DE102006025122A1

DE102006025122A1 - Vorrichtung zur Messung einer optischen Charakteristik

Info

Publication number: DE102006025122A1
Application number: DE102006025122A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Musashino Hirata; Minoru Musashino Maeda
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2006-12-07
Also published as: US20060279741A1; US7538885B2; US7692796B2; US7609386B2; US20090079991A1; US20080316495A1

Abstract

Eine optische Charakteristik-Messvorrichtung beinhaltet: DOLLAR A einen Lichtquellenabschnitt, der Wellenlängen von einem ersten Eingangslicht bzw. einem zweiten Eingangslicht überstreicht, wobei Frequenzen der ersten und zweiten Eingangslichter voneinander verschieden sind und polarisierte Zustände der ersten und zweiten Einganglichter zueinander senkrecht stehen, und das erste und zweite Eingangslicht ausgibt; DOLLAR A einen Interferenzabschnitt, welcher ein abgezweigtes Licht der ersten und zweiten Eingangslichter zu einem Messobjekt eingibt, Ausgangslicht von dem Messobjekt mit anderem abgezweigten Licht der ersten und zweiten Eingangslichter zur Interferenz bringt und eine Vielzahl von Interferenzlichtern ausgibt; DOLLAR A eine Vielzahl von lichtempfangenden Abschnitten, welche jeweils für die Interferenzlichter vorgesehen sind, zum Empfangen der jeweiligen Interferenzlichter und Ausgeben von Signalen gemäß den optischen Leistungen der jeweiligen Interferenzlichter DOLLAR A und einen Tiefpassfilter zum Filtern der ausgegebenen Signale.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Charakteristik-Messvorrichtung zum Erhalten einer optischen Charakteristik eines Messobjektes, insbesondere einer Transferfunktionsmatrix (zum Beispiel Jones-Matrix) eines Messobjekts, und betrifft genauer gesagt eine optische Charakteristik-Messvorrichtung, die zur exakten Messung sogar dann in der Lage ist, wenn eine Frequenzdifferenz eines ersten und zweiten einfallenden Lichts variiert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Charakteristik-Messvorrichtung mit einem Interferenzabschnitt zum Multiplexieren eines ersten Eingangslichts und eines zweiten Eingangslichts, deren Frequenzen sich voneinander unterscheiden und deren polarisierte Zustände zueinander senkrecht stehen, Einstrahlen bzw. Eingeben eines multiplexierten Lichts zu einem Messobjekt und Veranlassen, dass das von dem Messobjekt ausgehende Ausgangslicht mit mindestens einem des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zur Interferenz gebracht wird. Die optische Charakteristik-Messvorrichtung erhält eine optische Charakteristik des Messobjektes, insbesondere eine Transferfunktionsmatrix (zum Beispiel Jones-Matrix) des Messobjektes durch Interferenzlicht aus dem Interferenzabschnitt. Im genaueren betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Charakteristik-Messvorrichtung, die sogar dann fähig zur exakten Messung ist, wenn eine Frequenz-Durchlaufgeschwindigkeit einer Lichtquelle von variabler Wellenform nicht konstant ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Charakteristik-Messvorrichtung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts, insbesondere einer Transferfunktionsmatrix (zum Beispiel Jones-Matrix) des Messobjekts, durch Abzweigen von Licht aus einem Lichtquellenabschnitt, Veranlassen, dass ein abgezweigtes Licht auf das Messobjekt einfällt, und Veranlassen, dass das Ausgangslicht (Signallicht), welches von dem Messobjekt ausgeht, mit anderem abgezweigten Licht (Referenzlicht) interferiert. Im genaueren betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Charakteristik-Messvorrichtung, die zum einfachen Bestimmen einer Erhöhung oder einer Verringerung einer Phasendifferenz von Licht (Signallicht und Referenzlicht) fähig ist, welches multiplexiert werden soll.
Eine optische Charakteristik-Messvorrichtung erhält optische Charakteristika (zum Beispiel Einfügungsdämpfung, Reflexionsvermögen, Transmissionsgrad, Polarisiert-Licht-Abhängigkeit, Wellenlängenverteilung, Polarisationsmodus-Verteilung und dergleichen) eines Messobjektes (beispielsweise optisches Element, optische Vorrichtung, Testvorrichtung/Messvorrichtung des optischen Elementes oder der opti schen Vorrichtung oder dergleichen), erhält spezifisch eine Transferfunktionsmatrix (zum Beispiel Jones-Matrix) eines Messobjektes durch Messung und erhält die optischen Charakteristika des Messobjektes alle zusammen oder nur das notwendige optische Charakteristikum aus der Transferfunktion.
Um die Transferfunktionsmatrix mittels Messung zu erhalten, wird veranlasst, das Signallicht mit einer Frequenz fs auf das Messobjekt einfällt, und Signallicht (transmittiertes Licht oder reflektiertes Licht), das von dem Messobjekt ausgegeben wird, wird mit Referenzlicht (Frequenz fr) multiplexiert, um selbige miteinander zur Interferenz zu bringen. Ferner wird ein Interferenzsignal durch einen lichtempfangenden Abschnitt empfangen, und eine Amplitude und eine Phase des Interferenzsignals werden gemessen (sogenannte Heterodyne-Detektion). Ferner wird in der Absicht, eine Transferfunktion in einem vorbestimmten Messwellenlängen-Bereich zu erhalten, eine Lichtquelle einem Wellenlängen-Durchlauf (Frequenz-Überstreichung) unterworfen (vgl. zum Beispiel JP-A-2002-243585, U.S.-Patent Nr. 6 376 830 und JP-A-2004-20567).

14 ist ein Diagramm, welches eine Eingang/Ausgang-Charakteristik zu einem Messobjekt 1 hin und davon weg zeigt. In 14 werden Eingangslicht zu bzw. Ausgangslicht von dem Messobjekt 1 durch einen Spaltenvektor mit zwei Spalten und einer Reihe (sogenannter Jones-Vektor), repräsentierend Amplituden und Phasen von zwei polarisierten Lichtern, welche senkrecht zueinander stehen, wiedergegeben, und eine Transferfunktionsmatrix (so genannte Jones- Matrix) des Messobjektes 1 wird durch die Gleichung (1) wie folgend gezeigt.

Um eine solche Jones-Matrix zu erhalten, werden erstes, zweites Eingabelicht, welche polarisiertes Licht aufweisen (linear polarisiertes Licht, elliptisch polarisiertes Licht, zirkular polarisiertes Licht), wobei die Polarisationszustände davon senkrecht zueinander stehen, zu dem Messobjekt 1 eingegeben. Fernerhin werden die Amplituden und Phasen des Jones-Vektors von Eingangslicht und Ausgangslicht, das von dem Messobjekt 1 abgegeben wird, für die Erhaltung gemessen.

Um eine Jones-Matrix durch Operation bzw. Berechnung aus einem Ergebnis der Messung von Eingangslicht und Ausgangslicht leicht zu erhalten, wird im Allgemeinen linear polarisiertes Licht (zum Beispiel s-polarisiertes Licht, p-polarisiertes Licht), deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen, für das erste bzw. das zweite Eingangslicht verwendet. Ferner werden die polarisierten Zustände von jeweiligem Eingangslicht aus s-polarisiertem Licht, p-polarisiertem Licht zum Messobjekt 1 durch eine optische Eigenschaft des Messobjekts 1 verändert und emittiert. Um die Operation zu erleichtern, werden ferner, im Ausgangslicht von dem Messobjekt 1, linearisiertes polarisiertes Licht (zum Beispiel s-polarisiertes Licht, p-polarisiertes Licht), deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen, mit zu messendem Referenzlicht interferiert.

Das heißt, es sind emittiertes s-polarisiertes Licht und emittiertes p-polarisiertes Licht in Hinsicht auf einfallendes s-polarisiertes Licht vorhanden, und es sind emittiertes s-polarisiertes Licht und emittiertes p-polarisiertes Licht in Hinsicht auf einfallendes p-polarisiertes Licht vorhanden. Ferner ist einfallendes s-polarisiertes Licht s-polarisiertes Licht, eingegeben zum Messobjekt 1, und das emittierte s-polarisierte Licht ist s-polarisiertes Licht, ausgegeben von dem Messobjekt 1. Des Weiteren sind einfallendes p-polarisiertes Licht bzw. emittiertes p-polarisiertes Licht in ähnlicher Weise p-polarisiertes Licht, welches eingegeben wird zu und ausgegeben wird von dem Messobjekt 1.

Deshalb repräsentiert in der obenstehend erwähnten Gleichung (1) die Bezeichnung T₁₁ eine Beziehung von s-polarisiertem Licht relativ zu einfallendem s-polarisiertem Licht, die Bezeichnung T₂₁ repräsentiert eine Beziehung von emittiertem polarisiertem Licht relativ zu einfallendem s-polarisiertem Licht, die Bezeichnung T₁₂ repräsentiert eine Beziehung von emittiertem s-polarisiertem Licht relativ zu einfallendem p-polarisiertem Licht, und die Bezeichnung T₂₂ repräsentiert eine Beziehung von emittiertem p-polarisiertem Licht relativ zu einfallendem p-polarisiertem Licht. D.h., in der Bezeichnung T_xy repräsentiert x einen polarisierten Zustand von einer emittierenden Seite (x = 1 repräsentiert s-polarisiertes Licht, x = 2 repräsentiert p-polarisiertes Licht), und y repräsentiert einen polarisier ten Zustand von der einfallenden Seite (y = 1 repräsentiert s-polarisiertes Licht, y = 2 repräsentiert p-polarisiertes Licht).

Wenn zum Beispiel Eingangslicht (d. h. Signallicht) zu dem Messobjekt 1 s-polarisiertes Licht ist, wird Ausgangslicht von dem Messobjekt 1 zu Licht, das mit T₁₁ und T₂₁ multiplexiert ist, und wird Licht, multiplexiert mit T₁₂ und T₂₂, wenn das Eingangslicht p-polarisiertes Licht ist.

In dieser Weise ist es notwendig, s-polarisiertes Licht und p-polarisiertes Licht mit unterschiedlichen Polarisationsebenen als Eingangslicht zu messen, und deswegen kommt es, in einem Messverfahren, zu einem Fall, bei welchem eine Messung durch Unterziehen des Eingangslichts unter einen Wellenlängendurchlauf mittels s-polarisiertem Licht und danach erneutes Unterziehen von Eingangslicht unter einen Wellenlängendurchlauf mittels p-polarisiertem Licht durchgeführt wird, und zu einem Fall, in welchem eine Messung durch einen Einmal-Wellenlängendurchlauf mittels gleichzeitigem Eingeben von s-polarisiertem Licht und p-polarisiertem Licht zu dem Messobjekt 1 ausgeführt wird. Bei Messung mittels Einmal-Wellenlängendurchlauf kann die Messungszeitdauer verkürzt werden und die Messung kann akkurat ohne einen Fehler, der aus der Reproduzierbarkeit abgeleitet ist (zum Beispiel Wellenlängen-Reproduzierbarkeit), in einem erstmaligen und einem zweitmaligen Wellenlängendurchlauf durchgeführt werden.

Da jedoch s-polarisiertes Licht und p-polarisiertes Licht gleichzeitig zu dem Messobjekt 1 eingegeben werden, ist es notwendig, ein Interferenzsignal von s-polarisiertem Licht und Referenzlicht und ein Interferenzsignal von p-polarisiertem Licht und Referenzlicht zu trennen. Bei der Trennung gibt es ein Verfahren zum Trennen mittels einer Zeitregion, indem veranlasst wird, dass das Interferenzsignal von s-polarisiertem Licht und das Interferenzsignal von p-polarisiertem Licht jeweils eine unterschiedliche Mess-Strahlengangdifferenz konstituieren (vgl. zum Beispiel U.S.-Patent Nr. 6 376 930), und ein Verfahren zum Unterziehen des Interferenzsignal von s-polarisiertem Licht und des Interferenzsignals von p-polarisiertem Licht unter Intensitätsmodulation jeweils mittels verschiedener Frequenzen, um eine Trennung aus einer Differenz in modulierten Frequenzen zur Intensitätsmodulation vorzunehmen (vgl. zum Beispiel JP-A-2004-20567).

Es ist jedoch sehr schwierig, das Interferenzsignal, basierend auf s-polarisiertem Licht, und das Interferenzsignal, basierend auf p-polarisiertem Licht, gemäß der Zeitregion zu trennen, da bei Trennung durch die Differenz in den modulierten Frequenzen es zu einem Problem kommt, dass ein gemessener Wellenlängenbereich durch die Wellenlängenabhängigkeit eines Intensitätsmodulators an sich eingeschränkt ist, und der Intensitätsmodulator außerdem sehr kostspielig ist.

[Erster Stand der Technik]

15 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Charakteristik-Messvorrichtung nach einem Stand der Technik (vgl. zum Beispiel JP-A-2002-243585) zeigt. In 15 gibt eine Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge Laserlicht aus, während ein Wellenlängendurchlauf bei einer vorbestimmten Wellenlängen-Durchlaufgeschwindigkeit ausgeführt wird. Ein Halbspiegel (hierin nachstehend abgekürzt als HM) 3 zweigt Laserlicht aus der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge in zwei Teile auf. Ein Polarisations-Strahlenteiler (hierin nachstehend abgekürzt als PBS) 4 zweigt das Laserlicht in zwei Teile von Licht auf (p-polarisiertes Licht, s-polarisiertes Licht), deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen. Hier wird p-polarisiertes Licht durch einen optischen Weg OP1 transmittiert, und s-polarisiertes Licht wird durch einen optischen Weg OP2 transmittiert.

PBS 5 synthetisiert Licht, aufgezweigt von PBS 4 und transmittiert durch die verschiedenen optischen Wege OP1, OP2, zum Ausgeben an das Messobjekt 1. Hierbei ist zum Messobjekt 1 eingegebenes Licht das Signallicht. Eine Verzögerungsfaser 6 ist auf dem optischen Weg OP2 zwischen PBS 4, 5 vorgesehen und verzögert ein abgezweigtes Licht.

Da einfallendes s-polarisiertes Licht durch die Verzögerungsfaser 6 läuft, wird deshalb, bei Bezeichnung einer Frequenz von einfallendem p-polarisiertem Licht durch die Schreibweise f1 (t), eine Frequenz von einfallendem s-polarisiertem Licht zu f2 (t) (f2 (t) ≠ f1 (t)). Hier werden im Folgenden f1 (t) bzw. f2 (t) durch die Schreibweisen f1 bzw. f2 bezeichnet.

HM 7 synthetisiert Ausgangslicht von dem Messobjekt 1 und anderes Licht, das durch HM 3 abgezweigt und von einem optischen Weg OP3 transmittiert wird. Hier ist von dem optischen Weg OP3 transmittiertes Licht das Referenzlicht. Der PBS 8 zweigt Licht, multiplexiert durch HM 7, in 2 Teile von Licht auf, deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen.

Ein lichtempfangender Abschnitt 9 empfängt ein Licht (zum Beispiel p-polarisiertes Licht), welches von PBS 8 abgezweigt wurde. Ein lichtempfangender Abschnitt 10 empfängt anderes Licht (zum Beispiel s-polarisiertes Licht), welches von PBS 8 abgezweigt wurde. Ein lichtempfangender Abschnitt 11 empfängt Licht, welches mittels PBS 5 multiplexiert wurde. Ferner empfängt PBS 5 Licht aus einer Ebene, unterschiedlich zu derjenigen, welche zum Messobjekt 1 emittiert wird.

Deshalb werden am lichtempfangenden Abschnitt 9 drei Arten von Licht von Referenzlicht (Frequenz f1'), emittiertem Licht und polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) miteinander zur Interferenz gebracht. Ferner wird Referenzlicht mit einer Frequenz f1', unterschiedlich zu jener von Signallicht, bereitgestellt, was durch eine optische Strecken-Differenz eines optischen Wegs, abgezweigt mittels HM 3 zu dem optischen Weg OP1, PBS 5, dem Messobjekt 1, HM 7 und eines optischen Wegs des optischen Wegs OP3 hervorgerufen wird, und die optische Strecken-Differenz ist ausreichend kleiner als eine optische Wegstrecken-Differenz des optischen Weges OP1 und des optischen Weges OP2, einschließlich der Verzögerungsfaser 6. Deshalb wird eine Beziehung der Frequenzdifferenz durch |f1' – f2| >> |f1' – f1| repräsentiert.

Wenn die optische Wegdifferenz zwischen dem optischen Weg, abgezweigt mittels HM 3 zum optischen Weg OP1, PBS 5, dem Messobjekt 1, HM 7, und dem optischen Weg des optischen Wegs OP3 = 0, dann ist natürlich die Frequenz f1 = f1'.

Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erläutert werden. Die Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge führt einen Wellenlängendurchlauf (Frequenzüberstreichung) bei einer vorbestimmten Durchlaufgeschwindigkeit aus. Ferner zweigt HM 3 Laserlicht aus der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge in zwei Teile auf. Ferner steuert ein Polarisations-Controller bzw. Polarisations-Wellenregler, nicht veranschaulicht, zwischen der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge und HM 3 in angemessener Weise das polarisierte Licht derartig, dass Laserlicht bei PBS 4 in zwei Teile aufgezweigt wird.

Ferner verzweigt PBS 4 Laserlicht, welches von PBS 5 zu multiplexieren ist, auf dem Weg der optischen Wege OP1, OP2. Ein Teil des multiplexierten Lichtes wird zum Messobjekt 1 ausgegeben, und der andere wird von dem lichtempfangenden Abschnitt 11 empfangen.

HM 7 synthetisiert Ausgangslicht (Signallicht) von dem Messobjekt 1 und anderes Licht (Referenzlicht) aus dem optischen Weg OP3. Ferner zweigt PBS 8 multiplexiertes Interferenzlicht zu zwei Teilen von linear polarisiertem Licht auf, deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen. Ferner wird ein Licht, welches von PBS 8 abgezweigt wurde, von dem lichtempfangenden Abschnitt 9 empfangen, und das andere Licht wird von dem lichtempfangenden Abschnitt 10 empfangen.

Ferner wird eine Filterung mittels eines Filters, nicht veranschaulicht, an einer hinteren Stufe durchgeführt, und die Jones-Matrix des Messobjektes 1 wird von der Rechnersektion, welche nicht veranschaulicht ist, erhalten. Als zu filternde Objekte sind, zum Beispiel bei dem lichtempfangenden Abschnitt 9, emittiertes p-polarisiertes Licht der Frequenzen f1, f2 und ein Interferenzsignal von Referenzlicht der Frequenz f1' vorhanden.

Um die jeweiligen Elemente der Jones-Matrix mittels eines Ausgangssignals aus dem lichtempfangenden Abschnitt 9 zu erhalten, ist es deshalb notwendig, ein Interferenzsignal von emittiertem p-polarisiertem Licht der Frequenz f1 und Referenzlicht der Frequenz f1' zu extrahieren und ein Interferenzsignal von emittiertem p-polarisiertem Licht der Frequenz f2 und Referenzlicht der Frequenz f1' zu extrahieren. Deshalb werden durch einen Tiefpassfilter zum Durchlassen von ungefähr einer Gleichstrom-Komponente und einen Bandpassfilter zum Hindurchlassen von ungefähr einer Frequenzdifferenz |f1' – f2| vorbestimmte Interferenzsignale bereitgestellt und zur Rechnersektion, welche nicht veran schaulicht ist, an der hinteren Stufe ausgegeben. Ferner erhält die Rechnersektion die Jones-Matrix. Ferner wird, durch eine Ausgabe des lichtempfangenden Abschnitts 11, die Nicht-Linearität des Wellenlängendurchlaufs der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge korrigiert.

[Zweiter Stand der Technik]

16 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Charakteristik-Messvorrichtung nach einem zweiten Stand der Technik zeigt (es sei zum Beispiel verwiesen auf JP-A-2002-243585). In 16 gibt eine Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge Laserlicht aus, während ein Wellenlängendurchlauf bei einer vorbestimmten Wellenlängen-Durchlaufgeschwindigkeit ausgeführt wird. Ein Halbspiegel (hierin nachstehend abgekürzt als HM) 3 zweigt Laserlicht aus der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge in zwei Teile auf.

Ein polarisiertes Licht verzögernder Abschnitt 6c schließt Polarisations-Strahlenteiler (hierin nachstehend abgekürzt als PBS) 4a, 4b und eine Verzögerungsfaser 6 zum Erzeugen von einfallendem p-polarisiertem Licht, einfallendem s-polarisiertem Licht aus einem Laserlicht, aufgezweigt von HM 3, ein.

PBS 4a zweigt Laserlicht in zwei Teile von Licht (p-polarisiertes Licht, s-polarisiertes Licht), deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen, auf. Hier wird p-polarisiertes Licht durch einen optischen Weg OP1 transmittiert und s-polarisiertes Licht wird durch einen opti schen Weg OP2 transmittiert. PBS 4b multiplexiert Licht, welches von PBS 4a aufgezweigt und durch die verschiedenen optischen Wege OP1, OP2 transmittiert wurde, zur Ausgabe zu einem Messobjekt 1. Hierbei ist zum Messobjekt eingegebenes Licht das Signallicht. Die Verzögerungsfaser 6 ist auf dem optischen Weg OP2 zwischen PBS 4a, 4b vorgesehen, um s-polarisiertes Licht zu verzögern.

Deshalb wird, weil einfallendes s-polarisiertes Licht durch die Verzögerungsfaser 6 läuft, wenn eine Frequenz von einfallendem p-polarisiertem Licht durch die Schreibweise f1 (t) bezeichnet wird, eine Frequenz von einfallenden s-polarisiertem Licht zu f2 (t) (f2 (t) ≠ f1 (t)). Hier werden im Folgenden f1 (t), f2 (t) durch die Schreibweisen f1 bzw. f2 bezeichnet.

HM 7 multiplexiert Ausgangslicht aus dem Messobjekt 1 und anderes Licht, aufgezweigt mittels HM 3 und transmittiert durch einen optischen Weg OP3, um es miteinander zu interferieren. Hierbei ist das von dem optischen Weg OP3 transmittierte Licht das Referenzlicht. PBS 8 zweigt von HM 7 multiplexiertes Licht in zwei Teile von Licht auf, deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen.

Ein lichtempfangender Abschnitt 9 empfängt ein Licht (zum Beispiel s-polarisiertes Licht), welches von PBS 8 abgezweigt wurde. Ein lichtempfangender Abschnitt 10 empfängt anderes Licht (zum Beispiel p-polarisiertes Licht), welches von PBS 8 abgezweigt wurde.

Bei der Erklärung des lichtempfangenden Abschnitts 9, werden deshalb drei Arten von Licht von dem Referenzlicht (Frequenz f1'), emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) miteinander zur Interferenz gebracht. Ferner wird das Referenzlicht mit einer Frequenz f1' vorgesehen, unterschiedlich von derjenigen des Signallichts aufgrund einer optischen Weglängendifferenz zwischen dem Signallicht und dem Referenzlicht.

D. h. es wird eine optische Weglängendifferenz zwischen einem optischen Weg, abgezweigt von HM 3 zum optischen Weg OP1, PBS 4b, dem Messobjekt 1, HM 7, und dem optischen Weg OP3 verursacht, wobei die optische Weglängendifferenz ausreichend kleiner als eine optische Weglängendifferenz zwischen dem optischen Weg OP1 und dem optischen Weg OP2, einschließlich der Verzögerungsfaser 6, ist. Deshalb ist eine Beziehung einer Frequenzdifferenz (|f1' – f2| >> |f1' – f1|).

In ähnlicher Weise werden, am lichtempfangenden Abschnitt 10, drei Arten von Licht von dem Referenzlicht (Frequenz f1'), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) miteinander zur Interferenz gebracht.

Natürlich ist, wenn die optische Wegdifferenz zwischen dem optischen Weg, abgezweigt von HM 3 zum optischen Weg OP1, PBS 4b, dem Messobjekt 1, HM 7, und dem optischen Weg des optischen Wegs OP3 = 0, dann die Frequenz f1 = f1'.

Filterschaltungen 101, 102 sind an einer hinteren Stufe der lichtempfangenden Abschnitte 9, 10 zum Unterziehen von Signalen aus den lichtempfangenden Abschnitten 9 und 10 unter eine Tiefpass-, Bandpass-Filterung vorgesehen. In die Rechnersektion 103 werden Signale eingegeben, welche von den Filterschaltungen 101, 102 gefiltert wurden (Signal nach Tiefpassfilterung und Signal nach Bandpassfilterung).

Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erklärt werden. Die Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge führt einen Wellenlängendurchlauf (Frequenzüberstreichung) bei einer vorbestimmten Durchlaufgeschwindigkeit aus. Ferner zweigt HM 3 das Laserlicht aus der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge in zwei Teile auf. Ferner hin steuert eine Polarisationswellen-Steuervorrichtung, welche nicht veranschaulicht ist, zwischen der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge und HM 3 in angemessener Weise das polarisierte Licht, so dass Laserlicht bei PBS 4a zweigeteilt wird.

Weiterhin werden p-polarisiertes Licht, s-polarisiertes Licht, transmittiert durch die optischen Wege OP1, OP2, zur Erzeugung der Frequenzdifferenz durch PBS 4b multiplexiert, um zu dem Messobjekt 1 ausgegeben zu werden.

HM 7 multiplexiert Ausgangslicht (Signallicht) von dem Messobjekt 1 mit anderem Licht (Referenzlicht), transmit tiert durch den optischen Weg OP3. Ferner zweigt PBS 8 multiplexiertes Interferenzlicht zu zwei Teilen von linearisiertem polarisiertem Licht auf, deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen. Ferner wird ein von PBS 8 abgezweigtes Licht von dem lichtempfangenden Abschnitt 9 empfangen, und das andere Licht wird von dem lichtempfangenden Abschnitt 10 empfangen.

Ferner geben die jeweiligen Filterschaltungen 101, 102 Signale aus den lichtempfangenden Abschnitten 9, 10 oder Signale, unterzogen einer Tiefpassfilterung, und Signale, unterzogen einer Bandpassfilterung, an die Rechnersektion 103 aus. Weiterhin erhält die Rechnersektion 103 die Jones-Matrix des Messobjektes 1 aus einer Amplitude und einer Phase eines Interferenzsignals, nachdem es gefiltert worden ist.

