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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, wie sie gattungsgemäß aus
dem Artikel „Interferometrische Vermessung sphärischer
Spiegeloberflächen mit großen Krümmungsradien",
publiziert in der Fachzeitschrift Photonik 2/2007, S. 84–85, bekannt
sind.
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Interferometrische
Vermessungen von Radien optischer Funktionsflächen (Prüfflächen)
beruhen bevorzugt auf dem Fizeau-Prinzip. Kohärentes, kollimiertes
Licht einer Quelle wird an einer im Strahlengang gelegenen Amplitudenteilerfläche
aufgespalten. Die Referenzwelle läuft in sich zurück.
Die Prüfwelle wird durch die Amplitudenteilerfläche
transmittiert und gelangt auf den Prüfling. Mit einem Messobjektiv
kann die Form der Welle an verschiedene Prüflinge angepasst
werden. Die Amplitudenteilerfläche bildet üblicherweise
die letzte Glas-Luft-Grenzfläche des Objektivs für
sphärische Prüflinge. Die Prüfwelle ist
allgemein dann an den Prüfling angepasst, wenn alle Strahlen
der Prüfwelle senkrecht auf den Prüfling treffen.
Bei einem sphärischen Prüfling wird ein fokussierendes
Messobjektiv verwendet. Der Prüfling wird dann zur Passemessung
in den Abstand zum Messobjektiv gestellt, an dem der Krümmungsmittelpunkt
des Prüflings mit dem Brennpunkt des Messobjektivs zusammenfällt.
Nach rückwärtigem Durchlaufen des Messobjektives
interferiert die Prüfwelle mit der Referenzwelle. Diese
Art Prüfung wird als interferometrischer Nulltest bezeichnet
und ein so wirkendes Messobjektiv stellt eine sogenannte Null-Optik dar.
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Die
optischen Gangunterschiede zwischen Referenzwelle und Prüfwelle
führen zu einer Intensitätsmodulation im Messbild
(Interferenzstreifen). Diese Interferenzstreifen sind nur innerhalb
eines Gangunterschiedes von einer Wellenlänge des verwendeten
Lichtes eindeutig. Der eingestellte Abstand zwischen dem Messobjektiv
und dem Prüfling kann so nicht ohne Weiteres bestimmt werden.
In einem Interferogramm kann man den Krümmungsunterschied der
Prüfwelle am Ort des Prüflings bestimmen, aber nicht
den Abstand des Prüflings von der Referenzfläche.
Deshalb kann der absolute Radius nicht aus einem Interferogramm
berechnet werden.
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Um
auf Basis des Fizeau-Prinzips den Krümmungsradius einer
gekrümmten reflektierenden Oberfläche (Prüffläche)
zu bestimmen, wird üblicherweise der Flächenscheitelpunkt
der Prüffläche zum einen im Brennpunkt des Messobjektivs (Cat-Eye-Position)
und zum anderen in einem Abstand zum Brennpunkt gleich dem Krümmungsradius der
Prüffläche (Autokollimations-Position) positioniert.
Diese beiden ausgezeichneten Positionen lassen sich mit Hilfe des
Interferometers sehr genau bestimmen, da in diesen beiden Positionen
auswertbare Interferogramme entstehen (siehe hierzu 1). Die
Cat-Eye-Position ist hier mit P(cat), die Autokollimations-Position
mit P(aut) und der Krümmungsradius mit R angegeben.
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Der
Verfahrweg zwischen den beiden Positionen entspricht dem Krümmungsradius
der Prüffläche. Da ein möglicher Verfahrweg
durch die örtlichen Gegebenheiten begrenzt ist, kann ein
derartiger Messaufbau nur bedingt zur Messung größerer Krümmungsradien
verwendet werden. Eine häufige technische Grenze liegt
bei etwa 2 m. Bezüglich der messbaren Krümmungsradien
kann er mit nur einem Messobjektiv für einen Bereich von
Radien verwendet werden, wenn die Prüffläche eine
sphärische Fläche ist.
