の構成、例えば、フィゾー型等であってもよい。また、光源についても、半導体レーザーに限らず、他のレーザー、例えば、ガスレーザー等であってもよい。
【００３９】
なお、本発明には、以下のものが含まれる。
［付記］
（付記項１） 光源からの光を分割し、試料面からの戻り光である信号光と参照光との干渉を生じさせる干渉装置であって、光が空中を伝播する空中光路の水蒸気を減少させる水蒸気低減手段を備える干渉装置。
【００４０】
（付記項２） 前記水蒸気低減手段が、前記空中光路内の媒質を乾燥気体に置換する手段である付記項１に記載された干渉装置。
【００４１】
（付記項３） 前記水蒸気低減手段が、前記空中光路の少なくとも一部を容器で覆い、該容器内に乾燥気体を供給する付記項２に記載された干渉装置。
【００４２】
（付記項４） 前記水蒸気低減手段が、前記空中光路の少なくとも一部を容器で覆い、該容器内に乾燥気体を封入する付記項２に記載された干渉装置。
【００４３】
これらの発明によれば、信号光路および参照光路のうち、空中光路の少なくとも一部を容器で覆い、該容器内に乾燥気体を供給または封入することとしたので、特定の光路内の水蒸気を減少させ、水蒸気量をある一定の範囲にすることができる。
【００４４】
（付記項５） 前記水蒸気低減手段が、除湿器である付記項１に記載された干渉装置。
【００４５】
（付記項６） 前記水蒸気低減手段が、前記空中光路の少なくとも一部を覆う容器と、該容器内部を除湿する除湿器とを備える付記項５に記載された干渉装置。
【００４６】
（付記項７） 前記水蒸気低減手段が、干渉装置全体を覆う容器と、該容器内部を除湿する除湿器とを備える付記項５に記載された干渉装置。
【００４７】
（付記項８） 前記水蒸気低減手段が、干渉装置を設置した部屋に除湿器を配置して、該部屋全体の水蒸気を減少させる付記項５に記載された干渉装置。
【００４８】
これらの発明によれば、空中光路の少なくとも一部または、干渉装置全体あるいは、干渉装置を設置した部屋全体を除湿器により、除湿することとしたので、これらに存在する水蒸気を減少させ、かつ、これらの空中光路内の水蒸気量を正確に管理することができる。
【００４９】
（付記項９） 前記水蒸気低減手段が、除湿材である付記項１に記載された干渉装置。
【００５０】
（付記項１０） 前記水蒸気低減手段が、前記空中光路の少なくとも一部を覆う容器と、該容器内部を除湿する除湿材とを備える付記項９に記載された干渉装置。
【００５１】
この発明によれば、空中光路のうち、少なくとも一部を容器で覆い、ここに、除湿材を配置することとしたことから、簡易な方法で、光路内の水蒸気量を減少させることができる。
【００５２】
（付記項１１） 前記水蒸気低減手段が、前記空中光路の少なくとも一部を覆う容器と、該容器内部を吸引する真空ポンプとを備える付記項１に記載された干渉装置。
【００５３】
（付記項１２） 前記水蒸気低減手段が、信号光の光路に備えられている付記項１に記載された干渉装置。
【００５４】
（付記項１３） 干渉光を電気信号に変換する光検出器を有し、前記信号光の光路のうち、試料から前記光検出器に至るまでの前記空中光路のうち少なくとも一部の水蒸気を減少させる付記項１２に記載された干渉装置。
【００５５】
この発明によれば、特に、信号が微弱な試料から前記光検出器に至るまでの光路の少なくとも一部について、水蒸気を減少させることとしたため、より効果的に、干渉信号のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００５６】
（付記項１４） 参照光の光路のうち、前記空中光路の少なくとも一部の水蒸気を減少させる付記項１に記載された干渉装置。
【００５７】
（付記項１５） 前記水蒸気低減手段が、少なくとも最も長い空中光路に備えられている付記項１に記載された干渉装置。
【００５８】
（付記項１６） 複数の空中光路ごとの各光路内の温度、湿度における１立方メートル当たりの水蒸気量（ｇ）に各光路長（ｍ）を乗じた値の和が、周囲の環境温度、湿度における１立方メートル当たりの水蒸気量（ｇ）に光路の全長（ｍ）を乗じた値の１／２以下であるように、前記最も長い空中光路の水蒸気を減少させる付記項１５に記載された干渉装置。
【００５９】
（付記項１７） 複数の空中光路ごとの各光路内の温度、湿度における１立方メートル当たりの水蒸気量（ｇ）に各光路長（ｍ）を乗じた値の和が、７．２２（ｇ・ｍ）以下であるように、前記最も長い空中光路の水蒸気を減少させる付記項１５に記載された干渉装置。
【００６０】
（付記項１８） 前記光源が赤外光である付記項１に記載された干渉装置。
【００６１】
（付記項１９） 光ファイバ光路を有し、前記光源の波長が１３１０ｎｍ近傍である付記項１８に記載された干渉装置。
【００６２】
（付記項２０） 光ファイバ光路を有し、前記光源の波長が１５５０ｎｍ近傍である付記項１８に記載された干渉装置。
【００６３】
（付記項２１） 干渉光学系を有し、該干渉光学系がヘテロダイン干渉光学系である付記項１８に記載された干渉装置。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、干渉光学系を構成する空中光路内の水蒸気を減少させる手段を講ずることにより、Ｓ／Ｎ比の高い干渉信号を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る干渉装置の構成図である。
【図２】本発明に係る光路内の水蒸気量と干渉信号に含まれるノイズの関係を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る干渉装置の構成図である。
【符号の説明】
１・・・光源、２・・・光ファイバ、３，４・・・光カプラ、５・・・信号光路
