露光装置、精密組立および宇宙光学システムなどの分野において、光学部品の姿勢をナノメートルレベルの変位およびマイクロラジアンレベルの角度で高精度に測定する需要に対応し、かつ既存の方法の多自由度同期および統合測定の実現における不足を補うため、本稿では多チャネル差動レーザー干渉に基づく測定システムを提案・検証した。7経路の干渉計配置と統一数学モデルの構築により、光学部品の6自由度姿勢（変位および回転角情報を含む）の同期的算出を実現した。シミュレーションにより、理想条件下でX、Y、Z方向の平行移動測定の二乗平均平方根誤差が3.384 nm以下、角度測定誤差が4.616 μrad以下であることを示した。実験検証では、静的環境における変位および角度の安定性RMSはそれぞれ7 nmおよび16.4 μradに達した。微小変位変化に対するシステムの応答特性を検討するため、変位台駆動下で亜マイクロメートル級の階段状変位入力を加え、統計解析を行ったところ、階段前後の安定区間において、システムの変位出力は良好な再現性と安定性を示し、そのRMS変動はナノメートルオーダーに維持された。さらに、角度変化が−300 μradおよび−500 μradの階段入力の場合、システム出力と自己準直器の参照値との線形相関係数はそれぞれ0.984および0.937であり、残差RMSは44 μrad以内に制御された。本システムは構造がコンパクトで、耐干渉性に優れ、線形性が高く、上述の高精度シーンにおけるリアルタイム姿勢監視に適している。今後は多自由度結合誤差の較正および動的環境適応性の研究を進め、システムの実用性と信頼性をさらに向上させる予定である。

精密組立;高精度測定;6自由度姿勢測定;多チャネル差動レーザー干渉