DD290051A5

DD290051A5 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR INTERFEROMETRIC MEASUREMENT OF THE WAVE LENGTH OF LASER RADIATION

Info

Publication number: DD290051A5
Application number: DD33555189A
Authority: DD
Inventors: Reiner Spolaczyk; Karl-Edmund Elssner
Original assignee: Adw Zi F. Optik U. Spektroskopie,De
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-05-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnung zur interferometrischen Messung der Wellenlaenge von Laserstrahlung. Die Erfindung ist anwendbar in der Lasertechnik und dient der hochgenauen Messung der Wellenlaenge kontinuierlicher oder gepulster Laserstrahlung. Im Strahlengang der zu untersuchenden Laserstrahlung sind hinter einem Aufweitungssystem ein Zweistrahl-Fizeau-Interferometer mittlerer Aufloesung und ein Zweistrahl-Interferometer hoher Aufloesung nacheinander angeordnet. Die vom ersten Interferometer durchgelassene Strahlung trifft auf das zweite Interferometer. Die von jedem der beiden Interferometer reflektierte und interferierende Strahlung wird auf je einen bilderfassenden Fotoempfaenger geleitet. Die fotoelektrischen Signale werden ueber einen Analog/Digital-Wandler zur Auswertung einem geraeteinternen Prozessor zugefuehrt, der mit einem Computer gekoppelt ist. Die aus dem Interferenzbild des ersten Interferometers bestimmte Wellenlaenge mittlerer Genauigkeit wird verwendet, um die Interferenzordnungszahl des Interferenzbildes des zweiten Interferometers hoher Aufloesung zu bestimmen. Die Interferenzordnungszahl und der aus dem Interferenzbild ebenfalls bestimmte Bruchteil der Interferenzordnungszahl werden zur Ermittlung der endgueltigen Wellenlaenge mit hoher Genauigkeit herangezogen. Figur{Laserstrahlung; Wellenlaenge; Messung, interferometrisch; Zweistrahl-Interferometer; Hintereinanderschaltung; bilderfassende Fotoempfaenger; Computer-Auswertung}The invention relates to a method and arrangement for the interferometric measurement of the wavelength of laser radiation. The invention is applicable in laser technology and serves the high-precision measurement of the wavelength of continuous or pulsed laser radiation. In the beam path of the laser radiation to be examined, a two-beam Fizeau intermediate-resolution interferometer and a two-resolution high-resolution interferometer are arranged one after another behind a dilation system. The radiation transmitted by the first interferometer hits the second interferometer. The reflected and interfering radiation from each of the two interferometers is directed to a respective image-capturing photoreceptor. The photoelectric signals are fed via an analog-to-digital converter for evaluation to an on-board processor coupled to a computer. The average accuracy wavelength determined from the interference pattern of the first interferometer is used to determine the interference order number of the interference pattern of the second high resolution interferometer. The interference order number and the fraction of the interference order number also determined from the interference pattern are used to determine the final wavelength with high accuracy. FIG {laser radiation; Wavelength; Measurement, interferometric; Two-beam interferometer; Series connection; picture-taking photoreceptors; Computer analysis}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist anwendbar in der Lasertechnik und dient der hochgenauen Messung der Wellenlänge der Strahlung kontinuierlicher oder gepulster Laser.The invention is applicable in laser technology and serves the high-precision measurement of the wavelength of the radiation of continuous or pulsed lasers.

Charakteristik des bekannton Standes der TechnikCharacteristic of bekannton state of the art

Zur hochgenauen Messung der Wellenlänge von Laserstrahlung ist eine Reihe technischer Lösungen bekannt, die alle mit interferometrischen Methoden arbeiten. Die Meßgenauigkeit betragt dabei Δλ/λ S 10~⁶ (λ Wellenlänge).For high-precision measurement of the wavelength of laser radiation, a number of technical solutions are known, all of which work with interferometric methods. The measurement accuracy amounts to Δλ / λ S 10 ~ ⁶ (λ wavelength).

