JP2023133433A5 - - Google Patents

Description

第１の発明の変位検出装置は、光路長差により生じる複数の干渉強度ピークを持つ、可干渉性の低いマルチモードのレーザ光源と、レーザ光源からの光を集光させるレンズと、レンズで集光され偏波保持ファイバで伝送された光を分岐するビームスプリッタと、分岐された光が照射される回折格子と、回折格子からの回折光を重ね合わせ干渉させた干渉光を受光する受光素子を備え、干渉光の強度変化から、回折格子の変位量を検出する変位検出装置であって、偏波保持ファイバのファイバ長Ｌを、直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がピークとなる長さ、(2ｍｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λと(2(ｍ+1)ｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λとの間の干渉強度がほぼ０となる長さに設定した（ただし、ｍは０以上の正の整数、ｎ _eff はレーザ光源の共振器の実効屈折率、Ｌ _CAV はレーザ光源の共振器長、Ｌ _beat は偏波保持ファイバのビート長、λは光源の波長である）。

第２の発明の変位検出装置は、レーザ光源からの光を集光させるレンズと、偏波保持ファイバで伝送された光を分岐するビームスプリッタと、分岐された光を反射する被測定面の移動に連動して移動するターゲットミラーと、ターゲットミラーから反射された光を重ね合わせ干渉させた干渉光を受光する受光素子を備え、干渉光の強度変化から、ターゲットミラーの変位量を検出する変位検出装置において、偏波保持ファイバのファイバ長Ｌを、直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がピークとなる長さ、(2ｍｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λと(2(ｍ+1)ｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λとの間の干渉強度がほぼ０となる長さに設定した（ただし、ｍは０以上の正の整数、ｎ _eff はレーザ光源の共振器の実効屈折率、Ｌ _CAV はレーザ光源の共振器長、Ｌ _beat は偏波保持ファイバのビート長、λは光源の波長である）。
第３の発明の変位検出装置は、光を出射する可干渉距離をもつ可干渉性の低い光源と、レーザ光源からの光を集光させるレンズと、レンズで集光され偏波保持ファイバで伝送された光を分岐するビームスプリッタと、分岐された光が照射される回折格子と、回折格子からの回折光を重ね合わせ干渉させた干渉光を受光する受光素子を備え、干渉光の強度変化から、回折格子の変位量を検出する変位検出装置において、偏波保持ファイバは、レーザ光源から出射した光を偏波保持ファイバに入射した場合、偏波保持ファイバの長さＬは可干渉距離L _low と２つの偏波モードの伝搬定数の差から求められるビート長Ｌ _beat の積から光源の波長λを割った長さよりも長く、偏波保持ファイバの直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がほぼ０となる、レンズで集光された光を伝送する。
第４の発明の変位検出装置は、レーザ光源からの光を集光させるレンズと、レンズで集光され偏波保持ファイバで伝送された光を分岐するビームスプリッタと、分岐された光を反射する被測定面の移動に連動して移動するターゲットミラーと、ターゲットミラーから反射された光を重ね合わせ干渉させた干渉光を受光する受光素子を備え、干渉光の強度変化から、ターゲットミラーの変位量を検出する変位検出装置において、偏波保持ファイバは、レーザ光源から出射した光を偏波保持ファイバに入射した場合、偏波保持ファイバの長さＬは前記可干渉距離Ｌ _low と２つの偏波モードの伝搬定数の差から求められるビート長Ｌ _beat の積からレーザ光源の波長λを割った長さよりも長く、偏波保持ファイバの直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がほぼ０となる、前記レンズで集光された光を伝送する。

Claims (8)