６・・・参照光路、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ・・・偏光コントローラー、８ａ、８ｂ・・・光変調手段、９ａ、９ｂ・・・サーキュレータ、１０・・・参照ミラー、１１・・・参照ミラー移動手段、１２・・・ガルバノスキャナー、１３・・・瞳投影レンズ、１４・・・対物レンズ、１５・・・試料、１６・・・空気導入口、１７・・・空気導入口用バルブ、１８・・・空気排出口、１９・・・空気排出口用バルブ、２０・・・湿度計、２１・・・走査光学系移動用ステージ、２２・・・光検出器、２３・・・信号処理回路、２４・・・コンピュータ、２５・・・表示装置、２６・・・箱型部材、２７・・・レーザー光源、２８・・・プリズム、２９・・・試料移動手段、３０・・・測長回路、３１・・・容器、３２・・・定盤、３３・・・除湿器、[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an interference device used for observing the inside of a living body.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for analyzing the internal structure of a living body or an object, there is an interference device using low coherence light. This interference device has a signal light path and a reference light path, and an interference signal can be obtained only when the light path lengths of the signal light path and the reference light path match within the coherence length. In this interference device, a reference mirror is arranged on the reference optical path in order to make the optical path lengths of the signal optical path and the reference optical path coincide. According to this method, only reflected light at an optical depth corresponding to the moving distance of the reference mirror is observed as an interference signal. Therefore, by using this method, one cross section in the optical axis direction of the sample can be observed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since a living body or the like has a low light reflectance, there is a problem that an interference signal having a high S / N ratio (S / N ratio: Signal to Noise Ratio) cannot be obtained.
[0004]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide an interference device capable of obtaining an interference signal having a high S / N ratio.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to claim 1 is an interference device that splits light from a light source and causes interference between signal light, which is return light from a sample surface, and reference light, wherein the light propagates through the air in an aerial optical path. An interference device having a water vapor reducing means for reducing water vapor has been proposed.
The inventor of the present application has conducted various studies when observing a living body or the like using a low coherence interference device. As a result, among the factors such as the temperature, humidity, and atmospheric pressure in the optical path, it has been found that humidity greatly affects the S / N ratio of the interference signal. Based on this, the above configuration was adopted. Therefore, according to the present invention, since the interfering device is provided with the means for reducing the water vapor in the aerial optical path, it is possible to reduce the noise of the interference signal caused by the water vapor.
