DE102006018211A1

DE102006018211A1 - Linsenkorrekturelement, -system und -verfahren

Info

Publication number: DE102006018211A1
Application number: DE102006018211A
Authority: DE
Inventors: David M. Loveland George; William Clay Loveland Schluchter; Robert Todd Loveland Belt
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2006-11-09
Also published as: NL1031620A1; CN1854805A; JP2006308591A; NL1031620C1; US20060245071A1

Abstract

Es ist eine Linsenanordnung vorgesehen, die eine bezüglich des Brechungsindexes invariante Struktur aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Leerraum (45) zwischen zwei Linsen (25, 35) oder Linsenelementen in einer Linsenanordnung mit einem bzw. einer gewünschten Gas, Flüssigkeit oder Vakuum gefüllt, wobei das Gas, die Flüssigkeit oder das Vakuum einen vorbestimmten Brechungsindex aufweist. Nachdem der Leerraum (45) mit dem gewünschten Gas oder der gewünschten Flüssigkeit gefüllt oder mit einem völligen Vakuum beaufschlagt wurde, wird der Leerraum (45) anhand zahlreicher geeigneter Mittel abgedichtet, um ihn leckdicht zu machen. Die Linsenanordnung kann anschließend getestet oder kalibriert werden, um vor einem späteren Einsatz unter tatsächlichen Bedingungen vor Ort ein entsprechendes Niveau der optischen Leistungsfähigkeit zu gewährleisten. Da das Vakuum oder der gefüllte Leerraum, der in der Linsenanordnung angeordnet ist, eine optische Leistungsfähigkeit liefert, die bezüglich des Brechungsindexes invariant ist, kann die Linsenanordnung unter stark variierenden atmosphärischen Bedingungen erfolgreich verwendet werden und trotzdem qualitativ hochwertige Ergebnisse liefern.

Description

Wegmessinterferometer („DMIs" – displacement measuring interferometers) sind in der Technik hinreichend bekannt und werden seit einigen Jahrzehnten dazu verwendet, kleine Wege bzw. Verschiebungen bzw. Distanzen mit hoher Genauigkeit und Auflösung zu messen. Viele Arten von DMIs umfassen optische Systeme, die durch Laserquellen emittiertes Licht entsprechend kollimieren, bevor es an eine Interferometeranordnung geliefert wird.

Bei einer typischen DMI-Anwendung ist ein optisches „Teleskop" bzw. eine Kollimatoranordnung zwischen dem durch eine Helium/Neon-Laserquelle gelieferten Ausgang und einer Interferometeranordnung positioniert. Ein derartiges Teleskop bzw. ein derartiger Kollimator umfasst üblicherweise eine Linsenanordnung zum Vergrößern des Durchmessers des durch eine Quelle emittierten Laserstrahlenbündels. Das vergrößerte Laserstrahlenbündel verringert Fehler bezüglich eines Strahlenbündel-Auseinanderlaufens, die sich aus einer Dreh- oder translatorischen Bewegung von Teilen des Interferometriesystems ergeben.

Gelegentlich werden DMIs in ungewöhnlichen Umgebungen, z. B. in einem Vakuum, in großer Höhe oder im Weltraum, eingesetzt. In derartigen Umgebungen kann die Leistungsfähigkeit von optischen Anordnungen wie z. B. Kollimatoren, die in DMIs integriert sind, die für einen Betrieb auf Meereshöhe kalibriert sind, aufgrund von Veränderungen der Brechungsindizes von Gasen, die zwischen Linsen in derartigen Anordnungen positioniert sind, negativ beeinflusst werden, wobei jene Änderungen wiederum durch die Elevation, durch Höhe und/oder Umgebungsdruckveränderungen bewirkt werden. Unerwartet große Veränderungen des Umgebungsdrucks am Einsatzort können auch zu einer niedrigen optischen Leistungsfähigkeit einer Linsenanordnung führen, die unter Laborbedingungen kalibriert wurde.

Um die vorstehenden Probleme zu überwinden, werden optische DMI-Anordnungen vor einer Platzierung im Weltraum oft in einem Labor unter Vakuumbedingungen getestet, die Weltraumbedingungen nachahmen, wodurch dazu beigetragen wird, eine ordnungsgemäße Leistungsfähigkeit unter den vor Ort herrschenden Bedingungen zu gewährleisten. Ein Testen optischer Anordnungen, die in DMIs integriert sind, unter Vakuumbedingungen kann jedoch beträchtliche Kosten und einen beträchtlichen Zeitaufwand mit sich bringen. Außerdem kann ein unabsichtliches Versagen darin, ein perfektes Vakuum zu erzielen, oder können andere Fehler, die während des Testens im Labor gemacht werden, zu einem unsachgemäßen Betrieb vor Ort führen, der eventuell erst dann entdeckt wird, nachdem das optische System platziert wurde, wo es eventuell nicht mehr möglich ist, Korrekturen vorzunehmen.

Eine weitere Lösung des Problems, das sich daraus ergibt, dass sich Brechungsindizes mit der Höhe oder der Umgebung verändern, könnte darin bestehen, eine Linsenanordnung zu entwerfen, die in einem ersten Medium, das einen ersten Brechungsindex aufweist (z. B. Umgebungsdruck und -temperatur auf Meereshöhe), ordnungsgemäß funktioniert, und eine entnehmbare Linse in die Anordnung zu integrieren. Wenn die Anordnung transportiert oder einem zweiten Medium unterworfen wird, das einen bekannten zweiten Brechungsindex aufweist (z. B. ein Vakuum), der sich von dem ersten Brechungsindex unterscheidet, so wird die entnehmbare Linse entnommen, um die Änderung des Brechungsindizes zu kompensieren. Eine derartige Lösung erfordert jedoch, dass die Linsenanordnung physisch manipuliert wird, nachdem sie in das zweite Medium platziert wurde – eine Aufgabe, die beträchtliches fachmännisches Können erfordern und beträchtliche Kosten nach sich ziehen kann, insbesondere dann, wenn das zweite Medium zufällig das Vakuum des Weltraums ist.

Es wird eine optische Anordnung benötigt, die unter normalen im Labor herrschenden Umgebungsdruck- und -temperaturbedingungen kalibriert oder getestet werden kann und die später unter Höhen- oder Weltraumbedingungen eine gute Leistungsfähigkeit aufweist. Ferner wird eine optische Anordnung benötigt, die unter Weltraum- oder Höhen-Umgebungsbedingungen kalibriert oder getestet werden kann und die später unter Druckbedingungen einer geringen Höhe eine gute Leistungsfähigkeit aufweist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine optische Linsenanordnung, Systeme sowie ein Verfahren mit verbesserten Charakteristika zu liefern.