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Für
die Prüfung asphärischer Prüfflächen muss
das Messobjektiv individuell an die Asphäre der Prüffläche
angepasst werden. Asphärische Messobjektive, die eine Strahlformung
durch Refraktion der Welle bewirken, lassen sich wesentlich aufwändiger herstellen
als sphärische refraktive Messobjektive. Deshalb werden
für den genannten Einsatzfall computergenerierte Hologramme
verwendet, die oft zusammen mit einem Fizeau-Objektiv eingesetzt
werden.
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Die
Verwendung derartiger Messaufbauten ist demnach auf Prüfflächen
mit kleinen bis mittleren Krümmungsradien beschränkt
und praktisch auch nur für sphärische und zylindrische
Prüfflächen sinnvoll.
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Der
einzustellende maximale Abstand zwischen dem Messobjektiv und der
Prüffläche, welcher die Länge des Messaufbaus
im Wesentlichen bestimmt, ist in jedem Fall größer
dem Krümmungsradius der Prüffläche.
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Im
Falle konkaver zu prüfender Prüfflächen ergibt
sich dieser Abstand aus der Summe der Brennweite des Messobjektives
und dem Krümmungsradius der Prüffläche.
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Im
Falle konvexer zu prüfender Prüfflächen entspricht
dieser Abstand der Brennweite des Messobjektives, die größer
dem Krümmungsradius der Prüffläche sein
muss.
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Theoretisch
könnte die Länge des Messaufbaus verkürzt
werden, indem ein Messobjektiv mit negativer Brennweite verwendet
wird. Praktisch entsteht jedoch dadurch eine virtuelle Brennebene,
in der keine Anordnung der Prüffläche möglich
ist und damit auch kein Verschiebeweg bestimmt werden kann, um daraus
den Krümmungsradius abzuleiten.
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Wie
bereits erwähnt, ist eine gleiche Begrenzung bezüglich
des messbaren Krümmungsradius wie für sphärische
Prüfflächen auch für asphärische Prüfflächen
gegeben, wobei hier noch hinzukommt, dass für jede zu prüfende
asphärische Prüffläche individuell ein
Messobjektiv geschaffen werden muss, welches eine entsprechende
asphärische Wellentransformation realisiert.
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Anstelle
von refraktiven Messobjektiven ist es üblich, zur Prüfung
asphärischer Prüfflächen diffraktive
optische Elemente zu verwenden.
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Diese
können insbesondere Substratplatten sein, auf deren bildseitige
Oberfläche ein computergeneriertes Hologramm (CGH) aufgebracht
wird. Das CGH dient hier als Null-Optik und beugt die Prüfwelle
derart ab, dass diese senkrecht auf der zu prüfenden asphärischen
Prüffläche auftrifft, an dieser rückreflektiert
und vom CGH wieder rücktransformiert wird. Der Testwelle
wird dann eine separat geführte Referenzwelle überlagert.
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Bei
derartigen Messaufbauten limitiert unter anderem die Substratqualität
des CGH und die Qualität der im Interferometer eingesetzten
weiteren optischen Elemente die Messgenauigkeit.
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Aus
der
DE 102 23 581
A1 ist ein System nach dem Fizeau-Prinzip, mit einem diffraktiven
optischen Element zur interferometrischen Prüfung des Formfehlers
einer gekrümmten reflektierenden Oberfläche, bekannt.
Im Unterschied zum vorgenannten Stand der Technik dient das diffraktive
optische Element zugleich in Reflexion als Strahlteiler und Referenzspiegel
und in Transmission als Null-Optik.
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Durch
den Aufbau als Fizeau-Interferometer ist das System vergleichsweise
unempfindlich hinsichtlich Abweichungen der Phasenfront der auf
das diffraktiv optische Element einfallenden Welle, wie sie etwa
durch Toleranzen der Qualität des Substrates des diffraktiven
optischen Elementes entstehen können.
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Ein
diffraktives optisches Element gemäß der
DE 102 23 581 A1 zeichnet
sich durch eine diffraktive Struktur aus, welche einen Teil der
Welle reflektiert (Referenzwelle) und einen transformierten Teil
transmittiert (Prüfwelle).
