JP2996020B2 - Infrared MTF measurement device - Google Patents
Infrared MTF measurement deviceInfo
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- JP2996020B2 JP2996020B2 JP4227382A JP22738292A JP2996020B2 JP 2996020 B2 JP2996020 B2 JP 2996020B2 JP 4227382 A JP4227382 A JP 4227382A JP 22738292 A JP22738292 A JP 22738292A JP 2996020 B2 JP2996020 B2 JP 2996020B2
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- infrared
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線MTF(MOD
ULATION TRANSFER FUNCTIO
N)測定装置に関するものである。The present invention relates to an infrared MTF (MOD)
ULATION TRANSFER FUNCTIO
N) It relates to a measuring device.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知の通り赤外線MTF装置は、測定試
料である赤外線センサの受光面にビーム径を絞ったスポ
ット光を照射することにより、クロストーク等、赤外線
センサの空間分解能を評価するための測定装置であり、
冷却型赤外線センサのように、測定試料が冷却用デュワ
ーに収容され、センサ焦点面におけるスポットの位置及
びスポット径を正確に知ることが困難であるような状況
において特に有効である。2. Description of the Related Art As is well known, an infrared MTF apparatus is used to evaluate the spatial resolution of an infrared sensor, such as crosstalk, by irradiating a light receiving surface of an infrared sensor, which is a measurement sample, with spot light having a reduced beam diameter. Measuring device,
This is particularly effective in a situation where a measurement sample is housed in a cooling dewar and it is difficult to know the position and spot diameter of the spot on the sensor focal plane accurately, as in a cooled infrared sensor.
【0003】従って、より精度の高い測定のためには、
よりビーム径の小さいスポット光が要求されることはも
ちろんのこと、焦点面上でのスポット位置及びスポット
径を正確に把握する必要がある。[0003] Therefore, for more accurate measurement,
Needless to say, spot light having a smaller beam diameter is required, and it is necessary to accurately grasp the spot position and spot diameter on the focal plane.
【0004】従来型の赤外線MTF測定装置の一例を図
3に示す。図において、スポット光の光源として中心波
長1523nmの赤外線HeNeレーザ1を用いる。該
レーザ光は、ビームエキスパンダー2を透過し、フルミ
ラー5で集光レンズ8に導かれ、可動ステージ10上の
冷却用デュワー9に収容された赤外線センサの焦点面上
に集光する。FIG. 3 shows an example of a conventional infrared MTF measuring apparatus. In the figure, an infrared HeNe laser 1 having a center wavelength of 1523 nm is used as a light source for spot light. The laser light passes through the beam expander 2, is guided to the condenser lens 8 by the full mirror 5, and is focused on the focal plane of the infrared sensor housed in the cooling dewar 9 on the movable stage 10.
【0005】Fナンバー5程度の集光レンズを用いるこ
とにより、直径20μm程度のスポット光が得られる。
該可動ステージ10を光軸と垂直な面内で移動すること
により、センサ焦点面の照射位置を制御でき、光軸上前
後方向の移動で焦点面のスポット径を換えることができ
る。従来はこのようにして赤外線デバイスのMTF測定
を行っていた。By using a condenser lens having an F number of about 5, a spot light having a diameter of about 20 μm can be obtained.
By moving the movable stage 10 in a plane perpendicular to the optical axis, the irradiation position on the focal plane of the sensor can be controlled, and the spot diameter on the focal plane can be changed by moving in the front-back direction on the optical axis. Conventionally, the MTF measurement of the infrared device was performed in this manner.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】既に述べたとおり赤外
線MTF測定装置では、試料焦点面におけるビーム径を
正確に把握しておくことが重要である。この点において
従来型の赤外線MTF測定装置は、次のような問題点が
存在する。As described above, in the infrared MTF measuring apparatus, it is important to accurately grasp the beam diameter at the focal plane of the sample. In this regard, the conventional infrared MTF measuring apparatus has the following problems.
【0007】すなわち、赤外線センサの多くは低温にお
いて良好な特性を示すため、冷却用デュワー9に収容し
た状態で動作させる。この時、試料センサ1を冷却デュ
ワー9内の厳密な一定位置に装着することが難しく、セ
ンサ焦点面におけるスポット位置及び集光レンズ8から
センサ焦点面までの距離を正確に知ることが極めて困難
である。That is, most of the infrared sensors exhibit good characteristics at a low temperature, and thus are operated while being housed in the cooling dewar 9. At this time, it is difficult to mount the sample sensor 1 at a strictly fixed position in the cooling dewar 9, and it is extremely difficult to accurately know the spot position on the sensor focal plane and the distance from the condenser lens 8 to the sensor focal plane. is there.
