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JPH05126603A - Grating interferometer - Google Patents

Grating interferometer

Info

Publication number
JPH05126603A
JPH05126603A JP28862491A JP28862491A JPH05126603A JP H05126603 A JPH05126603 A JP H05126603A JP 28862491 A JP28862491 A JP 28862491A JP 28862491 A JP28862491 A JP 28862491A JP H05126603 A JPH05126603 A JP H05126603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
diffraction grating
incident
diffracted
grating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28862491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Yoshii
実 吉井
Seiji Takeuchi
誠二 竹内
Hiroyasu Nose
博康 能瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP28862491A priority Critical patent/JPH05126603A/en
Publication of JPH05126603A publication Critical patent/JPH05126603A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ヘテロダインの原理を用いた格子干渉測定
装置で、2波長光の波長差の変動による精度の劣化を防
止する。 【構成】 2波長光を1度回折格子9に入射させた後、
コーナーキューブ10、10′により出射回折光のおの
おのを出射方向と逆方向に回折格子9に再入射させ、2
回同じ次数の回折をさせて合波して干渉させ、ディテク
ター12で検出してビート信号を得る。この様にする事
で最終的な回折格子9からの出射光の出射角は2波長光
の波長差変動にかかわらず一定となり、合波状態の変動
が抑制される。
(57) [Abstract] [Purpose] A grating interferometer using the principle of optical heterodyne to prevent deterioration of accuracy due to fluctuations in wavelength difference between two wavelengths of light. [Structure] After allowing two-wavelength light to enter the diffraction grating 9 once,
The corner cubes 10 and 10 ′ re-enter each of the outgoing diffracted lights into the diffraction grating 9 in the direction opposite to the outgoing direction, and
Diffraction of the same order is performed multiple times to combine and interfere, and the detector 12 detects the beat signal. By doing so, the final outgoing angle of the outgoing light from the diffraction grating 9 becomes constant regardless of the wavelength difference variation of the two-wavelength light, and the variation of the combined state is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回折格子を用いて物体
の移動情報を高精度にもとめる方法及び装置に関する。
本発明は特に半導体産業や、高精度を必要とする計測加
工機械、産業用ロボット分野等に良好に適用されるもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for obtaining movement information of an object with high accuracy using a diffraction grating.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly well applied to the semiconductor industry, measuring and processing machines requiring high precision, industrial robot fields, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ICやLSIの高集積化に伴い、
集積回路パターンの微細化が年々進み、それに伴い半導
体製造用の露光装置の性能向上が進んで来た。特にマス
クとウェハの位置合わせは性能向上を図る為の重要な一
要素であるが、最近の位置合わせにおいては10nmオ
ーダーの位置合わせ精度を有する事が要求されてきてい
る。また露光装置に用いられている投影レンズ系の形状
精度もますます高精度化が要求されつつある。
2. Description of the Related Art With the high integration of semiconductor ICs and LSIs,
The miniaturization of integrated circuit patterns has progressed year by year, and the performance of exposure apparatuses for semiconductor manufacturing has been improved accordingly. In particular, the alignment of the mask and the wafer is an important factor for improving the performance, but in recent alignment, it is required to have alignment accuracy of the order of 10 nm. Further, there is an increasing demand for higher precision of the shape of the projection lens system used in the exposure apparatus.

【0003】一方コンパクトディスク、レーザーディス
ク、光メモリ、磁気ディスクメモリの高密度化は、ます
ます進みそれらに使われる機械部品や光学部品に要求さ
れる形状精度や位置ぎめ精度が年々高精度化し、それに
伴いこれらの産業用機械の加工位置ぎめ精度等が、年々
厳しくなってきている。特に光学部品の形状精度は、1
0nmのオーダーが要求されつつある。
On the other hand, the density of compact disks, laser disks, optical memories, and magnetic disk memories has been increasing more and more, and the shape accuracy and positioning accuracy required for mechanical parts and optical parts used for them have become higher year by year. Along with this, the accuracy of machining position and the like of these industrial machines have become severer year by year. Especially, the shape accuracy of optical parts is 1
The order of 0 nm is being demanded.

【0004】測長を例に取ると、古くから純機械的な物
差し、ノギス、マイクロメーター等が知られているが、
ミクロン以下の精度を問題とする、いわゆる精密計測、
加工の領域では、これらの用具は用をなさない。近年、
光を用いた測長技術は、光を光電変換し、電気的処理を
行なう事によって、客観的でスピーディな計測を可能に
したのみならず、高精度な測定を可能にした。
Taking length measurement as an example, pure mechanical rulers, vernier calipers, micrometer, etc. have long been known.
So-called precision measurement, which has a problem of accuracy of submicron,
In the area of processing, these tools are useless. recent years,
The length measurement technology that uses light not only enables objective and speedy measurement by photoelectrically converting light and performing electrical processing, but also enables highly accurate measurement.

【0005】一例として、レーザ光の波長を基準とした
光波干渉測長器が知られている。この測長器の分解能は
1nmオーダーあるが、精度(安定性)は、10nmオ
ーダーを必要とする現在の精密計測加工の水準に十分対
応できない。これは、空気中を伝搬する光波の波長が、
空気の擾乱により安定せず測長値の精度(安定性)を低
下させる為である。
As an example, there is known an optical wave interferometer with a wavelength of laser light as a reference. Although the resolution of this length measuring device is on the order of 1 nm, the accuracy (stability) cannot sufficiently meet the current level of precision measurement processing requiring the order of 10 nm. This is because the wavelength of the light wave propagating in air is
This is because it is not stable due to air turbulence and the accuracy (stability) of the length measurement value is reduced.

【0006】そこで光波干渉測長器のこの欠点を補うも
のとして、光学スケールを基準とした測長器が知られて
いる。このスケール基準方式の中で、格子の格子ピッチ
を基準とした格子干渉式測長器が10nmオーダーの分
解能が得られることが知られている。
Therefore, as a means for compensating for this drawback of the optical wave interferometer, a length meter based on an optical scale is known. It is known that, in this scale reference method, a grating interferometer-type length measuring device using the grating pitch of the grating as a reference can obtain a resolution of the order of 10 nm.

【0007】この格子干渉の基本原理については、例え
ば光学技術コンタクト(Vol.23、No.1、p
2、1985)に説明されているので、ここでは省略す
る。
Regarding the basic principle of this lattice interference, for example, optical technology contact (Vol. 23, No. 1, p.
2, 1985), and therefore omitted here.

