JP2582007Y2 - 干渉計 - Google Patents
干渉計Info
- Publication number
- JP2582007Y2 JP2582007Y2 JP1991009100U JP910091U JP2582007Y2 JP 2582007 Y2 JP2582007 Y2 JP 2582007Y2 JP 1991009100 U JP1991009100 U JP 1991009100U JP 910091 U JP910091 U JP 910091U JP 2582007 Y2 JP2582007 Y2 JP 2582007Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- light beam
- scanning
- light
- interferometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
[考案の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、例えば人工衛星等に搭
載して地球から放射される赤外放射光束を測定する干渉
計に関する。
載して地球から放射される赤外放射光束を測定する干渉
計に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に700nm〜1mmの波長帯を赤外域
と総称しているが、地球大気中の構成物質の多くがこの
領域で強い吸収を示すことから、赤外放射強度を測定す
ることにより大気中の特定の物質の濃度を求めることが
できる。
と総称しているが、地球大気中の構成物質の多くがこの
領域で強い吸収を示すことから、赤外放射強度を測定す
ることにより大気中の特定の物質の濃度を求めることが
できる。
【0003】近年地球環境の破壊が深刻化する中、地球
規模で大気の状態を観測する意義は1めて大きく、地球
からの赤外域放射を測定するために、現在数多くの人工
衛星に干渉計が搭載されている。
規模で大気の状態を観測する意義は1めて大きく、地球
からの赤外域放射を測定するために、現在数多くの人工
衛星に干渉計が搭載されている。
【0004】図6は従来の赤外放射測定用の干渉計の構
成を示す図である。図6に示すように、従来の干渉計に
は、入射光束を2方向に分岐するビームスプリッタ11
と、分岐された一方の光束を反射させる固定鏡12と、
一点鎖線で示す走査軸Lに沿って走査(移動)可能であ
り、前記一方の光束と異なる他方の光束を反射させる走
査鏡13とから成るいわゆるマイケルソン干渉計が用い
られる。
成を示す図である。図6に示すように、従来の干渉計に
は、入射光束を2方向に分岐するビームスプリッタ11
と、分岐された一方の光束を反射させる固定鏡12と、
一点鎖線で示す走査軸Lに沿って走査(移動)可能であ
り、前記一方の光束と異なる他方の光束を反射させる走
査鏡13とから成るいわゆるマイケルソン干渉計が用い
られる。
【0005】上記マイケルソン干渉計は、固定鏡12で
反射された光束と走査鏡13で反射された光束がビーム
スプリッタ11に戻されて干渉を生じるようにし、検出
された干渉光強度パターンから、各波長における赤外放
射光束強度を求めるものである。図6で、破線はある時
点における走査鏡13の位置を示すものである。
反射された光束と走査鏡13で反射された光束がビーム
スプリッタ11に戻されて干渉を生じるようにし、検出
された干渉光強度パターンから、各波長における赤外放
射光束強度を求めるものである。図6で、破線はある時
点における走査鏡13の位置を示すものである。
【0006】上記した赤外放射光束の各波長における強
度を得るためには、走査鏡13の反射面13aが走査軸
Lに対して常に垂直になるように走査鏡13を走査する
ことが必要である。もしこの位置関係が保たれていなけ
れば、正確な赤外放射光束の強度を得ることは出来な
い。従って走査鏡13の反射面13aと走査軸Lとが垂
直でなくなった場合、走査鏡13の角度を修正する必要
がある。しかしながら、従来の干渉計にあっては、走査
軸Lに対する走査鏡13の反射面aの角度(傾き)を測
定する手段を具備しておらず、極めて不都合であった。
度を得るためには、走査鏡13の反射面13aが走査軸
Lに対して常に垂直になるように走査鏡13を走査する
ことが必要である。もしこの位置関係が保たれていなけ
れば、正確な赤外放射光束の強度を得ることは出来な
い。従って走査鏡13の反射面13aと走査軸Lとが垂
直でなくなった場合、走査鏡13の角度を修正する必要
がある。しかしながら、従来の干渉計にあっては、走査
軸Lに対する走査鏡13の反射面aの角度(傾き)を測
定する手段を具備しておらず、極めて不都合であった。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】上記したように、従来
の干渉計にあっては、走査鏡の傾きを測定する手段を具
備しておらず、これを人工衛星などの宇宙機内で用いた