1. 光路長差により生じる複数の干渉強度ピークを持つ、可干渉性の低いマルチモードのレーザ光源と、
   前記レーザ光源からの光を集光させるレンズと、
   前記レンズで集光され偏波保持ファイバで伝送された光を分岐するビームスプリッタと、
   前記分岐された光が照射される回折格子と、
   前記回折格子からの回折光を重ね合わせ干渉させた干渉光を受光する受光素子を備え、
   前記干渉光の強度変化から、前記回折格子の変位量を検出する変位検出装置であって、
   前記偏波保持ファイバのファイバ長Ｌを、直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がピークとなる長さ、(2ｍｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λと(2(ｍ+1)ｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λとの間の干渉強度がほぼ０となる長さに設定した（ただし、ｍは０以上の正の整数、ｎ _eff は前記レーザ光源の共振器の実効屈折率、Ｌ _CAV は前記レーザ光源の共振器長、Ｌ _beat は前記偏波保持ファイバのビート長、λは前記光源の波長である）
   変位検出装置。
2. 前記偏波保持ファイバは、脱着可能なコネクタで複数本が勘合されており、複数の勘合部が存在するとき、偏波保持ファイバの接続順序として、最後の偏波保持ファイバと、それを除いた偏波保持ファイバのあらゆる組み合わせとの、偏波保持ファイバの総長が、直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がピークとなる長さ、(2ｍｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λと(2(ｍ+1)ｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λとの間の干渉強度がほぼ０となる長さに設定した請求項１に記載の変位検出装置。
3. レーザ光源からの光を集光させるレンズと、
   偏波保持ファイバで伝送された光を分岐するビームスプリッタと、
   前記分岐された光を反射する被測定面の移動に連動して移動するターゲットミラーと、
   前記ターゲットミラーから反射された光を重ね合わせ干渉させた干渉光を受光する受光素子を備え、
   前記干渉光の強度変化から、前記ターゲットミラーの変位量を検出する変位検出装置において、
   前記偏波保持ファイバのファイバ長Ｌを、直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がピークとなる長さ、(2ｍｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λと(2(ｍ+1)ｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λとの間の干渉強度がほぼ０となる長さに設定した（ただし、ｍは０以上の正の整数、ｎ _eff は前記レーザ光源の共振器の実効屈折率、Ｌ _CAV は前記レーザ光源の共振器長、Ｌ _beat は前記偏波保持ファイバのビート長、λは前記光源の波長である）
   変位検出装置。
4. 前記偏波保持ファイバは、脱着可能なコネクタで複数本が勘合されており、複数の勘合部が存在するとき、偏波保持ファイバの接続順序として、最後の偏波保持ファイバと、それを除いた偏波保持ファイバのあらゆる組み合わせとの、偏波保持ファイバの総長が、直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がピークとなる長さ、(2ｍｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λと(2(ｍ+1)ｎ _eff Ｌ _CAV Ｌ _beat )／λとの間の干渉強度がほぼ０となる長さに設定した請求項３に記載の変位検出装置。
5. 光を出射する可干渉距離をもつ可干渉性の低い光源と、
   前記光源からの光を集光させるレンズと、
   前記レンズで集光され偏波保持ファイバで伝送された光を分岐するビームスプリッタと、
   前記分岐された光が照射される回折格子と、
   前記回折格子からの回折光を重ね合わせ干渉させた干渉光を受光する受光素子を備え、
   前記干渉光の強度変化から、前記回折格子の変位量を検出する変位検出装置において、
   前記偏波保持ファイバは、前記光源から出射した光を前記偏波保持ファイバに入射した場合、前記偏波保持ファイバの長さＬは可干渉距離L _low と２つの偏波モードの伝搬定数の差から求められるビート長Ｌ _beat の積から前記光源の波長λを割った長さよりも長く、前記偏波保持ファイバの直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がほぼ０となる、前記レンズで集光された光を伝送する
   変位検出装置。
6. 前記偏波保持ファイバは、脱着可能なコネクタで複数本が勘合されており、各々の偏波保持ファイバの長さは、２ ^ｍ ×Ｌ（但しｍは０以上の整数、Ｌは最も短い偏波保持ファイバの長さ）で構成され、かつ各々の偏波保持ファイバの長さは同じ組合せが無いようにし
   た
   請求項５に記載の変位検出装置。
7. レーザ光源からの光を集光させるレンズと、
   前記レンズで集光され偏波保持ファイバで伝送された光を分岐するビームスプリッタと、
   前記分岐された光を反射する被測定面の移動に連動して移動するターゲットミラーと、
   前記ターゲットミラーから反射された光を重ね合わせ干渉させた干渉光を受光する受光素子を備え、
   前記干渉光の強度変化から、前記ターゲットミラーの変位量を検出する変位検出装置において、
   前記偏波保持ファイバは、前記レーザ光源から出射した光を偏波保持ファイバに入射した場合、前記偏波保持ファイバの長さＬは可干渉距離Ｌ _low と２つの偏波モードの伝搬定数の差から求められるビート長Ｌ _beat の積から前記レーザ光源の波長λを割った長さよりも長く、前記偏波保持ファイバの直交する二つの伝搬モード経由の光による干渉光の強度がほぼ０となる、前記レンズで集光された光を伝送する
   変位検出装置。
8. 前記偏波保持ファイバは、脱着可能なコネクタで複数本が勘合されており、各々の偏波保持ファイバの長さは、２ ^ｍ ×Ｌ（但しｍは０以上の整数、Ｌは最も短い偏波保持ファイバの長さ）で構成され、かつ各々の偏波保持ファイバの長さは同じ組合せが無いようにした
   請求項７に記載の変位検出装置。