JPH0961109A

JPH0961109A - 光波干渉測定装置

Info

Publication number: JPH0961109A
Application number: JP7215579A
Authority: JP
Inventors: Hirochika Shinjiyou; 啓慎新城; Jun Kawakami; 潤川上
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1995-08-24
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】様々な段差に対して、固定した光学系を介し
て常に最良のコントラストを有する微分干渉像を得るこ
とができない。【解決手段】周波数ω₁の第１の光と周波数ω₁とは異
なる周波数ω₂の第２の光とを出射する光源部１００
と、第１の光の一部を参照光路に導き、第１の光の残り
の光及び第２の光を測長光路に導く光分離手段１２４
と、第１の光で測長光路に配置された測定対象物１８３
の光路長Ｄ（ω₁）を検出する第１光学系と、第１の光
と第２の光とを用いて、第２の光で検出した場合の測定
対象物１８３の光路長Ｄ（ω₂）と、Ｄ（ω₁）と、の差
に相当する〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕を検出する第２光
学系と、Ｄ（ω₁）と〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕と
（１）式を用いて、測定対象物の幾何学的距離Ｄを求め
る演算処理手段２０２とを有する。【数１】Ｄ＝Ｄ（ω₁）−Ｋ（ω₁）〔Ｄ（ω₂）−Ｄ
（ω₁）〕／〔Ｋ（ω₂）−Ｋ（ω₁）〕・・・（１）〔ただし、Ｋ（ω）は屈折率の波長分散特性を表すあら
かじめ求めた関数である〕

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度な変位計測
を行うための光波干渉測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、物体の長さ、変位、密度等の測定
を行うために光波を用いた干渉測定装置が使われてい
る。しかしながら、空気中及び他の気体中で光波による
干渉測定を行う場合に、温度や気圧等の測定環境の変化
に起因する局所的な屈折率の変動によって測定精度が低
下するという問題点がある。

【０００３】このような屈折率の変動の影響を低減させ
るため、本発明者等は未公開ではあるが、特願平７−１
５３４２０号の明細書及び図面において、屈折率の変動
の影響を補正するための手段を備えた光波干渉測定装置
を提案した。この光波干渉測定装置を図９を用いて簡単
に説明する。図９の光波干渉測定装置は、移動鏡１８３
の光軸方向の変位を測定するための光源１０２と、光路
上の空気やその他の気体における屈折率ｎの変動を測定
するための光源１０１とを使用している。

【０００４】光源１０２は周波数ω₁の光とそれに垂直
な偏光方位を持つわずかに周波数の異なる周波数ω₁’
の光とを出射し、また、光源１０１は周波数ω₁、ω₁’
とは異なる周波数ω₂の光と周波数ω₃（＝２ω₂）の光
を出射する。周波数ω₂、ω₃の光はダイクロイックミラ
ー（以下、ＤＭと称す）等の波長結合素子１４４でほぼ
同軸にされ、さらに、波長結合素子１４１で３波長の光
〔周波数ω₁（ω₁’を含む）、ω₂、ω₃の光）はほぼ同
軸に調整され偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと称
す）１２４に入射する。ＰＢＳ１２４は前述の３波長の
光を各々の光の偏光方位に応じて固定鏡１８２側の参照
光路と、移動鏡１８３側の測長光路とに分割する。この
とき、周波数ω₁の光だけがＰＢＳ１２４で反射されて
参照光路へ入射し、周波数ω₁’、ω₂、ω₃の光はＰＢ
Ｓ１２４を透過し測長光路へと入射するように、光源１
０１、１０２は配置されている。

【０００５】尚、図９の装置は測長光路にのみ光源１０
１からの２つの周波数の光を通しているため、測長光路
における屈折率の変動はモニタをすることができるが、
参照光路における屈折率の変動はモニタをすることがで
きない。従って、参照光路における屈折率の変動を極力
抑えるようにエアチューブ４００で参照光路を覆ってあ
る。

【０００６】ＰＢＳ１２４は総合の消光比をあげるため
にＰＢＳ１２５、１２６を含めて３段構成になってお
り、また、測長の精度低下の原因となるクロストークを
抑えるために周波数フィルター１７２が挿入されてい
る。周波数フィルター１７２は周波数ω₂、ω₃の光を吸
収し、周波数ω₁、ω₁’の光を透過するものである。そ
れぞれの光はＰＢＳ１２４、λ／４板１６４、１６５、
周波数フィルター１７２、固定鏡１８２、移動鏡１８
３、コ−ナーキューブ１８１、１８４により、それぞれ
の光路を２回通過し、その後、それぞれの光はＰＢＳ１
２４からほぼ同軸でＤＭ等からなる波長分離素子１４２
へ出射する。

【０００７】その後、周波数ω₁、ω₁’の光は波長分離
素子１４２を透過することにより、他の周波数の光から
分離されて検出器２１２に入射し測長信号４０２とな
る。また、光源１０２から出射した光は、ビームスプリ
ッタ（以下、ＢＳと称す）１３１によってその一部が反
射され、ＢＳ１３１で反射された光は検出器２１１に入
射し参照信号４０１となる。この参照信号４０１と、測
長信号４０２とは位相計２０１に入力され、位相計２０
１は入力された２つの信号から移動鏡の変位量Ｄ
（ω₁）を演算し、変位量Ｄ（ω₁）に相当する変位信号
４０４を演算器２０２に出力する。この時、変位量Ｄ
（ω₁）の測定はヘテロダイン法を用いている。ここ
で、この測定した変位量Ｄ（ω₁）は上述の通り、空気
の屈折率変動による誤差成分を含んでいる。

【０００８】一方、周波数ω₂、ω₃の光は波長分離素子
１４２を反射することにより、周波数ω₁、ω₁’の光と
分離された後、ＳＨＧ変換素子１９１に入射する。周波
数ω ₂の光はＳＨＧ変換素子１９１によって第二高調波
に変換され、周波数ω₃の光と干渉する。この干渉光
は、検出器２１８に入射し、干渉信号４０３として位相
計２０３に入力される。位相計２０３は干渉信号４０３
から測長光路を通った周波数ω₂、ω₃の２つの周波数の
光の位相差Ｄ（ω₃）−Ｄ（ω₂）を演算し、Ｄ（ω ₃）
−Ｄ（ω₂）に相当する位相差信号４０５を演算器２０
２に出力する。この時、位相差Ｄ（ω₃）−Ｄ（ω₂）の
測定はホモダイン法を用いており、位相差Ｄ（ω₃）−
Ｄ（ω₂）は屈折率の変動を測定するために用いられ
る。