場合、人間が直接前記走査鏡の傾きを測定することがで
きず、極めて不都合であった。本考案は上記事情に鑑み
てなされたもので、簡易な構成で走査鏡の走査軸に対す
る傾きを容易に検出できる干渉計を提供することを目的
とする。[考案の構成]
の干渉計にあっては、走査鏡の傾きを測定する手段を具
備しておらず、これを人工衛星などの宇宙機内で用いた
場合、人間が直接前記走査鏡の傾きを測定することがで
きず、極めて不都合であった。本考案は上記事情に鑑み
てなされたもので、簡易な構成で走査鏡の走査軸に対す
る傾きを容易に検出できる干渉計を提供することを目的
とする。[考案の構成]
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本考案の干渉計は、入射光束を第1及び第2の光束に
分岐する光分岐手段と、前記第1の光束を反射させ、再
び前記光分岐手段に戻す固定鏡と、前記第2の光束を反
射させ前記第1の光束と干渉を起こすような走査軸に沿
ってその位置を変化させることが可能な走査鏡を具備す
る干渉計において、前記走査鏡の一部に形成された半透
過鏡と、前記半透過鏡に光束を照射する光源と、前記走
査軸に対して垂直に配置され、前記走査鏡の後方に組み
込まれる平面鏡と、前記半透過鏡及び前記平面鏡でそれ
ぞれ反射した光が検出される光検出器と、を備え前記走
査軸に対する前記走査鏡の傾きを検出することを第一の
特徴とし、また、入射光束を第1及び第2の光束に分岐
する光分岐手段と、前記第1の光束を反射させ、再び前
記光分岐手段に戻す固定鏡と、前記第2の光束を反射さ
せ前記第1の光束と干渉を起こすような走査軸に沿って
その位置を変化させることが可能な走査鏡を具備する干
渉計において、前記走査鏡の一部に形成され、長手方向
が互いに垂直な一組のスリットと、このスリットを透過
する光束を検出する光検出器とを備え前記走査軸に対す
る前記走査鏡の傾きを検出することを第二の特徴とす
る。
に本考案の干渉計は、入射光束を第1及び第2の光束に
分岐する光分岐手段と、前記第1の光束を反射させ、再
び前記光分岐手段に戻す固定鏡と、前記第2の光束を反
射させ前記第1の光束と干渉を起こすような走査軸に沿
ってその位置を変化させることが可能な走査鏡を具備す
る干渉計において、前記走査鏡の一部に形成された半透
過鏡と、前記半透過鏡に光束を照射する光源と、前記走
査軸に対して垂直に配置され、前記走査鏡の後方に組み
込まれる平面鏡と、前記半透過鏡及び前記平面鏡でそれ
ぞれ反射した光が検出される光検出器と、を備え前記走
査軸に対する前記走査鏡の傾きを検出することを第一の
特徴とし、また、入射光束を第1及び第2の光束に分岐
する光分岐手段と、前記第1の光束を反射させ、再び前
記光分岐手段に戻す固定鏡と、前記第2の光束を反射さ
せ前記第1の光束と干渉を起こすような走査軸に沿って
その位置を変化させることが可能な走査鏡を具備する干
渉計において、前記走査鏡の一部に形成され、長手方向
が互いに垂直な一組のスリットと、このスリットを透過
する光束を検出する光検出器とを備え前記走査軸に対す
る前記走査鏡の傾きを検出することを第二の特徴とす
る。
【0009】
【作用】上記第1の特徴を有する構成の干渉計では、光
源より出射される光束のうち走査鏡の一部に一体形成さ
れた半透過鏡を透過し、平面鏡で反射され再び前記半透
過鏡に戻ってくる光束と、前記半透過鏡で反射される光
束とが干渉をおこす。この干渉パターンは走査軸に対す
る走査鏡の傾きによって異なることから、この干渉パタ
ーンを光検出器で検出することにより、前記走査鏡の傾
きを求めることができる。
源より出射される光束のうち走査鏡の一部に一体形成さ
れた半透過鏡を透過し、平面鏡で反射され再び前記半透
過鏡に戻ってくる光束と、前記半透過鏡で反射される光
束とが干渉をおこす。この干渉パターンは走査軸に対す
る走査鏡の傾きによって異なることから、この干渉パタ
ーンを光検出器で検出することにより、前記走査鏡の傾
きを求めることができる。
【0010】また、上記第2の特徴を有する構成の干渉
計では、走査鏡の一部に設けられたスリットを通過する
光が回折を起こし、各スリットを透過した回折光束は光
検出器上に照射される。光検出器上に生じる回折光束の
強度分布のピーク位置は、光源より出射される光束とス
リットとのなす角によって変化することから、ピーク位
置を検出することにより走査軸に対する走査鏡の傾きを
求めることができる。
計では、走査鏡の一部に設けられたスリットを通過する
光が回折を起こし、各スリットを透過した回折光束は光
検出器上に照射される。光検出器上に生じる回折光束の
強度分布のピーク位置は、光源より出射される光束とス
リットとのなす角によって変化することから、ピーク位
置を検出することにより走査軸に対する走査鏡の傾きを
求めることができる。
【0011】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本考案の走査鏡の一部を半透過鏡とした実