【0008】この場合に基準となる回折格子9は、図5
に示すように、ガラスまたは金属あるいはセラミックを
基盤とし、機械的ルーリングエンジン、レーザービーム
スキャン露光、電子ビームや光リソグラフィ等を用いて
格子9gが1ミクロンオーダーのピッチで作られたもの
である。
In this case, the reference diffraction grating 9 is shown in FIG.
As shown in (1), the grating 9g is made at a pitch of 1 micron order using a mechanical ruling engine, laser beam scanning exposure, electron beam or photolithography based on glass, metal or ceramic.

【0009】この回折格子に光入射し、発生した回折光
を45°偏光方位の異なる検光子を透過させてそれぞれ
受光する等する。結果的に、回折格子の変位に伴って正
弦波振動する、90°位相の異なる正弦波信号を得る。
Light is incident on this diffraction grating, and the generated diffracted light is transmitted through analyzers having different polarization directions of 45 ° and received respectively. As a result, sinusoidal signals with different 90 ° phases, which vibrate sinusoidally with the displacement of the diffraction grating, are obtained.

【0010】この90°の位相差をもつ2つの電気信号
から、電気パルスに変換する手順について、図6で説明
する。
A procedure for converting two electric signals having a phase difference of 90 ° into electric pulses will be described with reference to FIG.

【0011】(a)、(b)の正弦波を所定のしきい値
と比較し、(c)、(d)に示す様に矩形波に波形整形
する。この矩形波の立ち上がり、立ち下がりエッジをと
らえ(e)の様にパルス信号を発生させる。
The sine waves of (a) and (b) are compared with a predetermined threshold value, and the waveform is shaped into a rectangular wave as shown in (c) and (d). By capturing the rising and falling edges of this rectangular wave, a pulse signal is generated as shown in (e).

【0012】このパルス信号をカウントすることによ
り、光波の位相変化を検出でき、光学スケールにあたる
回折格子の移動量を検出することが出来る。
By counting this pulse signal, the phase change of the light wave can be detected, and the movement amount of the diffraction grating corresponding to the optical scale can be detected.

【0013】一方このスケールの変位をこれ以上の分解
能で読み取るのはこの電気的分割方式では限界がある。
On the other hand, there is a limit in the electrical division method for reading the displacement of the scale with higher resolution.

【0014】そこで格子干渉方式に光ヘテロダイン法を
適用した例が知られている。
Therefore, an example is known in which the optical heterodyne method is applied to the grating interference method.

【0015】光ヘテロダイン法は、電気的に検出可能な
数MHzの周波数差をもつ、2つの光波のビートをディ
テクターで検出し、その信号の位相を高精度に検出する
ものである。
The optical heterodyne method is to detect the beat of two light waves having an electrically detectable frequency difference of several MHz by a detector and detect the phase of the signal with high accuracy.

【0016】図7は、格子干渉法に、この様な光ヘテロ
ダイン法を適用した例を示している。この様な方式の代
表的な例として、特開昭62−274216号に示され
るものがある。GLは、HeNeのゼーマンレーザで2
波長直交偏光光源、HMはハーフミラー、GSは移動体
と一体となった回折格子、M1、M2、M3はミラー、
PBSは偏光ビームスプリッタ、PL1、PL2は偏光
板、D1、D2はディテクター、LAは位相検出器であ
る。ゼーマン光源からのレーザー光束は、光軸を共用し
偏光面が互いに直交し、振動数差が100KHz−2M
Hz異なる2つの光束で成り立っており、この光束がハ
ーフミラーHMを透過し、ミラーM1により反射し回折
格子GSに垂直に入射する。そこで光束はGSにより回
折し、その回折光は符号の異なる2つの光束に分かれ
る。このとき、格子干渉の原理に従い進行方向に回折す
る光束は位相が進み、反対に進行方向と反対に回折する
光束は位相が遅れる。それぞれの回折光はミラーM2、
M3により反射し、偏光ビームスプリッタPBSに入射
する。偏光ビームスプリッタはP偏光は反射し、S偏光
は透過する。ゼーマンレーザからの偏光面の異なる2波
長光束はこのPBSで合波され、偏光板PL2で偏光面
を揃えた後、ビート信号となってディテクターD2で検
出される。一方ハーフミラーHMを反射した光は偏光板
PL1で偏光面を揃えた後、基準ビート信号となってデ
ィテクターD1で検出される。このディテクターD1、
D2からの出力は位相検波器LAに入射され、ここでビ
ート信号間の位相差が検出される。光へテロダインの原
理詳細は、例えば、光学第9巻第5号(1980年10
月)に説明されているのでここでは説明を省く。
FIG. 7 shows an example in which such an optical heterodyne method is applied to the grating interference method. A typical example of such a system is shown in Japanese Patent Laid-Open No. 62-274216. GL is a HeNe Zeeman laser 2
Wavelength orthogonal polarization light source, HM is a half mirror, GS is a diffraction grating integrated with a moving body, M1, M2 and M3 are mirrors,
PBS is a polarizing beam splitter, PL1 and PL2 are polarizing plates, D1 and D2 are detectors, and LA is a phase detector. The laser light flux from the Zeeman light source shares the optical axis, the polarization planes are orthogonal to each other, and the frequency difference is 100 KHz-2M.
It is composed of two luminous fluxes different in Hz, and this luminous flux passes through the half mirror HM, is reflected by the mirror M1, and is vertically incident on the diffraction grating GS. There, the luminous flux is diffracted by GS, and the diffracted light is divided into two luminous fluxes having different signs. At this time, in accordance with the principle of lattice interference, the phase of the light beam diffracting in the traveling direction is advanced, and the phase of the light beam diffracting in the opposite direction to the traveling direction is delayed. Each diffracted light is a mirror M2,
It is reflected by M3 and enters the polarization beam splitter PBS. The polarization beam splitter reflects P-polarized light and transmits S-polarized light. Two-wavelength light beams with different polarization planes from the Zeeman laser are combined by this PBS, and after the polarization planes are aligned by the polarizing plate PL2, they become beat signals and are detected by the detector D2. On the other hand, the light reflected by the half mirror HM has its polarization plane aligned by the polarizing plate PL1 and then becomes a reference beat signal which is detected by the detector D1. This detector D1,
The output from D2 is incident on the phase detector LA, where the phase difference between the beat signals is detected. For details of the principle of optical heterodyne, see, for example, Optical Volume 9, No. 5 (1980, 10
The explanation is omitted here.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとしている課題】ところで、従来方
式の構成は、ふたつの符号の異なる1次回折光をそのま
ま干渉させる方式になっていた。このことは、光学的に
は、2倍の分解能の向上しかはかれないばかりでなく、
光ヘテロダインを構成する2波長の変動に対し測長値が
影響を受けるという問題があった。
By the way, the configuration of the conventional system is a system in which two first-order diffracted lights having different signs are directly interfered with each other. This means that not only can optical resolution be doubled,
There is a problem that the length measurement value is affected by the fluctuation of the two wavelengths forming the optical heterodyne.