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Neben
diesen beiden Funktionen können weitere Transformationsfunktionen
in das diffraktive optische Element integriert werden. Das können
z. B. Justagehologramme oder statt einer, mehrere Null-Optiken sein,
um auf diese Weise mehrere verschieden gekrümmte Prüfflächen,
hier sind asphärische Prüfflächen gemeint,
prüfen zu können.
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Mit
einem System gemäß der
DE 102 23 581 A1 sollen
Passemessungen durchgeführt werden, das heißt
es werden die Oberflächenabweichungen der Prüffläche
von ihrer Sollform erfasst. Um den Radius einer Prüffläche
zu ermitteln, was hier allerdings nicht offenbart ist, müssten,
wie eingangs in der Beschreibung des Standes der Technik erläutert,
die Prüffläche in die beiden ausgezeichneten Positionen, Cat-Eye-Position
und Autokollimations-Position, gebracht werden und der Verschiebeweg
bestimmt werden. Das heißt, bezüglich der Anwendbarkeit
für eine Messung größerer Krümmungsradien
ist das hier beschriebene System ebenso wenig geeignet, wie ein eingangs
beschriebener Messaufbau mit einem refraktiven Messobjektiv. Die
Nutzung von diffraktiven Hilfsstrukturen zu diesem Zweck ist in
der
DE 102 23 581
A1 nicht enthalten.
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In
dem Artikel
„Interferometrische Vermessung sphärischer
Spiegeloberflächen mit großen Krümmungsradien",
publiziert in der Fachzeitschrift Photonik 2/2007, S. 84–85,
wird ein Messsystem beschrieben, das unter Nutzung eines diffraktiven
optischen Elementes, hier Diffraktive-Fizeau-Null-Linse (DFNL) genannt,
wie in der
DE 102
23 581 A1 beschrieben, auch die Messung großer
Radien sphärischer konvexer und konkaver Prüfflächen
erlaubt.
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Dazu
wird eine DFNL verwendet, die eine leicht divergente Prüfwelle
erzeugt, und ein verschiebbarer Achromat in Strahlungsrichtung nachgeordnet.
Durch Variation des Abstandes zwischen der DFNL und dem Achromaten
ist die Divergenz der Prüfwelle in einem kleinen Bereich
durchstimmbar, womit über einen Messbereich für
Krümmungsradien mit einem Absolutbetrag von größer
einem Meter ein Nulltest durchgeführt werden kann. Für
einen gegebenen fixierten Prüfling wird der Abstand des
Achromaten zur DFNL eingestellt, bei der die mittlere Krümmung
im Interferogramm minimal ist. Aus den Kennwerten der DFNL, des
Achromaten und deren eingestellten Abstand zueinander lässt
sich der zugehörige Krümmungsradius der Prüffläche
berechnen. Das Interferogramm zeigt zusätzlich die Abweichungen
des Prüflings von der idealen sphärischen Form.
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Wie
der Autor selber schreibt, entspricht das hier beschriebene Messsystem
nicht dem Fizeau-Prinzip, denn der Achromat wird nur von der Prüfwelle
durchlaufen und nicht von der Referenzwelle. Sowohl die optischen
Fehler des Achromaten als auch dessen Justagefehler beeinflussen
direkt die Oberflächenprüfung.
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Darüber
hinaus ist dieses Messsystem beschränkt auf große
Krümmungsradien und bedarf mit dem Achromaten eines zusätzlichen
optischen Bauteils.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, mit dem Krümmungsradien beliebiger Länge,
mit nur einem wellenfronttransformierenden Bauteil gemessen werden
können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches
1 und für ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches
9 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Es
ist erfindungswesentlich, dass aus dem kollimierten Licht einer
Quelle, das in Verbindung mit einem Interferometer auch kohärent
ist, im Unterschied zum Stand der Technik anstelle eines zwei transmittierte
Prüfstrahlengänge (in Verbindung mit einem Interferometer
als Prüfwellen bezeichnet) gebildet werden, die auf der
optischen Achse eines Dual-Fokus-Vorsatzobjektives in zwei Brennebenen
fokussiert werden, die in einem festgelegten Abstand zueinander
liegen.