【０００９】演算器２０２は移動鏡１８３の変位量Ｄ
（ω₁）に相当する変位信号４０４と、屈折率ｎの変動
による光路長の変化の測定値〔Ｄ（ω₃）−Ｄ（ω₂）〕
に相当する位相差信号４０５とを入力し、次式の演算を
行うことによって真の変位量（幾何学的な距離）Ｄを求
めている。Ｄ＝Ｄ（ω₁）−Ａ〔Ｄ（ω₃）−Ｄ（ω₂）〕・・・（２）但し、Ａ＝Ｋ（ω₁）／〔Ｋ（ω₃）−Ｋ（ω₂）〕尚、Ｋ（ω₁）、Ｋ（ω₂）、Ｋ（ω₃）は、それぞれの
周波数ωに応じた波長分散特性を表す関数である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
光波干渉測定装置では測長及び屈折率の変動の測定のた
めに３つの周波数の光を用いているため、ＤＭやＰＢＳ
等の光学素子の薄膜設計や光学系の設計などが非常に複
雑になるという問題点があった。つまり、光学素子は、
使用する光の周波数に応じて特性が異なるため、使用す
る光の種類が増加するほど光学素子の設計や光学系の設
計が複雑になるのである。

【００１１】本発明の目的は、上述のような３波長にお
ける光学系及び光学素子の設計上の複雑さを簡単にする
ことの可能な光波干渉測定装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明の光波
干渉測定装置は、光源から出射する２つの周波数の光の
うち、一方の光で被測定対象の変位測定を行い、一方の
光と他方の光とを用いて屈折率の変動を測定する。従っ
て、参照光路には光源から出射される光のうち前記一方
の光のみを通し、測長光路には２つの周波数の光をとも
に通す。つまり、測長光路中における空気の屈折率の変
動のみを測定し、参照光路中における空気の屈折率の変
動を測定しないようにする。

【００１３】

【発明の実施形態】まずはじめに、本発明における測定
の原理について簡単に説明する。一般に屈折率ｎは、Ｎ
を空気の密度、Ｋ（ω）を波長分散特性を表す関数とし
て、

【００１４】

【数３】ｎ＝１＋ＮＫ（ω）・・・（３）と表される。それぞれの周波数ω₁、ω₂における屈折率
をｎ₁、ｎ₂、とし、その時の光路長をそれぞれＤ
（ω₁）、Ｄ（ω₂）とし、幾何学的距離をＤとすると、
（３）式を用いてそれぞれの周波数における光路長は次
式により表される。

【００１５】

【数４】Ｄ（ω₁）＝ｎ₁Ｄ＝〔１＋ＮＫ（ω₁）〕Ｄ・・・（４）

【００１６】

【数５】Ｄ（ω₂）＝ｎ₂Ｄ＝〔１＋ＮＫ（ω₂）〕Ｄ・・・（５）上式の辺々を引くと、

【００１７】

【数６】Ｄ（ω₁）−Ｄ（ω₂）＝ＮＤ〔Ｋ（ω₁）−Ｋ（ω₂）〕・・・（６）また、（４）式より、

【００１８】

【数７】Ｎ＝〔Ｄ（ω₁）−Ｄ〕／ＤＫ（ω₁）・・・（７）であるから、幾何学的距離Ｄを整理すると、

【００１９】

【数８】Ｄ＝Ｄ（ω₁）−Ａ〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕・・・（８）ただし、Ａ＝Ｋ（ω₁）／〔Ｋ（ω₂）−Ｋ（ω₁）〕で
ある。ここで係数Ａは空気の構成比率が変わらなければ
定数と見なせることがわかる。また、（８）式の表す意
味であるが、幾何学的距離Ｄを求めるのに、右辺第１項
の周波数ω₁の光で測定した光路長Ｄ（ω₁）を、右辺第
２項の屈折率の分散により生じる光路長差の変化で補正
していることを示す。尚、（８）式は幾何学的な距離Ｄ
のみを導き出すものではなく、（８）式中のＤ
（ω₁）、Ｄ（ω₂）をそれぞれの周波数における光路長
の変化として検出することにより被検物体の変位Ｄをも
導き出すものでもある。つまり、本発明で幾何学的距離
または光路長と言う場合はそれぞれの変位を含むもので
ある。

【００２０】本発明では、（８）式のＤ（ω₁）及び
〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕をそれぞれ検出する手段を持
ち、この検出結果を（８）式により演算することで幾何
学的距離Ｄを求めるものである。次に図面を用いて上述
のＤ（ω₁）及び〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕をそれぞれ
検出する手段の具体的な構成等を示す実施形態を説明す
る。