【0018】いま、ヘテロダインの2波長をλο、λο
+Δλとすると、λο、Δλの2つの波長の変動のう
ち、特にΔλの変動が問題となる。
Now, the two wavelengths of heterodyne are λο, λο
When + Δλ, the fluctuation of Δλ becomes a problem among the fluctuations of the two wavelengths of λο and Δλ.

【0019】例えば光ヘテロダイン用光源手段として
は、上記従来例のようなゼーマンレーザーの他に、音響
光学素子(AO)をもちいて行われている事もよく知ら
れている。
For example, it is well known that, as the light source means for optical heterodyne, an acousto-optical element (AO) is used in addition to the Zeeman laser as in the above-mentioned conventional example.

【0020】AOは、ガラス内部に超音波を伝搬させる
事により、以下の作用をもたらすものである。
AO has the following effects by propagating ultrasonic waves inside the glass.

【0021】すなわち、超音波の粗密により発生した屈
折率差で回折格子を形成する。更にこの回折格子が波面
に垂直方向に進行する。そこを横断する光束が、ラマン
ナスもしくはブラッグ回折を起こし、ドップラーシフト
を受けるものである。
That is, the diffraction grating is formed by the refractive index difference generated by the density of the ultrasonic waves. Further, this diffraction grating advances in the direction perpendicular to the wavefront. The light flux that crosses there causes Ramanus or Bragg diffraction and undergoes Doppler shift.

【0022】従って、このAOに伝搬させる超音波を駆
動するドライバーの周波数の不安定性、AO自身の超音
波の伝搬速度の温度依存性等により、シフトした波長が
変動する。このことはnmオーダーの計測には重大な問
題となる。
Therefore, the shifted wavelength fluctuates due to the instability of the frequency of the driver for driving the ultrasonic wave propagated to the AO, the temperature dependence of the propagation speed of the ultrasonic wave of the AO itself, and the like. This becomes a serious problem for measurement on the nm order.

【0023】このAOの方式ばかりでなく、セーマンレ
ーザによる2波長方式でも、Δλが変動することは一般
に知られている。
It is generally known that Δλ fluctuates not only in the AO system but also in the dual wavelength system using the Seman laser.

【0024】図7の従来例にもどってこのΔλの変動の
弊害を説明すると、Δλの変動が、その光線の回折格子
からの回折角の変動となり、もう一方の変動しない、λ
οの光線との干渉において、ビームスプリッタPBS上
での入射位置が互いにずれて合波が不良になって光強度
が変動し、この光強度に対応する電気的位相信号に影響
を与える。
Returning to the conventional example of FIG. 7, the adverse effect of the fluctuation of Δλ will be described. The fluctuation of Δλ becomes the fluctuation of the diffraction angle of the light beam from the diffraction grating, and the fluctuation of the other does not change.
In the interference with the light ray of ο, the incident positions on the beam splitter PBS are displaced from each other, the multiplexing is defective, the light intensity varies, and the electrical phase signal corresponding to this light intensity is affected.

【0025】これを詳しく説明する。この様な光学系は
回折格子の格子ピッチと光の波長によって決定される回
折角を対象にミラーM2、M3の配置及び角度が設定さ
れ、偏光ビームスプリッタPBSで両光束が良好に合波
されて干渉し、これによってディテクタD2で回折格子
の変位によって位相変化をおこすビート信号が得られ
る。ここでΔλに変動が生じると、一方の光束の波長が
変動し、回折角が変化する為に偏光ビームスプリッタP
BSへの入射位置が大幅に変化してしまう。一方、他方
の光束の偏光ビームスプリッタPBSへの入射位置は変
化しない。この為、両者は偏光ビームスプリッタPBS
上の入射位置が互いにずれて良好に合波しなくなり、干
渉が不良となってビート信号のS/N比が下がり、測長
精度が下がってしまう。
This will be described in detail. In such an optical system, the arrangement and angles of the mirrors M2 and M3 are set with respect to the diffraction angle determined by the grating pitch of the diffraction grating and the wavelength of light, and both light beams are well combined by the polarization beam splitter PBS. A beat signal that interferes with each other and causes a phase change in the detector D2 due to the displacement of the diffraction grating is obtained. When Δλ fluctuates here, the wavelength of one light beam fluctuates and the diffraction angle changes, so that the polarization beam splitter P
The incident position on the BS changes significantly. On the other hand, the incident position of the other light beam on the polarization beam splitter PBS does not change. Therefore, both are polarized beam splitter PBS
The upper incident positions deviate from each other so that they do not combine well, interference becomes poor, and the S / N ratio of the beat signal decreases, resulting in a decrease in length measurement accuracy.

【0026】以上のように、光ヘテロダイン法による格
子干渉測長器において、Δλの変動即ち、2波長間の変
動という新たな誤差要因が測長値に重大な影響を与える
ことが問題となっていた。
As described above, in the grating interferometer by the optical heterodyne method, there is a problem that a new error factor such as a variation of Δλ, that is, a variation between two wavelengths has a significant influence on the measurement value. It was

【0027】本発明は上述従来例の欠点に鑑み、2波長
間の変動による検出誤差の発生を防止した格子干渉測定
を提供する事を目的とする。
In view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, it is an object of the present invention to provide a grating interference measurement in which a detection error caused by a fluctuation between two wavelengths is prevented.