施例の構成を示す図であり、図6と同一部分には同一符
号を付し詳しい説明は省略する。図1に示すように、走
査鏡13の一部は半透過鏡20が一体形成されている。
半透過鏡20の後方にはその反射面が走査鏡13の走査
軸Lと垂直になるように配置された平面鏡21が設けら
れている。22はこの平面鏡21と半透過鏡20に向け
て単色光束を出射する光源である。23はハーフミラー
であり、24はハーフミラー23を透過した前記単色光
束を平行光束に変換するコリメータレンズである。また
25はハーフミラー23で反射した光を受光する光検出
手段で、例えばエリアCCDである。
する。図1は本考案の走査鏡の一部を半透過鏡とした実
施例の構成を示す図であり、図6と同一部分には同一符
号を付し詳しい説明は省略する。図1に示すように、走
査鏡13の一部は半透過鏡20が一体形成されている。
半透過鏡20の後方にはその反射面が走査鏡13の走査
軸Lと垂直になるように配置された平面鏡21が設けら
れている。22はこの平面鏡21と半透過鏡20に向け
て単色光束を出射する光源である。23はハーフミラー
であり、24はハーフミラー23を透過した前記単色光
束を平行光束に変換するコリメータレンズである。また
25はハーフミラー23で反射した光を受光する光検出
手段で、例えばエリアCCDである。
【0012】上記した構成において、光源22より単色
光束が出射されると、ハーフミラー23を透過したこの
光束はコリメータレンズ24で平行光束に変換される。
この平行光束は半透過鏡20を透過する光束と、半透過
鏡20で反射される光束に分かれる。前記半透過鏡20
を透過した光束は平面鏡21で反射され、再び半透過鏡
20を透過し、半透過鏡20で反射された光束との間で
干渉を起こす。
光束が出射されると、ハーフミラー23を透過したこの
光束はコリメータレンズ24で平行光束に変換される。
この平行光束は半透過鏡20を透過する光束と、半透過
鏡20で反射される光束に分かれる。前記半透過鏡20
を透過した光束は平面鏡21で反射され、再び半透過鏡
20を透過し、半透過鏡20で反射された光束との間で
干渉を起こす。
【0013】この干渉光束はハーフミラー24で反射さ
れ、走査鏡13の傾きに応じた干渉パターンがエリアC
CD25の受光面上にあらわれる。いま、平面鏡21と
半透過鏡20とが完全に平行で両者の間隔をdとする
と、前記した干渉を起こす二つの光束の光路差2dが周
知のように次に示す式(1)を満たすとき、2つの光束
の位相は同位相となるため、互いに強め合い干渉光束は
明るくなる。従って、この干渉光束が照射されるエリア
CCDの受光面全体は一様に明るくなる。
れ、走査鏡13の傾きに応じた干渉パターンがエリアC
CD25の受光面上にあらわれる。いま、平面鏡21と
半透過鏡20とが完全に平行で両者の間隔をdとする
と、前記した干渉を起こす二つの光束の光路差2dが周
知のように次に示す式(1)を満たすとき、2つの光束
の位相は同位相となるため、互いに強め合い干渉光束は
明るくなる。従って、この干渉光束が照射されるエリア
CCDの受光面全体は一様に明るくなる。
【0014】(1)式中のdの値は走査鏡13の位置に
よって変化するため、走査鏡13走査中におけるエリア
CCD25の受光面は、その面全体が一様に明るく照射
されるパターンと、一様に暗くなるパターンを交互に繰
り返す。
よって変化するため、走査鏡13走査中におけるエリア
CCD25の受光面は、その面全体が一様に明るく照射
されるパターンと、一様に暗くなるパターンを交互に繰
り返す。
【0015】一方、図2に示すように平面鏡21と半透
過鏡20が角度θだけ傾きをもって対峙している場合、
すなわち、走査鏡13の反射面13aが走査軸Lに対し
て垂直でない場合、エリアCCD25の幅Wの受光面上
にN本の干渉縞が生ずる。各干渉縞に対応する空気層の
厚さをそれぞれd1 ,d2 ,d3 ,….dN とした場
合、前記した式(1)より次式(2)〜(5)が成り立
つ。 式(2),(5)より両端の干渉縞d1 ,dN に対する
空気層の厚さHは次式(6)で求められる。 したがって、2枚の鏡のなす角θと入射光波長λ、幅W
あたりの干渉縞本数Nとの関係は次式(7)のようにな
る。 受光面の幅Wと入射光波長λは既知なので、受光面の干
渉縞の本数Nを求めることにより走査鏡の傾きを求める
ことができる。
過鏡20が角度θだけ傾きをもって対峙している場合、
すなわち、走査鏡13の反射面13aが走査軸Lに対し
て垂直でない場合、エリアCCD25の幅Wの受光面上
にN本の干渉縞が生ずる。各干渉縞に対応する空気層の
厚さをそれぞれd1 ,d2 ,d3 ,….dN とした場
合、前記した式(1)より次式(2)〜(5)が成り立
つ。 式(2),(5)より両端の干渉縞d1 ,dN に対する
空気層の厚さHは次式(6)で求められる。 したがって、2枚の鏡のなす角θと入射光波長λ、幅W
あたりの干渉縞本数Nとの関係は次式(7)のようにな
る。 受光面の幅Wと入射光波長λは既知なので、受光面の干