[0006]
The invention according to claim 2 proposes the interference device according to claim 1, wherein the water vapor reducing unit is a unit that replaces a medium in the aerial optical path with a dry gas.
According to the present invention, since the medium in the aerial light path is replaced with a dry gas, the amount of water vapor in the aerial light path can be reduced, and the amount of water vapor can be kept within a certain range.
[0007]
The invention according to claim 3 proposes the interference device according to claim 1, wherein the water vapor reducing unit is a dehumidifier.
According to the present invention, since the dehumidifier is used as the water vapor reducing means, the water vapor can be reduced and the amount of water vapor in these aerial optical paths can be accurately managed.
[0008]
The invention according to claim 4 proposes the interference device according to claim 1, wherein the water vapor reducing unit is a dehumidifier.
According to the present invention, since the dehumidifying material is used as the water vapor reducing means, the amount of water vapor in the aerial optical path can be reduced by a simple method.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention, in the interferometer according to the first aspect, the water vapor reducing means includes a container covering at least a part of the aerial optical path, and a vacuum pump for sucking the inside of the container. Has been proposed.
According to the present invention, at least a part of the aerial light path is covered with the container, and the inside of the container is evacuated by the vacuum pump, so that the water vapor is reduced, and the amount of water vapor in these aerial light paths is reduced by a certain amount. Range.
[0010]
The invention according to claim 6 proposes the interference device according to claim 1, wherein the water vapor reducing unit is provided in an optical path of signal light.
According to the present invention, in particular, since the water vapor in the signal light path which affects the S / N ratio of the interference signal is reduced, the S / N ratio of the interference signal can be more effectively improved.
[0011]
The invention according to claim 7 proposes the interference device according to claim 1, wherein the water vapor reduction unit is provided at least in the longest aerial optical path.
According to the present invention, among the plurality of aerial optical paths constituting the signal optical path and the reference optical path, at least the longest aerial optical path susceptible to the influence of the water vapor is reduced, so that the S / S of the interference signal is efficiently increased. The N ratio can be improved.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an interference device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an interference device using heterodyne detection according to the first embodiment of the present invention.
The interferometer according to the first embodiment of the present invention is particularly supposed to be an interferometer applied to internal observation of a sample such as a living body whose reflectance is 5% or less. As shown in the figure, the interference device according to the first embodiment of the present invention includes a light source 1, an optical fiber 2, optical couplers 3, 4, polarization controllers 7a, 7b, 7c, 7d, and optical modulation means 8a, 8b. Circulators 9a and 9b, reference mirror 10, reference mirror moving means 11, galvano scanner 12, pupil projection lens 13, objective lens 14, sample 15, air inlet 16, and air inlet Valve 17, air outlet 18, air outlet valve 19, hygrometer 20, scanning optical system moving stage 21, photodetector 22, signal processing circuit 23, computer 24, display device 25 and a box-shaped member 26.
[0013]
As the light source 1, a low coherence light source is used in order to obtain a desired signal using an interference effect. In the present embodiment, an SLD (SLD: Super Luminescence Diode) having a wavelength of 1310 nm is used. The optical fiber 2 plays a role of propagating light by internally reflecting light introduced therein, and is used to guide light emitted from the light source 1 to each optical element. In the present embodiment, a single mode fiber is used.
[0014]
The optical couplers 3 and 4 have a function of dividing incident light (branching in two directions) or combining a plurality of incident lights. In the present embodiment, the optical coupler 3 has a role of dividing the light emitted from the light source 1 into a signal side and a reference side. Further, the optical coupler 4 has a role of multiplexing the reference light and the signal light that is the return light from the signal light path 5 and the reference light path 6, and guiding the multiplexed light to the photodetector 22. The polarization controllers 7a, 7b, 7c, 7d have a role of adjusting the polarization direction of the light beam directed to the signal light path 5 and the reference light path 6 and the return light from the signal light path 5 and the reference light path 6 to strengthen the interference signal. In the present embodiment, the polarization controllers 7a, 7b, 7c, and 7d are elements in which optical fibers are looped, and adjust the polarization direction by observing the output of the photodetector 22 while twisting the optical fibers. .