【0028】[0028]

【課題を解決する為の手段】上述目的を達成する為に本
発明は波長の異なる2種類の光を発生するための光発生
手段と、相対的に変位情報を検出するための回折格子に
前記光発生手段からの光を入射するための照明手段と、
該光を入射された前記回折格子より出射する回折光を前
記回折格子の方向へ偏向する様に配置された、入射光と
出射光の光路を同一または平行にして向きを変える偏向
手段と、該偏向手段によって偏向された光が前記回折格
子に再入射して発生する回折光を干渉させて受光し前記
2種類の光に対応するビート信号を発生するための光検
出手段と、該ビート信号の位相変化により前記回折格子
の相対的な変位情報を検出するための変位検出手段とを
設けている。又、本発明は波長の異なる2種類の光を発
生するための光発生手段と、相対的に変位情報を検出す
るための回折格子に前記光発生手段からの光を入射する
ための照明手段と、該2種類の光を入射された前記回折
格子より出射する回折光を前記回折格子の方向へ偏向し
て前記回折格子に入射させて最終的に偶数回回折された
回折光を形成する様に配置された、入射光と出射光の光
路を同一または平行にして向きを変える偏向手段と、前
記偶数回回折光を干渉させて受光し前記2種類の光に対
応するビート信号を発生するための光検出手段と、該ビ
ート信号の位相変化により前記回折格子の相対的な変位
情報を検出する変位検出手段とを設けている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a light generating means for generating two types of light having different wavelengths and a diffraction grating for relatively detecting displacement information. Illumination means for entering the light from the light generating means,
Deflecting means for arranging the light paths of the incident light and the outgoing light to be the same or parallel and arranged to deflect the diffracted light emitted from the incident diffraction grating in the direction of the diffraction grating; The light deflected by the deflecting means re-enters the diffraction grating, interferes with the diffracted light generated and is received to generate a beat signal corresponding to the two types of light, and a light detecting means of the beat signal. Displacement detecting means for detecting relative displacement information of the diffraction grating by phase change is provided. Further, the present invention includes a light generating means for generating two kinds of light having different wavelengths, and an illumination means for making the light from the light generating means incident on a diffraction grating for relatively detecting displacement information. , Diffracted light emitted from the diffraction grating to which the two kinds of light have been incident is deflected in the direction of the diffraction grating and incident on the diffraction grating to finally form diffracted light diffracted an even number of times. For arranging deflecting means for changing the directions of the incident light and the outgoing light by making the optical paths of the incident light and the outgoing light the same or parallel to each other, the even-numbered diffracted light is interfered and received to generate a beat signal corresponding to the two kinds of light. A light detecting means and a displacement detecting means for detecting relative displacement information of the diffraction grating by the phase change of the beat signal are provided.

【0029】[0029]

【作用】これにより、光束の最終的な回折格子からの出
射角は変動せず、合波状態の変化が抑制されてS/N比
が波長差変動に左右されにくく、常に高い測定精度を得
る事ができる。
As a result, the final exit angle of the light flux from the diffraction grating does not fluctuate, the change of the combined state is suppressed, and the S / N ratio is not easily influenced by the wavelength difference fluctuation, and a high measurement accuracy is always obtained. I can do things.

【0030】[0030]

【実施例】図1は本発明による第1実施例である。同図
において、1は可干渉光源であるところの半導体レーザ
ー(LD)、2は発散光束を平行光束に変換するところ
の、コリメーターレンズ、4、4′はS偏光を反射しP
偏光を透過するところの偏光ビームスプリッター、5、
5′、11は光束の方向を変えるところのミラー、3、
3′はLDの光の周波数をずらす(シフトする)ところ
のAO変調器で、透過した光束がAO変調器を通ると、
その1次回折光が、AO変調器のドライブ周波数と同じ
周波数の周波数シフトを起こすことが知られている。
FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention. In the figure, 1 is a semiconductor laser (LD) which is a coherent light source, 2 is a collimator lens for converting a divergent light beam into a parallel light beam, and 4 and 4'reflect S polarized light and P
Polarization beam splitter that transmits polarized light, 5,
5'and 11 are mirrors for changing the direction of the light flux, 3,
3'is an AO modulator that shifts (shifts) the frequency of the light from the LD. When the transmitted light flux passes through the AO modulator,
It is known that the first-order diffracted light causes a frequency shift of the same frequency as the drive frequency of the AO modulator.

【0031】6はAO変調器によって生じた不要な回折
光を取り除くためのアパーチャー、7は光束の一部を分
岐するためのハーフミラー、8、8′、8′′、
8′′′は、波面の振動方位を揃え、干渉を起こさせる
ところの偏光板、9は移動量の基準であるところの回折
格子、10、10′は、入射光の方向は変えず、向きを
変える、コーナーキューブ、12、12′はMHzの光
の強弱信号を検知できる光電変換ディテクター、13は
12、12′からの正弦波信号の位相差を検出するとこ
ろの位相検出回路、14は同様に正弦波信号のカウンタ
ー差を検出するカウンター回路、15は回路13、14
からの検出量に基づいて、回折格子9の移動量を算出す
る演算回路である。
6 is an aperture for removing unnecessary diffracted light generated by the AO modulator, 7 is a half mirror for splitting a part of the light beam, 8, 8 ', 8 ",
8 '''is a polarizing plate for aligning the vibration directions of the wavefronts and causing interference, 9 is a diffraction grating as a reference of the amount of movement, 10 and 10' do not change the direction of incident light, and The corner cube, 12, 12 'are photoelectric conversion detectors capable of detecting strong and weak signals of MHz light, 13 is a phase detection circuit for detecting the phase difference of the sine wave signals from 12, 12', and 14 is the same. A counter circuit for detecting the counter difference of the sine wave signal, 15 is a circuit 13, 14
This is an arithmetic circuit that calculates the amount of movement of the diffraction grating 9 based on the amount of detection from.

【0032】次に動作を説明する。Next, the operation will be described.

【0033】偏光面が紙面に対し45°に設定されたL
D1からの光束は、コリメーター2により平行光束にな
り偏光ビームスプリッター4により2方向に分けられ
る。そのP偏光成分は透過し、AO変調器3により1次
回折光は周波数シフトをおこす。他方偏光ビームスプリ
ッター4により反射したS偏光成分は、AO変調器3′
により同様に周波数シフトをおこす。ただしこの時の周
波数シフト量はAO変調器3と差をつけてある。それぞ
れの光束はミラー5、5′で反射し、偏光ビームスプリ
ッター4′で合波しそれぞれの1次回折光のみがアパー
チャー6を透過する。AO変調器3、3′はドライブ周
波数差を、例えば1MHzつけておくと、7で反射し、
8で偏光面を揃えた光束は、12のディテクターで1M
Hzのビート信号を得ることができる。これを基準ビー
ト信号として用いる。
L with the plane of polarization set to 45 ° with respect to the plane of the paper
The light flux from D1 is made into a parallel light flux by the collimator 2 and divided into two directions by the polarization beam splitter 4. The P-polarized component is transmitted, and the AO modulator 3 shifts the frequency of the first-order diffracted light. On the other hand, the S-polarized component reflected by the polarization beam splitter 4 is the AO modulator 3 '.
Similarly, frequency shift is caused by. However, the frequency shift amount at this time is different from that of the AO modulator 3. The respective light fluxes are reflected by the mirrors 5 and 5 ', combined by the polarization beam splitter 4', and only the respective first-order diffracted lights pass through the aperture 6. The AO modulators 3 and 3'are reflected at 7 when the drive frequency difference is set to, for example, 1 MHz,
The light flux whose polarization planes are aligned in 8 is 1M in 12 detectors.
A beat signal of Hz can be obtained. This is used as a reference beat signal.