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Der
Abstand der Brennebenen wird in Abhängigkeit der Krümmungsradien
sphärischer Prüfflächen, deren Krümmungsradius
ermittelt werden soll, gewählt.
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Sollen
z. B. Krümmungsradien von sphärischen Prüfflächen
im Bereich von 2–4 m geprüft werden, so wird der
Abstand der Brennebenen vorteilhaft mit 3 m vorgegeben, womit sich
eine maximal notwenige Verschiebung des Prüflings von +/–1
m ergibt. Für konvexe Prüfflächen werden
zwei reale Brennebenen erzeugt. Für konkave Prüfflächen,
insbesondere für solche mit kleiner Krümmung,
wird eine Brennebene virtuell sein.
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Es
können auch der Krümmungsradius einer zylinderförmigen
Prüffläche oder die beiden Krümmungsradien
einer torischen Prüffläche bestimmt werden.
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Die
Messung des Krümmungsradius einer Prüffläche
durch Verschieben des Prüflings zwischen den zwei ausgezeichneten
Positionen P(cat) und P(aut) wird nach dem Stand der Technik nicht
nur mit Interferometern, sondern auch mit Autokollimationsfernrohren
(AKF) durchgeführt, da es sowohl mit einem Interferometer
als auch mit einem Kollimator möglich ist, die Fokuslage
eines vorgeordneten Objektives (Vorsatzobjektiv) über reflektierte
Strahlung zu bestimmen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren, bei dem der Verschiebeweg
verkürzt wird bzw. sich ganz erübrigt, lässt
sich deshalb auch mit einem AKF realisieren. Es ändert
sich lediglich die Art des Indikators für den Zustand,
dass der Prüfling in den Positionen P(cat) oder P(aut)
steht. Im Interferogramm wird aus dem Streifenmuster der Restkrümmungsfehler
bestimmt und im AKF wird ein Schärfekriterium aus einem
Markenbild berechnet.
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In
Verbindung mit dem AKF teilt das Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv das
auftreffende kollimierte Licht durch Aperturteilung oder Amplitudenteilung
in zwei Prüfstrahlengänge mit zwei unterschiedlichen
Brennebenen auf. In identischer Weise zur nachfolgend beschriebenen
interferometrischen Variante werden die Brennebenen so gelegt, dass
sie jeweils in oder nahe dem Flächenscheitelpunkt bzw.
dem Krümmungsmittelpunkt der Prüffläche
liegen, sodass der notwendige Verschiebeweg verschwindet oder zumindest
deutlich kleiner wird als der Krümmungsradius.
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In
Verbindung mit einem Interferometer wird das auf das Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv
auftreffende kohärente, kollimierte Licht ebenfalls in
zwei Prüfstrahlengänge, hier als Prüfwellen
bezeichnet, aufgeteilt, von denen eine so transformiert wird, dass
ihre Wellenfront an die Flächenform der Prüffläche
angepasst ist. Die Brennebene dieser Prüfwelle, die nachfolgend
als zweite Prüfwelle bezeichnet wird, soll in der Fokus-Position
P(fok) gebildet werden und die zweite Brennebene darstellen.
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Die
andere Prüfwelle, die nachfolgend erste Prüfwelle
genannt wird, wird in eine erste Brennebene fokussiert, in welcher
der Prüfling so angeordnet wird, dass der Flächenscheitel
der Prüffläche in der ersten Brennebene liegt
und die Cate-Eye-Position P(cat) bestimmt.