[0015]
The light modulating means 8a and 8b have a role of shifting the frequencies of the light beams directed to the signal light path 5 and the reference light path 6 to each other, and providing modulation for heterodyne detection. Thus, electrical processing of the interference signal in the signal processing circuit 23 and the like described later can be facilitated. In this embodiment, an acousto-optical element AOD (AOD: Acoustic-Optical Deflector) is used. The circulators 9a and 9b are elements having directionality with respect to light, and have the same function as a half mirror. However, it has characteristics superior to a half mirror in terms of light transmission and reflection. The reference mirror 10 is used in an interference optical system to create reference light that is a reference signal. Further, the reference mirror moving means 11 has a role of moving the reference mirror 10 in the optical axis direction in the optical path. The return light from the reference mirror 10 and the return light from the sample 15 are multiplexed by the optical coupler 4, and as a result, an interference signal is obtained.
[0016]
The galvano scanner 12 is used to drive two galvanometer mirrors arranged close to each other to scan the sample 15 two-dimensionally (XY axes). The pupil projection lens 13 is a lens group for projecting the pupil of the objective lens 14 near two galvanometer mirrors. The objective lens 14 has a role of enlarging the sample surface 15. In the present embodiment, the air discharge port 18 discharges the air containing the water vapor in the optical path, and uses the air inlet 16 instead of the air discharge port when introducing the dry air. The discharge and introduction of air are controlled by a computer 24 to be described later with valves 17 and 19 provided therein.
[0017]
The hygrometer 20 is used to manage the humidity in the optical path of a so-called scanning optical system from the exit end of the optical fiber 2 connected to the circulator 9b to the objective lens 14. Then, the computer 24 controls the valves 17 and 19 provided in the air inlet 16 and the air outlet 18 based on the value. The scanning optical system moving stage 21 is a mechanism for moving the scanning optical system in the Z direction, and thereby enables three-dimensional (XYZ direction) scanning together with the galvano scanner 12 described above.
[0018]
The photodetector 22 detects the light intensity of the interference signal obtained from the return light from the signal light path 5 (sample 15) and the reference light path 6 (reference mirror 10), and converts the light intensity into an electric signal. Element. The signal processing circuit 23 has a role of performing arithmetic processing on the electric signal input from the photodetector 22 and converting the same into image data. The computer 24 receives a signal from the signal processing circuit 23 and outputs the signal to the display device 25 according to a predetermined procedure. The display device 25 displays image data from the computer 24 on a monitor. Note that, as described above, the computer 24 also controls the entire system of the present interference device.
[0019]
In the interference device according to the present embodiment, the space between the galvano scanner 12 and the objective lens 14 in the aerial optical path constituting the interference device is housed in a box-shaped member 26 and sealed. This is because the optical path length during this period is the longest, and weak light intensity propagates through the air optical path. The air outlet 18 provided in the box-shaped member 26 discharges the internal air including the water vapor, and sends the dry air from the air inlet 16 to reduce the internal humidity. . Further, inside the box-shaped member 26, humidity measuring means such as the hygrometer 20 and an electronic humidity sensor are provided.
[0020]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
Light emitted from the light source 1 is split by the optical coupler 3 and guided to the signal light path 5 or the reference light path 6 via the optical fiber 2, respectively. The light that has entered the signal light path 5 is adjusted in polarization direction by a polarization controller 7b, is frequency-modulated in a light modulator 8b, and enters a scanning optical system through a circulator 9b. Light that has entered the galvano scanner 12 in the scanning optical system is reflected by two galvanometer mirrors in the galvano scanner 12 and enters the pupil projection lens 13. The incident light passes through a plurality of lens groups constituting the pupil projection lens 13, is then condensed by the objective lens 14, and reaches the sample surface 15.
