DD296755A5 - POLARIZATION BEAM DIVIDER FOR A TWO-FREQUENCY DIFFERENTIAL INTERFEROMETER WITH FOUR-LIGHT LIGHT PATH - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Polarisationsstrahlenteiler fuer ein Zwei-Frequenzen-Differential-Interferometer mit vierfachem Lichtweg. Die Erfindung besteht darin, dasz bei einem Polarisationsstrahlenteiler fuer ein Zwei-Frequenzen-Differential-Interferometer mit vierfachem Lichtweg, bestehend aus zwei verkitteten Prismen, die mit ihren planen Fuegeflaechen um 45 zur Lichteinfallsrichtung geneigt liegen, wobei mindestens eine Fuegeflaeche mit einer polarisationsteilenden Schicht versehen ist, das in Lichteinfallsrichtung (4) liegende erste Prisma (1) eine zur Fuegeflaeche (3) parallele Planflaeche (5) aufweist, auf der eine l/2-Platte (6) befestigt ist, und dasz in Richtung senkrecht zur Lichteinfallsrichtung (4) das zweite Prisma (2) als Tripelstreifen (7) ausgebildet ist, wobei die Projektion der Dachkante (8) des Tripelstreifens (7) senkrecht zur Lichteinfallsrichtung (4) in Lichteinfallsrichtung (4) liegt. Figur{Polarisationsstrahlenteiler; Zwei-Frequenzen-Differential-Interferometer, vierfach; Lichtweg; Prisma; l/2-Platte; Tripelstreifen; Dachkante}The invention relates to a polarization beam splitter for a two-frequency differential interferometer with fourfold light path. The invention consists in dasz in a polarization beam splitter for a two-frequency differential interferometer with fourfold light path, consisting of two cemented prisms, which are inclined with their plane Fuegeflaechen by 45 to the light incident direction, wherein at least one Fuegeflaeche is provided with a polarization-splitting layer in that the first prism (1) lying in the direction of light incidence (4) has a plane surface (5) parallel to the surface (3), on which a 1/2 plate (6) is fixed, and perpendicular to the direction of light incidence (4). the second prism (2) is designed as a triple strip (7), wherein the projection of the roof edge (8) of the triple strip (7) is perpendicular to the light incident direction (4) in the direction of light incidence (4). FIG {polarization beam splitter; Two-frequency differential interferometer, quadruple; light path; Prism; l / 2 plate; Tripelstreifen; Roof edge}
Description
bostoht, doron mit olnor polarisationstollondon Schicht vorsohono piano Fügoflächon um 46° zur Lichtolnfallsrlchtung genolgt liegen, das In Llnhtoinfallarlchtung liegende- orsto Prisma mit olnor zur FügeflScho parallel Mögenden Planflücho vereohon ist, auf der eine λ/2-Platto befestigt ist.bostoht, doron with olnor polarization-stollondon layer vorsohono piano Fügoflächon be 46 ° to Lichtolnfallsrnchtung lying, the lying in Llnhtoinfallarlchtung-orsto prism with olnor to the FügeflScho parallel Mölling Plan flücho vereohon is on which a λ / 2-Platto is attached.
