DE102008016973B4

DE102008016973B4 - Interferometer and method for operating an interferometer

Info

Publication number: DE102008016973B4
Application number: DE200810016973
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Schönleber
Original assignee: Precitec Optronik GmbH
Current assignee: Precitec Optronik GmbH
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-12-31
Anticipated expiration: 2028-04-04
Also published as: DE102008016973A1

Abstract

Spektrales Interferometer zur Schichtdickenmessung mit einer Lichtquelle (12) zur Bereitstellung von Messlicht, von dem an wenigstens zwei optischen Grenzflächen eines Messobjekts wenigstens zwei Detektionslicht bildende Anteile teilweise zurückreflektiert werden, die wellenlängenabhängig miteinander interferieren, sowie mit einem Spektrometer (14), das zur Ermittlung einer spektralen Lichtintensitätsverteilung, die durch die Interferenz der beiden Anteile festgelegt wird, mit einer Detektoranordnung (44) ausgerüstet ist, die über einen optischen Pfad mit der Lichtquelle (12) gekoppelt ist, wobei der optische Pfad eine Faseranordnung (18, 20, 24; 18, 20, 124; 18, 20, 224) zur Lichtübertragung, einen mit der Faseranordnung (18, 20, 24; 18, 20, 124; 18, 20, 224) verbundenen Messkopf (32; 132) mit einem optischen System (34; 134) zur Auskopplung des Messlichts aus der Faseranordnung (18, 20, 24; 18, 20, 124; 18, 20, 224) und zur Einkopplung des Detektionslichts in die Faseranordnung (18, 20, 24; 18, 20, 124; 18, 20, 224) und eine der Faseranordnung (18, 20,...Spectral interferometer for measuring layer thickness with a light source (12) for providing measurement light from which at least two optical boundary surfaces of a measurement object at least two detection light forming portions are partially reflected back, which interfere with one another wavelength dependent, as well as with a spectrometer (14) for determining a spectral light intensity distribution determined by the interference of the two components is equipped with a detector arrangement (44) which is coupled via an optical path to the light source (12), the optical path comprising a fiber arrangement (18, 20, 24, 18 , 20, 124, 18, 20, 224) for transmitting light, a measuring head (32, 132) connected to the fiber arrangement (18, 20, 24, 18, 20, 124, 18, 20, 224) having an optical system (34 134) for coupling the measuring light out of the fiber arrangement (18, 20, 24, 18, 20, 124, 18, 20, 224) and for coupling the detection light into the fiber arrangement ng (18, 20, 24; 18, 20, 124; 18, 20, 224) and one of the fiber arrangement (18, 20, ...

Description

Die Erfindung betrifft ein spektrales Interferometer zur Schichtdickenmessung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Interferometers.The The invention relates to a spectral interferometer for measuring layer thickness according to the preamble of claim 1 and a method of operation such an interferometer.

Ein solches, vom Markt her bekanntes Interferometer, das auch als spektrales Interferometer bezeichnet wird, weist eine spektral breitbandige Lichtquelle, insbesondere eine Superlumineszenzdiode, auf. Das von der Lichtquelle bereitgestellte Messlicht wird beispielsweise zur Schichtdickenvermessung an einem Körper eingesetzt, der mit wenigstens einer optisch transparenten Beschichtung versehen ist. Das an den wenigstens zwei optischen Grenzflächen der Beschichtung reflektierte Detektionslicht wird in einem dem Interferometer zugehörigen Spektrometer spektral zerlegt. Dadurch kann eine im Wesentlichen von der Schichtdicke und dem Brechungsindex der Beschichtung abhängige Intensitätsverteilung für die unterschiedlichen Wellenlängen des am Körper reflektierten Messlichts ermittelt werden. Aus der ermittelten Intensitätsverteilung kann die Dicke der Beschichtung berechnet werden.One such, known from the market interferometer, which also as a spectral Interferometer, has a spectrally broadband Light source, in particular a superluminescent diode, on. That from The light source provided measuring light is, for example, the Layer thickness measurement on a body used with at least an optically transparent coating is provided. That to the reflected at least two optical interfaces of the coating Detection light is in a spectrometer associated with the interferometer spectrally decomposed. This allows a substantially of the layer thickness and the refractive index of the coating dependent intensity distribution for the different wavelengths of the body reflected Measuring light can be determined. From the determined intensity distribution The thickness of the coating can be calculated.

Die im Spektrometer ermittelte spektrale Intensitätsverteilung wird im Wesentlichen von der wellenlängenabhängigen, durch die Schichtdicke und den Brechungsindex der Beschichtung bedingten konstruktiven bzw. destruktiven Interferenz des an den wenigstens zwei optischen Grenzflächen reflektierten Lichts bestimmt.The The spectral intensity distribution determined in the spectrometer becomes essentially from the wavelength dependent, by the layer thickness and the refractive index of the coating-related constructive or destructive interference of the at least two optical interfaces reflected light determined.

Um eine günstige Handhabbarkeit des bekannten Interferometers zu gewährleisten, ist der optische Pfad zwischen der Lichtquelle und dem Messkopf zumindest bereichsweise als flexibler optischer Faserabschnitt ausgebildet. In Abhängigkeit von der räumlichen Lage des flexiblen Faserabschnitts weist der optische Pfad wellenlängen- und/oder polarisationsabhängige Polarisationsänderungseigenschaften auf. Bei dem bekannten Interferometer können Polarisationsänderungen des Messlichts/Detektionslichts, insbesondere durch den flexiblen Faserabschnitt, durch eine Kalibrierung ausgeglichen werden. Die Kalibrierung hat jedoch nur für eine vorgegebene räumliche Lage des optischen Pfads, insbesondere des flexiblen Faserabschnitts, Gültigkeit. Wird die räumliche Lage des optischen Pfads, insbesondere des flexiblen Faserabschnitts, nach durchgeführter Kalibrierung verändert, so ergeben sich aufgrund der veränderten Polarisationsänderungseigenschaften des optischen Pfads unerwünschte Messfehler für die Schichtdickenmessung.Around a cheap one To ensure manageability of the known interferometer is the optical path between the light source and the probe at least partially formed as a flexible optical fiber section. Dependent on from the spatial Location of the flexible fiber portion, the optical path wavelength and / or polarization dependent Polarization change characteristics. In the known interferometer polarization changes the measuring light / detection light, in particular by the flexible Fiber section, to be compensated by a calibration. The However, calibration is only for a given spatial Position of the optical path, in particular of the flexible fiber section, Validity. Will the spatial Position of the optical path, in particular of the flexible fiber section, after carried out Calibration changed, so arise due to the changed Polarization change properties the optical path undesirable Measurement error for the layer thickness measurement.

