DD228352A5

DD228352A5 - Interferometer

Info

Publication number: DD228352A5
Application number: DD27116584A
Authority: DD
Inventors: Volker Tank
Original assignee: Deutsche Forsch Luft Raumfahrt
Priority date: 1984-08-23
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1985-10-09
Also published as: DE3431040C2; DE3431040A1

Abstract

Bei einem nach dem Michelson-Prinzip arbeitenden Interferometer ist als bewegliches Element ein rotierender Rueckstrahler (RS) verwendet, dessen Drehachse (DA) und dessen Symmetrieachse (SYA) entweder parallel zueinander sind oder gegeneinander geneigt sind, so dass die beiden Achsen (DA, SYA) nicht zusammenfallen, dass keine der beiden Achsen (DA oder SYA) mit der optischen Achse (OA) des Interferometers (IF) zusammenfaellt und dass ferner eine oder beide der Achsen des Rueckstrahlers (RS) gegen die optische Interferometerachse (OA) geneigt oder zu ihr parallel sind. Ferner ist bei dem Interferometer als brechendes Element ein nichtbewegbarer, ortsfester Keil (K) mit einem Brechungsindex (nK) vorgesehen, welcher ungleich dem Brechungsindex (nL) von Luft ist. Hierbei ist der ortsfeste Keil (K) zwischen dem Strahlteiler (ST) dem Rueckstrahler (RS) und einem zweiten festen Spiegel so angeordnet, dass in jeder Stellung des Rueckstrahlers (RS) das vom Strahlteiler (ST) kommende Strahlenbuendel (SB) den Keil (K) durchlaeuft, auf den Rueckstrahler (RS) auftrifft, von diesem seitlich versetzt reflektiert noch einmal den Keil (K) durchlaeuft und senkrecht auf den zweiten Spiegel (S2) auftrifft, von diesem reflektiert und auf demselben rueckwaerts zum Strahlteiler (ST) durchlaeuft, wo das Strahlenbuendel mit dem von einem ersten festen Spiegel (S1) kommenden Strahlenbuendel interferiert. Fig. 2

Description

Titel der Erfindung: 25

Interferometer

Anwendungsgebiet der Erfindung:

.Die Erfindung betrifft ein Interferometer nach dem Michelson-Prinzip.

Λ f r· , An"- I i> it I I t~l

^Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es sind Interferometer mit brechenden Elementen bekannt, . bei welchen ein Wegunterschied durch ein Hin- und Herbewe-5gen eines Keils oder zweier Keile bzw. eines Prismas oder zweier Prismen in einem Arm oder in beiden Armen des Interferometers erzeugt wird. In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines solchen Geräts dargestellt. Hierbei sind mit

51 und S2 zwei ortsfeste Spiegel eines bekannten InterfelOrometers bezeichnet, welche als Planspiegel oder auch als Tripelspiegel (Rückstrahler) ausgebildet sein können. Mit K1 und K2 sind zwei identische Keile (oder Prismen).bezeichnet, die aus einem Material hergestellt sind, welches einen Brechungsindex η hat, der ungleich dem Brechungsin-

15des von Luft ist. Mit ST ist ein Strahlteiler bezeichnet, der als Beschichtung auf der Rückseite eines der Keile K1 oder K2 aufgebracht sein kann oder der zwischen den beiden, einander gegenüberliegenden Flächen der Keile K1 und K2 angeordnet ist. Mit Q ist eine Strahlungsquelle bezeichnet,

20deren Strahlung zur Interferenz gebracht werden soll.während mit D ein Detektor bezeichnet ist, mit welchem die interferierende Strahlung gemessen wird.

Der optische Weg durch die beiden Interferometerarme ist . 25gleich, wenn die Abstände von den festen Spiegeln S1 bzw.

