CN101278170B - 补偿干涉测量的测量装置中的光程差的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有第一干涉仪和第二干涉仪的干涉测量的测量装置的设备，其中通过辐射源向所述第一干涉仪输送短相干的辐射，所述辐射通过第一辐射分配器分为两个部分辐射，并且其中光程长度在一个部分辐射中长于在另一个部分辐射中，使得光程差大于所述辐射的相干长度，其中所述两个部分辐射在所述第一干涉仪的出口之前再度汇合并且输送给所述第二干涉仪，该第二干涉仪将所述辐射分为另外两个部分辐射，其中这两个部分辐射的光程长度不同，从而再度对在第一干涉仪中写入的光程差进行补偿，其中可以通过至少一个活动的光学元件来对在所述第一和第二干涉仪中的相应的部分辐射的光程长度进行调节，并且所述活动的光学元件以机械方式彼此相耦合。此外，本发明涉及一种用于在这样的干涉测量的测量装置中对光程差进行补偿的方法，其中通过以机械方式相耦合的活动的光学元件同时并且以相同的数值改变在所述两个干涉仪中的部分辐射之间的光程差。由此可以在一个工作步骤中改变在所述干涉仪的部分辐射中的光程差，其中保持遵守形成干涉的条件。

Description

补偿干涉测量的测量装置中的光程差的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于对在具有第一干涉仪和第二干涉仪的干涉测量的测量装置中的光程差进行补偿的设备，其中通过辐射源向所述第一干涉仪输送短相干的辐射，所述辐射通过第一辐射分配器分为两个部分辐射，并且其中光程长度在一个部分辐射中如此长于在另一个部分辐射中，使得光程差大于所述辐射的相干长度，其中所述两个部分辐射在所述第一干涉仪的出口之前再度汇合并且输送给所述第二干涉仪，该第二干涉仪将所述辐射分为另外两个部分辐射，其中这两个部分辐射的光程长度如此不同，从而再度对在第一干涉仪中写入的光程差进行补偿。

此外，本发明涉及一种用于在具有两个先后相随的干涉仪的干涉测量的测量装置中对光程差进行补偿的方法，其中通过辐射源向第一个干涉仪输送短相干的辐射，所述辐射通过第一辐射分配器分为两个部分辐射，这两个部分辐射中的其中一个部分辐射比另一个部分辐射如此经过一个更大的光程长度，使得在所述部分辐射之间的光程差大于所述辐射的相干长度，其中所述两个部分辐射在所述第一干涉仪的出口之前再度汇合并且输送给所述第二干涉仪，该第二干涉仪将所述辐射分为另外两个部分辐射，其中这两个部分辐射的光程长度如此不同，从而再度对在第一干涉仪中写入的光程差进行补偿。

背景技术

在文献DE 102 44 553中示出了一种这样的干涉测量的测量装置。该文献公开了一种用于对测量目标的表面的形状、粗糙度或间距进行检测的干涉测量的测量装置，该测量装置具有调制干涉仪、与所述调制干涉仪在空间上分开的并且通过光导纤维装置与该调制干涉仪相耦合或可以耦合的测量用探针、接收装置和分析单元，其中在此由辐射源向所述调制干涉仪输送短相干的辐射并且该调制干涉仪具有用于将所输送的辐射分为通过第一支臂导送的第一部分辐射和通过第二支臂导送的第二部分辐射的第一辐射分配器，在所述部分辐射中其中一个部分辐射借助于调制装置相对于另一个部分辐射移动其光相位或光频率并且经过一段延迟段，并且这两个部分辐射随后在所述调制干涉仪的另一个辐射分配器中汇合，并且其中在所述测量用探针中所述汇合的部分辐射分为通过具有倾斜的目标侧的出口表面的探针-光导纤维单元来导送到表面处的测量辐射和基准辐射并且在所述测量用探针中所述在表面上被反射的测量辐射(r₁(t))以及在基准平面上被反射的基准辐射(r₂(t))相叠加，并且其中所述分析单元用于将输送给其本身的辐射转换为电信号并且用于在相位差的基础上对所述信号进行分析。在此，所述出口表面相对于光学的探针轴线的法线的倾角(y)至少为46°。