Ferner sind, als Signale, die von der Filterschaltung 101 gefiltert werden sollen, beispielsweise am lichtempfangenden Abschnitt 9, ein Interferenzsignal durch emittiertes s-polarisiertes Licht der Frequenzen f1, f2 und Referenzlicht (s-polarisiertes Licht) der Frequenz f1' vorhanden.

Um jeweilige Elemente der Jones-Matrix durch ein Ausgangssignal aus dem lichtempfangenden Abschnitt 9 zu erhalten, ist es deshalb notwendig, ein Interferenzsignal von emittierten s-polarisiertem Licht (Frequenz f1) und dem Referenzlicht (Frequenz f1') zu extrahieren und ein Interfe renzsignal von emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2) und dem Referenzlicht (Frequenz f1') zu extrahieren.

Daher vollführt die Filterschaltung 101 die Trennung durch einen Tiefpassfilter zum Durchlassen von ungefähr einer Gleichstromkomponente und einen Bandpassfilter zum Durchlassen von ungefähr der Frequenzdifferenz (|f1' – f2|) und gibt das getrennte Interferenzsignal an die Rechnersektion 103 aus.

In ähnlicher Weise gibt es, als Signale, welche von der Filterschaltung 102 gefiltert werden sollen, zum Beispiel am lichtempfangenden Abschnitt 10, ein Interferenzsignal durch emittiertes p-polarisiertes Licht der Frequenzen f1, f2 und das Referenzlicht der Frequenz f1'.

Um die jeweiligen Elemente der Jones-Matrix durch das Ausgangssignal aus dem lichtempfangenden Abschnitt 10 zu erhalten, ist es deshalb notwendig, ein Interferenzsignal von emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1) und dem Referenzlicht (Frequenz f1') zu erhalten und das Interferenzsignal von emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenz f2) und dem Referenzlicht (Frequenz f1') zu extrahieren.

Daher vollführt die Filterschaltung 102 die Trennung durch den Tiefpassfilter zum Hindurchlassen von ungefähr einer Gleichstromkomponente und den Bandpassfilter zum Hindurch lassen von ungefähr der Frequenzdifferenz (|f1' – f2|) und gibt das abgetrennte Interferenzsignal an die Rechnersektion 103 aus. Ferner erhält die Rechnersektion 103 die Jones-Matrix aus den Interferenzsignalen aus den Filterschaltungen 101, 102.

[Dritter Stand der Technik]

17 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Charakteristik-Messvorrichtung eines dritten Stands der Technik zeigt.

Eine Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge gibt Laserlicht aus, während Durchführung eines Wellenlängendurchlaufs bei einer vorbestimmten Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit. Eine optische Faser 366 transmittiert Laserlicht aus der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge. Eine Linse 466 macht das aus der optischen Faser 366 emittierte Laserlicht zu Parallellicht. Ein Polarisations-Wellenregler 566 wandelt Parallellicht aus der Linse 466 zu einem gewünschten polarisierten Zustand um (zum Beispiel linear polarisiertes Licht) um.

Ein Interferenzabschnitt 666 schließt einen Halbspiegel (hierin nachstehend abgekürzt als HM (666a, Spiegel 666b, 666c, einen Polarisationsstrahlenteiler (hierin nachstehend abgekürzt als PBS) 666d, einen Polarisationsebenenrotierenden Abschnitt 666e, Polarisatoren 666f, 666f ein, zweigt Licht aus dem Polarisations-Wellenregler 566 auf, gibt ein abgezweigtes Licht zum Messobjekt 1 ein und bringt Ausgangslicht (Signallicht), ausgegeben von dem Messobjekt 1, mit anderem abgezweigten Licht (Referenzlicht) zur Interferenz.

HM 666a ist ein Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen von Parallellicht aus dem Polarisations-Wellenregler 566 ohne von dem polarisierten Zustand abzuhängen, und gibt ein abgezweigtes Licht zu dem Messobjekt aus. Die Spiegel 666b, 666c sind auf einem optischen Weg des anderen abgezweigten Lichts, abgezweigt von HM 666a, angeordnet und reflektieren aufeinander folgend Referenzlicht.

PBS 666d ist auf einem optischen Weg von Ausgangslicht von dem Messobjekt 1 angeordnet, multiplexiert reflektiertes Licht (Referenzlicht) von dem Spiegel 666c und Signallicht, aufzuzweigen in zwei Teile von Licht, deren Polarisationsebenen zueinander orthogonal stehen.

Der Polarisationsebenen-rotierende Abschnitt 666e ist zum Beispiel eine 1/2-Wellenplatte oder dergleichen und zwischen dem Spiegel 666b und dem Spiegel 666c vorgesehen. Der Polarisator 666f ist auf einem optischen Weg eines abgezweigten Lichtes aus PBS 666d vorgesehen, und der Polarisator 666g ist auf einem optischen Weg des anderen abgezweigten Lichts aus PBS 666d vorgesehen, um Signallicht und Referenzlicht miteinander zur Interferenz zu bringen.

Eine Photodiode 766 empfängt Interferenzlicht aus dem Polarisator 666f des Interferenzabschnitts 666 und gibt ein Signal gemäß der optischen Leistung (ebenfalls bezeichnet als optische Intensität) von empfangenem Interferenzlicht aus. Eine Photodiode 866 empfängt anderes Interferenzlicht aus dem Polarisator 666g des Interferenzabschnitts 666 und gibt ein Signal gemäß der optischen Leistung von empfangenem Interferenzlicht aus. Interferenzsignale aus den Photodioden 766 und 866 werden in eine Rechnersektion 966 eingegeben.

Der Betrieb der Vorrichtung wird erklärt werden.

Um p-polarisiertes Licht bzw. s-polarisiertes Licht zu dem Messobjekt 1 einzugeben, wird ein Wellenlängendurchlauf zweimal in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich ausgeführt. Eine Erklärung wird von dem ersten Wellenlängendurchlauf gegeben.

Die Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge gibt Laserlicht ab, während sie kontinuierlich einen Wellenlängendurchlauf in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich ausführt. Ferner macht die Linse 466 das von der optischen Faser 366 weitergeleitete Laserlicht zu Parallellicht, und der Polarisations-Wellenregler 566 wandelt einen polarisierten Zustand von zu Parallellicht gemachten Laserlicht in p-polarisiertes Licht um, welches zum Interferenzabschnitt 666 ausgegeben werden soll.

Ferner zweigt HM 666a Licht aus dem Polarisations-Wellenregler 566 auf, gibt einen Teil davon an das Messobjekt 1 als Signallicht aus und gibt den anderen Teil davon an den Spiegel 666b als Referenzlicht aus. Weiterhin neigt der Polarisationsebenen-rotierende Abschnitt 666e eine Po larisationsebene von reflektiertem Licht aus dem Spiegel 666b um 45° zur Ausgabe an den Spiegel 666c, so dass die optische Leistung bei PBS 666d an einer hinteren Stufe gleichmäßig aufgezweigt wird.

Ferner multiplexiert PBS 666d Ausgangslicht (emittiertes s-polarisiertes Licht, emittiertes p-polarisiertes Licht in Entsprechung zu einfallendem p-polarisiertem Licht) von dem Messobjekt 1 und Referenzlicht mit Hilfe der Spiegel 666b, 666c, zur Aufzweigung in zwei Teile von Licht (p-polarisiertes Licht, s-polarisiertes Licht), deren Polarisationsebenen zueinander orthogonal sind, und gibt emittiertes p-polarisiertes Licht zur Photodiode 766 aus und gibt emittiertes s-polarisiertes Licht zur Photodiode 866 aus. Ferner stehen die Polarisationsebenen von Licht (Signallicht und Referenzlicht), multiplexiert und aufgezweigt durch PBS 666d, zueinander orthogonal, und deswegen wird Licht von den Photodioden 766, 866 bei Neigung der Polarisationsebenen durch die Polarisatoren 666f, 666g empfangen.

Dadurch wird in die Photodiode 766 Interferenzlicht von Signallicht, welches durch T₂₂ der Jones-Matrix betätigt bzw. eingerechnet wird, und Referenzlicht eingegeben. Ferner wird in die Photodiode 866 Interferenzlicht von Signallicht, das durch T₁₂ der Jones-Matrix eingerechnet wird, und Referenzlicht eingegeben.

Ferner geben die Photodioden 766, 866 elektrische Signale gemäß der optischen Leistung von empfangenem Interferenzlicht an die Rechnersektion 966 aus.

Nachfolgend wird ein zweiter Wellenlängendurchlauf ausgeführt, und ein Punkt, an welchem sich der zweite Wellenlängendurchlauf von dem ersten Wellenlängendurchlauf unterscheidet, liegt darin, dass der polarisierte Wellenregler 566 Laserlicht in s-polarisiertes Licht umwandelt, dass in die Photodiode 766 Interferenzlicht von Signallicht, eingerechnet durch T₂₁ bei der Jones-Matrix, und Referenzlicht eingegeben wird, und dass in die Photodiode 866 Interferenzlicht von Signallicht, eingerechnet durch T₁₁ der Jones-Matrix, und Referenzlicht eingegeben wird, wobei die weitere Betriebsweise ähnlich zu derjenigen des ersten Wellenlängendurchlaufs ist, weswegen eine Erklärung dafür weggelassen wird.

Ferner errechnet die Rechnersektion 966 jeweilige Elemente der Jones-Matrix aus Phasen und Amplituden von Interferenzsignalen, basierend auf jeweiligem p-polarisiertem Licht, s-polarisiertem Licht, um dadurch eine optische Charakteristik des Messobjektes 1 aus der errechneten Jones-Matrix zu berechnen.

[In Bezug auf den ersten Stand der Technik]

In der in 15 gezeigten Vorrichtung wird die Frequenzdifferenz (|f1 – f2|) von einfallendem p-polarisiertem Licht, einfallendem s-polarisiertem Licht ermittelt durch die optische Weglängen-Differenz der optischen Wege OP1, OP2 und der Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit (Frequenzüberstreichungsgeschwindigkeit), und auch eine Frequenz ei ner Hochfrequenzkomponente des Interferenzsignals wird bestimmt.

Deshalb wird das von dem lichtempfangenden Abschnitt ausgegebene Signal in ein Interferenzsignal einer Hochfrequenzkomponente (mehrere zehn bis mehrere hundert [MHz]) und ein Interferenzsignal eines Gleichstroms durch eine Niederfrequenzkomponente getrennt (welche ausreichend niedriger als die Hochfrequenzkomponente ist und sich zum Beispiel auf etwa den Gleichstrom bzw. DC durch 200 [kHz] beläuft).

Es ist jedoch derzeitig sehr schwierig, einen vollständigen Wellenlängenbereich einem Wellenlängendurchlauf mit Linearität zu unterziehen. Aufgrund der Nichtlinearität des Wellenlängendurchlaufs kommt es daher zu einem Problem, dass eine Wellenlängendifferenz (Frequenzdifferenz |f1 – f2|) von p-polarisiertem Licht, s-polarisiertem Licht, hindurchlaufend durch die optischen Wege OP1, OP2, nicht konstant bleibt, dass die Frequenz der Hochfrequenzkomponente des Interferenzsignals variiert wird, und es schwierig ist, die optische Charakteristik exakt zu erhalten.

Da mit dem Signal der Hochfrequenzkomponente umgegangen wird, kommt es weiterhin, im Vergleich mit einem Fall des Umgangs mit dem Signal der Niederfrequenzkomponente, zu einem Problem, dass der Schaltungsentwurf des Bandpassfilters zum Durchlassen lediglich der Hochfrequenzkomponente, eine elektrische Schaltung an einer hinteren Stufe des Filters und dergleichen schwierig sind, und die Schaltungskonfiguration wird kompliziert.

[In Bezug auf den zweiten Stand der Technik]

Gemäß der in 16 gezeigten Vorrichtung wird die Frequenzdifferenz (|f1 – f2|) von einfallendem p-polarisiertem Licht, einfallendem s-polarisiertem Licht bestimmt durch die optische Längendifferenz des optischen Wegs OP1, OP2 und eine Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit (Frequenzüberstreichungsgeschwindigkeit), und auch die Frequenzen der Interferenzsignale werden bestimmt.

Deshalb können, durch Filtern der Signale, ausgegeben aus den lichtempfangenden Abschnitten 9, 10, durch die Filterschaltungen 101, 102, ein Interferenzsignal einer Hochfrequenzkomponente (mehrere zehn bis mehrere hundert [MHz]) und ein Interferenzsignal eines Gleichstroms durch eine Niederfrequenzkomponente (ausreichend niedriger als die Hochfrequenzkomponente und sich zum Beispiel belaufend auf ungefähr den DC durch 200 [kHz]) getrennt werden.

Es ist derzeitig jedoch sehr schwierig, für die Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge, einen vollständigen Messwellenlängenbereich bei Linearität einem Wellenlängendurchlauf zu unterziehen. Aufgrund der Nichtlinearität des Wellenlängendurchlaufs bleibt daher eine Wellenlängendifferenz (Frequenzdifferenz |f1 – f2|) von p-polarisiertem Licht, s-polarisiertem Licht, jeweilig hindurchlaufend durch die optischen Wege OP1, OP2, nicht konstant, Frequenzen der Interferenzsignale werden variiert, was das Problem auf bringt, dass es schwierig ist, eine optische Charakteristik exakt zu erhalten, außer Merkmale des Tiefpassfilters bzw. des Bandpassfilters werden verändert (zum Beispiel werden durchgelassene Frequenzbanden variabel ausgestaltet).

[In Bezug auf den dritten Stand der Technik]

Eine Jones-Matrix des Messobjektes 1 wird aus Phasen und Amplituden von Interferenzsignalen von Signallicht und Referenzlicht berechnet.

Allerdings wird, im Allgemeinen, in Hinsicht auf ein Lichtwellen-Interferenzsignal, gemessen durch die Photodioden 766, 866, eine Signalintensität, proportional zu einer trigonometrischen Funktion einer Phasendifferenz von multiplexiertem Licht (Signallicht, Referenzlicht), erhalten, wodurch es zu dem Problem kommt, dass es schwierig ist, zu bestimmen, ob die Phasendifferenz erhöht oder verringert wird.

Daher ist zum Beispiel im U.S.-Patent Nr. 6 376 830 eine Konfiguration konstruiert worden, bei welcher die Phasendifferenz von Signallicht und Referenzlicht nur erhöht oder verringert wird, indem der optische Weg der Übertragung von Signallicht, der optische Weg der Übertragung von Referenzlicht, der optische Weg des Messobjekts 1, unter eine vorbestimmte Bedingung gebracht werden. Deswegen kommt es zu einem Problem, dass eine Konfiguration der optischen Charakteristik-Messvorrichtung in bedeutender Weise eingeschränkt wird, d. h. eine optische Weglänge des Messobjektes 1 wird beschränkt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist im Hinsicht auf die oben erwähnten Umstände vorgenommen worden und sieht eine Messvorrichtung für optische Charakteristika vor, die sogar dann zur exakten Messung fähig ist, wenn eine Frequenzdifferenz von ersten und zweiten Eingangslichtern variiert wird.

Ferner sieht die vorliegende Erfindung eine optische Charakteristik-Messvorrichtung vor, fähig zur exakten Messung, sogar, wenn eine Frequenzüberstreichungsgeschwindigkeit einer Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nicht konstant ist.

Weiterhin sieht die vorliegende Erfindung eine optische Charakteristik-Messvorrichtung vor, fähig zum einfachen Bestimmen einer Erhöhung oder einer Verringerung einer Phasendifferenz von Licht (Signallicht und Referenzlicht), welches multiplexiert werden soll.

In manchen Umsetzungen umfasst eine optische Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts Folgendes:
einen Lichtquellenabschnitt, welcher Wellenlängen eines ersten Eingangslichts bzw. eines zweiten Eingangslichts überstreicht, wobei Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Einganslichts voneinander verschieden sind und polarisierte Zustände des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zueinander senkrecht stehen, und welcher das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht ausgibt;
einen Interferenzabschnitt, welcher jedes von dem ersten Eingangslicht und dem zweiten Eingangslicht aus dem Lichtquellenabschnitt aufzweigt, ein abgezweigtes Licht zu dem Messobjekt eingibt, Ausgangslicht von dem Messobjekt zur Interferenz mit dem anderen abgezweigten Licht bringt und eine Vielzahl von Interferenzlichtern ausgibt;
eine Vielzahl von lichtempfangenden Abschnitten, welche jeweilig für die Interferenzlichter, ausgegeben aus dem Interferenzabschnitt, vorgesehen sind, zum Empfangen der jeweiligen Interferenzlichter und Ausgeben von Signalen gemäß den optischen Leistungen der jeweiligen Interferenzlichter; und
einen Tiefpassfilter zum Filtern der von den lichtempfangenden Abschnitten ausgegebenen Signale,
wobei die Vielzahl von Interferenzlichtern einschließt:
ein erstes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert;
ein zweites Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht in dem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert;
ein drittes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem zweiten polari sierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; und
ein viertes Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht in dem zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslicht von dem Messobjekt interferiert, und
der erste polarisierte Zustand des Ausgangslichts und der zweite polarisierte Zustand des Ausgangslichts zueinander senkrecht stehen.

In Übereinstimmung mit der optischen Charakteristik-Messvorrichtung, gibt der Interferenzabschnitt das Interferenzlicht des ersten Eingangslichts und das Licht im ersten polarisierten Zustand im Ausgangslicht von dem Messobjekt (das Ausgangslicht in Entsprechung mit dem ersten und dem zweiten Eingangslicht), das Interferenzlicht des zweiten Eingangslichts und des Lichts in dem ersten polarisierten Zustand im Ausgangslicht von dem Messobjekt, das Interferenzlicht des ersten Eingangslichts und des Lichts im zweiten polarisierten Zustand (senkrecht zum ersten polarisierten Zustand) im Ausgangslicht von dem Messobjekte und das Interferenzlicht des zweiten Eingangslichts und des Lichts im zweiten polarisierten Zustand im Ausgangslicht (das Ausgangslicht in Entsprechung zu dem ersten und dem zweiten Eingangslicht) von dem Messobjekt aus. Ferner wird ein Signal, basierend auf dem Interferenzlicht, von dem Tiefpassfilter gefiltert. Dadurch wird ein Interferenzsignal der Niederfrequenzkomponente, welche durch den Tiefpassfilter hindurchtritt, nicht von der Differenz der Frequenzen des ersten und des zweiten Eingangslichts beeinflusst, erzeugt durch die Nichtlinearität der Frequenzüberstreichung des Lichtquellenabschnitts. Deswegen kann, selbst, wenn die Differenz der Frequenzen des ersten und des zweiten Eingangslichts variiert wird, das Interferenzsignal exakt gemessen werden. Weiterhin wird lediglich mit dem Signal der Niederfrequenzkomponente umgegangen, und deshalb wird der Schaltungsentwurf des Tiefpassfilters, eine elektrische Schaltung an einer hinteren Stufe des Filters und dergleichen erleichtert, und die Schaltungskonfiguration wird vereinfacht.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung lässt der Tiefpassfilter ein Signal mit einer tieferen Frequenz als einer Differenz der Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts, welche von dem Lichtquellenabschnitt ausgegeben werden, durch.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung sind das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht linear polarisierte Lichter.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt der Interferenzabschnitt Folgendes ein:
einen Multiplexierungsabschnitt zum Multiplexieren des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts aus dem Lichtquellenabschnitt;
einen Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen eines multiplexierten Lichts und Ausgeben eines abgezweigten Lichts an das Messobjekt;
einen ersten Polarisationsstrahlenteiler zum Aufzweigen des Ausgangslichts von dem Messobjekt;
einen zweiten Polarisationsstrahlenteiler zum Multiplexieren und Aufzweigen eines abgezweigten Lichts des ersten Polarisationsstrahlenteilers und des anderen abgezweigten Lichts des Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts;
einen dritten Polarisationsstrahlenteiler zum Multiplexieren und Aufzweigen des anderen abgezweigten Lichts des ersten Polarisationsstrahlenteilers und des anderen abgezweigten Lichts des Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts; und
eine Vielzahl von Polarisatoren, welche für abgezweigte Lichter des zweiten Polarisationsstrahlenteilers bzw. abgezweigte Lichter des dritten Polarisationsstrahlenteilers bereitgestellt ist und jeweilig multiplexierte Lichter der abgezweigten Lichter des zweiten Polarisationsstrahlenteilers und multiplexierte Lichter der abgezweigten Lichter des dritten Polarisationsstrahlenteilers zur Interferenz bringt.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt der Interferenzabschnitt Folgendes ein:
einen ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des ersten Eingangslichts;
einen zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des zweiten Eingangslichts;
einen Multiplexierungsabschnitt zum Multiplexieren eines abgezweigten Lichts aus dem ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt und eines abgezweigten Lichts aus dem zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt, so dass ein multiplexiertes Licht zu dem Messobjekt ausgegeben wird;
einen Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Auf zweigen des Ausgangslichts von dem Messobjekt;
einen ersten Polarisationsstrahlenteiler zum Multiplexieren und Aufzweigen eines abgezweigten Lichts des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts und des anderen abgezweigten Lichts des ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts;
einen zweiten Polarisationsstrahlenteiler zum Multiplexieren und Aufzweigen des anderen abgezweigten Lichts des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt und des anderen abgezweigten Lichts des zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt; und
eine Vielzahl von Polarisatoren, welche für abgezweigte Lichter des ersten Polarisationsstrahlenteilers bzw. abgezweigte Lichter des zweiten Polarisationsstrahlenteilers vorgesehen sind und jeweilig multiplexierte Lichter der abgezweigten Lichter des ersten Polarisationsstrahlenteils und multiplexierte Lichter der abgezweigten Lichter des zweiten Polarisationsstrahlenteilers zur Interferenz bringen.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt der Interferenzabschnitt Folgendes ein:
einen ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des ersten Eingangslichts;
einen zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des zweiten Eingangslichts,
einen Multiplexierungsabschnitt zum Multiplexieren eines abgezweigten Lichtes aus dem ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt und eines abgezweigten Lichtes aus dem zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt, so dass ein multiplexiertes Licht zu dem Messobjekt ausgegeben wird;
einen Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des Ausgangslichts aus dem Messobjekt;
einen ersten Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitt zum Multiplexieren eines abgezweigten Lichts des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts und des anderen abgezweigten Lichtes des ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts, so dass das eine abgezweigte Licht des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts zur Interferenz gebracht wird mit dem anderen abgezweigten Licht des ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts;
einen ersten Polarisationsstrahlenteiler zum Aufzweigen von Interferenzlicht des ersten Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitts;
einen zweiten Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Multiplexieren von anderem abgezweigten Licht des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts und anderem abgezweigten Licht des zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts, so dass das andere abgezweigte Licht des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts zur Interferenz gebracht wird mit dem anderen abgezweigten Licht des zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts; und
einen zweiten Polarisationsstrahlenteiler zum Aufzweigen von Interferenzlicht des zweiten Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitts.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung werden der erste Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitt und der zweite Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitt gemeinsam in einem Abschnitt bereitgestellt.

Folglich werden die ersten und die zweiten Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitte gemeinsam ausgeformt, und deshalb wird die Anzahl an Teilen verringert, um eine kleinformatige Herstellung, eine Erleichterung der Ausrichtung und eine Kostensenkung zu erzielen.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung werden der erste Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt und der zweite Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt gemeinsam in einem Abschnitt bereitgestellt.

Folglich werden die ersten und die zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitte gemeinsam ausgeformt, und deshalb wird die Anzahl an Teilen verringert, um eine kleinformatige Herstellung, eine Erleichterung der Ausrichtung und eine Kostensenkung zu erzielen.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung werden der erste Polarisationsstrahlenteiler und der zweite Polarisationsstrahlenteiler gemeinsam in einem Polarisationsstrahlenteiler bereitgestellt.

Folglich werden der erste und der zweite Polarisationsstrahlenteiler gemeinsam ausgeformt, und deshalb wird die Teileanzahl verringert, um eine kleinformatige Herstellung, eine Erleichterung der Ausrichtung und eine Kostensenkung zu erzielen.

Die optische Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung umfasst fernerhin:
eine Vielzahl von Polarisatoren, welche für abgezweigte Lichter des ersten Polarisationsstrahlenteilers bzw. abgezweigte Lichter des zweiten Polarisationsstrahlenteilers vorgesehen ist und jeweilig lediglich Interferenzlichter mit einer vorbestimmten Polarisationsebene hindurchlässt.

Folglich lässt der Polarisator nur Licht einer vorbestimmten Polarisationsebene hindurch, welches an den lichtempfangenden Abschnitt auszugeben ist, und deshalb kann das Hintergrundrauschen des Interferenzsignals verringert werden.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung ist der Interferenzabschnitt ein Interferometer vom Raumlicht-Typ.

Folglich kann durch Bilden des Interferenzabschnitts durch das Interferometer vom Raumlicht-Typ ein optisches System hinsichtlich der Größe verringert werden und wird gegenüber Vibration beständig gemacht.

In einigen Anwendungen umfasst eine optische Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts Folgendes:
eine erste Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, welche eine Wellenlänge eines ersten Eingangslichts überstreicht und das erste Eingangslicht zu einem Interferenzabschnitt ausgibt;
eine zweite Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, welche eine Wellenlänge eines zweiten Eingangslichts überstreicht und das zweite Eingangslicht an den Interferenzabschnitt ausgibt, wobei Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts voneinander verschieden sind und die polarisierten Zustände des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zueinander senkrecht stehen;
den Interferenzabschnitt, der das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht multiplexiert und zu dem Messobjekt eingibt, Ausganglicht von dem Messobjekt mit mindestens einem des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zur Interferenz bringt und eine Vielzahl von Interferenzlichtern ausgibt;
einen Detektionsabschnitt zum Detektieren einer Frequenzdifferenz des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts aus der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge; und
einen Steuerabschnitt zum Steuern einer Frequenzdifferenz der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, basierend auf der Frequenzdifferenz, die von dem Detektionsabschnitt detektiert wird.