【0008】ビーム径は、光軸方向で変化しているた
め、光軸方向の距離の測定誤差はビーム径の見積を困難
にする。特に、赤外線MTF評価装置では、通常、ビー
ム径を絞るため、Fナンバーの小さいレンズを使用して
おり、ビーム径の誤差も大きい。Since the beam diameter changes in the optical axis direction, a measurement error in the distance in the optical axis direction makes it difficult to estimate the beam diameter. In particular, in the infrared MTF evaluation apparatus, usually, a lens having a small F number is used to narrow the beam diameter, and the error of the beam diameter is large.
【0009】このように従来型の赤外線MTF測定装置
は、ビームスポット位置の検出及びビーム径の正確な把
握が困難である。As described above, it is difficult for the conventional infrared MTF measuring apparatus to detect the beam spot position and accurately grasp the beam diameter.
【0010】本発明の目的は、測定試料である赤外線セ
ンサの焦点面におけるレーザビームスポットの位置及び
ビーム径を測定する赤外線MTF測定装置を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide an infrared MTF measuring apparatus for measuring a position and a beam diameter of a laser beam spot on a focal plane of an infrared sensor as a measurement sample.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による赤外線MTF測定装置においては、第
1の光学系と、第2の光学系と、可動ステージと、ビー
ムプロファイル検出器と、モニターとを有する赤外線M
TF測定装置であって、第1の光学系は、赤外線レーザ
を試料の焦点面上に集光させるものであり、第2の光学
系は、可動光レーザ光を、第1の光学系と同一光軸上に
導いて試料の焦点面上に集光させるものであり、可動ス
テージは、測定試料及びビームプロファイル検出器を固
定するもので、移動調整可能であり、ビームプロファイ
ル検出器は、赤外線レーザと可視レーザの両方に対して
感度をもつディテクターにスリットを付けて構成され、
受光面が光軸と垂直をなす向きで前記可動ステージ上に
搭載され、各レーザ光の焦点付近のビームプロファイル
と、その相対位置関係を測定するものであり、モニター
は、測定試料の焦点面を撮像するものである。To achieve the above object, an infrared MTF measuring apparatus according to the present invention comprises a first optical system, a second optical system, a movable stage, a beam profile detector, Infrared M with monitor
In a TF measuring device, a first optical system focuses an infrared laser on a focal plane of a sample, and a second optical system converts a movable optical laser beam into the same as the first optical system. The movable stage fixes the sample to be measured and the beam profile detector, and can be moved and adjusted.The beam profile detector is an infrared laser. It is configured with a slit in a detector that is sensitive to both
The light receiving surface is mounted on the movable stage in a direction perpendicular to the optical axis, and measures the beam profile near the focal point of each laser beam and the relative positional relationship.The monitor measures the focal plane of the measurement sample. It is for imaging.
【0012】[0012]
【作用】予め測定した該各レーザ光のビームプロファイ
ルの相対的位置関係と、出力モニターに映し出される可
視光レーザの焦点面でのスポット像から、赤外線レーザ
光のセンサ焦点面におけるスポットの位置及びビーム径
を知ることができる。According to the relative positional relationship between the beam profiles of the laser beams measured in advance and the spot image on the focal plane of the visible light laser projected on the output monitor, the position and beam of the spot of the infrared laser light on the sensor focal plane are determined. You can know the diameter.
【0013】[0013]
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。以下の実施例は、本発明の赤外線MTF検出装置の
構成図と、ビームプロファイル検出器を用いたビームプ
ロファイル測定法について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, a configuration diagram of an infrared MTF detection device of the present invention and a beam profile measurement method using a beam profile detector will be described.
【0014】図1に本発明の赤外線MTF測定装置の実
施例を示す。図中1は、中心波長1523nmの赤外線
HeNeレーザ、3は、中心波長632.8nmの可視
光HeNeレーザである。FIG. 1 shows an embodiment of an infrared MTF measuring apparatus according to the present invention. In the drawing, 1 is an infrared HeNe laser having a center wavelength of 1523 nm, and 3 is a visible light HeNe laser having a center wavelength of 632.8 nm.
【0015】該各レーザ光は、それぞれビームエキスパ
ンダー2,4を透過した後、それぞれフルミラー5及び
ハーフミラー6により集光レンズ8を通る同一光軸上に
導かれ、可動ステージ10上の冷却用デュワー9に収容
された赤外線センサの焦点面上に集光する。可動ステー
ジ10の移動によって、センサ焦点面上のスポット照射
位置を制御できる。次にビームプロファイル検出器15
を用いて、該各レーザ光の焦点付近のビームプロファイ
ルを得る方法を説明する。After passing through the beam expanders 2 and 4, the laser beams are respectively guided on the same optical axis passing through the condenser lens 8 by the full mirror 5 and the half mirror 6, and are cooled by the cooling dewar on the movable stage 10. The light is focused on the focal plane of the infrared sensor housed in 9. By moving the movable stage 10, the spot irradiation position on the sensor focal plane can be controlled. Next, the beam profile detector 15
A method for obtaining a beam profile near the focal point of each laser beam by using is described.
