[发明专利]激光反射体

说明书

技术领域

本发明涉及一种将来自照射部件的激光朝向相同的照射部件反射的激光反射体，特别是涉及一种激光干涉测长仪所采用的激光反射体的改良。

背景技术

以往，公知有一种利用能够高分辨率、非接触地测量被测量物的尺寸的迈克耳逊干涉仪的激光干涉测长仪(例如参照日本特开平2-115701号公报)。如图11所示，上述文献所述的激光干涉测长仪具有激光光源15、干涉仪主体2和载置被测量物的移动台(未图示)，利用分束器21将来自激光光源15的激光分割成参照光和测量光，之后利用安装于移动台的移动镜(激光反射体)16反射测量光，并再次利用分束器21将该反射光与来自固定镜(固定平面反射体)22的参照光合成，利用检测器23检测产生的干涉条纹。若使移动台沿着测量光的光轴方向移动，则在移动台每移动激光波长的一半的量(λ/2)时，测量光和参照光的光程差为λ，利用检测器检测以λ/2为周期的正弦的光强度变化。即，由于干涉条纹与移动台的移动量相应地运动，因此，通过统计干涉条纹的变化，能够得到移动台的移动量。只要使移动台与被测量物的长度尺寸相应地移动，就能够以纳米级读取被测量物的长度尺寸。

在利用激光干涉测长仪测量长度的情况下，为了使由移动镜16反射的测量光准确地返回到分束器21，以往移动镜16不采用平面反射体，而采用了回射体。作为回射体，例如存在直角三面镜、三面直角棱镜(corner cube prism)。

移动镜16的姿态有时随着安装于移动台的移动镜16的移动量、即被测量物的测长距离变长而发生变化。其原因在于，移动台发生纵摇(pitching)、偏摇(yawing)、横摇(rolling)。只要采用回射体作为移动镜16，即使移动台的姿态改变，测量光的反射方向也不变，能够使反射光始终沿与入射光平行的方向返回。

如图12所示，被用作回射体的直角三面镜、三面直角棱镜由正交的3个平面A～C构成，且具有3个棱边(交线)D～F和被称作拐点G的3个平面的交点。从直角三面镜、三面直角棱镜的加工方面和使用方面考虑，棱边D～F和拐点(corner point)G如图所示那样以有限的尺寸被削掉。其目的在于，使直角三面镜、三面直角棱镜的加工变容易，而且，能够安全地使用。

但是，激光的反射光被移动镜16的3个棱边D～F和其虚像一分为六地返回到干涉仪主体2，会将反射光的截面分割成6份。另外，入射的激光由于削掉的棱边D～F和拐点G而发生漫射，因此，相对于入射光而言，反射光的强度始终以10％～20％的比例衰减。在将以往的直角三面镜、三面直角棱镜用于激光干涉测长仪的移动镜(激光反射体)16的情况下，会伴随有以上的问题。上述问题不限于激光干涉测长仪，也在使用激光的精密测量装置、精密加工装置中、在使来自设置于装置的照射部件的激光回射的激光反射体是共存的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述以往技术而做成的，其应解决的课题在于，第一，提供一种即使激光反射体的姿态相对于激光的照射部件发生变化，也能够使反射光始终沿与入射光平行的方向返回的激光反射体。

第二，提供一种不会产生像将直角三面镜、三面直角棱镜用作激光反射体的情况那样的将反射光的截面分割成6份、而且能够降低反射光的强度衰减的激光反射体。

为了解决上述课题，本发明的激光反射体，其特征在于，包括：分别设置在来自照射部件的激光的光轴(P轴)上的透镜和球体、覆盖上述球体的表面且用于反射激光的包覆体、用于保持上述透镜和上述球体的位置关系的支承构件，来自上述照射部件的激光经上述透镜和上述球体汇聚于1点并被上述包覆体反射，从而与上述光轴(P轴)平行地朝向上述照射部件反射。

上述透镜的中心及焦点配置在上述光轴(P轴)上。

该激光反射体被配置成上述球体的中心处于将上述透镜的中心和该透镜的两个焦点中的远离上述照射部件的一个焦点(F₁)连结的连线上，且上述透镜的焦点(F₁)处于该球体之外。

上述包覆体覆盖上述球体的靠近上述透镜的焦点(F₁)的半球面上的区域中的至少包含该半球面和上述光轴(P轴)的交点(Q₁)的区域。

上述透镜的中心和上述球体的中心之间的距离(S₁)、上述球体的折射率(n1)这两者被设定为，被上述透镜朝向上述焦点(F₁)汇聚的激光经上述球体折射，并经过该球体的内部汇聚于被上述包覆体覆盖的上述交点(Q₁)。