Bei einigen dieser Lösungen wird während der Messung der Gangunterschied zwischen den interferierenden Wellen kontinuierlich geändert und aus der Anzahl der durchlaufenden Interferenzperioden im Vergleich zu einem Referenzlaser genau bekannter Wellenlänge die unbekannte Wellenlänge berechnet (Kowalski, F. V., Hawkins, R.T., Schawlow, A. L.: JOSA 66,965 11976); Hall, J.L, Lee, S.A.: Appl.Phys. Lett.29,367 [1976]; Monchalin,J.P., et al.:Appl. Opt.20,736 [1981]; Salimbeni, R., Pole,In some of these solutions, the path difference between the interfering waves is continuously changed during the measurement, and the unknown wavelength is calculated from the number of passing periods of interference compared to a reference laser of known wavelength (Kowalski, FV, Hawkins, RT, Schawlow, AL: JOSA 66,965 11976); Hall, J.L, Lee, S.A .: Appl. Phys. Lett.29,367 [1976]; Monchalin, J.P., et al.: Appl. Opt.20,736 [1981]; Salimbeni, R., Pole,

R. V.: Opt. Lett. 5,329 [1980]). Diese Lösungen sind daher nur auf Laser mit kontinuierlicher oder quasikontinuierlicher Strahlung anwendbar.R. V .: Opt. Lett. 5,329 [1980]). These solutions are therefore applicable only to lasers with continuous or quasi-continuous radiation.

Lösungen, die sowohl für kontinuierliche Laser als auch für Laser, die Einzelimpulse aussenden, geeignet sind, beruhen auf einem der folgenden vier statischen Interferometertypen:Solutions suitable for both continuous and single-impulse lasers rely on one of the following four static interferometer types:

Michelson-, Zweistrahl-Fizeau-, Vielstrahl-Fizeau-, Fabry-Perot-Interferometer.Michelson, two-beam Fizeau, multi-beam Fizeau, Fabry-Perot interferometer.

Michelson-Interferometer haben sich wegen chromatischer Probleme und technologischer Schwierigkeiten nicht durchgesetzt.Michelson interferometers have not prevailed because of chromatic problems and technological difficulties.

In einem bekannten Wellenlängenmesser (Lee, L. S., Schawlow, A. L.: Opt. Lett. 6,610 [1981 ]) werden fünf in der Dicke abgestufte Vierstrahl-Fizeau-Interferometer benutzt. Die Meßgenauigkeit liegt bei Δλ/λ = 4 10~⁸.In a known wavemeter (Lee, LS, Schawlow, AL: Opt. Lett. 6,610 [1981]), five thickness-graded four-beam Fizeau interferometers are used. The measuring accuracy is at Δλ / λ = 4 10 ~ ⁸ .

In anderen bekannten Wellenlängenmessern werden drei oder vier in der Dicke abgestufte Fabry-Perot-Interferometer und ein konventionelles Spektrometer geringer Auflösung als Vorzerleger verwendet (US-PS 4172662, G 01 B, 9/02; Fischer, A., Kullmer, R., Demtröder,W.:Opt. Commun.39,277 [1981 /. uie Meßgenauigkeit beträgt etwa Δλ/λ = 5 · 10~⁸.In other known wavelength meters, three or four thickness-graded Fabry-Perot interferometers and a conventional low resolution spectrometer are used as precompounders (US Patent 4,172,662, G 01 B, 9/02; Fischer, A., Kullmer, R., Demtröder, W.: Opt. Commun.39,277 [1981] The measurement accuracy is approximately Δλ / λ = 5 · 10 ~ ⁸ .

Beide Lösugnen haben neben einem hohen apparativen Aufwand (mehrere Interferometer nebst dazugehöriger Empfänger) den Nachteil, daß durch die für die Vielfachreflexionen notwendige Reflexionsbeschichtung eine Phasendispersion auftritt, so daß eine Kalibrierung des Interferometers (Bestimmung der optischen Wegdifferenz) nur für den Spektralbereich möglich ist, in dem genau bekannte Kalibrierungswellenlängen vorliegen.Both Lösugnen have in addition to a high expenditure on equipment (several interferometers together with associated receiver) the disadvantage that a phase dispersion occurs by the necessary for the multiple reflections reflection coating, so that a calibration of the interferometer (determination of the optical path difference) is possible only for the spectral range, in the well-known calibration wavelengths are present.