【0016】図2(a)は、ビームプロファイル検出器
15であり、該各レーザ1,3の両発振波長に感度を持
つGeアバランシェフォトダイオード14と、その受光
面前方に配置された幅1μm程度のスリット13により
構成されている。ここで該Geアバランシェフォトダイ
オードの受光面は、スリット後方での回折光を十分カバ
ーできる面積を有する。ビームプロファイル検出器15
は、受光面が光軸と垂直をなす向きで図1の可動ステー
ジ10上に固定される。FIG. 2A shows a beam profile detector 15, a Ge avalanche photodiode 14 having sensitivity to both oscillation wavelengths of the lasers 1 and 3, and a width of about 1 μm disposed in front of the light receiving surface thereof. Are formed. Here, the light receiving surface of the Ge avalanche photodiode has an area that can sufficiently cover the diffracted light behind the slit. Beam profile detector 15
Is fixed on the movable stage 10 of FIG. 1 in a direction in which the light receiving surface is perpendicular to the optical axis.
【0017】ビームプロファイル検出器15の操作方法
を、図2(b)で説明する。可動ステージを制御して、
検出器を集光レンズ8の直径方向に移動させ、焦点付近
のレーザ光の強度分布を調べる。16a,16bで示し
た方向にビームプロファイル検出器15を操作して、1
7a,17bの強度分布が得られた。該強度分布からF
WHM(半値全幅)値Δωa,Δωbが得られる。An operation method of the beam profile detector 15 will be described with reference to FIG. By controlling the movable stage,
The detector is moved in the diameter direction of the condenser lens 8, and the intensity distribution of the laser light near the focal point is examined. By operating the beam profile detector 15 in the directions indicated by 16a and 16b, 1
The intensity distributions of 7a and 17b were obtained. From the intensity distribution, F
The WHM (full width at half maximum) values Δωa and Δωb are obtained.
【0018】この操作を集光レンズの光軸方向18で繰
り返し、FWHM値をプロットすることでビームプロフ
ァイルを作成することができる。以上の方法で、赤外線
レーザと可視光レーザにおいてそれぞれ固有のビームプ
ロファイルが得られ、同時に本測定を通じて両ビームプ
ロファイルの相対的な位置関係を知ることができる。This operation is repeated in the optical axis direction 18 of the condenser lens, and a beam profile can be created by plotting FWHM values. With the above method, a unique beam profile is obtained for each of the infrared laser and the visible light laser, and at the same time, the relative positional relationship between the two beam profiles can be known through the main measurement.
【0019】ビームプロファイルの相対的な位置関係を
用いて、赤外線レーザのセンサ焦点面におけるスポット
位置とスポット径を知ることができる。これについて以
下で説明する。Using the relative positional relationship of the beam profiles, the spot position and spot diameter of the infrared laser on the sensor focal plane can be known. This will be described below.
【0020】該可視光HeNeレーザ3と該赤外線He
Neレーザ1とは、センサ焦点面での光軸が一致してい
るため、該可視光HeNeレーザのスポットの反射光を
観測することにより、該赤外線HeNeレーザのセンサ
焦点面のスポット位置を知ることができる。図1におい
て11,12は、可視光HeNeレーザ3のセンサ焦点
面におけるレーザスポットの反射光を検出するためのC
CDカメラ11、及び出力モニター12で、ハーフミラ
ー7は、焦点面の反射光をCCDカメラ11に導くため
のものである。反射光を観測する方法としては前記実施
例に限らず、ファイバーバンドルを冷却用デュワー9の
斜め前方に設置し、センサ焦点面におけるレーザスポッ
トの反射光を斜め方向から観測する方法も可能である。The visible light HeNe laser 3 and the infrared He
Since the optical axis at the sensor focal plane coincides with that of the Ne laser 1, the spot position on the sensor focal plane of the infrared HeNe laser can be known by observing the reflected light of the spot of the visible light HeNe laser. Can be. In FIG. 1, reference numerals 11 and 12 denote C for detecting reflected light of a laser spot on the sensor focal plane of the visible light HeNe laser 3.
In the CD camera 11 and the output monitor 12, the half mirror 7 guides the reflected light on the focal plane to the CCD camera 11. The method of observing the reflected light is not limited to the above-described embodiment, and a method of installing the fiber bundle obliquely forward of the cooling dewar 9 and observing the reflected light of the laser spot on the sensor focal plane from oblique directions is also possible.