Diese Aufgabe wird durch eine optische Linsenanordnung gemäß Anspruch 1, durch ein Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß Anspruch 16, durch ein Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 32 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer bezüglich des Brechungsindexes Invarianten Linsenanordnung gemäß Anspruch 44 gelöst.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Linsenanordnung vorgesehen, die eine bezüglich des Brechungsindexes invariante Struktur aufweist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Leerraum, der zwischen zwei Linsen oder Linsenelementen in einer Linsenanordnung angeordnet ist, mit einem gewünschten Gas, einer gewünschten Flüssigkeit oder einem gewünschten Vakuum gefüllt, wobei das Gas, die Flüssigkeit oder das Vakuum einen vorbestimmten Brechungsindex aufweist. Nachdem der Leerraum mit dem gewünschten Gas, der gewünschten Flüssigkeit oder dem gewünschten Vakuum gefüllt wurde, wird der Leerraum anhand einer Beliebigen bzw. anhand Beliebiger von zahlreichen geeigneten Einrichtungen abgedichtet und vorzugsweise leckdicht gemacht. Die Linsenanordnung kann anschließend getestet oder kalibriert wer den, um vor einem späteren Einsatz unter tatsächlichen Bedingungen vor Ort ein entsprechendes Niveau der optischen Leistungsfähigkeit zu gewährleisten. Da der gefüllte Leerraum, der in der Linsenanordnung angeordnet ist, eine optische Leistungsfähigkeit liefert, die bezüglich des Brechungsindexes invariant ist, kann die Linsenanordnung unter stark variierenden atmosphärischen Bedingungen erfolgreich verwendet werden und trotzdem qualitativ hochwertige Ergebnisse liefern.

Verfahren zum Herstellen und Verwenden des Vorstehenden sind ebenfalls in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines DMI-Systems;

2 eine Linsenanordnung 20, die unter Laborbedingungen für die faseroptische Quelle 10 kalibriert wird;

3 die Linsenanordnung 20 der 2 und ihre Funktionsweise, nachdem sie im Weltraum oder in großer Höhe platziert wurde;

4 die Linsenanordnung 20, die unter Laborbedingungen mit der Laserquelle 10 kalibriert wird;

5 die Linsenanordnung 20 der 4 und ihre Funktionsweise, nachdem sie im Weltraum oder in großer Höhe platziert wurde;

6 die Funktionsweise der Linsenanordnung 20 in Zusammenwirkung mit der faseroptischen Quelle 10, wenn der Leerraum 45 ein Vakuum enthält (Licht strahlen 135) und wenn der Leerraum 45 Luft bei Meereshöhe-Umgebungsdruck enthält (Lichtstrahlen 145);

7 die Funktionsweise der Linsenanordnung 20 in Zusammenwirkung mit der Laserquelle 10, wenn der Leerraum 45 ein Vakuum enthält (Lichtstrahlen 135) und wenn der Leerraum 45 Luft bei Meereshöhe-Umgebungsdruck enthält (Lichtstrahlen 145);

8 ein Ausführungsbeispiel der Linsenanordnung 20 der vorliegenden Erfindung, während als Vorbereitung auf das Testen der Anordnung 20 der Leerraum 45 mit einem Vakuum beaufschlagt wird;

9 die Linsenanordnung 20 der 8, nachdem der Leerraum 45 mit einem vollständigen Vakuum beaufschlagt wurde und die Quelle 10 dahin gehend aktiviert wurde, die optische Leistungsfähigkeit der Linsenanordnung 20 zu testen;

10 die Linsenanordnung 20 der 8, bei der eine Abdichtung 125 in einer Zugangsöffnung 135 angeordnet ist, wobei der Leerraum 45 ein völliges Vakuum beibehält, nachdem die Abdichtung 125 installiert wurde;

11 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Linsenanordnung 20 der vorliegenden Erfindung, während die Vakuumkammer 175 und der Leerraum 45 zur Vorbereitung auf das Testen der Anordnung 20 mit einem Vakuum beaufschlagt werden;

12 die Linsenanordnung der 11, nachdem die Vakuumkammer 175 und der Leerraum 45 mit einem völligen Vakuum beaufschlagt wurden und die Quelle 10 dahin gehend aktiviert wurde, die optische Leistungsfähigkeit der Linsenanordnung 20 zu testen; und

13 die Linsenanordnung 20 der 12, bei der die Abdichtung 125 in der Zugangsöffnung 135 angeordnet ist, bei der der Leerraum 45 ein völliges Vakuum beibehält, nachdem die Abdichtung 125 installiert und die Linsenanordnung 20 aus der Vakuumkammer 175 entnommen wurde.