DE 198 08 273也说明了一种这样的用于对尤其粗糙的表面的形状或间距进行检测的干涉测量的测量装置，该测量装置具有至少一个在空间上相干的辐射产生单元、用于对光相位进行调制或者用于使第一部分辐射的光频率(外差频率)相对于第二部分辐射的光相位或光频率进行移动的装置以及分析装置，其中所述辐射产生装置的辐射在测量用探针中分为通过测量基准分支导送的并且在其中被反射的基准测量辐射以及通过测量分支导送的并且在粗糙的表面上被反射的测量辐射，并且其中所述用于对光相位进行调制或者用于使第一部分辐射的光频率(外差频率)相对于第二部分辐射的光相位或光频率进行移动的装置具有用于将被反射的测量基准辐射与被反射的测量辐射叠加的叠加单元，并且具有用于将所叠加的辐射分为至少两个具有不同波长的辐射并且将辐射转换为电信号的辐射分解及辐射接收单元，并且其中在所述分析装置中可以在所述电信号的相位差的基础上来确定粗糙的表面的形状或者说间距。在此由所述辐射产生单元发出的辐射在时间上短相干并且是宽带的。

这样的首先由两个干涉仪组成的干涉测量的测量装置可以用不同类型的干涉仪构成。例如所述调制干涉仪可以构造为马赫-策恩德尔(Mach-Zehnder)干涉仪，而所述测量干涉仪或者说测量用探针则紧凑地比如构造为米劳(Mirau)干涉仪。这些干涉测量的测量装置的共同点是，在第一干涉仪中写入的、在短相干的辐射源的两个部分辐射之间的光程差在第二测量干涉仪或者说测量用探针中再度得到补偿并且由此使所述部分辐射形成干涉。在DE 198 08 273中通过迟延元件写入的光程差在此也可以如在DE 198 08 273中在用光导体构成的调制干涉仪中所示出的一样通过由所述部分辐射从中经过的不同长度的局部支臂来产生。

为了改进所述干涉测量的测量装置的测量精度，已经公开将基准干涉仪连接到所述调制干涉仪的第二输出端上。该基准干涉仪在光学上的构造与所述测量干涉仪一样，也就是说，它又对在调制干涉仪中写入的、在两个部分辐射之间的光程差进行补偿。但是所述基准干涉仪的设计结构不同于所述测量干涉仪的设计结构。所述干涉测量的测量装置的测量精度可以通过所述基准干涉仪的信号与所述测量干涉仪的信号之间的比较来得到改进。

所述有待在调制干涉仪中写入的光程差以所述测量干涉仪或者说测量用探针的设计结构为准。因此在更换测量干涉仪/测量用探针之后，必须相应地在所述调制干涉仪中对光程差进行调整。这一点通常用马达通过光学元件的移动来进行。

在所述基准干涉仪中也必须相应地对光程差进行调整。在这里普遍做法是，通过更换预调节的单元来调节光程差。这种情况下的缺点是，必须根据所使用的测量干涉仪准备好调整的单元。在此，所述单元的更换是昂贵的。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于干涉测量的测量装置的设备，该设备能够简单地对在光学耦合的干涉仪的部分辐射之间写入的光程差进行匹配。此外，本发明的任务是提供一种方法。

本发明的与所述设备有关的任务用按本发明的设备得到解决。据此，相应的在第一干涉仪和在第二干涉仪中的部分辐射的光程长度可以通过至少一个活动的光学元件进行调节，并且所述活动的光学元件以机械方式彼此相耦合。通过所述机械耦合，在一个干涉仪中同时也在另一个干涉仪中改变光程长度。由此没有必要单独调整干涉仪中的光程差或者更换光学单元，而是在一个工作步骤中进行调整。

通过以下方法来合适地调整在所述两个干涉仪中的光程差，即在所述第一和第二干涉仪的两个部分辐射中光程长度的改变的符号相同或者相反并且/或者在两个部分辐射中光程长度的改变的数值相同。因为所述两个部分辐射在所述第一干涉仪的输出端上汇合在一起并且在所述第二个干涉仪的开始再度分为两个部分辐射，所以在所述第二干涉仪的两个部分辐射中不仅存在来自所述第一个干涉仪的未迟延的部分辐射的辐射份额，而且存在来自所述第一干涉仪的迟延的部分辐射的辐射份额。在第二干涉仪中的其中一个部分辐射的光程长度的缩短由此和在另一个部分辐射中的光程长度的延长一样对辐射份额的时间顺序起相同的作用。由此，不仅可以利用在所述第一和第二干涉仪中的相应的部分辐射中的光程长度的同向变化，而且可以利用其反向变化来引起相应的辐射份额的叠加并且使所述部分辐射形成干涉。