【0021】更に、先に得られた両レーザ光のビームプ
ロファイルの相対的位置関係と出力モニター12に映し
出された可視光レーザのスポットサイズから、赤外線レ
ーザ光のセンサ焦点面上のビーム径を知ることができ
る。Further, the beam diameter of the infrared laser light on the sensor focal plane is known from the relative positional relationship between the beam profiles of the two laser lights obtained previously and the spot size of the visible light laser projected on the output monitor 12. be able to.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
赤外線レーザ光のビームプロファイルを把握でき、赤外
線センサの焦点面上のビームスポットの位置、及びビー
ム径を知ることができる効果を有する。According to the present invention as described above,
This has the effect that the beam profile of the infrared laser light can be grasped, and the position of the beam spot on the focal plane of the infrared sensor and the beam diameter can be known.
【図1】本発明の赤外線MTF測定装置の説明図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram of an infrared MTF measurement device of the present invention.
【図2】(a)はビームプロファイル検出器の構成を示
し、(b)はビームプロファイルの測定方法を示す図で
ある。2A is a diagram illustrating a configuration of a beam profile detector, and FIG. 2B is a diagram illustrating a method of measuring a beam profile.
【図3】赤外線MTF測定装置の従来例を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing a conventional example of an infrared MTF measuring device.
1 赤外線HeNeレーザ 2 赤外線HeNeレーザ用ビームエキスパンダー 3 可視光HeNeレーザ 4 可視光HeNeレーザ用ビームエキスパンダー 5 フルミラー 6 ハーフミラー 7 ハーフミラー 8 集光レンズ 9 赤外線センサを収容した冷却用デュワー 10 可動ステージ 11 CCDカメラ 12 出力モニター 13 スリット 14 Geアバランシェフォトダイオード 15 ビームプロファイル検出器 16a,16b 検出器操作方向 17a,17b 強度分布出力結果 18 集光レンズの光軸方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Infrared HeNe laser 2 Beam expander for infrared HeNe laser 3 Visible light HeNe laser 4 Beam expander for visible light HeNe laser 5 Full mirror 6 Half mirror 7 Half mirror 8 Condensing lens 9 Cooling dewar containing infrared sensor 10 Movable stage 11 CCD Camera 12 Output monitor 13 Slit 14 Ge avalanche photodiode 15 Beam profile detector 16a, 16b Detector operation direction 17a, 17b Intensity distribution output result 18 Optical axis direction of condenser lens
Claims (1)
ステージと、ビームプロファイル検出器と、モニターと
を有する赤外線MTF測定装置であって、 第1の光学系は、赤外線レーザを試料の焦点面上に集光
させるものであり、 第2の光学系は、可動光レーザ光を、第1の光学系と同
一光軸上に導いて試料の焦点面上に集光させるものであ
り、 可動ステージは、測定試料及びビームプロファイル検出
器を固定するもので、移動調整可能であり、 ビームプロファイル検出器は、赤外線レーザと可視レー
ザの両方に対して感度をもつディテクターにスリットを
付けて構成され、受光面が光軸と垂直をなす向きで前記
可動ステージ上に搭載され、各レーザ光の焦点付近のビ
ームプロファイルと、その相対位置関係を測定するもの
であり、 モニターは、測定試料の焦点面を撮像するものであるこ
とを特徴とする赤外線MTF測定装置。1. An infrared MTF measuring apparatus having a first optical system, a second optical system, a movable stage, a beam profile detector, and a monitor, wherein the first optical system is an infrared laser. Is focused on the focal plane of the sample, and the second optical system guides the movable optical laser beam on the same optical axis as the first optical system and focuses the movable laser light on the focal plane of the sample. The movable stage fixes the measurement sample and the beam profile detector, and is movable and adjustable. The beam profile detector slits a detector that is sensitive to both infrared laser and visible laser. A light receiving surface mounted on the movable stage in a direction perpendicular to the optical axis to measure a beam profile near a focal point of each laser beam and a relative positional relationship between the laser beam and a monitor. An infrared MTF measuring device, characterized in that the focal plane of the measurement sample is to imaging.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4227382A JP2996020B2 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Infrared MTF measurement device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4227382A JP2996020B2 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Infrared MTF measurement device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0674866A JPH0674866A (en) | 1994-03-18 |
JP2996020B2 true JP2996020B2 (en) | 1999-12-27 |
Family
ID=16859942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4227382A Expired - Lifetime JP2996020B2 (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Infrared MTF measurement device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2996020B2 (en) |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP4227382A patent/JP2996020B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0674866A (en) | 1994-03-18 |
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