Die Druckschriften WO 2006/028926 A1 , DE 102 46 798 B3 und US 2007/0133002 A1 beschreiben Interferometer, die einen Messarm und einen zumindest teilweise separat geführten Referenzarm aufweisen. Dabei wird das Licht in zwei Teilstrahlen, nämlich einen Messlichtstrahl und einen Referenzlichtstrahl, aufgeteilt, die unterschiedliche optische Pfade durchlaufen. Dabei trifft nur der Messlichtstrahl auf das Messobjekt. Nach Wechselwirkung mit dem Messobjekt wird der Messlichtstrahl mit dem Referenzlichtstrahl zur Interferenz gebracht, sodass sich Unterschiede in der optischen Weglänge zwischen Messarm und Referenzarm in der Intensität des interferierten Lichts zeigen.The pamphlets WO 2006/028926 A1 . DE 102 46 798 B3 and US 2007/0133002 A1 describe interferometers, which have a measuring arm and an at least partially separately guided reference arm. In this case, the light is split into two partial beams, namely a measuring light beam and a reference light beam, which pass through different optical paths. In this case, only the measuring light beam strikes the measuring object. After interaction with the measurement object, the measurement light beam is brought into interference with the reference light beam, so that differences in the optical path length between the measurement arm and reference arm in the intensity of the interfered light.

Bei dem Interferometer, das aus der vorstehend erwähnten WO 2006/028926 A1 bekannt ist, handelt es sich um einen optischen Kohärenztomographen, der eine rotierende Phasenmusterscheibe im Referenzarm aufweist. Mit Hilfe der Scheibe können schnellwechselnde diskrete Phasenverschiebungen zwischen dem Licht im Messarm und dem Licht im Referenzarm erzeugt werden. Die rotierende Scheibe kann dabei auch zur Intensitätsmodulation verwendet werden, um stroboskopartige Aufnahmen zu ermöglichen.In the interferometer, from the aforementioned WO 2006/028926 A1 is known, it is an optical coherence tomograph having a rotating phase pattern disc in the reference arm. With the aid of the disc, it is possible to generate fast-changing discrete phase shifts between the light in the measuring arm and the light in the reference arm. The rotating disk can also be used for intensity modulation to enable stroboscopic images.

Weitere Interferometer sind aus den Druckschriften WO 99/19693 und DE 699 26 749 T2 bekannt. Die dort beschriebenen Interferometer sind geschlossene Faseranordnungen, die Phasenmodulatoren wie beispielsweise Hydrophone enthalten, um die optische Weglänge innerhalb der Faseranordnung zu verändern. Derartige Interferometer werden zum Aufbau von Schallsensorfeldern in der Öl- und Gasindustrie verwendet. Um polarisationsinduziertes Signalfading zu verringern, wird dort die Verwendung von Depolarisatoren beschrieben.Other interferometers are from the pamphlets WO 99/19693 and DE 699 26 749 T2 known. The interferometers described therein are closed fiber arrays containing phase modulators such as hydrophones to alter the optical path length within the fiber array. Such interferometers are used for the construction of sound sensor fields in the oil and gas industry. In order to reduce polarization-induced signal fading, the use of depolarizers is described there.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein spektrales Interferometer der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Interferometers bereitzustellen, bei denen die Messgenauigkeit zumindest im Wesentlichen unabhängig von Einflüssen des optischen Pfads ist.The The object of the invention is a spectral interferometer of the type mentioned above and a method for operating a Such interferometer, where the measurement accuracy at least essentially independent of influences of the optical path.

Diese Aufgabe wird für das spektrale Interferometer durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These Task is for the spectral interferometer by the features of claim 1 solved.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im optischen Pfad wenigstens eine Komponente angeordnet ist, die für eine zumindest nahezu vollständige Eliminierung von wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationseinflüssen auf ein vom Spektrometer ermittelbares Messergebnis eingerichtet ist.According to the invention, it is provided in that at least one component is arranged in the optical path, the for an almost complete elimination from wavelength and / or polarization-dependent polarization effects set up for a measurable by the spectrometer measurement result is.

Die üblicherweise als Superlumineszenzdiode ausgebildete Lichtquelle des Interferometers stellt zumindest im Wesentlichen in einer Vorzugsrichtung linear polarisiertes Licht bereit. Die Polarisationsrichtung des Messlichts wird längs des optischen Pfads durch optische Grenzflächen und gegebenenfalls durch wellenlängen- und/oder polarisationsabhängige Polarisationsänderungen optischer Komponenten beeinflusst. Die wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungen einiger optischer Komponenten, insbesondere der optischen Grenzflächen an Fasersteckverbindern, können als konstant angesehen werden. Diese Polarisationsänderungen können durch Kalibrierung eliminiert werden. Üblicherweise ist ein Teil der Faseranordnung fest im Interferometer angeordnet, so dass auch die wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungen dieses Teils der Faseranordnung durch Kalibrierung aus dem Messergebnis eliminiert werden können.The light source of the interferometer, which is usually designed as a superluminescent diode, provides linearly polarized light at least substantially in a preferred direction. The polarization direction of the measurement light is along the optical path through optical interfaces and optionally by wavelength and / or polarization dependent ge polarization changes of optical components influenced. The wavelength and / or polarization dependent polarization changes of some optical components, especially the optical interfaces on fiber connectors, can be considered constant. These polarization changes can be eliminated by calibration. Usually, a part of the fiber arrangement is fixedly arranged in the interferometer, so that the wavelength- and / or polarization-dependent polarization changes of this part of the fiber arrangement can be eliminated by calibration from the measurement result.

Ein anderer Teil der Faseranordnung wird üblicherweise flexibel belassen, um eine einfache Ausrichtung des Messkopfs gegenüber dem Messobjekt zu ermöglichen. Dieser flexible Teil der Faseranordnung ist somit häufigen Änderungen der räumlichen Lage und damit den Einflüssen wellenlängen- und/oder polarisationsabhängiger Polarisationsänderungen unterworfen. Die Polarisationsänderungen werden insbesondere durch die Veränderung des Krümmungsradius und/oder der Krümmungsrichtung bei Ausübung von Druck-, Zug- und/oder Torsionskräften auf den flexiblen Faserabschnitt hervorgerufen. Sie führen zu einer Veränderung der spektralen Intensitätsverteilung an der Detektoranordnung, da die wellenlängenabhängige Aufspaltung des Detektionslichts an dem vorzugsweise reflektierend oder transmittierend ausgeführten Beugungsgitter üblicherweise polarisationsabhängig ist. Diese Polarisationsänderungen könnten zwar prinzipiell ebenfalls durch Kalibrierung eliminiert werden, dies ist jedoch nicht praktikabel, da ansonsten nach jeder Veränderung der räumlichen Lage des flexiblen Faserabschnitts eine Kalibrierung erfolgen müsste. Daher muss bislang der dadurch hervorgerufene Messfehler akzeptiert werden.One other part of the fiber assembly is usually left flexible, to allow a simple alignment of the measuring head with respect to the measured object. This flexible part of the fiber assembly is thus frequent changes the spatial Location and thus the influences wavelength and / or polarization-dependent polarization changes subjected. The polarization changes are especially through the change the radius of curvature and / or the direction of curvature exercise of compressive, tensile and / or torsional forces on the flexible fiber section caused. They lead to a change the spectral intensity distribution at the detector array, since the wavelength-dependent splitting of the detection light on the preferably reflective or transmissive designed diffraction grating usually polarization-dependent is. These polarization changes could Although in principle also be eliminated by calibration, However, this is not practical, otherwise after every change the spatial Location of the flexible fiber section would have to be calibrated. Therefore, must so far the measurement error caused thereby can be accepted.