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Bei
günstiger Wahl des Abstandes der beiden Brennebenen D(fok)
fällt die Fokus-Position P(fok) mit dem Krümmungsmittelpunkt
einer in der Cat-Eye-Position P(cat) angeordneten Prüffläche
zusammen, sodass die Autokollimations-Position P(aut) mit der Cat-Eye-Position
zusammenfällt. Ansonsten muss der Prüfling mittels
seiner verschiebbaren Aufnahme solange entlang der optischen Achse
verschoben werden, bis dessen Krümmungsmittelpunkt C mit
der Fokus-Position P(fok) zusammenfällt.
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Der
Krümmungsradius R wird dann aus der Kenntnis des Abstandes
der Brennebenen D(fok) und dem Verschiebeweg V ermittelt. Der Abstand
der Brennebenen D(fok) kann aus den konstruktiven Merkmalen des
Dual-Fokus-Vorsatzobjektives gewonnen werden, welches die Wellenfronten
bzw. Strahlengänge trennt, oder er kann experimentell ermittelt
werden.
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Anhand
der Zeichnung wird die Vorrichtung im Folgenden beispielhaft näher
erläutert. Es zeigen:
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1 Prinzipskizze
für eine Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik
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2 Prinzipskizze
für eine Vorrichtung für eine konvexe sphärische
Prüffläche
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3 Prinzipskizze
für eine Vorrichtung für eine konkave sphärische
Prüffläche
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4 Vorrichtung
mit einem Vorsatzobjektiv aus zwei refraktiven Bauelementen
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6a Vorrichtung
mit einem Vorsatzobjektiv aus einem refraktiven und einem diffraktiven
Bauelement in Seitenansicht
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6a Vorrichtung
mit einem Vorsatzobjektiv aus einem refraktiven und einem diffraktiven
Bauelement in Draufsicht
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung besteht entweder
aus einem Interferometer 1 oder einem Autokollimationsfernrohr,
das jeweils gemeinsam mit einem in Strahlungsrichtung nachgeordneten
Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv 3 auf einer gemeinsamen optischen
Achse 4 angeordnet ist.
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Das
Dual-Fokus-Objektiv kann durch zwei refraktive Bauteile, zwei diffraktive
Bauteile oder Kombinationen hiervon gebildet werden.
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Abhängig
von der Krümmung der Prüffläche 5 (bei
sphärischen Prüfflächen bzw. zylinderförmigen Prüfflächen
ist diese durch den Krümmungsradius R bestimmt) werden
die Brennebenen des Dual-Fokus-Objektives vorteilhaft so vorgegeben,
dass deren Abstand D(fok) dem Krümmungsradius R entspricht. Sollen
mit der Vorrichtung Prüflinge mit einem unterschiedlichen
Krümmungsradius R geprüft werden, die innerhalb
eines Krümmungsradiusbereiches liegen, so wird der Abstand
der Brennebenen D(fok), vorteilhaft gleich dem Mittelwert des Krümmungsradiusbereiches
bestimmt, durch alle Prüflinge gewählt.
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Für
alle Ausführungen von Dual-Fokus-Vorsatzobjektiven 3,
unabhängig von der Krümmung der Prüffläche 5,
wird das Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv 3 im Interesse einer
kurzen Baulänge der Vorrichtung so ausgeführt,
dass es eine erste Brennebene, nahe seiner Lichtaustrittsfläche,
aufweist. In dieser ersten Brennebene wird zur Durchführung
der Messung der Flächenscheitelpunkt der Prüffläche 5 des
Prüflings in einer dafür vorgesehenen Aufnahme
positioniert und damit die Cat-Eye-Position P(cat) bestimmt. Geht
man vereinfachend davon aus, dass die Vorrichtung für Prüflinge
nur eines Sollradius ausgelegt werden soll, kann die Fokus-Position
P(fok) der zweiten Brennebene vorteilhaft in die Ebene gelegt werden,
in der sich der Krümmungsmittelpunkt C einer in der Cat-Eye-Position
P(cat) angeordneten sphärischen Prüffläche 5 befindet.
Die Prüffläche 5 befindet sich dann auch
in der Autokollimations-Position P(aut), wie in 4 gezeigt.