[0021]
The light reflected on the sample surface 15 (hereinafter referred to as signal light) follows the above-described optical path in the opposite direction and enters the circulator 9b. In the circulator 9b, the signal light changes its direction and enters the polarization controller 7d. In the polarization controller 7 d, the changed polarization direction is corrected while propagating along the optical path, and is incident on the optical coupler 4. On the other hand, the light separated by the optical coupler 3 and guided to the reference light path 6 by the optical fiber 2 is transmitted through the polarization controller 7a, the light modulation means 8a, and the circulator 9a in the same manner as the light incident on the signal light path 5. The reference mirror 10 is reached. The reference mirror 10 is held by the reference mirror moving means 11 so as to be movable in the optical axis direction. By moving the reference mirror to change the optical path length, the optical path length of the reference optical path can be changed. The light reflected by the reference mirror 10 (hereinafter, referred to as reference light) enters a circulator 9a, where it is incident on a polarization controller 7c with its traveling direction changed. Incident on.
[0022]
The signal light and the reference light incident on the optical coupler 4 are multiplexed in the optical coupler 4 to generate an interference signal. The interference signal enters the photodetector 22, where the intensity of the light is converted into an electric signal, and is input to the signal processing circuit 23. In the signal processing circuit 23, the input electric signal is subjected to arithmetic processing, the electric signal is converted into image data, and input to the computer 24. The computer 24 outputs these image data to the display device 25 according to a predetermined procedure, and the image information is displayed on the monitor of the display device 25.
[0023]
In this embodiment, when obtaining the cross-sectional information of the sample 15 in the Z direction, first, the scanning optical system moving stage 21 is operated in a state where the reference optical path 6 side is not operated to focus on the sample surface 15. Alignment is performed, and this position is set as the origin in the Z direction. Next, the reference mirror 10 is moved by the reference mirror moving means 11 to detect an interference signal at a specific location on the sample surface 15, and at the other locations, the interference signal is sequentially detected while scanning the galvanometer mirror. When the interference signal at each point on the sample surface 15 is obtained, the scanning optical system moving stage 21 is driven again to move the scanning optical system in the Z direction, and the same scanning as described above is performed. Acquires cross-sectional information in the Z direction.
[0024]
In the present embodiment, the aerial light path where the light is weak and the light path length is the longest is sealed by the box-shaped member 26. The member 26 is provided with an air inlet 16 and an air outlet 18, valves 17 and 19 for adjusting the introduction and discharge of air, and a hygrometer 20. As a result, the value of the hygrometer 20 is monitored by the computer 24, and the air inlet valve 17 or the air outlet valve 19 is operated as necessary to discharge air containing water vapor or to dry the air. By introducing air, the inside of the box-shaped member 26 can be kept at a constant humidity.
[0025]
Further, according to the experimental results, by reducing the water vapor in the scanning optical system, the amount of water vapor (g) per cubic meter in the temperature and humidity in each optical path for each of the plurality of aerial optical paths is reduced to each optical path length (m). Is less than or equal to 1/2 of the value obtained by multiplying the amount of water vapor (g) per cubic meter at the ambient environmental temperature and humidity by the total sum (m) of the aerial optical path lengths constituting the interference device. , And an interference signal having a high S / N ratio can be obtained. According to the same experimental data, by reducing the water vapor in the scanning optical system, the amount of water vapor per cubic meter at each temperature and humidity in each optical path for each of the plurality of aerial optical paths is converted to the length of each optical path (m). There is an experimental result that an interference signal having a high S / N ratio can be obtained if the sum of the multiplied values is 7.22 [g · m] or less. FIGS. 2A, 2B, and 2C show the relationship between the interference signal and the position of the reference mirror stage when the humidity is changed. It can be seen that the noise light component near the interference signal, which is a signal, decreases. Accordingly, if the amount of water vapor in the scanning optical system is appropriately controlled by the computer 24, the S / N ratio of the interference signal can be effectively improved.
[0026]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an interference device according to the second embodiment of the present invention.