Gemäß der Verwendung in der Spezifikation, den Zeichnungen und den Ansprüchen des vorliegenden Dokuments bedeutet der Begriff „Linsenanordnung 10" oder „Linsenanordnung" eine Linsenanordnung, die für eine Strahlkollimation, eine Verringerung und/oder Vergrößerung in Bezug auf DMI-, Laser-, optische, Kommunikations-, photographische, Telephonie- oder andere Anwendungen verwendet wird. Der Begriff soll nicht auf DMI-Anwendungen beschränkt sein, die hier lediglich zu Beschreibungs- und Veranschaulichungszwecken verwendet werden. Nachdem Fachleute die vorliegende Spezifikation, die vorliegenden Zeichnungen und die Patentansprüche des vorliegenden Dokuments gelesen und verstanden haben, wird ihnen einleuchten, dass verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in vielen Anwendungen, die über Wegmessinterferometer hinaus gehen, verwendet werden können.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines DMI-Systems und zeigt Teile eines Linear-Interferometer-Systems des Modells Nummer 10705 von Agilent. Das Teleskop oder der Kollimator 20 umfasst eine Linsenanordnung 20 (in 1 nicht gezeigt) zum Vergrößern des Durchmessers des durch die Quelle 10 emittierten Laserstrahlenbündels bzw. Laserstrahls von 1 mm auf 9 mm. Der Durchmesser des durch die Quelle 10 emittierten Laserstrahlenbündels wird vergrößert, um Fehler bezüglich eines Strahlenbündel-Auseinanderlaufens, die sich aus einer unerwünschten Dreh- oder translatorischen Bewegung von Teilen des Systems ergeben, z. B. aus einer Bewe gung des Interferometers 50 oder der Messwürfelecke 70, zu minimieren.
Aspekte des in 1 veranschaulichten DMI sind in den folgenden U.S.-Patentschriften offenbart, die jeweils durch Bezugnahme vollständig in das vorliegende Dokument aufgenommen sind: U.S.-Patentschrift Nr. 5,064,280 an Bockman mit dem Titel „Linear-and-angular measuring plane mirror interferometer"; U.S.-Patentschrift Nr. 6,542,247 an Bockman mit dem Titel „Multi-axis interferometer with integrated optical structure and method for manufacturing rhomboid assemblies"; und U.S.-Patentschrift Nr. 5,667,768 an Bockman mit dem Titel „Method and interferometric apparatus for measuring changes in displacement of an object in rotating reference frame".
Wie oben erwähnt wurde, werden DMIs gelegentlich in ungewöhnlichen Umgebungen verwendet, z. B. in Vakuumkammern, in großer Höhe auf Berggipfeln oder in in großer Höhe fliegenden Flugzeugen oder in Raumladungen, die mittels Raketen über die Erdatmosphäre hinaus in den Weltraum geschossen werden. In derartigen Umgebungen kann die Leistungsfähigkeit von optischen Anordnungen wie z. B. Teleskopen, die in DMIs integriert sind, die für einen Betrieb auf Meereshöhe kalibriert sind, aufgrund von Veränderungen der Brechungsindizes von Gasen oder Flüssigkeiten, die zwischen Linsen in derartigen Anordnungen positioniert sind, negativ beeinflusst werden, während sich die Elevation oder die Höhe ändern. Bei einem anderen, nicht wünschenswerten Szenario wird eine unter Labor- oder Herstellungsbedingungen kalibrierte Linsenanordnung vor Ort unerwartet großen Veränderungen des Umgebungsdrucks unterworfen, die ferner eine Veränderung der Brechungsindizes der zwischen den Linsen der Anordnung positionierten Gase bewirken.
Um die vorstehenden Probleme zu überwinden, können optische DMI-Anordnungen vor einer Platzierung im Weltraum in einem Labor unter Vakuumbedingungen getestet werden, die Welt raumbedingungen nachahmen, wodurch dazu beigetragen wird, eine ordnungsgemäße Leistungsfähigkeit unter den vor Ort herrschenden Bedingungen zu gewährleisten. Ein Testen optischer Anordnungen, die in DMIs integriert sind, unter Vakuumbedingungen kann jedoch beträchtliche Kosten und einen beträchtlichen Zeitaufwand mit sich bringen. Außerdem kann ein unabsichtliches Versagen darin, ein perfektes Vakuum zu erzielen, oder können andere Fehler, die während des Testens im Labor gemacht werden, zu einem unsachgemäßen Betrieb vor Ort führen, der eventuell erst dann entdeckt wird, nachdem das optische System platziert wurde, wo es eventuell nicht mehr möglich ist, Korrekturen vorzunehmen.
Eine weitere Lösung des Problems, das sich daraus ergibt, dass sich Brechungsindizes mit der Höhe oder der Umgebung verändern, könnte darin bestehen, eine Linsenanordnung zu entwerfen, die in einem ersten Medium, das einen ersten Brechungsindex aufweist (z. B. Umgebungsdruck und -temperatur auf Meereshöhe), ordnungsgemäß funktioniert, und eine entnehmbare Linse in die Anordnung zu integrieren. Wenn die Anordnung transportiert oder einem zweiten Medium unterworfen wird, das einen bekannten zweiten Brechungsindex aufweist (z. B. ein Vakuum), der sich von dem ersten Brechungsindex unterscheidet, so wird die entnehmbare Linse entnommen, um die Änderung des Brechungsindizes zu kompensieren. Eine derartige Lösung erfordert jedoch, dass die Linsenanordnung physisch manipuliert wird, nachdem sie in das zweite Medium platziert wurde – eine Aufgabe, die beträchtliches fachmännisches Können erfordern und beträchtliche Kosten nach sich ziehen kann, insbesondere dann, wenn das zweite Medium zufällig das Vakuum des Weltraums ist.
2 veranschaulicht eine Linsenanordnung 20, die unter Laborbedingungen für die faseroptische Quelle 10 kalibriert wird. In der Praxis kann die faseroptische Quelle 10 vor oder während des Testens und/oder der Kalibrierung an die Linsenanordnung 20 zementiert werden, um eine entsprechende optische Überdeckung und Ausrichtung zwischen der Quelle 10 und den Linsenelementen 25 und 35 zu gewährleisten. Außerdem können die Positionen der Linsenelemente 25 und 35 während des Testens oder der Kalibrierung verschoben werden, um eine ordnungsgemäße optische Überdeckung und Ausrichtung zwischen den Linsenelementen 25 und 35 und der Quelle 110 zu gewährleisten. Rahmenelemente 55 und 65 können einen Kunststoff, eine elastomere Verbindung, ein Metall, eine Metalllegierung, Aluminium, Edelstahl, Titan, Niob und Platin oder ein Gemisch oder eine Legierung aus Jeglichen der Vorstehenden umfassen.