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In
den 2 und 3 sind die Fokus-Positionen
P(fok) für entgegengesetzt gekrümmte sphärische
Prüfflächen 5 gezeigt, in denen der jeweilige Krümmungsmittelpunkt
C mit der Fokus-Position P(fok) zusammenfällt.
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Sofern
der Krümmungsradius R der Prüffläche 5 dem
vorgegebenen Sollkrümmungsradius entspricht, ist keine
Verschiebung des Prüflings nötig, was in Verbindung
mit einem Interferometer 1 anhand der auswertbaren gleichzeitig
entstehenden Interferogramme und in Verbindung mit einem Autokollimationsfernrohr
anhand der Schärfe der Abbildung einer Strichmarke oder
eines Tests festgestellt wird. Eine dennoch notwendige Verschiebung
ist dann ein Maß für die Abweichung des tatsächlichen
Krümmungsradius R der Prüffläche 5 (Istkrümmungsradius)
vom Sollkrümmungsradius.
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5 zeigt
in der Cat-Eye-Position P(cat) drei konkave Prüfflächen 5.1, 5.2, 5.3 mit
einem unterschiedlichen Krümmungsradius R1, R2, R3, die
alternativ in dieser Position zur Prüfung angeordnet sein
sollen.
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Ihre
Krümmungsmittelpunkte C1, C2, C3 befinden sich entsprechend
der unterschiedlichen Krümmung unterschiedlich weit entfernt
von der Cat-Eye-Position P(cat) auf der optischen Achse 4.
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Das
Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv 3 wurde nun vorteilhaft so konfiguriert,
dass dessen zweite Brennebene mittig der beiden, den gebildeten
Krümmungsradiusbereich begrenzenden Krümmungsradien
R1 und R3 liegt und die Fokus-Position P(fok) bestimmt.
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Um
für den gewünschten Messzweck die jeweilige Prüffläche 5 in
die Autokollimations-Position P(aut) zu bringen, müssen
die Prüflinge und damit die Prüfflächen 5 in
Richtung der optischen Achse 4 um einen Verschiebeweg V1,
V2 oder V3 verschoben werden, sodass der jeweilige Krümmungsmittelpunkt C1,
C2 oder C3 mit der Fokus-Position P(fok) zusammenfällt.
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Die
Feststellung, ob sich der Flächenscheitelpunkt der Prüffläche 5 bzw.
der Krümmungsmittelpunkt C der Prüffläche 5 in
der ausgezeichneten Position P(cat) bzw. P(aut) befindet, erfolgt
in gleicher Weise, wie anhand des Standes der Technik beschrieben
wurde.
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Grundsätzlich
kann, wie bereits erwähnt, das Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv 3 eine
refraktive, eine diffraktive oder eine gemischte Form solcher Optikbauteile
sein.
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In 4 ist
das Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv 3 aus zwei refraktiven Bauteilen
gebildet.
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Eine
Zerstreuungslinse bzw. eine zerstreuende Linsengruppe bilden eine
divergente zweite Prüfwelle, welche im Randbereich auf
eine hier sphärische konkave Prüffläche 5 trifft
und in deren Brennpunkt, der den zweiten Brennpunkt des Dual-Fokus-Vorsatzobjektives 3 bildet,
fokussiert wird. Der Prüfling steht so im Strahlengang
der zweiten Prüfwelle, dass der Brennpunkt mit dem Krümmungsmittelpunkt
C der Prüffläche 5 zusammenfällt.
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Der
Zerstreuungslinse in Strahlungsrichtung nachgeordnet ist eine Sammellinse
bzw. eine sammelnde Linsengruppe, welche die achsnahe Strahlung
im ersten Brennpunkt des Dual-Fokus-Vorsatzobjektives 3 auf
den Flächenscheitelpunkt der Prüffläche 5 fokussiert.
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Ein
Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv 3 mit nur refraktiven Bauteilen
ist vorteilhaft für die Kombination mit einem Autokollimationsfernrohr
und erlaubt durch Verschiebung der Bauteile zueinander eine Veränderung
des Abstandes der Brennpunkte zueinander.