【００２１】図１は本発明の光波干渉測定装置の１つの
実施形態を示す光学系の図である。光源部１００は２つ
の周波数ω₁、ω₂の光を出射するものであり、具体的に
は図２に示される構成である。図２の光源１０１は例え
ばヨウ素の吸収線を利用した周波数安定化レーザーであ
り、内部には第二高調波変換素子等が配置されている。
光源１０１からは周波数ω₁の光３０１（基本波：以
下、ＦＮＤと称す）と、周波数ω₁の２倍の周波数ω₂を
持った光３０２（第二高調波：以下、ＳＨＧと称す）が
出射される。光源１０１は、具体的には、基本波（ＦＮ
Ｄ）の波長が１０６４ｎｍで強度が２００ｍＷであり、
第二高調波（ＳＨＧ）の波長が５３２ｎｍで強度が１０
０ｍＷであるものを用いた。周波数ω₁の光３０１はλ
／２板１６１によりその偏光方位が自由に変えられるよ
うになっている。λ／２板１６１を通過した光は偏光ビ
ームスプリッタ（ＰＢＳ）１２１により、紙面と垂直な
偏光方位（以下、ｓ−偏光）を持つ光３０３と紙面と平
行な偏光方位（以下、ｐ−偏光）を持つ光３０４に分け
られる。このとき、λ／２板１６１を回転させることで
光３０３と光３０４の強度比を適当な強度になるように
調節することが好ましく、ここでは光３０３に対して光
３０４の強度が約１００倍となるようにした。光３０３
及び光３０４は、それぞれ音響光学素子（ＡＯＭ）から
なる周波数シフタ１１２、１１３によりそれぞれわずか
に異なった周波数シフトを受け、周波数ω₁₁（＝ω₁＋
Δω₁）を持った光３０５と、周波数ω₁₂（＝ω₁＋Δω
₁’）を持った光３０６となる。ここで、光３０３と光
３０４との周波数に変調をかける理由はヘテロダイン法
を用いて測定するためである。また、ヘテロダイン法を
用いる理由は光源の光強度の変化に強い測定周波数
の帯域制限が容易である移動鏡１８３の移動方向の判
別が容易である等である。特に、の測定周波数の帯域
制限については測定周波数を測定環境の雑音レベルの大
きい周波数帯域からはずすことが可能となるように、こ
こではΔω₁の周波数が１０．１ＭＨｚとなるように
し、Δω₁’の周波数が１０ＭＨｚとなるようにした。
光３０５、３０６はＰＢＳ１２２でほぼ同軸になるよう
に結合され、ビームスプリッタ（ＢＳ）１３１で２つの
偏光方位の光３０５、３０６ともに１部が反射され（光
３０８、光３０９）、偏光板付きの検出器２１１に入力
する。尚、不図示の偏光板の偏光方位は光３０８、３０
９に対して４５度となるように配置され、光３０８、３
０９は偏光板を通過することにより干渉し、その周波数
差δ（＝Δω₁−Δω₁’）に等しいビート信号が図１の
測長検出装置２０１に参照信号４０１として入力され
る。ここで、参照信号４０１を得る方法としては図３に
示すようにしても良い。図２では光３０５と光３０６と
のビート信号を得るために２つの光の干渉光を検出器２
１１で得ているのに対して、図３では周波数シフタ１１
２、１１３を駆動するための駆動周波数の差をビート信
号して取り出し、この信号を参照信号４０１として用い
ている。尚、周波数シフタ１１２、１１３を駆動する駆
動周波数は、それぞれが前述のΔω₁、Δω₁’に対応し
ている。尚、図３におけるその他の構成は図２と同様で
あるため説明を省略する。

【００２２】一方、周波数ω₂の光３０２は周波数シフ
タ１１１に入射し、Δω₁及びΔω₁’の２倍の周波数と
は異なる周波数シフトを受け周波数ω₂₁（＝ω₂＋Δ
ω₂）を持つｐ−偏光の光３０７となる。尚、光３０２
に対する変調も上述のヘテロダイン法を用いるためであ
り、Δω₂は１８ＭＨｚとした。ＢＳ１３１を透過した
光３１０、光３１１と光３０７は、波長結合素子１４１
により３つの光がほぼ同軸になるように調整され、図１
のＰＢＳ１３２に向かう。

【００２３】ＰＢＳ１３２に入射した３つの光３０７、
３１０、３１１のうち、ｐ−偏光の周波数ω₁₂の光３１
０及び周波数ω₂₁の光３０７はＰＢＳ１３２によりその
強度の約１／４を反射し（光３１３：周波数ω₁₂、光３
１２：周波数ω₂₁）、光３１０、３０７の残りの光とｓ
−偏光の光３１１は透過する（光３２０：周波数ω₁₁、
光３２１：周波数ω₁₂、光３２２：周波数ω₂₁）。

【００２４】また、このＰＢＳ１３２の代わりにＢＳを
用いても良い。この時は反射光側（ＢＳ１３３側）にＰ
ＢＳを配置し、不必要なｓ−偏光の光をカットすれば良
い。また、ＢＳで反射される光と透過する光の比率も適
当な値とすることができる。ＰＢＳ１３２で反射した２
つの光３１２、３１３はＢＳ１３３でそれぞれ一部反射
され、反射した２つの光はさらにＤＭ等からなる波長分
離素子１４２により周波数ω₁₂の光３１４と周波数ω₂₁
の光３１５に分離され、光源１０１の出射光方向を検出
する位置モニタ２１３、２１４にそれぞれ入射する。こ
れは光源から出射する光の出射方向が変わると測長値も
変わるので、この位置モニタの出力を使って測長値を補
正するためである。尚、位置モニタ２１３、２１４は光
電変換部を備えたものであり、光電変換部に入射する光
の位置を検出するものである。尚、この光源から出射す
る光の出射方向の変動に起因する測定値の補正方法につ
いては後述する。

【００２５】ＢＳ１３３を透過した光３１６、３１７は
ＳＨＧ変換素子１９１に入射し、ＦＮＤ光である光３１
７が波長変換され周波数ω₁₂’（＝２ω₁₂）の光３１９
となり、ＳＨＧ変換素子１９１を通過したＳＨＧ光であ
る周波数ω₂₁の光３１８と干渉する。その干渉光を検出
器２１７で測定し、検出器２１７は空気の屈折率変動に
より生じる光路長変化を測定する位相計２０３にその干
渉光に応じたゆらぎ参照信号４０７を出力する。