渉縞の本数Nを求めることにより走査鏡の傾きを求める
ことができる。
【0016】以上に示した干渉パターンをエリアCCD
25のような検出器で検出し、そのデータをエリアCC
D25と接続された例えばオンボードコンピュータ(図
示せず)などで処理することによって走査鏡13の走査
軸Lに対する傾きαを容易に求めることができる。この
結果を走査鏡13を走査している磁気軸受けの制御回路
(図示せず)等にフィードバックしてこの傾きを補正す
ることにより走査鏡13の反射面13aを走査軸Lに対
して常に垂直にすることが可能となる。次に、本考案の
前記第2の特徴を有する構成の干渉計の実施例について
図3,図4,及び図5を用いて説明する。図3で、図6
と同一部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略す
る。
25のような検出器で検出し、そのデータをエリアCC
D25と接続された例えばオンボードコンピュータ(図
示せず)などで処理することによって走査鏡13の走査
軸Lに対する傾きαを容易に求めることができる。この
結果を走査鏡13を走査している磁気軸受けの制御回路
(図示せず)等にフィードバックしてこの傾きを補正す
ることにより走査鏡13の反射面13aを走査軸Lに対
して常に垂直にすることが可能となる。次に、本考案の
前記第2の特徴を有する構成の干渉計の実施例について
図3,図4,及び図5を用いて説明する。図3で、図6
と同一部分には同一符号を付し、詳しい説明は省略す
る。
【0017】図3に示すように、走査鏡13の一部には
後に詳述するスリットが形成されるスリット形成部30
が走査鏡13と一体形成されている。スリット形成部3
0の後方には光検出部31が設けられている。22はこ
のスリット形成部に向けて光束を出射する光源である。
24は光源22の光束を平行光束に変換するコリメータ
レンズである。
後に詳述するスリットが形成されるスリット形成部30
が走査鏡13と一体形成されている。スリット形成部3
0の後方には光検出部31が設けられている。22はこ
のスリット形成部に向けて光束を出射する光源である。
24は光源22の光束を平行光束に変換するコリメータ
レンズである。
【0018】上記スリット形成部30のスリットは図4
に示すように、その長手方向が互いに垂直になるように
形成される。この二つのスリット32,33の後方には
点線で示す例えばリニアCCDのような光検出器34,
35がスリット32,33の長手方向と垂直な位置関係
になるように設置される。なお、図4は図3の走査鏡1
3を光源22から見た図であり、横方向をx軸,縦方向
をy軸と設定する。
に示すように、その長手方向が互いに垂直になるように
形成される。この二つのスリット32,33の後方には
点線で示す例えばリニアCCDのような光検出器34,
35がスリット32,33の長手方向と垂直な位置関係
になるように設置される。なお、図4は図3の走査鏡1
3を光源22から見た図であり、横方向をx軸,縦方向
をy軸と設定する。
【0019】上記した構成において、光源22より出射
され、y軸用スリット32及びx軸用スリット33を透
過する光束は各スリットで回折を起こし、y軸用光検出
器34,x軸用光検出器35上に照射される。この回折
光束の強度分布の生じる位置は図5に示すようにスリッ
ト32,33への入射角度によって異なることから、光
検出器34,35をリニアCCDとした場合、強度分布
のピーク位置に当るCCD上の画素を検出することによ
ってスリットへの入射角度を求めることができる。この
時、光源からの光束が走査軸Lに平行の場合、走査軸L
に対する走査鏡の傾きαは、π/2から先に求めたスリ
ットへの入射角度を引いた値となる。上記構成では互い
に垂直な2本のスリットを有していることから、走査鏡
の2軸にわたる傾きを検出することができる。
され、y軸用スリット32及びx軸用スリット33を透
過する光束は各スリットで回折を起こし、y軸用光検出
器34,x軸用光検出器35上に照射される。この回折
光束の強度分布の生じる位置は図5に示すようにスリッ
ト32,33への入射角度によって異なることから、光
検出器34,35をリニアCCDとした場合、強度分布
のピーク位置に当るCCD上の画素を検出することによ
ってスリットへの入射角度を求めることができる。この
時、光源からの光束が走査軸Lに平行の場合、走査軸L
に対する走査鏡の傾きαは、π/2から先に求めたスリ
ットへの入射角度を引いた値となる。上記構成では互い
に垂直な2本のスリットを有していることから、走査鏡
の2軸にわたる傾きを検出することができる。
【0020】
【考案の効果】以上詳述したように本考案の干渉計で
は、簡易な構成で走査軸に対する走査鏡の傾きを容易に
検出することができる。
は、簡易な構成で走査軸に対する走査鏡の傾きを容易に
検出することができる。
【図1】本考案に係わる干渉計の一実施例の構成を示す
上面図である。
上面図である。