【0034】ハーフミラー7を透過した光束はミラー1
1で反射し回折格子9に垂直に入射する。回折格子によ
り回折した光束は、即ち+n次光と−n次光(nは任意
の自然数、例えば1)は、それぞれコーナーキューブ1
0、10′に向かう。それぞれのコーナーキューブへむ
かう光束は周波数差が1MHzであるS偏光、P偏光が
重なっているが、偏光方位が互いに90°をなすため偏
光板8′、8′′により分離できる。つまり例えば8′
はS偏光、8′′はP偏光を透過させる。
The luminous flux transmitted through the half mirror 7 is reflected by the mirror 1.
It is reflected at 1 and enters the diffraction grating 9 perpendicularly. The light beams diffracted by the diffraction grating, that is, the + nth-order light and the −nth-order light (n is an arbitrary natural number, for example, 1) are respectively in the corner cube 1.
Go to 0, 10 '. The light beams traveling to the respective corner cubes are overlapped with S-polarized light and P-polarized light having a frequency difference of 1 MHz, but since the polarization directions are 90 °, they can be separated by the polarizing plates 8'and 8 ". That is, for example, 8 '
Transmits S-polarized light and 8 ″ transmits P-polarized light.

【0035】回折格子9が移動するとその移動量に応じ
た周波数シフトを受ける。例えば、図1の図面左右方向
に格子間隔(ピッチ)だけ移動するとコーナーキューブ
10に向かう方の光束は1波長だけ位相が遅れ、周波数
が下がる。一方コーナーキューブ10′に向かう光束
は、位相が1波長だけ進み、周波数が上がる。
When the diffraction grating 9 moves, it undergoes a frequency shift according to the amount of movement. For example, if the grating spacing (pitch) is moved in the left-right direction in the drawing of FIG. 1, the light flux toward the corner cube 10 is delayed in phase by one wavelength and the frequency is lowered. On the other hand, the luminous flux heading for the corner cube 10 'has a phase that advances by one wavelength and an increase in frequency.

【0036】ここでさらにコーナーキューブ10、1
0′から帰ってきた前述の±n次回折光を再び回折格子
9に再度入射させると、前述の+n次光の再回折による
+n次光と、前述の−n次光の再回折による−n次光は
それぞれの光束が第一回目に周波数(位相)シフトを起
こした方向に更に同じだけ周波数(位相)シフトをおこ
す。従ってそれぞれの光束が2波長分の周波数(位相)
シフトをお互いに反対方向に起こすため、それぞれの光
束間では結局4波長分の周波数(位相)シフトを起こす
ことになる。この2光束が合波されて回折格子より出射
する。
Here, the corner cubes 10 and 1 are further added.
When the ± n-th order diffracted light returned from 0 ′ is re-incident on the diffraction grating 9, the + n-th order light by the re-diffraction of the + n-th order light and the −n-th order by the re-diffraction of the −n-th order light. The light undergoes the same frequency (phase) shift in the direction in which each light flux undergoes the first frequency (phase) shift. Therefore, each light beam has a frequency (phase) of two wavelengths.
Since the shifts occur in the opposite directions, a frequency (phase) shift of four wavelengths is eventually generated between the respective light fluxes. The two light fluxes are combined and emitted from the diffraction grating.

【0037】コーナーキューブ10、10′からもどっ
て回折格子9で合波した光束は互いに平行となってお
り、同光路を経て、ミラー11で曲げられ偏光板
8′′′により偏光面を揃えてディテクター12に検出
される。ここでのビート信号はn=1として回折格子の
移動ピッチを1周期とする信号の4倍の位相でシフトし
ている。この位相のシフト量を、ディテクター12′に
よる1MHzの信号を基準信号として、大まかに周期の
差(粗検出)をカウンター回路で1周期毎の両信号の周
期差をカウントすることにより、又一周期内の細かな位
相(微検出)を位相検出回路で両信号の位相差を細かく
検出する事により、検出する。これにより、移動距離検
出回路15で1nmの分解能(格子ピッチ1.6μmと
して)でかつ格子の長さ、例えば数10mmのでレンジ
で検出することができる。
The light fluxes returning from the corner cubes 10 and 10 'and combined by the diffraction grating 9 are parallel to each other, and after passing through the same optical path, are bent by the mirror 11 and have their polarization planes aligned by the polarizing plate 8'''. It is detected by the detector 12. The beat signal here is shifted at a phase four times that of a signal with n = 1 and the movement pitch of the diffraction grating being one cycle. This phase shift amount is roughly determined by counting the period difference (coarse detection) between the two signals by the counter circuit by using the 1 MHz signal from the detector 12 'as a reference signal and counting the period difference between the two signals. The fine phase (fine detection) inside is detected by finely detecting the phase difference between both signals by the phase detection circuit. As a result, the moving distance detection circuit 15 can detect in a range with a resolution of 1 nm (grating pitch of 1.6 μm) and a grating length, for example, several tens mm.

【0038】ここで前述の様に2光束の波長差に変動が
生じ、一方の波長が変化した場合を考える。この光束は
第1回目の回折の回折角が変化し、回折格子9からの出
射角が変ってしまうが、コーナーキューブによって変化
した出射角と同じ角度の入射角で回折格子9に再入射す
る。この再入射光の回折角も変化するが、その変化分を
打ち消すだけ入射角が変化しているので再回折された光
束の出射角は一定である。従って2光束の再回折後は常
に平行を保ち続け、合波状態は、回折角が変ってしまっ
た場合と比較して大幅に変動を避け得る。
Here, let us consider a case where the wavelength difference between the two light fluxes fluctuates and one wavelength changes as described above. This light beam changes the diffraction angle of the first diffraction and changes the emission angle from the diffraction grating 9, but reenters the diffraction grating 9 at the same incident angle as the emission angle changed by the corner cube. The diffraction angle of the re-incident light also changes, but the incident angle changes by canceling the change, so that the exit angle of the re-diffracted light beam is constant. Therefore, after the re-diffraction of the two light beams, the two beams are kept parallel to each other, and the combined state can be largely prevented from being changed as compared with the case where the diffraction angle is changed.

