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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024110654
(43)【公開日】2024-08-16
(54)【発明の名称】センサヘッド及び光干渉計
(51)【国際特許分類】
G01H 9/00 20060101AFI20240808BHJP
G01B 9/02003 20220101ALN20240808BHJP
【ＦＩ】
G01H9/00 C
G01B9/02003
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023015361
(22)【出願日】2023-02-03
(71)【出願人】
【識別番号】000145806
【氏名又は名称】株式会社小野測器
(74)【代理人】
【識別番号】100099748
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 克志
(72)【発明者】
【氏名】土井 健一郎
(72)【発明者】
【氏名】大島 良太
【テーマコード（参考）】
2F064
2G064
【Ｆターム（参考）】
2F064AA01
2F064BB07
2F064CC04
2F064CC10
2F064EE01
2F064GG04
2F064GG22
2F064GG23
2F064GG32
2F064GG38
2F064GG44
2F064GG55
2F064GG70
2F064HH06
2G064AB02
2G064BA02
2G064BC06
2G064BC12
2G064BC14
2G064BC17
2G064BC32
(57)【要約】
【課題】光干渉計のセンサヘッドを小型化する。
【解決手段】センサヘッド２を、第２ＰＢＳ２１、対物レンズ２２、１／４波長板２３、戻り光ミラー２４から構成する。センサヘッド２に接続された出射用ＰＭファイバ４１から出射された第３偏光方向の照射光は、第２ＰＢＳ２１を直進して対物レンズ２２に入射し、対物レンズ２２によって集光され１／４波長板２３を介して測定対象物Ｔ上に集光される。測定対象物Ｔで反射された照射光の戻り光は、１／４波長板２３を介して対物レンズ２２に入射して集光され、第２ＰＢＳ２１に入射して進路を戻り光ミラー２４方向に垂直に曲げられ、戻り光ミラー２４で光軸が出射用ＰＭファイバ４１から第２ＰＢＳ２１への照射光の光軸と平行となる方向に反射され、出射用ＰＭファイバ４１と平行に配置した入射用ＰＭファイバ４２に導入される。
【選択図】図２
【解決手段】センサヘッド２を、第２ＰＢＳ２１、対物レンズ２２、１／４波長板２３、戻り光ミラー２４から構成する。センサヘッド２に接続された出射用ＰＭファイバ４１から出射された第３偏光方向の照射光は、第２ＰＢＳ２１を直進して対物レンズ２２に入射し、対物レンズ２２によって集光され１／４波長板２３を介して測定対象物Ｔ上に集光される。測定対象物Ｔで反射された照射光の戻り光は、１／４波長板２３を介して対物レンズ２２に入射して集光され、第２ＰＢＳ２１に入射して進路を戻り光ミラー２４方向に垂直に曲げられ、戻り光ミラー２４で光軸が出射用ＰＭファイバ４１から第２ＰＢＳ２１への照射光の光軸と平行となる方向に反射され、出射用ＰＭファイバ４１と平行に配置した入射用ＰＭファイバ４２に導入される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光干渉計のセンサヘッドであって、
当該センサヘッドには、第１の偏波保持ファイバの端部と第２の偏波保持ファイバの端部とが接続されており、
当該センサヘッドは、偏光ビームスプリッタと、レンズと、１／４波長板とを備え、
前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とは、前記第１の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該記載の順序で、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向に並んで配置されており、
当該センサヘッド内に、前記偏光ビームスプリッタの、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向と垂直な方向側の端部と、前記第２の偏波保持ファイバの端部との間の光路が形成されていることを特徴とするセンサヘッド。
当該センサヘッドには、第１の偏波保持ファイバの端部と第２の偏波保持ファイバの端部とが接続されており、
当該センサヘッドは、偏光ビームスプリッタと、レンズと、１／４波長板とを備え、
前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とは、前記第１の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該記載の順序で、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向に並んで配置されており、
当該センサヘッド内に、前記偏光ビームスプリッタの、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向と垂直な方向側の端部と、前記第２の偏波保持ファイバの端部との間の光路が形成されていることを特徴とするセンサヘッド。
【請求項2】
光干渉計のセンサヘッドであって、
当該センサヘッドには、第１の偏波保持ファイバの端部と第２の偏波保持ファイバの端部とが並列に接続されており、
当該センサヘッドは、偏光ビームスプリッタと、レンズと、１／４波長板と、ミラーとを備え、
前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とは、前記第１の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該記載の順序で、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向に並んで配置されており、
前記ミラーは、前記偏光ビームスプリッタから見て、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向と垂直な方向であって、前記第２の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該第２の偏波保持ファイバの端部の光軸方向となる位置に、反射によって、前記第２の偏波保持ファイバの端部と前記偏光ビームスプリッタとの間の光路を形成するように配置されていることを特徴とするセンサヘッド。