In einem weiteren Wellenlängenmesser wird ein Zweistrahl-Fizeau-Interferometer (ohne Beschichtung) verwendet (US-PS 4173442, G 01 B, 9/02). Dabei wird zunächst eine erste Näherung λ^(0> der Wellenlänge aus der Periode der Interferenzstreifen ermittelt, die endgültige Wellenlänge λ dann aus der optischen Wegdifferenz, der mittels λ⁽⁰⁾ bestimmbaren Interfaronzordnungszahl m und des gemessenen Bruchteils ε der Interferenzordnungszahl berechnet. Hier ist nur eine Meßgenauigkeit von etwa Δλ/λ = 10~^s erreichbar (Morris, M. B., Mcllrath, T. J., Snyder, J. J.: Appl. Opt. 23,3862 [1984]).In another wavelength meter, a two-beam Fizeau interferometer (without coating) is used (US-PS 4173442, G 01 B, 9/02). In this case, first a first approximation λ ^{(0) of} the wavelength from the period of the interference fringes is determined, then the final wavelength λ is calculated from the optical path difference, the inter-frame number m determinable by λ ⁽⁰⁾ and the measured fraction ε of the interference ordinal number a measurement accuracy of about Δλ / λ = 10 ~ ^s can be achieved (Morris, MB, Mcllrath, TJ, Snyder, JJ: Appl. Opt. 23, 3862 [1984]).

Eine Senkung des apparativen Aufwands bei hoher erreichbarer Genauigkeit (Δλ/λ = 5-10~^β) wird durch eine andere bekannte Anordnung erreicht (DD-PS 252678, G 01 J, 9/02). Hier wird der Strahlengang der zu vermessenden Strahlung durch einen Strahlteiler geteilt und auf je ein Zweistrahl-Fizeau- und ein Fabry-Perot-Interferometer geleitet. Nachteil dieses Wellenlängenmessers bleibt die am Fabry-Perot-Interferometer auftretende Phasendispersion und eine schlechte Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Strahlung. Zirka 80% der auf das Fizeau-Interferometer treffenden Strahlung treten ungenutzt durch das Interferometer.A reduction of the apparatus cost with high achievable accuracy (Δλ / λ = 5-10 ~ ^β ) is achieved by another known arrangement (DD-PS 252678, G 01 J, 9/02). Here, the beam path of the radiation to be measured is divided by a beam splitter and directed to each of a two-beam Fizeau and a Fabry-Perot interferometer. The disadvantage of this wavelength meter remains the phase dispersion occurring at the Fabry-Perot interferometer and poor utilization of the available radiation. Approximately 80% of the radiation incident on the Fizeau interferometer passes unused through the interferometer.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung verfügbar zu haben, mit der die Wellenlänge kontinuierlicher oder gepulster Laserstrahlung mit hoher Genauigkeit meßbar ist und die gegenüber bisher bekannten Lösungen dieser Genauigkeit den apparativen Aufwand verringert, die der Messung zur Verfügung stehende Strahlung optimal nutzt und die Nachteile der durch Phasendispersion eingeschränkten Kalibrierung überwindet.The aim of the invention is to have available an arrangement with which the wavelength of continuous or pulsed laser radiation can be measured with high accuracy and compared to previously known solutions of this accuracy reduces the equipment required optimally uses the measurement available radiation and the disadvantages overcomes the phase dispersion limited calibration.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine computergestützte Anordnung zur interferometrischen Messung der Wellenlange sowohl von kontinuierlicher als auch von gepulster Laserstrahlung anzugeben, bei der, verglichen mit Anordnungen ähnlicher Genauigkeit, die Anzahl der verwendeten Interferometer und der nachgeschalteten Empfänger auf ein Minimum beschränkt ist und die bei optimaler Nutzung der zur Messung verfügbaren Strahlung und einem Minimum an Bauelementen nur eine Kalibrierung mit beliebigen im Meßbereich liegenden, genau bekannten Wellenlängen erfordert, um im gesamten meßtechnisch erfaßbaren Spektralbereich zu messen.The invention has for its object to provide a method and a computer-aided arrangement for the interferometric measurement of the wavelength of both continuous and pulsed laser radiation, in which, compared with arrangements of similar accuracy, the number of interferometers used and the downstream receiver is kept to a minimum is and with optimal use of the radiation available for measurement and a minimum of components only calibration with any lying in the measuring range, exactly known wavelengths required to measure in the entire metrologically detectable spectral range.