【0039】この様に、本装置の構成によって2波長間
の差に変動が生じても得られるビート信号は悪影響を受
けにくく、S/N比の高い測定が可能になる。
As described above, even if the difference between the two wavelengths fluctuates due to the configuration of the present apparatus, the beat signal obtained is hardly affected, and the measurement with a high S / N ratio becomes possible.

【0040】第2の実施例を図2に示す。第1実施例で
は移動基準としての格子を透過型の回折格子としたが本
実施例では、反射型回折格子9′を用いた例をしめす。
以下、図1と同様の部材には同じ符番を冠する。本装置
も透過タイプである第1実施例と同様に2回回折をおこ
なう構成である。この構成は回折格子の片側に光学部品
を配置するためよりコンパクトになりステージ等では利
用しやすい。他の構成、動作、作用は第1実施例と同様
であり、説明は省略する。
The second embodiment is shown in FIG. In the first embodiment, the grating as the movement reference is the transmission type diffraction grating, but in this embodiment, the reflection type diffraction grating 9'is used.
Hereinafter, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. This apparatus also has a configuration in which the diffraction is performed twice as in the first embodiment which is a transmission type. This structure is more compact because the optical components are arranged on one side of the diffraction grating and is easy to use on a stage or the like. The other structure, operation, and action are similar to those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0041】第3の実施例を図3に示す。本発明の原理
をロータリーエンコーダーに適用した例である。即ち回
折格子9′′は回転軸SPを中心とした円周状に配列さ
れ、測定値は回折格子9′′の回転移動量として得られ
る様になっている。本装置ではこの外、ハーフミラー7
の透過光が、偏光ビームスプリッタ21によって、偏光
方位別(即ち周波数別)に分離されて、各々別々に回折
格子に入射している点が前述の実施例と異なっている。
偏光ビームスプリッタ21の反射光(S偏光)はλ/4
板22を通過して円偏光になり、ミラー23で反射され
て回折格子9′′に入射する。ここで+n次の透過回折
光が出射する。この+n次回折光はキャッツアイ光学系
10′′により光の進行方向をそのままにして向きを逆
にされる。この様にしてキャッツアイ光学系10′′か
らもどされた光は再び回折格子に再入射して回折され
る。透過回折光のうちの+n次光(2回+n次で回折さ
れた光)は1回目に回折格子に9′′に入射する前の光
路と同一又は平行な光路を逆進し、ミラ−を23を経て
λ/4板22に入射する。ここで今度はP偏光にされて
出射し、偏光ビームスプリッタ21を透過する。同様
に、ハーフミラー7からの光のうちの偏光ビームスプリ
ッタ21を透過する光束(P偏光)はλ/4板22′で
円偏光にされ、ミラー23′から回折格子9′′に達
し、回折格子9′′からの−n次回折光がキャッツアイ
光学系10′′′で逆進されて再入射し、再回折時の−
n次回折光が(2回−n次で回折された光)がミラ−2
3′を経、λ/4板22′でS偏光されて偏光ビームス
プリッタ21で反射される。両光束はこの様にして回折
格子で2回回折されたのちに偏光ビームスプリッタ21
で合波され、検光子8′′′で互いの45°成分のみ抽
出されてディテクター12に受光され、ビート信号が得
られる。その後の電気系は前述実施例と同様なので省略
してある。又、他の構成、動作も前述実施例と同様であ
り、説明は省略する。本実施例においても、最終的に回
折格子から出射する光束の出射角は二波長光間の波長差
に変動が発生しても変化せず、偏光ビームスプリッタ2
1面上での二光束の入射位置間では、最終的に出射角が
変動する場合に比較して、ずれ発生が大幅に抑制され
る。これにより従来より精度のよい検出が可能となる。
A third embodiment is shown in FIG. It is an example in which the principle of the present invention is applied to a rotary encoder. That is, the diffraction grating 9 ″ is arranged in a circle around the rotation axis SP, and the measured value is obtained as the rotational movement amount of the diffraction grating 9 ″. In this device, in addition to this, half mirror 7
The transmitted light of is separated by the polarization beam splitter 21 into polarization directions (that is, by frequency) and is incident on the diffraction grating separately, which is different from the above-described embodiment.
The reflected light (S polarized light) of the polarization beam splitter 21 is λ / 4.
Circularly polarized light passes through the plate 22, is reflected by the mirror 23, and enters the diffraction grating 9 ″. Here, the + nth-order transmitted diffraction light is emitted. The + n-th order diffracted light is reversed in direction by the cat's eye optical system 10 ″ while keeping the traveling direction of the light as it is. In this way, the light returned from the cat's eye optical system 10 '' is re-incident on the diffraction grating and diffracted. Of the transmitted diffracted light, the + n-th order light (light diffracted twice + n-th order) travels backward in the same or parallel optical path as the optical path before entering the diffraction grating 9 ″ for the first time, and passes through the mirror. It is incident on the λ / 4 plate 22 via 23. Here, this time, it is converted into P-polarized light, emitted, and transmitted through the polarization beam splitter 21. Similarly, a light beam (P-polarized light) of the light from the half mirror 7 which is transmitted through the polarization beam splitter 21 is circularly polarized by the λ / 4 plate 22 ′, reaches the diffraction grating 9 ″ from the mirror 23 ′, and is diffracted. The −n-order diffracted light from the grating 9 ″ is reversely traveled by the cat's eye optical system 10 ″ ″ and re-incident, and at the time of re-diffraction −
The n-th order diffracted light (twice-light diffracted at the n-th order) is mirror-2.
After passing through 3 ′, it is S-polarized by the λ / 4 plate 22 ′ and reflected by the polarization beam splitter 21. Both light fluxes are diffracted twice by the diffraction grating in this manner, and then the polarization beam splitter 21
Are combined, and the analyzer 8 '''extracts only the 45 ° components of each other and receives them by the detector 12 to obtain a beat signal. The electrical system after that is the same as that of the above-mentioned embodiment and is omitted. Further, the other configurations and operations are the same as those in the above-mentioned embodiment, and the description thereof will be omitted. Also in this embodiment, the emission angle of the light flux finally emitted from the diffraction grating does not change even if the wavelength difference between the two wavelength lights changes, and the polarization beam splitter 2
Between the incident positions of the two light fluxes on one surface, the occurrence of deviation is significantly suppressed as compared with the case where the emission angle finally changes. This enables more accurate detection than before.

