DD213526A1 - Anordnung zur bestimmung der buendelachsendurchstosspunkte bei der pruefung optischer abbildungssysteme nach dem hartmann-verfahren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Buendelachsendurchstosspunkte bei der Pruefung optischer Abbildungssysteme nach dem Hartmann-Verfahren mit dem Ziel, die Messunsicherheit bei den Messungen durch optische Verbesserung der Lagedefinition zu senken. Aufgabe ist es, die Intensitaetsverteilungen auf den Photoplatten mittels gezielter Modifizierung durch Lichtbeugung so zu gestalten, dass sie diesen Anspruch erfuellen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass anstelle einer jeden durchschnittlich einfach kreisfoermigen Oeffnung der Hartmannblende ein ringfoermiger Spalt in Form einer zentrierten Ringblende vorgesehen ist, wobei in jeder einzelnen Oeffnung eine zentrierte Abdeckscheibe angeordnet ist. Das Verhaeltnis der Breite der Ringzone zum Mittendurchmesser betraegt 1:2 bis 1:5.

Description

Anordnung zur Bestimmung der Bündelachsendurchstoßpunkte bei der Prüfung optischer Abbildungssysteme nach dem Hartmann-Verfahren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Bündelachsendurchstoßpunkte nach dem Hartmann-Verfahren bei zu prüfenden optischen Abbildungssystemen, insbesondere zur Prüfung der Abbildungsgüte bzw, des Korrektionszustandes großer Linsen- und Spiegelsysteme für die Astrooptik.

Chara.kteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der DD-PS 40 904 ist es bekannt, die beim Austritt eines Lichtbündels durch eine oder mehrere beugende Öffnungen erzeugten Interferenzfiguren unter Berücksichtigung ihrer Lageabhängigkeit von der Achsrichtung der sie erzeugenden Licht bündel als Meßmarken zu verwenden. Dazu werden im Ausführungsbeispiel als beugende Öffnungen parallele Schlitze im Sinne einer Doppelschlitzblende verwendet.

Weiterhin sind aus Malacara "Optical Shop Testing", New York 1978, Kapitel 10, Prüfanordnungen bekannt, bei denen der Prüfling durch eine punktförmige Lichtquelle beleuchtet wird, und eine den Prüfling treffende sphärische oder ebene V/ellenfront durch diesen deformiert wird. Bei fehlerbehaftetem Prüfling, einem Linsen- oder Spiegelsystem, v/eicht die den Prüfling verlassende Wellenfront von der sphärischen oder ebenen Form ab. An den lichtdurchlässigen Öffnungen einer im Strahlengang angeordneten Hartmannblende wird das Licht gebeugt und belichtet eine in einem Abstand vom Prüfling extra- bzw. intrafokal angeordnete Fotoplatte. Durch Ausrnessen der auf der Fotoplatte aufgenommenen Intensitätsverteilungen und Vergleich mit der Lage der bei einer idealen Wellenfront entstehenden Figuren mit Hilfe eines Computers kann die Abbildungsgüte bzw. der Korrektionszustand des Prüflings ermittelt werden.

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Insbesondere beim Einsatz visueller Zweikoordinätenmeßgeräte wird das Zentrum dieser Intensität avert eilungen mit Hilfe von Ringmiren lokali- ; siert, wobei die Einstellgenauigkeit selbst bei geübtem Beobachter mit ,einer relativ zum Anspruch großen Unsicherheit behaftet ist. So kann 'C "die Qualität der Prüflinge meist nicht genau genug infolge der Unsicher- ; heit bei der Koordinatenbestimmung ermittelt werden.

-Ziel der Erfindung .;... , ;. . ...' - ' ' .. ... . . ' ' :'.' ':

'Zweck der Erfindung ist efe,_: die Nachteile des Standes der Technik zu be<seitigen und die Meßunsicherheit in Übereinstimmung mit jlen Forderungen

'-_: ^!~; zu: senken^ -V — ' ; '' ; ';'' . ; '. ; ^:· .·. ' ·ϊ- , ' ' ' ^:Λ'.-^: ' ' ' ' }:' ' ·,

Weseii der Erfindung ;· '";.';.^;' "' _: '·.' . .... ,_:·. ' ·' ' ' ' , '; .... ^K. ' Λ . '.]' .' · ; _:.. .- ..' ', '.j