所述两个干涉仪的活动的光学元件的机械耦合可以通过将所述活动的光学元件安装在一个共同的活动的支座上这种方式来实现。

在本发明的优选的实施方式中，所述活动的光学元件构造为平面镜、三棱镜或者构造为用于光导元件的耦合元件。这些元件也用在所述类型的今天常用的、无按本发明的机械耦合的干涉测量的测量装置中，并且已经相应地经受考验。

所述活动的光学元件的机械耦合也可以通过将所述两个干涉仪的活动的光学元件集成在一个活动的光学元件中这种方法得到实现。这就能够实现所述干涉仪的非常紧凑的和成本低廉的结构，其中在所述两个干涉仪的部分辐射中保证了所述活动的光学元件的探测过程故障很少。

可以通过以下方法将所述两个活动的光学元件合并在一个集成的光学元件中，也就是将所述集成的光学元件设计为三棱镜，该三棱镜具有用于所述第一干涉仪的辐射入口和用于所述第二干涉仪的辐射入口以及用于所述第一干涉仪的辐射出口和用于所述第二干涉仪的辐射出口。这种布置方式适合用在两个干涉仪上，在所述两个干涉仪上入射到集成的光学元件中的辐射和出射的辐射如比如由马赫-策恩德尔(Mach-Zehnder)干涉仪公开的一样分开传播。在这种基于三棱镜的实施方式中，所述元件在所述两个干涉仪的光路中的简单定向由于在三棱镜上的辐射导向的容差而十分有利。此外，在所述两个光路中的光程长度在经过三棱镜时可以保持相同。

另一种将所述两个活动的光学元件集成在一个光学元件中的方案在于，将所述集成的光学元件构造为具有在入口侧局部反射的表面的三棱镜，其中一个干涉仪的具有分开的光路的部分辐射经由辐射入口和辐射出口通过所述三棱镜转向并且另一个干涉仪的具有上下叠放的光路的部分辐射则在所述反射的表面上转向。这种实施方式因此适合于干涉测量的测量装置，如其比如在迈克尔逊(Michelson)干涉仪上常见的一样，在所述测量装置上在一个干涉仪上所述入射到活动的光学元件中的辐射和出射的辐射分开传播，而在另一个干涉仪上所述入射到所述光学元件中的辐射和出射的辐射则上下叠放。

为移动所述活动的光学元件，设置了手动驱动或马达驱动的线性驱动装置，以此可以对光程差进行简单而精确的调整。在此，尤其所述马达驱动的驱动装置可以是自动化的测量装置的一部分，在该测量装置上通过电子的控制单元对光程差进行补偿。

将辐射输入到干涉测量的测量装置中，在所述干涉仪之间进行光学连接和/或借助于光导体或作为自由辐射传播出射辐射，以此实现本发明的用于极为不同的光学耦合的干涉仪的广泛的使用领域。

如果所述两个干涉仪的活动的光学元件由于结构情况不是以机械方式比如通过共同的活动的支座彼此相耦合，那就可以通过以下方法同时并且以同类方式改变在所述干涉仪的相应的局部支臂中的光程长度，即在所述两个干涉仪中设置单独活动的光学元件用于对在所述部分辐射之间的光程差进行调节的并且以电子方式通过对电驱动元件的同类触发来使所述光学元件的运动相耦合。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述第一干涉仪是调制干涉仪，而所述第二干涉仪则构成基准干涉仪或者基准探针或者基准测量点。在这种情况下，所述基准干涉仪、基准探针或者基准测量点连接到所述调制干涉仪的一个输出端上，而在所述调制干涉仪的另一个输出端上则通常连接着测量用探针或者测量干涉仪。所述测量用探针或者测量干涉仪可以以公知的方式作为紧凑的结构单元比如灵活地通过光导体与所述调制干涉仪相连接，并且用于确定表面粗糙度。如果测量用探针或者说测量干涉仪的更换使得在所述调制干涉仪和基准探针中的光程差或者说对在所述基准干涉仪或基准探针中的光程差的调整成为必要，那么这一点可以在一个步骤中在没有很大开销情况下通过所述以机械方式耦合的光学元件的移动来实现。