Durch wenigstens eine im optischen Pfad angeordnete, erfindungsgemäße Komponente wird der Einfluss der wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungen des flexiblen Faserabschnitts zumindest nahezu eliminiert. Dadurch tritt nach erfolgter Kalibrierung des Interferometers trotz Veränderung der räumlichen Lage des flexiblen Faserabschnitts keine wesentliche Beeinträchtigung der Messgenauigkeit auf.By at least one arranged in the optical path, inventive component becomes the influence of the wavelength and / or polarization dependent polarization changes the flexible fiber portion at least almost eliminated. This occurs after calibration of the interferometer despite change the spatial Position of the flexible fiber section no significant impairment of Measurement accuracy on.

Vorteilhaft ist es, wenn das Beugungsgitter für eine zumindest im Wesentlichen polarisationsunabhängige Beugung des Detekti onslichts eingerichtet ist. Dadurch wird der Einfluss wellenlängen- und/oder polarisationsabhängiger Polarisationsänderungen, die im Wesentlichen durch die Änderung der räumlichen Lage des flexiblen Faserabschnitts beeinflusst werden, im Hinblick auf die spektrale Intensitätsverteilung im Spektrometer zumindest nahezu vollständig ausgeschaltet. Ein polarisationsunabhängiges Beugungsgitter beugt das Licht unabhängig von dessen Polarisierung. Vorzugsweise ist das Beugungsgitter als Echellegitter ausgebildet. Besonders bevorzugt weist das Beugungsgitter ein Verhältnis von minimaler zu maximaler Beugungseffizienz für unterschiedlich linear polarisierte Strahlenbündel auf, das für den relevanten Spektralbereich größer 80 Prozent, insbesondere größer 95 Prozent, ist.Advantageous it is when the diffraction grating for one at least substantially polarization independent Diffraction of Detekti onslichts is set up. This will be the Influence wavelength and / or polarization-dependent Polarization changes, essentially by changing the spatial Position of the flexible fiber section to be influenced, in terms on the spectral intensity distribution at least almost completely switched off in the spectrometer. A polarization-independent diffraction grating bows the light independently from its polarization. Preferably, the diffraction grating is as Echelle grid formed. Particularly preferably, the diffraction grating a relationship from minimum to maximum diffraction efficiency for different linearly polarized Radiation beam on, that for the relevant spectral range greater than 80 percent, in particular greater than 95 percent, is.

In weiterer Ausgestaltung weist die Faseranordnung wenigstens einen Faserabschnitt auf, der als polarisationserhaltende Faser ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der flexible Faserabschnitt aus der polarisationserhaltenden Faser hergestellt, so dass eine Änderung der räumlichen Lage dieses Faserabschnitts keine Veränderung der wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungseigenschaften bewirkt. Somit behält eine für den optischen Pfad vorgenommene Kalibrierung auch nach Lageveränderung des flexiblen Faserabschnitts ihre Gültigkeit und gewährleistet ein vorteilhaftes Messergebnis.In In another embodiment, the fiber arrangement has at least one Fiber section, which is formed as a polarization-maintaining fiber is. Preferably, the flexible fiber portion is made of the polarization-maintaining Made of fiber, making a change the spatial Location of this fiber section no change in the wavelength and / or polarization-dependent Polarization change properties causes. Thus reserves one for the optical path calibration also after change of position the flexible fiber section is valid and guaranteed a favorable measurement result.

Vorzugsweise ist im optischen Pfad wenigstens ein spektraler Depolarisator angeordnet. Die Aufgabe eines Depolarisators besteht darin, polarisiertes, also eine Polarisationsrichtung aufweisendes, Licht derart zu modifizieren, dass anschließend zumindest nahezu keine Vorzugsrichtung mehr vorliegt. Der Einfluss der Polarisationsrichtung auf die spektrale Intensitäts verteilung an der Detektoranordnung beruht maßgeblich auf der Wechselwirkung des linear polarisierten Lichts, wie es von der Lichtquelle bereitgestellt wird, mit dem optischen Pfad, dessen Komponenten wellenlängen- und/oder polarisationsabhängige Polarisationsänderungen hervorrufen, sowie auf der polarisationsabhängigen Beugung des Beugungsgitters. Veränderungen in der Polarisationsrichtung des am Beugungsgitter eintreffenden Lichts führen zu unerwünschten Intensitätsabweichungen an der Detektoranordnung. Findet hingegen an einer beliebigen Stelle im optischen Pfad vor dem Beugungsgitter eine Depolarisierung des Lichts statt, so können hierdurch die, insbesondere bei Form- und/oder Lageänderungen im optischen Pfad auftretenden, wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungen auf das Mess- und Detektionslicht zumindest so weit reduziert werden, dass sie für das Messergebnis vernachlässigbar sind.Preferably At least one spectral depolarizer is arranged in the optical path. The task of a depolarizer is polarized, ie having a polarization direction to modify light in such a way that subsequently at least almost no preferred direction is present. The influence of the polarization direction on the spectral intensity distribution at the detector assembly is based largely on the interaction of the linearly polarized light as provided by the light source is, with the optical path whose components wavelength and / or polarization dependent polarization changes and on the polarization-dependent diffraction of the diffraction grating. changes in the polarization direction of the incident light at the diffraction grating to lead too unwanted intensity variations at the detector arrangement. On the other hand, it can be found anywhere in the optical path in front of the diffraction grating, a depolarization of the Light instead, so can as a result, in particular in the case of changes in shape and / or position occurring in the optical path, wavelength and / or polarization-dependent polarization changes be reduced to the measurement and detection light at least so far that she for the measurement result is negligible.