【００２６】一方、ＰＢＳ１３２を透過した３つの光３
２０（周波数ω₁₁）、光３２１（周波数ω₁₂）、光３２
２（周波数ω₂₁）は干渉部２００に入射する。この干渉
部２００の具体的な構成は図４に示す。光３２０、３２
１、３２２はＰＢＳ１２４に入射し、ｓ−偏光を持つ光
３２３だけが参照光路に反射される。このとき、ＰＢＳ
１２４ではｐ−偏光であるＳＨＧ光は理想的には反射さ
れないが、実際にはＰＢＳの消光比に応じてＰＢＳ１２
４でｐ−偏光の光も反射される。ここで、ＰＢＳ１２４
で反射されるｐ−偏光の光はＦＮＤ光とＳＨＧ光とがあ
るが、屈折率の変動を検出するための検出器２１８に入
射する光はＳＨＧ変換素子１９２を透過した光である。
そして、ＦＮＤ光に関してはＳＨＧ変換されたもののみ
を測定に用いるが、本実施の形態の場合、ＳＨＧ変換の
変換効率が１％未満程度であるため、不必要なＦＮＤ光
の強度は十分に低減され、測定誤差とはなりにくい。し
かし、ＳＨＧ光に関しては前述のようなＳＨＧ変換が行
われないため、ＰＢＳ１２４で反射された不必要なＳＨ
Ｇ光の強度が低減されずに検出器２１８に入射するの
で、屈折率変動の測定精度に大きく影響する可能性があ
る。従って、ＰＢＳ１２４で反射したわずかなＳＨＧ光
はＳＨＧカットフィルタ（周波数フィルタ）１７１で除
去または低減される。反射したＦＮＤ光３２３はＦＮＤ
用λ／４板１６２を透過し、固定鏡１８２によりほぼ同
軸で反射され再びλ／４板１６２を透過する。このと
き、ＦＮＤ光３２３はλ／４板１６２を２度通過するこ
とによって、その偏光方位は９０度回転するためｐ−偏
光となってＰＢＳ１２４、１２５を透過する。その後、
ＳＨＧカットフィルタ（周波数フィルタ）１７２を透過
し、コーナーキューブ１８１で反射された後、再びＰＢ
Ｓ１２５、１２４を透過して参照光路に入射する。再度
参照光路に入射した光３２３は固定鏡１８２で反射し、
上述と同様にλ／４板１６２を２度通過することによっ
て、偏光方位が９０度回転してｓ−偏光としてＰＢＳ１
２４に戻ってくる。そして、光３２３はＰＢＳ１２４で
反射され図１のＰＢＳ１２３へ出射する（光３２６）。
ここで、参照光路は屈折率の変動をモニタしないため、
光路全体をエアチューブ４００で覆うことにより、参照
光路上で生じる局所的な屈折率変動が抑えられるように
構成されている。

【００２７】一方、ＰＢＳ１２４を透過したｓ−偏光の
光３２４（周波数ω₂₁）、光３２５（周波数ω₁₂）は、
ＦＮＤ光とＳＨＧ光の２波長に対応するλ／４板１６３
を透過し、移動鏡１８３で反射され、再度λ／４板１６
３を透過することによって偏光方位が９０度回転してｓ
−偏光となり、ＰＢＳ１２４で反射される。ＰＢＳ１２
４で反射された光３２４、３２５は、ＰＢＳ１２５、１
２６で反射され、コーナーキューブ１８４に入射する。
光３２４、３２５はコーナーキューブ１８４で反射さ
れ、再度ＰＢＳ１２６、１２５、１２４で反射され測長
光路へ入射する。測長光路に再度入射した光３２４、３
２５はλ／４波長板１６３を透過した後、移動鏡１８３
で反射され、再度、λ／４波長板１６３を透過すること
によって偏光方位が９０度回転してｐ−偏光となり、Ｐ
ＢＳ１２４を透過する。

【００２８】上述の通り、ＰＢＳ１２４、１２５、１２
６によって、参照光路及び測長光路を通る光は数回透過
或いは反射されるため、１つのＰＢＳの消光比が悪くて
も最終的にＰＢＳ１２４から出射する光３２６、３２
７、３２８の偏光方位はＰＢＳ１２４が理想的な場合に
近づくため測定精度を向上させることができる。上述の
ようにして参照光路及び測長光路をそれぞれ２回通った
それぞれの光はほぼ同軸となりＰＢＳ１２３（図１）へ
出射される（光３２６：周波数ω₁₁、光３２７：周波数
ω₁₂、光３２８：周波数ω₂₁）。

【００２９】尚、干渉部２００は、図４のようにそれぞ
れの光が参照光路及び測長光路をそれぞれ２回通るよう
なダブルパスの構成に限られるわけではなく、例えば図
５のようにシングルパスの構成にしても良い。図５では
ＰＢＳ１２４によってｓ−偏光の光３２０が反射されて
参照光路に入射し（光３２３）、ｐ−偏光の光３２１、
３２２はＰＢＳ１２４を透過して測長光路に入射する
（光３２４、３２５）。参照光路に入射した光３２３は
周波数フィルタ１７１を透過し、コーナーキューブ（固
定鏡）１８２によって反射され、再度、周波数フィルタ
ー１７１を透過し、ＰＢＳ１２４に入射する。また、光
３２４、３２５はコーナーキューブ（移動鏡）１８３で
反射されてＰＢＳ１２４に入射する。ＰＢＳ１２４に入
射した３つの光はほぼ同軸となりＰＢＳ１２３（図１）
へ出射される（光３２６：周波数ω ₁₁、光３２７：周波
数ω₁₂、光３２８：周波数ω₂₁）。尚、図４のようにＰ
ＢＳを多段にするためには、参照光路及び測長光路のそ
れぞれにＰＢＳを挿入すれば図４と同様に消光比を向上
させることができる。

【００３０】ＰＢＳ１２３はＦＮＤ光のｐ−偏光に対し
てのみ消光比が悪くなるように設計されており、ｓ−偏
光の光３２６とｐ−偏光のＦＮＤ光３２７の一部の光３
３０を透過し、透過した２つの光（光３２９：周波数ω
₁₁、光３３０：周波数ω₁₂）は偏光板付きの検出器２１
２に入射する。尚、ＦＮＤ光のｐ−偏光に対するＰＢＳ
１２３の消光比は、光３３０に対して光３３２の強度が
１００倍程度となるように設計されている。ここで、周
波数ω₁による移動鏡１８３の変位の測定精度低下の原
因となるＰＢＳ１２３を透過したＳＨＧ光は、ＳＨＧカ
ットフィルター（周波数フィルタ）１７２で除去または
十分に低減される。光３２９と光３３０は偏光板を通過
することによって干渉し、この干渉光は検出器２１２で
光電変換され、移動鏡の変位及び測長光路の屈折率変動
の影響を受けた測長信号４０２として測長検出装置２０
１に出力される。測長検出装置２０１はヘテロダイン法
を用いて位相を測定しており、参照信号４０１と測長信
号４０２のビート周波数の位相差を測定することで、測
定対象物（移動鏡１８３）の変位を測定することができ
る。ここで、ＰＢＳ１２３の光学薄膜設計が難しく製造
が困難な場合は、ビームスプリッタとＰＢＳで代用する
ことができる。この時は図１のＰＢＳ１２３の位置にビ
ームスプリッタを置き、反射側（検出器２１８側）に誤
差光となる光３２６をカットするようにＰＢＳを配置す
ればよい。