Des weiteren ist erfindungsgemäß das zweite Prisma In Richtung senkrecht zur Lichteinfallsrichtung als Tripolstroifon ausgebildet, wobei die Projektion der Dachkanto dos Trlpolstrolfons senkrecht zur Lichtolnfallsrlchtung in Llchdinfallsrichtung liegt. Für olnon Intor foromotoraufbau ist es konstruktiv vorteilhaft, wenn an der von dor lichtquelle nbgowand'.on Planfläche des zweiten Prismas eine λ/4-Platto angekittet ist. Mit dem Polarisatlonsstrahlenteiler läßt sich ein Zwel-Froquenzen-Differentlal· Intorforomotorsystom aufbauen, insbesondere zur Messung dos Abstandes zwischen einem Roferonzspiogel und einem sich in gleicher Achse bewegenden Meßsplegel. Der von olnem Zwei-Frequonzonlasor ausgehende Strahlengang wird durch den Polarlsatlonsstrahlenlelter Im Zusammenwirken mit Referenz- und Moßspiegol in einen Roferonzstrahl und einen Meßstrahl mit unterschiedlicher Frequenz aufgospalton.Furthermore, according to the invention, the second prism is formed in the direction perpendicular to the direction of light incidence as Tripolstroifon, wherein the projection of Dachkanto dos Trlpolstrolfons is perpendicular to Lichtolnfallsrlchtung in Llchdinfallsrichtung. For olnon Intor foromotoraufbau it is structurally advantageous if at the von dor light source nbgowand'.on plane surface of the second prism a λ / 4 Platto is cemented. With the polarization beam splitter, a Zwel-Froenen-Differentlal · Intorforomotorsystom can be constructed, in particular for the measurement of the distance between a Roferonspirogel and a measuring spine moving in the same axis. The beam path emanating from an olnem two-freonzonlasor is gated by the polarization beam interferometer into a Roferon beam and a measuring beam with a different frequency in cooperation with the reference mirror and the target mirror.
BoIcIo Strahlengänge weisen eine optische Woglängendlfforonz auf, die dem Abstand zwischen Roforonzspiegelobone und Moßsplogolebene entspricht.Optical light paths have an optical longitudinal amplitude that corresponds to the distance between the reflector and the master log level.
Die optische Weglänge beträgt viermal dem Abstand zwischen Referenz- und Meßspiegelebene, weil die Strecke viermal vom Licht durchlaufen wird.The optical path length is four times the distance between the reference plane and the mirror plane, because the path is traversed four times by the light.
Der Polarisatlonsstrahlenteiler bewirkt, daß außor besagter Weglängendifferen* beide Strahlengänge die gleichen optischen Weglängen haben. Es entstehen damit keine Meßfehler, wenn durch thermische Einflüsse Längenänderungen am Polarisationsstrahlenteller auftreten. Der Polarisationsstrahlenteller Ist in einem Block zu fertigen, so daß keine Verlagerungen oder Verkippungen von optischen Bauelementen gegeneinander auftreten. Die Strahlführung erfolgt mit minimaler Anzahl von optischen Bauelementen auf engstem Räume, sio stellt hinsichtlich Platzausnutzung ein Optimum dar.The polarization beam splitter causes outside of said path length differences * both beam paths to have the same optical path lengths. There are thus no measurement errors when thermal changes cause changes in the length of the polarization beam dish. The polarization beam plate Is to be manufactured in a block, so that no displacements or tilting of optical components against each other occur. The beam guidance takes place with minimal number of optical components in the narrowest spaces, sio represents an optimum in terms of space utilization.
AusführungsbelsplelAusführungsbelsplel
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiol der Erfindung in zwei Ansichten dargestellt. Danach besteht der Polarisatlonsstrahlenteiler aus einem ersten Prisma 1 und einem zweiten Prisma 2, die wie ein herkömmlicher Strahlonteilerwürfel an den planen Fügeflächen 3 miteinander verkittet sind. Wenigstens eine der Fügeflächen 3 ist mit einem polarlsationstoilondon Belag beschichtet, wobei die Fügelflächen 3 unter einem Winkel von 45° zur Lichteinfallrichtung 4 angeordnet sind. Das Prisma 1 weist eine zu den Fügeflächen 3 parallele Planfläche δ auf, an die eine λ/2-Platte 6 angesprengt ist. Senkrocht zur Lichteinfallsrichtung 4 ist das Prisma 2 als