Folglich detektiert der Detektionsabschnitt die Frequenzdifferenz von Licht, ausgegeben aus den ersten und den zweiten Lichtquellen mit variabler Wellenlänge, der Steuerabschnitt steuert die Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit von mindestens einer der ersten und der zweiten Lichtquellen mit variabler Wellenlänge basierend auf der vom Detektionsabschnitt detektierten Frequenzdifferenz, und deshalb wird eine Lichtquelle einem Wellenlängendurchlauf unterzogen, während die konstante Lichtfrequenzdifferenz relativ zur anderen Lichtquelle eingehalten wird. Dadurch wird eine Mittenfrequenz des aus dem Interferenzabschnitt ausgegebenen Interferenzlichtes nicht variiert. Deshalb kann die optische Charakteristik des Messobjektes exakt gemessen werden, sogar wenn die Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nicht konstant ist.

In einigen Anwendungen umfasst eine optische Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts Folgendes:
eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, welche eine Wellenlänge eines Laserlichts überstreicht und das Laserlicht ausgibt;
einen Aufzweigungsabschnitt, welcher das Laserlicht aus der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge aufzweigt und ein abgezweigtes Licht zu einem Interferenzabschnitt als ein erstes Eingangslicht ausgibt;
den Interferenzabschnitt, welcher das erste Eingangslicht und ein zweites Eingangslicht multiplexiert und zum Messobjekt eingibt, Ausgangslicht von dem Messobjekt zur Interferenz mit mindestens einem des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts bringt, und eine Vielzahl von Inter ferenzlichtern ausgibt, wobei die Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts voneinander verschieden sind und Polarisationszustände des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zueinander senkrecht stehen; und
einen akusto-optischen Modulator, welcher eine Frequenz des anderen abgezweigten Lichtes aus dem Aufzweigungsabschnitt um ein vorbestimmtes Ausmaß verschiebt und das Frequenzverschobene andere abgezweigte Licht zum Interferenzabschnitt als das zweite Eingangslicht ausgibt.

Folglich verschiebt der akusto-optische Modulator das aus der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge ausgegebene Laserlicht um ein vorbestimmtes Ausmaß zum Ausgeben zum Interferenzabschnitt, und deshalb wird in den Interferenzabschnitt das erste und das zweite Eingangslicht eingegeben, wobei die konstante Lichtfrequenzdifferenz eingehalten wird. Dadurch wird die Mittenfrequenz des aus dem Interferenzabschnitt ausgegebenen Interferenzlichtes nicht variiert. Deshalb kann die optische Charakteristik des Messobjekts exakt gemessen werden, sogar wenn die Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nicht konstant ist.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt mindestens eine der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge einen Vertikal-Cavitäts-Flächenstrahler-Laser (VCSEL), ausbildend einen Resonator mittels eines bewegbaren Spiegels, gebildet durch eine Halbleiter-Mikroverarbeitungstechnologie, ein.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt die Lichtquelle mit variabler Wellenlänge einen Vertikal-Cavitäts-Flächenstrahler-Laser (VCSEL) ein, ausbildend einen Resonator mittels eines bewegbaren Spiegels, gebildet durch eine Halbleiter-Mikroverarbeitungstechnologie.

Folglich gibt die Lichtquelle mit variabler Wellenlänge das Laserlicht unter Verwendung des Vertikal-Cavitäts-Flächenstrahler-Lasers (VCSEL), ausbildend den Resonator durch den bewegbaren Spiegel, gebildet durch die Halbleiter-Mikroverarbeitungstechnologie, aus, und deshalb können Kosten verringert werden, und die Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit kann beschleunigt werden. Dadurch wird eine Mehrmaligkeit des Wellenlängenüberstreichens in einer vorbestimmten Zeitdauer erhöht, und eine Mittelungs-Prozessierung kann erhöht werden, und die Messgenauigkeit wird gefördert. Obwohl das Interferometer des Interferenzabschnitts stark dazu neigt, von einem Störeinfluss (Vibration) betroffen zu werden, kann fernerhin durch Verkürzung der Wellenlängendurchlauf-Zeitdauer der Einfluss der Störung eingeschränkt werden, und die Messgenauigkeit wird gefördert.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt mindestens eine der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge einen flächenstrahlenden Laser ein, ausbildend einen Resonator mittels eines bewegbaren Spiegels, gebildet durch eine Halbleiter-Mikroverarbeitungs-Technologie, und die erste Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und die zweite Lichtquelle mit variabler Wellenlänge sind auf einem gleichen Substrat vorgesehen.

Folglich gibt die Lichtquelle mit variabler Wellenlänge das Laserlicht unter Verwendung des flächenstrahlenden Lasers, ausbildend den Resonator durch den bewegbaren Spiegel, gebildet durch die Halbleiter-Mikroverarbeitungs-Technologie, aus, und deshalb können die Kosten verringert werden, und die Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit kann erhöht werden. Dadurch wird die Mehrmaligkeit des Wellenlängendurchlaufs in einer vorbestimmten Zeitdauer erhöht, und eine Mittelungs-Prozessierung kann erhöht werden, und die Messgenauigkeit wird gefördert. Obwohl das Interferometer des Interferenzabschnitts sehr anfällig ist, von einem Störeinfluss (Vibration) betroffen zu werden, kann ferner mittels Verkürzung der Wellenlängendurchlaufzeitdauer der Einfluss der Störung beschränkt werden, und die Messgenauigkeit wird gefördert.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt der Interferenzabschnitt einen Polarisationsstrahlenteiler ein, welcher das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht multiplexiert und ein multiplexiertes Licht zu dem Messobjekt ausgibt.

Folglich multiplexiert der Polarisationsstrahlenteiler des Interferenzabschnitts das erste und das zweite Eingangslicht zum Ausgeben zum Messobjekt, und deshalb können das erste und das zweite Eingangslicht effizient multiplexiert werden. Dadurch kann ein Verlust der optischen Leistung begrenzt werden, und Interferenzlicht mit starker optischer Leistung kann bereitgestellt werden.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt der Interferenzabschnitt Folgendes ein:
einen Polarisationsstrahlenteiler, welcher mindestens eines des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts mit dem Ausgangslicht von dem Messobjekt multiplexiert und ein multiplexiertes Licht in s-polarisiertes Licht und p-polarisiertes Licht aufzweigt; und
einen Polarisationsebenen-rotierenden Abschnitt, welcher mindestens eine Polarisationsebene des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts um 45° neigt und ein geneigtes Licht zum Polarisationsstrahlenteiler ausgibt.

Die optische Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung umfasst ferner:
eine Vielzahl von lichtempfangenden Abschnitten, welche jeweils für die aus dem Interferenzabschnitt ausgegebenen Interferenzlichter vorgesehen sind, zum Empfangen der jeweiligen Interferenzlichter und Ausgeben von Signalen gemäß den optischen Leistungen der jeweiligen Interferenzlichter; und
einen Tiefpassfilter zum Filtern der aus den lichtempfangenden Abschnitten ausgegebenen Signale,
wobei der Interferenzabschnitt jedes von dem ersten Eingangslicht und dem zweiten Eingangslicht aufzweigt, ein abgezweigtes Licht zu dem Messobjekt eingibt, das Ausgangslicht von dem Messobjekt mit anderem abgezweigten Licht zur Interferenz bringt und die Mehrzahl von Interferenzlichtern ausgibt,
die Mehrzahl von Interferenzlichtern folgendes einschließt: ein erstes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert;
ein zweites Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht in dem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert;
ein drittes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslicht von dem Messobjekt interferiert; und
ein viertes Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht in dem zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert, und
der erste polarisierte Zustand des Ausgangslichts und der zweite polarisierte Zustand des Ausgangslichts zueinander senkrecht stehen.

Folglich konstituiert der Interferenzabschnitt das Interferenzsignal zum Erhalten jeweiliger Elemente der Jones-Matrix durch das auszugebende Interferenzsignal mit der tiefen Frequenz. Dadurch kann ein Einfluss der Frequenzdifferenz des ersten und des zweiten Eingangslicht, erzeugt durch die Nichtlinearität der Frequenzüberstreichung der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, weiter abgemildert werden. Selbst wenn die Frequenzdifferenz des ersten und des zweiten Eingangslichts variiert wird, kann deshalb das Interferenzsignal exakt gemessen werden. Ferner wird nur mit dem Signal der Niederfrequenzkomponente umgegangen, und deshalb wird der Schaltungs-Entwurf des Tiefpassfilters, eine elektrische Schaltung oder dergleichen an einer hinte ren Stufe des Filters erleichtert, und die Schaltungskonfiguration wird vereinfacht.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung lässt der Tiefpassfilter ein Signal mit einer tieferen Frequenz als einer Differenz der Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts durch.

Folglich kann, durch Bilden des Interferenzabschnitts durch das Interferometer des Raumlicht-Typs das optische System hinsichtlich der Größe verringert werden, und gegenüber Vibration beständig gemacht werden.

In einigen Anwendungen umfasst eine optische Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts Folgendes:
einen Interferenzabschnitt, welcher Licht aus einem Lichtquellenabschnitt aufzweigt, ein abgezweigtes Licht zum Messobjekt eingibt und das andere abgezweigte Licht mit Ausgangslicht, welches von dem Messobjekt ausgegeben wird, zur Interferenz bringt, so dass Interferenzstreifen durch Multiplexieren des Ausgangslichts und des anderen abgezweigten Lichts gebildet werden, während eine optische Achse des Ausgangslichts und eine optische Achse des anderen abgezweigten Lichts geneigt werden,
wobei eine Bewegungsrichtung und ein Bewegungsausmaß der Interferenzstreifen gemessen werden.

Folglich werden die Interferenzstreifen durch Multiplexieren des Ausgangslichts (Signallicht) von dem Messobjekt und des anderen abgezweigten Lichts (Referenzlicht) durch Verschieben der optischen Achse des anderen abgezweigten Lichts relativ zu der optischen Achse des Ausgangslichts (Signallichts) gebildet, und das Bewegungsausmaß und die Bewegungsrichtung der Interferenzstreifen werden gemessen. Das heißt, die Interferenzstreifen werden in einer vorbestimmten Richtung gemäß einer Erhöhung oder einer Verringerung in einer Phasendifferenz von Licht (Signallicht und Referenzlicht), welches zu multiplexieren ist, bewegt. Dadurch kann die Erhöhung oder die Verringerung in der Phasendifferenz von zu multiplexierenden Licht leicht bestimmt werden.

Die optische Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung umfasst fernerhin:
mindestens eine Photodiodenanordnung, welches eine Vielzahl von Photodioden einschließt und ein Interferenzlicht aus dem Interferenzabschnitt empfängt, wobei die Photodioden angeordnet sind, um entlang einer Richtung verschoben zu werden, in welcher die Interferenzstreifen gebildet werden; und
einen Interferenzsignal-Umwandlungsabschnitt, welcher ein Interferenzsignal aus einem Ausgang der Photodiodenanordnung erzeugt, wobei eine Phase des Interferenzsignals verschoben wird.

Folglich bildet der Interferenzabschnitt die räumlichen Interferenzstreifen, indem das Ausgangslicht (Signallicht) und das abgezweigte Licht (Referenzlicht) miteinander zur Interferenz gebracht werden durch Neigen der optischen Achse des Ausgangslichts und der optischen Achse des anderen abgezweigten Lichts. Ferner wird das Licht von der Vielzahl von Photodioden empfangen, wobei die Phase davon relativ zu der Periode der Interferenzstreifen verschoben sind, und ein Interferenzsignal-Umwandlungsabschnitt gibt die Interferenzsignale, deren Phasen zueinander um 90° verschoben sind, basierend auf der Ausgabe aus der Photodiode, aus. Dadurch werden die Bewegungsrichtung und das Bewegungsausmaß der Interferenzstreifen berechnet, und die Erhöhung oder die Verringerung in der Phasendifferenz von Licht (Signallicht und Referenzlicht), das zu multiplexieren ist, kann leicht bestimmt werden. Deshalb ist die optische Weglänge des Messobjektes nicht eingeschränkt.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt die Vielzahl von Photodioden mindestens vier Photodioden ein, und die jeweiligen Photodioden empfangen Licht durch gleichmäßiges Teilen einer räumlichen Periode der Interferenzstreifen durch vier.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung gibt der Interferenzsignal-Umwandlungsabschnitt ein Subtraktionsergebnis eines Ausgangs einer dritten Photodiode der Photodioden und eines Ausgangs einer ersten Photodiode der Photodioden als ein erstes Interferenzsignal aus, und der Interferenzsignal-Umwandlungsabschnitt gibt ein Subtraktionsergebnis eines Ausgangs einer vierten Photodiode der Photodioden und eines Ausgangs einer zweiten Photodiode der Photodiode als ein zweites Interferenzsignal aus.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt die mindestens eine Photodiodenanordnung eine Vielzahl von Photodiodenanordnungen ein, welche entlang einer Richtung angeordnet sind, in der die Interferenzstreifen gebildet werden.

Folglich ist die Vielzahl von Stücken an Photodiodenanordnungen entlang der Richtung der Ausrichtung der Interferenzstreifen vorgesehen, und der Interferenzsignal-Umwandlungsabschnitt erzeugt die Interferenzsignale aus den Ausgängen der Vielzahl von Photodiodenanordnungen. Selbst wenn eine Nicht-Gleichförmigkeit (statistisches Rauschen) bei einem Teilbereich oder einer Gesamtheit der Interferenzstreifen vorhanden ist, kann dadurch das Interferenzsignal, welches von der Nicht-Gleichförmigkeit weniger beeinflusst wird, durch Mittelung bereitgestellt werden.

In der optischen Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung schließt die Vielzahl von Photodioden mindestens (4 × n) Photodioden ein,
empfangen die jeweiligen Photodioden Licht durch gleichmäßiges Teilen einer räumlichen Periode der Interferenzsstreifen durch vier,
gibt der Interferenzsignal-Umwandlungsabschnitt ein Subtraktionsergebnis eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 3)-ten Photodiode der Photodioden und eines Ausgangs von (4 × (i – 1) + 1)-ten Photodiode der Photodioden als ein erstes Interferenzsignal aus, und
der Interferenzsignal-Umwandlungsabschnitt gibt ein Subtraktionsergebnis eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 4)-ten Photodiode der Photodioden und eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 2)-ten Photodiode der Photodioden als ein zweites Interferenzsignal aus,
wobei die Bezeichnungen n und i für natürliche Zahlen stehen.

Folglich misst die Photodiodenanordnung die Vielzahl von Perioden von Interferenzstreifen, und der Interferenzsignal-Umwandlungsabschnitt erzeugt die Interferenzsignale aus den Ausgängen der Photodiodenanordnungen. Selbst wenn es eine Nicht-Gleichförmigkeit (statistisches Rauschen) bei einem Teilbereich oder einer Gesamtheit der Interferenzstreifen gibt, können dadurch die Interferenzsignale, welche durch die Nicht-Gleichförmigkeit weniger beeinflusst werden, durch Mittelung bereitgestellt werden.

Die optische Charakteristik-Messvorrichtung der Erfindung umfasst ferner:
eine Korrektursektion zur Korrigieren einer Differenz zwischen einer räumlichen Periode der Interferenzstreifen und einer Periode der Photodioden der Photodiodenanordnung.

Folglich korrigiert die Korrektursektion den Fehler in dem Bewegungsausmaß, erzeugt durch die Verschiebung der Photodiodenanordnung von der räumlichen Periode der Interferenzstreifen, und deshalb kann das Bewegungsausmaß akkurat gemessen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein vollständiges Konfigurationsdiagramm einer Vorrichtung, gezeigt in einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

2 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches ein erstes Beispiel eines Interferenzabschnitts zeigt, welcher in der in 1 gezeigten Vorrichtung bereitgestellt wird.

3 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches ein zweites Beispiel des Interferenzabschnitts, welcher in der in 1 gezeigten Vorrichtung bereitgestellt wird, zeigt.

4 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches ein drittes Beispiel des Interferenzabschnitts zeigt, welcher in der in 1 gezeigten Vorrichtung bereitgestellt wird.

5 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches ein viertes Beispiel des Interferenzabschnitts zeigt, welcher in der in 1 gezeigten Vorrichtung bereitgestellt wird.

6 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.

7 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt.

8 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt.

9 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine fünfte Ausführungsform der Erfindung zeigt.

10 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine sechste Ausführungsform der Erfindung zeigt.

11 ist ein Diagramm, welches einen wesentlichen Teilbereich der in 10 gezeigten Vorrichtung zeigt.

12 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine siebte Ausführungsform der Erfindung zeigt.

13 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine achte Ausführungsform der Erfindung zeigt.

14 ist ein Diagramm, welches eine Eingang/Ausgang-Charakteristik eines Messobjekts zeigt.

15 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Charakteristik-Messvorrichtung eines Stands der Technik zeigt.

16 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Charakteristik-Messvorrichtung eines Stands der Technik zeigt.

17 ist ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer optischen Charakteristik-Messvorrichtung eines Stands der Technik zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wie folgend erklärt werden.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hier werden Teilbereiche, welche die gleichen wie bei 14, 15 sind, mit den gleichen Beschriftungen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen werden. In 1 überstreicht ein Lichtquellenabschnitt 13, Wellenlängen (Frequenzüberstreichung) von einfallendem p-polarisiertem Licht (erstem Eingangslicht) bzw. einfallendem s-polarisiertem Licht (zweitem Eingangslicht), deren Frequenzen (Lichtfrequenzen) voneinander verschieden sind und deren polarisierte Zustände zueinander senkrecht stehen, so dass das einfallende p-polarisierte Licht und das einfallende s-polarisierte Licht ausgegeben werden. Hier wird eine Frequenz von einfallendem p-polarisiertem Licht durch die Schreibweise f1 bezeichnet, und eine Frequenz von einfallendem s-polarisiertem Licht durch die Schreibweise f2 bezeichnet (f1 ≠ f2).
Ein Interferenzabschnitt 14 zweigt jeweils einfallendes s-polarisiertes Licht, einfallendes p-polarisiertes Licht aus dem Lichtquellenabschnitt 13 auf und gibt ein abgezweigtes Licht zum Messobjekt 1 als Signallicht ein. Das Ausgangslicht (Signallicht) von dem Messobjekt 1 wird in Hinsicht auf einfallendes p-polarisiertes Licht bzw. einfallendes s-polarisiertes Licht mit anderem abgezweigten Licht (Referenzlicht) zur Interferenz gebracht, um eine Vielzahl von Interferenzlicht auszugeben. Ferner sind durch den Interferenzabschnitt 14 ausgegebene Interferenzlichter bei (a) bis (d) nachstehend gezeigt.

(a) Einfallendes p-polarisiertes Licht von Referenzlicht und emittiertes p-polarisiertes Licht von Signallicht.
(b) Einfallendes s-polarisiertes Licht von Referenzlicht und emittiertes p-polarisiertes Licht von Signallicht.
(c) Einfallendes p-polarisiertes Licht von Referenzlicht und emittiertes s-polarisiertes Licht von Signallicht.
(d) Einfallendes s-polarisiertes Licht von Referenzlicht und emittiertes s-polarisiertes Licht von Signallicht.