【0042】図4は4回回折を行う構成に光へテロダイ
ン化した第4の実施例である。即ち、図1の装置を以下
の形態に変形する事により回折格子で4回回折された光
束同志の干渉を可能にしている。ハーフミラー7からの
透過光は回折格子9上の点P1に達する。点P1からの
+n次光は光路L11を通り、コーナーキューブC11
を経て回折格子上の点P2へ再入射する。点P2からの
+n次光は(2回回折光)は光路L21を通り、偏光板
8′′によってP.Sのいずれか(仮にPとする)の成
分のみが通過し、コーナーキューブCC3を経て回折格
子上の点P4へ再入射する。点P4からの+n次光(3
回回折光)は光路L31を通り、再びコーナーキューブ
CC1を経て回折格子上の点P6に達する。点P6から
の+n次光(4回回折光)はハーフミラー7から点P1
への光路と平行かつ逆向きに進行する。同様にして点P
1からの−n次光(1回回折)は光路とL12を通って
コーナーキューブCC2、点P3を経由し、点P3から
の−n次光(2回回折)は光路L22を通って、コーナ
ーキューブCC4、S成分通過用の偏光板8′、点P5
を経由し、点P5からの−n次光(3回回折)は光路L
32を通って、コーナーキューブCC2を経て点P6に
達し、点P6からの−n次光(4回回折)が、やはりハ
ーフミラー7から点P1の光路と平行かつ逆向きに進行
する。この様にして点6で合波された、4回+n次回折
された光束及び4回−n次回折された光はミラーMを経
て検光子8′′′で互いの45°成分が抽出され、干渉
してディテクター12に検出される。電気系は前述実施
例と同様であり省略する。この例ではn=1として光学
的に格子ピッチの8倍の感度を持つために、第1実施例
と比べると2倍の感度を持ち同様な条件の基では0.5
nmの分解能で期待できる。この例でも最終的な回折格
子からの出射角は2波長光間の波長差の変動に左右され
ず常に一定かつ互いに平行となり、最終的出射角が変化
する場合に比較して大幅に合波状態の変動を抑制でき
る。
FIG. 4 shows a fourth embodiment in which optical heterodyne is used in a structure for performing diffraction four times. That is, by modifying the apparatus of FIG. 1 into the following form, it is possible to interfere the light beams diffracted four times by the diffraction grating. The transmitted light from the half mirror 7 reaches a point P1 on the diffraction grating 9. The + n-order light from the point P1 passes through the optical path L11, and enters the corner cube C11.
And then reenters the point P2 on the diffraction grating. The + nth-order light from the point P2 (the twice-diffracted light) passes through the optical path L21 and is transmitted by the polarizing plate 8 ″ to the P.I. Only one of the components of S (provisionally P) passes and re-enters the point P4 on the diffraction grating through the corner cube CC3. + N-order light from point P4 (3
The (diffracted light) passes through the optical path L31, reaches the point P6 on the diffraction grating through the corner cube CC1 again. The + n-order light (four times diffracted light) from the point P6 is emitted from the half mirror 7 to the point P1.
Travels parallel and opposite to the optical path to. Similarly, point P
The -nth-order light (1st-order diffraction) from 1 passes through the optical path and L12 via the corner cube CC2 and the point P3, and the -nth-order light (2nd-order diffraction) from the point P3 passes through the optical path L22 and forms a corner. Cube CC4, polarizing plate 8'for passing S component, point P5
-Nth order light (three times diffraction) from point P5 via optical path L
After passing through 32, it reaches the point P6 through the corner cube CC2, and the −n-order light (fourth diffraction) from the point P6 also travels from the half mirror 7 in the direction parallel and opposite to the optical path of the point P1. In this way, the 4th + nth-order diffracted light flux and the 4th-nth-order diffracted light multiplexed at the point 6 pass through the mirror M and the analyzer 8 ″ ″ extracts mutual 45 ° components. , And they are detected by the detector 12. The electrical system is the same as that of the above-mentioned embodiment and will not be described. In this example, since n = 1 and the optical sensitivity is optically eight times the grating pitch, the sensitivity is twice as high as that of the first embodiment and 0.5 under the same conditions.
It can be expected with a resolution of nm. Also in this example, the final emission angle from the diffraction grating is always constant and parallel to each other without being influenced by the variation of the wavelength difference between the two wavelength lights, and the combined state is significantly larger than when the final emission angle changes. Can be suppressed.

【0043】この様にして、コーナーキューブ等の光の
進向の方向を変えずに向きを変える手段によって回折格
子への光入射、回折を繰り返す場合は、1光束の回折回
数が偶数回になる様にすれば上述の様な合波状態変動抑
制の効果が得られる。
In this way, when light is repeatedly incident on the diffraction grating and diffracted by the means for changing the direction of the light such as the corner cube without changing the direction of the light, the number of times of diffraction of one light beam is an even number. By doing so, the above-mentioned effect of suppressing the fluctuation of the multiplexing state can be obtained.