【００３１】ＰＢＳ１２３で反射されたｐ−偏光のＦＮ
Ｄ光３３２（周波数ω₁₂）、ＳＨＧ光３３１（周波数ω
₂₁）はＢＳ１３４により一部反射される。ＢＳ１３４で
反射された２つの周波数の光はＤＭ等からなる波長分離
素子１４３によって、光３３３（周波数ω₁₂）、と光３
３４（周波数ω₂₁）とに分離される。光３３３、３３４
はそれぞれ位置モニタ２１５、２１６に入射し、位置モ
ニタ２１５、２１６は光源の出射方向の変動を測定し、
その検出信号５０５、５０６を演算器２０２に出力す
る。

【００３２】また、ＢＳ１３４を透過した２つの周波数
の光３３５（周波数ω₂₁）、光３３６（周波数ω₁₂）は
ＳＨＧ変換素子１９２に入射する。ＳＨＧ変換素子１９
２に入射した２つの光のうち光３３６はＳＨＧ変換素子
１９２によってＳＨＧ変換されＳＨＧ光３３８（周波数
ω₁₂’＝２ω₁₂）となる。ＳＨＧ光３３８（周波数
ω ₁₂’）と光３３７（周波数ω₂₁）とは干渉し、検出器
２１８によってその干渉光が検出される。尚、不図示で
はあるが、検出器２１７、２１８の前にはＦＮＤ光をカ
ットするための周波数フィルタを配置し、ＳＨＧ変換素
子１９１、１９２を透過した不必要なＦＮＤ光を低減さ
せている。

【００３３】ところで、本実施の形態ではＳＨＧ変換素
子１９１、１９２の材料としてＫＴＰを用いているが、
光３１７、光３３６の偏光方位はＳＨＧ変換されること
により偏光方位が回転する。従って、光３１８と光３１
９及び光３３７と光３３８はそのままでは偏光方位が異
なるため干渉しない。そのため、これらの光を干渉させ
る必要があるが、その方法としては、例えば、偏光板を
用いて偏光板の方位の成分同士を干渉させる方法でも良
いし、複数の波長板を組み合わせて用いることにより、
一方の光の偏光方位を他方の光の偏光方位に合わせて干
渉させる方法を用いても良い。

【００３４】上述のようにして得られたゆらぎ参照信号
４０７とゆらぎ測定信号４０６は位相計２０３に入力さ
れる。位相計２０３は、ヘテロダイン法を用いてゆらぎ
参照信号４０７とゆらぎ測定信号４０６とのビート周波
数の位相差を測定することで、周波数ω₁₂の光と周波数
ω₂₁の光との位相差を計算することができる。また、位
相計２０３はこの位相差に相当する信号４０８を演算器
２０２に出力する。この信号４０８は（８）式の〔Ｄ
（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕に相当するものである。さて、こ
こで前述の位置モニタ２１３、２１４、２１５及び２１
６を用いて光源から出射する光の変動の影響を補正する
方法について説明する。

【００３５】まず、それぞれの位置モニタの構成につい
て説明する。それぞれの位置モニタは図７（ａ）、
（ｂ）に示すように、レンズ５０１と光電変換素子５０
２が内蔵されている。また、レンズ５０１と光電変換素
子５０２とは距離ｄだけ離れてそれぞれが配置される。
光電変換素子５０２は、予め設定された焦点（ＦＰ）か
らのビームスポットの変位（ｄｔａｎθ_B）を表す信号
を出力する。このビームスポットは、光束が平行に移動
したときはＦＰから動かないが、出射角度がθ_B変化し
たときには、図７のように移動する。尚、光電変換素子
５０２は、ビームスポットのｘ方向変位とｙ方向変位を
測定することができるものであればどのようなものでも
よく、高分解能のＰＳＤ（ポジション・センシティブ・
ディテクタ）、ＣＣＤまたは４分割フォトディテクタ等
を用いることが可能である。

【００３６】さて、光の変動を補正する具体的な説明を
する。ここでは、位置モニタ２１３、２１４からの検出
信号５０３、５０４を用いて、屈折率変動の信号４０８
に含まれる測定誤差に対する補正演算を行っている。ま
た、補正演算で用いる補正情報は回帰分析によって算出
した。図８（ｂ）の曲線７１１および曲線７１２は位置
モニタ２１３から出力された検出信号５０３が示すビー
ムスポットのｘ方向変位およびｙ方向変位成分であり、
周波数ω₁₂の光束の出射角度の水平方向成分および垂直
方向成分に相当する。

【００３７】同様に、同図の曲線７２１、７２２は位置
モニタ２１４から出力された検出信号５０４が示すビー
ムスポットのｘ方向変位およびｙ方向変位成分であり、
周波数ω₂₁の光束の出射角度の水平方向成分および垂直
方向成分に相当する。また、図８（ａ）の曲線７０１は
全光路において局所的な屈折率変動が極力発生しないよ
うに、エアチューブ４００に代えて、全光路が覆われる
カバー（不図示）を設けて測定を行ったときの位相計２
０３からの信号４０８である。また、曲線７０１の測定
時間は同図のように短時間で行われているので、このと
きの気体の屈折率変動は光路全体に一様に発生する温度
変化、気圧変化にしたがって変化するものと考えられ
る。すなわち、この屈折率変動は、ある傾きをもった直
線によって表されるはずである。

【００３８】しかし、実際には曲線７０１のように小さ
な変動成分が生じてしまう。この変動成分は光源から出
射する光束の出射角度の変動によるものと考えられる。
従って、曲線７０１は（９）式に示すように、光束の出
射角度の変動情報を示す曲線７１１、７１２、７２１、
７２２の定数倍と、一定の屈折率変動を表す直線（ｋｔ
＋ｅ）との合成によって表すことができる。

【００３９】

【数９】（曲線７０１）＝ａ・（曲線７１１）＋ｂ・（曲線７１２）＋ｃ・（曲線７２１）＋ｄ・（曲線７２２）＋ｋｔ＋ｅ・・・（９）但し、ｔは時間である。そこで、（９）式を用いて回帰
計算を行い、最適な係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを予め求めてお
き、演算器２０２は、これらの係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを用
いて（１０）式の如く計算を行い、光束の出射角度の変
動による測定誤差が低減された測定値（図８（ａ）の曲
線７０２）を算出している。