Ferner werden Signallicht und Referenzlicht am Interferenzabschnitt 14 natürlich multiplexiert, nachdem sie durch verschiedene optische Wege geleitet wurden. Hierbei wird, wenn Frequenzen von Referenzlicht unmittelbar vor dem Multiplexieren mit Signallicht durch die Notationen f1', f2' bezeichnet werden, eine Frequenzdifferenz von erstem, zweiten Eingangslicht (|f1 – f2|), ausgegeben von dem Lichtquellenabschnitt 13, eingestellt, um ausreichend größer zu sein als Frequenzdifferenzen (|f2 – f2'|, |f1 – f1'|), welche durch eine optische Streckendifferenz von Signallicht und Referenzlicht erzeugt wurden.
Zum Beispiel betragen die Frequenzdifferenzen (|f2 – f2'|, |f1 – f1'|) etwa 0 bis 200 [kHz], und die Frequenzdifferenz (|f1 – f2|) durch den Lichtquellenabschnitt 13 beträgt etwa einige zehn bis einige hundert [MHz]. Selbstverständlich können die optischen Strecken von Signallicht und Referenzlicht gleich sein.
Lichtempfangende Abschnitte 15 bis 18 sind für jeweiliges, von dem Interferenzabschnitt 14 ausgegebenes Interferenzlicht vorgesehen, um Interferenzlicht zu empfangen und Signale gemäß der optischen Leistung von Interferenzlicht auszugeben.
Tiefpassfilter 19 bis 22 sind für die jeweiligen lichtempfangenden Abschnitte 15 bis 18 zum Filtern von Signalen, ausgegeben von den jeweiligen lichtempfangenden Abschnitten 15 bis 18, und Hindurchlassen lediglich von Signalen von Frequenzkomponenten, niedriger als die Frequenzdifferenz (|f1 – f2|) von einfallendem s-polarisiertem Licht und einfallendem p-polarisiertem Licht, vorgesehen.
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erläutert werden. Der Lichtquellenabschnitt 13 unterzieht einfallendes s-polarisiertes Licht, einfallendes p-polarisiertes Licht einem Wellenlängendurchlauf in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich zur Ausgabe zum Interferenzabschnitt 14.
Der Interferenzabschnitt 14 zweigt einfallendes s-polarisiertes Licht, einfallendes p-polarisiertes Licht auf und gibt eines davon an das Messobjekt 1 als Signallicht aus. Ferner kehrt Ausgangslicht von dem Messobjekt 1 zum Interferenzabschnitt 14 zurück. Das heißt, emittiertes s-polarisiertes Licht und emittiertes p-polarisiertes Licht in Bezug auf einfallendes s-polarisiertes Licht kehren zurück, und emittiertes s-polarisiertes Licht und emittiertes p-polarisiertes Licht in Bezug auf einfallendes p-polarisiertes Licht kehren zurück. Ferner synthetisiert der Interferenzabschnitt 14 emittiertes s-polarisiertes Licht, emittiertes p-polarisiertes Licht von dem Messobjekt 1 und einfallendes s-polarisiertes Licht, einfallendes p-polarisiertes Licht von Referenzlicht, um miteinander zur Interferenz gebracht zu werden.
Ferner gibt der Interferenzabschnitt 14 Interferenzlicht von emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) und einfallendem s-polarisiertem Licht (f2') zum lichtempfangenden Abschnitt 15 aus, gibt Interferenzlicht von emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) und einfallendem p-polarisiertem Licht (f1') zum lichtempfangenden Abschnitt 16 aus, gibt Interferenzlicht von emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) und einfallendem s-polarisiertem Licht (f2') zum lichtempfangenden Abschnitt 17 aus und gibt Interferenzlicht von emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) und einfallendem p-polarisiertem Licht (f1') zum lichtempfangenden Abschnitt 18 aus.
Ferner geben die jeweiligen lichtempfangenden Abschnitte 15 bis 18 Signale gemäß der optischen Leistung von Interferenzlicht zu den Tiefpassfiltern 19 bis 22 aus. Weiterhin lassen die Tiefpassfilter 19 bis 22 Signale von Niederfrequenzkomponenten (zum Beispiel etwa DC bis 200 [kHz]) der Interferenzsignale, ausgegeben von den lichtempfangenden Abschnitten 15 bis 18, durch, welche zur Rechnersektion, nicht veranschaulicht, an einer hinteren Stufe ausgegeben werden sollen.
Spezifisch, werden in den lichtempfangenden Abschnitt 15 emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), d. h. Signallicht, eingerechnet von T₁₁, T₁₂ der Jones-Matrix, sowie Referenzlicht eingegeben. Durch Filtern des Interfe renzsignals aus dem lichtempfangenden Abschnitt 15 durch den Tiefpassfilter 19 wird deshalb als das Interferenzsignal (einfallendes s-polarisiertes Licht der Frequenz f2', emittiertes s-polarisiertes Licht der Frequenz f2) nach dem Filtern lediglich das Interferenzsignal extrahiert, welches nur von T₁₁ der Jones-Matrix eingerechnet wird.
In ähnlicher Weise werden als die Interferenzsignale nach Filtern durch jeweilige Tiefpassfilter 20 bis 22 nur die Interferenzsignale, welche nur durch T₁₂, T₂₁, T₂₂ der Jones-Matrix eingerechnet werden, extrahiert.
Ferner erhält die nicht veranschaulichte Rechnersektion an der hinteren Stufe jeweilige Elemente der Jones-Matrix aus Amplituden und Phasen der Interferenzsignale, die die Ausgabesignale aus den Tiefpassfiltern 19 bis 22 ausmachen, und erhält eine optische Charakteristik des Messobjekts 1 aus der Jones-Matrix.
Auf diese Weise gibt der Interferenzabschnitt 14 Interferenzlicht von einfallendem p-polarisiertem Licht und emittiertem s-polarisiertem Licht, Interferenzlicht von polarisiertem Licht von einfallendem p-polarisiertem Licht und emittiertem p-polarisiertem Licht, Interferenzlicht von einfallendem s-polarisiertem Licht und emittiertem s-polarisiertem Licht, Interferenzlicht von polarisiertem Licht von einfallendem s-polarisiertem Licht und emittiertem p-polarisiertem Licht aus, und die Interferenzsignale werden durch die Tiefpassfilter 19 bis 22 gefiltert. Dadurch werden die Interferenzsignale von Niederfrequenzkom ponenten, welche durch den Tiefpassfilter 19 bis 22 durchgelassen werden, nicht durch eine Beeinflussung der Frequenzdifferenz von einfallendem s-polarisiertem Licht und einfallendem p-polarisiertem Licht betroffen, welche durch die Nichtlinearität der Frequenzüberstreichung des Lichtquellenabschnitts 13 erzeugt wird. Selbst wenn die Frequenzdifferenz von einfallendem p-polarisiertem Licht und einfallendem s-polarisiertem Licht variiert wird, kann deshalb das Interferenzsignal exakt gemessen werden. Ferner wird lediglich mit Signalen der Niederfrequenzkomponenten umgegangen, und deshalb wird der Schaltungsentwurf der Tiefpassfilter 19 bis 22, elektrische Schaltungen an hinteren Stufen der Filter und dergleichen erleichtert, und die Schaltungskonfiguration wird einfacher gemacht.
[Erstes Beispiel des Interferenzabschnitts]
Als Nächstes ist die 2 ein Konfigurationsdiagramm, welches ein erstes Beispiel des Interferenzabschnitts 14 in der in 1 gezeigten Vorrichtung darstellt. Hierin werden Teilbereiche, welche die gleichen wie bei 1 sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen werden. In 2 schließt der Interferenzabschnitt 14 einen Multiplexierungsabschnitt 14a, einen Aufzweigungs-Abschnitt 14b, PBS 14c bis 14e, Wellenplatten 14f, 14g und Polarisatoren 14h bis 14k ein.
Ferner zweigt Aufzweigungsabschnitt 14b Licht ohne Abhängigkeit von einem polarisierten Zustand auf und es handelt sich dabei beispielsweise um HM, einen Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, einen optischen Faserkoppler oder dergleichen. Ferner handelt es sich bei den Wellen platten 14f und 14g zum Beispiel um 1/2-Wellenplatten oder dergleichen.
Der Multiplexierungsabschnitt 14a ist zum Beispiel ein Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, HM, ein optischer Faserkoppler oder dergleichen zum Multiplexieren von einfallendem s-polarisiertem Licht, einfallendem p-polarisiertem Licht aus dem Lichtquellenabschnitt 13.
Der Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt 14b zweigt Licht, multiplexiert von dem Multiplexierungsabschnitt 14a, auf und gibt erstes abgezweigtes Licht zum Messobjekt als Signallicht ein. Ferner stellen zweites, drittes abgezweigtes Licht Referenzlicht dar.
Der erste PBS 14c zweigt Ausgangslicht von dem Messobjekt zu emittiertem s-polarisiertem Licht und emit tiertem p-polarisiertem Licht auf. Die Wellenplatte 14f ist zwischen PBS 14c und PBS 14d zum Neigen einer Polarisationsebene von emittiertem s-polarisiertem Licht um 45° vorgesehen. Die Wellenplatte 14g ist zwischen PBS 14c und PBS 14e zum Neigen einer Polarisationsebene von emittiertem p-polarisiertem Licht um 45° vorgesehen.
Der zweite PBS 14d synthetisiert zweites abgezweigtes Licht (Referenzlicht) aus dem Aufzweigungsabschnitt 14c und emittiertes s-polarisiertes Licht von der Wellenplatte 14f zum Aufzweigen in zwei Lichter, deren Polarisationsebenen zu einander senkrecht stehen, welche an die lichtempfangenden Abschnitte 15, 16 ausgegeben werden sollen.
Der dritte PBS 14e synthetisiert drittes abgezweigtes Licht (Referenzlicht) aus dem Aufzweigungsabschnitt 14c und emittiertes p-polarisiertes Licht von der Wellenplatte 14g zum Aufzweigen in zwei Lichter, deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen, zum Ausgeben an die lichtempfangenden Abschnitte 17, 18.
Jeweilige Polarisatoren 14h bis 14k sind für jeweiliges abgezweigtes Licht von PBS 14d, 14e vorgesehen, d. h. zwischen PBS 14d und dem lichtempfangenden Abschnitt 15, zwischen dem PBS 14d und dem lichtempfangenden Abschnitt 16, zwischen dem PBS 14e und dem lichtempfangenden Abschnitt 17 bzw. zwischen dem PBS 14e und dem lichtempfangenden Abschnitt 18 vorgesehen.
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erläutert werden. Der Multiplexierungsabschnitt 14a synthetisiert einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2), einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1) aus dem Lichtquellenabschnitt 13. Ferner zweigt der Aufzweigungsabschnitt 14b polarisiertes Licht zu Signallicht und Referenzlicht auf und gibt das Signallicht zum Messobjekt 1 ein. Hier werden emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) von dem Messobjekt 1 ausgegeben, wobei emittieres s-polarisiertes Licht durch T₁₁, T₁₂ eingerechnet wird und emittiertes p-polarisiertes Licht durch T₂₁, T₂₂ eingerechnet wird.
Ferner zweigt PBS 14c polarisiertes Licht zu emittiertem s-polarisiertem Licht, emittiertem p-polarisiertem Licht auf. Eine Polarisationsebene des abgezweigten emittierten s-polarisierten Lichts wird von der Wellenplatte 14f um 45° geneigt, wonach das abgezweigte emittierte s-polarisierte Licht mit Referenzlicht (einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1'), einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2')) bei PBS 14d multiplexiert und aufgezweigt wird zu Licht, wobei Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen.
Dadurch handelt es sich bei einem abgezweigten Licht von aufgezweigtem Licht, ausgegeben von PBS 14d, um Licht, konstituiert durch Multiplexieren von einfallendem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2') und emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), und anderes abgezweigtes Licht davon stellt Licht dar, multiplexiert mit einfallendem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1') und emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2).
Ferner stehen die Polarisationsebenen von Licht, multiplexiert und aufgezweigt bei PBS 14d, zueinander senkrecht, und deshalb werden Licht[er], multiplexiert und aufgezweigt durch PBS 14d, durch Neigen von Polarisationsebenen durch die Polarisatoren 14h, 14i miteinander interferiert, um von den lichtempfangenden Abschnitten 15, 16 aufgenommen zu werden.
In ähnlicher Weise wird eine Polarisationsebene von emittiertem p-polarisiertem Licht, abgezweigt durch PBS 14c, um 45° durch die Wellenplatte 14g geneigt, und danach wird emittiertes p-polarisiertes Licht, abgezweigt durch PBS 14c, mit Referenzlicht (einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1'), einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2')) bei PBS 14e multiplexiert und danach zu Licht aufgezweigt, wobei die Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen.
Dadurch handelt es sich bei einem abgezweigtem Licht von aufgezweigtem Licht, ausgegeben von PBS 14e, um Licht, konstituiert durch Multiplexieren von einfallendem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2') und emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), und anderes abgezweigtes Licht wird zu Licht, multiplexiert mit einfallendem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1') und emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2).
Ferner stehen Polarisationsebenen von Licht, multiplexiert und aufgezweigt mittels PBS 14e, zueinander senkrecht, und deshalb werden Licht[er] multiplexiert und aufgezweigt mittels PBS 14e, miteinander interferiert durch Neigen der Polarisationsebenen mittels der Polarisatoren 14j, 14k, zum Aufnehmen durch die lichtempfangenden Abschnitte 17, 18.
Ferner werden Ausgangssignale aus den lichtempfangenden Abschnitten 15 bis 18 jeweils durch die Tiefpassfilter 19 bis 22 gefiltert, und jeweilige Signale nach dem Filtern stellen die Interferenzsignale dar, eingerechnet lediglich durch T₁₁, T₁₂, T₂₁, T₂₂ der Jones-Matrix. Ferner ist eine weitere Betriebsweise als die oben beschriebene ähnlich zu derjenigen der in 1 gezeigten Vorrichtung, und deshalb wird eine Erklärung davon weggelassen.
[Zweites Beispiel des Interferenzabschnitts]
Als Nächstes ist 3 ein Konfigurationsdiagramm, welches ein zweites Beispiel des Interferenzabschnitts der in 1 gezeigten Vorrichtung zeigt. Hierbei sind Abschnitte, welche zu denjenigen von 1 gleich sind, mit denselben Notationen versehen und eine Erklärung wird weggelassen. In 3 ist ein Interferenzabschnitt 23 anstelle des Interferenzabschnitts 14 bereitgestellt, wobei der Interferenzabschnitt 23 Interferenzlicht ausgibt, ähnlich zu demjenigen des Interferenzabschnitts 14, und Aufzweigungsabschnitte 23a bis 23c, einen Multiplexierungsabschnitt 23d, PBS 23e, 23f, Wellenplatten 23g, 23h, und Polarisatoren 23i bis 23l einschließt.
Ferner zweigen die Aufzweigungsabschnitte 23a bis 23c Licht ohne Abhängigkeit von einem polarisierten Zustand, und sind beispielsweise HM, Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, optische Faserkoppler oder dergleichen. Ferner handelt es sich bei den Wellenplatten 23g, 23h zum Beispiel um 1/2-Platten oder dergleichen.
Der erste Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt 23a zweigt einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1) aus dem Lichtquellenabschnitt 13 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 23d als Signallicht und gibt den anderen davon zur Wellenplatte 23g als Referenzlicht aus.
Die zweite Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt 23b zweigt einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2) aus dem Lichtquellenabschnitt 13 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 13d als Signallicht aus und gibt den anderen davon zur Wellenplatte 23h als Referenzlicht aus.
Der Multiplexierungsabschnitt 23d ist zum Beispiel PBS, ein Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, HM; ein optischer Faserkoppler oder dergleichen zum Multiplexieren von Signallicht aus dem Aufzweigungsabschnitt 23a, 23b, auszugeben zu dem Messobjekt 1.
Der Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt 23c zweigt Ausgangslicht (Signallicht) vom Messobjekt 1 in zwei Teile auf, gibt einen davon zu PBS 23e aus und gibt den anderen davon zu PBS 23f aus.
Die Wellenplatte 23g wird zwischen dem Aufzweigungsabschnitt 23a und PBS 23e vorgesehen und neigt eine Polarisationsebene von einfallendem p-polarisiertem Licht von Referenzlicht um 45°.
Der erste PBS 23e synthetisiert ein abgezweigtes Licht (Signallicht) aus dem Aufzweigungsabschnitt 23c und einfallendes p-polarisiertes Licht von Referenzlicht von der Wellenplatte 23g zum Aufzweigen in zwei Teile von Licht, deren Polarisationsebenen senkrecht zueinander stehen, zum Ausgeben an die lichtempfangenden Abschnitte 16, 18.
Der zweite PBS 23f synthetisiert anderes abgezweigtes Licht (Signallicht) aus dem Aufzweigungsabschnitt 23c und einfallendes s-polarisiertes Licht von Referenzlicht von der Wellenplatte 23h, zum Aufzweigen in zwei Teile von Licht, wobei Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen, zum Ausgeben an die lichtempfangenden Abschnitte 15, 17.
Die jeweiligen Polarisatoren 23i bis 23l sind jeweilig für jeweiliges abgezweigtes Licht von 23e, 23f vorgesehen, d. h. zwischen PBS 23f und dem lichtempfangenden Abschnitt 15, zwischen PBS 23e und dem lichtempfangenden Abschnitt 16, zwischen PBS 23f und dem lichtempfangenden Abschnitt 17, zwischen PBS 23e und dem lichtempfangenden Abschnitt 18 vorgesehen.
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erklärt werden. Der Aufzweigungsabschnitt 23a zweigt einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1) aus dem Lichtquellenabschnitt 13 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 23d als Signallicht aus, und gibt den anderen davon zur Wellenplatte 23g als Referenzlicht aus. Ferner zweigt der Aufzweigungsabschnitt 23b einfallenes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2) aus dem Lichtquel lenabschnitt 13 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 23d als Signallicht aus und gibt den anderen davon zur Wellenplatte 23h als Referenzlicht aus. Ferner neigen die jeweiligen Wellenplatten 23g bzw. 23h Polarisationsebenen von Referenzlicht um 45°.
Ferner synthetisiert der Multiplexierungsabschnitt 23d Signallicht aus den Aufzweigungsabschnitten 23a, 23b zum Ausgeben zum Messobjekt 1. Wenn der Multiplexierungsabschnitt 23d Licht mit Hilfe von PBS synthetisiert, kann der Multiplexierungsabschnitt 23d Licht weiterhin effizienter synthetisieren als ein optisches Element (zum Beispiel HM, Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, optischer Faserkoppler oder dergleichen) zum Multiplexieren und Aufzweigen von Licht ohne Abhängigkeit von einem polarisierten Zustand.
Ferner zweigt der Aufzweigungsabschnitt 23c emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) ausgegeben vom Messobjekt 1, auf, gibt eines davon zu PBS 23e aus und gibt das andere davon zu PBS 23f aus. Natürlich wird emittiertes s-polarisiertes Licht durch T₁₁, T₁₂ eingerechnet und emittiertes p-polarisiertes Licht wird durch T₂₁, T₂₂ eingerechnet.
Ferner synthetisiert PBS 23e Referenzlicht (einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1')) von der Wellenplatte 23g und Signallicht (emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)) zum nachfolgenden Aufzweigen zu Licht, wobei die Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen, gibt eines davon zum Polarisator 23j aus und gibt das andere davon zum Polarisator 23l aus.
Dadurch ist ein abgezweiges Licht von aufgezweigtem Licht, ausgegeben von PBS 23e, Licht, konstituiert durch Multiplexieren von einfallendem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1') und emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), und das andere abgezweigte Licht wird zu Licht, multiplexiert mit einfallendem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1') und emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2).
Ferner sind Polarisationsebenen von Licht, multiplexiert und aufgezweigt mittels PBS 23e, zueinander senkrecht, und deshalb werden mittels PBS 23e multiplexiertes und aufgezweigtes Licht[er] miteinander zur Interferenz gebracht durch Neigen der Polarisationsebenen durch die Polarisatoren 23j, 23l zur Aufnahme durch die lichtempfangenden Abschnitte 16, 18.
In ähnlicher Weise synthetisiert PBS 23f Referenzlicht (einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2')) von der Wellenplatte 23h und Signallicht (emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)) zum nachfolgenden Aufzweigen zu Licht, wobei die Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen, gibt eines davon zum Polarisator 23i aus und gibt das andere davon zum Polarisator 23k aus.
Dabei ist ein abgezweiges Licht von aufgezweigtem Licht, ausgegeben von PBS 23f, Licht, konstituiert durch Multiplexieren von einfallendem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2') und emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), und das andere abgezweigte Licht wird zu Licht, multiplexiert mit einfallendem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2') und emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2).
Ferner sind Polarisationsebenen von Licht, multiplexiert und aufgezweigt mittels PBS 23f, zueinander senkrecht, und deshalb werden mittels PBS 23f multiplexiertes und aufgezweigtes Licht[er] miteinander zur Interferenz gebracht durch Neigen der Polarisationsebenen durch die Polarisatoren 23i, 23k zur Aufnahme durch die lichtempfangenden Abschnitte 15, 17.
Ausgangssignale aus den lichtempfangenden Abschnitten 15 bis 18 werden jeweils durch die Tiefpassfilter 19 bis 22 gefiltert, und jeweilige Signale werden nach dem Filtern zu Interferenzsignalen, welche nur durch T₁₁, T₁₂, T₂₁, T₂₂ der Jones-Matrix eingerechnet werden. Ferner ist eine weitere Betriebsweise als die oben beschriebene ähnlich zu derjenigen der in 1 gezeigten Vorrichtung, und deshalb wird eine Erklärung davon weggelassen.
[Drittes Beispiel des Interferenzabschnitts]
Als Nächstes ist 4 ein Konfigurationsdiagramm, welches ein drittes Beispiel des Interferenzabschnitts der in 1 gezeigten Vorrichtung zeigt. Hier werden Abschnitte, welche die gleichen wie jene von 1 sind, mit den gleichen Notationen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 4 wird ein Interferenzabschnitt 24 anstelle des Interferenzabschnitts 14 bereitgestellt, der Interferenzabschnitt 24 gibt Interferenzlicht aus, ähnlich zu demjenigen des Interferenzabschnitts 14, und schließt Aufzweigungsabschnitte 24a bis 24c, Multiplexierungsabschnitte 24d bis 24f, Wellenplatten 24g, 24h und PBS 24i, 24j ein.
Ferner zweigen die Aufzweigungsabschnitte 24a bis 24c Licht ohne Abhängigkeit von einem polarisierten Zustand auf und sind zum Beispiel HM, Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, optische Faserkoppler oder dergleichen. Die Multiplexierungsabschnitte 24e, 24f synthetisieren Licht ohne Abhängigkeit von einem polarisierten Zustand und sind zum Beispiel HM, Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, optische Faserkoppler oder dergleichen. Die Wellenplatten 24g, 24h sind zum Beispiel 1/2-Wellenplatten.
Der erste Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt 24a zweigt einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1) aus dem Lichtquellenabschnitt 13 in zwei Teile auf, gibt einen davon an den Multiplexierungsabschnitt 24d als Signallicht aus und gibt den anderen davon zur Wellenplatte 24g als Referenzlicht aus.
Der zweite Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt 24b zweigt einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2) aus dem Lichtquellenabschnitt 13 in zwei Teile auf, gibt einen da von an den Multiplexierungsabschnitt 24d als Signallicht aus und gibt den anderen davon zur Wellenplatte 24h als Referenzlicht aus.
Der Multiplexierungsabschnitt 24d ist zum Beispiel PBS, ein Nicht-Polarisationsstrahlenteiler HM, ein optischer Faserkoppler oder dergleichen, und synthetisiert Signallicht aus den Aufzweigungsabschnitten 24a, 24b zum Ausgeben an das Messobjekt 1. Der Aufzweigungsabschnitt 24c zweigt Ausgangslicht (Signallicht) von dem Messobjekt 1 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 24e und gibt den anderen davon zum Multiplexierungsabschnitt 24f.
Die Wellenplatte 24g ist zwischen dem Aufzweigungsabschnitt 24a und dem Multiplexierungsabschnitt 24e zum Neigen einer Polarisationsebene von einfallendem p-polarisiertem Licht von Referenzlicht um 45° vorgesehen. Die Wellenplatte 24h ist zwischen dem Aufzweigungsabschnitt 24b und dem Multiplexierungsabschnitt 24f zum Neigen einer Polarisationsebene von emittiertem s-polarisiertem Licht von Referenzlicht um 45° vorgesehen.
Der erste Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitt 24e synthetisiert und interferiert ein abgezweigtes Licht (Signallicht) aus dem Aufzweigungsabschnitt 24c und einfallendes p-polarisiertes Licht von Referenzlicht von der Wellenplatte 24g.
Der zweite Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitt 24f synthetisiert und interferiert anderes abgezweigtes Licht (Signallicht) aus dem Aufzweigungsabschnitt 24c und einfallendes s-polarisiertes Licht von Referenzlicht von der Wellenplatte 24h.
Der erste PBS 24i zweigt multiplexiertes Licht aus dem Multiplexierungsabschnitt 24e in zwei Teile von Licht, deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen, zum Ausgeben an die lichtempfangenden Abschnitte 15, 18 auf. Der zweite PBS 24j zweigt multiplexiertes Licht aus dem Multiplexierungsabschnitt 24f in zwei Teile von Licht, deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen, zum Ausgeben an die lichtempfangenden Abschnitte 15, 17 auf.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird erläutert werden.
Der Aufzweigungsabschnitt 24a zweigt einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1) aus dem Lichtquellenabschnitt 13 in zwei Teile auf, gibt einen davon an den Multiplexierungsabschnitt 14d als Signallicht aus und gibt den anderen davon an die Wellenplatte 24g als Referenzlicht aus. Ferner zweigt der Aufzweigungsabschnitt 24b einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2) aus dem Lichtquellenabschnitt 13 in zwei Teile auf, gibt einen davon an den Multiplexierungsabschnitt 24d als Signallicht aus, und gibt den anderen davon an die Wellenplatte 24h als Referenzlicht aus. Weiterhin neigen die jeweiligen Wellenplatten 24g, 24h Polarisationsebenen von Referenzlicht um 45°.
Ferner synthetisiert der Multiplexierungsabschnitt 24d Signallicht aus den Aufzweigungsabschnitten 24a, 24b zum Ausgeben an das Messobjekt 1. Wenn der Multiplexierungsabschnitt 24d Licht mit Hilfe von PBS synthetisiert, kann das Licht ferner effizienter multiplexiert werden als bei einem optischen Element (zum Beispiel HM, Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, optischer Faserkoppler oder dergleichen) zum Multiplexieren und Aufzweigen von Licht, ohne von einem polarisierten Zustand abhängig zu sein.
Ferner zweigt der Aufzweigungsabschnitt 24c emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) ausgegeben von dem Messobjekt 1, in zwei Teile auf, gibt einen davon an den Multiplexierungsabschnitt 24e aus und gibt den anderen davon an den Multiplexierungsabschnitt 24f aus. Natürlich wird emittiertes s-polarisiertes Licht durch T₁₁, T₁₂ eingerechnet, und emittiertes p-polarisiertes Licht wird durch T₂₁, T₂₂ eingerechnet.
Ferner synthetisiert und interferiert der Multiplexierungsabschnitt 24e Referenzlicht (einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1')) von der Wellenplatte 24g und Signallicht (emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)). Ferner zweigt PBS 24i Interferenzlicht, multiplexiert von dem Multiplexierungsabschnitt 24e, zu Licht auf, wobei die Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen, gibt eines davon an den lichtempfangenden Abschnitt 16 aus und gibt das andere davon an den lichtempfangenden Abschnitt 18 aus.
Dadurch ist ein abgezweigtes Licht von aufgezweigten Licht, ausgegeben von PBS 24i, Interferenzlicht, konstituiert durch Multiplexieren von einfallendem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1') und emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), und das andere abgezweigte Licht wird Interferenzlicht multiplexiert mit einfallendem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1') und emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2).
Ferner werden jeweils abgezweigte Licht[er], abgezweigt durch PBS 24i, von den lichtempfangenden Abschnitten 16, 18 empfangen.
In ähnlicher Weise synthetisiert und interferiert der Multiplexierungsabschnitt 24f Referenzlicht (einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2')) von der Wellenplatte 24h und Signallicht (emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)). Fernerhin zweigt PBS 24j Interferenzlicht, welches von dem Multiplexierungsabschnitt 23f multiplexiert wurde, in Licht auf, wobei die Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen, gibt eines davon an den lichtempfangenden Abschnitt 15 aus und gibt das andere davon an den lichtempfangenden Abschnitt 17 aus.
Dabei ist ein abgezweigtes Licht von aufgezweigtem Licht, ausgegeben von PBS 24j, Licht, welches konstituiert wird durch Multiplexieren von einfallendem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2') und emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), und das andere abgezweigte Licht wird zu Interferenzlicht, multiplexiert mit einfallendem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2') und emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2).
Ferner werden jeweils abgezweigte Licht[er], abgezweigt durch PBS 24j, von den lichtempfangenden Abschnitten 15, 17 empfangen.
Ferner werden Ausgangssignale aus den lichtempfangenden Abschnitten 15 bis 18 durch jeweilige Tiefpassfilter 19 bis 22 gefiltert, und die jeweiligen Signale werden, nachdem sie gefiltert wurden, zu Interferenzsignalen, eingerechnet durch nur T₁₁, T₁₂, T₂₁, T₂₂ bei der Jones-Matrix. Ferner ist eine weitere Betriebsweise als die oben beschriebene ähnlich zu derjenigen der in 1 gezeigten Vorrichtung, und deshalb wird eine Erklärung davon weggelassen werden.
[Viertes Beispiel des Interferenzabschnitts]
Als Nächstes ist 5 ein Konfigurationsdiagramm, welches ein viertes Beispiel des Interferenzabschnitts in der in 1 gezeigten Vorrichtung zeigt. Hier sind Teilbereiche, welche gleich zu denjenigen von 1, 4 sind, mit denselben Notationen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 5 wird HM 24k durch gemeinsames Integrieren der Aufzweigungsabschnitte 24a, 24b aufgebaut, HM 24l wird durch gemeinsames Integrieren der Multiplexierungsabschnitte 24e, 24f aufgebaut, und PBS 24m wird durch gemeinsames Integrieren von PBS 24i, 24j aufgebaut.