【0044】図8に本発明の第5実施例を示す。本発明
は第2実施例の変形である。以下第2実施例と異なる点
について述べる。アパーチャー6からの出射光は偏光ビ
ームスプリッタ31によって偏光方位別(即ち周波数
別)に分離される。透過光(ここではP偏光)はミラー
32を経て回折格子上の点PAに入射する。点PAからの
+n次回折光はコーナーキューブ10によって逆進され
回折格子上の点PBに入射する。そして点PBからの+n
次の回折光(2回回折)は、ミラー32から点PAへの
光路に平行かつ逆に進行して偏光ビームスプリッタ33
に入射、透過する。一方、点PAからの−n次回折光は
同様にコーナーキューブ10′を経て点PCに達し、点
Cからの−n次の回折光(2回回折)は、ミラー32
から点PAへの光路に平行、かつ逆に進行して偏光ビー
ムスプリッタ33′に入射、透過する。ここで、偏光ビ
ームスプリッタ31の反射光(ここではS偏光)は、光
路長調整用のコーナーキューブ10′′を経てハーフミ
ラー34に入射し、ハーフミラー34の反射光は偏光ビ
ームスプリッタ33へ、又、透過光はミラ−35を経て
偏光ビームスプリッタ33′へ、それぞれ入射、反射し
て前述の回折光とそれぞれ光路長を等しくされた状態で
合波される。合波され干渉した光はそれぞれディテクタ
ー12,12′で検出され、各々に対応したビート信号
が検出される。各ビート信号は、回折格子9′が1ピッ
チ移動すると互いに位相が4周期ずれるので、このビー
ト信号を用いて第1実施例と同様に位相検出回路13に
よって細かな位相差を検出し、カウンター回路14で1
周期毎に位相差をカウントする事で、移動距離演算回路
15で回折格子の相対変位量を高精度かつ広域に検出す
る事ができる。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention. The present invention is a modification of the second embodiment. The points different from the second embodiment will be described below. Light emitted from the aperture 6 is separated by the polarization beam splitter 31 into polarization directions (that is, frequencies). The transmitted light (here, P-polarized light) enters the point P A on the diffraction grating through the mirror 32. The + nth-order diffracted light from the point P A is retreated by the corner cube 10 and enters the point P B on the diffraction grating. And + n from the point P B
The next diffracted light (twice diffracted) travels in parallel and in the opposite direction to the optical path from the mirror 32 to the point P A and travels to the polarization beam splitter 33.
Incident on and transmitted through. On the other hand, -n-order diffracted light from the point P A is likewise reached the point P C through the corner cube 10 ', -n th order diffracted light from the point P C (2 times diffraction), the mirror 32
From the point P A to the point P A , and travels in the opposite direction to the polarization beam splitter 33 ′ and is transmitted therethrough. Here, the reflected light of the polarization beam splitter 31 (here, S-polarized light) enters the half mirror 34 through the corner cube 10 ″ for optical path length adjustment, and the reflected light of the half mirror 34 enters the polarization beam splitter 33. Further, the transmitted light passes through the mirror 35, enters and is reflected by the polarization beam splitter 33 ', and is combined with the above-mentioned diffracted light in the same optical path length. The combined and interfered light is detected by the detectors 12 and 12 ', and the beat signal corresponding to each is detected. Since the phases of the beat signals are shifted from each other by 4 cycles when the diffraction grating 9'moves by 1 pitch, a fine phase difference is detected by the phase detection circuit 13 using the beat signals, and the counter circuit is used. 1 in 14
By counting the phase difference for each cycle, the moving distance calculation circuit 15 can detect the relative displacement amount of the diffraction grating in a wide range with high accuracy.

【0045】この実施例においてもP偏光側の光束の回
折格子からの最終的な出射角は波長が変動しても変化し
ない(S偏光側は波長にかかわらず光路は一定)ので、
前述と同様合波状態の変動を抑制する事ができる。
Also in this embodiment, the final exit angle of the P-polarized light from the diffraction grating does not change even if the wavelength changes (the S-polarized light has a constant optical path regardless of the wavelength).
Similar to the above, it is possible to suppress the fluctuation of the combined state.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、光へテロダインを
用いた格子干渉測長機において、少なくても2回以上偶
数回、光束を回折させて、干渉させることにより、分解
能を向上できるばかりでなく、精度の向上が実現でき、
性能をあげることができる。
As described above, in the grating interferometer using the optical heterodyne, the resolution can be improved not only by diffracting and interfering the light flux at least twice or more even times. The accuracy can be improved,
Performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図5】回折格子の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a diffraction grating.

【図6】電気パルス変換を説明する為のグラフである。FIG. 6 is a graph for explaining electric pulse conversion.

【図7】従来例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図8】本発明第5実施例の概略図である。FIG. 8 is a schematic view of a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コヒーレント光源 3、3′ AO変調器 4、4′ 偏光ビームスプリッター 9 回折格子 8、8′、8′′′ 偏光板 12、12′ 光ディテクター 13 位相検出回路 15 移動距離演算回路 1 Coherent light source 3, 3'AO modulator 4, 4'Polarizing beam splitter 9 Diffraction grating 8, 8 ', 8 "' Polarizing plate 12, 12 'Optical detector 13 Phase detection circuit 15 Moving distance calculation circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波長の異なる2種類の光を発生するため
の光発生手段と、相対的に変位情報を検出するための回
折格子に前記光発生手段からの光を入射するための照明
手段と、該光を入射された前記回折格子より出射する回
折光を前記回折格子の方向へ偏向する様に配置された、
入射光と出射光の光路を同一または平行にして向きを変
える偏向手段と、該偏向手段によって偏向された光が前
記回折格子に再入射して発生する回折光を干渉させて受
光し前記2種類の光に対応するビート信号を発生するた
めの光検出手段と、該ビート信号の位相変化により前記
回折格子の相対的な変位情報を検出するための変位検出
手段とを有することを特徴とする格子干渉測定装置。
1. A light generating means for generating two types of light having different wavelengths, and an illuminating means for allowing light from the light generating means to enter a diffraction grating for relatively detecting displacement information. Arranged so as to deflect the diffracted light emitted from the diffraction grating to which the light is incident, in the direction of the diffraction grating,
The deflecting means for changing the directions of the incident light and the outgoing light by making the optical paths the same or parallel, and the diffracted light generated by the light deflected by the deflecting means re-incident on the diffraction grating are received by interfering with each other. Grating having a light detecting means for generating a beat signal corresponding to the light and a displacement detecting means for detecting relative displacement information of the diffraction grating by a phase change of the beat signal. Interferometer.
【請求項2】 波長の異なる2種類の光を発生するため
の光発生手段と、相対的に変位情報を検出するための回
折格子に前記光発生手段からの光を入射するための照明
手段と、該2種類の光を入射された前記回折格子より出
射する回折光を前記回折格子の方向へ偏向して前記回折
格子に入射させて最終的に偶数回回折された回折光を形
成する様に配置された、入射光と出射光の光路を同一ま
たは平行にして向きを変える偏向手段と、前記偶数回回
折光を干渉させて受光し前記2種類の光に対応するビー
ト信号を発生するための光検出手段と、該ビート信号の
位相変化により前記回折格子の相対的な変位情報を検出
するための変位検出手段とを有することを特徴とする格
子干渉測定装置。
2. A light generating means for generating two kinds of light having different wavelengths, and an illuminating means for making light from the light generating means incident on a diffraction grating for relatively detecting displacement information. , Diffracted light emitted from the diffraction grating to which the two kinds of light have been incident is deflected in the direction of the diffraction grating and incident on the diffraction grating to finally form diffracted light diffracted an even number of times. For arranging deflecting means for changing the directions of the incident light and the outgoing light by making the optical paths of the incident light and the outgoing light the same or parallel to each other, the even-numbered diffracted light is interfered and received to generate a beat signal corresponding to the two kinds of light. A grating interference measuring apparatus comprising: a light detecting unit; and a displacement detecting unit for detecting relative displacement information of the diffraction grating based on a phase change of the beat signal.
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