Trlpelstreifen 7 ausgebildet, wobei die Projektion der Dachkante 8 des Trlpelstroifens 7 in Richtung senkrecht zur Lichteinfallsrichtung 4 in Lichteinfallsrichtung 4 selbst liegt. Prisma 2 hat eine in Richtung senkrecht zur Lichteinfallsrichtung 4 liegende Plenflächo 9, an die eine zweite λ/4-Platte 10 angesprengt ist. Zur Realisierung eines Zwei-Frequenzen-Differential-Interferometers sind im Strahlengang weiterhin angeordnet: ein Zwei-f-requonzen-He-Ne-Laser 11, der zwei um 90° versetzt linear polarisierte Tollstrahlen 12,13 mit einer geringen Frequenzdifferenz liefert, weiterhin ein fester Referenzspiegel 14 und ein in Lichtrichtung beweglicher Meßspiegel 15, deren Spiegelflächen parallel zur Planfläche 9 ausgerichtet sind, sowie ein Fotoempfänger 16. In dieser Anordnung funktioniert der Strahlenteiler wie folgt:In the drawing, an embodiment of the invention is shown in two views. Thereafter, the Polarisatlonsstrahlenteiler consists of a first prism 1 and a second prism 2, which are cemented together like a conventional beam splitter cube on the flat joining surfaces 3. At least one of the joining surfaces 3 is coated with a polarlsationstoilondon coating, wherein the pad surfaces 3 are arranged at an angle of 45 ° to the light incident direction 4. The prism 1 has a plane parallel to the joining surfaces 3 plane surface δ, to which a λ / 2 plate 6 is blasted. Senkrocht to the light incident direction 4, the prism 2 is formed as Trlpelstreifen 7, wherein the projection of the roof edge 8 of Trelpelstroifens 7 in the direction perpendicular to the light incident direction 4 in the light incident direction 4 itself. Prism 2 has a Plenflächo 9 lying in the direction perpendicular to the light incident direction 4, to which a second λ / 4 plate 10 is blasted. In order to realize a two-frequency differential interferometer, a two-f-pitch He-Ne laser 11, which supplies two Toll beams 12, 13 with a low frequency difference, offset by 90 ° and also linearly polarized, is further arranged in the beam path fixed reference mirror 14 and a measuring mirror 15 movable in the direction of light, whose mirror surfaces are aligned parallel to the plane surface 9, and a photoreceptor 16. In this arrangement the beam splitter functions as follows:
Die polarisierten Teilstrahlen 12,13 werden durch den polarisationstellenden Belag auf den Fügeflächen 3 in einen Meßstrahlengang 17 und einen Reforonzstrahlengang 18 getrennt. Der parallel zur Fügefläche 3 polarisierte Teilstrahl 12 wird an dieser reflektiert. Er gelangt durch Prisma 1 auf die λ/2-Platte 6, deren Dicke so bemessen ist, daß die Polarisationsebene dieses Teilstrahles um 90° gedreht wird, so daß der Teilstrahl nach einer 90°-Ablenkung durch den polarisationsteilenden Belag auf der Fügefläche 3 ungehindert durchtreten kann. Dieser Teilstrahl durchläuft weiterhin die λ/4-Platte 10 und gelangt jetzt zirkulär polarisiert auf den Meßspiegel 15.The polarized sub-beams 12,13 are separated by the polarization-forming coating on the joining surfaces 3 in a Meßstrahlengang 17 and a Reforonzstrahlengang 18. The parallel to the joining surface 3 polarized partial beam 12 is reflected at this. It passes through prism 1 on the λ / 2 plate 6, whose thickness is such that the plane of polarization of this partial beam is rotated by 90 °, so that the partial beam after a 90 ° deflection by the polarization-dividing coating on the joint surface 3 unhindered can pass through. This partial beam continues to pass through the λ / 4 plate 10 and now passes circularly polarized on the measuring mirror 15th
Vom Meßspiegel 15 wird dieser Teilstrahl in sich reflektiert, durchläuft ein zweites Mal die λ/4-Platte 10 und wird als linear polarisierter Teilstrahl, dessen Polarisationsebene gegenüber seinem Ausgangszustand um 90° verdreht ist, am polarisationsteilenden Belag in Richtung des Tripelstreifens 7 reflektiert.From the measuring mirror 15, this partial beam is reflected in itself, passes through a second time the λ / 4 plate 10 and is reflected as a linearly polarized partial beam whose polarization plane is rotated relative to its initial state by 90 °, at the polarization-splitting coating in the direction of the triple strip 7.