52 jeweils zu dem Strahlteiler ST gleich sind und gleichzeitig die beiden Keile K1 und K2 nicht gegeneinander verschoben sind, d.h. spiegelsymmetrisch zu dem Strahlteiler ST angeordnet sind. Wird nunmehr einer der Keile, bei-

30spielsweise der Keil K2, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, entlang dem Strahlteiler beispielsweise in Richtung zur Keilspitze verschoben, dann durchläuft die Strahlung in beiden Armen des Interferometers unterschiedlich lange Wege durch die Luft und das Keilmaterial; hierdurch

35ergeben sich dann unterschiedliche optische Wege, solange der Brechungsindex n_v des Keilmaterials ungleich dem Brechungsindex η von Luft ist. Somit können durch Hin- und

Herbewegen einer der Keile K1 oder K2 in der beschriebenen Weise unterschiedliche optische Wege in den beiden Interferometerarmen erzeugt werden, ohne daß die geometrischen Wege verändert werden. Bei diesen Überlegungen ist davon ausgegangen, daß für den optischen Weg d_ durch ein Material mit dem Brechungsindex η gilt:

^do ; ⁿ · ^dg

wobei d der geometrische Weg ist.

Es sind verschiedene Ausführungen solcher Interferometer mit brechenden Elementen bekannt; hierbei wird immer die Wegdifferenz durch ein Hin- und Herbewegen von einem oder mehreren optischen Elementen erzeugt. Diese Bewegung(en) muß (müssen) mit großer Präzision durchgeführt werden, weshalb ein großer Aufwand bei der Lagerung und dem Antrieb der bewegten Elemente erforderlich ist.

Be± .gegenwärtig zur Interferometrie in der Praxis verwen-· deter Verfahren und Vorrichtungen mit brechenden Elementen wird daher als nachteilig angesehen, daß

a) Hin- und Herbewegungen durchgeführt werden,

b) die Meßgeschwindigkeit aus diesem Grund begrenzt ist, c) zeitlich lückenlose Messungen nicht möglich sind, und

d) ein verhältnismäßig großer Aufwand nötig ist.

Zur Erläuterung der vorstehend angeführten Punkte a) bis

c) müssen die bewegten Elemente ständig abwechselnd beschleunigt und dann wieder bis zum Stillstand abgebremst werden. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen besteht darin, daß wegen der notwendigen Lagerung der bewegten Elemente im allgemeinen nur ein Betrieb des Interferometers in horizontaler Stellung möglich ist, zumindest aber ein Betrieb in beliebiger Lage nicht möglich ist.

— 4 — Ziel der Erfindung;

Mit der Erfindung soll daher ein Interferometer nach dem . Michelson-Prinzip unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten in der Weise verbessert werden, daß mit einem geringeren Aufwand zeitlich lückenlose und kontinuierliche Spektralmessungen mit einer sehr hohen Geschwindigkeit in jeder beliebigen Lage des Interferometers durchführbar sind, ohne daß Hin- und HerbewelOgungen erforderlich sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung;

Bei einem solchen Interferometer nach dem Michelson-Prinzip ist als bewegliches Element ein rotierender Rückstrahler verwendet, dessen Drehachse und desses Symmetrieachse entweder parallel zueinander sind oder gegeneinander geneigt sind, so daß die beiden Achsen nicht zusammenfallenjund daß keine der beiden Achsen mit der optischen Achse des Interferometers zusammenfällt. Ferner müssen eine oder beide der Achsen des Rückstrahlers gegen die optische Achse des Interferometers geneigt oder zu ihr parallel sein,und die Drehachse des Rückstrahlers muß durch dessen reflektierenden Bereich verlaufen. Darüber hinaus muß die optische

25Achse des Interferometers in jeder Stellung des rotierenden Rückstrahlers auf eine reflektierende Fläche des Rückstrahlers auftreffen. Als brechendes Element ist bei diesem Interferometer ein nichtbewegbarer, ortsfester Keil mit einem Brechungsindex vorgesehen, welcher ungleich dem Brechungsindex von Luft ist. Schließlich ist noch ein ortsfester Keil zwischen dem Strahlteiler, dem rotierenden Rückstrahler und dem zweiten festen Spiegel so angeordnet, daß in jeder Stellung des rotierenden Rückstrahlers ein vom Strahlteiler kommendes Strahlenbündel den Keil durchläuft, dann auf den Rückstrahler auftrifft, von diesem seitlich versetzt reflektiert noch einmal an einer anderen Stelle den Keil durchläuft und senkrecht auf den zweiten festen