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Hiermit
oder auch mit einem Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv 3 gemischter
Form, wie in den 6a und 6b gezeigt,
bei dem vorteilhaft der erste Brennpunkt mit einem refraktiven Bauteil
gebildet wird, lässt sich die Vorrichtung nicht nur für
Prüfflächen 5 eines begrenzten Krümmungsmittelpunktbereiches
verwenden, sondern sie lässt sich individuell an verschiedene
Krümmungsradien anpassen, um den Verschiebeweg V zu minimieren
oder ganz zu Null werden zu lassen.
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Es
ist dem Fachmann bekannt, dass in dem Ausführungsbeispiel,
gezeigt in den 6a und 6b, welches
für eine zylinderförmige Prüffläche 5 vorgesehen
ist, anstelle der Brennpunkte Brennlinien erzeugt werden.
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In 7 ist
ein Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv 3 bestehend aus nur einem
diffraktiven Bauteil dargestellt. Es handelt sich hier um eine Substratplatte,
auf deren eine Oberfläche computergenerierte Hologramme
(CGHs) eingebracht bzw. aufgebracht sind.
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Das
zentrale, zusammenhängende CGH 6 transformiert
das auftreffende Licht in eine zweite transmittierte Prüfwelle
so, dass deren Wellenfront eine Zylinderform annimmt und in der
zweiten Brennebene des Dual-Fokus-Vorsatzobjektives 3 in
eine Linie fokussiert wird. Durch Änderung des Vorzeichens
des CGH-Winkels, unter dem dieses CGH 6 beleuchtet wird,
kann die Zylinderform von konkav in konvex geändert werden
und umgekehrt.
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Je
nachdem ob die Wellenfrontransformation in eine konkave oder konvexe
Zylinderform erfolgt, soll die Brennebene der ersten Prüfwelle
real oder virtuell sein, weshalb das diffraktive Bauteil für
beide Möglichkeiten eine Wellentransformation vorsieht. Dazu
sind jeweils paarweise außermittig Hologrammsegmente 2 vorgesehen.
Jeweils zwei benachbarte zueinander spiegelsymmetrische Hologrammsegmente 2,
bevorzugt die jeweils übereinander angeordneten Hologrammsegmente 2,
sind für die Strahlführung einer Prüfwelle
zuständig.
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Zwischen
den Hologrammsegmenten 2 sind zusätzliche Prüfstrukturen
vorgesehen, die Justierzwecken dienen.
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Vorteilhaft
für die Verwendung von rein diffraktiven Bauteilen ist,
dass man durch Vorzeichenwechsel des CGH-Winkels von divergenter
Prüfung zu konvergenter Prüfung umschalten kann.
Außerdem kann man den Abstand zwischen den Brennebenen
D(fok) frei vorgeben, da deren Lage computergesteuert generiert,
also stufenlos, oder mehrere Brennebenen auch in einer Fläche
kodiert werden können.
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Der
Abstand der Brennebenen D(fok) bleibt fest, auch wenn das CGH 6 einem
anderen Interferometer 1 vorgesetzt wird.
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- 1
- Interferometer
- 2
- Hologrammsegment
- 3
- Dual-Fokus-Vorsatzobjektiv
- 4
- Optische
Achse
- 5
- Prüffläche
- 6
- Zentrales
CGH
- R
- Krümmungsradius
- C
- Krümmungsmittelpunkt
- P(fok)
- Fokus-Position
- P(cat)
- Cat-Eye-Position
- P(aut)
- Autokollimations-Position
- V
- Verschiebeweg
- D(fok)
- Abstand
der Brennebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10223581
A1 [0016, 0018, 0020, 0020, 0021]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - „Interferometrische
Vermessung sphärischer Spiegeloberflächen mit
großen Krümmungsradien”, publiziert in
der Fachzeitschrift Photonik 2/2007, S. 84–85 [0001]
- - „Interferometrische Vermessung sphärischer Spiegeloberflächen
mit großen Krümmungsradien”, publiziert
in der Fachzeitschrift Photonik 2/2007, S. 84–85 [0021]