Vorteilhaft ist der Depolarisator als Lyot-Depolarisator ausgebildet. Ein Lyot-Depolarisator kann durch Anordnung eines doppelbrechenden Kristalls zwischen zwei Lichtfaserabschnitte verwirklicht werden. Durch die Doppelbrechung des Kristalls findet eine zumindest nahezu vollständige Depolarisation des eintreffenden polarisierten Lichts statt.Advantageous the depolarizer is designed as a Lyot depolarizer. A Lyot depolarizer can by arranging a birefringent crystal between two Lichtfaserabschnitte be realized. Due to the birefringence of the crystal finds an at least nearly complete depolarization of the incoming polarized light.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Lyot-Depolarisator als Anordnung von zwei polarisationserhaltenden Faserabschnitten realisiert, die im Hinblick auf ihre Polarisationsachsen um 45 Grad zueinander verdreht angeordnet sind. Dadurch kann eine Depolarisation des Messlichts oder des Detektionslichts mit einer minimalen Anzahl von optischen Grenzflächen erreicht werden.In a preferred embodiment the Lyot depolarizer realized as an array of two polarization-maintaining fiber sections, which are arranged rotated by 45 degrees with respect to their polarization axes to each other. Thereby, a depolarization of the measuring light or the detection light can be achieved with a minimum number of optical interfaces.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Depolarisator als Hanle-Depolarisator ausgebildet ist. Ein Hanle-Depolarisator besteht aus zwei mit optischem Kontakt verbundenen Keilen aus optisch transparentem Material, von denen einer doppelbrechend ist und dadurch die Polarisationszustände des eintretenden Lichts an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich beeinflusst, wodurch die gewünschte Depolarisation eintritt. Der zweite Keil dient zur Kompensation der prismatischen Ablenkung.In Another embodiment of the invention is provided that the depolarizer is designed as a Hanle depolarizer. A Hanle depolarizer consists of two optical wedges connected by optical contact transparent material, one of which is birefringent and thereby the polarization states the incoming light at different locations different influenced, thereby achieving the desired Depolarization occurs. The second wedge is used for compensation the prismatic distraction.

Vorzugsweise umfasst der Depolarisator eine optisch aktive und dispersive Substanz. Linear polarisiertes Messlicht, das die optisch aktive und dispersive Substanz durchläuft, wird im Hinblick auf seine Polarisationsrichtung verdreht. Benachbarte Wellenlängen des von der Lichtquelle bereitgestellten Messlichts werden in der optischen Substanz aufgrund deren ausgeprägter wellenlängen- und/oder polarisationsabhängiger Polarisationsänderungseigenschaften mit unterschiedlichem Betrag hinsichtlich ihrer Polarisationsrichtung verdreht. Dadurch kommt es bei geeigneter Auslegung der optischen Weglänge in der optisch aktiven Substanz zu einer stark unterschiedlichen Beeinflussung der Polarisationsrichtungen für Lichtbündel benachbarter Wellenlängen. Dadurch wird über einen gewissen Wellenlängenbereich eine ursprünglich bestehende Polarisationsrichtung des eintretenden Lichts in eine im Wesentlichen gleichverteilte Ausrichtung der Lichtwellen in sämtliche Vorzugsrichtungen gewandelt, was einer zumindest nahezu vollständigen Depolarisierung des Lichts entspricht.Preferably The depolarizer comprises an optically active and dispersive substance. Linear polarized measuring light, which is the optically active and dispersive Substance goes through, is rotated with respect to its polarization direction. Neighboring wavelengths of the Measuring light provided by the light source are in the optical Substance due to its more pronounced wavelength- and / or polarization-dependent Polarization change properties with different amount in terms of their polarization direction twisted. This results in a suitable design of the optical path length in the optically active substance to a very different influence the polarization directions for light beam neighboring wavelengths. This will over a certain wavelength range an original one existing polarization direction of the incoming light in a substantially equally distributed alignment of the light waves in all Preferred directions converted what an at least almost complete depolarization corresponds to the light.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Depolarisator als elektrooptischer, nichtlinearer Wellenleiter, insbesondere als Pockels-Zelle, ausgebildet. Bei dem elektrooptischen, nichtlinearen Wellenleiter handelt es sich um einen doppelbrechenden Kristall, an den mittels Elektroden ein elektrisches Feld angelegt werden kann. Dadurch ist eine Beeinflussung der Doppelbrechungseigenschaften des Kristalls und somit der Polarisationsrichtung des hindurchtretenden Lichts möglich. Durch Veränderung des angelegten elektrischen Feldes kann somit die Polarisationsrichtung des durch den Kristall geleiteten Lichts verändert werden. Bei Anlegen eines elektrischen Feldes mit entsprechender Anregungsfrequenz ist es somit möglich, das mit einer linearen Polarisierung von der Lichtquelle abgegebene Licht zeitlich derart zu modulieren, dass am Ausgang des elektrooptischen, nichtlinearen Wellenleiters zumindest nahezu keine Polarisationsrichtung mehr vorliegt. Besonders bevorzugt wird ein derartiger Depolarisator als Pockels-Zelle ausgeführt, bei der an ein Kristallgitter ohne Inversionssymmetrie, insbesondere an Lithiumniobat, ein schnell wechselndes elektrisches Feld angelegt wird.In Another embodiment of the invention is the depolarizer as electro-optical, Non-linear waveguide, in particular as a Pockels cell formed. The electro-optical, nonlinear waveguide is around a birefringent crystal, by means of electrodes an electric field can be applied. This is an influence the birefringence properties of the crystal and thus the polarization direction the passing light possible. By changing the applied electric field can thus the polarization direction of the light passed through the crystal. When creating a electric field with corresponding excitation frequency is thus possible that emitted from the light source with a linear polarization To modulate light in time such that at the output of the electro-optical, nonlinear waveguide at least almost no polarization direction more present. Particularly preferred is such a depolarizer executed as a Pockels cell, in the case of a crystal lattice without inversion symmetry, in particular to lithium niobate, a rapidly changing electric field applied becomes.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Depolarisator als elektrisch zwischen unterschiedlichen Polarisationszuständen umschaltbare Flüssigkristallzelle ausgebildet. In der Flüssigkristallzelle ist eine nematische Flüssigkeit als Dielektrikum zwischen zwei mit Elektroden versehenen Glasplatten angeordnet. Die Moleküle der Flüssigkeit weisen eine vorgebbare Ausrichtung auf, die unter Einfluss eines elektrischen Feldes veränderbar ist. Somit können doppelbrechende Eigenschaften der Flüssigkristallzelle durch Anlegen eines elektrischen Signals beeinflusst werden. Hierdurch ist es möglich, in sehr rascher Abfolge die Polarisationsrichtung der durch die Flüssigkristallzelle hindurchtretenden Lichtbündel zu verändern, wodurch am Ausgang der Flüssigkristallzelle Licht zur Verfügung gestellt werden können, das im zeitlichen Mittel keine erkennbare Polarisationsrichtung mehr aufweist.at An advantageous development of the invention is the depolarizer as electrically switchable between different polarization states liquid crystal cell educated. In the liquid crystal cell is a nematic liquid as a dielectric between two glass plates provided with electrodes arranged. The molecules point the liquid a predeterminable orientation, under the influence of an electric Field changeable is. Thus, you can birefringent properties of the liquid crystal cell by application be influenced by an electrical signal. This is it possible, in very fast sequence the polarization direction of the liquid crystal cell passing light beam to change, causing the output of the liquid crystal cell Light available can be provided that on average over time no discernible polarization direction has more.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Depolarisator als schnell rotierendes Polarisationselement ausgebildet ist. Die mit linearer Polarisierung auf das schnell rotierende Polarisationselement auftreffenden Lichtbündel werden durch die Rotation des Polarisationselements zu unterschiedliche Zeitpunkten unterschiedlich stark verdreht, so dass am Ausgang des Depolarisators Licht ohne Polarisierung austritt.In Another embodiment provides that the depolarizer as fast rotating polarization element is formed. With linear polarization on the fast rotating polarization element incident light beam become different times due to the rotation of the polarization element twisted differently strong, so that at the output of the depolarizer Light exits without polarization.