Ohne das Wissen der Bedienperson wurde der zwischen der ersten Linse 25 und der zweiten Linse 35 der Linsenanordnung 20 angeordnete Leerraum 45 nicht mit einem perfekten Vakuum beaufschlagt. Der Brechungsindex des Leerraums 45 ist somit größer als 1, während die Linsenanordnung 20 kalibriert wird. Die Kalibrierung der Linsenanordnung 20 kann beinhalten, dass die erste Linse 25 und/oder die zweite Linse 35 derart bewegt wird, dass Lichtstrahlen 17, die von der Vorderseite der zweiten Linse 35 hervortreten, zueinander parallel sind. Der Brechungsindex des Leerraums 45 kann aufgrund von Lecks zwischen der ersten Linse 25 oder der zweiten Linse 35 und dem Rahmenelement 65 oder dem Rahmenelement 55 größer als 1 sein. Oder der Brechungsindex des Leerraums 45 kann aufgrund dessen, dass die zum Anlegen des Vakuums verwendete Ausrüstung dazu nicht in der Lage ist oder unsachgemäß anzeigt, dass ein perfektes Vakuum erzielt wurde, größer als 1 sein. Selbstverständlich können viele andere Verfahrens- oder Ausrüstungsfehler dazu führen, dass der Brechungsindex des Leerraums 45 einen Wert aufweist, der unerwünscht oder unvorhergesehen ist.
3 veranschaulicht die Linsenanordnung 20 der 2 und ihre Funktionsweise, nachdem sie im Weltraum oder in großer Höhe platziert wurde. Nun hat der Leerraum 45 einen Brechungsindex, der gleich Eins ist (oder der in jedem Fall geringer ist als der Brechungsindex, den der Leerraum 45 während der Kalibrierung gemäß 1 aufwies). Lichtstrahlen 17, die aus der vorderen Oberfläche der Linse 35 hervortreten, werden als nicht zueinander parallel und als zusammenlaufend gesehen. Ein derartiges Ergebnis wäre selbstverständlich schwierig, wenn nicht unmöglich, zu beheben, nachdem die Linsenanordnung 20 im Weltraum platziert wurde.
4 veranschaulicht die Linsenanordnung 20, die unter Laborbedingungen mit der Laserquelle 10 kalibriert wird. Wie bei 1 wurde ohne das Wissen der Bedienperson der zwischen der ersten Linse 25 und der zweiten Linse 35 der Linsenanordnung 20 angeordnete Leerraum 45 nicht mit einem perfekten Vakuum beaufschlagt. Der Brechungsindex des Leerraums 45 ist somit größer als 1, während die Linsenanordnung 20 kalibriert wird. Die Kalibrierung der Linsenanordnung 20 kann beinhalten, dass die erste Linse 25 und/oder die zweite Linse 35 derart bewegt wird, dass Lichtstrahlen 17, die von der Vorderseite der zweiten Linse 35 hervortreten, zueinander parallel sind. Der Brechungsindex des Leerraums 45 kann aufgrund von Lecks zwischen der ersten Linse 25 oder der zweiten Linse 35 und dem Rahmenelement 65 oder dem Rahmenelement 55 größer als 1 sein. Oder der Brechungsindex des Leerraums 45 kann aufgrund dessen, dass die zum Anlegen des Vakuums verwendete Ausrüstung dazu nicht in der Lage ist oder unsachgemäß anzeigt, dass ein perfektes Vakuum erzielt wurde, größer als 1 sein. Selbstverständlich können viele andere Verfahrens- oder Ausrüstungsfehler dazu führen, dass der Brechungsindex des Leerraums 45 einen Wert aufweist, der unerwünscht oder unvorhergesehen ist.
5 veranschaulicht die Linsenanordnung 20 der 4 und ihre Funktionsweise, nachdem sie im Weltraum oder in großer Höhe platziert wurde. Nun hat der Leerraum 45 einen Brechungsindex, der gleich Eins ist (oder der in jedem Fall geringer ist als der Brechungsindex, den der Leerraum 45 während der Kalibrierung gemäß 1 aufwies). Lichtstrah len 17, die aus der vorderen Oberfläche der Linse 35 hervortreten, werden als nicht zueinander parallel und als auseinander laufend gesehen. Ein derartiges Ergebnis wäre selbstverständlich schwierig, wenn nicht unmöglich, zu beheben, nachdem die Linsenanordnung 20 beispielsweise auf einem Berggipfel oder im Weltraum platziert wurde.
6 veranschaulicht die Funktionsweise der Linsenanordnung 20 in Zusammenwirkung mit der faseroptischen Quelle 10, wenn der Leerraum 45 ein Vakuum enthält (Lichtstrahlen 135) und wenn der Leerraum 45 Luft bei Meereshöhe-Umgebungsdruck enthält (Lichtstrahlen 145). Wie man sehen wird, bestehen Lichtstrahlen 17, die aus der vorderen Oberfläche der zweiten Linse 35 hervortreten, aus parallelen Lichtstrahlen 135, was dem entspricht, dass der Leerraum 45 einen Brechungsindex gleich 1 aufweist (perfektes Vakuum), und divergierenden Lichtstrahlen 145, was dem entspricht, dass der Leerraum 45 einen Brechungsindex von mehr als 1 aufweist (z. B. Umgebungsdruck auf Meereshöhe).
7 veranschaulicht die Funktionsweise der Linsenanordnung 20 in Zusammenwirkung mit der Laserquelle 10, wenn der Leerraum 45 ein Vakuum enthält (Lichtstrahlen 135) und wenn der Leerraum 45 Luft bei Meereshöhe-Umgebungsdruck enthält (Lichtstrahlen 145). Wie man sehen wird, bestehen Lichtstrahlen 17, die aus der vorderen Oberfläche der zweiten Linse 35 hervortreten, aus parallelen Lichtstrahlen 135, was dem entspricht, dass der Leerraum 45 einen Brechungsindex gleich 1 aufweist (perfektes Vakuum), und konvergierenden Lichtstrahlen 145, was dem entspricht, dass der Leerraum 45 einen Brechungsindex von mehr als 1 aufweist (z. B. Umgebungsdruck auf Meereshöhe).
2 mit 7 veranschaulichen die unerwünschten Ergebnisse, die eventuell erzielt werden, wenn ein zwischen zwei Linsen in dem Teleskop oder Kollimator 20 angeordneter Leerraum nicht unter geeigneten Bedingungen kalibriert wird oder einen Leckpfad zu einer umliegenden Umgebung oder Atmosphä re aufweist. Es wird eine Anordnung 20 benötigt, die unter normalen im Labor herrschenden Umgebungsdruck- und -temperaturbedingungen kalibriert oder getestet werden kann und die später unter Höhen- oder Weltraumbedingungen eine gute Leistungsfähigkeit aufweist. Ferner wird eine Anordnung 20 benötigt, die unter Weltraum- oder Höhen-Umgebungsbedingungen kalibriert oder getestet werden kann und die später unter Temperatur- oder Druckbedingungen einer geringen Höhe eine gute Leistungsfähigkeit aufweist.
