[发明专利]干涉仪移动镜位置测定装置和傅里叶变换红外分光光谱仪

说明书

干涉仪移动镜位置测定装置(10)用于确定具有分束器(22)、固定镜(23)以及移动镜(24)的干涉仪的移动镜(24)的位置，干涉仪移动镜位置测定装置(10)具备：激光光源(11)；相位分离光学系统(1/8波片(15)、偏振分束器(16))，其能够将相位互不相同的第一光和第二光进行分离并进行检测，第一光和第二光是激光光源(11)的光被固定镜(23)和移动镜(24)反射而生成的；信号变换部，其与移动镜(24)的位置同步地分别检测第一光和第二光，来生成第一正弦波信号和第二正弦波信号；信号变换部(第一光检测器(17A)、第二光检测器(17B))，其与移动镜(24)的位置同步地分别检测第一光和第二光，来生成第一正弦波信号和第二正弦波信号；相位计算部(18)，其在针对第一正弦波信号和第二正弦波信号分别进行了标准化及相位差校正后，计算在各时间点的第一正弦波信号或者第二正弦波信号的相位；以及移动镜位置确定部(19)，其基于移动镜(24)的位置与相位的关系，根据在特定的时间点的相位来确定在该时间点的移动镜(24)的位置。

技术领域

本发明涉及一种用于确定具有分束器、固定镜以及移动镜的干涉仪的该移动镜的位置的干涉仪移动镜位置测定装置、以及具备该干涉仪移动镜位置测定装置的傅里叶变换红外分光光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectroscopy：FTIR)。

背景技术

在FTIR中，通过以Michelson型干涉仪为代表的干涉仪来生成振幅在时间上变化的干涉光并向试样照射，对透过试样的透过光或被试样反射的反射光进行检测来作为干涉图，对该干涉图进行傅里叶变换处理，由此得到横轴取波数(或者波长)、纵轴取强度的谱。在此，Michelson型干涉仪是包括分束器(半透半反镜)、固定镜、移动镜等的装置，通过分束器将光分割为2束，使其中一方被固定镜反射且使另一方被移动镜反射之后，使这2束的反射光发生干涉。通过使移动镜移动，来使得到的干涉光的振幅在时间上变化。

作为在Michelson型干涉仪中使移动镜移动的控制方法之一，存在被称为正交控制的方法(专利文献1)。在该方法中，使用与Michelson型干涉仪分开设置的激光光源、以及将与Michelson型干涉仪共用的分束器、固定镜及移动镜作为构成要素的激光干涉仪，根据被固定镜反射的光与被移动镜反射的光的光路长度之差(光路差)来求出移动镜的位置。图5中示出在该方法中使用的激光干涉仪的一个例子。该激光干涉仪90具有：激光光源91，其射出线偏振光的光束；Michelson型干涉仪的分束器92、固定镜93及移动镜94；以及1/8波片95，其设置于分束器92与固定镜93之间，配置成偏振面相对于光束的线偏振光倾斜。另外，在分束器92的射出侧配置有将p偏振光与s偏振光分离的偏振分束器96，在p偏振光的射出侧配置有第一光检测器97A，在s偏振光的射出侧配置有第二光检测器97B。在第一光检测器97A上连接有第一波形成形器98A，在第二光检测器97B上连接有第二波形成形器98B，在第一波形成形器98A和第二波形成形器98B上连接有可逆计数器99。

在该激光干涉仪90中，从激光光源91射出线偏振光的光束，通过分束器92将该光束分割成两个光束。分割出的光束中的一方被固定镜93反射，另一方被移动镜94反射。在此被移动镜94反射的光束保持线偏振光，与此相对，被固定镜93反射的线偏振光的光束两次通过1/8波片95，由此成为圆偏振光或者椭圆偏振光。这两个光束在分束器92叠加而成为干涉光，但该干涉光被偏振分束器96分离为p偏振光和s偏振光。分离出的p偏振光向第一光检测器97A入射，s偏振光向第二光检测器97B入射。分别在第一光检测器97A和第二光检测器97B中，干涉光的强度被变换为电流信号，成为边缘信号。如图6所示，p偏振光的边缘信号和s偏振光的边缘信号成为相对于时间而言周期性的信号，这些边缘信号的1个周期相当于移动镜94移动激光光源91的激光的1/2波长量的距离的时间。这些边缘信号通过第一波形成形器98A和第二波形成形器98B形成为脉冲信号，并输入到可逆计数器99。