Vorteilhaft ist es, wenn im optischen Pfad, insbesondere am Messkopf, ein Faradayrotator, insbesondere für eine Polarisationsrotation um 45 Grad, angeordnet ist. Der Messkopf ist am Ende des flexiblen Faserabschnitts angebracht. Der flexible Faserabschnitt beeinflusst aufgrund seiner wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungseigenschaften bei Änderungen der räumlichen Lage die Polarisationsrichtung des Messlichts und/oder des Detektionslichts. Da am Messkopf sowohl eine Weiterleitung und Auskopplung des Messlichts in einer ersten Richtung als auch eine Einkopplung und Weiterleitung des vom Messgegenstand reflektierten Detektionslichts in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung stattfindet, passiert das von der Lichtquelle bereitgestellte Licht den am Messkopf angebrachten Faradayrotator zweifach. Dabei findet im Faradayrotator jeweils eine Rotation der Polarisationsrichtung der hindurchtretenden Lichtbündel um 45 Grad statt. Somit wird gewährleistet, dass eine beispiels weise für das Messlicht vorliegende Polarisationsrichtung, die im flexiblen Faserabschnitt des Fasersystems auf Grund dessen räumlicher Lage nur gering verändert wird, auf dem Rückweg in Richtung des Spektrometers als Detektionslicht entsprechend stärker verändert wird. Dadurch wird gewährleistet, dass im Mittel unabhängig von der räumlichen Lage des flexiblen Faserabschnitts aufgrund der diametral gegensätzlichen wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungseigenschaften des flexiblen Faserabschnitts für das zu übertragende Licht am Spektrometer bei gleichem Messgegenstand stets die gleiche spektrale Intensitätsverteilung vorliegt.It is advantageous if in the optical path, in particular on the measuring head, a Faraday rotator, in particular for a polarization rotation by 45 degrees, is arranged. The measuring head is attached to the end of the flexible fiber section. Due to its wavelength-dependent and / or polarization-dependent polarization change properties, the flexible fiber section influences the polarization direction of the measuring light and / or the detection light when the spatial position changes. Since the measuring head both a forwarding and coupling of the measuring light in a first direction and a coupling and forwarding of the reflected detection light from the measurement object takes place in a second direction opposite the first direction, the light provided by the light source passes the mounted on the measuring head Faradayrotator two times. In each case, a rotation of the polarization direction of the light beams passing through takes place in the Faraday rotator by 45 degrees. Thus, it is ensured that an example, for the measuring light present polarization direction in the flexible fiber portion of the fiber system due to the sen spatial position is only slightly changed on the way back in the direction of the spectrometer as a detection light is changed accordingly stronger. This ensures that on average regardless of the spatial position of the flexible fiber section due to the diametrically opposed wavelength and / or polarization-dependent polarization change properties of the flexible fiber portion for the light to be transmitted to the spectrometer for the same subject of measurement is always the same spectral intensity distribution.

Für ein Verfahren wird die zu Grunde liegende Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Lichtquelle zyklisch aktiviert und deaktiviert wird, wobei ein Verhältnis von Aktivierungsdauer und Deaktivierungsdauer derart eingestellt wird, dass eine Beleuchtungsintensität auf der Detektoreinrichtung in einem vorgebbaren Intervall liegt. Durch diese Helligkeitsregelung für die Lichtquelle kann eine Über- oder Unterbelichtung der Detektoranordnung bei Lageänderung des Messkopfs und gegebenenfalls dabei auftretenden wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungen ausgeglichen werden. Somit ist gewährleistet, dass die Detektoranordnung immer in vorteilhafter Weise beleuchtet wird.For a procedure becomes the underlying task with the features of the claim 17 solved. It is provided that the light source is activated cyclically and is deactivated, with a ratio set by activation duration and deactivation duration is that an illumination intensity on the detector device lies within a predefinable interval. Through this brightness control for the Light source can be an over- or underexposure of the detector assembly upon change of position of the measuring head and, where appropriate, occurring wavelength and / or polarization-dependent polarization changes be compensated. This ensures that the detector arrangement always illuminated in an advantageous manner.

In Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die zyklische Ansteuerung der Lichtquelle mit Pulsweitenmodulation vorgenommen wird. Dabei wird die Lichtquelle vorzugsweise mit einem Rechtecksignal beaufschlagt, dessen Einschaltdauer bzw. Ausschaltdauer zur Durchführung der Leistungsanpassung der Lichtquelle variiert werden kann.In Embodiment of the method is provided that the cyclic Control of the light source with pulse width modulation made becomes. In this case, the light source is preferably with a square wave signal acted upon, the duty cycle or off duration for performing the Power adjustment of the light source can be varied.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:embodiments The invention are illustrated in the drawing. Showing:

1: eine schematische Darstellung eines Interferometers zur Schichtdickenmessung, das ein Grundgehäuse und einen separat ausgeführten Messkopf aufweist, der mit einer optischen Einrichtung im Grundgehäuse über ein flexibles Lichtleitkabel verbunden ist. 1 : A schematic representation of an interferometer for coating thickness measurement, which has a base housing and a separate measuring head, which is connected to an optical device in the base housing via a flexible light guide cable.

2: eine zweite Ausführungsform eines Messkopfs; 2 a second embodiment of a measuring head;

3: eine weitere Ausführungsform eines Interferometers mit einem im optischen Pfad integrierten Depolarisator. 3 FIG. 1 shows a further embodiment of an interferometer with a depolarizer integrated in the optical path. FIG.

