マイケルソン干渉計

質問

レーザー超音波による非破壊検査をマイケルソン干渉計を使って行っておりますが，なかなかうまく波形を観測できません．干渉計の両腕の長さを等しくするなどの調整で何か良い案などはないでしょうか？？

回答No.2

walkingdic

まず、３番は何度も反射させれば、その回数分だけ拡大して見えるという単純な話です。１００ｎｍの段差があったとして、一回の反射では光路差は１００ｎｍに過ぎないけど、１０回反射させれば光路差は１０００ｎｍになるということです。
そういう簡単な話です。ただどうやって光学的な配置をするのかという部分で検討が必要です。

１番の一番簡単な方法は参照ミラー面の方を、たとえばピエゾ素子で振動させたとしましょう。すると、干渉縞はそれにあわせて周期的な強度変調がかかります。
この周期信号の位相は、非測定物からの光の位相がずれる（＝すなわち形状が変化する）と、その分ずれます。
すると、信号の位相ずれを検出すると形状変化を検出できることになります。
単純なマイケルソン干渉では強度が強めあう、弱めあうような大きな位相差はわかりますけど、上記ヘテロダイン方式だと、位相差を検出すればよいため、この位相差の検出は比較的高精度に出来ます。一波長分の位相は３６０度ですけど、大体１度位の変化はみることが出来ます。（ロックインアンプなどを活用します）
１度の位相差を見れるということは、測定波長をλとして、λ／３６０の形状変化を見ることが出来るということになります。

最後の白色光干渉ですけど、これは、白色光をマイケルソン干渉計で干渉させる場合、完全に干渉して打ち消しあう条件は、リファレンスと測定の光路差が完全に０になったときだけになります。それ以外では色んな波長があるため、完全に干渉して打ち消しあうことはなくなります。
つまりそれだけ干渉ポイントが狭くなるという仕組みです。

お礼

ありがとうございます．参考にさせていただきます．分からないことがあれば聞くかもしれないので，その節はよろしければお願いします．

回答No.1

walkingdic

要するにマイケルソン干渉計の感度を上げたいということですよね。
方法は色々あり、

１．ヘテロダイン検波する
２．白色光干渉を利用する
３．測定試料面で複数回数の反射を作る

です。

お礼

walkingdicさん、回答ありがとうございます。よろしければ、

「１．ヘテロダイン検波する
　２．白色光干渉を利用する
　３．測定試料面で複数回数の反射を作る」

これらそれぞれを具体的に説明いただけたら、幸いです。

補足

walkingdicさん、回答ありがとうございます。よろしければ、

「１．ヘテロダイン検波する
　２．白色光干渉を利用する
　３．測定試料面で複数回数の反射を作る」

これらそれぞれを具体的に説明いただけたら、幸いです。