【図2】平面鏡と半透過鏡及び走査鏡の位置関係に対応
する干渉パターンを示す図である。
する干渉パターンを示す図である。
【図3】本考案の他の実施例を示す上面図である。
【図4】走査鏡と一体形成されたスリット形成部を示す
図である
図である
【図5】走査鏡と光検出部の断面及び回折光束の強度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図6】従来の干渉計の構成を示す図である。
11 ビームスプリッタ 12 固定鏡 13 走査鏡 20 半透過鏡 21 平面鏡 22 単色光光源 23 ハーフミラー 24 コリメータレンズ 25 エリアCCD 30 スリット形成部 32 y軸用スリット 33 x軸用スリット 34 y軸用光検出器 35 x軸用光検出器
Claims (2)
- 【請求項1】入射光束を第1及び第2の光束に分岐する
光分岐手段と、前記第1の光束を反射させ、再び前記光
分岐手段に戻す固定鏡と、前記第2の光束を反射させ前
記第1の光束と干渉を起こすような走査軸に沿ってその
位置を変化させることが可能な走査鏡を具備する干渉計
において、前記走査鏡の一部に形成された半透過鏡と、
前記半透過鏡に光束を照射する光源と、前記走査軸に対
して垂直に配置され、前記走査鏡の後方に組み込まれる
平面鏡と、前記半透過鏡及び前記平面鏡でそれぞれ反射
した光が検出される光検出器と、を備え前記走査軸に対
する前記走査鏡の傾きを検出することを特徴とする干渉
計。 - 【請求項2】入射光束を第1及び第2の光束に分岐する
光分岐手段と、前記第1の光束を反射させ、再び前記光
分岐手段に戻す固定鏡と、前記第2の光束を反射させ前
記第1の光束と干渉を起こすような走査軸に沿ってその
位置を変化させることが可能な走査鏡を具備する干渉計
において、前記走査鏡の一部に形成され、長手方向が互
いに垂直な一組のスリットと、このスリットを透過する
光束を検出する光検出器とを備え前記走査軸に対する前
記走査鏡の傾きを検出することを特徴とする干渉計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991009100U JP2582007Y2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991009100U JP2582007Y2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 干渉計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04106732U JPH04106732U (ja) | 1992-09-14 |
JP2582007Y2 true JP2582007Y2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=31899811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1991009100U Expired - Lifetime JP2582007Y2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 干渉計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2582007Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5305281B2 (ja) * | 2007-12-11 | 2013-10-02 | 株式会社オプセル | オートコリメータ |
JP6482886B2 (ja) * | 2015-01-29 | 2019-03-13 | 国立大学法人 香川大学 | 分光特性測定装置及びその調整方法 |
WO2020152772A1 (ja) * | 2019-01-22 | 2020-07-30 | 株式会社島津製作所 | マイケルソン干渉計 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1985004712A1 (en) * | 1984-04-13 | 1985-10-24 | Beckman Instruments, Inc. | Mirror alignment control and ir beam energy maximizing in a laser controlled interferometer |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP1991009100U patent/JP2582007Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04106732U (ja) | 1992-09-14 |
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