Ein in der 1 dargestelltes Interferometer 10 umfasst eine Lichtquelle 12 und ein Spektrometer 14, die in einem gemeinsamen Gehäuse 16 untergebracht sind. Die Lichtquelle 12 und das Spektrometer 14 sind über eine erste Lichtleitfaser 18 bzw. eine zweite Lichtleitfaser 20 mit einer ersten Faserkupplung 22, die ortsfest am Gehäuse 16 angebracht ist, verbunden.An Indian 1 represented interferometer 10 includes a light source 12 and a spectrometer 14 in a common housing 16 are housed. The light source 12 and the spectrometer 14 are over a first optical fiber 18 or a second optical fiber 20 with a first fiber coupling 22 that are stationary on the housing 16 attached, connected.

Die erste Lichtleitfaser 18 und die zweite Lichtleitfaser 20 sind im Bereich der Faserkupplung 22 derart zusammengefügt, dass sie einen nicht näher dargestellten Faserkoppler bilden. Der Faserkoppler gewährleistet eine Übertragung des von der Lichtquelle 12 bereitgestellten Messlichts an ein Lichtleitkabel 24, das an der ersten Faserkupplung 22 angeschlossen ist sowie eine Auskopplung des Detektionslichts, das über das Lichtkabel 24 in die erste Faserkupplung 22 eingestrahlt wird, und das ausschließlich zum Spektrometer 14 gelangen soll.The first optical fiber 18 and the second optical fiber 20 are in the field of fiber coupling 22 assembled in such a way that they form a fiber coupler, not shown. The fiber coupler ensures transmission of the light source 12 provided measuring light to a light guide cable 24 at the first fiber coupling 22 connected as well as a decoupling of the detection light, via the light cable 24 in the first fiber coupling 22 is irradiated, and that only to the spectrometer 14 should arrive.

Das Lichtleitkabel 24 ist mit der ersten Faserkupplung 22 über einen ersten Lichtleitstecker 26 verbunden. Ein zweiter Lichtleitstecker 28 des Lichtkabels 24 ist mit einer zweiten Faserkupplung 30 verbunden, die einem Messkopf 32 zugeordnet ist.The fiber optic cable 24 is with the first fiber coupling 22 via a first optical connector 26 connected. A second light guide plug 28 of the light cable 24 is with a second fiber coupling 30 connected to a measuring head 32 assigned.

Der Messkopf 32 umfasst ein schematisch dargestelltes optisches System 34 und dient sowohl der Auskopplung des über das Lichtleitkabel 24 bereitgestellten Messlichts auf ein Messobjekt 36 wie auch der Einkopplung des als Detektionslicht bezeichneten, am Messobjekt reflektierten Messlichts.The measuring head 32 comprises a schematically illustrated optical system 34 and serves both the decoupling of the over the fiber optic cable 24 provided measuring light on a test object 36 as well as the coupling of the measuring light, which is referred to as detection light, and reflected on the measurement object.

Ein vom Messkopf 32 abgegebenes Messlichtbündel 38 trifft auf zumindest eine dem Messkopf 32 zugewandte, optisch transparente Beschichtung auf dem Messobjekt 36 und wird an deren optischen Grenzflächen jeweils zumindest teilweise reflektiert und vom optischen System 34 über das Lichtleitkabel 24 und die zweite Lichtleitfaser 20 als Detektionslicht zum Spektrometer 14 geleitet.One from the measuring head 32 emitted measuring light beam 38 meets at least one of the measuring head 32 facing, optically transparent coating on the test object 36 and is at least partially reflected at the optical interfaces and from the optical system 34 over the fiber optic cable 24 and the second optical fiber 20 as detection light to the spectrometer 14 directed.

Im Spektrometer 14 tritt das Detektionslicht aus der zweiten Lichtleitfaser 20 im Freistrahl aus und trifft auf einen Kollimator 40, der das aus der zweiten Lichtleitfaser 20 austretende Detektionslicht kollimiert und auf ein Beugungsgitter 42 richtet. Am Beugungsgitter 42 findet die Beugung, dass heißt die spektrale Aufspaltung des auftreffenden Lichts, statt. Das Detektionslicht wird in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Wellenlänge in Lichtbündel mit jeweils gleichen Wellenlängen gebeugt, die als Parallelstrahlen auf eine Fokussierlinse 43 auftreffen und von dieser auf verschiedene Detektorzellen 45 eines Detektors 44 gerichtet werden. Die Detektorzellen 45 ermöglichen jeweils eine Intensitätsermittlung für die jeweils auftreffenden Lichtbündel des entsprechenden Wellenlängenbereichs. Dem Detektor 44 ist eine Rechnereinheit 46 zugeordnet, die die ermittelten Lichtintensitäten verarbeitet und die gewünschten Schichtdickeninformation an eine nicht dargestellte Anzeige bereitstellt.In the spectrometer 14 the detection light emerges from the second optical fiber 20 in the free jet and hits a collimator 40 that's the second optical fiber 20 emergent detection light collimated and onto a diffraction grating 42 directed. At the diffraction grating 42 finds the diffraction, that is, the spectral splitting of the incident light, instead. The detection light is diffracted as a function of its respective wavelength into light bundles with in each case the same wavelengths, which act as parallel beams on a focusing lens 43 impinge and from this on different detector cells 45 a detector 44 be directed. The detector cells 45 each allow an intensity determination for the respective incident light beam of the corresponding wavelength range. The detector 44 is a computer unit 46 assigned, which processes the detected light intensities and provides the desired layer thickness information to a display, not shown.

Die Lichtquelle 12 ist als Superlumineszenzdiode ausgeführt, die ein breitbandiges Wellenlängenspektrum in einem Bereich zwischen 1260 nm und 1320 nm erzeugt, dessen Wellenlängenspektrum im Wesentlichen einer Gaussverteilung ähnelt. Das von der Lichtquelle 12 erzeugte Licht ist zumindest nahezu vollständig linear polarisiert. Die erste Lichtleitfaser 18 und die zweite Lichtleitfaser 20 sind als Single-Mode-Glasfasern ohne polarisationserhaltende Eigenschaften ausgeführt.The light source 12 is designed as a superluminescent diode which has a broadband wavelength spectrum in a range between 1260 nm and 1320 nm whose wavelength spectrum is substantially similar to a Gaussian distribution. That from the light source 12 generated light is at least almost completely linearly polarized. The first optical fiber 18 and the second optical fiber 20 are designed as single-mode glass fibers without polarization-preserving properties.