Spiegel auftrifft, von diesem reflektiert und dann auf demselben Weg rückwärts zum ,Strahlteiler durchläuft, wo dann das Strahlenbündel mit dem von einem ersten festen Spiegel kommenden Strahlenbündel interferiert. 5

Ferner wirkt der Keil bei Verwendung eines Tripelspiegels als Rückstrahler für jeweils zwei aufeinanderfolgende Durchgänge des Strahlenbündels wie eine planparallele Platte. Bei einer parallelen Anordnung der drei Achsen, nämlieh der Drehachse und der Symmetrieachse des Rückstrahlers sowie der optischen Achse des Interferometers, ist in jeder Stellung des rotierenden Rückstrahlers die von diesem bewirkte Polarisierung der reflektierten Strahlung dieselbe.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig..1 eine schematische Schnittdarstellung eines

herkömmlichen Interferometers mit brechenden Elementen;

25Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer

bevorzugten Ausführungsform eines Interferometers gemäß der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der Fig. 2 und

Fig. 4 in Draufsicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Ausführungsbeispiel:

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in Verbindung mit einem üblichen Strahlteiler ST, einem festen Planspiegel Sl und einem zweiten festen Planspiegel S2 als beweglicher Spiegel eines Interferometers IF ein Rückstrahler RS beispielsweise in Form eines Tripelspiegels, eines Retroreflektors usw. verwendet; dieser Rückstrahler RS ist so ausgebildet, daß er mit einer vorgegebenen, gewünschten Geschwindigkeit um eine Drehachse DA rotiert; die Drehachse DA des Rückstrahlers RS verläuft parallel zur optischen Achse OA des Interferometers IF und ist zu dieser (OA) seitlich versetzt. Außerdem verläuft die Drehachse DA des Rückstrahlers RS auch parallel zu einer Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers RS und ist seitlich zu dieser (SYA) versetzt. Die Parallelität der drei Achsen DA, OA und SYA ist für einen einfachen Aufbau und zur Vereinfachung sowie zur Erhöhung der Übersichtlichkeit der Darstellung zweckmäßig; sie ist aber für die Funktion des Interferometers nicht notwendig. Notwendig ist allerdings, daß die drei Achsen DA, OA und SYA oder zumindest zwei von ihnen nicht zusammenfallen.

Als Element, das einen Wegunterschied erzeugt, befindet sich zwischen dem Rückstrahler RS und dem zweiten festen Spiegel S2 ein Keil K (ein Prisma) aus brechendem Material, dessen Brechungsindex n„ ungleich dem Brechungsindex n_L ist. Dieser Keil K ist zweckmäßigerweise so angeordnet, daß seine Symmetrieebene SE, d.h. die Ebene, welche durch seine brechende Kante BK und deren senkrechte Projektion auf die Basisfläche B des Keils K oder des Prismas ausgebildet ist, senkrecht zu der Ebene liegt, welche durch die optische Achse OA des Interferometers IF und die Drehachse DA des Rückstrahlers RS aufgespannt wird, wenn beide - wie im vorliegenden Fall - prallel sind, und welche damit parallel zum zweiten festen Spiegel S2 liegt. Bei nicht parallelem Verlauf der Achsen OA und DA sollte

die Symmetrieebene des Keils K senkrecht zur optischen Achse OA des Interferometers IF und damit parallel zum zweiten festen Spiegel S" liegen. Prinzipiell ist es gleichgültig, ob die brechende Kante BK, wie es in Fig.2 und 3 der Fall ist, oder die Basisfläche des Keils K gegenüber dem Strahlenteiler ST liegt.