当該センサヘッドには、第１の偏波保持ファイバの端部と第２の偏波保持ファイバの端部とが並列に接続されており、
当該センサヘッドは、偏光ビームスプリッタと、レンズと、１／４波長板と、ミラーとを備え、
前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とは、前記第１の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該記載の順序で、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向に並んで配置されており、
前記ミラーは、前記偏光ビームスプリッタから見て、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向と垂直な方向であって、前記第２の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該第２の偏波保持ファイバの端部の光軸方向となる位置に、反射によって、前記第２の偏波保持ファイバの端部と前記偏光ビームスプリッタとの間の光路を形成するように配置されていることを特徴とするセンサヘッド。
【請求項3】
請求項２記載のセンサヘッドであって、
前記第１の偏波保持ファイバの端部から出射された直線偏光の光である照射光は、直進して、前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とを当該記載の順序で通過して、測定対象物上に照射され、
前記照射光の前記測定対象物の反射による光である戻り光は、前記１／４波長板と前記レンズとを当該記載の順序で通過して前記偏光ビームスプリッタに入射し、前記偏光ビームスプリッタによって前記ミラーに向かうように光路が垂直に曲げられ、
前記ミラーは、前記偏光ビームスプリッタから入射した前記戻り光を、当該戻り光の光軸が、前記第１の偏波保持ファイバが出射する前記照射光の光軸と平行なるように垂直に反射し、
前記ミラーで反射した前記戻り光が、前記第２の偏波保持ファイバの端部に、前記第２の偏波保持ファイバによって伝送されるように入射することを特徴とするセンサヘッド。
前記第１の偏波保持ファイバの端部から出射された直線偏光の光である照射光は、直進して、前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とを当該記載の順序で通過して、測定対象物上に照射され、
前記照射光の前記測定対象物の反射による光である戻り光は、前記１／４波長板と前記レンズとを当該記載の順序で通過して前記偏光ビームスプリッタに入射し、前記偏光ビームスプリッタによって前記ミラーに向かうように光路が垂直に曲げられ、
前記ミラーは、前記偏光ビームスプリッタから入射した前記戻り光を、当該戻り光の光軸が、前記第１の偏波保持ファイバが出射する前記照射光の光軸と平行なるように垂直に反射し、
前記ミラーで反射した前記戻り光が、前記第２の偏波保持ファイバの端部に、前記第２の偏波保持ファイバによって伝送されるように入射することを特徴とするセンサヘッド。
【請求項4】
請求項３記載のセンサヘッドであって、
前記ミラーは、表面反射型のミラーであることを特徴とするセンサヘッド。
前記ミラーは、表面反射型のミラーであることを特徴とするセンサヘッド。
【請求項5】
光干渉計本体部と当該光干渉計本体部と分離したセンサヘッドとを有する光干渉計であって、
前記センサヘッドと光干渉計本体部は、第１の偏波保持ファイバと第２の偏波保持ファイバで接続されており、
前記光干渉計本体部は、直線偏光の照射光を前記第１の偏波保持ファイバに導入して、前記センサヘッドに伝送し、
前記センサヘッドは、前記第１の偏波保持ファイバを介して伝送された前記照射光を測定対象物上に照射すると共に、前記照射光の前記測定対象物の反射による光を直線偏光化した戻り光を、前記第２の偏波保持ファイバに導入して、前記光干渉計本体部に伝送し、
前記光干渉計本体部は、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を第１の偏光方向の直線偏光である照射光と、前記第１の偏光方向と垂直な第２の偏光方向の直線偏光である参照光に分割する偏光ビームスプリッタと、
前記照射光を前記第１の偏波保持ファイバに導入する導入光学系と、
前記第２の偏波保持ファイバで伝送された戻り光の周波数をシフトし出射する周波数シフタと、
前記周波数シフタが周波数をシフトした戻り光と前記参照光とを同じ光路上の結合光に結合して出射する干渉光学系と、
前記結合光を検出する光検出手段とを有することを特徴とする光干渉計。
前記センサヘッドと光干渉計本体部は、第１の偏波保持ファイバと第２の偏波保持ファイバで接続されており、
前記光干渉計本体部は、直線偏光の照射光を前記第１の偏波保持ファイバに導入して、前記センサヘッドに伝送し、
前記センサヘッドは、前記第１の偏波保持ファイバを介して伝送された前記照射光を測定対象物上に照射すると共に、前記照射光の前記測定対象物の反射による光を直線偏光化した戻り光を、前記第２の偏波保持ファイバに導入して、前記光干渉計本体部に伝送し、
前記光干渉計本体部は、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を第１の偏光方向の直線偏光である照射光と、前記第１の偏光方向と垂直な第２の偏光方向の直線偏光である参照光に分割する偏光ビームスプリッタと、
前記照射光を前記第１の偏波保持ファイバに導入する導入光学系と、
前記第２の偏波保持ファイバで伝送された戻り光の周波数をシフトし出射する周波数シフタと、
前記周波数シフタが周波数をシフトした戻り光と前記参照光とを同じ光路上の結合光に結合して出射する干渉光学系と、
前記結合光を検出する光検出手段とを有することを特徴とする光干渉計。
【請求項6】
請求項５記載の光干渉計であって、
前記周波数シフタは音響光学素子であり、
前記音響光学素子は、当該音響光学素子に対して第１の相対的な偏光方向を持つ直線偏光を入射し、当該音響光学素子に対して第２の相対的な偏光方向を持つ直線偏光を出射することに好適化されており、
前記音響光学素子は、前記音響光学素子に対する前記第２の相対的な偏光方向が、前記第２の偏光方向となるように配置されており、