8 mit 10 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Anordnung 20 der vorliegenden Erfindung sowie ein Verfahren der vorliegenden Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in 8 mit 10 veranschaulicht ist, wird die Linsenanordnung 20 auf einen späteren Einsatz im Weltraum vorbereitet. Fachleute werden erkennen, dass die Anordnung 20, und insbesondere der Leerraum 45 und die Abdichtungen 75, 85, 95 und 105 für eine Verwendung unter anderen Arten von Bedingungen angepasst werden könnten, z. B. in den Bergen, im Auge eines Hurrikans (wo der Umgebungsdruck sehr niedrig ist), an Orten, wo man damit rechnet, dass der Umgebungsdruck in Bezug auf die Zeit rasch variiert und in Bezug auf seine Größe beträchtlich variiert, und unter anderen Bedingungen.
Bei 8 ist die erste Linse 25 anhand der Abdichtungen 75 und 85 an den Rahmenelementen 55 und 65 befestigt, und die zweite Linse 35 ist anhand der Abdichtungen 95 und 105 an den Rahmenelementen 55 und 65 befestigt. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen die Abdichtungen 75, 85, 95 und 105 ein Haftmittel, z. B. entsprechend ausgewähltes Epoxid einer Industriequalität, Klebstoff, hitzehärtbaren Klebstoff, hitzehärtbares Epoxid, Cryanacrylat (Superglue) oder ein beliebiges anderes geeignetes Haftmittel, das in der Lage ist, den Umgebungsbedingungen, denen die Linsenanordnung 20 ausgesetzt wird, derart standzuhalten, dass die Integrität der Abdichtung zwischen einer Linse und einem Rahmen aufrechterhalten wird.
Bei anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Abdichtungen 75, 85, 95 und 105 Kompressionsabdichtungen sein, die Gummi, Silikon, ein elastomeres Material, Zerdrückungsarmaturen, die Metall oder andere Materialien umfassen, ein geeignetes Band, Blei, Lötmaterial oder Hartlötmaterial umfassen. Techniken, die dazu verwendet werden, Durchführungen für Batterien, Kondensatoren und/oder implantierbare medizinische Vorrichtungen einer Hartlötung zu unterziehen und abzudichten, können zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung angepasst werden, um das erste und das zweite Linsenelement 25 und 35 an den Rahmenelementen 55 und 65 zu befestigen und abzudichten.
Bei wieder anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Abdichtungen 75, 85, 95 und 105 dadurch gebildet sein, dass die Rahmenelemente 55 und 65 (ein) komprimierbare(s) Material(ien) in zumindest denjenigen Bereichen umfassen, in denen die erste und die zweite Linse 25 und 35 die Rahmenelemente 55 und 65 in Eingriff nehmen. Andere Arten von Abdichtungen, die in der Lage sind, den Umgebungsbedingungen, denen die Linsenanordnung 20 ausgesetzt wird, standzuhalten, können ebenfalls verwendet werden, so dass die Integrität der Abdichtung(en) zwischen einem Linsenelement und einem Rahmen aufrechterhalten werden kann.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 8 und gemäß einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, des Systems und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird eine Linsenanordnung 20 auf einen Test, eine Kalibrierung und einen anschließenden Einsatz vorbereitet, indem ein Vakuum in dem Leerraum 45 erzeugt wird. Atmosphärische Gase, die in dem Leerraum 45 zwischen der ersten Linse 25 und der zweiten Linse 35 vorliegen, werden mittels einer geeigneten Laborvakuumpumpe (in den Zeichnungen nicht gezeigt) durch die Leerraumzugangsöffnung 135 und Vakuumarmaturen 115, die auf abdichtende Weise an der Leerraumzugangsöffnung 135 befestigt sind, aus dem Leerraum 45 abgezogen. Der Abzug derartiger Gase aus dem Leerraum 45 wird solange fortgesetzt, bis in dem Leerraum 45 ein völliges bzw. perfektes Vakuum erzielt wird.
Wie in 9 gezeigt ist, wird als Nächstes eine Linsenanordnung 20 unter Verwendung einer geeigneten Quelle, z. B. der faseroptischen Quelle 10, getestet und/oder kalibriert. Die aus der vorderen Oberfläche der zweiten Linse 35 hervortretenden Lichtstrahlen 17 sind parallel zueinander, was darauf hinweist, dass die Entwurfsparameter der Linsenanordnung 20 ordnungsgemäß ausgeführt wurden und dass in dem Leerraum 45 ein vollständiges Vakuum erzielt wurde (d. h. der Leerraum 45 weist einen Brechungsindex gleich 1 auf). Nachdem die ordnungsgemäße optische Leistungsfähigkeit der Linsenanordnung 20 bestätigt wurde, werden die Vakuumarmaturen 115 derart von der Leerraumzugangsöffnung 135 entfernt, dass das Vakuum in dem Leerraum 45 bewahrt wird.
Wie in 10 gezeigt ist, ist die Abdichtung 125 auf abdichtende Weise in der Leerraumzugangsöffnung 135 positioniert, um das in dem Leerraum 45 vorhandene Vakuum dauerhaft zu machen (oder solange, bis die Abdichtung 125 entfernt wird). Die Leckdichtheit des Leerraums 45 bezüglich äußerer Abschnitte der Linsenanordnung 20 kann ebenfalls unter Verwendung bekannter Techniken, z. B. eines Helium-Leckdichtheit-Testens, getestet werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die gesamte Linsenanordnung 20 in eine Vakuumkammer platziert und anschließend während des Testens und Kalibrierens mit einem Vakuum beaufschlagt. Bevor das Vakuum aufgehoben wird und das Testen und/oder die Kalibrierung abgeschlossen sind, wird die Abdichtung 125 auf abdichtende Weise an der Leerraumzugangsöffnung 45 befestigt. 11 veranschaulicht ein derartiges Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Linsenanordnung 20 der vorliegenden Erfindung in der Vakuumkammer 175 (mit gestrichelten Linien bezeichnet) angeordnet ist und dieselbe mit Vakuum beaufschlagt wird, ebenso wie auch der Leerraum 45 als Vorbereitung auf das Testen der Anordnung 20 mit Vakuum beaufschlagt wird. Man beachte, dass die Leerraumzugangsöffnung 135 offen ist.
12 veranschaulicht die Linsenanordnung der 8, nachdem die Vakuumkammer 175 und der Leerraum 45 mit einem völligen Vakuum beaufschlagt wurden und die Quelle 10 dahin gehend aktiviert wurde, die optische Leistungsfähigkeit der Linsenanordnung 20 zu testen. Vorausgesetzt, dass das Vakuum vollständig angelegt wurde, kann die Abdichtung 125 vor dem, während des und nach dem Testen auf abdichtende Weise in der Leerraumzugangsöffnung 135 angeordnet sein. Man beachte, dass die axialen oder anderen Positionen der Linsenelemente 25 und 35 vor dem, während des oder nach dem Testen und Kalibrieren eingestellt werden können, um eine optimale optische Leistungsfähigkeit zu liefern.