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Anordnung zur Bestimmung der Abbildungsgüte bzw. des Korrektionszustandes 'von optischen Abbildungssystemen vorzugsweise großer Abmessung nach dem Hartmänn-Verfahren die in-, .. ;ό^;ΐ ßήsität äyerteilung^^^;a^ltιf Photoplatten hinsichtlich des zugehörigen Schwer- ; punlctes schärfer zu definieren und damitderen Ausmessung mittels Koordi-'.' ;' ' natenmeßgerätes zu verbessernJ. . .'.. : '.·. ν .'·,. . '. ;' ν'\-.^;·'νΛ\';:'.-; '..' '''. . ' ;:' .

Srfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer, im Strahlengang vor oder hinter einem von einer punlrtförmigen Lichtquelle beleuchteten Prüfling <; angeordneten, mit Öffnungen versehenen Hartmannblende dadurch gelöst, daß anstelle einer jeden einfachen kreisförmigen Öffnung der Hartmaunbleride ein ringförmiger Spalt in Form einer zentrierten Ringblende vorgesehen ist, die dadurch gebildet wird, daß in der einzelnen Öffnung je eine zen- | . trierte Abdeckscheibe angeordnet ist, wobei das Verhältnis der Breite b der Ringzone zum Mittendurchmesser d im Bereich 1 : 2 bis 1 :5 liegt.

Dabei ist es insbesondere bei großen Öffnungen vorteilhaft, daß die Abdeckscheibe durch mehrere dünne Stege mit dem Blendenkörper der Hartmannblende verbunden ist. : '

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Us iät weiterhin vorteilhaft, wenn die Ringspa.ltöffnung auf einem li'chtdiirchlässigeia/Blendenträger angeordnet ist.

Damit !werden Interferograinme auf der in einem Abstand extra- oder intrafokai hinter dem Prüfling angeordneten Photoplatten erzeugt, die eine. Auswertung in beliebigen Azimuten erlauben und damit an die Auswert everr· fahren und Auswertealgorithmen für normale Hartmann-Aüfhahmen anschlußr& fäMg· sind. - ". 'i .' '., -' .; ''''.-..' : ' ' \ ·'/ V .".:^:''.'--':-^:<r'-' .':'' :. ^; - ' > 'L'

Mit der Ringblende ergibt sich qualit ativ eine Struktur der durch die ^: spezifische Beugungsvd.rkung erzeugten IntensitätsVerteiiung, die sich ; in mehrfacher Hinsicht positiv von derjenigen der einfachen kreisförioi-; gen Öffnung gleichen äußeren Durchmessers unterscheidet.

Das von einem scharfen 1. Minimum umgebene zentrale Maximum der Beügungsfigur, dgis vorzugsweise zur Lokalisierung der Bü^delachsendurchstoßptQilite dient * ; erhält einen wesentlich geringeren Durchmesser, ist durch die ; größere intensität insbesondere des ringförmigen 1. Nebenniaximums im Zusammenhang mit der größeren ilankensteilheit zusätzlich besser definiert, erfordert bei günstigen Verhältnissen von Ringzonenbreite zu wirksamem Durchmesser der Ringzone keine bedeutende Erhöhung der Belichtungszeit und ergibt auch bei astigmatischen Wellenflächeh im Bereich derEinzelöffnung eine wesentlich verbesserte Ortsdefiriition.

Die Figuren sind beispielsweise gut mittels Ringmirenstrukturen auf'der Okularstrichplatte. eines Meßmikroskops aber auch in anderer Weise objektiviert lokalisierbar und an einem Zweikoordinaten-Meßgerät zu vermessen»

Die Ausführung der Hartmann-Blende mit Ringspalt öffnungen ist auch besonders geeignet zur Prüfung von großen Abbildungsoptiken, insbesondere für Astroteleskope. Hierbei können die einfach zu zentrierenden Abdeckscheiben der einzelnen Lochblenden ohne großen technischen Aufwand durch mehrere dünne Stege, die: die jeweils erzeugte Interferenzfigur nicht oder

nur unwesentlich beeinflussen, mit dem Blendelvträger (Hartmannblende), z. B. mittels Punktschweißung oder lötung.bzw. Klebung verbunden sein.