Der Lichtquellenabschnitt 14 schließt eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge 13a, optische Fasern 13b, 13c, Linsen (Kollimatorsektion) 13d, 13e und einen Polarisations-Wellenregler 13f ein. Die Lichtquelle 13a mit variabler Wellenlänge unterzieht jeweiliges Licht mit verschiedenen Frequenzen unter einen Wellenlängendurchlauf, um ausgegeben zu werden. Die optische Faser 13b leitet Licht der Frequenz f1 aus dem Lichtquellenabschnitt 13a weiter. Die optische Faser 13c leitet Licht der Frequenz f2 aus dem Lichtquellenabschnitt 13a weiter. Ferner sind die optischen Fasern 13b, 13c derartig installiert, dass optische Achsen von emittiertem Licht zueinander parallel werden.
Die jeweiligen Linsen 13d bzw. 13e machen aus den optischen Fasern 13b, 13c emittiertes Licht zu Parallellicht. Der Polarisations-Wellenregler 13f, angeordnet zum Beispiel in Reihe mit 1/4-Wellenplatten, 1/2-Wellenplatten, ist bei den optischen Wegen vorgesehen und konvertiert Licht aus der Linse 13d zu einfallendem p-polarisiertem Licht (erstes Eingangslicht) und konvertiert Licht aus der Linse 13e zu einfallendem s-polarisiertem Licht (zweites Eingangslicht) zum Ausgeben zu dem Interferenzabschnitt 24.
Ein Spiegel 24n reflektiert einfallendes s-polarisiertes Licht aus HM 24k zu PBS 24d.
Eine Linse (lichtkonvergierender Abschnitt) 24o lässt Licht, welches von PBS 24d multiplexiert wurde, auf eine optische Faser 24p einfallen. Die optische Faser 24p leitet einfallendes p-polarisiertes Licht, einfallendes s-polarisiertes Licht aus dem Interferenzabschnitt 24 zum Messobjekt 1.
Eine optische Faser 24q leitet emittiertes p-polarisiertes Licht, emittiertes s-polarisiertes Licht von dem Messobjekt 1 weiter. Eine Linse (Kollimatorsektion) 24r macht emittiertes p-polarisiertes Licht, emittiertes s-polarisiertes Licht aus der optischen Faser 24q zu Parallellicht, welches an HM 24c ausgegeben werden soll. Ein Spiegel 24s reflektiert ein abgezweigtes Licht aus HM 24c zu HM 24l.
Jeweilige Polarisatoren 24t bis 24w sind zwischen PBS 24m und dem lichtempfangenden Abschnitt 16, zwischen PBS 24m und dem lichtempfangenden Abschnitt 17, zwischen PBS 24m und dem lichtempfangenden Abschnitt 18, zwischen PBS 24m und dem lichtempfangenden Abschnitt 19 vorgesehen, um Licht von nur einer vorherbestimmten Polarisationsebene hindurch zu lassen.
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erklärt werden. Jeweiliges Licht der Frequenzen f1, f2 von der Lichtquelle 13a mit variabler Wellenlänge wird zum Polarisations-Wellenregler 13f mittels der Fasern 13b, 13c und den Linsen 13d, 13e geleitet. Ferner konvertiert der Polarisations-Wellenregler 13f jeweilige polarisierte Lichtzustände von Licht der Frequenzen f1, f2, auszugeben zum HM 24k des Interferenzabschnitts 24 als einfallendes p-polarisiertes Licht, einfallendes s-polarisiertes Licht.
Ferner zweigt HM 24k einfallendes s-polarisiertes Licht, einfallendes p-polarisiertes Licht zu Signallicht und Referenzlicht auf. Abgezweigtes einfallendes s-polarisiertes Licht (Signallicht) wird von dem Spiegel 24n reflektiert, mit einfallendem p-polarisiertem Licht (Signallicht) durch PBS 24d multiplexiert und wird auf dem Wege der Linse 24o und der optischen Faser 24p zu dem Messobjekt 1 eingegeben.
Ferner werden emittiertes p-polarisiertes Licht, emittiertes s-polarisiertes Licht von dem Messobjekt 1 zu HM 24c auf dem Wege der optischen Faser 24q und der Linse 24r eingestrahlt.
Ferner zweigt HM 24c emittiertes p-polarisiertes Licht, emittiertes s-polarisiertes Licht in zwei Teile auf, ein abgezweigtes Licht wird von dem Spiegel 24s reflektiert und fällt auf HM 24l ein, und das andere abgezweigte Licht fällt auf HM 24l ein.
Dadurch synthetisiert HM 24l Referenzlicht (einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1')) von der Wellenplatte 24g, Signallicht (emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)) und synthetisiert Referenzlicht (einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2')) von der Wellenplatte 24h, Signallicht (emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)).
Ferner zweigt PBS 24m Interferenzlicht, multiplexiert vom Multiplexierungsabschnitt 24l, zu Licht auf, wobei die Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen, zum Ausgeben zu den lichtempfangenden Abschnitten 15 bis 18 auf dem Wege der Polarisatoren 24t bis 24w. Hier lassen, im Unterschied zu den Polarisatoren, welche in 2, 3 gezeigt werden, die Polarisatoren 24t bis 24w Licht von nur einer vorbestimmten Polarisationsebene durch. Zum Beispiel lassen die Polarisatioren 24t, 24u Licht einer Polarisationsebene durch, welche die gleiche ist wie jene von einfallendem s-polarisiertem Licht aus dem Polarisations-Wellenregler 13f, und die Polarisatoren 24b, 24w lassen Licht einer Polarisationsebene durch, welche die gleiche ist, wie jene von einfallendem p-polarisiertem Licht aus dem Polarisations-Wellenregler 13f. Dem ist so, weil es für PBS 24m schwierig ist, eingegebenes Licht vollständig zu Licht aufzuzweigen, bei welchem die Polarisationsebene zueinander senkrecht steht, und Licht, welches nicht aufgezweigt worden ist, wird entfernt.
Ferner empfangen die lichtempfangenden Abschnitte 15 bis 18 Interferenzsignale, auszugeben zu den Tiefpassfiltern 19 bis 22, nicht veranschaulicht, an einer hinteren Stufe. Ferner werden die ausgegebenen Signale aus den lichtempfangenden Abschnitten 15 bis 18 durch die jeweiligen Tiefpassfilter 19 bis 22 gefiltert. Dadurch werden jeweilige Signale nach dem Filtern zu Interferenzsignalen, welche nur von T₁₁, T₁₂, T₂₁, T₂₂ der Jones-Matrix eingerechnet werden. Ferner ist eine weitere Betriebsweise als die oben beschriebe ne zu derjenigen der in 1 gezeigten Vorrichtung ähnlich, und deshalb wird eine Erklärung davon weggelassen.
Auf diese Weise lassen die Polarisatoren 24t bis 24w nur Licht einer vorbestimmten Polarisationsebene durch, auszugeben zu den lichtempfangenden Abschnitten 15 bis 18, und deshalb kann das Hintergrundrauschen der Interferenzsignale verringert werden.
Ferner werden die Aufzweigungsabschnitte 24a, 24b gemeinsam ausgeformt, die Multiplexierungsabschnitte 24e, 24f werden gemeinsam ausgeformt, PBS 24i, 24j werden gemeinsam geformt, und deswegen wird die Anzahl an Teilen verringert, wodurch eine kleinformatige Herstellung, eine Erleichterung der Ausrichtung und eine Kostensenkung erzielt werden.
Ferner kann, durch Konstituieren des Interferenzabschnittes durch ein Interferometers eines Raumlichttyps, ein optisches System hinsichtlich der Größe verringert und beständig gegenüber Vibration gemacht werden.
Darüber hinaus ist die Erfindung nicht auf die erste Ausführungsform und die ersten bis vierten Beispiele des Interferenzabschnitts beschränkt, sondern kann wie nachfolgend gezeigt beschaffen sein.
Obwohl eine Konfiguration gezeigt wird, in welcher der Lichtquellenabschnitt 13 p-polarisiertes Licht, s-polarisiertes Licht, welche linear polarisiertes Licht sind, und wobei deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen, als erstes, zweites Eingangslicht in der in 1 bis 5 gezeigten Vorrichtung ausgibt, können das erste, zweite Eingangslicht durch polarisiertes Licht konstituiert werden, wobei die polarisierten Zustände davon zueinander senkrecht sind (zum Beispiel zirkular polarisiertes Licht, elliptisch polarisiertes Licht).
Obwohl eine Konfiguration gezeigt wird, bei welcher Ausgangslicht (emittiertes p-polarisiertes Licht, emittiertes s-polarisiertes Licht) zum Interferieren mit Referenzlicht jeweils zu linear polarisiertem Licht in der Vorrichtung, gezeigt in 1 bis 5, aufgezweigt wird[werden], kann Ausgangslicht, einschließlich den Frequenzen f1, f2, aufgezweigt werden zu dem Licht eines ersten polarisierten Zustandes bzw. eines zweiten polarisierten Zustandes, welche jeweils mit Referenzlicht interferieren können. Ferner sind die ersten, zweiten polarisierten Zustände zueinander senkrecht.
Obwohl eine Konfiguration unter Bereitstellung der Wellenplatten 14f, 14g, 23g, 23h, 24g, 24h in der Vorrichtung, gezeigt in 2 bis 5, dargestellt wird, können die Wellenplatten nicht bereitgestellt werden, wenn eine Polarisationsebene von Licht, eingegeben zum PBS an einer hinteren Stufe, zu einer optischen Achse von PBS geneigt ist.
Obwohl eine Konfiguration unter Verwendung eines Interferometers vom Mach-Zender-Typ für die Interferenzabschnitte 14, 23, 24 in der in 2 bis 5 gezeigten Vorrich tung dargestellt wird, können beliebige zwei Lichtstrom-Interferometer eingesetzt werden.
In der in 3 gezeigten Vorrichtung, ähnlich zur in 5 gezeigten Vorrichtung, können die Aufzweigungsabschnitte 23a, 23b gemeinsam ausgeformt werden, und PBS 23e und 23f können gemeinsam ausgeformt werden.
Obwohl eine Konfiguration unter Bereitstellung des Polarisations-Wellenreglers 13f zwischen HM 24k und den Linsen 13d, 13e in der in 5 gezeigten Vorrichtung dargestellt ist, können die Polarisations-Wellenregler 13f beispielsweise an den Mitten der optischen Fasern 13b, 13c vorgesehen werden, wobei aus den optischen Fasern 13b, 13c emittiertes Licht be reits zu einfallendem p-polarisierten Licht bzw. einfallendem s-polarisierten Licht, werden kann.
Obwohl eine Konfiguration unter Bereitstellung der Polarisatoren 24t bis 24w in der in 5 gezeigten Vorrichtung dargestellt ist, können die Polarisatoren 24t bis 24w nicht bereitgestellt sein.
[Zweite Ausführungsform]
6 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hierbei sind Teilbereiche, welche die gleichen sind wie diejenigen von 14, 16, mit den gleichen Notationen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 6 ist ein Lichtquellenabschnitt LS1 anstelle der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge vorgesehen. Der Lichtquellenabschnitt LS1 schließt eine erste Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge, eine zweite Lichtquelle 132 mit variabler Wellenlänge, einen Detektionsabschnitt 142, einen Steuerabschnitt 152 ein und gibt erstes, zweites Eingangslicht mit einer vorbestimmten Frequenzdifferenz dazwischen an einen Interferenzabschnitt 100 aus.
Die erste Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge auf einer Master-Seite schließt eine LD-Lichtquelle 122a, eine Wellenlängendurchlauf-Schaltung 122b zum Unterziehen von p-polarisiertem Licht (erstes Eingangslicht) unter einen Wellenlängendurchlauf, zum Ausgeben an den Interferenzabschnitt 100, ein. Die LD-Lichtquelle 122a unterzieht einen Messwellenlängenbereich kontinuierlich einem Wellenlängendurchlauf, um Laserlicht mittels einer Anweisung aus der Wellenlängendurchlauf-Schaltung 122b auszugeben.
Die zweite Lichtquelle mit variabler Wellenlänge 132 auf einer Slave-Seite schließt eine LD-Lichtquelle 132a, eine Wellenlängendurchlauf-Schaltung 132b zum Unterziehen von s-polarisiertem Licht (zweites Eingangslicht) unter einen Wellenlängendurchlauf, zum Ausgeben an den Interferenzabschnitt 100, ein. Die LD-Lichtquelle 132a unterzieht einen Messwellenlängenbereich kontinuierlich einem Wellenlängendurchlauf, um Laserlicht mittels einer Anweisung aus der Wellenlängendurchlauf-Schaltung 132b auszugeben.
Die Lichtquellen 122a, 132a zum Ausgeben von Laserlicht sind flächenstrahlende Laser, ausbildend Resonatoren durch bewegbare Spiegel (reflektierende Schichten), gebildet mittels einer Halbleiter-Mikroverarbeitungstechnologie. Weiterhin wird der flächenstrahlende Laser (VCSEL: "Vertikal-Cavitäts"-Flächenstrahler-Laser) von einer Struktur der Interposition einer Halbleiterschicht mittels einer reflektierenden Schicht, gebildet durch mehrschichtige Filme oder dergleichen, konstituiert. Ferner wird die Halbleiterschicht gebildet durch Mehrfachschichten, einschließlich einer aktiven Schicht und einer Abstandhalterschicht (ebenfalls bezeichnet als Auskleidungsschicht) zur Interposition der aktiven Schicht (vergleiche zum Beispiel "Connie J. Chang-Hansnain, 'tunable VCSEL', von IEEE JOURNAL ON SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, Band 6, Nr. 6, NOVEMBER DEZEMBER 2000, S. 978–987" oder "D. Vakhashoori, P. D. Wang, M. Azimi, K. J. Knopp, M. Jiang, "MEMs-Tunable Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers", Proc. of OFC2001, TuJ1-1 bis TuJ1-3" oder dergleichen).
Der Detektionsabschnitt 142 schließt einen Polarisator 142a, einen lichtempfangenden Abschnitt 142b ein und detektiert eine Frequenzdifferenz von s-polarisiertem Licht, p-polarisiertem Licht, ausgegeben von den Lichtquellen 122, 132 mit variabler Wellenlänge. Der Polarisator 142a rotiert Polarisationsebenen von s-polarisiertem Licht, p-polarisiertem Licht, welche miteinander zur Interferenz gebracht werden sollen. Der lichtempfangende Abschnitt 142b empfängt Interferenzlicht von s-polarisiertem Licht, p-polarisiertem Licht und gibt ein Signal gemäß der empfangenen optischen Leistung aus.
Der Kontrollabschnitt 152 steuert eine Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit der Lichtquelle 132 mit variabler Wellenlänge basierend auf der Frequenzdifferenz, die von dem Detektionsabschnitt 142 detektiert wird, und regelt die Frequenzdifferenz von Laserlicht zur Konstanz, welches von den Lichtquellen 122, 132 mit variabler Ebene ausgegeben wird.
Am Interferenzabschnitt 100 wird der Abschnitt 6c zur Verzögerung von polarisiertem Licht entfernt, und PBS 162, HM 172 werden zwischen HM 3 und dem Messobjekt 1 bereitgestellt. Ferner wird ein Polarisationsebenen-rotierender Abschnitt 182 zwischen HM 3 und HM 7 (optischer Weg auf der Referenzlicht-Seite) vorgesehen.
PBS 162 multiplexiert ein abgezweigtes Licht von HM 3 und s-polarisiertes Licht von der Lichtquelle 132 mit variabler Wellenlänge. HM 172 zweigt Licht von PBS 162 auf und gibt einen Teil davon zum Messobjekt 1 aus und gibt den anderen davon zum Detektionsabschnitt 142 aus.
Der Polarisationsebenen-rotierende Abschnitt 182 ist eine 1/2-Wellen-Platte, wenn zum Beispiel ein Intervall zwischen HM 3 und HM 7 von Raumlicht konstituiert wird, wobei ein Einfallende und ein Emittierungs-Ende davon so installiert sind, dass eine Neigung um 45° erfolgt, wenn das Intervall von einer die polarisierte Welle haltenden optischen Faser zum Rotieren einer Polarisationsebene von anderem abge zweigten Licht aus HM 3 um 45° relativ zu einer optischen Achse von PBS 8 konstituiert wird.
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erklärt werden.
Die jeweiligen Wellenlängendurchlaufschaltungen 122b, 132b der Lichtquellen 122 bzw. 132 mit variabler Wellenlänge veranlassen, dass die LD-Lichtquellen 122a, 132a Laserlicht mit Frequenzen f1, f2 ausgeben, welches dem Wellenlängendurchlauf mittels einer vorbestimmten Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit unterzogen werden soll. Fernerhin lesen die Wellenlängendurchlaufschaltungen 122b, 132b Einstellungswerte (Startwellenlänge/Endwellenlänge, Durchlaufgeschwindigkeit und dergleichen hinsichtlich des Wellenlängendurchlaufs) aus einem Speicher, der nicht veranschaulicht ist, ein und erteilen eine Anweisung an die LD-Lichtquellen 122a, 132a gemäß den eingestellten Werten. Ferner ist ein Einstellungswert einer Frequenzdifferenz (|f1 – f2|) der Lichtquellen 122, 132 mit variabler Wellenlänge beim Beginn des Ausgebens von Laserlicht eingestellt, um zum Beispiel 50 [MHz] zu betragen.
Weiterhin wandelt ein Polarisations-Wellenregler, nicht veranschaulicht, polarisierte Zustände von Laserlicht jeweils aus den Lichtquellen 122 bzw. 132 mit variabler Wellenlänge zu p-polarisiertem Licht, s-polarisiertem Licht zum Ausgeben zum Interferenzabschnitt 100 als einfallendes p-polarisiertes Licht, einfallendes s-polarisiertes Licht um. Natürlich wird, wenn Laserlicht, welches von den Lichtquellen 122, 132 mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird, von p-polarisiertem Licht, s-polarisiertem Licht konstituiert wird, der Polarisations-Wellenregler nicht benötigt.
Ferner zweigt HM 3 von dem Interferenzabschnitt 100 einfallendes p-polarisiertes Licht auf, gibt eines davon an PBS 162 als Signallicht aus und gibt das andere davon an den Polarisationsebenen-rotierenden Abschnitt 182 als Referenzlicht aus. Ferner neigt der Polarisationsebenen-rotierende Abschnitt 182 eine Polarisationsebene von Referenzlicht um 45°, so dass die optische Leistung bei PBS 8 an einer hinteren Stufe gleichmäßig aufgezweigt wird.
Nachfolgend wird eine Erklärung seitens eines abgezweigten Lichts (Signallicht) aus HM 3 angegeben werden. PBS 162 multiplexiert einfallendes s-polarisiertes Licht und einfallendes p-polarisiertes Licht aus HM 3. Weil von PBS 162 multiplexiert, werden einfallendes s-polarisiertes Licht und einfallendes-p-polarisiertes Licht natürlich zu linear polarisiertem Licht, welche zueinander senkrecht stehen. Ferner zweigt HM 172 multiplexiertes Licht von PBS 162 auf, um eines davon zum Messobjekt 1 auszugeben, und gibt das andere davon zum Detektionsabschnitt 142.
Um einfallendes p-polarisiertes und einfallendes s-polarisiertes Licht miteinander zur Interferenz zu bringen, neigt ferner der Polarisator 142a des Detektionsabschnitts 142 eine Polarisationsebene, um dadurch zu veranlassen, dass einfallendes p-polarisiertes Licht und einfallendes s-polarisiertes Licht miteinander interferieren, um zum lichtempfangenden Abschnitt 142b ausgegeben zu werden. Ferner gibt der lichtempfangende Abschnitt 142b ein Signal gemäß der optischen Leistung von Interferenzlicht aus, der Detektionsabschnitt 142 erhält eine Frequenz eines Interferenzsignals (Überlagerungs- bzw. Schwebungs-Signal) von dem lichtempfangenden Abschnitt 142b und detektiert eine Frequenzdifferenz von einfallendem p-polarisiertem Licht und einfallendem s-polarisiertem Licht, auszugeben zum Steuerabschnitt 152.
Weiterhin reguliert der Steuerabschnitt 152 die Wellenlängendurchlauf-Schaltung 132b der Lichtquelle 132 mit variabler Wellenlänge, basierend auf der Frequenzdifferenz, welche vom Detektionsabschnitt 142 detektiert wurde, um dadurch die Frequenzdifferenz von Laserlicht, ausgegeben von den Lichtquellen 122, 132 mit variabler Wellenlänge, konstant (50 [MHz]) zu machen. Ferner liest der Steuerabschnitt 152 den Wert der Frequenzdifferenz vorher aus einem Speicher ein, der nicht veranschaulicht wird.
Darüber hinaus ist die Vorgehensweise danach zum Multiplexieren von Referenzlicht aus dem Polarisationsebenenrotierenden Abschnitt 182 und Ausgangslicht aus dem Messobjekt 1 durch HM 7 zum Ausgeben zu PBS 8, um von den lichtempfangenden Abschnitten 9, 10 empfangen zu werden, ähnlich zu derjenigen der in 16 gezeigten Vorrichtung.
Das heißt, Interferenzlicht, aufgezweigt von PBS 8 und eingegeben zum lichtempfangenden Abschnitt 9, wird durch Ausgangslicht, kombiniert mit T₁₁, T₁₂ der Jones-Matrix, und Referenzlicht [konstituiert]. Ferner wird Interferenzlicht, eingegeben zum lichtempfangenden Abschnitt 10, durch Aus gangslicht, kombiniert mit T₂₁, T₂₂ der Jones-Matrix, und das Referenzlicht konstituiert.
Ferner handelt es sich bei einem Interferenzsignal, welches von T₁₁ beeinflusst wird, um einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2), ausgegeben von der Lichtquelle 132 mit variabler Wellenlänge auf der Slave-Seite und hindurchgeleitet durch das Messobjekt 1. Das heißt, eine Frequenz davon unterscheidet sich von derjenigen von Referenzlicht (Frequenz f1') von der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge auf der Master-Seite um etwa 50 [MHz]). Deshalb wird das Interferenzsignal von emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2), beeinflusst von T₁₁, und s-polarisiertem Licht (Frequenz f1') von Referenzlicht in der Nähe der Frequenz von 50 [MHz] vorgesehen. Andererseits wird das Interferenzsignal von emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenz f1), beeinflusst durch T₁₂, und s-polarisiertem Licht (Frequenz f1') von Referenzlicht in einer Nähe von DC bzw. Gleichstrom vorgesehen.
Unter Nutzung der Frequenzdifferenz extrahiert die Filterschaltung 101 aus Interferenzsignalen, ausgegeben von dem lichtempfangenden Abschnitt 9, ein Interferenzsignal (Hochfrequenzkomponente) von emittiertem s-polarisiertem Licht von T₁₁ und Referenzlicht durch einen Bandpassfilter (durchtretende Bande, in der Nähe von 50 [MHz]), extrahiert das Interferenzsignal (Niederfrequenzkomponente) von emittiertem s-polarisiertem Licht von T₁₂ und Referenzlicht durch einen Tiefpassfilter (durchtretende Bande, in der Nähe von DC), und gibt die jeweiligen gefilterten Interferenzsignale an die Rechnersektion 103 aus.
In ähnlicher Weise, ebenfalls in Bezug auf Interferenzsignale, beeinflusst durch T₂₁, T₂₂, vorgesehen durch den lichtempfangenden Abschnitt 10, extrahiert, unter Nutzung der Frequenzdifferenz, die Filterschaltung 102 aus den Interferenzsignalen, ausgegeben von dem lichtempfangenden Abschnitt 10, ein Interferenzsignal (Hochfrequenzkomponente) von emittiertem p-polarisierten Licht von T₂₁ und Referenzlicht (p-polarisiertes Licht) durch einen Bandpassfilter (hindurchtretende Bande, in der Nähe von 50 [MHz]), extrahiert ein Interferenzsignal (Niederfrequenzkomponente) von emittiertem p-polarisiertem Licht von T₂₂ und Referenzlicht (p-polarisiertes Licht) durch einen Tiefpassfilter (hindurchtretende Bande in der Nähe von DC), und gibt die jeweilig gefilterten Interferenzsignale an die Rechnersektion 103 aus.
Darüber hinaus erhält die Rechnersektion 103 jeweilige Elemente der Jones-Matrix aus Amplituden und Phasen von 4 Stück an Interferenzsignalen, gefiltert durch die Filterschaltungen 101, 102, und erhält eine optische Charakteristik des Messobjektes 1 aus der Jones-Matrix.
Auf diese Weise detektiert der Detektionsabschnitt 142 die Frequenzdifferenz von Licht, ausgegeben aus den Lichtquellen 122, 132 mit variabler Wellenlänge, der Steuerabschnitt 152 reguliert die Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit der Lichtquelle 132 mit variabler Wellenlänge basierend auf der Frequenzdifferenz, detektiert durch den Detektionsabschnitt 142, und deshalb wird die Lichtquelle 132 mit variabler Wellenlänge auf der Slave-Seite einem Wellenlängendurchlauf unterzogen, während die konstante Lichtfrequenzdifferenz (|f1 – f2|) in Bezug zu der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge auf der Master-Seite beibehalten wird. Deshalb wird eine Mittenfrequenz (|f1 – f2|) der Interferenzsignale aus den lichtempfangenden Abschnitten 9, 10 nicht variiert. Selbst wenn die Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge auf der Masterseite nicht konstant ist, kann deshalb eine Jones-Matrix des Messobjektes 1 exakt gemessen werden.
Ferner multiplexiert PBS 162 des Interferenzabschnitts 100 Eingangslicht von p-polarisiertem Licht, s-polarisiertem Licht, auszugeben an das Messobjekt 1, und deshalb kann erstes, zweites Eingangslicht effizienter multiplexiert werden als diejenigen im Falle der Verwendung von HM. Dadurch kann der Verlust der optischen Leistung eingeschränkt werden, und Interferenzlicht mit einer starken optischen Leistung kann bereitgestellt werden.
Weiterhin geben die LD-Lichtquellen 122a, 132a der Lichtquellen 122, 132 mit variabler Wellenlänge Laserlicht unter Verwendung von flächenstrahlenden Lasern, ausbildend Oszillatoren durch bewegbare Spiegel, hergestellt durch eine Halbleiter-Mikroverarbeitungs-Technologie, aus, und deshalb können die Kosten gesenkt werden, und die Wellenlängen-Durchlaufgeschwindigkeit kann beschleunigt werden. Dadurch wird die Mehrmaligkeit des Wellenlängendurchlaufs innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer erhöht, eine Mittelungs-Prozessierung kann erhöht werden, und die Genauigkeit der Messung wird gefördert. Obwohl das Interferometer des In terferenzabschnitts 100 stark dazu neigt, durch einen Störeinfluss (Vibration) beeinflusst zu werden, kann fernerhin durch Verkürzung der Wellenlängendurchlaufzeit der Einfluss der Störung eingeschränkt werden, und die Genauigkeit der Messung wird gefördert.
[Dritte Ausführungsform]
7 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hier sind Teilbereiche, welche die gleichen wie jene von 6 sind, mit den gleichen Notationen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 7 ist ein Lichtquellenabschnitt LS2 anstelle des Lichtquellenabschnitts LS1 vorgesehen. Der Lichtquellenabschnitt LS2 ist ausgestattet mit der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge, HM 192, einem akustooptischen Modulator (hierin nachstehend abgekürzt als AOM) 202, Polarisations-Wellenreglern 212, 222. Ferner ist HM 172 des Interferenzabschnitts 100 entfernt.
HM 192 ist ein Aufzweigungsabschnitt, welcher Laserlicht aus der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge zum Ausgeben von Laserlicht mittels Ausführung von Wellenlängendurchlauf aufzweigt, einen Teil davon zu dem Polarisations-Wellenregler 212 ausgibt und einen anderen Teil davon zum AOM 202 ausgibt. Der AOM 202 verschiebt eine Frequenz des anderen abgezweigten Lichts aus HM 192, um das vorbestimmte Ausmaß, zum Beispiel 50 [MHz].
Der Polarisations-Wellenregler 212 konvertiert ein abgezweigtes Licht aus HM 192 zu p-polarisiertem Licht (erstes Eingangslicht), auszugeben an HM 3 des Interferenzabschnitts 100. Der Polarisations-Wellenregler 222 konvertiert Licht aus AOM 202 zu s-polarisiertem Licht (zweites Eingangslicht), auszugeben an PBS 162 des Interferenzabschnitts 100.
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erläutert werden.
Die Wellenlängendurchlaufschaltung 122b der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge veranlasst die LD-Lichtquelle 122a dazu, Laserlicht in ähnlicher Weise zu der Vorrichtung, gezeigt in 6, auszugeben, welches einem Wellenlängendurchlauf mittels einer vorbestimmten Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit unterzogen werden soll. Ferner liest die Wellenlängendurchlaufschaltung 122b eingestellte Werte (Startwellenlänge, Endwellenlänge, Durchlaufgeschwindigkeit und dergleichen hinsichtlich des Wellenlängendurchlaufs) aus einem Speicher, welcher nicht veranschaulicht ist, ein und erteilt eine Anweisung an die LD-Lichtquelle 122a in Überseinstimmung mit den Einstellungswerten.
Ferner zweigt HM 192 Laserlicht aus der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge in zwei Teile auf, gibt einen davon an den Polarisations-Wellenregler 212 aus und gibt den anderen davon zum AOM 202 aus. Ferner konvertiert der polarisierte Wellenregler 212 ein abgezweigtes Licht, aufgezweigtes Licht HM 192, zu p-polarisiertem Licht, auszugeben an HM 3 des Interferenzabschnitts 100.
Ferner verschiebt AOM 202 eine Frequenz des anderen abgezweigten Lichts, welches von HM 192 abgezweigt wurde, um 50 [MHz], wobei es danach zu dem Polarisations-Wellenregler 222 ausgegeben werden soll. Weiterhin konvertiert der polarisierte Wellenregler 222 das Licht aus AOM 202 zu s-polarisiertem Licht, welches zu PBS 162 des Interferenzabschnitts 100 ausgegeben werden soll. Deshalb werden einfallendes p-polarisiertes Licht und einfallendes s-polarisiertes Licht, eingegeben zum Interferenzabschnitt 100, mit der Frequenzdifferenz von 50 [MHz] bereitgestellt. Ferner ist die weitere Betriebsweise ähnlich zu derjenigen der in 6 gezeigten Vorrichtung und deshalb wird eine Erklärung davon weggelassen werden.
Auf diese Weise verschiebt AOM 202 Laserlicht, ausgegeben von der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge um das vorbestimmte Ausmaß (50[MHz]) zum Ausgeben an Interferenzabschnitt 100, und deshalb wird Licht, welches die konstante Lichtfrequenzdifferenz (|f1 – f2|) relativ zur Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge beibehält, ausgegeben. Dadurch wird die Mittenfrequenz (|f1 – f2|) der Interferenzsignale aus den lichtempfangenden Abschnitten 9 und 10 nicht variiert. Selbst wenn die Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit der Lichtquelle 12 mit variabler Wellenlänge nicht konstant ist, kann deshalb eine Jones-Matrix des Messobjektes 1 akkurat gemessen werden.
[Vierte Ausführungsform]
8 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hier sind Teilbereiche, welche die gleichen wie jene von 6 sind, mit den gleichen Notationen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 8 ist HM 7 des Interferenzabschnitts 100 entfernt, und PBS 8 multiplexiert und zweigt Referenzlicht und Signallicht ab. Ferner ist ein Polarisator 232 zwischen PBS 8 und dem lichtempfangenden Abschnitt 9 vorgesehen, und ein Polarisator 242 ist zwischen PBS 8 und dem lichtempfangenden Abschnitt 10 vorgesehen.
Der Betrieb der Vorrichtung wird erklärt werden.
PBS 8 zweigt Ausgangslicht zu linear polarisiertem Licht, senkrecht zueinander, auf und zweigt ferner ebenfalls Referenzlicht zu linear polarisiertem Licht, senkrecht zueinander, auf und multiplexiert jeweiliges abgezweigtes Ausgangslicht und Referenzlicht zum Ausgeben an die Polarisatoren 232, 242. Polarisationsebenen von multiplexiertem Licht sind zueinander senkrecht und werden nicht miteinander interferiert, und deshalb neigen die Polarisatoren 232, 242 die miteinander zu interferierenden Polarisationsebenen zum Ausgeben an die lichtempfangenden Abschnitte 9, 10. Die weitere Betriebsweise ist ähnlich zu derjenigen, der in 6 gezeigten Vorrichtung, und deshalb wird eine Erklärung davon weggelassen werden.
Auf diese Weise führt PBS 8 eine Multiplexierung und Aufzweigung durch, und deshalb kann im Vergleich zum Fall der Verwendung von HM 7 der Interferenzabschnitt 100 hinsichtlich der Größe verringert werden, und das optische System kann in erleichterter Weise justiert werden.
[Fünfte Ausführungsform]
Obwohl in der Vorrichtung, gezeigt in 6 bis 8, zum Erhalten jeweiliger Elemente von T₁₁ bis T₂₂ der Jones- Matrix Konfigurationen zum Trennen der Niederfrequenzkomponenten und der Hochfrequenzkomponenten aus den Interferenzsignalen der lichtempfangenden Abschnitte 9, 10 durch die Filterschaltungen 101, 102 gezeigt sind, kann der Interferenzabschnitt so aufgebaut sein, dass alle Interferenzsignale zum Erhalten der jeweiligen Elemente von den Niederfrequenzkomponenten in der Nähe von DC bereitgestellt werden.
Das heißt, Ausgangslicht aus dem Messobjekt 1 schließt emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) ein, und der Interferenzabschnitt ist konstituiert, um Interferenzlicht der nachstehend gezeigten Kombinationen (a) bis (d) auszugeben.

