JPH05141939A - 微小角度の変化量を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結晶の複屈折性を利用して微小角度の変化
量を測定する。 【構成】 結晶透過後のレーザー光の偏光状態は常光
線と異常光線の相互作用量により変化し、この作用量は
結晶を固定した回転ステージの角度に対応する。結晶透
過後のレーザー光は偏光子を透過させ、偏光子透過後の
光の出力が最大になるように偏光子ホルダーを回転させ
た時の角度を測定する。この角度の変化量は回転ステー
ジの角度の変化量より数桁の大きな値となるので、これ
により回転ステージの微小角度の変化量を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微小角度の変化量を測定
する方法及び装置に関する。詳しくは、本発明は、従来
の角度測定器に付加して使用することによって、さらに
微小な回転角度を高い精度で測定することが可能な微小
角度の変化量を測定する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転角度の測定には、円筒状に、
はめあいを持つ二つの回転体が利用されている。このは
めあい部の円周方向に沿って目盛を刻印し、外側の回転
体を固定して、内側の回転体を基準となる位置から回転
させ、その時の回転角度を目盛から読み取る。

【０００３】この方法の欠点は、回転体のはめあい部分
の加工精度によって、回転角度の測定精度が決まること
である。従って、測定精度が高くなる程、より高い加工
精度が要求され、また構造も複雑になると共に高価にな
る。更に、測定装置を使用する環境の変化（温度変化
等）や、使用年数によるはめあい部分の摩耗等により、
測定精度が異なる場合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、微少
な回転角度の測定において、このような問題点を解消し
た方法及び装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、この目的
達成のため鋭意研究の結果、結晶の回転角度が、結晶を
透過したレーザー光の偏光状態に与える影響を考察する
ことにより、簡素にしてコンパクトな微小回転角度の測
定方法及び装置を発明するに至った。

【０００６】本発明の測定方法及び装置を図１によって
説明する。本発明の結晶の複屈折性を利用した微少角度
を測定する装置は、レーザー光源１、レーザー光を所定
の方向に進行させるための反射鏡２及び３、複屈折性を
有する光学結晶素子４、これを紙面に垂直な軸のまわり
回転させるための回転ステージ５、該結晶素子透過後の
レーザー光の偏光状態を調べるための偏光子６、これを
光の進行方向に平行な軸の周りに回転させるための回転
ホルダー７、偏光子透過後のレーザー光の出力を測定す
るための出力測定器８、結晶に入射させる光の偏光度が
低い場合に、これを改善するための波長板９によって構
成される。

【０００７】レーザー光が結晶素子４に入射すると、常
光線及び異常光線に分れて、結晶内部を進む。結晶透過
後のレーザー光の偏光状態は、これら常光線及び異常光
線の相互作用量によって変化する。この作用量は、結晶
回転ステージ５の角度θに対応している。

【０００８】結晶透過後の光の偏光状態の把握は、偏光
子６と出力測定器８を用いて行う。偏光子透過後の光出
力が最大になるように、偏光子回転ホルダー７を回転さ
せた時の角度φを測定すると、回転ステージ５の角度θ
に対して、φは周期的に変化する値となる。更に、θの
変化量に対するφの変化量は数桁大きな値をとる。

【０００９】この結果、偏光子回転ホルダー７の回転角
度φを測定することにより、結晶回転ステージ５の回転
角度θを知ることが可能になると共に，θ値の微少変化
量をそれよりも大きなφ値で知ることが可能になる。従
って、従来、角度を測定するための回転ステージに結晶
回転ステージ５を接合固定し、この装置を使用すること
によって回転角度の微少変化量を高い精度で測定するこ
とが可能になる。

【００１０】

【実施例】本発明の一具体例を実験模式的に図２によっ
て説明する。光源１としてＹＡＧレーザーを用い、結晶
４としてＢＢＯを用いた。レーザー光は、反射鏡２及び
３を通って結晶４に導かれ、更に偏光子６を透過して、
出力測定器８に至る。結晶回転ステージ５の回転角度を
θ、偏光子回転ホルダー７の角度をφとして、測定した
結果は図３に示した。図において、横軸は結晶素子の回
転角度θで、縦軸は偏光子の回転角度φである。実線は
実験値で、破線は計算値を示した。θに対するφの変化
量として、１：３５０が得られた。この結果、１０秒の
測定精度を有する従来の偏光子回転ホルダーを用いれ
ば、８ｘ１０^−６度までの回転角度微少変化量を測定す
ることが可能になることがわかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す説明図である。

【図２】本発明の一具体例の実験模式図である。

【図３】実施例の実験結果及び計算結果を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ レーザー光源 ２ 反射鏡 ３ 反射鏡 ４ 複屈折性を有する結晶素子 ５ 回転ステージ ６ 偏光子 ７ 回転ホルダー ８ 出力測定器 ９ 波長板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複屈折性を有する結晶光学素子を透過し
   たレーザー光の結晶回転角度に対する偏光状態の変化か
   ら該回転角度を測定することから成る微小角度の変化量
   を測定する方法。
2. 【請求項２】 レーザー光源、レーザー光を所定の方向
   に進行させるための反射鏡、結晶光学素子及び該素子を
   固定した回転ステージ、偏光子及び該偏光子をレーザー
   光の進行方向に平行な軸の周りに回転させるための回転
   ホルダー及び偏光子透過後のレーザー光の出力を測定す
   るための出力測定器から成る微小角度の変化量を測定す
   る装置。