前記第２の偏波保持ファイバは、前記音響光学素子に対して前記第１の相対的な偏光方向を持つ直線偏光として前記戻り光を出射する軸回りの向きで前記光干渉計本体部に固定されていることを特徴とする光干渉計。
前記周波数シフタは音響光学素子であり、
前記音響光学素子は、当該音響光学素子に対して第１の相対的な偏光方向を持つ直線偏光を入射し、当該音響光学素子に対して第２の相対的な偏光方向を持つ直線偏光を出射することに好適化されており、
前記音響光学素子は、前記音響光学素子に対する前記第２の相対的な偏光方向が、前記第２の偏光方向となるように配置されており、
前記第２の偏波保持ファイバは、前記音響光学素子に対して前記第１の相対的な偏光方向を持つ直線偏光として前記戻り光を出射する軸回りの向きで前記光干渉計本体部に固定されていることを特徴とする光干渉計。
【請求項7】
請求項５記載の光干渉計であって、
前記周波数シフタは、前記第２の偏光方向の直線偏光として前記周波数をシフトした戻り光を出射し、
前記干渉光学系は、
前記結合光に結合する戻り光と参照光とが入射するビームスプリッタと、
ミラーとを備え、
前記ビームスプリッタは、前記結合光として、当該ビームスプリッタで反射した戻り光と当該ビームスプリッタを透過した参照光とを同じ光路上に結合した第１の結合光と、当該ビームスプリッタを透過した戻り光と当該ビームスプリッタで反射した参照光とを同じ光路上に結合した第２の結合光とを生成し、
前記干渉光学系は、前記ビームスプリッタが生成した前記第１の結合光と前記第２の結合光のうちの一方と、ミラーで反射した前記第１の結合光と前記第２の結合光のうちの他方を前記結合光として出射し、
前記光検出手段は、前記干渉光学系が結合光として出射した前記第１の結合光と前記第２の結合光とをそれぞれ検出することを特徴とする光干渉計。
前記周波数シフタは、前記第２の偏光方向の直線偏光として前記周波数をシフトした戻り光を出射し、
前記干渉光学系は、
前記結合光に結合する戻り光と参照光とが入射するビームスプリッタと、
ミラーとを備え、
前記ビームスプリッタは、前記結合光として、当該ビームスプリッタで反射した戻り光と当該ビームスプリッタを透過した参照光とを同じ光路上に結合した第１の結合光と、当該ビームスプリッタを透過した戻り光と当該ビームスプリッタで反射した参照光とを同じ光路上に結合した第２の結合光とを生成し、
前記干渉光学系は、前記ビームスプリッタが生成した前記第１の結合光と前記第２の結合光のうちの一方と、ミラーで反射した前記第１の結合光と前記第２の結合光のうちの他方を前記結合光として出射し、
前記光検出手段は、前記干渉光学系が結合光として出射した前記第１の結合光と前記第２の結合光とをそれぞれ検出することを特徴とする光干渉計。
【請求項8】
請求項５記載の光干渉計であって、
前記レーザ光源と前記偏光ビームスプリッタの間に配置された、前記偏光ビームスプリッタから前記レーザ光源に向かう光を遮断するアイソレータを有することを特徴とする光干渉計。
前記レーザ光源と前記偏光ビームスプリッタの間に配置された、前記偏光ビームスプリッタから前記レーザ光源に向かう光を遮断するアイソレータを有することを特徴とする光干渉計。
【請求項9】
請求項１、２、３または４記載のセンサヘッドと、当該センサヘッドと分離した光干渉計本体部とを有する光干渉計であって、
前記センサヘッドと前記光干渉計本体部は、前記第１の偏波保持ファイバと前記第２の偏波保持ファイバで接続されており、
前記光干渉計本体部は、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を第１の偏光方向の直線偏光である照射光と、前記第１の偏光方向と垂直な第２の偏光方向の直線偏光である参照光に分割する分割用偏光ビームスプリッタと、
前記照射光を前記第１の偏波保持ファイバに導入する導入光学系と、
前記第２の偏波保持ファイバで伝送された戻り光の周波数をシフトし出射する周波数シフタと、
前記周波数シフタが周波数をシフトした戻り光と前記参照光とを同じ光路上の結合光に結合する干渉光学系と、
前記結合光を検出する光検出手段とを有することを特徴とする光干渉計。
前記センサヘッドと前記光干渉計本体部は、前記第１の偏波保持ファイバと前記第２の偏波保持ファイバで接続されており、
前記光干渉計本体部は、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を第１の偏光方向の直線偏光である照射光と、前記第１の偏光方向と垂直な第２の偏光方向の直線偏光である参照光に分割する分割用偏光ビームスプリッタと、
前記照射光を前記第１の偏波保持ファイバに導入する導入光学系と、
前記第２の偏波保持ファイバで伝送された戻り光の周波数をシフトし出射する周波数シフタと、
前記周波数シフタが周波数をシフトした戻り光と前記参照光とを同じ光路上の結合光に結合する干渉光学系と、
前記結合光を検出する光検出手段とを有することを特徴とする光干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定対象物に対して位置決めする必要のある部分をセンサヘッドとして分離して設けた光干渉計に関するものである。
【背景技術】
【0002】
光干渉計としては、結像光学系を除く光干渉計内の光路の全てを光ファイバと平面導波構造体で構成した、光ヘテロダイン干渉法により測定対象物の振動を計測する光干渉計が知られている（たとえば、特許文献１）。
この光干渉計では、光源から出射された光である光源光を、光ファイバを介して平面導波構造体に導入し、平面導波構造体に備えたビームスプリッタによって光源光を照射光と参照光に分離すると共に、平面導波構造体に備えた周波数シフタで照射光の周波数をシフトする。
この光干渉計では、光源から出射された光である光源光を、光ファイバを介して平面導波構造体に導入し、平面導波構造体に備えたビームスプリッタによって光源光を照射光と参照光に分離すると共に、平面導波構造体に備えた周波数シフタで照射光の周波数をシフトする。
【0003】
参照光と照射光は、それぞれ平面導波構造体から光ファイバに導入され、照射光は光ファイバを通って空間に出射され空間光路を通り結像光学系の周縁部の第１の領域に入射し、結像光学系によって、測定対象物上にフォーカスされる。
測定対象物による照射光の反射によって生じた戻り光は、照射光が通る空間光路とは異なる空間光路を通って結像光学系の周縁部の前記第１の領域とは異なる第２の領域に入射し、結像光学系によって、光ファイバに導入される。