Durch eine entsprechende Anordnung der Achsen OA, DA und SYA und der übrigen Teile ist vor allem sicherzustellen, daß in Fig.2 ein Strahlenbündel SB, welches von dem Strahlenteiler ST aus in den Arm mit dem Keil K und dem Rückstrahler RS gelangt,

a) nach Verlassen des Strahlteilers ST vollständig den Keil durchläuft,

b) vom Rückstrahler RS seitlich versetzt zum zweiten Mal durch den Keil K gelenkt wird, - wobei das Strahlenbündel SB nach dem zweiten Durchgang durch den Keil wieder parallel zur optischen Achse OA des Interferometers IF ist, so daß die beim ersten Durchgang bewirkte Ablenkung durch den zweiten Durchgang wieder rückgängig gemacht worden ist und damit senkrecht auf den zweiten festen Spiegel auftrifft, und

c) von dort reflektiert wird, so daß das Strahlenbündel (SB) auf demselben Weg wie vom Strahlteiler ST zum festen Spiegel S2 nunmehr in umgekehrter Richtung vom festen Spiegel S2 über den Rückstrahler RS zum Strahlenteiler ST zurückläuft. Das Strahlenbündel muß also auf dem "Hinweg" und auf dem "Rückweg" dem Keil K jeweils zweimal durchlaufen.

Nachdem der Rückstrahler RS (beispielsweise ein Tripelspiegel) das Strahlenbündel SB (in Bezug auf alle Seiten) seitenvertauscht reflektiert, wird durch diese Anordnung und den jeweils zweimaligen Durchlauf durch den Keil K erreicht, daß alle Teile des Strahlenbündels SB unabhängig davon, ob es am spitz zulaufenden oder breiteren Ende des Keils K auftrifft, dieselbe Wegstrecke durch das Keilma- .

-δ-terial zurücklegen; das Strahlenbündel SB "sieht" gewissermaßen eine planparallele.,Platte, die es bei vier Durchläufen durch den Keil K insgesamt zweimal durchläuft (sie-., he Fig.2 bezüglich des Strahlenbündels SB). Außerdem bewirken jeweils die ersten beiden und die letzten beiden aufeinanderfolgenden Durchläufe durch den Keil K, daß die durch die Brechung bewirkte Ablenkung des Strahlenbündels SB wieder rückgängig gemacht wird, so daß also auch das Strahlenbündel SB parallel zur optischen Achse OA und damit senkrecht auf den Spiegel S2 auftrifft, wenn dieser richtig, d.h. senkrecht zum „festen Spiegel Sl und unter 45° zum Strahlteiler ST justiert ist, und dann wieder zu seinem Ausgangspunkt am Strahlteiler ST zurückkehrt.

Bei einer Rotation des Rückstrahlers RS um seine Drehachse DA wird dieser, bezogen auf die optische Achse OA des Interferometers IF, seitlich versetzt, wodurch das Strahlenbündel SB natürlich auch eine Versetzung erfährt und damit die zweiten und dritten Durchgänge durch den Keil K jeweils in Abhängigkeit von der Stellung des Rückstrahlers RS aufgrund dessen Drehung an anderer Stelle erfolgen, so daß damit das Strahlenbündel SB eine andere Keildicke zu durchlaufen hat. Bei der Rotation des Rückstrahlers RS, welche kontinuierlich erfolgen kann und zweckmäßigerweise kontinuierlich sein sollte, durchläuft somit das Strahlenbündel SB in ständigem Wechsel stetig bis zu einem Maximum zunehmende und dann wieder stetig bis zu einem Minimum abnehmende Keildicken und damit entsprechend unterschiedliche optische Wege. Wegen des jeweils zweimaligen Durchlaufs durch den Keil K "sieht" das Strahlenbündel SB eine planparallele Platte mit periodisch sich stetig ändernden Dicken. Zwischen Maximum und Minimum bzw. zwischen Minimum _>( und Maximum wird dann jeweils am Detektor D eine Seite des (über Maximum-Minimum-Maximum symmetrischen) Interferogramms in herkömmlicher Weise registriert, digitalisiert und mit Hilfe eines Fourrier-Transformation zum Spektrum umgerechnet.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist anhand von Fig.2 und leicht zu ersehen, daß dur_tch die Anordnung und Dimensionierung der Komponenten folgendes sichergestellt sein muß, . daß nämlich

a) das Strahlenbündel SB nach dem ersten Durchgang und der Ablenkung durch den Keil K nicht wieder in sich selbst zurückgeworfen wird, d.h. die optische Achse des Strahlenbündels SB in keiner Stellung des rotierenden Rückstrahlers RS durch dessen Symmetriezentrum SZ laufen darf, (wobei das Symmetriezentrum SZ jener Punkt des Rückstrahlers RS sein soll, der einen parallel zur Symmetrieachse SYA einfallenden Strahl in sich selbst zurückwirft); im Falle eines Tripelspiegels ist das Symmetriezentrum dessen Scheitelpunkt?