【００４０】

【数１０】（曲線７０２）＝（曲線７０１）−〔ａ・（曲線７１１）＋ｂ・（曲線７１２）＋ｃ・（曲線７２１）＋ｄ・（曲線７２２）〕・・・（１０）尚、本実施の形態では実際に生じている屈折率変動を時
間の経過にして直線的な変化であると仮定しているが、
その直線的な変化を曲線７０１の１次近似直線とした場
合、この近似直線と曲線７０１との差分の標準偏差は
０．８５ｍｒａｄであった。一方、近似直線と曲線７０
２との差分の標準偏差は、０．２８ｍｒａｄとなり、こ
れは本補正が有効であることを示している。

【００４１】尚、光束の出射角度を検出する位置につい
ては必ずしも光源の直後とする必要はなく、移動鏡１８
３の移動に伴う振動が伝わりにくい場所であれば基本的
にはどこでも構わない。例えば、図１の位置モニタ２１
５、２１６のような場所で検出してもよい。このような
位置で光束の出射角度に関する情報を得れば２つの周波
数の光が光路を通過する間に発生する当該２つの光の角
度変動についても補正を行うことができる。また、光束
の出射角度の検出は一か所の出力のみを用いるのではな
く、図１のように複数の場所に位置モニタを設置し、複
数の場所からの出力を補正に用いても構わない。

【００４２】以上のようにして演算器２０２は、測長検
出装置２０１からの測長値（変位信号４０４）を、屈折
率変動測定位相計２０３の測定値（信号４０８）及び位
置モニタ２１３、２１４、２１５、２１６の光束の出射
角度の値（検出信号５０３、５０４、５０５、５０６）
を用いて演算処理し補正することで、移動鏡１８３の幾
何学的変位を高精度で求めることができる。

【００４３】ところで、上述の２つの周波数を用いた屈
折率の変動の検出は測長光路のみ行うことが望ましい
が、図１では２つの周波数の光は光源からＰＢＳ１２４
に入射するまでの間及びＰＢＳ１２４から検出器２１８
に入射するまでの間の光路においても屈折率の変動があ
るとその屈折龍変動についても検出してしまう。従っ
て、測長光路上以外で受ける余分な屈折率変動の影響を
極力抑えるために、測長光路以外の光路をエアチューブ
等で覆うことが好ましい。また、エアチューブ内を減圧
し、エアチューブ内の屈折率の変動を低減させることに
よって、更に測定精度を向上させても良い。

【００４４】ところで、本実施の形態では２つの周波数
の光（ＦＮＤ光とＳＨＧ光）のうちＦＮＤ光を用いて移
動鏡１８３の変位（Ｄ（ω₁））を測定しているが理論
的にはＦＮＤ光とＳＨＧ光を逆にしてＳＨＧ光で移動鏡
１８３の変位を測定しても構わない。しかし、ＦＮＤ光
で移動鏡１８３の変位を測定する方が最終的に検出器で
測定される屈折率変動に生じる測定誤差が少ないためＦ
ＮＤ光を用いることが好ましい。例えば、ＦＮＤ光を用
いた場合は、ＰＢＳ１２４に入射する光３２１と光３２
２が最終的に検出器２１８に到達することになるが、前
述のようにＰＢＳ１２４の消光比が理論的ではないた
め、参照光路にもこれらの光は入射する。ここで、ＳＨ
Ｇ光は周波数フィルタ１７１、１７２によって十分に低
減させることができるが、ＦＮＤ光はＰＢＳ１２４、１
２５の消光比によってはかなりの強度が残る可能性があ
る。しかし、この誤差要因となるＦＮＤ光はＳＨＧ変換
素子１９２によってＳＨＧ変換されることによってその
強度が十分に低減されるため屈折率変動測定の精度に重
大な影響を及ぼさないのである。これは、ＳＨＧ変換素
子によって変換されるＳＨＧ光の強度はＳＨＧ変換素子
に入射するＦＮＤ光の強度の２乗に比例し、その変換効
率はたかだか１％程度であるという理由からである。し
かし、移動鏡１８３の変位測定にＳＨＧ光を用いた場
合、前述のＰＢＳ１２４の消光比の問題で参照光路に入
射した２つの光のうち周波数フィルタによってその強度
を低減させることのできる光はＦＮＤ光のみである。従
って、ＰＢＳ１２４、１２５によって誤差要因となるＳ
ＨＧ光が十分に低減されないと、ＳＨＧ光はＳＨＧ変換
素子１９２を通っても前述のＦＮＤ光のようにＳＨＧ変
換されずにそのまま透過するため屈折率変動の測定精度
に影響を及ぼす可能性がある。

【００４５】また、（８）式におけるＤ（ω₁）及び
〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕はそれぞれ位相計２０１、２
０３から出力される信号に相当するが、位相計２０１で
求められるＤ（ω₁）と位相計２０３で求められるＤ
（ω₁）は測定の方法が異なる（位相計２０３の信号は
参照光路に関する情報は含まない）。しかし、上述のよ
うに参照光路はエアチューブ４００で覆われており、更
に、参照光路を短くする等によって参照光路における屈
折率変動は無視することができるため、測長光路におけ
る２つの光の位相差を測定すれば、〔Ｄ（ω₂）−Ｄ
（ω₁）〕を求めることと同等となる。

【００４６】以上のように、本実施の形態では図９に比
べて光源を１つにすることができるため、コストを低減
することができ、さらに、そのスペースを省略できるた
め光波干渉測定装置自体も小型化することができた。ま
た、２つの周波数の光しか使わないため、干渉計に使用
する波長結合素子やその他の光学素子も２つの周波数の
光に対応したもので良く、光学系の設計及び光学素子の
設計上の複雑さが簡単になった。

【００４７】尚、本実施の形態ではＰＢＳ１２１、１２
３、１３３、ＢＳ１３１、ＰＢＳ１３２、１３３、１３
４によってそれぞれ分離される光の分離比を上述のよう
に設定しているが、この分離比は、光源１０１のＦＮＤ
光及びＳＨＧ光の強度、ＳＨＧ変換素子１９１、１９２
の変換効率、検出器２１１、２１２、２１７、２１８等
の光検出感度および各光学素子の光学的損失等を考慮し
て決定することが好ましい。特に、ＳＨＧ変換素子１９
１、１９２の変換効率は上述のように１％未満程度であ
るため、検出器２１１、２１２に入射する光の強度は最
低限必要な強度にして、残りの光は屈折率の変動を測定
するために用いることが好ましい。また、光検出器２１
１、２１２に入射するｐ−偏光の光とｓ−偏光の光の強
度が同程度となるように設計することが好ましい。図６
は、本発明の光波干渉測定装置の他の実施形態を示す概
略構成図である。