The interferometer according to the first embodiment of the present invention is particularly supposed to be a laser length meter that calculates a moving distance of a measurement target having a weak signal light, such as a metal processing surface. As shown in the figure, the interferometer according to the second embodiment of the present invention includes a laser light source 27, a prism 28, a reference mirror 10, a sample 15, a sample moving unit 29, a photodetector 22, a length measuring circuit, 30, a container 31, a surface plate 32, and a dehumidifier 33. Note that the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same elements, and thus detailed description will be omitted.
[0027]
In the present embodiment, a semiconductor laser having a wavelength of 650 nm is used as the laser light source 27 for use as a laser length measuring device. The prism 28 is an element that splits and combines light similarly to an optical coupler. The sample moving means 29 is a mechanism for moving the observation sample 15 in the optical axis direction. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the reference mirror 10 is fixed and an interference signal corresponding to the movement of the sample 15 in the optical axis direction is detected. The length measurement circuit 30 is a circuit that calculates a length from the detected interference signal. The container 31 is used to seal the interference device, and the surface plate 32 is used to keep the interference device horizontal. Further, the dehumidifier 33 is a device for reducing the amount of water vapor in the interference device sealed in the container 31.
[0028]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
The light emitted from the laser light source 27 is split by the prism 28, one of which goes to the reference mirror 10 and the other goes to the sample 15. The light that has traveled to the sample 15 is reflected by the sample 15 moving by the sample moving means 29 and then enters the prism 28 again. In the prism 28, the light reflected by the reference mirror 10 and the light reflected by the sample 15 are multiplexed to form an interference signal, which is incident on the photodetector 22. The photodetector 22 detects the incident light beam as light intensity, converts this into an electric signal, and outputs the electric signal to the length measurement circuit 30. In the length measuring circuit 30, the input electric signal is subjected to arithmetic processing, converted into a length, and the moving distance of the sample 15 is calculated.
[0029]
The interference device according to the present embodiment is installed on the surface plate 32. Then, after the entire apparatus is covered with a container 31, a dehumidifier 33 is provided to reduce the humidity of the air inside the container 31. Thus, in the apparatus according to the present embodiment, the amount of water vapor in the entire optical path can be reduced by the dehumidifier 33. Therefore, even when the reflected light from the sample 15 is weak, such as in the measurement of a metal processing surface, accurate measurement can be expected by improving the S / N ratio of the interference signal.
[0030]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and a design change or the like may be made without departing from the gist of the present invention. included. For example, in the embodiment of the present invention, an SLD is described as an example of the low coherence light source, but an LED or the like may be used instead. Also, as for the wavelength of the light source, a different wavelength may be used depending on the inspection site. For example, it is preferable to select a wavelength near 840 nm in observation giving priority to surface resolution, and to select a wavelength near 1550 nm in observation giving priority to the depth of the inside of a living body.
[0031]
In the embodiment of the present invention, the type of the optical fiber is described as a single mode, but a multi-mode fiber may be used instead. Generally, when a multi-mode fiber is used, there is a problem that a plurality of modes are generated in the fiber. However, compared with a single-mode fiber, there is an advantage that a core diameter is large and coupling efficiency is increased.
[0032]
Further, in the embodiment of the present invention, as a means for reducing the water vapor in the optical path, a method of covering the optical path with a container, discharging air containing water vapor, and introducing dry air into the container has been described. The invention is not limited to this, and other means may be used. For example, a dehumidifying material such as silica gel or zeolite may be placed in a container covering the optical path, and the container may be sealed. Alternatively, a vacuum pump may be connected to the container covering the optical path to evacuate the container. Further, after the evacuation, the evacuation port of the container may be closed and the evacuation system may be removed. Further, in the embodiment of the present invention, the means for reducing water vapor is applied to a part of the signal light path. In addition, the same means may be applied to the reference light path. According to this, further noise reduction can be expected.
[0033]
In the embodiment of the present invention, two galvanometer mirrors are arranged close to each other as scanning means in the XY directions. However, the present invention is not limited to this, and two galvanometer mirrors are arranged via a pupil projection lens. Is also good. In this case, the overall length of the scanning optical system is further increased, but the effect of reducing water vapor is further increased. Further, instead of the above, a configuration may be employed in which one galvanomirror that can be driven in two axes is used.