Da die erste und zweite Lichtleitfaser 18, 20 im Gehäuse 16 fixiert sind und somit nicht einer Änderung ihrer räumlichen Lage unterworfen werden, sind wellenlängen- und/oder polarisationsabhängige Polarisationsänderungen durch die erste und zweite Lichtleitfaser 18, 20 während des Betriebs des Interferometers 10 zumindest nahezu vollständig konstant und können daher durch Kalibrierung ausgeglichen werden.As the first and second optical fiber 18 . 20 in the case 16 are fixed and thus not subject to a change in their spatial position, are wavelength and / or polarization-dependent polarization changes by the first and second optical fiber 18 . 20 during operation of the interferometer 10 at least almost completely constant and can therefore be compensated by calibration.

Demgegenüber ist das Lichtkabel 24 einer häufigen Form- und/oder Lageänderung unterworfen, da der Messkopf 32 an unterschiedlichen Bereichen des Messobjekts 36 in Position gebracht wird. Um hierbei auftretende wellenlängen- und/oder polarisationsabhängige Polarisationsänderungen für die Lichtbündel zu vermeiden, ist das Lichtleitkabel 24 aus einer polarisationserhaltenden Lichtleitfaser aufgebaut, so dass auch bei Änderung der räumlichen Lage des Lichtleitkabels 24 kein Einfluss auf die Messgenauigkeit im Spektrometer 14 genommen wird.In contrast, the light cable 24 subjected to a frequent change in shape and / or position, since the measuring head 32 at different areas of the test object 36 is positioned. In order to avoid occurring wavelength and / or polarization-dependent polarization changes for the light bundles, the light guide cable 24 constructed of a polarization-maintaining optical fiber, so that even when changing the spatial position of the optical fiber cable 24 no influence on the measuring accuracy in the spectrometer 14 is taken.

Durch die Verwendung einer polarisationserhaltenden Faser für das Lichtkabel 24 können somit sowohl der aus der ersten Lichtleitfaser 18 und der zweiten Lichtleitfaser 20 gebildete Faserkoppler kostengünstig hergestellt werden. Auch das Beugungsgitter 42 kann als polarisationsabhängiges Beugungsgitter ausgeführt werden, wodurch dessen Kosten ebenfalls gering gehalten werden können.By using a polarization maintaining fiber for the light cable 24 Thus, both from the first optical fiber 18 and the second optical fiber 20 formed fiber couplers are produced inexpensively. Also the diffraction grating 42 can be performed as a polarization-dependent diffraction grating, whereby its cost can also be kept low.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind sämtliche Lichtleitfasern des optischen Pfads zwischen Lichtquelle 12, Messkopf 32 und Spektrometer 14 aus polarisationserhaltenden Fasern aufgebaut, um auch Resteinflüsse von wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungen der Lichtleiter im Gehäuse 16 zu eliminieren, wie sie insbesondere durch thermische Belastungen auftreten können.In an unillustrated embodiment of the invention, all the optical fibers of the optical path are between the light source 12 , Measuring head 32 and spectrometer 14 composed of polarization-maintaining fibers to also residual influences of wavelength and / or polarization-dependent polarization changes of the light guide in the housing 16 to eliminate, as they can occur in particular by thermal stress.

Dem in 2 dargestellten Messkopf 32 ist ein als separate Baugruppe ausgeführter, mit der Faserkupplung 30 gekoppelter Faradayrotator 148 zugeordnet. Der Faradayrotator 148 umfasst einen mit Terbium dotierten Glasstab 150, dem als Kollimator dienende Gradientenindexlinsen (GRIN-Linsen) 149 vor- und nachgeschaltet sind, um das Licht aus den Faserabschnitten 151 auszukoppeln bzw. in diese einzukoppeln. Die Faserabschnitte 151 sind über die Faserkupplung 130 und den Faserstecker 128 mit dem flexiblen Lichtkabel 124 bzw. mit dem Faserstecker 30 des Messkopfs 32 verbundenThe in 2 shown measuring head 32 is a designed as a separate module, with the fiber coupling 30 coupled Faraday rotator 148 assigned. The Faraday rotator 148 includes a terbium-doped glass rod 150 , the gradient index lenses (GRIN lenses) serving as collimators 149 are upstream and downstream to the light from the fiber sections 151 decouple or couple into this. The fiber sections 151 are about the fiber coupling 130 and the fiber connector 128 with the flexible light cable 124 or with the fiber connector 30 of the measuring head 32 connected

Auf den Glasstab 150 wirkt ein parallel zur Richtung des hindurchtretenden Lichts ausgerichtetes Magnetfeld ein. Dieses Magnetfeld wird von einem ringförmigen Permanentmagneten 152 bereitgestellt. Durch das Magnetfeld tritt ein magnetooptischer Effekt ein, der zu einer Rotation der Polarisationsebene für das hindurchtretende Licht führt. Der Faradayrotator 148 ist derart eingerichtet, dass er eine 45-Grad-Drehung für die Polarisationsebene des hindurchtretenden Lichts bewirkt. Da das Licht als Messlicht in Vorwärtsrichtung durch den Faradayrotator 148 hindurchtritt und als vom Messobjekt 36 reflektierten Detektionslicht in Rückwärtsrichtung durch den Faradayrotator 148 hindurchtritt, kommt es zu einer zweifachen Drehung der Polarisationsebene um jeweils 45 Grad. Das aus dem Faradayrotator 148 in das Lichtkabel 24 eintretende Detektionslicht weist somit eine Polarisationsrichtung auf, die um 90 Grad gegenüber der Polarisationsrichtung des Messlichts verdreht ist. Dadurch können wellenlängen- und/oder polarisationsabhängige Polarisationsänderungen im optischen Pfad, insbesondere im Bereich des flexiblen Lichtkabels 124, zumindest nahezu vollständig kompensiert werden.On the glass rod 150 A magnetic field aligned parallel to the direction of the passing light acts. This magnetic field is generated by an annular permanent magnet 152 provided. Due to the magnetic field enters a magneto-optical effect, which leads to a rotation of the polarization plane for the light passing through. The Faraday rotator 148 is arranged to effect a 45 degree rotation for the polarization plane of the passing light. Because the light as a measuring light in the forward direction through the Faradayrotator 148 passes through and as the object to be measured 36 reflected detection light in the reverse direction through the Faraday rotator 148 passes, there is a double turn of the polarization plane by 45 degrees. That from the Faraday rotator 148 in the light cable 24 entering detection light thus has a polarization direction which is rotated by 90 degrees relative to the polarization direction of the measurement light. As a result, wavelength and / or polarization-dependent polarization changes in the optical path, in particular in the region of the flexible light cable 124 , at least almost completely compensated.

Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß der 1 kann somit bei der Ausführungsform gemäß der 2 vollständig auf die Verwendung von polarisationserhaltenden Fasern, auch für das Lichtkabel 124, verzichtet werden, wodurch sich eine besonders kostengünstige Gestaltung des Fasersystems erreichen lässt. Wie auch bei der Ausführungsform gemäß der 1 ist bei der Ausführungsform der 2 das Beugungsgitter 42 polarisationsabhängig ausgeführt.In contrast to the embodiment according to the 1 Thus, in the embodiment according to the 2 completely based on the use of polarization-preserving fibers, even for the light cable 124 be omitted, which can achieve a particularly cost-effective design of the fiber system. As with the embodiment according to the 1 is in the embodiment of the 2 the diffraction grating 42 polarization-dependent executed.

Bei der Ausführungsform gemäß der 3 werden für funktionsgleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei der 1. In dem optischen Pfad zwischen Lichtquelle 12 und erster Faserkupplung 22 ist gemäß der 3 ein Depolarisator 254 angeordnet, dem die Aufgabe zukommt, das von der als Superlumineszenzdiode ausgeführten Lichtquelle 12 bereitgestellte, linear polarisierte Licht derart zu beeinflussen, dass es nach Austritt aus dem Depolarisator 254 zumindest nahezu keine Polarisationsrichtung mehr aufweist. Dadurch wird eine zumindest nahezu vollständig von wellenlängen- und/oder polarisationsabhängigen Polarisationsänderungen unabhängige Übertragung des Messlichts und des Detektionslichts ermöglicht. Somit können für das gesamte Fasersystem kostengünstige und hinsichtlich ihrer Übertragungseigenschaften günstige Singlemodefasern eingesetzt werden. Zudem kann das Beugungsgitter 42 als polarisationsabhängiges Beugungsgitter ausgeführt werden. Eventuell im Bereich des Lichtleitkabels 224 auftretende wellenlängen- und/oder polarisationsabhängige Polarisationsänderungen, wie sie bei der Veränderung der räumlichen Lage des Lichtleitkabels 224 auftreten können, beeinflussen auf Grund der zumindest nahezu vollständigen Depolarisation des Messlichts das Messergebnis nur in einem sehr geringen Maß, was angesichts des kostengünstigen Aufbaus des Interferometers 210 akzeptiert werden kann.In the embodiment according to the 3 For functionally identical components, the same reference numerals are used as in the 1 , In the optical path between the light source 12 and first fiber coupling 22 is according to the 3 a depolarizer 254 arranged, which has the task of that of the designed as a super-luminescent diode light source 12 provided, linearly polarized light to influence such that it after exiting the depolarizer 254 has at least almost no polarization more. As a result, transmission of the measuring light and the detection light, which is independent at least almost entirely of wavelength and / or polarization-dependent polarization changes, is made possible. Thus, cost-effective and favorable in terms of their transmission properties singlemode fibers can be used for the entire fiber system. In addition, the diffraction grating 42 be carried out as a polarization-dependent diffraction grating. Eventually in the area of the fiber optic cable 224 occurring wel lenlängen- and / or polarization-dependent polarization changes, as in the change of the spatial position of the optical fiber cable 224 can occur due to the at least almost complete depolarization of the measuring light, the measurement result only to a very small extent, which in view of the cost-effective design of the interferometer 210 can be accepted.

Claims

Spectral interferometer for measuring layer thickness with a light source ( 12 ) for the provision of measuring light from which at least two optical boundary surfaces of a test object at least two detection light forming portions are partially reflected back, the wavelength dependent interfere with each other, as well as with a spectrometer ( 14 ), which is used to determine a spectral light intensity distribution, which is determined by the interference of the two components, with a detector arrangement ( 44 ) equipped with an optical path with the light source ( 12 ), wherein the optical path is a fiber array ( 18 . 20 . 24 ; 18 . 20 . 124 ; 18 . 20 . 224 ) for transmitting light, one with the fiber arrangement ( 18 . 20 . 24 ; 18 . 20 . 124 ; 18 . 20 . 224 ) connected measuring head ( 32 ; 132 ) with an optical system ( 34 ; 134 ) for coupling the measuring light out of the fiber arrangement ( 18 . 20 . 24 ; 18 . 20 . 124 ; 18 . 20 . 224 ) and for coupling the detection light into the fiber arrangement ( 18 . 20 . 24 ; 18 . 20 . 124 ; 18 . 20 . 224 ) and one of the fiber arrangement ( 18 . 20 . 24 ; 18 . 20 . 124 ; 18 . 20 . 224 ) associated beam splitter device for providing the detection light to a in the spectrometer ( 14 ) arranged diffraction grating ( 42 ), wherein the spectral interferometer is set up such that the layer thickness is determined from the spectral light intensity distribution determined by the two components of the detection light, characterized in that at least one component ( 24 ; 148 ; 254 ) arranged for an at least almost complete elimination of wavelength and / or polarization-dependent polarization influences on a from the spectrometer ( 14 ) Measurable measurement result is established.

Interferometer according to claim 1, characterized in that the diffraction grating ( 42 ) is arranged for an at least substantially polarization-independent diffraction of the detection light.

Interferometer according to claim 1 or 2, characterized in that the fiber arrangement comprises at least one fiber section ( 24 ), which is formed as a polarization-maintaining fiber.

Interferometer according to one of the preceding claims, characterized in that in the optical path at least one spectral depolarizer ( 254 ) is arranged.

Interferometer according to Claim 4, characterized that the depolarizer is designed as a Lyot depolarizer.

Interferometer according to claim 5, characterized that the Lyot depolarizer as an arrangement of two in terms of their Polarization direction rotated by 45 degrees, polarization-preserving Fiber sections is formed.

Interferometer according to claim 4, characterized in that the depolarizer ( 254 ) is designed as a Hanle depolarizer.

Interferometer according to claim 4, characterized in that the depolarizer ( 254 ) comprises an optically active substance.

Interferometer according to claim 4, characterized in that the depolarizer ( 254 ) is designed as an electro-optical, nonlinear waveguide, in particular as a Pockels cell.

Interferometer according to claim 4, characterized in that the depolarizer ( 254 ) is formed as electrically switchable between different transmission states liquid crystal cell.

Interferometer according to claim 4, characterized in that the depolarizer ( 254 ) is designed as a fast rotating polarization element.

Interferometer according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the optical path, in particular on the measuring head ( 132 ) a Faraday rotator ( 148 ), in particular for a polarization rotation of 45 degrees.

Method for operating an interferometer ( 10 . 210 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the light source ( 12 ) is cyclically activated and deactivated, wherein a ratio of activation duration and deactivation duration is set such that an illumination intensity on the detector device ( 44 ) lies within a predefinable interval.

Method according to claim 13, characterized in that the cyclical activation of the light source ( 12 ) takes place with pulse width modulation.