本发明的与方法有关的任务通过以下方法得到解决，即通过以机械方式耦合的活动的光学元件同时并且以相同的数值来改变在所述两个干涉仪中的部分辐射之间的光程差。由此同步地通过在所述两个干涉仪的两个可变的部分辐射中的光程长度的改变来调整在所述部分辐射之间写入的光程差。如果比如以光学方式连接到所述第一个干涉仪上的第三干涉仪的更换使得在所述第一和第二干涉仪中的光程差的调整成为必要，那么这一点可以在一个工作步骤中在没有必要更换光学组件的情况下实现。

在这种情况下，同向或者反向改变在所述两个部分辐射中的光程长度，以此可以调整光程差。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例对本发明进行详细解释。其中：

图1是干涉测量的测量装置的示意图，该测量装置具有两个干涉仪的以机械方式耦合的活动的光学元件，

图2是干涉测量的测量装置，该测量装置具有用在马赫-策恩德尔干涉仪中以及用在迈克尔逊干涉仪中的以机械方式耦合的活动的光学元件，

图3是干涉测量的测量装置的变型方案，该测量装置具有用在两个干涉仪中的以机械方式耦合的活动的光学元件，

图4是用于具有分开的光路的以机械方式耦合的干涉仪的集成的光学元件，

图5是用于具有分开的和上下叠放的光路的以机械方式耦合的干涉仪的集成的光学元件，

图6是干涉测量的测量装置，在该测量装置上两个干涉仪的辐射转向件直接耦合。

具体实施方式

图1示出了一个干涉测量的测量装置1的示意图，该测量装置1具有短相干的辐射源30、第一干涉仪10和第二干涉仪20以及两个活动的光学元件13、23和可以按照所示出的运动方向43运动的支座40。所述辐射源30的短相干的辐射31输送给所述第一干涉仪10。在所述第一干涉仪10中，所输送的短相干的辐射31以这里未示出的方式分为两个部分辐射32.1、32.2，其中一个部分辐射32.1输送给所述活动的光学元件13。所述活动的光学元件13构造为用于所述部分辐射32.1的辐射转向件。所述由活动的光学元件13导回的部分辐射32.1以未示出的方式在所述第一干涉仪10中再度与未示出的部分辐射32.2叠加并且输送给辐射出口33和通往第二干涉仪20的辐射通道34。在所述第二干涉仪20中，所述通过辐射通道34输送的辐射以未示出的方式分为两个部分辐射35.1、35.2，其中一个部分辐射35.1输送给所述活动的光学元件23，该光学元件23同样构造为辐射转向件。所述部分辐射35.1以及未示出的部分辐射35.2紧接在活动的光学元件23后面在所述第二干涉仪20中再度叠加并且输送给辐射出口36。

所述活动的光学元件13、23保持在共同的活动的支座40上并且由此以机械方式相耦合。所述活动的支座40的按照运动方向43的运动因此导致所述活动的光学元件13、23的同类运动。由此所述第一干涉仪10的第一部分辐射32.1的光程长度与所述第二干涉仪20的第一部分辐射35.1的光程长度改变了相同的数值。这就导致在未示出的、经过固定的光程的部分辐射32.2、35.2以及所述光程长度可变化地调节的部分辐射32.1、35.1之间的光程差出现相同的变化。如果所述在两个干涉仪10、20中写入的光程差至少大致相同，那么这在使用短相干的辐射31时就导致在所述第二干涉仪20的辐射出口36上形成干涉。因为以同类方式通过所述共同的活动的支座40以及通过该支座40进行机械耦合的光学元件13、23来调节在所述两个部分辐射32.1、35.1中的光程长度，所以即使在移动所述活动的光学元件13、23时在所述第二干涉仪20中的光程差仍然相应于在所述第一干涉仪10中的光程差，从而保持在所述第二干涉仪20的输出端上形成干涉的条件。