13 veranschaulicht die Linsenanordnung 20 der 8, bei der die Abdichtung 125 in der Zugangsöffnung 135 angeordnet ist, bei der der Leerraum 45 ein völliges Vakuum beibehält, nachdem die Abdichtung 125 installiert und die Linsenanordnung 20 aus der Vakuumkammer 175 entnommen wurde.
Der Begriff „Linse", wie er in der Spezifikation, den Zeichnungen und den Ansprüchen des vorliegenden Dokuments verwendet wird, ist austauschbar mit dem Begriff „Linsenelement". Dementsprechend, und unter weiterer Bezugnahme auf 8 mit 13, umfasst die optische Linsenanordnung 20 ein erstes Linsenelement 25 und ein zweites Linsenelement 35. Man beachte, dass das erste Linsenelement einen ersten Außenumfang 27 aufweist, der die Abdichtungen 75 und 85 auf abdichtende Weise in Eingriff nimmt, während das zweite Linsenelement einen zweiten Außenumfang aufweist, der die Abdichtungen 95 und 105 auf abdichtende Weise in Eingriff nimmt. Man beachte, dass die Abdichtungen 75 und 85 (und/oder die Abdichtungen 95 und 105) ein einziges Stück oder eine einzige Masse eines Materials umfassen können, das bzw. die physisch durchgehend oder zusammenhängend ist, z. B. einen komprimierten O-Ring oder eine zusammenhängende Haftmittelmasse.
Man beachte, dass die Rahmenelemente 55 und 65 zusammenhängend sein und ein einziges Stück oder einen einzigen Rahmen bilden können. Man beachte ferner, dass die Rahmenelemente 55 und 65 und die Außenumfänge 27 und 37 kreisförmig, quadratisch oder rechteckig sein können oder eine andere geeignete Form aufweisen können. Überdies ist zwischen der potentiellen Außengrenze, die oben beschrieben wurde und die durch Innenoberflächen 57 und 67 der Rahmenelemente 55 und 65 gebildet ist, und dem Leerraum 45 ein Zwischenmaterial angeordnet, z. B. ein Metall, eine Metalllegierung, ein Kunststoff, ein Haftmittel, eine elastomere Verbindung oder ein Gemisch der Vorstehenden. Außerdem müssen der Rahmen oder die Rahmenelemente 55 und 65 nicht mittels Haftstoffen, komprimierbarer oder zerdrückbarer Abdichtungen oder dergleichen direkt an dem ersten oder dem zweiten Außenumfang 27 und 37 des ersten und des zweiten Linsenelements 25 und 35 befestigt sein und können stattdessen beispielsweise an Teilen der Vorder- oder der Rückseite des ersten und des zweiten Linsenelements 25 und 35 angebracht sein.
Wie in 8 mit 13 gezeigt ist, sind das erste und das zweite Linsenelement 25 und 35 in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert, Lichtstrahlenbündel 15, die entlang einer optischen Achse 19 durch dieselben gerichtet werden, auf eine durch einen Benutzer gewünschte Weise zu kollimieren, was im Fall der 9 ein Ausgeben paralleler Lichtstrahlenbündel 17 ist. Fachleute werden erkennen, dass Strahlenbündelorientierungen, die bezüglich der optischen Achse 19 nicht parallel sind, bei Linsenanordnungsentwürfen der vorliegenden Erfindung gewünscht sein und verwendet werden können.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 8 mit 13 ist der Leerraum 45 zwischen dem ersten Linsenelement 25 und dem zweiten Linsenelement 35 angeordnet, und bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist er ferner durch Rahmenelemente 55 und 65 begrenzt, wobei die Rahmenelemente 55 und 65 Innenoberflächen 57 bzw. 67 aufweisen. Die Rahmenelemente 55 und 65 sind dahin gehend konfiguriert, zumindest Abschnitte des ersten und des zweiten Außenumfangs 27 und 37 zu umhüllen. Zumindest Teile der Innenoberflächen 57 und 67 des Rahmens nehmen zumindest Teile der Abdichtungen 75, 85, 95 und 105 auf abdichtende Weise in Eingriff, die wiederum die Außenumfänge 27 und 37 des Linsenelements auf abdichtende Weise in Eingriff nehmen. Wie in den 8 mit 10 gezeigt ist, können die Rahmenelemente 55 und 65 derart konfiguriert sein, dass zumindest Abschnitte der Innenoberfläche 57 und 67 einen Außendurchmesser, eine Grenze oder eine Peripherie des Leerraums 45 skizzieren. Die Abdichtungen 75, 85, 95 und 105 arbeiten dahin gehend, zu verhindern, dass ein(e) in dem Leerraum befindliche(s) Gas, Flüssigkeit oder Vakuum aus demselben leckt. Auf eine solche Weise ist die bezüglich des Brechungsindexes Invariante Linsenanordnung 20 vorgesehen.
Man beachte, dass in dem Leerraum 45 andere Drücke als ein Vakuum gewünscht werden mögen und dass in dem Leerraum 45 andere Gase als Luft, oder sogar geeignete Flüssigkeiten, vorgesehen sein mögen, je nach den optischen oder sonstigen Ergebnissen, die man mit einer Verwendung einer Linsenanordnung 20, die gegebene Entwurfsparameter aufweist, eventuell erzielen möchte.
Obwohl man bestimmte, dass Schott-BK-7-Glas ein für Linsenanordnungen des hierin beschriebenen Typs besonders gut geeignetes Glas ist, können auch andere optisch geeignete Materialien als Glas dazu verwendet werden, die Linsenanordnungen der vorliegenden Erfindung zu bauen. Die vorliegende Erfindung kann bei Einfachdurchlauf- oder Zweifachdurchlauf-Interferometern verwendet werden, sowie bei Interferometern, die drei oder mehr optische Achsen aufweisen. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können auch andere Laserquellen als Helium/Neon-Quellen verwendet werden. Überdies können die hierin offenbarten verschiedenen Strukturen, Architekturen, Systeme, Anordnungen, Teilanordnungen, Komponenten und Konzepte bei Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden, die nicht auf DMIs bezogen sind, z. B. bei Lasern, Optiken, Kommunikationssystemen, photographischen Vorrichtungen und Verfahren, Telephoniesystemen und bei vielen anderen Anwendungen.
Dementsprechend sollen manche der hierin präsentierten Ansprüche auf DMI-Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschränkt sein, wohingegen andere Ansprüche nicht auf die verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die in den Zeichnungen explizit gezeigt oder in der Spezifikation des vorliegenden Dokuments ausführlich erläutert sind, beschränkt sein sollen.