【００４８】図６の装置は先の実施の形態で説明した装
置と比べて、（８）式の〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕を測
定する方法にホモダイン法を用いている以外は基本的な
構成は同じである。従って、同様なものには同じ符号を
付して説明は省略する。光源１０１からＦＮＤ光３０１
とＳＨＧ光３０２が出射する。光３０１は図２と同様に
λ／２波長板１６１とＰＢＳ１２１によって光３０３と
光３０４とに分離される。光３０３は図２と同様に周波
数シフタ１１２によって周波数変調を受けた光３０５と
なる。また、光３０４は周波数変調を受けずにＰＢＳ１
３１で光３０５と同軸で出射される。その後、光３０
４、３０５はＢＳ１２２によって一部が反射され（光３
０８、３０９）、ＢＳ１２２によって反射された光３０
８、３０９は不図示の偏光板を通過することにより干渉
する。この干渉光は検出器２１１で検出され図１の装置
と同様に参照信号４０１として位相計２０１に出力され
る。一方、ＢＳ１２２を透過した２つの光は波長結合素
子１４１で光３０２と結合され、３つの光は同軸で出射
される（光３２０、３２１、３２２）。ＰＢＳ１２４に
入射した３つの光については先の実施の形態で説明した
図５の干渉部２００と同様に参照光路と測長光路に分離
され、その後、ＰＢＳ１２４から同軸で出射する（光３
２６、３２７、３２８）。光３２６、３２７、３２８は
図１と同様にＰＢＳ１２３により、光３２６と光３２７
の一部が反射され、周波数フィルタ１７２を透過する。
周波数フィルタ１７２を透過した光３２９、３３０は不
図示の偏光板を透過することによって干渉し、この干渉
光は光検出器２１２によって検出される。光検出器２１
２によって検出された干渉光は測長信号４０２として位
相計２０１に出力される。位相計２０１は図１と同様に
ヘテロダイン法を用いて参照信号４０１と測長信号４０
２とから移動鏡１８３の変位を測定し、その変位信号４
０４を演算器２０２に出力する。

【００４９】一方、ＰＢＳ１２３を透過した２つの光３
３１、３３２はＢＳ１３４によって一部が反射され、Ｂ
Ｓ１３４で反射された２つの光のうちＦＮＤ光３３６は
ＳＨＧ変換素子１９２でＳＨＧ光に変換され（光３３
８）、ＳＨＧ変換素子を透過したＳＨＧ光３３７と干渉
する。この干渉光は検出器２１８で検出され、ゆらぎ測
定信号４０９として演算器２０２に出力される。一方、
ＢＳ１３４を透過した２つの光は波長分離素子１４３に
よってそれぞれの周波数の光３３３、３３４に分離され
る。光３３３、３３４はそれぞれ位置モニタ２１５、２
１６に入射し、図１の装置と同様に光束の出射方向の変
動を検出される。位置モニタは光３３３、３３４の情報
を検出信号５０５、５０６として演算器２０２に出力す
る。演算器２０２は、位相計２０１から出力される変位
信号４０４、検出器２１８から出力されるゆらぎ測定信
号４０９及び位置モニタ２１５、２１６から出力される
検出信号５０５、５０６から図１の装置と同様に移動鏡
１８３の真の変位Ｄを演算する。

【００５０】ところで、検出器２１８から出力されるゆ
らぎ測定信号４０９のみからは、屈折率の変動量を求め
ることはできるが、その変動の方向を判別することがで
きない。つまり、（８）式の〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕
の絶対値を求めることはできるが、Ｄ（ω₁）に対して
Ｄ（ω₂）が小さいのか大きいのかを判別することがで
きない。そこで、変動の方向を判別したい場合は信号４
０２に対して９０度位相がずれた信号を得る必要があ
る。その方法としては、一般的に知られているが、例え
ば、検出器２１８内において、入射する干渉光を２つの
干渉光に強度分割し、その分割された干渉光の一方に対
して他方の干渉光の位相を９０度ずらして検出し、その
２つの干渉光によって得られた２つの信号から方向を判
別すれば良い。尚、このように一方の干渉光に対して他
方の干渉光の位相を９０度ずらすためには、波長板や偏
光素子等が用いられる。また、波長変換素子１９２に入
射する２つの周波数の光のどちらか一方の周波数の光路
長をある周波数ｆで変調させ、演算器２０２の中で周波
数ｆに基づいて同期検波を行うことによっても９０度位
相のずれた２つの信号を得ることができ、同様に変動の
方向を判別することができる。

【００５１】また、図６の装置は図１の装置と同様に、
測長光路のみの屈折率変動を検出することが好ましい。
そのため、測長光路以外の光路はエアチューブ等で覆う
ことが好ましい。また、ＰＢＳ１２４に入射する３つの
光のうち、光３２０、３２１の一部を取り出し、更に、
光３２１をＳＨＧ変換することによって光３２０と光３
２１を干渉させ、この干渉光を屈折率変動の参照信号と
して用いることは好ましい。つまり、この参照信号を得
ることによって、ＰＢＳ１２４に入射する前の屈折率変
動の情報を得ることができ、この情報を用いて検出器２
１８で検出されるゆらぎ測定信号４０９の測定値からＰ
ＢＳ１２４の前に起因する屈折率の変動を除去すること
ができるので、より正確に測長光路の屈折率の変動を検
出することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の装置は、
屈折率変動を測定する光を用いて測定対象物の変位も測
定するため、３波長における光学系及び光学素子の設計
上の複雑さを簡単にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光波干渉測定装置の１つの実施の形態
を示す概略構成図である。