[0034]
In the embodiment of the present invention, the configuration in which the pupil projection lens is disposed between the two galvanometer mirrors and the objective lens has been described. However, the configuration in which the pupil projection lens is not disposed may be employed. In this case, it is necessary to make the pupil position of the objective lens and the position of the galvanometer mirror substantially coincide with each other. Although the degree of difficulty in designing and manufacturing the objective lens increases, there is an advantage that the optical path length of the scanning optical system is reduced, and noise is reduced. Can be reduced.
[0035]
Further, in the embodiment of the present invention, the case where the light modulating means is arranged in both the signal light path and the reference light path has been described, but it may be arranged that this is arranged only on one side. As a result, the number of optical elements can be reduced, so that the cost can be reduced, the light efficiency can be improved, and the optical path in the air can be reduced. In the embodiment of the present invention, scanning in the XYZ directions has been described, but scanning in the XZ directions may be performed instead. According to this, information on the cross section of the sample can be obtained in a short time.
[0036]
Further, in the embodiment of the present invention, the method of improving the S / N ratio of the interference signal by reducing the water vapor in the optical path has been described. In addition, the temperature of the air in the optical path is controlled. It may be a system. According to this, there is an effect that the S / N ratio can be further improved.
[0037]
Further, in the embodiment of the present invention, the method of connecting the container covering the device and the dehumidifier to thereby reduce the water vapor inside the container has been described. On the other hand, a dehumidifier may be used to reduce the water vapor inside the room. According to this, even when measuring the displacement of a large object or an object having a large moving range, the measurement can be performed while improving the S / N ratio of the interference signal.
[0038]
Further, in the embodiment of the present invention, a Michelson type is described as an example of the interference device, but the present invention is not limited to this, and another configuration such as a Fizeau type may be used. The light source is not limited to a semiconductor laser, but may be another laser, for example, a gas laser.
[0039]
The present invention includes the following.
[Appendix]
(Additional Item 1) An interference device that splits light from a light source and causes interference between signal light, which is return light from a sample surface, and reference light, and reduces water vapor in an aerial optical path in which light propagates in the air. An interference device provided with a water vapor reducing means for causing the interference.
[0040]
(Additional Item 2) The interference device according to Additional Item 1, wherein the water vapor reducing unit is a unit that replaces the medium in the aerial optical path with a dry gas.
[0041]
(Additional Item 3) The interference device according to Additional Item 2, wherein the water vapor reducing unit covers at least a part of the aerial optical path with a container and supplies a dry gas into the container.
[0042]
(Additional Item 4) The interference device according to Additional Item 2, wherein the water vapor reducing unit covers at least a part of the aerial optical path with a container and fills the container with a dry gas.
[0043]
According to these inventions, of the signal light path and the reference light path, at least a part of the aerial light path is covered with the container and the dry gas is supplied or sealed in the container, so that the water vapor in the specific light path is reduced. Thus, the amount of water vapor can be kept within a certain range.
[0044]
(Additional Item 5) The interference device according to Additional Item 1, wherein the water vapor reducing unit is a dehumidifier.
[0045]
(Additional Item 6) The interference device according to Additional Item 5, wherein the water vapor reducing unit includes a container that covers at least a part of the aerial optical path, and a dehumidifier that dehumidifies the inside of the container.
[0046]
(Additional Item 7) The interference device according to additional item 5, wherein the water vapor reduction unit includes a container that covers the entire interference device, and a dehumidifier that dehumidifies the inside of the container.
[0047]
(Additional Item 8) The interference device according to additional item 5, wherein the water vapor reducing unit arranges a dehumidifier in a room where the interference device is installed, and reduces water vapor in the entire room.
[0048]
According to these inventions, at least a part of the aerial optical path, or the entire interference device, or the entire room in which the interference device is installed is dehumidified by the dehumidifier, so that water vapor present in these is reduced, and The amount of water vapor in these aerial optical paths can be managed accurately.