Claims

Optische Linsenanordnung, die folgende Merkmale aufweist: ein erstes Linsenelement (25), das einen ersten Außenumfang aufweist; ein zweites Linsenelement (35), das einen zweiten Außenumfang aufweist; wobei das erste und das zweite Linsenelement (25, 35) in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, ein durch dieselben gerichtetes Lichtstrahlenbündel auf eine durch einen Benutzer gewünschte Weise zu kollimieren; einen zwischen dem ersten Linsenelement und dem zweiten Linsenelement angeordneten Leerraum (45); einen Rahmen (55, 65), wobei der Rahmen zumindest eine Innenoberfläche aufweist und dahin gehend konfiguriert ist, den ersten und den zweiten Außenumfang zu umhüllen; zumindest eine Abdichtung, die zwischen zumindest Teilen der zumindest einen Innenoberfläche und des ersten Außenumfangs und des zweiten Außenumfangs angeordnet ist, wobei die zumindest eine Abdichtung dahin gehend arbeitet, zu verhindern, dass ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Vakuum, das beziehungsweise die in dem Leerraum (45) angeordnet ist, aus demselben heraus leckt.
Linsenanordnung gemäß Anspruch 1, bei der das erste und das zweite Linsenelement (25, 35) in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, einen Durchmesser des Lichtstrahlenbün dels, das auf dieselben auftrifft und durch dieselben hindurch tritt, zu vergrößern.
Linsenanordnung gemäß Anspruch 1, bei der das erste und das zweite Linsenelement (25, 35) in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, einen Durchmesser des Lichtstrahlenbündels, das auf dieselben auftrifft und durch dieselben hindurch tritt, zu verringern.
Linsenanordnung gemäß Anspruch 1, bei der das erste und das zweite Linsenelement (25, 35) in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, das Lichtstrahlenbündel, das auf dieselben auftrifft und durch dieselben hindurch tritt, auf eine durch den Benutzer gewünschte Weise zu fokussieren.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der zumindest entweder das erste Linsenelement und/oder das zweite Linsenelement Glas umfasst.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) ein doppelbrechendes Material umfasst.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) mittels eines Haftmittels an dem Rahmen befestigt und abgedichtet ist.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Haftmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Epoxid, Klebstoff, hitzehärtbarem Klebstoff, hitzehärtbarem Epoxid und Cryanacrylat besteht.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) anhand zumindest einer komprimierbaren oder zerdrückbaren Abdichtung an dem Rahmen (55, 65) befestigt und abgedichtet ist.
Linsenanordnung gemäß Anspruch 9, bei der die zumindest eine komprimierbare oder zerdrückbare Abdichtung Gummi, Silikon, ein elastomeres Material, Zerdrückungsarmaturen, die Metall oder andere Materialien umfassen, ein geeignetes Band, Blei, Lötmaterial oder Hartlötmaterial umfasst.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Rahmen (55, 65) zumindest entweder einen Kunststoff, eine elastomere Verbindung, ein Metall, eine Metalllegierung, Aluminium, Edelstahl, Titan, Niob, Platin und/oder ein Gemisch oder eine Legierung eines der Vorstehenden umfasst.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Linsenanordnung bei verschiedenen Umgebungsdrücken erfolgreich getestet oder kalibriert werden kann und dieselben oder im Wesentlichen dieselben optischen Ergebnisse liefern kann.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Linsenanordnung in eine Interferometeranordnung integriert ist, die dahin gehend konfiguriert ist, als Einfachdurchlauf-Interferometer zu arbeiten.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Linsenanordnung in eine Interferometeranordnung integriert ist, die dahin gehend konfiguriert ist, als Zweifachdurchlauf-Interferometer zu arbeiten.
Linsenanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Linsenanordnung in eine Interferometeranordnung integriert ist, die dahin gehend konfiguriert ist, als Zweifachdurchlauf-Interferometer zu arbeiten, das drei oder mehr optische Achsen aufweist.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem, das folgende Merkmale aufweist: eine Laserquelle (10) zum Erzeugen und Emittieren von Laserstrahlenbündeln, wobei die Laserquelle einen ersten Ausgang liefert, der zumindest ein Laserstrahlenbündel umfasst, das einen ersten Durchmesser aufweist; einen mit dem durch die Laserquelle gelieferten ersten Ausgang in Reihe geschalteten Kollimator, wobei der Kollimator eine Linsenanordnung umfasst, die zumindest ein erstes und ein zweites Linsenelement (25, 35) aufweist, wobei ein erstes Linsenelement einen ersten Außenumfang aufweist und ein zweites Linsenelement einen zweiten Außenumfang aufweist, wobei das erste und das zweite Linsenelement (25, 35) in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, einen zweiten Ausgang aus denselben zu liefern, bei dem der erste Durchmesser vergrößert oder verringert ist, wobei ein Leerraum (45) zwischen dem ersten Linsenelement (25) und dem zweiten Linsenelement (35) angeordnet ist, wobei ein Rahmen (55, 65) zumindest eine Innenoberfläche aufweist, die den ersten und den zweiten Außenumfang umhüllt, wobei zumindest eine Abdichtung zwischen zumindest Teilen der zumindest einen Innenoberfläche und des ersten Außenumfangs und des zweiten Außenumfangs angeordnet ist, wobei die zumindest eine Abdichtung dahin gehend fungiert, zu verhindern, dass ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Vakuum, das beziehungsweise die in dem Leerraum (45) angeordnet ist, aus demselben heraus leckt.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß Anspruch 16, bei dem die Laserquelle (10) eine Helium/Neon-Laserquelle ist.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß Anspruch 16 oder 17, bei dem das erste und das zweite Linsenelement in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, einen Durchmesser des Lichtstrahlenbündels, das auf dieselben auftrifft und durch dieselben hindurch tritt, zu vergrößern.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß Anspruch 16 oder 17, bei dem das erste und das zweite Linsenelement in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, einen Durchmesser des Lichtstrahlenbündels, das auf dieselben auftrifft und durch dieselben hindurch tritt, zu verringern.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß Anspruch 16 oder 17, bei dem das erste und das zweite Linsenelement in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, das Lichtstrahlenbündel, das auf dieselben auftrifft und durch dieselben hindurch tritt, auf eine durch den Benutzer gewünschte Weise zu fokussieren.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, bei dem zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) Glas umfasst.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, bei dem zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) ein doppelbrechendes Material umfasst.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 22, bei dem zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) mittels eines Haftmittels an dem Rahmen (55, 65) befestigt und abgedichtet ist.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 23, bei dem das Haftmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Epoxid, Klebstoff, hitzehärtbarem Klebstoff, hitzehärtbarem Epoxid und Cryanacrylat besteht.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 22, bei dem zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) anhand zumindest einer komprimierbaren oder zerdrückbaren Abdichtung an dem Rahmen (55, 65) befestigt und abgedichtet ist.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß Anspruch 16, bei dem die zumindest eine komprimierbare oder zerdrückbare Abdichtung Gummi, Silikon, ein elastomeres Material, Zerdrückungsarmaturen, die Metall oder andere Materialien umfassen, ein geeignetes Band, Blei, Lötmaterial oder Hartlötmaterial umfasst.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 26, bei dem der Rahmen (55, 65) zumindest entweder einen Kunststoff, eine elastomere Verbindung, ein Metall, eine Metalllegierung, Aluminium, Edelstahl, Titan, Niob, Platin und/oder ein Gemisch oder eine Legierung eines der Vorstehenden umfasst.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 27, bei dem die Linsenanordnung bei verschiedenen Umgebungsdrücken erfolgreich getestet oder kalibriert werden kann und dieselben oder im Wesentlichen dieselben optischen Ergebnisse liefern kann.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 28, wobei das System dahin gehend konfiguriert ist, in Verbindung mit einem Einfachdurchlauf-Interferometer zu arbeiten.