图2示出了一个具有以机械方式耦合的活动的光学元件13、23的干涉测量的测量装置1的一种实施方式，该测量装置1具有第一干涉仪10作为马赫-策恩德尔干涉仪结构的调制干涉仪，并且具有第二干涉仪20作为迈克尔逊干涉仪结构的基准干涉仪。在这里，也将在空间上相干的但在时间上短相干的辐射源30的短相干的辐射31输送给所述第一干涉仪10。所述第一干涉仪10在马赫-策恩德尔装置中由两个辐射分配器11.1、11.2和两个转向镜12.1、12.2构成。入射的短相干的辐射31被所述第一辐射分配器11.1分为两个部分辐射32.1、32.2。在所述两个部分辐射32.1、32.2的光路中加入两个声光的调制器14.1、14.2，用于根据公知的方式实现调制干涉仪。在所述第一部分辐射32.1的光路中加入一个活动的三棱镜形式的光学元件13，该光学元件13将来自所述声光的调制器14.1的第一部分辐射32.1反射到所述转向镜12.1上并且从那里反射到所述第二辐射分配器11.2上。所述第二部分辐射32.2在所述声光的调制器14.2后面被所述转向镜12.2反射给所述第二辐射分配器11.2，在所述第二辐射分配器11.2中所述两个部分辐射32.1和32.2相叠加并且输送给所述辐射出口33及辐射通道34。

通过转向镜37将来自辐射通道34的辐射输送给所述第二干涉仪20。所述第二干涉仪20作为迈克尔逊干涉仪包括辐射分配器21、固定的镜子24和活动的镜子形式的光学元件23。所述从辐射通道34及镜子37入射的辐射在所述辐射分配器21中分为两个部分辐射35.1、35.2。部分辐射35.2和部分辐射35.1分别由所述固定的镜子24和所述活动的光学元件23反射给所述辐射分配器21并且在那里叠加后导送给所述辐射出口36。

所述活动的光学元件13、23安装在一个共同的支座40上，该支座40与具有马达42的线性驱动装置41相连接。所述马达42和线性驱动装置41能够使所述支座40按照所示出的运动方向43运动并且由此也能够使所述活动的光学元件13、23按照所示出的运动方向43运动。

由于在所述第一干涉仪10的部分辐射32.1、32.2的光路中不同的光程长度并且由于由此引起的在所述部分辐射32.1、32.2之间的光程差，在所述部分辐射32.1、32.2在所述第二辐射分配器11.2中汇合之后在使用短相干的辐射31时未导致干涉形成。所述光程差会因所述支座40的移动以及与其相连接的光学元件13的移动而变化。

在所述第二干涉仪20中，在所述部分辐射35.1和35.2之间通过在所述两个部分辐射35.1、35.2的光路中相应不同的光程长度写入与在所述第一干涉仪10中大致相同大小的光程差。所述第一干涉仪10的光程差由此得到补偿，并且所述两个部分辐射35.1和35.2在所述辐射分配器21中汇合之后会形成干涉。

一种这样的干涉测量的测量装置1通常结合这里未示出的、以光学方式耦合到所述第一干涉仪10的辐射出口33上的测量干涉仪来构成。这个测量干涉仪可以紧凑地构成并且比如通过光导体灵活地连接到所述干涉仪10上并且因此比如履行在不可触及的测量目标上的测量任务。在这个测量干涉仪中也采用在其部分辐射之间的光程差，所述光程差对在所述第一干涉仪10中写入的光程差进行补偿并且因此导致干涉。在这样的测量干涉仪中的光程差在多数情况下固定地预先给定，并且因测量干涉仪不同而不同。因此，如其对不同的测量任务来说所必需的一样，测量干涉仪的更换需要对在调制干涉仪即干涉仪10中的光程差进行匹配并且由此也需要对在所述基准干涉仪即干涉仪20中的光程差进行匹配。通过所述共同的支座40及所述通过该支座40进行机械耦合的活动的光学元件13、23的移动，可以在一个工作步骤中使在所述第一干涉仪10的部分辐射32.1、32.2之间的光程差以及在所述第二干涉仪20的部分辐射35.1、35.2之间的光程差相应地与改动的测量干涉仪相匹配。由此可以取消了如今天必需通过光学组件的更换或者通过用螺旋测微器进行调节那样对在所述构造为基准干涉仪的第二干涉仪20中的光程差进行单独调整。