Die Anordnung soll derart ausgebildet sein, daß sie bei Benutzung von Teilsystemen auch entweder zur Messung mit geringerer Genauigkeit oder bei Kenntnis der Wellenlänge mit bestimmter Genauigkeit zur schnellen Messung mit hoher Genauigkeit einsetzbar ist.The arrangement should be designed in such a way that it can be used with high accuracy for fast measurement with the use of subsystems either for measurement with lower accuracy or with knowledge of the wavelength with specific accuracy.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die aus dem Interferenzbild eines Zweistrahl-Fizeau-Interferometers in an sich bekannter Weise bestimmte Wellenlänge mittlerer Genauigkeit verwendet wird, um die Interferenzordnungszahl des gleichzeitig vorliegenden Interferenzbildes eines weiteren Zweistrahl-Interferometers hoher Auflösung eindeutig zu bestimmen, und diese Interferenzordnungszahl und der aus dem Interferenzbild ebenfalls bestimmte Bruchteil der Interferenzordnungszahl zur Ermittlung der endgültigen Wellenlänge mit hoher Genauigkeit herangezogen werden.According to the invention the object is achieved in that the determined from the interference pattern of a two-beam Fizeau interferometer in a conventional manner specific wavelength medium precision is used to unambiguously determine the interference order number of the simultaneously present interference pattern of another high-resolution two-beam interferometer, and this Interference ordinal number and also determined from the interference image fraction of the interference order number to determine the final wavelength with high accuracy are used.

Eine zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagene Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang der zu untersuchenden Laserstrahlung hinter einem Aufweitungssystem ohne chromische Fehler ein Zweistrahl-Fizeau-Interferometer mittlerer Auflösung und ein Zweistrahl-Interferometer hoher Auflösung nacheinander angeordnet sind. Dabei trifft auf das zweite Interferometer die vom ersten Interferometer durchgelassene Strahlung. Die von jedem der beiden Interferometer reflektierte und interferierende Strahlung wird auf je einen bilderfassenden Fotoempfänger geleitet. Die fotoelektrischen Signale werden über einen Analog-Digital-Wandler zur Auswertung einem geräteinternen Prozessor zugeführt, der übere eine Standardschnittstelle mit einem beliebigen Computer gekoppelt ist.An arrangement proposed for carrying out the method is characterized in that a two-beam Fizeau interferometer of medium resolution and a two-beam interferometer of high resolution are arranged one after the other in the beam path of the laser radiation to be examined behind a widening system without chromic errors. In the process, the second interferometer encounters the radiation transmitted by the first interferometer. The reflected and interfering radiation from each of the two interferometers is directed to a respective photofinishing photoreceiver. The photoelectric signals are fed via an analog-to-digital converter for evaluation to a device-internal processor, which is coupled via a standard interface with any computer.

Das zweite im Laserstrahlengang angeordnete Zweistrahl-Interferometer mit hoher Auflösung kann wie das erste Interferometer ebenfalls vom Fizeau-Typ, aber auch vom Fabry-Perot-Typ sein.The second high-resolution two-beam interferometer arranged in the laser beam path can, like the first interferometer, also be of the Fizeau type but also of the Fabry-Perot type.

Die beiden Fotoempfänger können zellenförmige Empfängerarrays vom CCD-Typ (charge ro'ipled device), die abbildenden Elemente des Aufweitungssystems vorzugsweise außeraxiale parabolische Spiegel und c,ie Umlonkelomento der von den Interferometern reflektierten Strahlung Zylinderspiegel sein.The two photoreceivers may be CCD-shaped charge-coupled device (CCD) arrays, the imaging elements of the spreader system preferably being off-axis parabolic mirrors, and c, ie, the transducers of the radiation reflected by the interferometers are cylindrical mirrors.