光ファイバに導入された戻り光と、平面導波構造体によって光ファイバに導入された参照光は、光ファイバカプラで結合され、結合された光が光検出器で検出され、検出された光に生じている戻り光と参照光の干渉より、測定対象物の振動が測定される。
測定対象物による照射光の反射によって生じた戻り光は、照射光が通る空間光路とは異なる空間光路を通って結像光学系の周縁部の前記第１の領域とは異なる第２の領域に入射し、結像光学系によって、光ファイバに導入される。
光ファイバに導入された戻り光と、平面導波構造体によって光ファイバに導入された参照光は、光ファイバカプラで結合され、結合された光が光検出器で検出され、検出された光に生じている戻り光と参照光の干渉より、測定対象物の振動が測定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４-２２８５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述した光干渉計によれば、照射光-戻り光の光路の上流側となる照射光の出射側において、比較的パワーの大きい照射光の周波数シフトを行うため、周波数シフトの変調周波数の影響が下流側の広範に及び、測定精度を劣化させる意図しない干渉が発生し易い。
また、光ファイバに接続した平面導波構造体を用いて周波数シフトを行う場合、光ファイバ内の散乱や光ファイバ接続端の反射によりS/Nが低下し良好な測定精度を確保することが難しい。
また、結像光学系の異なる領域を通過した照射光と戻り光の集光を行うため、結像光学系の構造や調整が複雑になると共に、フォーカスやワーキングディスタンス（適正に測定を行うことのできる測定対象物までの距離）の調整も困難となる。
そこで、本発明は、光干渉計において、測定対象物に対して位置決めする必要のある部分をセンサヘッドとして分離して設けると共に、当該センサヘッドを小型化しつつ、良好な測定精度を確保することを課題とする。
また、光ファイバに接続した平面導波構造体を用いて周波数シフトを行う場合、光ファイバ内の散乱や光ファイバ接続端の反射によりS/Nが低下し良好な測定精度を確保することが難しい。
また、結像光学系の異なる領域を通過した照射光と戻り光の集光を行うため、結像光学系の構造や調整が複雑になると共に、フォーカスやワーキングディスタンス（適正に測定を行うことのできる測定対象物までの距離）の調整も困難となる。
そこで、本発明は、光干渉計において、測定対象物に対して位置決めする必要のある部分をセンサヘッドとして分離して設けると共に、当該センサヘッドを小型化しつつ、良好な測定精度を確保することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題達成のために、本発明は、光干渉計のセンサヘッドとして、第１の偏波保持ファイバの端部と第２の偏波保持ファイバの端部とが接続されたセンサヘッドであって、偏光ビームスプリッタと、レンズと、１／４波長板とを備えたセンサヘッドを提供する。前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とは、前記第１の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該記載の順序で、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向に並べて配置する。また、当該センサヘッド内に、前記偏光ビームスプリッタの前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向と垂直な方向側の端部と、前記第２の偏波保持ファイバの端部との間の光路を形成する。
【0007】
また、前記課題達成のために、本発明は、光干渉計のセンサヘッドとして、第１の偏波保持ファイバの端部と第２の偏波保持ファイバの端部とが並列に接続されたセンサヘッドであって、偏光ビームスプリッタと、レンズと、１／４波長板と、ミラーとを備えたセンサヘッドを提供する。ここで、前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とは、前記第１の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該記載の順序で、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向に並べて配置し、前記ミラーは、前記偏光ビームスプリッタから見て、前記第１の偏波保持ファイバの端部の光軸方向と垂直な方向であって、前記第２の偏波保持ファイバの端部側から見て、当該第２の偏波保持ファイバの端部の光軸方向となる位置に、反射によって、前記第２の偏波保持ファイバの端部と前記偏光ビームスプリッタとの間の光路を形成するように配置する。
【0008】
このセンサヘッドは、前記第１の偏波保持ファイバの端部から出射された直線偏光の光である照射光が、直進して、前記偏光ビームスプリッタと前記レンズと前記１／４波長板とを当該記載の順序で通過して、測定対象物上に照射され、前記照射光の前記測定対象物の反射による光である戻り光が、前記１／４波長板と前記レンズとを当該記載の順序で通過して前記偏光ビームスプリッタに入射し、その偏光により前記偏光ビームスプリッタによって前記ミラーに向かうように光路が垂直に曲げられ、前記ミラーは、前記偏光ビームスプリッタから入射した前記戻り光を、当該戻り光の光軸が、前記第１の偏波保持ファイバが出射する前記照射光の光軸と平行なるように垂直に反射し、前記ミラーで反射した前記戻り光が、前記第２の偏波保持ファイバの端部に、前記第２の偏波保持ファイバによって伝送されるように入射するものとして構成してもよい。
【0009】
また、このセンサヘッドにおいて、前記ミラーとして、表面反射型のミラーを用いることが好ましい。
以上のようなセンサヘッドによれば、部品点数の少ない構成でセンサヘッドを小型に構成することができる。また、センサヘッドを、光学部品と、これらを保持する機械的な構成要素のみから構成できるので、センサヘッドの優れた耐環境性能を実現でき、防爆雰囲気で使用も可能となる。
以上のようなセンサヘッドによれば、部品点数の少ない構成でセンサヘッドを小型に構成することができる。また、センサヘッドを、光学部品と、これらを保持する機械的な構成要素のみから構成できるので、センサヘッドの優れた耐環境性能を実現でき、防爆雰囲気で使用も可能となる。
【0010】