在此，在所示出的实施方式中，所述部分辐射32.1、35.1的光程长度改变了相同的数值，但是以相反的方向进行改变。在所述两个干涉仪10、20的部分辐射32.1、35.1中的光程长度的反向移动在光学上看相当于所述光程长度的同向变化。因为所述两个部分辐射32.1、32.2在所述第一干涉仪10的第二辐射分配器11.2上汇合并且在所述第二干涉仪20的辐射分配器21上再度分为两个部分辐射35.1、35.2，所以在所述第二干涉仪20的两个部分辐射35.1、35.2中不仅存在来自所述第一干涉仪10的未迟延的部分辐射32.1、32.2的辐射份额而且存在来自所述第一干涉仪10的迟延的部分辐射32.1、32.2的辐射份额。所述两个部分辐射35.1、35.2的其中一个部分辐射在所述第二干涉仪20中的光程长度的缩短由此和在相应的另一个部分辐射35.1、35.2中的光程长度的延长一样对所述辐射份额的时间顺序起着相同的作用。由此，不仅可以用在所述第一和第二干涉仪10、20的相应的部分辐射32.1、35.1中的光程长度的同向变化而且可以用其反向变化使相应的辐射份额叠加，并且使所述部分辐射35.1、35.2形成干涉。

图3示出了干涉测量的测量装置1的另一种变型方案，该测量装置1具有用在两个光学耦合的干涉仪10、20上的以机械方式耦合的活动的光学元件13、23。在这种情况下，所述第一干涉仪10作为调制干涉仪又构造为具有早已在图2中所说明的元件的马赫-策恩德尔干涉仪。所述第二干涉仪20同样如在图2中所说明的一样构造为迈克尔逊干涉仪。在这里，辐射源30提供短相干的辐射31。与图2相反，所述辐射通道34直接在没有通过另一面镜子进行转向的情况下从所述第一干涉仪10延伸到第二干涉仪20。所述活动的光学元件13、23如此布置在一个共同的支座40上，从而通过线性驱动装置41和马达42按照运动方向43产生的移动使所述两个活动的光学元件13、23同向移动相同的行程长度。在所述第一干涉仪10中在所述部分辐射32.1、32.2之间写入的光程差在所述第二干涉仪20中通过在所述部分辐射35.1、35.2之间的相应的光程差再度得到补偿，并且由此使所述两个部分辐射35.1、35.2在所述辐射分配器21中形成干涉。如未示出的以光学方式耦合到所述第一干涉仪10的辐射出口36上的测量干涉仪的更换需要的在所述部分辐射32.1和32.2之间以及在所述部分辐射35.1和35.2之间的光程差的改变可以在一个工序中通过所述共同的支座40及所述通过该支座40进行机械耦合的活动的光学元件13、23的移动来进行。

通过所述活动的光学元件13、23的机械耦合以及由此所述部分辐射32.1、35.1的光程长度的机械耦合来实现这一点，即在所述两个干涉仪10、20中光程长度差是相同的。因此，在所述第二干涉仪20的辐射出口36中始终出现可分析的干涉现象。

在一种这样的干涉测量的测量装置1的实施方案中，在空间上如此布置所述两个干涉仪10、20，使得所述活动的、构造为活动的光学元件13、23形式的辐射转向件可以以机械方式通过所述共同的活动的支座40彼此相连接。所述辐射31的输入、所述干涉仪10、20的光学连接以及来自干涉仪10、20的辐射出口33、36的出射辐射的传播如所示出的一样可以作为自由辐射或者在光导体中进行。对于所述活动的光学元件13、23或者说所述共同的支座40的运动可以考虑使用所有公知的方法。

与图2所示的干涉测量的测量装置1相比，图3所示的干涉测量的测量装置1的优点在于辐射回收效率得到改善。

图4示出了集成的光学元件50，该光学元件50用于未示出的以机械方式相耦合的、具有分开的光路的干涉仪10、20。所述集成的光学元件50设计为三棱镜55，该三棱镜55相应地具有辐射入口51、52和辐射出口53、54，它们分别用于第一和第二干涉仪10、20。所述集成的光学元件50在此为具有分开的光路的干涉仪10、20而设计，也就是说所述部分辐射32.1、35.1的入射的和被反射的份额不是在一条辐射线上延伸。

图5示出了集成的光学元件60的另一种变型方案，该光学元件60用于未示出的以机械方式相耦合的、但这里具有分开的和上下叠放的光路的干涉仪10、20。所述集成的光学元件60构造为具有局部反射的表面64的三棱镜。辐射入口61和辐射出口62供所述具有分开的光路的干涉仪10、20使用，而为所述具有上下叠放的光路的干涉仪10、20则设置了共同的辐射入口/出口63。干涉仪10、20的输入到所述辐射入口61中的未示出的部分辐射32.1、32.2通过所述三棱镜65反射给所述辐射出口62，而入射到所述共同的辐射入口/出口63中的部分辐射32.1、32.2则从所述反射的表面64反射到所述共同的辐射入口/出口63中。