Der geräteinterne Prozesor wertet parallel die Signale des jeweiligen Empfängers hinter den Zweistrahl-Interferometern aus, wobei das Ergebnis des ersten Interferometers geringerer Auflösung ein Wert λ"¹ ist, der in an sich bekannter Weise aus Periodenlänge, optischer Wegdifferenz und Bruchteil der Interferenzordnungszahl ε bestimmt wird, λ"¹ läßt sich so mit einer Genauigkeit von etwa Δλ/λ = 10~^β bestimmen. Diese Genauigkeit reicht aus, um im zweiten, hochauflösenden Interferometer die Ordnungszahl m¹²¹ eindeutig aus λ¹¹¹ zu ermitteln, was mit Hilfe der Periodenlänge des Interferenzmusters im hochauflösenden Interferometer nicht möglich ist. Aus der Forderung nach Eindeutigkeit von m⁽²⁾ folgt nur die BedingungThe device-internal Prozesor evaluated in parallel the signals of the respective receiver behind the two-beam interferometers, the result of the first interferometer lower resolution is a value λ " ¹ , which is determined in a conventional manner from period length, optical path difference and fraction of the interference order number ε , λ " ¹ can thus be determined with an accuracy of approximately Δλ / λ = 10 ~ ^β . This accuracy is sufficient to unambiguously determine the ordinal number m ¹²¹ from λ ¹¹¹ in the second, high-resolution interferometer, which is not possible with the aid of the period length of the interference pattern in the high-resolution interferometer. From the requirement for uniqueness of m ⁽²⁾ , only the condition follows

Δλ⁽¹¹/λ"><·!/2πΊ⁽²¹ (1)Δλ ⁽¹¹ / λ "><·! / 2πΊ ⁽²¹ (1)

so daß m'^2> kleiner sein muß als 5 · 10⁵. Mittels des aus der Intensitätsverteilung des hochauflösenden Interferometers gewonnenen Bruchteils ε¹²¹ und der Interferenzordnungszahl m^<2> kann die endgültige Wellenlänge λ aus der optischen Wegdifferenz ermittelt werden. Die theoretisch erreichbare Genauigkeit für λ beträgt somit Δλ/λ = 2-10"⁹, wenn ein Erfahrungswert Δε¹²¹ = 10~³ für die Genauigkeit des Bruchteils ε¹²¹ angenommen wird.so that m '^2> must be less than 5 × 10 ⁵ . By means of the fraction ε ¹²¹ obtained from the intensity distribution of the high-resolution interferometer and the interference order number m ^<2> , the final wavelength λ can be determined from the optical path difference. The theoretically achievable accuracy for λ is thus Δλ / λ = 2-10 " ⁹ , if an empirical value Δε ¹²¹ = 10 ^{-3 is} assumed for the accuracy of the fraction ε ¹²¹ .

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung besteht die Möglichkeit, zur Gewinnung eines Meßwertes mittlerer Genauigkeit für die Wellenlänge oder zur schnellen Messung mit hoher Genauigkeit in beschriebener Weise nur die Intensitätsverteilung jeweils eines Interferometers auszuwerten.With the arrangement according to the invention, it is possible to evaluate only the intensity distribution of an interferometer in each case in order to obtain a measured value of medium accuracy for the wavelength or for rapid measurement with high accuracy.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt schematisch eine Anordnung zur Messung der Wellenlänge mit hoher Genauigkeit.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows schematically an arrangement for measuring the wavelength with high accuracy.

Im Eingangsstrahlengang, der die zu vermessende Strahlung oder die zur Kalibrierung verwendete Strahlung enthält, befindet ein sphärischer oder außeraxialer parabolischer Spiegel M 3, der die Strahlung in die! ochblende (Pinhole) P fokussiert. Das vonIn the input beam path, which contains the radiation to be measured or the radiation used for calibration, there is a spherical or extra-axial parabolic mirror M 3, which transmits the radiation into the! ochblende (pinhole) P focused. That from

der Lochblende ausgehende Strahlungsbündel wird von einem vorzugsweise als außeraxiales Paraboloid ausgebildeten Kollimatorspiegel M4 in ein Parallelbündel umgeformt.The radiation beam emanating from the pinhole diaphragm is converted into a parallel beam by a collimator mirror M4, which is preferably designed as an off-axis paraboloid.