また、測定対象物への照射光の集光と測定対象物による反射による戻り光の集光とをレンズの同じ領域で行っているので、小径のレンズを用いることができる。また、測定対象物との間の照射光と戻り光の光路は共通化されるので、フォーカスやワーキングディスタンスの調整も容易に行うことができる。
【0011】
また、ミラーを備えたセンサヘッドにおいては、当該ミラーによって、第１の偏波保持ファイバの端部と偏光ビームスプリッタとの間の光路と、第２の偏波保持ファイバの端部とミラーとの間の光路とを平行としているので、第１の偏波保持ファイバと第２の偏波保持ファイバの方向を同じ方向に揃えて近接して配置でき、センサヘッドをより小径化、小型化することができる。
【0012】
また、前記課題達成のために、本発明は、光干渉計本体部と当該光干渉計本体部と分離したセンサヘッドとを有し、前記センサヘッドと光干渉計本体部が、第１の偏波保持ファイバと第２の偏波保持ファイバで接続されている光干渉計を提供する。前記光干渉計本体部は、直線偏光の照射光を前記第１の偏波保持ファイバに導入して、前記センサヘッドに伝送し、前記センサヘッドは、前記第１の偏波保持ファイバを介して伝送された前記照射光を測定対象物上に照射すると共に、前記照射光の前記測定対象物の反射による光を直線偏光化した戻り光を、前記第２の偏波保持ファイバに導入して、前記光干渉計本体部に伝送する。そして、前記光干渉計本体部は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を第１の偏光方向の直線偏光である照射光と、前記第１の偏光方向と垂直な第２の偏光方向の直線偏光である参照光に分割する偏光ビームスプリッタと、前記照射光を前記第１の偏波保持ファイバに導入する導入光学系と、前記第２の偏波保持ファイバで伝送された戻り光の周波数をシフトし出射する周波数シフタと、前記周波数シフタが周波数をシフトした戻り光と前記参照光とを同じ光路上の結合光に結合して出射する干渉光学系と、前記結合光を検出する光検出手段とを備えている。
【0013】
このような光干渉計は、前記周波数シフタを音響光学素子としてよい。前記音響光学素子は、当該音響光学素子に対して第１の相対的な偏光方向を持つ直線偏光を入射し、当該音響光学素子に対して第２の相対的な偏光方向を持つ直線偏光を出射することに好適化されており、前記音響光学素子は、前記音響光学素子に対する前記第２の相対的な偏光方向が、前記第２の偏光方向となるように配置されており、前記第２の偏波保持ファイバは、前記音響光学素子に対して前記第１の相対的な偏光方向を持つ直線偏光として前記戻り光を出射する軸回りの向きで前記光干渉計本体部に固定されている。
【0014】
また、このような光干渉計は、前記周波数シフタを、前記第２の偏光方向の直線偏光として前記周波数をシフトした戻り光を出射するものとし、前記干渉光学系に、前記結合光に結合する戻り光と参照光とが入射するビームスプリッタと、ミラーとを備えてもよい。前記ビームスプリッタは、前記結合光として、当該ビームスプリッタを透過した戻り光と当該ビームスプリッタを透過した参照光とを同じ光路上に結合した第１の結合光と、当該ビームスプリッタで反射した戻り光と当該ビームスプリッタで反射した参照光とを同じ光路上に結合した第２の結合光とを生成する。そして、前記干渉光学系は、前記ビームスプリッタが生成した前記第１の結合光と前記第２の結合光のうちの一方と、ミラーで反射した前記第１の結合光と前記第２の結合光のうちの他方を前記結合光として出射し、前記光検出手段は、前記干渉光学系が結合光として出射した前記第１の結合光と前記第２の結合光とをそれぞれ検出する。
【0015】
また、このような光干渉計に、前記レーザ光源と前記偏光ビームスプリッタの間に配置された、前記偏光ビームスプリッタから前記レーザ光源に向かう光を遮断するアイソレータを設けてよい。
以上のような光干渉計によれば、照射光-戻り光の光路の下流側となる光干渉計本体部の入射側において周波数シフトを行うため、照射光-戻り光の光路の上流側となる光干渉計本体部の出射側において、比較的パワーの大きい照射光の周波数シフトを行う場合に比べ、周波数シフトの変調周波数の影響が及ぶ範囲や大きさが小さく、測定精度を劣化させる意図しない干渉の発生を抑制できる。
以上のような光干渉計によれば、照射光-戻り光の光路の下流側となる光干渉計本体部の入射側において周波数シフトを行うため、照射光-戻り光の光路の上流側となる光干渉計本体部の出射側において、比較的パワーの大きい照射光の周波数シフトを行う場合に比べ、周波数シフトの変調周波数の影響が及ぶ範囲や大きさが小さく、測定精度を劣化させる意図しない干渉の発生を抑制できる。
【0016】
また、以上の光干渉計のセンサヘッドとして、上述した偏光ビームスプリッタと、レンズと、１／４波長板と、ミラーとを備えたセンサヘッドを用いてよい。
【発明の効果】
【0017】
以上のように、本発明によれば、光ファイバを用いた光干渉計の、測定対象物に対して位置決めする必要のある部分をセンサヘッドとして分離して設けると共に、当該センサヘッドを小型化しつつ、良好な測定精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態に係る光干渉計システムの構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係るセンサヘッドと光干渉計本体部の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係るセンサヘッドの他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａに、本実施形態に係る光干渉計システムの構成を示す。
図示するように、光干渉計システムは、測定装置１とセンサヘッド２と解析装置３とを備えている。測定装置１とセンサヘッド２は、２本のＰＭファイバ（偏波保持ファイバ)で接続されており、測定装置１と解析装置３とはデータ通信可能なように有線もしくは無線で接続されている。
図１ａに、本実施形態に係る光干渉計システムの構成を示す。
図示するように、光干渉計システムは、測定装置１とセンサヘッド２と解析装置３とを備えている。測定装置１とセンサヘッド２は、２本のＰＭファイバ（偏波保持ファイバ)で接続されており、測定装置１と解析装置３とはデータ通信可能なように有線もしくは無線で接続されている。
【0020】
次に、図１ｂに示すように、測定装置１は、センサヘッド２と共に光干渉計を構成する光干渉計本体部１１と、光干渉計で検出した信号から測定対象物の速度や変位を計測値として計測する信号計測部１２と、信号計測部１２が計測した計測値を解析装置３に送信するための外部インタフェース１３とを備えている。