(a) p-polarisiertes Licht (Frequenz f1') von Referenzlicht und emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) von Signallicht.
(b) s-polarisiertes Licht (Frequenz f2') von Referenzlicht und emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) von Signallicht.
(c) p-polarisiertes Licht (Frequenz f1') von Referenzlicht und emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) von Signallicht.
(d) s-polarisiertes Licht (Frequenz f2') von Referenzlicht und emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2) von Signallicht.

Durch Empfangen von Interferenzlicht von (a) bis (d), wie oben beschrieben, durch den lichtempfangenden Abschnitt, welches filtriert werden soll von dem Tiefpassfilter an einer hinteren Stufe, können sämtliche Interferenzsignale zum Erhalten der jeweiligen Elemente von Niederfrequenzkomponenten in der Nähe zum DC bereitgestellt werden.
Hier werden, ähnlich zu 6 bis 8, Signallicht und Referenzlicht am Interferenzabschnitt durch die unterschiedlichen optischen Wege weitergeleitet und multiplexiert, und deshalb werden die Frequenzen f1', f2' von Referenzlicht durch die optische Streckendifferenz erzeugt. Deshalb wird, wenn die Frequenzen von Referenzlicht unmittelbar vor dem Multiplexieren mit Signallicht durch die Notationen f1', f2' bezeichnet werden, die Frequenzdifferenz (|f1 – f2|) von erstem, zweiten Eingangslicht, ausgegeben von dem Lichtquellenabschnitt LS1, eingestellt, um ausreichend größer als die Frequenzdifferenz (|f2 – f2'|), (|f1 – f1'|) zu sein, welche von der optischen Streckendifferenz von Signallicht und Referenzlicht erzeugt wird.
9 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine fünfte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hierbei sind Teilbereiche, welche die gleichen wie jene von 8 sind, mit den gleichen Bezeichnungen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 9 ist ein Interferenzabschnitt 200 anstelle des Interferenzabschnitts 100 vorgesehen.
Der Interferenzabschnitt 200 gibt Interferenzlicht von (a) bis (d), wie oben stehend erwähnt, aus. Ferner wird multiplexiertes Licht von einfallendem s-polarisiertem Licht und einfallendem p-polarisiertem Licht von dem lichtempfangenden Abschnitt LS1 ausgegeben.
Die lichtempfangenden Abschnitte 38 bis 41 sind anstelle der lichtempfangenden Abschnitte 9, 10 bereitgestellt, vorgesehen für jeweiliges Interferenzlicht, ausgegeben aus dem Interferenzabschnitt 200, zum Empfang von Interferenzlicht und zur Ausgabe von Signalen gemäß der optischen Leistung von Interferenzlicht.
Die Tiefpassfilter 42 bis 45 sind anstelle der Filterschaltungen 101, 102 bereitgestellt, vorgesehen für die jeweiligen lichtempfangenden Abschnitte 38 bis 41, filtern Signale, ausgegeben aus den jeweiligen lichtempfangenden Abschnitten 38 bis 41, und lassen nur Signale von Frequenzkomponenten, niedriger als die Frequenzdifferenz (|f1 – f2|) von einfallendem s-polarisiertem Licht und einfallendem p-polarisiertem Licht, zur Ausgabe an die Rechnersektion 103 (nicht veranschaulicht) hindurch.
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erklärt werden.
Der Lichtquellenabschnitt LS1 gibt einfallendes p-polarisiertes Licht, einfallendes s-polarisiertes Licht aus, unterzogen unter einen Wellenlängendurchlauf in kontinuierlicher Weise in vorbestimmten Wellenlängenbereichen. Natürlich steuert der Lichtquellenabschnitt LS1 einfallendes p-polarisiertes Licht und einfallendes s-polarisiertes Licht so, dass eine Frequenzdifferenz zwischen ihnen konstant wird, basierend auf multiplexiertem Licht aus dem Interferenzabschnitt 200.
Der Interferenzabschnitt 200 zweigt einfallendes s-polarisiertes Licht, einfallendes p-polarisiertes Licht auf und gibt eines davon zum Messobjekt 1 als Signallicht aus. Natürlich schließt Ausgangslicht von dem Messobjekt 1 emittiertes s-polarisiertes Licht und emittiertes p-polarisiertes Licht in Entsprechung zu einfallendem s-polarisiertem Licht, und emittiertes s-polarisiertes Licht und emittiertes p-polarisiertes Licht in Entsprechung zu einfallendem p-polarisiertem Licht ein.
Ferner multiplexiert der Interferenzabschnitt 200 emittiertes s-polarisiertes Licht, emittiertes p-polarisiertes Licht von dem Messobjekt 1 mit einfallendem s-polarisiertem Licht, einfallendem p-polarisiertem Licht von Referenzlicht, um sie miteinander zur Interferenz zu bringen.
Spezifisch gesagt, wird Interferenzlicht von emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) und einfallendem s-polarisiertem Licht (f2') an den lichtempfangenden Abschnitt 38 ausgegeben, Interferenzlicht von emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) und einfallendem p-polarisiertem Licht (f1') wird an den lichtempfangenden Abschnitt 39 ausgegeben, Interferenzlicht von emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) und einfallendem s- polarisiertem Licht (f2') wird zum lichtempfangenden Abschnitt 40 ausgegeben, und Interferenzlicht von emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2) und einfallendem p-polarisiertem Licht (f1') wird an den lichtempfangenden Abschnitt 41 ausgegeben.
Ferner geben die jeweiligen lichtempfangenden Abschnitte 38 bis 41 Signale gemäß der optischen Leistung von Interferenzlicht an die Tiefpassfilter 42 bis 45 aus. Fernerhin lassen die Tiefpassfilter 42 bis 45 Signale von Niederfrequenzkomponenten (zum Beispiel DC bis etwa 200 [kHz]) von Interferenzsignalen, ausgegeben von den lichtempfangenden Abschnitten 38 bis 41, zum Ausgeben an die Rechnersektion 103, nicht veranschaulicht, an einer hinteren Stufe hindurch.
Eine spezifische Erklärung wird mittels des lichtempfangenden Abschnitts 38 angegeben. In den lichtempfangenden Abschnitt 38 erfolgt eine Eingabe von emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), d.h. Signallicht, eingerechnet durch T₁₁, T₁₂ der Jones-Matrix, und Referenzlicht (Frequenz f2'). Deshalb wird, durch Filtern des Interferenzsignals des lichtempfangenden Abschnitts 38 durch den Tiefpassfilter 42, als das Interferenzsignal (einfallendes s-polarisiertes Licht von Frequenz f2', emittiertes s-polarisiertes Licht von Frequenz f2) nach dem Filtrieren lediglich das Interferenzsignal extrahiert, welches nur durch T₁₁ bei der Jones-Matrix eingerechnet wird.
Im Allgemeinen, werden, da die Interferenzsignale, nachdem sie durch die jeweiligen Tiefpassfilter 42 bis 45 filtriert worden sind, lediglich die Interferenzsignale, eingerechnet durch nur T₁₂, T₂₁, T₂₂ bei der Jones-Matrix, extrahiert.
Ferner erhält die Rechnersektion 103 die jeweiligen Elemente der Jones-Matrix aus Amplituden und Phasen der Interferenzsignale, welche Ausgangssignale aus den Tiefpassfiltern 42 bis 45 darstellen, und erhält eine optische Charakteristik des Messobjekts 1 aus der Jones-Matrix.
Als Nächstes werden die Einzelheiten des Interferenzabschnitts 200 erklärt.
Der Interferenzabschnitt 200 schließt Aufzweigungsabschnitte 252 bis 282, einen Multiplexierungsabschnitt 292, PBS 30, 31, Wellenplatten 32, 33 und Polarisatoren 34 bis 37 ein.
Ferner zweigen die Aufzweigungsabschnitte 252 bis 282 Licht ohne Abhängigkeit von dem polarisierten Zustand auf, und bei ihnen handelt es sich beispielsweise um HM, Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, optische Faserkoppler oder dergleichen. Ferner sind die Wellenplatten 32, 33 Polarisationsebenen-rotierende Abschnitte und sind zum Beispiel 1/2-Wellenplatten oder dergleichen.
Der erste Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt 252 zweigt einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1) aus dem Lichtquellenabschnitt LS1 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 292 als Signallicht und gibt den anderen davon zur Wellenplatte 32 als Referenzlicht aus.
Der zweite Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt Abschnitt 262 zweigt einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2) aus dem Lichtquellenabschnitt LS1 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 292 als Signallicht aus und gibt den anderen davon zur Wellenplatte 33 als Referenzlicht aus.
Der Multiplexierungsabschnitt 292 ist zum Beispiel PBS, ein Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, HM, ein optischer Faserkoppler oder dergleichen zum Multiplexieren eines Signals aus den lichtaufzweigenden Abschnitten 252, 262 zur Ausgabe an das Messobjekt 1.
Der Aufzweigungsabschnitt 272 für die Lichtquelle ist vorgesehen zwischen dem Multiplexierungsabschnitt 292 und dem Messobjekt 1 zum Aufzweigen von multiplexiertem Licht von einfallendem p-polarisiertem Licht, einfallendem s-polarisiertem Licht zum Ausgeben an das Messobjekt 1, den Lichtquellenabschnitt LS1.
Der Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt 282 zweigt Ausgangslicht (Signallicht) von dem Messobjekt 1 in zwei Teile auf, gibt einen davon zu PBS 30 aus und gibt den anderen davon zu PBS 31 aus.
Die Wellenplatte 32 ist vorgesehen zwischen dem Aufzweigungsabschnitt 252 und PBS 30 und neigt eine Polarisationsebene von einfallendem p-polarisiertem Licht von Referenzlicht um 45°. Die Wellenplatte 33 ist vorgesehen zwischen dem Aufzweigungsabschnitt 262 und PBS 31 und neigt eine Polarisationsebene von einfallendem s-polarisiertem Licht von Referenzlicht um 45°.
Der erste PBS 30 multiplexiert ein abgezweigtes Licht (Signallicht) aus dem Aufzweigungsabschnitt 282 und einfallendes p-polarisiertes Licht von Referenzlicht aus der Wellenplatte 32 zum Aufzweigen in zwei Teile von Licht, mit Polarisationsebenen, welche zueinander senkrecht stehen, zur Ausgabe zu den Polarisatoren 35, 37.
Der zweite PBS 31 multiplexiert anderes abgezweigtes Licht (Signallicht) aus dem Abzweigungsabschnitt 282 und einfallendes s-polarisiertes Licht von Referenzlicht aus der Wellenplatte 33 zum Aufzweigen in zwei Teile von Licht, mit Polarisationsebenen, welche zueinander senkrecht stehen, zum Ausgeben an die Polarisatoren 34, 36.
Die jeweiligen Polarisatoren 34 bis 37 sind für jeweiliges abgezweigtes Licht von PBS 30, 31 vorgesehen, d. h. vorgesehen zwischen PBS 31 und dem lichtempfangenden Abschnitt 38, zwischen PBS 30 und dem lichtempfangenden Abschnitt 39, zwischen PBS 31 und dem lichtempfangenden Abschnitt 40, zwischen PBS 30 und dem lichtempfangenden Abschnitt 41.
Die Betriebsweise des Interferenzabschnitts 200 wird erklärt werden.
Der Aufzweigungsabschnitt 252 zweigt einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1) aus dem Lichtquellenabschnitt LS1 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 292 als Signallicht aus und gibt den anderen davon an die Wellenplatte 32 als Referenzlicht aus. Ferner zweigt der Aufzweigungsabschnitt 262 einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2) aus dem Lichtquellenabschnitt LS1 in zwei Teile auf, gibt einen davon zum Multiplexierungsabschnitt 292 als Signallicht aus und gibt den anderen davon an die Wellenplatte 33 als Referenzlicht aus. Ferner neigen die jeweiligen Wellenplatten 32 bzw. 33 die Polarisationsebenen von Referenzlicht um 45°.
Ferner multiplexiert der Multiplexierungsabschnitt 292 Signallicht aus den Aufzweigungsabschnitten 252, 262 zum Ausgeben zu dem Aufzweigungsabschnitt 272. Der Aufzweigungsabschnitt 272 zweigt multiplexiertes Licht auf, welches zum Messobjekt 1, dem Lichtquellenabschnitt LS1 ausgegeben werden soll. Wenn der Multiplexierungsabschnitt 292 Licht durch Verwendung von PBS aufzweigt, kann PBS fernerhin p-polarisiertes Licht, s-polarisiertes Licht effizienter multiplexieren als ein optisches Element (zum Beispiel HM, ein Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, ein optischer Faserkoppler oder dergleichen) zum Multiplexieren und Aufzweigen von Licht, ohne vom polarisierten Zustand abhängig zu sein. Dadurch kann der Verlust an optischer Leistung begrenzt werden, und Interferenzlicht mit starker optischer Leistung kann bereitgestellt werden.
Ferner zweigt der Aufzweigungsabschnitt 282 Ausgangslicht (emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)), ausgegeben aus dem Messobjekt 1, in zwei Teile auf, gibt einen davon zu PBS 30 aus und gibt den anderen davon zu PBS 31 aus. Natürlich wird emittiertes s-polarisiertes Licht durch T₁₁, T₁₂ eingerechnet, und emittiertes p-polarisiertes Licht wird zu T₂₁, T₂₂ eingerechnet.
Ferner multiplexiert PBS 30 Referenzlicht (einfallendes p-polarisiertes Licht (Frequenz f1')) von der Wellenplatte 32, Signallicht (emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)) zum nachfolgenden Aufzweigen zu Licht, wobei Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen, gibt eines davon zu den Polarisatoren 35 aus und gibt das andere davon zu dem Polarisator 37 aus.
Dadurch ist ein abgezweigtes Licht vom aufgezweigtem Licht, ausgegeben aus PBS 30, Licht, multiplexiert mit einfallendem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1') und emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), und das andere abgezweigte Licht wird zu Licht, multiplexiert mit einfallendem p-polarisiertem Licht (Frequenz f1') und emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2).
Ferner sind Polarisationsebenen von Licht, multiplexiert und aufgezweigt mittels PBS 30, zueinander senkrecht und werden deswegen miteinander zur Interferenz gebracht durch Neigen der Polarisationsebenen mittels der Polarisatoren 35, 37, um von den lichtempfangenden Abschnitten 39, 41 empfangen zu werden.
In ähnlicher Weise multiplexiert PBS 31 Referenzlicht (einfallendes s-polarisiertes Licht (Frequenz f2')) von der Wellenplatte 33 und Signallicht (emittiertes s-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2), emittiertes p-polarisiertes Licht (Frequenzen f1, f2)) zum nachfolgenden Aufzweigen zu Licht, wobei Polarisationsebenen davon zueinander senkrecht stehen, gibt eines davon zum Polarisator 34 aus und gibt das andere davon zum Polarisator 36 aus.
Dadurch ist ein abgezweigtes Licht von aufgezweigten Licht, ausgegeben von PBS 31, Licht, multiplexiert mit einfallendem s-polarisierten Licht (Frequenz f2') und emittiertem s-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2), und anderes abgezweigtes Licht wird zu Licht, multiplexiert mit einfallendem s-polarisiertem Licht (Frequenz f2') und emittiertem p-polarisiertem Licht (Frequenzen f1, f2).
Ferner sind Polarisationsebenen von Licht, multiplexiert und aufgezweigt mittels PBS 31, zueinander senkrecht und werden deshalb miteinander zur Interferenz gebracht durch Neigen von Polarisationsebenen durch die Polarisatoren 34, 36, um von den lichtempfangenden Abschnitten 38, 40 empfangen zu werden.
Ferner filtern die jeweiligen Tiefpassfilter 42 bis 45 Ausgangssignale aus den lichtempfangenden Abschnitten 38 bis 40, wie oben beschrieben, wobei jeweilige Signale, nachdem sie gefiltert worden sind, zu Interferenzsignalen werden, welche durch nur T₁₁, T₁₂, T₂₁, T₂₂ der Jones-Matrix eingerechnet werden.
Auf diesem Weg gibt der Interferenzabschnitt 200 Interferenzlicht von einfallendem p-polarisiertem Licht und emittiertem s-polarisiertem Licht, Interferenzlicht von einfallendem p-polarisiertem Licht und emittiertem p-polarisiertem Licht, Interferenzlicht von einfallendem s-polarisiertem Licht und emittiertem s-polarisiertem Licht, Interferenzlicht von einfallendem s-polarisiertem Licht und emittiertem p-polarisiertem Licht aus, und filtert die Interferenzsignale durch die Tiefpassfilter 42 bis 45. Dadurch können die Interferenzsignale von Niederfrequenzkomponenten, welche durch die Tiefpassfilter 42 bis 25 hindurchtreten, ferner den Einfluss der Frequenzdifferenz von einfallendem s-polarisiertem Licht und einfallendem p-polarisiertem Licht abmildern, welche durch eine Nichtlinearität der Frequenzüberstreichung des Lichtquellenabschnitts LS1 erzeugt wird. Sogar, wenn die Frequenzdifferenz von einfallendem p-polarisiertem Licht und einfallendem s-polarisiertem Licht variiert wird, kann deshalb die Frequenzdifferenz akkurat gemessen werden. Ferner wird nur mit Signalen der Niederfrequenzkomponenten umgegangen, und deshalb wird kein Bandpassfilter benötigt, der Schaltungs entwurf der Tiefpassfilter 42 bis 45 und elektrischen Schaltungen oder dergleichen an einer hinteren Stufe der Filter werden erleichtert, und die Schaltungskonfiguration wird vereinfacht.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die zweite bis fünfte Ausführungsform beschränkt, sondern kann, wie nachstehend gezeigt, beschaffen sein.
Obwohl in der in 6 bis 8 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Aufzweigung von Licht durch HM 3, 172, 192, gezeigt wird, wird jedwede Konfiguration geeignet sein, sofern die Konfiguration Licht ohne Abhängigkeit von dem polarisierten Zustand aufzweigt, und es kann sich dabei zum Beispiel um einen Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, einen optischen Faserkoppler oder dergleichen handeln.
Obwohl in der in 6 bis 8 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration zur Bildung von Referenzlicht durch Aufzweigung von einfallendem p-polarisiertem Licht dargestellt ist, kann Referenzlicht durch Aufzweigung von einfallendem s-polarisiertem Licht konstituiert werden, und sowohl einfallendes p-polarisiertes Licht als auch einfallendes s-polarisiertes Licht können für das Referenzlicht verwendet werden.
In der in 6, 8 gezeigten Vorrichtung, können VCSEL 122a, 132a auf derselben Platte vorgesehen werden und können von einem Chip gebildet werden.
Obwohl in der in 6, 8, 9 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Steuerung der Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit der Lichtquelle 132 mit variabler Wellenlänge durch den Steuerabschnitt 152 dargestellt wird, kann eine Wellenlängendurchlaufgeschwindigkeit der Lichtquelle 122 mit variabler Wellenlänge oder beider Lichtquellen 122, 132 mit variabler Wellenlänge gesteuert werden.
Obwohl in der in 6 bis 9 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration dargestellt wird, bei welcher die Lichtquellenabschnitte LS1, LS2 erstes bzw. zweites Eingangslicht durch p-polarisiertes Licht, s-polarisiertes Licht ausgeben, welche konstituiert werden durch linear polarisiertes Licht und deren Polarisationsebenen zueinander senkrecht stehen, können die polarisierten Zustände von erstem, zweiten Eingangslicht zueinander senkrecht stehen, und erstes, zweites Eingangslicht kann beispielsweise konstituiert werden von zirkular polarisiertem Licht, elliptisch polarisiertem Licht oder dergleichen.
Obwohl in der in 6 bis 9 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration zum Aufzweigen von Ausgangslicht (emittiertes p-polarisiertes Licht, emittiertes s-polarisiertes Licht) zum Interferieren mit Referenzlicht jeweilig zu linear polarisiertem Licht dargestellt wird, kann Ausgangslicht, welches die Frequenzen f1, f2 einschließt, zu Licht eines ersten polarisierten Zustands und Licht eines zweiten polarisierten Zustands aufgezweigt werden, welche jeweils mit Referenzlicht interferiert werden sollen. Fernerhin stehen die ersten, die zweiten polarisierten Zustände zueinander senkrecht.
In der in 6 bis 9 gezeigten Vorrichtung kann der Interferenzabschnitt 100, 200 von einem Interferometer eines Raumlichttyps gebildet sein. Durch Bilden des Interferenzabschnitts 100, 200 durch das Interferometer vom Raumlichttyp kann ein optisches System hinsichtlich der Größe verringert werden und kann gegenüber Vibration beständig gemacht werden.
Obwohl in der in 6 bis 9 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration unter Verwendung des Interferometers vom Mach-Zender-Typ bei den Interferenzabschnitten 100, 200 dargestellt ist, können beliebige zwei Lichtstrom-Interferometer eingesetzt werden.
Obwohl in der in 6 bis 9 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Verwendung von VCSEL für die LD-Lichtquellen 122a, 132a gezeigt wird, kann ein anderer Laser mit variabler Wellenlängen verwendet werden.
In der in 7 gezeigten Vorrichtung, kann, wie gezeigt in 8, HM 7 des Interferenzabschnitts 100 entfernt werden, und Signallicht und Referenzlicht können von PBS 8 multiplexiert und aufgezweigt werden.
In der in 7 gezeigten Vorrichtung kann, wie gezeigt durch 9, der Interferenzabschnitt 200 anstelle des Interferenzabschnitts 100 verwendet werden. In diesem Fall muss der Aufzweigungsabschnitt 272 nicht vorgesehen werden.
[Sechste Ausführungsform]
10 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine sechste Ausführungsform der Erfindung zeigt. 11 ist ein Diagramm, welches in Einzelheiten einen wesentlichen Teilbereich der in 10 dargestellten Vorrichtung zeigt. Hier sind Teilbereiche, welche gleich zu denjenigen von 17 sind, mit denselben Beschriftungen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 10 ist ein Interferenzabschnitt 1066 anstelle des Interferenzabschnittes 666 bereitgestellt. Ferner sind Photodiodenanordnungen 1166, 1266 anstelle der Photodioden 766, 866 bereitgestellt. Ferner sind Interferenzsignal-umwandelnde Abschnitte 1366, 1466 zwischen den Photodiodenanordnungen 1166, 1266 und der Rechnersektion 966 vorgesehen.
Der Interferenzabschnitt 1066 schließt HM 1066a, die Spiegel 1066b, 1066c, PBS 1066d, einen Polarisationsebenenrotierenden Abschnitt 1066e, Polarisatoren 1066f, 1066g, ein, zweigt Licht aus dem Polarisations-Wellenregler 566 auf, gibt ein abgezweigtes Licht zum Messobjekt 1 aus, gibt Interferenzlicht durch Multiplexieren des anderen abgezweigten Lichts (Referenzlicht) mit Ausgangslicht (Signallicht), ausgegeben vom Messobjekt 1, aus und neigt eine optische Achse von Ausgangslicht und eine optische Achse von Referenzlicht zur Bereitstellung eines vorbestimmten Winkels zu einem optischen Achsen-Winkel, der von den zwei zu multiplexierenden optischen Achsen geformt wird, um räumliche Interferenzstreifen zu bilden.
HM 1066a, der Spiegel 1066b, PBS 1066d, der Polarisationsebenen-rotierende Abschnitt 1066e, die Polarisatoren 1066f, 1066g sind jeweilig ähnlich zu HM 666a, dem Spiegel 666b, PBS 666d, dem Polarisationsebenen-rotierenden Abschnitt 666e, den Polarisatoren 666f, 666g, und eine Erklärung davon wird weggelassen werden.
Der Spiegel 1066c ist so installiert, dass, obwohl der Spiegel 1066c Referenzlicht reflektiert, welches vom Spiegel 1066b reflektiert wird und bei welchem eine Polarisationsebene von dem Polarisationsebenen-rotierenden Abschnitt 1066e geneigt worden ist, eine optische Achse von Referenzlicht, nachdem es durch PBS 1066d multiplexiert und aufgezweigt worden ist, und eine optische Achse von Signallicht nicht miteinander parallel sind, und Signallicht und Referenzlicht multiplexiert werden, während sie durch einen kleinen Winkel zueinander verschoben sind. Dadurch erzeugt der Interferenzabschnitt 1066 Interferenzstreifen in einer optischen Intensitätsverteilung in einer Strahlenfront (beam face) von Interferenzlicht.
Die Photodiodenanordnungen 1166, 1266 schließen jeweils 4 Stück an Photodioden ein. Eine Erklärung wird in Einzelheiten unter Bezug auf 11 angegeben werden. Beide Photodiodenanordnungen 1166 und 1266 werden mittels derselben Konfiguration konstruiert, und deshalb wird eine Erklärung durch Veranschaulichung der Photodiodenanordnung 1166 angegeben werden.
Die Photodiodenanordnungen 1166, 1266 schließen jeweils Photodioden P(1) bis P(4) ein. Jede der Photodioden P(1) bis P(4) empfängt Licht durch gleichmäßiges Teilen einer räumlichen Periode von Interferenzstreifen, ausgebildet durch den Interferenzabschnitt 1066, durch vier. In natürlicher Weise werden die Photodioden P(1) bis P(4) ausgerichtet, indem sie entlang einer Richtung der Bildung von Interferenzstreifen verschoben werden. Mit anderen Worten werden die Photodioden P(1) bis P(4) durch Verschieben von Phasen davon um 90° an der Periode der Interferenzstreifen angeordnet.