【図２】実施の形態の光源部１００を示す概略構成図で
ある。

【図３】実施の形態の光源部１００を示す概略構成図で
ある。

【図４】実施の形態の干渉部２００を示す概略構成図で
ある。

【図５】実施の形態の干渉部２００を示す概略構成図で
ある。

【図６】本発明の光波干渉測定装置の他の実施の形態を
示す概略構成図である。

【図７】実施の形態の位置モニタを示す概略構成図であ
る。

【図８】図８（ａ）：図１の装置で得られた位相計２０
３の測定値と補正後の測定値を示すグラフである。図８（ｂ）：図１の装置の位置モニタで得られた各光束
の変位を表すグラフである。

【図９】光波干渉測定装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１００：光源部１０１：２波長光光源１０２：測長用光源１１１、１１２、１１３：周波数シフタ１２１、１２２、１２３、１２４、１３２：偏光ビーム
スプリッタ１３１、１３３、１３４：ビームスプリッタ１４１、１４４：波長結合素子１４２、１４３：波長分離素子１６１：１／２波長板（ＦＮＤ用）１６２、１６３：１／４波長板（２波長対応）１６４：１／４波長板（３波長対応）１６５：１／４波長板（ＦＮＤ用）１７１、１７２：周波数フィルター１８１、１８４：コーナーキューブ１８２：固定鏡１８３：移動鏡１９１、１９２：第２高調波変換素子２００：干渉部２０１：（測長用）位相計２０２：演算器２０３：（屈折率変動測定用）位相計２０４：周波数シフタドライバ２１１、２１２、２１７、２１８：光検出器２１３、２１４、２１５、２１６：位置モニタ４００：エアチューブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数ω₁の第１の光と該周波数ω₁とは異
なる周波数ω₂の第２の光とを出射する光源部と、前記第１の光の一部を参照光路に導き、該第１の光の残
りの光及び前記第２の光を測長光路に導く光分離手段
と、前記第１の光で前記測長光路に配置された測定対象物の
光路長Ｄ（ω₁）を検出する第１光学系と、前記第１の光と前記第２の光とを用いて、該第２の光で
検出した場合の前記測定対象物の光路長Ｄ（ω₂）と、
前記Ｄ（ω₁）と、の差に相当する〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω
₁）〕を検出する第２光学系と、前記Ｄ（ω₁）と前記〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕と
（１）式を用いて、前記測定対象物の幾何学的距離Ｄを
求める演算処理手段とを有することを特徴とする光波干
渉測定装置。【数１】Ｄ＝Ｄ（ω₁）−Ｋ（ω₁）〔Ｄ（ω₂）−Ｄ（ω₁）〕／〔Ｋ（ω₂）−Ｋ（ω₁）〕・・・（１）〔ただし、Ｋ（ω）は屈折率の波長分散特性を表すあら
かじめ求めた関数である〕
【請求項２】前記第１光学系は、前記参照光路を通った
第１の光と前記測長光路を通った第２の光とを干渉させ
る第１の干渉光学系と、前記干渉した２つの光を検出する検出器と、を備えてい
ることを特徴とする請求項１に記載の光波干渉測定装
置。
【請求項３】前記第２光学系は、前記測長光路を通った
第１の光と前記第２の光とを干渉させる第２の干渉光学
系と、前記第２の干渉光学系によって干渉した２つの光を検出
する検出器と、を備えていることを特徴とする請求項１
または２に記載の光波干渉測定装置。
【請求項４】前記第２光学系は、前記第１の光と第２の
光のいずれか一方の光の周波数を他方に近い周波数に変
換させる周波数変換手段を備えていることを特徴とする
請求項１、２または３に記載の光波干渉測定装置。
【請求項５】前記周波数ω₁は前記周波数ω₂の２倍の周
波数であることを特徴とする請求項１、２、３または４
に記載の光波干渉測定装置。
【請求項６】前記周波数ω₂は前記周波数ω₁の２倍の周
波数であることを特徴とする請求項１、２、３または４
に記載の光波干渉測定装置。
【請求項７】前記光分離手段は偏光ビームスプリッタで
あり、前記光源部は、直交する２つの偏光方位を有する２つの
光からなる前記第１の光と、該２つの光のいずれか一方
の光の偏光方位と略同一な偏光方位の第２の光とを出射
することを特徴とする請求項１、２、３、４、５または
６に記載の光波干渉測定装置。
【請求項８】前記光源部は前記第１の光を垂直な偏光方
位を持つ２つの光に分割する偏光分割手段と、前記偏光
分割手段で分割された２つの光をほぼ同軸に結合する結
合手段とを順に有し、前記第１の光は該結合手段から出
射されることを特徴とする請求項７に記載の光波干渉測
定装置。
【請求項９】前記偏光分割手段は前記周波数ω₁に対応
したλ／２波長板と、偏光ビームスプリッタと、を順に
有し、前記λ／２波長板を回転することにより該偏光ビ
ームスプリッタで分割される２つの光の強度比を任意に
変えられることを特徴とする請求項７に記載の光波干渉
測定装置。
【請求項１０】前記２つの光からなる第１の光の少なく
とも一方の光を周波数シフトさせる手段を有することを
特徴とする請求項７、８または９に記載の光波干渉測定
装置。
【請求項１１】前記第２の光と偏光方位が略同一な偏光
方位の第１の光と前記第２の光との少なくとも一方の光
を周波数シフトさせる手段を有することを特徴とする請
求項７、８、９または１０に記載の光波干渉測定装置。
【請求項１２】前記参照光路は空気やその他の気体にお
ける屈折率の変動を減少させさる為のカバーが設けられ
ていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一
つに記載の光波干渉測定装置。
【請求項１３】前記光源部から出射するそれぞれの光の
出射角度の変動量を検出するための位置モニタを少なく
とも１つ以上有することを特徴とする請求項１乃至１２
のいずれか１つに記載の光波干渉測定装置。
【請求項１４】前記参照光路及び前記測長光路はそれぞ
れの光路を通る光を該それぞれの光路を２回通るように
構成されていることを特徴とする請求項１乃至１３のい
ずれか１つに記載の光波干渉測定装置。
【請求項１５】前記偏光ビームスプリッタで分離される
光の消光比を高くするように前記偏光ビームスプリッタ
の後ろに少なくとも１つ以上の偏光ビームスプリッタが
配置されていることを特徴とする請求項７に記載の光波
干渉測定装置。
【請求項１６】前記参照光路は、該光路中に周波数ω₂
の第２の光の強度を低減させる周波数フィルタが配置さ
れていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか
１つに記載の光波干渉測定装置。