所述在图4和5中示出的集成的光学元件50、60将所述在图1到3中示出的活动的光学元件13、23分别统一为一个光学元件50、60。如此布置所述两个未示出的干涉仪10、20，使得光程长度可变化的部分辐射32.1、35.1在所使用的集成的光学元件50、60中转向。所述集成的光学元件50、60的位置的移动因此导致在所述部分辐射32.1、35.1中相同的光程变化并且由此导致在所述两个干涉仪10、20中所述光程差的同向变化及在数值方面相同的变化。

图6示出了干涉测量的测量装置1的一种变型方案，在该测量装置1中，所述两个干涉仪10、20的辐射转向件直接耦合。所述干涉仪10在此作为调制干涉仪构造为马赫-策恩德尔干涉仪并且所述干涉仪20作为迈克尔逊干涉仪，它们具有早已在图2中说明的元件和部分辐射。辐射源30在此提供短相干的辐射31。所述两个干涉仪10、20的两个光程长度可变化调节的部分辐射32.1、35.1的辐射转向通过如在图5中所说明的活动的集成的光学元件60进行。安装在活动的支座40上的活动的集成的光学元件60的位置可通过具有马达42的线性驱动装置41按照所示出的运动方向43来调节。

来自第一辐射分配器11.1和声光的调制器14.1的部分辐射32.1由转向镜12.1导入所述集成的光学元件60的辐射入口61中，并且被该光学元件60的三棱镜65通过辐射出口62反射给第二辐射分配器11.2。因此，通过所述三棱镜65的辐射导引是所述第一干涉仪10的组成部分。在所述辐射分配器11.2中，所述部分辐射32.1和部分辐射32.2相汇合，但这一点由于所述部分辐射32.1、32.2及所使用的短相干的辐射31的所经过的不同的光程长度而不会导致干涉形成。所述汇合的部分辐射32.1、32.2在所述辐射分配器11.2之后到达辐射出口33处并且通过辐射通道34和转向镜37到达所述第二干涉仪20中，其中未示出的测量干涉仪可以连接到所述辐射出口33上。在所述第二干涉仪20中，入射的辐射被辐射分配器21分为两个部分辐射35.1、35.2。一个具有固定的光程长度的部分辐射35.2被固定的镜子24反射回到所述辐射分配器21处。另一个光程长度可变化的部分辐射35.2通过所述集成的光学元件60的共同的辐射入口/出口63到达所述反射的表面64处，该部分辐射35.2又从该表面64通过所述共同的辐射入口/出口63被反射到所述辐射分配器21处。在所述辐射分配器21中，所述部分辐射35.1、35.2彼此叠加。通过所述两个部分辐射35.1、35.2所经过的不同的光程长度来对在所述第一干涉仪10中写入的光程差进行补偿，由此所述两个部分辐射35.1、35.2可以在辐射分配器21中形成干涉。

所述集成的光学元件60的按照运动方向43的移动同向地以及以相同的数值改变在所述两个部分辐射32.1和35.1中的光程长度。在所述具有固定的光程长度的部分辐射32.2、35.2和相应的具有可变的光程长度的部分辐射32.1、35.1之间的光程差的改变如其以所说明的形式通过连接到所述辐射出口33上的未示出的测量干涉仪的更换而可能必要的一样可以由此在一个工作步骤中通过所述集成的光学元件60的移动来进行。在这种情况下，所述活动的光学元件在所述两个干涉仪10、20中的机械耦合不是象在图1、2和3中所说明的一样通过将单个活动的元件13、23安装在一个共同的支座40上这种做法来实现，而是通过将这样的活动的元件13、23集成在集成的光学元件60中这种方法来实现。

Claims (13)