b) bei paralleler Anordnung der Achsen DA, OA und SYA die optische Achse des Strahlenbündels SB nach dem ersten Durchgang durch den Keil K nicht mit der Drehachse DA zusammenfallen darf. (Die optische Achse des Strahlenbündels SB darf vielmehr nur mit der Drehachse DA zusammenfallen, wenn die Drehachse DA und die Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers RS gegeneinander geneigt sind);

c) der verwendete Keil K so groß ist, daß jedes vom Rückstrahler RS reflektierte Strahlenbündel ihn durchlaufen muß, und

d) auch der feste Spiegel S2 so ausgedehnt ist, daß er jedes vom Rückstrahler RS reflektierte Strahlenbündel seinerseits wieder reflektiert.

Nach dem Obigen lassen sich unter anderen zwei mögliche Konstruktionsausführungen ableiten, welche in Fig.3 bzw. 4 in Draufsicht dargestellt sind. In Fig.3 und 4 ist mit USZ _ti ein Kreis bezeichnet, auf welchem das Symmetriezentrum SZ des Rückstrahlers RS bei Rotation umläuft; mit ERS ist eine von der Drehachse DA am weitesten entfernt liegende Ecke des Rückstrahlers RS und mit UERS ist ein Kreis bezeichnet, auf dem die Ecke ERS bei Rotation umläuft.

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-ΙΟΙ In Fig.3 soll ein Strahlenbündel SB außerhalb des Umlaufkreises USZ des Symmetriez&ntrums SZ auf den Rückstrahler RS auftreffen. Da die Projektion jedes reflektierten Strahls beim Rückstrahler RS (beispielsweise einem Tripelspiegel) durch dessen Symmetriezentrum SZ läuft, ergibt sich daraus der Bereich, welchen das Strahlenbündel SB höchstens erreichen kann, und der durch die gestrichelten Linien BSB begrenzt ist; dieser Bereich muß also durch den zweiten festen Spiegel S2 überdeckt werden; außerdem muß auch der Keil K den von den Linien BSR begrenzten Bereich und zusätzlich außerdem auch noch den Bereich überdecken, welchen das Strahlenbündel SB beim Eintritt überdeckt.

In Fig.4 soll ein Strahlenbündel SB innerhalb des Umlaufkreises USZ des Symmetriezentrums SZ auf den Rückstrahler RS auftreffen. In diesem Fall läuft bei Rotation des Rückstrahlers RS das von ihm reflektierte Strahlenbündel gewissermaßen um die Drehachse DA und um das einfallende Bündel SB herum. Der feste Spiegel S2 und der Keil K müssen also die Bereiche um das einfallende Bündel SB herum überdecken, wobei der feste Spiegel S2 mit einer Öffnung an der Stelle versehen sein muß, durch welche das Strahlenbündel SB auch eintreten kann; hierbei muß die Öffnung genau denselben Durchmesser wie das Strahlenbündel SB haben. Die Orientierung der Basisfläche B und der brechenden Kante BK des Keils K in den einzelnen Anordnungen ist prinzipiell beliebig und hat nur bei der Rotation Einfluß auf die Abhängigkeit des Maximums bzw. Minimums des optischen Wegs von der jeweiligen Stellung des Rückstrahlers.

