【応用】フィゾー干渉計

レーザーを応用した干渉計の一つにフィゾー干渉計(Fizeau interferometer)があります。これは発散光をうまく用いて大面積を一度に正確に測定できる優れた干渉計です。

基本的な原理は、下図のように、光源からの発散光を用います。発散光はコリメータレンズで平行光に変換され一部の光を通す参照面に進みます。一部の光は参照面で反射します(緑線)。この参照平面は、オプティカルフラットとも呼ばれ基準となるため非常に高い平面度を持っています。他方は参照面を透過して被測定物へ進み、そこで反射します(赤線)。両方の光は重なり合い、コリメータレンズで集光されます。集光された光はビームスプリッターで45度方向を変えられ、検出器に進みます。この重なり合った光は、参照面と被測定物面との光路差で干渉し、強め合ったり(明線)、打ち消しあったり(暗線)します。この違いを検出器で検出することで、参照面と被測定物の形状誤差を測定することができます。

ビームスプリッターや検出器の位置が異なるなど、多少の構成の違いはありますが、基本的な原理は、この図で説明できます。また、ここでは、平面を測定する例を示しましたが、コリメータレンズ後に再度光を集光させ(キャッツアイ)そこに参照面を置くことで球面の測定も可能となります。

光源としては、He-Neレーザーなどが用いられます。参照面は数十nmという非常に高い精度で加工されています。検出器としては、CCD素子などが用いられ、専用ソフトウエアと組み合わせることで簡易な測定を実現しています。また、干渉縞を走査してより高い精度で測定を行う「フリンジスキャン」という技術もあります。測定できる面積(口径)は、測定機により、φ数十~数百mmとなっています。

このようにフィゾー干渉計は、構造が簡単でありながら、光学平面や球面を非常に高精度に測定できます。また、面を一括して測定できるために、安定した測定が行え、測定時間の短縮にもなります。これらの特長のために、多く使用されています。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です