Durch Mehrfachreflexion im Tripelstreifen 7 bekommt der Teilstrahl einen seitlichen Versatz, wird an der Fügefläche 3 wieder um 90° in Richtung Meßspiegel 15 abgelenkt und dort in sich reflektiert. Die λ/4-Platte 10 wird dabei zweimal durchlaufen, wodurch sich die Polarisationsebene des Teilstrahls um SO°dreht. Nach weiteren Reflexionen an der Fügefläche 3 und im Tripelstreifen 7 gelangt der Teilstrahl zum Empfänger 16.By multiple reflection in the triple strip 7 of the partial beam gets a lateral offset, is deflected at the joining surface 3 again by 90 ° in the direction of the measuring mirror 15 and reflected therein. The λ / 4 plate 10 is passed through twice, whereby the plane of polarization of the partial beam rotates by SO °. After further reflections at the joint surface 3 and in the triple strip 7, the partial beam reaches the receiver 16.
Dersenkrecht zur Fügefläche 3 polarisierte Teilstrahl 13 wird durch den polarisationsteilenden Belag hindurchgelassen, gelangt nach Durchgang durch die λ/4-Platte 10 direkt auf den Referenzspiegel 14 und wird an diesem in sich reflektiert. Durch den zweimaligen Durchgang durch die λ/4-Platte wird die Polarisationsebene dieses Teilstrahles um 90° gedreht, so daß er an der Fügefläche 3 in Richtung Tripelstreifen 7 reflektiert wird. Nach Mehrfachreflexion im Tripelstreifen 7 wird der Teilstrahl wieder an der Fügefläche 3 in Richtung Referenzspiegel 14 reflektiert. Auf dem Rückweg vom Referenzspiegel 14 durchläuft der Teilstrahl zum vierten Mal die λ/4-Platte 10, so daß durch die 90°-Drehung der Polarisationsebene der Teilstrahl den polarisationsteilenden Belag der Fügefläche 3 ungehindert passiert. Nach einer 90°-Ablenkung an der λ/2-Platto 6 mit 90°- Drehung der Polarisationsebene wird der Teilstrahl an der Fügefläche 3 reflektiert und gelangt ebenfalls auf den Empfänger 16. In der Empfängerebene interferieren die beidon Toilstrahlen.Perpendicular to the joint surface 3 polarized partial beam 13 is transmitted through the polarization-dividing coating passes, after passing through the λ / 4 plate 10 directly to the reference mirror 14 and is reflected in this in itself. By passing twice through the λ / 4 plate, the plane of polarization of this partial beam is rotated by 90 °, so that it is reflected at the joint surface 3 in the direction triple strip 7. After multiple reflection in the triple strip 7, the partial beam is again reflected at the joining surface 3 in the direction of the reference mirror 14. On the way back from the reference mirror 14, the partial beam passes through the λ / 4 plate 10 for the fourth time so that the partial beam passes through the 90 ° rotation of the polarization plane unhindered by the polarization-splitting surface of the joining surface 3. After a 90 ° deflection on the λ / 2 Platto 6 with 90 ° - rotation of the plane of polarization of the partial beam is reflected at the joint surface 3 and also passes to the receiver 16. In the receiver plane, the beidon Toilstrahlen interfere.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD34313990A DD296755A5 (en) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | POLARIZATION BEAM DIVIDER FOR A TWO-FREQUENCY DIFFERENTIAL INTERFEROMETER WITH FOUR-LIGHT LIGHT PATH |
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DD (1) | DD296755A5 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10341594A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-04-14 | JENAer Meßtechnik GmbH | Arrangement for highly precise positioning and measuring of objects placed on an object table, e.g. for use in producing microstructures in semiconductor manufacturing, has an interferometer block and measurement mirrors |
-
1990
- 1990-07-30 DD DD34313990A patent/DD296755A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
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DE10341594A1 (en) * | 2003-09-04 | 2005-04-14 | JENAer Meßtechnik GmbH | Arrangement for highly precise positioning and measuring of objects placed on an object table, e.g. for use in producing microstructures in semiconductor manufacturing, has an interferometer block and measurement mirrors |
DE10341594B4 (en) * | 2003-09-04 | 2008-03-13 | JENAer Meßtechnik GmbH | Arrangement for high-precision positioning and measurement of objects arranged on object tables |
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