1.用于对在具有第一干涉仪(10)和第二干涉仪(20)的干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其中通过辐射源(30)向所述第一干涉仪(10)输送短相干的辐射(31)，所述辐射(31)通过第一辐射分配器(11.1)分为两个部分辐射(32.1、32.2)，并且在一个部分辐射(32.1、32.2)中的光程长度长于在另一个部分辐射(32.1、32.2)中的光程长度，使得光程差大于所述辐射(31)的相干长度，其中所述两个部分辐射(32.1、32.2)在所述第一干涉仪(10)的出口之前再度汇合并且输送给所述第二干涉仪(20)，该第二干涉仪(20)将所述辐射分为另外两个部分辐射(35.1、35.2)，其中这两个部分辐射(35.1、35.2)的光程长度不同，从而再度对在第一干涉仪(10)中写入的光程差进行补偿，其特征在于，可以通过至少一个活动的光学元件(13、23、50、60)来对所述第一和第二干涉仪(10、20)中的相应的部分辐射(32.1、35.1)的光程长度进行调节，并且所述活动的光学元件(13、23、50、60)以机械方式彼此相耦合。

2.按权利要求1所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，在所述第一及第二干涉仪(10、20)的两个部分辐射(32.1、35.1)中的光程长度的变化的符号相同或者相反，并且/或者在所述两个部分辐射(32.1、35.1)中的光程长度的变化的数值相同。

3.按权利要求1到2中任一项所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，所述活动的光学元件(13、23)安装在共同的活动的支座(40)上。

4.按权利要求1到2中任一项所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，所述活动的光学元件(13、23)构造为平面镜、构造为三棱镜或者构造为用于光导元件的耦合元件。

5.按权利要求1到2中任一项所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，所述两个干涉仪(10、20)的活动的光学元件(13、23)集成在一个光学元件(50、60)中。

6.按权利要求5所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，所述集成的光学元件(50)设计为三棱镜(55)，该三棱镜(55)具有用于所述第一干涉仪(10)的辐射入口(51)和用于所述第二干涉仪(20)的辐射入口(52)以及用于所述第一干涉仪(10)的辐射出口(53)和用于所述第二干涉仪(20)的辐射出口(54)。

7.按权利要求5所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，将所述集成的光学元件(60)构造为具有在入口侧局部反射的表面(64)的三棱镜(65)，其中一个干涉仪(10、20)的具有分开的光路的部分辐射(32.1、35.1)经由辐射入口(61)和辐射出口(62)通过所述三棱镜(65)转向，并且另一个干涉仪(10、20)的具有上下叠放的光路的部分辐射(32.1、35.1)则在所述反射的表面(64)上转向。

8.按权利要求1所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，为移动所述活动的光学元件(13、23、50、60)，设置了手动驱动或马达驱动的线性驱动装置(41)。

9.按权利要求1所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，借助于光导体或作为自由辐射将辐射输入到所述干涉测量的测量装置(1)中，在所述两个干涉仪(10、20)之间进行光学连接和/或传播出射辐射。

10.按权利要求1所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，在所述两个干涉仪(10、20)中设置单独的活动的光学元件用于对在所述部分辐射(32.1、32.2；35.1、35.2)之间的光程差进行调节，并且以电子方式通过对电驱动元件的同类触发来使所述光学元件的运动相耦合。

11.按权利要求1所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的设备，其特征在于，所述第一干涉仪(10)是调制干涉仪，并且所述第二干涉仪(20)则构成基准干涉仪或者基准探针或者基准测量点。

12.用于对在具有两个先后相随的干涉仪(10、20)的干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的方法，其中通过辐射源(30)向所述第一干涉仪(10)输送短相干的辐射(31)，所述辐射(31)则通过第一辐射分配器(11.1)分为两个部分辐射(32.1、32.2)，而这两个部分辐射(32.1、32.2)中的其中一个部分辐射(32.1、32.2)比另一个部分辐射(32.1、32.2)经过更大的光程长度，使得在所述部分辐射(32.1、32.2)之间的光程差大于所述辐射(31)的相干长度，其中所述两个部分辐射(32.1、32.2)在所述第一干涉仪(10)的出口之前再度汇合并且输送给所述第二干涉仪(20)，该第二干涉仪(20)将所述辐射分为另外两个部分辐射(35.1、35.2)，其中所述两个部分辐射(35.1、35.2)的光程长度不同，从而再度对在所述第一干涉仪(10)中写入的光程差进行补偿，其特征在于，通过以机械方式耦合的活动的光学元件(13、23、50、60)同时并且以相同的数值来改变在所述两个干涉仪(10、20)中的部分辐射(32.1、32.2；35.1、35.2)之间的光程差。

13.按权利要求12所述的用于对在干涉测量的测量装置(1)中的光程差进行补偿的方法，其特征在于，同向或反向改变在所述两个部分辐射(32.1、35.1)中的光程长度。

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