Das erste Fizeau-Interrferometer (mittlerer Auflösung) Fl 1 ist so angeordnet, daß diese Parallelstrahlung in einer Ebene, die senkrecht zur Keilkante ist, senkrecht auf die zweite reflektierende Innenfläche dieses Interferon ieters fällt, und in einer Ebene, die parallel zur Keilkante und zur Einfallsrichtung des Parallelbündels ist (Zeichenebene), mit den reflektierenden Innenflächen einen kleinen Winkel bildet, so daß die reflektierte und interferierende Strahlung von einem Spiegel M1 auf den Fotoempfänger D1 umgelenkt werden kann, ohne die einfallende Strahlung abzudecken. Die Vorder-und Rückfläche des Interferometers sind in der Zeichenebene um einen kleinen Winkel gegenüber den Innenflächen gekippt, so daß in der Brennebene des Zylinderspiegels M1 diese Reflexe von den Innenflächenreflexen getrennt werden können. In dieser Brennebene ist der Fotoempfänger D1 angeordnet, der mit Vorteil ein zellenförmiges Empfängerarray z. B. vom CCD-Typ i.-.t.The first Fizeau interferometer (medium resolution) Fl 1 is arranged so that this parallel radiation falls in a plane which is perpendicular to the wedge edge, perpendicular to the second reflective inner surface of this interferon meter, and in a plane parallel to the wedge edge and the The direction of incidence of the parallel beam is (drawing plane), forms a small angle with the reflective inner surfaces, so that the reflected and interfering radiation from a mirror M1 can be deflected to the photoreceptor D1, without covering the incident radiation. The front and back surfaces of the interferometer are tilted in the plane of the drawing by a small angle relative to the inner surfaces, so that in the focal plane of the cylindrical mirror M1 these reflections can be separated from the inner surface reflections. In this focal plane of the photoreceptor D1 is arranged, which advantageously a cell-shaped receiver array z. B. of the CCD type i .-. T.

Der Anteil der nicht von den Flächen des ersten Interferometers reflektierten Strahlung wird als einfallendes Parallelbündel für das zweite, hochauflösende Zweistrahl-Fizeau-Interferometer Fl 2 verwendet. Dieses Parallelbündel fällt nach Passieren eines Strahlteilers !"orthogonal auf die zweite reflektierende Innenfläche von Fl 2. Diebeiden an den Innenflächen von Fl 2 reflektierten und interferierenden Bündel werden teilweise am Strahlteiler T reflektiert, auf den Zylinderspiegel M 2 gelenkt und von diesem in die Ebene des Fotoempfängers D2 fokussiert. M 2 dient in gleicherweise wie M1 der Trennung der Innenflächenreflexe von den Vorder- und Rückseitenreflexen.The portion of the radiation not reflected by the surfaces of the first interferometer is used as the incident parallel bundle for the second, high-resolution, two-beam Fizeau interferometer Fl 2. This parallel bundle, after passing through a beam splitter, falls orthogonally onto the second reflecting inner surface of Fl 2. The two bundles reflected and interfering on the inner surfaces of Fl 2 are partially reflected at the beam splitter T, directed to the cylindrical mirror M 2 and from there into the plane of the beam In the same way as M1, M 2 serves to separate the internal surface reflections from the front and back reflections.

Die fotoelektrischen Signale werden von den Empfängern DI und D2 nach einer Analog-Digital-Wandlung ADC dem geräteinternen Prozessor DCR zugeführt. Der Prozessor DCR bestimmt das Zeitregime der Fotoempfänger und kann zur Synchronisation der Empfänger mit einem Impulslaser ein Signal abgeben. DCR wertet parallel die Signale der beiden Fotoempfänger D1 und D 2 aus und berechnet die Wellenlängen λ¹" und λ. Die Steuerung des Prozessors DCR erfolgt von einem über Standardinterface angeschlossenen Computer PC.The photoelectric signals are supplied from the receivers DI and D2 to the device-internal processor DCR after an analog-to-digital conversion ADC. The processor DCR determines the timing of the photoreceivers and can be used to synchronize the receiver with a pulse laser signal. DCR evaluates in parallel the signals of the two photodetectors D1 and D 2 and calculates the wavelengths λ ¹ "and λ. The control of the processor DCR is effected by a computer PC connected via a standard interface.