【0021】
解析装置３は、たとえば、コンピュータであり、解析プログラムを実行することにより、測定装置１から送信された計測値のFFT解析などの各種解析を行う。
次に、光干渉計を構成する光干渉計本体部１１とセンサヘッド２との内部構成を図２ａに示す。
図示するように、光干渉計本体部１１とセンサヘッド２とは、出射用ＰＭファイバ４１と入射用ＰＭファイバ４２で接続されている。出射用ＰＭファイバ４１の両端は、出射用ＰＭファイバ４１の光の入出射口となるフェルール４１１、４１２となっており、フェルール４１１、４１２を固定することにより、出射用ＰＭファイバ４１の端部は光干渉計本体部１１やセンサヘッド２に固定される。同様に、入射用ＰＭファイバ４２の両端はフェルール４２１、４２２となっており、フェルール４２１、４２２を固定することにより、入射用ＰＭファイバ４２の端部は光干渉計本体部１１やセンサヘッド２に固定される。
次に、光干渉計を構成する光干渉計本体部１１とセンサヘッド２との内部構成を図２ａに示す。
図示するように、光干渉計本体部１１とセンサヘッド２とは、出射用ＰＭファイバ４１と入射用ＰＭファイバ４２で接続されている。出射用ＰＭファイバ４１の両端は、出射用ＰＭファイバ４１の光の入出射口となるフェルール４１１、４１２となっており、フェルール４１１、４１２を固定することにより、出射用ＰＭファイバ４１の端部は光干渉計本体部１１やセンサヘッド２に固定される。同様に、入射用ＰＭファイバ４２の両端はフェルール４２１、４２２となっており、フェルール４２１、４２２を固定することにより、入射用ＰＭファイバ４２の端部は光干渉計本体部１１やセンサヘッド２に固定される。
【0022】
光干渉計本体部１１は、レーザ光源１１１、アイソレータ１１２、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）である第１ＰＢＳ１１３、往路側レンズ１１４、復路側レンズ１１５、ＡＯＭ（音響光学素子）である周波数シフト用ＡＯＭ１１６、ビームスプリッタＢＳ１１７、結合光ミラー１１８、第１光電素子１１９１、第２光電素子１１９２を備えている。
【0023】
また、センサヘッド２は、ＰＢＳである第２ＰＢＳ２１、対物レンズ２２、１／４波長板２３、戻り光ミラー２４を備えている。
ここで、図２ｂ、ｃ、ｄの各矢印記号は、図２ａ中の各光路における光の偏光方向を表している。
図２ｂ１の矢印記号は、第１ＰＢＳ１１３にとってＰ偏光となる偏光方向である第１偏光方向を表し、図２ｂ２の矢印記号は、第１ＰＢＳ１１３にとってＳ偏光となる偏光方向である第２偏光方向を表している。
また、図２ｃ１の矢印記号は、第２ＰＢＳ２１にとってＰ偏光となる偏光方向である第３偏光方向を表し、図２ｃ２の矢印記号は、第２ＰＢＳ２１にとってＳ偏光となる偏光方向である第４偏光方向を表している。
そして、図２ｄの矢印記号は円偏光を表している。
図２ａに示すように、光干渉計本体部１１において、レーザ光源１１１は、第１偏光方向の直線偏光成分と第２偏光方向の直線偏光成分を含むレーザ光を出射する。このようなレーザ光としては、第１偏光方向と第２偏光方向の双方に対して45度傾いた偏光方向の直線偏光や、円偏光を用いることができる。
ここで、図２ｂ、ｃ、ｄの各矢印記号は、図２ａ中の各光路における光の偏光方向を表している。
図２ｂ１の矢印記号は、第１ＰＢＳ１１３にとってＰ偏光となる偏光方向である第１偏光方向を表し、図２ｂ２の矢印記号は、第１ＰＢＳ１１３にとってＳ偏光となる偏光方向である第２偏光方向を表している。
また、図２ｃ１の矢印記号は、第２ＰＢＳ２１にとってＰ偏光となる偏光方向である第３偏光方向を表し、図２ｃ２の矢印記号は、第２ＰＢＳ２１にとってＳ偏光となる偏光方向である第４偏光方向を表している。
そして、図２ｄの矢印記号は円偏光を表している。
図２ａに示すように、光干渉計本体部１１において、レーザ光源１１１は、第１偏光方向の直線偏光成分と第２偏光方向の直線偏光成分を含むレーザ光を出射する。このようなレーザ光としては、第１偏光方向と第２偏光方向の双方に対して45度傾いた偏光方向の直線偏光や、円偏光を用いることができる。
【0024】
レーザ光源１１１から出射されたレーザ光はアイソレータ１１２を通って、第１ＰＢＳ１１３に入射する。ここで、アイソレータ１１２は、何らかの経路を辿った光が第１ＰＢＳ１１３側からレーザ光源１１１に戻って、レーザ光源１１１のモードホップなどの不具合が生じないように設けている。
【0025】
第１ＰＢＳ１１３に入射したレーザ光は、第１偏光方向の直線偏光と第２偏光方向の直線偏光に分離され、第１偏光方向の直線偏光は第１ＰＢＳ１１３を直進し照射光として往路側レンズ１１４に入射し、第２偏光方向の直線偏光は第１ＰＢＳ１１３で進路が垂直に曲げられ参照光としてビームスプリッタＢＳ１１７に入射する。
【0026】
往路側レンズ１１４に入射した第１偏光方向の照射光は集光され、出射用ＰＭファイバ４１の光干渉計本体部１１側の端部のフェルール４１１を介して、出射用ＰＭファイバ４１に導入され、出射用ＰＭファイバ４１を介してセンサヘッド２に送られる。ここで、光干渉計本体部１１において、出射用ＰＭファイバ４１の光干渉計本体部１１側の端部のフェルール４１１の軸回りの向きは、入射した第１偏光方向の直線偏光を伝搬する向きに設定されている。
【0027】
センサヘッド２において、出射用ＰＭファイバ４１のセンサヘッド２側の端部のフェルール４１２の軸回りの向きは、出射用ＰＭファイバ４１から第３偏光方向の直線偏光として照射光が出射される向きに設定されており、出射用ＰＭファイバ４１のセンサヘッド２側の端部のフェルール４１２から第３偏光方向の照射光が第２ＰＢＳ２１に出射される。
【0028】
出射用ＰＭファイバ４１から出射された第３偏光方向の照射光は、第２ＰＢＳ２１を直進して対物レンズ２２に入射し、対物レンズ２２によって集光され測定対象物Ｔ上に集光される。１／４波長板２３は、対物レンズ２２と測定対象物Ｔの間に位置するように配置されており、測定対象物Ｔ上には、１／４波長板２３によって円偏光に変換された照射光が集光される
測定対象物Ｔで反射された照射光の戻り光は、１／４波長板２３によって第４偏光方向の直線偏光に変換された後、対物レンズ２２に入射して集光され、第２ＰＢＳ２１、戻り光ミラー２４を介して、入射用ＰＭファイバ４２のセンサヘッド側端部のフェルール４２２を介して入射用ＰＭファイバ４２に導入され、入射用ＰＭファイバ４２を介して、戻り光がセンサヘッド２から光干渉計本体部１１に送られる。