[0049]
(Additional Item 9) The interference device according to Additional Item 1, wherein the water vapor reducing means is a dehumidifying material.
[0050]
(Supplementary note 10) The interference device according to supplementary note 9, wherein the water vapor reducing unit includes a container that covers at least a part of the aerial optical path, and a dehumidifying material that dehumidifies the inside of the container.
[0051]
According to the present invention, at least a part of the aerial light path is covered with the container, and the dehumidifying material is disposed here. Therefore, the amount of water vapor in the light path can be reduced by a simple method.
[0052]
(Additional Item 11) The interference device according to additional item 1, wherein the water vapor reducing unit includes a container that covers at least a part of the aerial optical path, and a vacuum pump that suctions the inside of the container.
[0053]
(Additional Item 12) The interference device according to Additional Item 1, wherein the water vapor reducing unit is provided in an optical path of the signal light.
[0054]
(Additional Item 13) A photodetector for converting the interference light into an electric signal, wherein at least a part of the optical path of the signal light in the aerial optical path from the sample to the photodetector is reduced. The interference device according to claim 12, which causes the interference device.
[0055]
According to the present invention, in particular, at least a part of the optical path from the sample having a weak signal to the photodetector is reduced in water vapor, so that the S / N ratio of the interference signal can be more effectively reduced. Can be improved.
[0056]
(Additional Item 14) The interference device according to Additional Item 1, which reduces at least part of the water vapor in the aerial optical path in the optical path of the reference light.
[0057]
(Additional Item 15) The interference device according to Additional Item 1, wherein the water vapor reducing unit is provided at least in the longest air optical path.
[0058]
(Additional item 16) The sum of the value obtained by multiplying the amount of water vapor (g) per cubic meter by the optical path length (m) in the temperature and humidity in each optical path for each of the plurality of aerial optical paths is the ambient environmental temperature and humidity. 16. The interferometer according to claim 15, wherein the water vapor in the longest aerial light path is reduced so as to be not more than の of a value obtained by multiplying the amount of water vapor (g) per cubic meter by the total length (m) of the light path.
[0059]
(Additional Item 17) The sum of the value obtained by multiplying the amount of water vapor (g) per cubic meter in the temperature and humidity in each optical path for each of the plurality of aerial optical paths by each optical path length (m) is 7.22 (g · m). 24. An interference device according to claim 15, wherein the water vapor in the longest aerial light path is reduced as follows.
[0060]
(Additional Item 18) The interference device according to Additional Item 1, wherein the light source is infrared light.
[0061]
(Additional Item 19) The interference device according to additional item 18, wherein the interference device has an optical fiber optical path, and the wavelength of the light source is near 1310 nm.
[0062]
(Additional Item 20) The interference device according to Additional Item 18, having an optical fiber optical path, wherein the wavelength of the light source is near 1550 nm.
[0063]
(Additional Item 21) The interference apparatus according to additional item 18, wherein the interference optical system has an interference optical system, and the interference optical system is a heterodyne interference optical system.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that an interference signal having a high S / N ratio can be obtained by taking measures to reduce water vapor in the aerial optical path constituting the interference optical system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an interference device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between the amount of water vapor in an optical path and noise included in an interference signal according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of an interference device according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Optical fiber, 3, 4 ... Optical coupler, 5 ... Signal optical path
6 Reference optical path, 7a, 7b, 7c, 7d Polarization controller, 8a, 8b Optical modulation means, 9a, 9b Circulator, 10 Reference mirror, 11 Reference Mirror moving means, 12: galvano scanner, 13: pupil projection lens, 14: objective lens, 15: sample, 16: air inlet, 17: valve for air inlet, 18 ... air outlet, 19 ... air outlet valve, 20 ... hygrometer, 21 ... scanning optical system moving stage, 22 ... photodetector, 23 ... signal processing Circuit, 24 ... Computer, 25 ... Display device, 26 ... Box member, 27 ... Laser light source, 28 ... Prism, 29 ... Sample moving means, 30 ... Length measurement Circuit, 31 ... container, 32 ... surface plate, 33 ... Humidifier,