Die Zweistrahl-Fizeau-Interferometer FH und Fl 2 bestehen aus zwei unbeschichteten Quarzglasplatten, die durch ein Abstandsstück aus Material geringer Wärmeausdehnung voneinander getrennt sind und einen keilförmigen Raum einschließen.The two-beam Fizeau interferometers FH and Fl 2 consist of two uncoated quartz glass plates separated by a spacer of low thermal expansion material and enclosing a wedge-shaped space.

Der mittlere Abstand des geringer auflösenden Interferometers beträgt ca. 1 mm, der Keilwinkel ca. 4°. Der mittlere Abstand des hochauflösenden Interferometers ist größer und durch die Bedingung von Gl. (1) begrenzt, der Keilwinkel beträgt ca.30".The average distance of the lower resolution interferometer is approx. 1 mm, the wedge angle approx. 4 °. The mean distance of the high-resolution interferometer is larger, and by the condition of Eq. (1) limited, the wedge angle is about 30 ".

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich eine Reihe von Vorteilen erzielen.With the arrangement according to the invention, a number of advantages can be achieved.

Durch die Kombination eines Zweistrahl-Fizeau-Interferometers mittlerer Genauigkeit mit einem Zweistrahl-Interferometer hoher Genauigkeit in einer Hintereinanderschaltung wird der technische Aufwand zum Erreichen einer End-Meßgenauigkeit von Δλ/λ ~ 10"⁸ deutlich herabgesetzt im Vergleich zu bisher bekannten Lösungen.By combining a two-beam Fizeau Interferometer medium accuracy with a two-beam interferometer high accuracy in a series connection of the technical complexity to achieve a final measurement accuracy of Δλ / λ ~ 10 " ⁸ significantly reduced compared to previously known solutions.

Durch die Hintereinanderschaltung wird die der Messung zur Verfugung stehende Strahlung optimal genutzt.The series connection makes optimum use of the radiation available for the measurement.

Es ist weiterhin möglich, die Anordnung nach einer Kalibrierung mit beliebigen Kalibrierungswellenlängen des Meßbereichs im gesamten Meßbereich (ca. 300... 1000nm) einzusetzen, da die bei Reflexionsschichten auftretende Phasendispersion entfällt.It is furthermore possible to use the arrangement after calibration with arbitrary calibration wavelengths of the measuring range over the entire measuring range (approximately 300 ... 1000 nm), since the phase dispersion occurring in reflection layers is eliminated.

Claims

1. A method for the interferometric measurement of the wavelengths of continuous or pulsed laser radiation, characterized in that the medium precision wavelength determined from the interference pattern of a two-beam Fizeau interferometer is used to calculate the interference order number of the simultaneously existing interference pattern of another two-beam interferometer unambiguously determine this high resolution and that this Interferonzordnungszahl and also determined from the interference pattern fraction of the interference order number to determine the final wavelength are used with high accuracy.

2. Arrangement for the interferometric measurement of the wavelength of continuous or pulsed laser radiation, characterized in that in the beam path of the laser radiation to be examined behind a widening system (M3-P-M4) without Chromatis; er error a two-beam Fizeau interferometer (Fl 1) medium resolution and a high-resolution two-beam interferometer (Fl 2) are arranged successively, the second interferometer (Fl 2) being incident with the radiation transmitted by the first interferometer (Fl 1), and the radiation reflected and interfered by each of the two interferometers striking one each image-capturing photoreceptor (D 1, D2) is passed and that the photoelectric signals via an analog-to-digital converter (ADC) for evaluation, a device-internal processor (DCR) are supplied, which is coupled via a standard interface with a computer (PC).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the two-beam high-resolution interferometer is of the Fizeau type.

4. Arrangement according to claim 2, characterized in that the high-resolution two-beam interferometer is of the Fabry-Perot type.