測定対象物Ｔで反射された照射光の戻り光は、１／４波長板２３によって第４偏光方向の直線偏光に変換された後、対物レンズ２２に入射して集光され、第２ＰＢＳ２１、戻り光ミラー２４を介して、入射用ＰＭファイバ４２のセンサヘッド側端部のフェルール４２２を介して入射用ＰＭファイバ４２に導入され、入射用ＰＭファイバ４２を介して、戻り光がセンサヘッド２から光干渉計本体部１１に送られる。
【0029】
ここで、第２ＰＢＳ２１は、対物レンズ２２から出射された第４偏光方向の戻り光の進路を戻り光ミラー２４方向に垂直に曲げ、戻り光を照射光の光路から分離する。したがって、第２ＰＢＳ２１よりも光干渉計本体部１１側となる範囲において、照射光と戻り光との干渉が生じることはない。
【0030】
戻り光ミラー２４は第２ＰＢＳ２１から出射された戻り光を反射して、戻り光の光路の光軸が出射用ＰＭファイバ４１から第２ＰＢＳ２１への照射光の光路の光軸と平行となる方向に垂直に曲げて、入射用ＰＭファイバ４２に導入する。ここで、センサヘッド２において、入射用ＰＭファイバ４２のセンサヘッド２側の端部のフェルール４２２の軸回りの向きは、入射した第４偏光方向の直線偏光を伝搬する向きに設定されている。
【0031】
ここで、戻り光ミラー２４としては表面反射型のミラーを用いて、戻り光の光路の進路変更にプリズムや裏面反射型のミラーを用いる場合に発生し得る不要な入射面での反射によるノイズの発生を抑制している。
このようなセンサヘッド２によれば、第２ＰＢＳ２１、対物レンズ２２、１／４波長板２３、戻り光ミラー２４だけの部品点数の少ない構成でセンサヘッド２が構成されているので、小型なセンサヘッド２を構成することができる。また、センサヘッド２が、電気/電子部品を含まず、光学部品と、これらを保持する機械的な構成要素のみから構成されているので、センサヘッド２の優れた耐環境性能を実現でき、防爆雰囲気で使用も可能となる。
このようなセンサヘッド２によれば、第２ＰＢＳ２１、対物レンズ２２、１／４波長板２３、戻り光ミラー２４だけの部品点数の少ない構成でセンサヘッド２が構成されているので、小型なセンサヘッド２を構成することができる。また、センサヘッド２が、電気/電子部品を含まず、光学部品と、これらを保持する機械的な構成要素のみから構成されているので、センサヘッド２の優れた耐環境性能を実現でき、防爆雰囲気で使用も可能となる。
【0032】
また、戻り光ミラー２４を用いて、出射用ＰＭファイバ４１から出射される照射光の光軸と、入射用ＰＭファイバ４２に導入する戻り光の光軸を平行とすることにより、照射光の光路の方向と戻り光の光路の方向の大部分や、出射用ＰＭファイバ４１と入射用ＰＭファイバ４２の方向を同じ方向に揃えて近接して配置することができるので、センサヘッド２を小径化、小型化することが可能となる。
【0033】
また、照射光の集光と戻り光の集光とを対物レンズ２２の同じ領域で行っているので、照射光の集光と戻り光の集光とを対物レンズ２２の周縁部の異なる領域で行う場合に比べ、小径のレンズを対物レンズ２２として用いることができる。また、測定対象物Ｔとの間の照射光と戻り光の光路は共通化されるので、フォーカスやワーキングディスタンスの調整も容易に行うことができ、レンズに焦点距離の可変機能を備えて、フォーカスやワーキングディスタンスを可変とすることもできる。
【0034】
次に、光干渉計本体部１１において、入射用ＰＭファイバ４２の光干渉計本体部１１側の端部のフェルール４２１の軸回りの向きは、入射用ＰＭファイバ４２から第１偏光方向の直線偏光として戻り光が出射される向きに設定されており、入射用ＰＭファイバ４２の光干渉計本体部１１側の端部のフェルール４２１から第１偏光方向の戻り光が復路側レンズ１１５に出射される。復路側レンズ１１５はコリメートレンズであり、入射した戻り光を平行光にし、周波数シフト用ＡＯＭ１１６に出射する。そして、周波数シフト用ＡＯＭ１１６は、入射した戻り光の周波数を、所定周波数シフトし、第２偏光方向の戻り光としてビームスプリッタＢＳ１１７に出射する。
【0035】
ここで、以上では、入射用ＰＭファイバ４２の端部のフェルール４２１の軸回りの向きを、第１偏光方向の直線偏光として戻り光が出射される向きに設定するものとして説明したが、第２偏光方向の戻り光を出射する向きに配置した周波数シフト用ＡＯＭ１１６の仕様に準拠した偏光方向（周波数シフト用ＡＯＭ１１６への入射光として好適な周波数シフト用ＡＯＭ１１６に対する相対的な偏光方向）が第１偏光方向でない他の偏光方向である場合には、当該他の偏光方向の直線偏光として戻り光が周波数シフト用ＡＯＭ１１６に出射される向きに、入射用ＰＭファイバ４２の端部のフェルール４２１の軸回りの向きを設定する。
【0036】
以上の動作により、ビームスプリッタＢＳ１１７には、周波数シフトされた第２偏光方向の戻り光と、第１ＰＢＳ１１３が出射する第２偏光方向の参照光が入射する。
そしてビームスプリッタＢＳ１１７によって垂直に曲げられた第２偏光方向の戻り光と、ビームスプリッタＢＳ１１７を直進した第２偏光方向の参照光によって形成される、第２偏光方向の戻り光と参照光とを同一光軸上に結合した第１の結合光と、ビームスプリッタＢＳ１１７を直進した第２偏光方向の戻り光と、ビームスプリッタＢＳ１１７で垂直に曲げられた第２偏光方向の参照光によって形成される、第２偏光方向の戻り光と参照光とを同一光軸上に結合した第２の結合光が生成される。
そしてビームスプリッタＢＳ１１７によって垂直に曲げられた第２偏光方向の戻り光と、ビームスプリッタＢＳ１１７を直進した第２偏光方向の参照光によって形成される、第２偏光方向の戻り光と参照光とを同一光軸上に結合した第１の結合光と、ビームスプリッタＢＳ１１７を直進した第２偏光方向の戻り光と、ビームスプリッタＢＳ１１７で垂直に曲げられた第２偏光方向の参照光によって形成される、第２偏光方向の戻り光と参照光とを同一光軸上に結合した第２の結合光が生成される。
【0037】
ビームスプリッタＢＳ１１７から出射される第１の結合光は第１光電素子１１９１に入射して電気信号に変換され、変換された電気信号が信号計測部１２に送られる。
また、ビームスプリッタＢＳ１１７から出射される第２の結合光は結合光ミラー１１８で反射して、第２光電素子１１９２に入射して電気信号に変換され、変換された電気信号が信号計測部１２に送られる。