Bei allen Ausführungsformen sind die beiden Arme des Interferometers IF, nämlich derjenige mit dem festen Spiegel Sl und derjenige mit dem rotierenden Rückstrahler RS, in bekannter Weise so aufeinander abgestimmt, daß der Weg durch die beiden Arme gleich lang ist, wenn der Weg im Arm mit dem rotierenden Rückstrahler RS minimal ist, bzw. der Arm mit dem festen Spiegel Sl kann einige Wellenlängen,

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und zwar von den größten untersuchten Wellenlängen, länger sein als das Minimum des Wags durch den Arm mit dem rotierenden Rückstrahler RS. Der zweite genannte Fall ist der gebräuchlichere, weil dadurch am Anfang der Messung ein Interferogramm auf beiden Seiten des Symmetriepunktes des Interferometers aufgrund der gleichen Weglänge durch beide Arme des Interferometers gewonnen wird, was in bekannter Weise zur Phasenkorrektur bei der Berechnung des Spektrums verwendet wird. Die Weglängen können aber auch so abgestimmt werden, daß ein vollständig symmetrisches Interferogramm gewonnen wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist daher, ohne daß ein Teil des Geräts vor- und zurückbewegt wird, eine kontinuierliche Änderung des Wegs in einem Arm des Interferometers allein dadurch erreicht, daß eine Rotationsbewegung des Rückstrahlers RS ausgeführt wird. Bei dem erfindungsgemäßen interferometrischen Meßverfahren braucht also der brechende Keil K nicht ständig angehalten und wieder beschleunigt zu werden, sondern der Rückstrahler RS rotiert kontinuierlich mit einer gleichmäßigen Umlaufgeschwindigkeit. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann daher nicht nur eine technisch einfache und doch präzise Lagerung des zu. bewegenden Spiegels, d.h. des in Drehung zu versetzenden Rückstrahlers RS mit verringertem Aufwand realisiert werden, sondern darüber hinaus ist auch der Antrieb und die vorzugsweise elektronische Regelung des Spiegellaufs mit einem wesentlich geringeren Aufwand durchführbar.

Gegenüber den eingangs beschriebenen bekannten Interferometern sind die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemä-Ben Interferometers darin zu sehen, daß a) zeitlich lückenlose Messungen durchführbar sind,

b) sowohl langsame als auch insbesondere sehr schnelle Messungen durchführbar sind,

c) mit verringertem Konstruktionsaufwand ein vibrations-

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und schockunempfindliches Interferometer ausführbar ist,

d) durch den geringeren Aufwand an Elektronik und Mechanik ein kompaktes, kleines Interferometer herstellbar ist, welches insbesondere zusammen mit einem geeigneten Mikroprozessor als tragbares, kompaktes Spektrometersystem ausgebildet werden kann, und

e) wegen der einfachen universellen Lagerung des bewegten Spiegels in Form des rotierenden Rückstrahlers RS ein Betrieb des Interferometers in jeder beliebigen Lage im Raum möglich ist;

f) bei paralleler Anordnung der drei Achsen DA, SYA, OA in jeder Stellung des rotierenden Rückstrahlers RS das Strahlenbündel SB unter demselben (bzw. nahe zu demselben) Winkel auf die Rückstrahlerfläche trifft, und daß daher in jeder Stellung die von diesem bewirkte Polarisierung der Strahlung dieselbe (bzw. nahezu dieselbe) ist.

Als Material für den brechenden Keil K können die allgemein üblichen Materialien verwendet werden; allerdings muß der Spektralbereich der jeweiligen Anwendung berücksichtigt werden, indem beispielsweise optische Gläser im sichtbaren Bereich, CaF, KBr, Irtran, usw. im Infraroten usw. verwendet werden.

Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Interferometer auch entsprechend den in der Literatur beschriebenen Abwandlungen nach dem Michelson-Prinzip ausgebildet werden, so beispielsweise als polarisierendes Interferometer. Eine Justierung des festen Spiegels, eine Wegmessung der Spiegelposition, u.a. können in bekannter Weise auch hier durchgeführt werden; beispielsweise kann die Wegmessung durch Laser und Weißlicht mit entsprechenden Detektoren im Strahlengang oder durch Ausbildung eines entsprechenden Referenzinterferometers durchgeführt werden.