Hierbei zeigt eine optische Intensitätsverteilung 1006 der Interferenzlichter aus PBS 1066d in 11 schematisch eine optische Intensität der Interferenzstreifen, ausgebildet auf lichtempfangenden Flächen der Photodioden P(1) bis P(4).
Die optische Intensität konstituiert derartige Interferenzstreifen, weil, wie oben stehend beschrieben, die in 11 gezeigte optische Intensitätsverteilung 1006 in der Strahlenfront von Interferenzlicht erzeugt wird durch Multiplexieren von reflektiertem Licht (Referenzlicht) aus dem Spiegel 1066c und von Ausgangslicht (Signallicht) vom Messobjekt 1 durch PBS 1066d mittels Neigen der Wellenflächen davon.
Ferner sind, in der 11, eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte von der Photodiode P(1) aus auf der linken Seite gebildet. Weiterhin können die nichtlichtempfangenden Bereiche zwischen den Photodioden P(1) bis P(4) verringert werden, so dass die lichtempfangenden Bereiche der Photodioden P(1) bis P(4) mit einer Breite bereitgestellt werden, welche gebildet wird durch gleiches Teilen einer räumlichen Periode der Interferenzstreifen durch vier.
Fernerhin weicht die Periode der Interferenzstreifen um eine Wellenlänge von gemessenem Licht ab, und deshalb können zum Beispiel in einer Mitten-Wellenlänge in einem Wellenlängenmessbereich, eine Breite von einer Gesamtheit von 4 Stück der Photodioden P(1) bis P(4) und die Periode der Interferenzstreifen miteinander übereinstimmen.
Spezifisch wird, wenn ein Winkel der Neigung von Wellenflächen von Signallicht und Referenzlicht erhöht wird, ein Intervall zwischen den Interferenzstreifen verengt, und wenn der Neigungswinkel in gegensätzlicher Weise verringert wird, wird das Intervall zwischen den Interferenzstreifen ausgeweitet. Wenn ferner der Winkel der Neigung der Wellenflächen letztendlich auf Null gebracht wird (parallel), wird eine gleichmäßige optische Intensität erzielt. Deshalb wird veranlasst, dass die Breite mit der Periode der Interferenzstreifen bei einer gewünschten Wellenlänge übereinstimmt, durch Justierung zum Neigen des Spiegels 1066c unter Berücksichtigung einer lichtempfangenden Breite der Photodioden P(1) bis P(4), des Intervalls zwischen den Interferenzstreifen und dergleichen.
Ferner werden die Interferenzstreifen in einer Querrichtung (Richtung der Ausrichtung der Photodioden P(1) bis P(4)) durch eine Änderung in einer Phasendifferenz von Signallicht und Referenzlicht bewegt, d.h. durch eine Wellenlänge von Laserlicht.
Die Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 schließen jeweils 2 Stück an Subtraktionsschaltungen ein, erzeugen ein erstes, ein zweites Interferenzsignal, wobei die Phasen davon zueinander verschoben sind, aus jeweiligen Ausgängen der Photodiodenanordnungen 1166, 1266, zum Ausgeben an die Rechnersektion 966. Beide Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366 und 1466 werden von der gleichen Konfiguration konstruiert, und deshalb wird eine Erklärung durch Veranschaulichung des Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitts 1366 angegeben werden.
Die Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 schließen jeweils Subtraktionsschaltungen A1, A2 ein. Die Subtraktionsschaltung A1 gibt ein Ergebnis der Subtraktion eines Ausgangs der dritten Photodiode P(3) von einem Ausgang der ersten Photodiode P(1) zur Rechnersektion 966 als das erste Interferenzsignal aus. Die Subtraktionsschaltung A2 gibt ein Ergebnis der Subtraktion eines Ausgangs der vierten Photodiode P(4) von einem Ausgang der zweiten Photodiode P(2) zur Rechnersektion 966 als das zweite Interferenzsignal aus. Deshalb sind Phasen des ersten Interferenz signals und des zweiten Interferenzsignals zueinander verschoben, und die Phasen sind zueinander um 90° bei einer vorbestimmten Wellenlänge verschoben (zum Beispiel einer Mittenwellenlänge im gemessenen Wellenlängenbereich).
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erklärt werden.
Ein Wellenlängendurchlauf wird zweimal in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich durchgeführt, um jeweiliges p-polarisiertes Licht bzw. s-polarisiertes Licht zum Messobjekt 1 einzugeben, ähnlich zur in 17 gezeigten Vorrichtung. Zuerst wird der erste Wellenlängendurchlauf erklärt werden.
Zuerst wird, beim ersten Wellenlängendurchlauf, ähnlich zur Vorrichtung, welche in 17 gezeigt ist, Laserlicht (p-polarisiertes Licht) von Parallellicht, ausgegeben von der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge und hindurchtretend durch die optischer Faser 366, die Linse 466, den Polarisations-Wellenregler 566, zum Interferenzabschnitt 1066 eingegeben.
Ferner zweigt HM 1066a Licht aus dem Polarisations-Wellenregler 566 auf, gibt eines davon zum Messobjekt 1 als Signallicht aus und gibt das andere davon an den Spiegel 1066b als Referenzlicht aus. Ferner neigt der Polarisationsebenen-rotierende Abschnitt 1066e eine Polarisationsebene von reflektiertem Licht aus dem Spiegel 1066b um 45° relativ zur optischen Achse PBS 1066d zum Ausgeben an den Spiegel 1066c, so dass die optische Leistung bei PBS 1066d an einer hinteren Stufe gleichmäßig aufgezweigt wird. Ferner können eine optische Achse von reflektierten Licht zum Spiegel 1066c und eine optische Achse von Ausgangslicht des Messobjektes 1 dazu gebracht werden, miteinander parallel zu sein.
Ferner ist eine optische Achse von reflektiertem Licht durch den Spiegel 1066c nicht orthogonal zur optischen Achse von Ausgangslicht aus dem Messobjekt 1, sondern geringfügig davon verschoben, um zu PBS 1066d eingegeben zu werden. Weiterhin multiplexiert PBS 1066d Ausgangslicht (emittiertes s-polarisiertes Licht, emittiertes p-polarisiertes Licht in Entsprechung zu eingegebenem p-polarisiertem Licht) vom Messobjekt 1 und Referenzlicht mit Hilfe der Spiegel 1066b, 1066c, um zu zwei Teilen von Licht aufgezweigt zu werden (p-polarisiertes Licht, s-polarisiertes Licht), deren Polarisationsebenen zueinander orthogonal sind.
Ferner wird, in Entsprechung zu multiplexiertem Licht, welches von PBS 1066d ausgegeben wird, ein optischer Achsenwinkel, ausgeformt durch die optische Achse von Signallicht und die optische Achse von Referenzlicht, mit einem kleinen Winkel bereitgestellt. Dadurch werden die räumlichen Interferenzstreifen auf lichtempfangenden Flächen der Photodiodenanordnungen 1166, 1266 gebildet. Natürlich ist das Ausgangslicht von dem Messobjekt 1 das Signallicht. Ferner können sowohl Signallicht als auch Referenzlicht, welche zu multiplexieren sind, von Parallellicht gebildet werden.
Ferner stehen Polarisationsebenen von Licht (Signallicht und Referenzlicht), multiplexiert und aufgezweigt von PBS 1066d, zueinander orthogonal, die Polarisationsebenen werden durch die Polarisatoren 1066f, 1066g geneigt, um miteinander zur Interferenz gebracht zu werden, zum Empfangen durch die Photodiodenanordnungen 1166, 1266.
Fernerhin wird in die Photodiodenanordnung 1166 Interferenzlicht aus Signallicht, eingerechnet von T₂₂ der Jones-Matrix, und Referenzlicht eingegeben. Weiterhin wird in die Photodiodenanordnung 1266 Interferenzlicht aus Signallicht, eingerechnet von T₁₂ der Jones-Matrix, und Referenzlicht eingegeben.
Die jeweiligen Photodioden P(1) bis P(4) der Photodiodenanordnungen 1166, 1266 empfangen multiplexiertes Interferenzlicht von PBS 1066d und geben elektrische Signale gemäß der optischen Leistung von empfangenem Referenzlicht zu den Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitten 1366, 1466 aus.
Ferner berechnen die Subtraktionsschaltungen A1 der Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 den (Ausgang der ersten Photodiode P(1)) – (Ausgang der dritten Photodiode P(3)) und gibt ein Ergebnis der Subtraktion an die Rechnersektion 966 als erste Interferenzsignale aus.
Ferner berechnen die Subtraktionsschaltungen A2 der Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 den (Ausgang der zweiten Photodiode P(2)) – (Ausgang der vierten Photodiode P(4)) und geben ein Ergebnis der Subtraktion an die Rechnersektion 966 als zweite Interferenzsignale aus.
Natürlich werden des Weiteren Ausmaße der Versetzung von sowohl den ersten als auch den zweiten Interferenzsignalen entfernt.
Die Rechnersektion 966 berechnet eine Bewegungsrichtung und ein Bewegungsausmaß der Interferenzstreifen aus den ersten und den zweiten Interferenzsignalen, deren Phasen zueinander um 90° verschoben sind. Dem ist so, da die Bewegungsrichtung und das Bewegungsausmaß einer Erhöhung oder einer Verringerung der Phasendifferenz von multiplexiertem Licht entsprechen.
Nachfolgend wird ein zweiter Wellenlängendurchlauf ausgeführt, und ein Punkt bei dem zweiten Wellenlängendurchlauf, der vom ersten Wellenlängendurchlauf abweicht, besteht darin, dass der Polarisations-Wellenregler 566 Laserlicht in s-polarisiertes Licht umwandelt, das in die Photodiodenanordnung 1166 mit Interferenzlicht von Signallicht, eingerechnet durch T₂₁ der Jones-Matrix, und Referenzlicht eingegeben wird, und das in die Photodiodenanordnung 1266 Interferenzlicht von Signallicht, eingerechnet durch T₁₁ der Jones-Matrix, und Referenzlicht eingegeben wird, und der weitere Betrieb ist ähnlich zum ersten Wellenlängendurchlauf, weshalb eine Erklärung davon weggelassen wird.
Ferner berechnet die Rechnersektion 966 jeweilige Elemente der Jones-Matrix aus Phasen und Amplituden der Interferenzsignale, basierend auf jeweiligem p-polarisiertem Licht, s- polarisiertem Licht, und berechnet eine optische Charakteristik des Messobjekts 1 aus der errechneten Jones-Matrix.
Auf diesem Weg bildet der Interferenzabschnitt 1066 die räumlichen Interferenzstreifen durch Verschieben der optischen Achse von Signallicht und der optischen Achse des Referenzlichts zueinander, um miteinander zur Interferenz gebracht zu werden. Ferner wird Interferenzlicht von vier Stück der Photodioden P(1) bis P(4) empfangen, wobei die Phasen davon zueinander um 90° verschoben sind, relativ zu der Periode der Interferenzstreifen. Ferner erzeugen die Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 die ersten und die zweiten Interferenzsignale, deren Phasen zueinander um 90°, von dem Signal der Photodiodenanordnung 1166 verschoben sind. Die Rechnersektion 966 berechnet die Bewegungsrichtung und das Bewegungsausmaß der Interferenzstreifen von den ersten und den zweiten Interferenzsignalen, und dadurch wird eine Menge einer Phase, einschließlich einer Erhöhung oder einer Verringerung in der Phasendifferenz von multiplexiertem Licht, berechnet. Somit kann eine Erhöhung oder Verringerung in der Phasendifferenz von Licht (Signallicht und Referenzlicht), welches multiplexiert werden soll, leicht bestimmt werden. Deshalb ist die optische Weg-Länge des Messobjekts nicht eingeschränkt.
[Siebte Ausführungsform]
12 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine siebte Ausführungsform der Erfindung zeigt. Hierbei sind Teilbereiche, welche die gleichen wie diejenigen von 10, 11 sind, mit denselben Bezeichnungen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 12 sind mehre re Stückzahlen der Photodiodenanordnungen 1166, 1266 entlang einer Richtung der Bildung der Interferenzstreifen aus dem Interferenzabschnitt 1066 bereitgestellt. Ferner ist in 12 nur die Photodiodenanordnung 1166 veranschaulicht, und eine Erklärung wird auf der Seite der Photodiodenanordnung 1166 angegeben werden.
Ausgaben der ersten der Photodioden P(1) und Ausgaben der dritten der Photodioden P(3) der jeweiligen Photodiodenanordnungen 1166 werden in den Subtraktionsschaltung A1 eingegeben, um einer Subtraktion unterzogen zu werden, und als die ersten Interferenzsignale ausgegeben.
Ferner werden die Ausgaben der zweiten der Photodioden P(2) und Ausgaben der vierten der Photodioden P(4) der jeweiligen Photodiodenanordnungen 1166 in die Subtraktionsschaltung A2 eingegeben, um einer Subtraktion unterzogen zu werden, und als die zweiten Interferenzsignale ausgegeben. Das heißt, die Photodioden P(1) bis P(4) sind an allen 4 Stücken davon verdrahtet.
Auf diesem Wege werden Mehrzahlen von Stücken der Photodiodenanordnungen 1166 bzw. 1266 entlang einer Richtung der Ausrichtung der Interferenzstreifen vorgesehen, und die Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 erzeugen die Interferenzsignale aus den Ausgängen der Mehrzahlen von Photodiodenanordnungen 1166, 1266. Selbst wenn es eine Nicht-Gleichmäßigkeit (statistisches Rauschen) an einem Teilbereich oder einer Gesamtheit der Interferenzstreifen gibt, kann dadurch das Interferenzsignal, welches von der Nicht-Gleichmäßigkeit weniger beeinflusst wird, durch Mittelung bereitgestellt werden.
[Achte Ausführungsform]
Obwohl gemäß der in 10, 12 gezeigten optischen Charakteristik-Messvorrichtung, bei einer vorbestimmten Wellenlänge, die räumliche Periode der Interferenzstreifen und die Periode der Photodiodenanordnungen 1166, 1266 miteinander übereinstimmen, verschiebt sich die Periode umso mehr, je entfernter man von der vorbestimmten Wellenlänge ist.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine achte Ausführungsform der Erfindung zeigt, welche ein Bewegungsausmaß der Interferenzstreifen, das heißt, die Phasendifferenz von multiplexiertem Licht, mit hoher Genauigkeit berechnen kann. Hier sind Teilbereiche, welche die gleichen wie diejenigen von 10 sind, mit den gleichen Bezeichnungen versehen, und eine Erklärung davon wird weggelassen. In 13 ist die Rechnersektion 966 mit einer Korrektursektion 966a ausgestattet.
In die Korrektursektion 966a wird die Wellenlänge von Laserlicht eingegeben, welches aus der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird, und sie korrigiert einen Fehler im Bewegungsausmaß der Interferenzstreifen durch die Verschiebung zwischen der räumlichen Periode der Interferenzstreifen und der Periode der Photodioden P(1) bis P(4) der Photodiodenanordnungen 1166, 1266.
Die Betriebsweise der Vorrichtung wird erklärt werden.
In die Korrektursektion 966a wird die Wellenlänge von Laserlicht eingegeben, welches (zum Beispiel möglicherweise mit einer groben Genauigkeit nicht durch [pm]-Einheiten sondern als [nm]-Einheit) aus der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird. Ferner berechnet die Korrektursektion 966a die Verschiebung zwischen der räumlichen Periode der Interferenzstreifen und der Periode der Photodioden P(1) bis P(4) der Photodiodenanordnungen 1166, 1266 aus der Wellenlänge mit der groben Genauigkeit.
Das heißt, die Interferenzstreifen werden durch die Abhängigkeit von der Wellenlänge des Laserlichts, das aus der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird, bewegt. Allerdings wird die Periode der Interferenzstreifen durch die Wellenlänge verändert. Deshalb errechnet die Korrektursektion 966a das Bewegungsausmaß der Interferenzstreifen relativ zu einem Ausmaß einer Veränderung in der Wellenlänge durch Berechnung in Hinblick auf eine Veränderung in der Periode. Oder die Verschiebung zwischen den Perioden in Abhängigkeit von der Wellenlänge wird im Voraus gemessen oder errechnet, um in einem Speicher (nicht veranschaulicht) gespeichert zu werden. Ferner errechnet die Korrektursektion 966a das Bewegungsausmaß durch die Phasendifferenz von multiplexiertem Licht durch Entfernen eines Einflusses einer Veränderung in der Periode der Interferenzstreifen, hervorgerufen durch den Wellenlängendurchlauf.
Das heißt, die Verschiebung in der Periode wird einzig durch die Wellenlänge bestimmt, und deshalb errechnet die Korrektursektion 966a die Verschiebung in der Periode durch Berechnung oder im Speicher abgespeicherte Daten.
Ferner korrigiert die Korrektursektion 966a ein Ausmaß des Fehlers des Bewegungsausmaßes, hervorgebracht durch die Verschiebung zwischen den Perioden. Darüber hinaus errechnet die Rechnersektion 966 eine Jones-Matrix des Messobjektes 1 aus Phasen und Amplituden der Interferenzsignale, basierend auf dem korrigierten Bewegungsausmaß. Die weitere Betriebsweise ist ähnlich zu derjenigen der in 10 gezeigten Vorrichtung, weswegen eine Erklärung davon weggelassen werden wird.
Auf diese Weise korrigiert die Korrektursektion 966a den Fehler im Bewegungsausmaß, hervorgebracht durch die Verschiebung zwischen den Perioden, aus der Wellenlänge mit grober Genauigkeit, und deswegen kann eine Erhöhung oder eine Verringerung in der Phasendifferenz akkurat berechnet werden.
Fernerhin ist die Erfindung nicht auf die sechste bis achte Ausführungsform eingeschränkt, sondern kann, wie nachstehend dargestellt, beschaffen sein.
Obwohl in der in 10 und 13 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Bereitstellung eines Interferometers vom Mach-Zender-Typ des Interferenzabschnitts 10660 gezeigt wird, können jedwede zwei Lichtstrom-Interferometer eingesetzt werden, wobei zum Beispiel ein Interferometer vom Michelson-Typ geeignet sein kann. Zusammengefasst, wird jedwedes Interferometer geeignet sein, sofern das Interferometer Interferenzstreifen in einer linearen Gestalt durch Multiplexieren von Signallicht und Referenzlicht in einem Zustand der Neigung von deren Wellenflächen erzeugt.
Obwohl in der in 10 und 13 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Verwendung von HM 1066a gezeigt wird, wird ein beliebiges Element geeignet sein, sofern das Element Licht ohne Abhängigkeit von einem polarisierten Zustand aufzweigt, wobei zum Beispiel ein Nicht-Polarisationsstrahlenteiler, ein optischer Faserkoppler oder dergleichen geeignet sein können.
Obwohl in der in 10, 13 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Neigung des Spiegels 1066c gezeigt wird, kann die optische Achse von Referenzlicht und die optische Achse von Signallicht, multiplexiert durch PBS 1066d, zu einem geringfügig geneigten Zustand eingestellt werden, und als ein Verfahren zur Erzeugung der Neigung der zwei optischen Achsen können die Spiegel 1066b, 1066c geneigt werden, oder HM 1066a, PBS 1066d können geneigt werden.
Obwohl in der in 10, 13 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Bereitstellung des Polarisations-Wellenreglers 566 zwischen der Linse 466 und dem Interferenzabschnitt 1066 gezeigt wird, kann der Polarisations- Wellenregler 566 innerhalb der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge bereitgestellt werden.
Obwohl in der in 10, 13 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Ausführung eines zweimaligen Wellenlängendurchlaufs (zum Ausgeben von p-polarisiertem, beim ersten Mal, und Ausgeben von s-polarisiertem Licht, beim zweiten Mal) durch die Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge dargestellt wird, können die jeweiligen Elemente der Jones-Matrix durch einmaligen Wellenlängendurchlauf berechnet werden.
Zum Beispiel gibt der Lichtquellenabschnitt erste und zweite Eingangslicht-Frequenzen, welche sich voneinander unterscheiden und deren polarisierten Zustände zueinander orthogonal stehen, zum Interferenzabschnitt 1066 aus. Hier wird das erste Eingangslicht von p-polarisiertem Licht (Frequenz f1(t)) konstituiert, und das zweite Eingangslicht wird von s-polarisiertem Licht (Frequenz f2(t), allerdings f1(t) ≠ f2(t)) konstituiert. Ferner führt der Lichtquellenabschnitt 2 den Wellenlängendurchlauf (Frequenzüberstreichung) bei Veranlassen, dass eine Frequenzdifferenz (|f1(t) – f2(t)|) im Wesentlichen konstant ist, zum Ausgeben zum Interferenzabschnitt 1066 durch. Andererseits sind, in Signalen aus den Photodiodenanordnungen 1166,1266, Interferenzsignale von emittiertem p-polarisiertem Licht, emittiertem s-polarisiertem Licht und Referenzlicht jeweilig in Entsprechung zu einfallendem p-polarisiertem Licht bzw. einfallendem s-polarisiertem Licht vorhanden. Allerdings unterscheiden sich Frequenzen von einfallendem p-polarisiertem Licht und einfallendem s-polarisiertem Licht voneinander, und da durch kann eine Differenz in Schwebungsfrequenzen der Interferenzsignale, erzeugt durch die Frequenzdifferenz, gefiltert werden, um das Interferenzsignal von s-polarisiertem Licht und Referenzlicht bzw. das Interferenzsignal von p-polarisiertem Licht und Referenzlicht zu trennen.
Ferner können zwei Stücke an Lichtquellen mit variabler Wellenlänge für den Lichtquellenabschnitt zum Ausgeben des ersten bzw. des zweiten Eingabelichts hergestellt werden. Ferner kann die Frequenzdifferenz erzeugt werden durch Aufzweigen von Licht von einem Stück der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge in zwei Teile und Verzögerung von einem Licht, oder die Frequenzdifferenz kann erzeugt werden durch Verschieben der Frequenz von einem Licht (zum Beispiel unter Verwendung eines akusto-optischen Modulators).
Obwohl in der in 11 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration dargestellt wird, in welcher die Photodiodenanordnungen 1166, 1266 jeweils vier Stück an Photodioden P(1) bis P(4) einschließen, wird jedwede Stückzahl davon geeignet sein, zum Beispiel können die Photodiodenanordnungen 1166, 1266 jeweils mindestens (4 × n) Stück der Photodioden einschließen, und die jeweiligen Photodioden können Licht durch gleiches Teilen einer räumlichen Periode der Interferenz streifen durch vier erhalten (d. h. durch Installieren der Jeweiligen mittels Verschiebung der Phasen um 90° relativ zu der Periode der Intererenzstreifen).
Ferner können die Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 jeweils ein Ergebnis der Subtraktion eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 3)ten Photodiode von einem Ausgang der (4 × (i – 1) +1)ten Photodiode als das erste Interferenzsignal ausgeben und können ein Ergebnis der Subtraktion eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 4)ten Photodiode von einem Ausgang der (4 × (i – 1) + 2)ten Photodiode als das zweite Interferenzsignal ausgeben. Außerdem stehen die Bezeichnungen n und i für natürliche Zahlen.
Das heißt, die Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 geben jeweils ein Ergebnis der Subtraktion des Ausgangs der (3, 7, 11, ...)ten Photodiode vom Ausgang der (1, 5, 9, ...)ten Photodiode als die ersten Interferenzsignale aus, und geben ein Ergebnis der Subtraktion des Ausgangs der (4, 8, 12, ...)ten Photodiode vom Ausgang der (2, 6, 10, ...)ten Photodiode als die zweiten Interferenzsignale aus.
Auf diesem Wege messen die Photodiodenanordnungen 1166, 1266 eine Vielzahl von Perioden der Interferenzstreifen, und die Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitte 1366, 1466 erzeugen die Interferenzsignale aus den Ausgaben der Photodiodenanordnungen 1166, 1266. Selbst wenn eine Nicht-Gleichförmigkeit (statistisches Rauschen) an einem Teilbereich oder einer Gesamtheit der Interferenzstreifen vorhanden ist, kann dadurch das Interferenzsignal, welches von der Nicht-Gleichförmigkeit weniger beeinflusst wird, durch Mittelung bereitgestellt werden.
Obwohl in der in 12 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Ausrichtung der Photodiodenanordnung 1166 ohne einen Spalt dazwischen dargestellt ist, kann ein Spalt zwischen den Photodiodenanordnungen 11 vorgesehen sein.
Obwohl in der in 13 gezeigten Vorrichtung eine Konfiguration der Eingabe der Wellenlänge, welche von der Lichtquelle 2 mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird, zur Rechnersektion 966 dargestellt wird, kann, wenn der Korrektursektion 966a Startwellenlänge und Durchlaufgeschwindigkeit bei der Ausführung des Wellenlängendurchlaufs zur Verfügung gestellt werden, ein Fehler durch eine Verschiebung in der Periode hinsichtlich bzw. mittels Startwellenlänge, Durchlaufgeschwindigkeit korrigiert werden.
Dem Fachmann auf dem Gebiet wird es offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen an den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Sinn oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher wird es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle Modifikationen und Variationen dieser Erfindung in Übereinstimmung mit dem Umfang der beigefügten Patentansprüche und ihren Äquivalenten abdeckt.