ただし、ビームスプリッタＢＳ１１７から出射される第２の結合光を第２光電素子１１９２に入射して電気信号に変換し、ビームスプリッタＢＳ１１７から出射される第１の結合光を結合光ミラー１１８で反射して、第１光電素子１１９１に入射して電気信号に変換するよう構成してもよい。
また、ビームスプリッタＢＳ１１７から出射される第２の結合光は結合光ミラー１１８で反射して、第２光電素子１１９２に入射して電気信号に変換され、変換された電気信号が信号計測部１２に送られる。
ただし、ビームスプリッタＢＳ１１７から出射される第２の結合光を第２光電素子１１９２に入射して電気信号に変換し、ビームスプリッタＢＳ１１７から出射される第１の結合光を結合光ミラー１１８で反射して、第１光電素子１１９１に入射して電気信号に変換するよう構成してもよい。
【0038】
ここで、レーザ光源１１１の出射するレーザ光の周波数をf0とし、周波数シフト用ＡＯＭ１１６で行う周波数シフト量をfM、戻り光に生じた測定対象物Ｔの速度に応じたドップラシフト量をfDとすると、ビームスプリッタＢＳ１１７に入射する参照光の周波数はf0であり、ビームスプリッタＢＳ１１７に入射する戻り光の周波数はf0＋fD＋fMとなり、両者に周波数差が生じる。したがって、第１の結合光と第２の結合光には、周波数シフトされた戻り光と参照光との干渉によるビート信号が現れ、このビート信号の周波数は測定対象物Ｔの速度を示すドップラシフト量fDに応じた周波数となる。
【0039】
また、結合光ミラー１１８の反射によって、第１の結合光と第２の結合光には、参照光と戻り光との干渉によるビート信号が、相互に位相が反転して現れる。
したがって、信号計測部１２において、第１光電素子１１９１で電気信号に変換した第１の結合光と第２光電素子１１９２で電気信号に変換した第２の結合光の差分に基づいて、参照光と戻り光のビート信号の周波数を検出し、ビート信号の周波数から測定対象物Ｔの速度や変位を算定することができる。
したがって、信号計測部１２において、第１光電素子１１９１で電気信号に変換した第１の結合光と第２光電素子１１９２で電気信号に変換した第２の結合光の差分に基づいて、参照光と戻り光のビート信号の周波数を検出し、ビート信号の周波数から測定対象物Ｔの速度や変位を算定することができる。
【0040】
ここで、結合光ミラー１１８と第２光電素子１１９２を設けずに、ビームスプリッタＢＳ１１７によって結合した第１の結合光を第１光電素子１１９１で変換した電気信号のみから参照光と戻り光のビート信号の周波数を検出することもできるが、このようにした場合、ビームスプリッタＢＳ１１７における分岐のために、半分ないしはビームスプリッタＢＳ１１７の分岐比でしか戻り光と参照光の結合光を検出できない。一方、結合光ミラー１１８と第２光電素子１１９２を設けて第２の結合光も検出する構成によれば、第１光電素子１１９１と第２光電素子１１９２を合わせて、戻り光と参照光の結合光を１００％検出することができる
なお、以上に示したセンサヘッド２や光干渉計本体部１１の各光学部品の端面は、端面での戻り光による影響を抑止してノイズの低減を図るために、照射光や戻り光の光軸と直交する方向から微小に傾斜させている。
なお、以上に示したセンサヘッド２や光干渉計本体部１１の各光学部品の端面は、端面での戻り光による影響を抑止してノイズの低減を図るために、照射光や戻り光の光軸と直交する方向から微小に傾斜させている。
【0041】
以上、本発明の実施形態について説明した。
本実施形態に係る光干渉計によれば、照射光-戻り光の光路の下流側となる光干渉計本体部１１の入射側において周波数シフトを行うため、照射光-戻り光の光路の上流側となる光干渉計本体部１１の出射側において、比較的パワーの大きい照射光の周波数シフトを行う場合に比べ、周波数シフトの変調周波数の影響が及ぶ範囲や大きさが小さく、測定精度を劣化させる意図しない干渉の発生を抑制できる。
本実施形態に係る光干渉計によれば、照射光-戻り光の光路の下流側となる光干渉計本体部１１の入射側において周波数シフトを行うため、照射光-戻り光の光路の上流側となる光干渉計本体部１１の出射側において、比較的パワーの大きい照射光の周波数シフトを行う場合に比べ、周波数シフトの変調周波数の影響が及ぶ範囲や大きさが小さく、測定精度を劣化させる意図しない干渉の発生を抑制できる。
【0042】
また、センサヘッド２と光干渉計本体部１１との間の照射光や戻り光の送受をＰＭファイバを用い、センサヘッド２と光干渉計本体部１１に入出射する照射光や戻り光の偏光方向を、ＰＭファイバの端部のフェルールの軸回りの向きで所要の方向に設定しているので、必要となる偏光方向の調整用の光学素子を削減して部品点数の少ない光干渉計を構成できる。
【0043】
ここで、以上のセンサヘッド２は、図３に示すように出射用ＰＭファイバ４１と入射用ＰＭファイバ４２を入れ替えて構成することができる。ただし、この場合には、出射用ＰＭファイバ４１のセンサヘッド２側の端部のフェルール４１２の軸回りの向きは、出射用ＰＭファイバ４１から第４偏光方向の直線偏光として照射光が出射される向きに設定し、入射用ＰＭファイバ４２のセンサヘッド２側の端部のフェルール４２２の軸回りの向きは、入射した第３偏光方向の直線偏光を伝搬する向きに設定する。
【0044】
図３に示したセンサヘッド２において、照射光の光路は図２に示したセンサヘッド２における戻り光の光路を反対向きに辿る光路となり、戻り光の光路は図２に示したセンサヘッド２における照射光の光路を反対向きに辿る光路となる。
また、以上のセンサヘッド２は、出射用ＰＭファイバ４１と入射用ＰＭファイバ４２の方向を同じ方向に揃える必要がない場合等には、戻り光ミラー２４を用いずに構成することもできる。
また、以上のセンサヘッド２は、出射用ＰＭファイバ４１と入射用ＰＭファイバ４２の方向を同じ方向に揃える必要がない場合等には、戻り光ミラー２４を用いずに構成することもできる。
【符号の説明】
【0045】
１…測定装置、２…センサヘッド、３…解析装置、１１…光干渉計本体部、１２…信号計測部、１３…外部インタフェース、２１…第２ＰＢＳ、２２…対物レンズ、２３…１／４波長板、２４…戻り光ミラー、４１…出射用ＰＭファイバ、４２…入射用ＰＭファイバ、１１１…レーザ光源、１１２…アイソレータ、１１３…第１ＰＢＳ、１１４…往路側レンズ、１１５…復路側レンズ、１１６…周波数シフト用ＡＯＭ、１１７…ビームスプリッタＢＳ、１１８…結合光ミラー、４１１…フェルール、４１２…フェルール、４２１…フェルール、４２２…フェルール、１１９１…第１光電素子、１１９２…第２光電素子。
【図1】
【図2】
【図3】