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Die Art des Rückstrahlers, des Keils und des zweiten festen Spiegels, deren geometrische Abmessungen, die Neigung und der Versatz der drei Achsen sowie die Oberflächengüte der einzelnen Elemente sind in üblicher Weise an die Meßaufgäbe anzupassen. Das gleiche gilt für die Spiegellagerung, die Rotationsgeschwindigkeit und die dazugehörige Elektronik. Der Keil K sollte bezogen auf die optische Achse OA zweckmäßigerweise (aber nicht notwendigerweise) im Minimum der Ablenkung betrieben werden.

Auch der feste Spiegel Sl kann in bekannter Weise als fester Tripelspiegel (Rückstrahler) ausgebildet sein. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Interferometer bei allen bisher verwendeten Interferometerverfahren eingesetzt werden, bei welchen die Änderung der Wegdifferenz in irgend einer Form durch Hin- und Herbewegen erzielt wird. Der Spiegel Sl kann auch als Kombination eines rotierenden Rückstrahlers und eines brechenden Keils mit festem Planspiegel ausgebildet sein; hierbei können eventuelle Abbildungsfehler kompensiert und größere Weglängendifferenzen erreicht werden. Ferner kann die beschriebene Methode zur Konstruktion jeder anderen Art von Spektrometern verwendet werden, falls dabei sich ändernde Weglängen erforderlich sind. Generell gilt, .daß der rotierende Rückstrahler entsprechend ausgewuchtet sein soll.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Interferometer nach dem Michselson-Prinzip/ mit mindestens einem brechenden Element, mit einem ersten festen Spiegel (S1), mit einem zweiten festen Spiegel(S2), mit einem Strahlteiler (ST) und mit einem beweglichen Element, dadurch gekennzeichnet, daß als bewegliches Element ein rotierender Rückstrahler (RS) verwendet ist, dessen Drehachse (DA) und dessen Symmetrieachse (SYA) entweder parallel zueinander sind oder gegeneinander geneigt

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sind, so daß die beiden Achsen (DA, SYA) nicht zusammenfallen, daß keine der beiden Achsen (DA oder SYA) mit der optischen Achse (OA) des Interferometers (IF) zusammenfällt, daß ferner eine oder beide der Achsen (DA, SYA) des Rückstrahlers (RS) gegen die optische Achse (OA) des Interferometers (IF) geneigt oder zu ihr parallel sind, daß die Drehachse (DA) durch den reflektierenden Bereich des Rückstrahlers (RS) verläuft, und daß die optische Achse (OA) des Interferometers (IF) in jeder Stellung des rotierenden Rückstrahlers (RS) auf eine reflektierende Fläche des Rückstrahlers (RS) trifft, daß ferner als brechendes Element ein nicht bewegbarer, ortsfester Keil (K) mit einem Brechungsindex (n„j vorgesehen ist, welcher ungleich dem Brechungsindex (n_T) von Luft ist, und daß der ortsfeste Keil (K) zwischen dem Strahlteiler (ST), dem rotierenden Rückstrahler (RS) und dem zweiten festen Spiegel (S2) so angeordnet ist, daß in jeder Stellung des rotierenden Rückstrahlers (RS) ein vom Strahlteiler (ST) kommendes Strahlenbündel (SB) den wie ein Prisma wirkender Keil. (K) durchläuft, dann auf den Rückstrahler (RS) auftrifft, von diesem seitlich versetzt reflektiert noch einmal an anderer Stelle den Keil (K) durchläuft und senkrecht auf den zweiten, festen Spiegel (S2) auftrifft, von diesem (S2) reflektiert und auf demselben Weg rückwärts zum Strahlteiler (ST) durchläuft, wo es (SB) mit dem vom ersten festen Spiegel (S1) kommenden Strahlenbündel interferiert.
2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-30zeichnet, daß der Keil (K) bei Verwendung eines Tripelspiegels als Rückstrahler (RS) für jeweils zwei aufeinanderfolgende Durchgänge des Strahlenbündels wie eine planparallele Platte wirkt.
3. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei paralleler Anordnung der drei Achsen (DA, SYA, OA) in jeder Stellung des rotierenden

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1 Rückstrahlers (RS) die von diesem bewirkte Polarisierung der reflektierten Strahlung dieselbe ist.

- Hierzu 4 Blatt Zeichnungen -