.^;' '·' Ausführunffsbeispiel .· '^:.-. ' -V ; ^{; ;} ': ' '' .': . ... // .'. · ^: "·'

' Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausfulirungsbeispiels näher erläutert: werden. In der Zeichnung zeigen ^:i

^ |5.g. 1 scheDiatisch einen Prüfstrahlengang bei der . ..· ' ': Prüfung großer Spiegel,: _; /; ;

; Pig. 2 eine einzelile Öffnung der erfinduhgsgemäßen . ': :,\ Gesaratblende mit zentraler Abdeckung und . .^

ν Pig. 3 die qualitative Intensitätsverteilung auf der

Fotoplatte in einem Radialschnitt durch die .·' ^: ] ;. .' ' '.. ';;.;.:' .;'" ".·.' Beugungsfigur. "' ' ''^[';: · ' '-^:^r^:..- . > -'.' ':

GemäßPig. 1 umfaßt die gesamte Prüfeinrichtung, beispielsweise eine solche für große astronomische Spiegel, eine. Lichtquelle 1, mit der über .einen Kondensor 2 eine Blende 3 beleuchtet wird. Eine die Blendenöffnung 4 verlassende, weitestgeherid sphärische Wellenfront beleuchtet über eine teildurchlässige Spiegelfläche 5einen als sphärischen Hohlspiegel dargestellten Prüfling 6 durch eine mit erfindüngsgemäß modifizierten Öffnungen 7 versehene Hartmannblende8 hindurch. Die am Prüfling 6 reflelctierte und von diesem gegebenenfalls deformierte Wellenfront trifft auf die modifizierten Öffnungen7 der Hartmannblende 8, wird dort gebeugt und trifft nach Durchtritt durch die Spiegelfläche 5 auf eine extra- oder ihtrafokal angeordnete Fotoplatte 9; 10» auf v/elcher die Intensitätsverteilungen 11, v.äe sie in Fig. 3 für eine der modifizierten Öffnungen 7 der Hartmannblende 8 dargestellt ist, aufgenommen werden. Durch Ausmessen der Lage des Zentrums des scharf begrenzten zentralen Maximums der Intensitätsverteilung 11 mittels geeigneter angepaßter Meßmarken auf der Fotoplatte

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9» IP vx& Vergleich mit der Lage der bei einer idealen reflektierten _;; Weiienfront entstehenden, ilguren mit Hilfe eines Computers wird die ÄbbiiduciigsgUte bzv/. der Korrektionszustand des Prüflings 6 ermittelte _;

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgeniäße kreisförmige Einzelöffnung der* HarW mannblende 8, v/elche dadurch gebildet wird, daß' in einer kreisförmigen -_: rOffnung ;12 eine zentrierte Abdeckscheibe 13 angeordnet ist, welche ' ;.' vorteilhaft bei relativ großen Öffnungen 12 durch mehrere dünne Stege 14 mit dem Blendenkörper 15 der Hartmännblende 8 verbunden ist .Dabei ist: das Verhältnis der Breite b der Ringzone zum ,Mittendurchmesser d "i '

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Claims (3)

; Erfindunqsanspruch ·\

1, Anordnung zur Bestimmung der Bündelachsendurchstoßpunkte nach, dem Hartmann-V erfahren bei zu prüfenden optischen Abbildungssystemen, wobei im.Strahlengang vor oder hinter, einem, von einer quasi-punktförmigen Lichtquelle beleuchteten Prüfling eine mit gezielt das ; Licht beugenden Öffnungen versehene Hartmannblende angeordnet ist, ; dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer jeden einfach-kreisförmigen Öffnung der Hartmannblende ein ringförmiger Spalt in Form _; einer zentrierten Ringblende vorgesehen ist, die dadurch gebildet

/vdrd, daß in der einzelnen öffnung je eine zentrierte Äbdeckscheibe angeordnet ist, wobei das Verhältnis der Breite b der Ringzöne zum Mittendurchmesser d im Bereich 1 ·. : 2 bis .1. : 5 liegt*

2, Anordnung nach Punkt T, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale,Abdeckscheibe durch mehrere dünne Stege mit dem Blendenkörper der Hartmannblende^ verbunden ist. ^; " :,' ' v. /^ '

3, Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspaltöffnung auf einem lichtcitirchlässigen Blendenträgei· angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.