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公開番号2024179549
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098481
出願日2023-06-15
発明の名称レーザ干渉計
出願人株式会社ナ・デックス
代理人名古屋国際弁理士法人
主分類G01B 9/02015 20220101AFI20241219BHJP(測定;試験)
要約【課題】サンプリング周波数を大きくする手法とは異なる手法にて、計測可能な計測距離を拡大可能なレーザ干渉計の一例を開示する。
【解決手段】参照光を複数に分割し、それら複数の参照光と測定光との干渉を利用して演算距離を演算して計測距離を決定する。これにより、当該レーザ干渉計(計測装置)20では、サンプリング周波数を大きくすることなく、計測可能な計測距離を拡大可能となり得る。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
チャープされたパルス光を、参照ミラーに向かう参照光と計測対象物に向かう測定光とに分割し、当該参照光と当該測定光とを利用して予め設定された基準位置と計測対象物との距離を計測するレーザ干渉計において、
前記参照ミラーで反射した参照光及び計測対象物で反射した測定光が入射する合波部であって、当該入射した光を合波させて干渉光を生成する合波部と、
前記干渉光を検出するとともに、当該検出結果に基づいて前記距離を算出する演算検出部とを備え、
前記合波部に入射する参照光の光路として、少なくとも第１分割光路、第２分割光路及び第３分割光路が設けられており、
さらに、前記第１分割光路の光路長と前記第２分割光路の光路長との差と、前記第２分割光路の光路長と前記第３分割光路の光路長との差が異なっている
レーザ干渉計。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記合波部は、
前記複数の分割光路から出射する複数の光を合波させて合波参照光を生成する第１合波部、及び
前記合波参照光と計測対象物で反射した前記測定光とを合波させて前記干渉光を生成する第２合波部を有して構成されている請求項１に記載のレーザ干渉計。
【請求項３】
チャープされたパルス光を、前記参照ミラーに向かう参照光と計測対象物に向かう測定光とに分割する第１分割部と、
前記参照ミラーで反射された参照光を、前記第１分割光路に入射させる光、前記第２分割光路に入射させる光、及び第３分割光路に入射させる光に分割する第２分割部と
を備える請求項１又は２に記載のレーザ干渉計。
【請求項４】
計測対象物に向かう測定光を当該計測対象物上の所望の位置に走査する走査機構を備える請求項３に記載のレーザ干渉計。
【請求項５】
前記複数の分割光路にて発生する温度ドリフトを補正する温度補正部を備える請求項３に記載のレーザ干渉計。
【請求項６】
前記合波部、前記第１分割部及び前記第２分割部のうち少なくとも１つは、光ファイバーカプラ又は光ファイバースプリッタで構成する請求項３に記載のレーザ干渉計。
【請求項７】
チャープされたパルス光を、参照ミラーに向かう参照光と計測対象物に向かう測定光とに分割し、当該参照光と当該測定光とを利用して予め設定された基準位置と計測対象物との距離を計測するレーザ干渉計において、
前記参照ミラーで反射した参照光及び計測対象物で反射した測定光が入射する合波部であって、当該入射した光を合波させて干渉光を生成する合波部と、
前記干渉光を検出するとともに、当該検出結果に基づいて前記距離を算出する演算検出部とを備え、
前記合波部に入射する参照光の光路として、少なくとも第１分割光路及び第２分割光路が設けられており、
さらに、前記第１分割光路の光路長と前記第２分割光路の光路長とが異なっている
レーザ干渉計。
【請求項８】
レーザ光を計測対象物に照射するレーザ加工装置と、
チャープされたパルス光を、参照ミラーに向かう参照光と計測対象物に向かう測定光とに分割し、当該参照光と当該測定光とを利用して予め設定された基準位置と計測対象物との距離を計測するレーザ干渉計と、
前記レーザ干渉計の計測結果に基づいて前記レーザ加工装置を制御する制御装置とを具備し、
前記レーザ干渉計は、
前記参照ミラーで反射した参照光及び計測対象物で反射した測定光が入射する合波部であって、当該入射した光を合波させて干渉光を生成する合波部と、
前記干渉光を検出するとともに、当該検出結果に基づいて前記距離を算出する演算検出部とを備え、
前記合波部に入射する参照光の光路として、少なくとも第１分割光路、第２分割光路及び第３分割光路が設けられており、
さらに、前記第１分割光路の光路長と前記第２分割光路の光路長との差と、前記第２分割光路の光路長と前記第３分割光路の光路長との差が異なっている
レーザ加工システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、基準位置と計測対象物との距離を計測するレーザ干渉計に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザ干渉計は、同一の光源から出射された参照光と測定光とを重ね合わせる（以下、「合波する」ともいう。）際に発生する光の干渉を利用して距離を計測する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、参照光は、参照ミラーで反射した光である。測定光は、計測対象物で反射した光である。このため、参照光の光路長と測定光の光路長とで光路長に差が生じるため、参照光と測定光とが合波したときに２つの光に位相差が生じ、光の干渉が発生する。
【０００４】
つまり、参照光と測定光とが合波した光は、干渉縞に相当する波形を有する光（以下、干渉光という。）となる。そして、レーザ干渉計は、当該干渉光の波形（以下、干渉波形という。）を計測することにより、基準位置と計測対象物との距離を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－２８０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係るレーザ干渉計では、干渉波形を計測して距離を算出するので、計測可能な距離を拡大するには、干渉波形を取得する際のサンプリング周波数を大きくする必要がある。しかし、サンプリング周波数を大きくすることは、レーザ干渉計の製造原価上昇、及び新たな技術的な課題を招くおそれが高い。
【０００７】
本開示は、上記点に鑑み、サンプリング周波数を大きくする手法とは異なる手法にて、計測可能な計測距離を拡大可能なレーザ干渉計の一例を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
チャープされたパルス光を、参照ミラー（２３Ａ）に向かう参照光と計測対象物に向かう測定光とに分割し、予め設定された基準位置と計測対象物との距離を計測するレーザ干渉計は、例えば、以下の構成要件のうち少なくとも１つを備えることが望ましい。
【０００９】
すなわち、当該構成要件は、参照ミラー（２３Ａ）で反射した参照光及び計測対象物で反射した測定光が入射する合波部（２３Ｆ、２５）であって、当該入射した光を合波させて干渉光を生成する合波部（２３Ｆ、２５）と、干渉光を検出するとともに、当該検出結果に基づいて距離を算出する演算検出部（２６）とである。
【００１０】
そして、合波部（２３Ｆ、２５）に入射する参照光の光路として、少なくとも第１分割光路（ＲＬ１）、第２分割光路（ＲＬ２）及び第３分割光路（ＲＬ３）が設けられており、さらに、第１分割光路（ＲＬ１）の光路長と第２分割光路（ＲＬ２）の光路長との差と、第２分割光路（ＲＬ２）の光路長と第３分割光路（ＲＬ３）の光路長との差が異なっていることが望ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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