1

#1: s-POLARISIERTES LICHT
#2: p-POLARISIERTES LICHT
1: MESSOBJEKT
#3: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1)
#4: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
13: LICHTQUELLENABSCHNITT
#5: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f2:
: f2 ≠ f1)
#6: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f1)
14: INTERFERENZABSCHNITT
15: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#7: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
16: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#8: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')
17: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#9: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
18: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#10: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')

2

13: LICHTQUELLENRBSCHNITT
#1: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f2:
: f2 ≠ f1)
#2: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f1)
14a: MULTIPLEXIERUNGSABSCHNITT
14b: AUFZWEIGUNGSABSCHNITT
#3: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1)
1: MESSOBJEKT
14f: WELLENPLATTE
#4: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2) VON T₁₁, T₁₂
14g: WELLENPLATTE
#5: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2) VON T₂₁, T₂₂
15: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#6: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
16: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#7: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')
17: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#8: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
18: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#9: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')

3

13: LICHTQUELLENABSCHNITT
#1: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f2:
: f2 ≠ f1)
#2: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f1)
#3: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f2)
#4: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f1)
23d: MULTIPLEXIERUNGSABSCHNITT
1: MESSOBJEKT
#5: EMITTIERTE s, p-POLARISIERTE LICHTER (f1, f2) VON T₁₁,
: T₁₂, T₂₁, T₂₂
#6: EMITTIERTE s, p-POLARISIERTE LICHTER (f1, f2) VON T₁₁,
: T₁₂, T₂₁, T₂₂
23g: WELLENPLATTE
23h: WELLENPLATTE
15: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#7: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
17: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#8: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
16: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#9: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')

18: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#10: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')

4

13: LICHTQUELLENABSCHNITT
#1: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f2:
: f2 ≠ f1)
#2: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f1)
#3: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f2)
#4: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f1)
24d: MULTIPLEXIERUNGSABSCHNITT
1: MESSOBJEKT
#5: EMITTIERTE s, p-POLARISIERTE LICHTER (f1, f2) VON T₁₁,
: T₁₂, T₂₁, T₂₂
#6: EMITTIERTE s, p-POLARISIERTE LICHTER (f1, f2) VON T₁₁,
: T₁₂, T₂₁, T₂₂
24g: WELLENPLATTE
24h: WELLENPLATTE
15: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#7: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
17: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#8: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
16: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#9: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')
18: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#10: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')

5

1: MESSOBJEKT
#1: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f2:
: f2 ≠ f1)
#2: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f1)

6

152: STEUERABSCHNITT
#1: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1)
#2: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2)
1: MESSOBJEKT
9: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
10: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
103: RECHNERSEKTION
#3: p-POLARISIERTES LICHT
#4: s-POLARISIERTES LICHT

7

#1: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1)
#2: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2)
1: MESSOBJEKT
9: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
10: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
103: RECHNERSEKTION

8

152: STEUERABSCHNITT
#1: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1)
#2: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2)
1: MESSOBJEKT
9: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
10: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
103: RECHNERSEKTION

9

LS1: LICHTQUELLENABSCHNITT
#1: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f2:
: f2 ≠ f1)
#2: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (LICHTFREQUENZ f1)
200: INTERFERENZABSCHNITT
29: MULTIPLEXIERUNGSABSCHNITT
1: MESSOBJEKT
#3: EMITTIERTE s, p-POLARISIERTE LICHTER (f1, f2) VON T₁₁,
: T₁₂, T₂₁, T₂₂
#4: EMITTIERTE s, p-POLARISIERTE LICHTER (f1, f2) VON T₁₁,
: T₁₂, T₂₁, T₂₂
38: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#5: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
40: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#6: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2')
39: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#7: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')
41: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#9: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1')

10

2: LICHTQUELLE MIT VARIABLER WELLENLÄNGE
3: OPTISCHE FASER
1: MESSOBJEKT
1366: KONVERTIERUNGSABSCHNITT
1466: KONVERTIERUNGSABSCHNITT
966: RECHNERSEKTION

11

#1: POSITION
#2: OPTISCHE INTENSITÄT
#3: PD P(1) EMPFÄNGT LICHT VON DIESEM ABSCHNITT
#4: P(2) EMPFÄNGT LICHT
#5: P(3) EMPFÄNGT LICHT
#6: P(4) EMPFÄNGT LICHT
#7: WELLENLÄNGE ☐
#8: AUSGABE
#9: ZWEITES INTERFERENZSIGNAL
#10: ERSTES INTERFERENZSIGNAL

12

#1: INTERFERENZLICHTER AUS STRAHLENTEILER 1066d
#2: ZWEITES INTERFERENZSIGNAL
#3: ERSTES INTERFERENZSIGNAL

13

2: LICHTQUELLE MIT VARIABLER WELLENLÄNGE
1: MESSOBJEKT
1366: KONVERTIERUNGSABSCHNITT
1466: KONVERTIERUNGSABSCHNITT
966: RECHNERSEKTION
966a: KORREKTURSEKTION

14

#1: EINGANGSLICHT
#2: AUSGANGSLICHT

15

1: MESSOBJEKT
#1: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2)
: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1)
9: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#2: EMITTIERTES p-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: REFERENZLICHT (f1')
10: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#3: EMITTIERTES s-POLARISIERTES LICHT (f1, f2)
: REFERENZLICHT (f1')
11: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
#4: s-POLARISIERTES LICHT, p-POLARISIERTES LICHT
: (FREQUENZDIFFERENZ |f1 – f2|)

16

1: MESSOBJEKT
#1: EINFALLENDES p-POLARISIERTES LICHT (f1)
: EINFALLENDES s-POLARISIERTES LICHT (f2)
9: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
10: LICHTEMPFANGENDER ABSCHNITT
: RECHNERSEKTION

17

2: LICHTQUELLE MIT VARIABLER WELLENLÄNGE
1: MESSOBJEKT
966: RECHNERSEKTION

Claims

Optische Charakteristik-Messvorrichtung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts, wobei die optische Charakteristik-Messvorrichtung folgendes umfasst: einen Lichtquellenabschnitt, welcher Wellenlängen eines ersten Eingangslichts bzw. eines zweiten Eingangslichts überstreicht, wobei die Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts voneinander verschieden sind und polarisierte Zustände des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zueinander senkrecht stehen, und das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht ausgibt; einen Interferenzabschnitt, welcher jedes von dem ersten Eingangslicht und dem zweiten Eingangslicht aus dem Lichtquellenabschnitt aufzweigt, ein abgezweigtes Licht zum Messobjekt eingibt, Ausgangslicht von dem Messobjekt mit anderem abgezweigten Licht zur Interferenz bringt, und eine Vielzahl von Interferenzlichtern ausgibt; eine Vielzahl von lichtempfangenden Abschnitten, welche jeweilig für die aus dem Interferenzabschnitt ausgegebenen Interferenzlichter vorgesehen sind, zum Empfangen der jeweiligen Interferenzlichter und Ausgeben von Signalen gemäß den optischen Leistungen der jeweiligen Interferenzlichter; und einen Tiefpassfilter zum Filtern der aus den lichtempfangenden Abschnitten ausgegebenen Signale, wobei die Vielzahl der Interferenzlichtern einschließt: ein erstes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; ein zweites Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht im ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; ein drittes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; und ein viertes Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht im zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert, und wobei der erste polarisierte Zustand des Ausgangslichts und der zweite polarisierte Zustand des Ausgangslichts zueinander senkrecht stehen.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Tiefpassfilter ein Signal weiterleitet, aufweisend eine Frequenz, niedriger als eine Differenz der Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts, welche aus dem Lichtquellenabschnitt ausgegeben werden.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht linear polarisierte Lichter sind.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Interferenzabschnitt folgendes einschließt: einen Multiplexierungsabschnitt zum Multiplexieren des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts aus dem Lichtquellenabschnitt; einen Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen eines multiplexierten Lichts und Ausgeben eines abgezweigten Lichts zum Messobjekt; einen ersten Polarisations-Strahlenteiler zum Aufzweigen des Ausgangslichts vom Messobjekt; einen zweiten Polarisations-Strahlenteiler zum Multiplexieren und Aufzweigen eines abgezweigten Lichts des ersten Polarisations-Strahlenteilers und anderen abgezweigten Lichts des Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts; einen dritten Polarisations-Strahlenteiler zum Multiplexieren und Aufzweigen von anderem abgezweigten Licht des ersten Polarisations-Strahlenteilers und anderem abgezweigten Licht des Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts; und eine Vielzahl von Polarisatoren, welche für aufgezweigte Lichter des zweiten Polarisations-Strahlenteilers bzw. aufgezweigte Lichter des dritten Polarisations-Strahlenteilers vorgesehen sind, und jeweilig multiplexierte Lichter der abgezweigten Lichter des zweiten Polarisations-Strahlenteilers und multiplexierte Lichter der abgezweigten Lichter des dritten Polarisations-Strahlenteilers zur Interferenz bringen.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Interferenzabschnitt folgendes einschließt: einen ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des ersten Eingangslichts; einen zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des zweiten Eingangslichts; einen Multiplexierungsabschnitt zum Multiplexieren eines abgezweigten Lichts aus dem ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt und eines abgezweigten Lichts aus dem zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt, so dass ein multiplexiertes Licht zum Messobjekt ausgegeben wird; einen Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des Ausgangslichts von dem Messobjekt; einen ersten Polarisations-Strahlenteiler zum Multiplexieren und Aufzweigen eines aufgezweigten Lichts des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts und anderem aufgezweigten Licht des ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts; einen zweiten Polarisations-Strahlenteiler zum Multiplexieren und Aufzweigen von anderem abgezweigten Licht des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts und anderem abgezweigten Licht das zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts; und eine Vielzahl von Polarisatoren, welche für abgezweigte Lichter des ersten Polarisations-Strahlenteilers bzw. abgezweigte Lichter des zweiten Polarisations-Strahlenteilers vorgesehen sind, und jeweilig multiplexierte Lichter der abgezweigten Lichter des ersten Polarisations-Strahlenteilers und multiplexierte Lichter der abgezweigten Lichter des zweiten Polarisations-Strahlenteilers zur Interferenz bringt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Interferenzabschnitt folgendes einschließt: einen ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des ersten Eingangslichts; einen zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des zweiten Eingangslichts, einen Multiplexierungsabschnitt zum Multiplexieren eines abgezweigten Lichts aus dem ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt und eines abgezweigten Lichts aus dem zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt, so dass ein multiplexiertes Licht zum Messobjekt ausgegeben wird; einen Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Aufzweigen des Ausgangslichts vom Messobjekt; einen ersten Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitt zum Multiplexieren eines abgezweigten Lichtes des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts und anderem abgezweigten Licht des ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts, so dass das eine abgezweigte Licht des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts zur Interferenz gebracht wird mit dem anderen abgezweigten Licht des ersten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts; einen ersten Polarisations-Strahlenteiler zum Aufzweigen von Interferenzlicht des ersten Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitts; einen zweiten Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitt zum Multiplexieren von anderem abgezweigten Licht des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts und anderem abgezweigten Licht des zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts, so dass das andere abgezweigte Licht des Ausgangslicht-Aufzweigungsabschnitts zur Interferenz gebracht wird mit dem anderen abgezweigten Licht des zweiten Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitts; und einen zweiten Polarisations-Strahlenteiler zum Aufzweigen von Interferenzlicht des zweiten Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitts.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der erste Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitt und der zweite Ausgangslicht-Multiplexierungsabschnitt gemeinsam in einem Abschnitt bereitgestellt werden.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der erste Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt und der zweite Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt gemeinsam in einem Abschnitt bereitgestellt werden.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der erste Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt und der zweite Eingangslicht-Aufzweigungsabschnitt gemeinsam in einem Abschnitt bereitgestellt werden.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der erste Polarisations-Strahlenteiler und der zweite Polarisations-Strahlenteiler gemeinsam in einem Polarisations-Strahlenteiler bereitgestellt werden.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der erste Polarisations-Strahlenteiler und der zweite Polarisations-Strahlenteiler gemeinsam in einem Polarisations-Strahlenteiler bereitgestellt werden.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 6, ferner umfassend: eine Vielzahl von Polarisatoren, welche für abgezweigte Lichter des ersten Polarisations-Strahlenteilers bzw. abgezweigte Lichter des zweiten Polarisations-Strahlenteilers vorgesehen ist und jeweilig nur Interferenzlichter mit einer vorbestimmten Polarisationsebene hindurchlässt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Interferenzabschnitt ein Interferometer von einem Raumlicht-Typ ist.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts, wobei die optische Charakteristik-Messvorrichtung umfasst: eine erste Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, welche eine Wellenlänge eines ersten Eingangslichts überstreicht und das erste Eingangslicht zu einem Interferenzabschnitt ausgibt; eine zweite Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, welche eine Wellenlänge eines zweiten Eingangslichts überstreicht und das zweite Eingangslicht zum Interferenzabschnitt ausgibt, wobei die Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts voneinander verschieden sind und polarisierte Zustände des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zueinander senkrecht stehen; den Interferenzabschnitt, welcher das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht multiplexiert und zum Messobjekt eingibt, Ausgangslicht von dem Messobjekt mit mindestens einem des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zur Interferenz bringt und eine Vielzahl von Interferenzlichtern ausgibt; einen Detektionsabschnitt zum Detektieren einer Frequenzdifferenz des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts aus der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge; und einen Steuerabschnitt zum Steuern einer Frequenzdifferenz der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge auf Basis der Frequenzdifferenz, welche von dem Detektionsabschnitt detektiert wird.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts, wobei die optische Charakteristik-Messvorrichtung folgendes umfasst: eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, welche eine Wellenlänge eines Laserlichts überstreicht und das Laserlicht ausgibt; einen Aufzweigungsabschnitt, welcher das Laserlicht aus der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge aufzweigt und ein ab gezweigtes Licht zu einem Interferenzabschnitt als ein erstes Eingangslicht ausgibt; den Interferenzabschnitt, der das erste Eingangslicht und ein zweites Eingangslicht multiplexiert und zum Messobjekt eingibt, Ausgangslicht von dem Messobjekt mit mindestens einem des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zur Interferenz bringt und eine Vielzahl von Interferenzlichtern ausgibt, wobei Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts voneinander verschieden sind, und polarisierte Zustände des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts zueinander senkrecht sind; und einen akusto-optischen Modulator, welcher eine Frequenz von anderem abgezweigten Licht aus dem Aufzweigungsabschnitt um ein vorbestimmtes Ausmaß verschiebt und das Frequenzverschobene andere abgezweigte Licht zum Interferenzabschnitt als das zweite Eingangslicht ausgibt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei mindestens eine der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge einen flächenstrahlenden Laser, ausbildend einen Resonator durch einen bewegbaren Spiegel, der durch eine Halbleiter-Mikroverarbeitungstechnologie gebildet wird, einschließt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die Lichtquelle mit variabler Wellenlänge einen flächenstrahlenden Laser, ausbildend einen Resonator durch einen bewegbaren Spiegel, der durch eine Halbleiter-Mikroverarbeitungstechnologie gebildet wird, einschließt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei mindestens eine der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge einen flächenstrahlenden Laser, ausbildend einen Resonator durch einen bewegbaren Spiegel, der gebildet wird durch eine Halbleiter-Mikroverarbeitungstechnologie, einschließt, und die erste Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und die zweite Lichtquelle mit variabler Wellenlänge auf einem gleichen Substrat vorgesehen sind.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der Interferenzabschnitt einen Polarisations-Strahlenteiler einschließt, der das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht multiplexiert und ein multiplexiertes Licht zum Messobjekt ausgibt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Interferenzabschnitt einen Polarisations-Strahlenteiler einschließt, der das erste Eingangslicht und das zweite Eingangslicht multiplexiert und ein multiplexiertes Licht zum Messobjekt ausgibt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der Interferenzabschnitt folgendes einschließt: einen Polarisations-Strahlenteiler, welcher mindestens eines von dem ersten Eingangslicht und dem zweiten Eingangslicht mit dem Ausgangslicht von dem Messobjekt multiplexiert und ein multiplexiertes Licht zu s-polarisiertem Licht und p-polarisiertem Licht aufzweigt; und einen Polarisationsebenen-rotierenden Abschnitt, welcher mindestens eine Polarisationsebene des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts um 45° neigt und ein geneigtes Licht zu dem Polarisations-Strahlenteiler ausgibt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Interferenzabschnitt folgendes einschließt: einen Polarisations-Strahlenteiler, welcher mindestens eines von dem ersten Eingangslicht und dem zweiten Eingangslicht mit dem Ausgangslicht von dem Messobjekt multiplexiert und ein multiplexiertes Licht zu s-polarisiertem Licht und p-polarisiertem Licht aufzweigt; und einen Polarisationsebenen-rotierenden Abschnitt, welcher mindestens eine Polarisationsebene des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts um 45° neigt und ein geneigtes Licht zu dem Polarisations-Strahlenteiler ausgibt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 14, ferner umfassend: eine Vielzahl von lichtempfangenden Abschnitten, welche jeweilig für die Interferenzlichter, ausgegeben von dem Interferenzabschnitt, vorgesehen sind, zum Empfangen der jeweiligen Interferenzlichter und Ausgeben von Signalen gemäß den optischen Leistungen der jeweiligen Interferenzlichter; und einen Tiefpassfilter zum Filtern der von den lichtempfangenden Abschnitten ausgegebenen Signale, wobei der Interferenzabschnitt jedes von dem ersten Eingangslicht und dem zweiten Eingangslicht aufzweigt, ein abgezweigtes Licht zum Messobjekt eingibt, das Ausgangslicht von dem Messobjekt mit anderem abgezweigten Licht zur Interferenz bringt und die Vielzahl von Interferenzlichtern ausgibt, wobei die Vielzahl von Interferenzlichtern einschließt: ein erstes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; ein zweites Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht in dem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; ein drittes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; ein viertes Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht in dem zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert, und wobei der erste polarisierte Zustand des Ausgangslichts und der zweite polarisierte Zustand des Ausgangslichts zueinander senkrecht stehen.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 15, ferner umfassend: eine Vielzahl von lichtempfangenden Abschnitten, welche jeweilig für die Interferenzlichter, ausgegeben von dem Interferenzabschnitt, vorgesehen sind, zum Empfangen der jeweiligen Interferenzlichter und Ausgeben von Signalen gemäß den optischen Leistungen der jeweiligen Interferenzlichter; und einen Tiefpassfilter zum Filtern der von den lichtempfangenden Abschnitten ausgegebenen Signale, wobei der Interferenzabschnitt jedes von dem ersten Eingangslicht und dem zweiten Eingangslicht aufzweigt, ein abgezweigtes Licht zum Messobjekt eingibt, das Ausgangslicht von dem Messobjekt mit anderem abgezweigten Licht zur In terferenz bringt und die Vielzahl von Interferenzlichtern ausgibt, wobei die Vielzahl von Interferenzlichtern einschließt: ein erstes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; ein zweites Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht in dem ersten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; ein drittes Interferenzlicht, in welchem das erste Eingangslicht mit einem Ausgangslicht in einem zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert; ein viertes Interferenzlicht, in welchem das zweite Eingangslicht mit dem Ausgangslicht in dem zweiten polarisierten Zustand des Ausgangslichts von dem Messobjekt interferiert, und wobei der erste polarisierte Zustand des Ausgangslichts und der zweite polarisierte Zustand des Ausgangslichts zueinander senkrecht stehen.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei der Tiefpassfilter ein Signal mit einer Frequenz durchlässt, welche niedriger als eine Differenz der Frequenzen des ersten Eingangslichts und des zweiten Eingangslichts ist.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei der Interferenzabschnitt ein Interferometer von einem Raumlicht-Typ ist.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Interferenzabschnitt ein Interferometer von einem Raumlicht-Typ ist.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung zum Messen einer optischen Charakteristik eines Messobjekts, wobei die optische Charakteristik-Messvorrichtung umfasst: einen Interferenzabschnitt, welcher Licht aus einem Lichtquellenabschnitt aufzweigt, ein abgezweigtes Licht zum Messobjekt eingibt und das andere abgezweigte Licht mit Ausgangslicht, welches von dem Messobjekt ausgegeben wird, zur Interferenz bringt, so dass Interferenzstreifen gebildet werden durch Multiplexieren des Ausgangslichts und des anderen abgezweigten Lichts, während eine optische Achse des Ausgangslichts und eine optische Achse des anderen abgezweigten Lichts geneigt werden, wobei eine Bewegungsrichtung und ein Bewegungsausmaß der Interferenzstreifen gemessen werden.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 28, ferner umfassend: mindestens eine Photodiodenanordnung, welche eine Vielzahl von Photodioden einschließt und ein Interferenzlicht aus dem Interferenzabschnitt empfängt, wobei die Photodioden angeordnet sind, um entlang einer Richtung verschoben zu werden, in welcher die Interferenzstreifen gebildet werden; und einen Interferenzsignal-umwandelnden Abschnitt, welcher eine Vielzahl von Interferenzsignalen aus einem Ausgang der Photodiodenanordnung erzeugt, wobei Phasen der Vielzahl von Interferenzsignalen zueinander verschoben sind.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei die Vielzahl von Photodioden mindestens vier Photodioden einschließt, und die jeweiligen Photodioden Licht durch gleichmäßiges Teilen einer räumlichen Periode der Interferenzstreifen durch vier empfangen.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 30, wobei der Interferenzsignal-umwandelnde Abschnitt ein Subtraktionsergebnis eines Ausgangs einer dritten Photodiode der Photodioden und eines Ausgangs einer ersten Photodiode der Photodioden als ein erstes Interferenzsignal ausgibt, und der Interferenzsignal-umwandelnde Abschnitt ein Subtraktionsergebnis eines Ausgangs einer vierten Photodiode der Photodioden und eines Ausgangs einer zweiten Photodiode der Photodioden als ein zweites Interferenzsignal ausgibt.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei die mindestens eine Photodiodenanordnung eine Vielzahl von Photodiodenanordnungen einschließt, welche entlang einer Richtung angeordnet sind, in welcher die Interferenzstreifen gebildet werden.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei die Vielzahl von Photodioden mindestens (4 × n) Photodioden einschließt, die jeweiligen Photodioden Licht durch gleichmäßiges Teilen einer räumlichen Periode der Interferenzstreifen durch vier empfangen, der Interferenzsignal-umwandelnde Abschnitt ein Subtraktionsergebnis eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 3)ten Photo diode der Photodioden und eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 1)ten Photodiode der Photodioden als ein erstes Interferenzsignal ausgibt, und der Interferenzsignal-umwandelnde Abschnitt ein Subtraktionsergebnis eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 4)ten Photodiode der Photodioden und eines Ausgangs der (4 × (i – 1) + 2)ten Photodiode der Photodioden als ein zweites Interferenzsignal ausgibt, wobei die Bezeichnungen n und i für natürliche Zahlen stehen.
Optische Charakteristik-Messvorrichtung gemäß Anspruch 29, ferner umfassend: eine Korrektursektion zum Korrigieren einer Differenz zwischen einer räumlichen Periode der Interferenzstreifen und einer Periode der Photodioden der Photodiodenanordnung.