Interferometrie-Laserquellen- und -liefersystem gemäß einem der Ansprüche 16 bis 28, wobei das System dahin gehend konfiguriert ist, in Verbindung mit einem Zweifachdurchlauf-Interferometer zu arbeiten.
Linsenanordnung gemäß einem Anspruch 1, bei der das System dahin gehend konfiguriert ist, in Verbindung mit einem Interferometer zu arbeiten, das drei oder mehr optische Achsen aufweist.
Wegmessinterferometersystem, das folgende Merkmale aufweist: eine Laserquelle (10) zum Erzeugen und Emittieren von Laserstrahlenbündeln, wobei die Laserquelle einen ersten Ausgang liefert, der zumindest ein Laserstrahlenbündel umfasst, das einen ersten Durchmesser aufweist; einen mit dem durch die Laserquelle gelieferten ersten Ausgang in Reihe geschalteten Kollimator, wobei der Kollimator eine Linsenanordnung umfasst, die zumindest ein erstes und ein zweites Linsenelement (25, 35) aufweist, wobei ein erstes Linsenelement (25) einen ersten Außenumfang aufweist und ein zweites Linsenelement (35) einen zweiten Außenumfang aufweist, wobei das erste und das zweite Linsenelement in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, einen zweiten Ausgang aus denselben zu liefern, bei dem der erste Durchmesser vergrößert oder verrin gert ist, wobei ein Leerraum (45) zwischen dem ersten Linsenelement (25) und dem zweiten Linsenelement (35) angeordnet ist, wobei ein Rahmen (55, 65) zumindest eine Innenoberfläche aufweist, die den ersten und den zweiten Außenumfang umhüllt, wobei zumindest eine Abdichtung zwischen zumindest Teilen der zumindest einen Innenoberfläche und des ersten Außenumfangs und des zweiten Außenumfangs angeordnet ist, wobei die zumindest eine Abdichtung dahin gehend fungiert, zu verhindern, dass ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Vakuum, das beziehungsweise die in dem Leerraum (45) angeordnet ist, aus demselben heraus leckt, wobei der Kollimator einen zweiten Ausgang liefert.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 32, das ferner einen ersten Polarisierungsstrahlenbündelteiler zum Empfangen des zweiten Ausgangs oder von Teilen desselben umfasst, wobei der Polarisierungsstrahlenbündelteiler das erste Strahlenbündel von dem zweiten Strahlenbündel trennt und einen getrennten ersten und zweiten Strahlenbündelausgang liefert.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 33, das ferner zumindest einen zweiten Polarisierungsstrahlenbündelteiler umfasst.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 32, das ferner eine Interferometeranordnung umfasst, die zumindest eine Eingangsrhombusanordnung umfasst.
Wegmessinterferometersystem gemäß einem der Ansprüche 32 bis 35, wobei das System dahin gehend konfiguriert ist, als Einfachdurchlauf-Interferometersystem zu arbeiten.
Wegmessinterferometersystem gemäß einem der Ansprüche 32 bis 35, wobei das System dahin gehend konfiguriert ist, als Zweifachdurchlauf-Interferometersystem zu arbeiten.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 32, wobei das System dahin gehend konfiguriert ist, als Interferometer zu arbeiten, das drei oder mehr optische Achsen aufweist.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 32, wobei das System ferner zumindest eine einen Eckwürfel zum Reflektieren zumindest entweder eines Messstrahlenbündels und/oder eines Referenzstrahlenbündels umfasst.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 32, bei dem ein Interferometer, das einen Teil desselben bildet, monolithisch ist.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 32, wobei das System ferner ein Rückkopplungsregelungssystem zum Aufrechterhalten eines konstanten Ausgangs aus der Laserquelle umfasst.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 32, wobei das System ferner einen zwischen einem ersten Polarisierungsstrahlenbündelteiler und einer Interferometeranordnung angeordneten Isolator umfasst, wobei der Isolator dahin gehend konfiguriert ist, ein erstes Strahlenbündel zumindest teilweise räumlich und optisch von einem zweiten Strahlenbündel zu isolieren.
Wegmessinterferometersystem gemäß Anspruch 42, bei dem der Isolator eine erste und eine zweite faseroptische Einrichtung zum Isolieren des ersten und des zweiten Strahlenbündels umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer bezüglich des Brechungsindexes invarianten Linsenanordnung, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten Linsenelements (25), das einen ersten Außenumfang aufweist; Bereitstellen eines zweiten Linsenelements (35), das einen zweiten Außenumfang aufweist; räumliches Anordnen und Positionieren des ersten und des zweiten Linsenelements (25, 35) in Bezug aufeinander dahin gehend, ein durch dieselben gerichtetes Lichtstrahlenbündel auf eine durch einen Benutzer gewünschte Weise zu kollimieren; Anordnen eines Leerraums (45) zwischen dem ersten Linsenelement (25) und dem zweiten Linsenelement (35); Bereitstellen eines Rahmens (55, 65), wobei der Rahmen zumindest eine Innenoberfläche aufweist und dahin gehend konfiguriert ist, den ersten und den zweiten Außenumfang zu umhüllen; Bereitstellen zumindest einer Abdichtung, die an eine Anbringung zwischen zumindest Teilen der zumindest einen Innenoberfläche und des ersten Außenumfangs und des zweiten Außenumfangs angepasst ist, wobei die zumindest eine Abdichtung dahin gehend arbeitet, zu verhindern, dass ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Vakuum, das beziehungsweise die in dem Leerraum (45) angeordnet ist, aus demselben heraus leckt; Anordnen der zumindest einen Abdichtung um den ersten und den zweiten Umfang herum; Befestigen des Rahmens (55, 65) an dem ersten und dem zweiten Außenumfang, wobei die zumindest eine Abdichtung zwischen denselben angeordnet ist, wobei die zumindest eine Abdichtung dahin gehend arbeitet, zu verhindern, dass ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Vaku um, das beziehungsweise die in dem Leerraum (45) angeordnet ist, aus demselben heraus leckt.
Verfahren gemäß Anspruch 44, bei dem das erste und das zweite Linsenelement (25, 35) in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, einen Durchmesser des Lichtstrahlenbündels, das auf dieselben auftrifft und durch dieselben hindurch tritt, zu vergrößern.
Verfahren gemäß Anspruch 44, bei dem das erste und das zweite Linsenelement in Bezug aufeinander dahin gehend räumlich angeordnet und positioniert sind, das Lichtstrahlenbündel, das auf dieselben auftrifft und durch dieselben hindurch tritt, auf eine durch den Benutzer gewünschte Weise zu fokussieren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 44 bis 46, bei dem zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) Glas umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 44 bis 46, bei dem zumindest entweder das erste Linsenelement (25) ein doppelbrechendes Material umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 44 bis 48, bei dem zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) mittels eines Haftmittels an dem Rahmen (55, 65) befestigt und abgedichtet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 49, bei dem das Haftmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Epoxid, Klebstoff, hitzehärtbarem Klebstoff, hitzehärtbarem Epoxid und Cryanacrylat besteht.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 44 bis 48, bei dem zumindest entweder das erste Linsenelement (25) und/oder das zweite Linsenelement (35) anhand zumindest einer komprimierbaren oder zerdrückbaren Abdichtung an dem Rahmen (55, 65) befestigt und abgedichtet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 51, bei dem die zumindest eine komprimierbare oder zerdrückbare Abdichtung Gummi, Silikon, ein elastomeres Material, Zerdrückungsarmaturen, die Metall oder andere Materialien umfassen, ein geeignetes Band, Blei, Lötmaterial oder Hartlötmaterial umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 44 bis 52, bei dem der Rahmen (55, 65) zumindest entweder einen Kunststoff, eine elastomere Verbindung, ein Metall, eine Metalllegierung, Aluminium, Edelstahl, Titan, Niob, Platin und/oder ein Gemisch oder eine Legierung eines der Vorstehenden umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 44 bis 53, bei dem die Linsenanordnung bei verschiedenen Umgebungsdrücken erfolgreich getestet oder kalibriert werden kann und dieselben oder im Wesentlichen dieselben optischen Ergebnisse liefern kann.