DE102015201754A1

DE102015201754A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Justierung eines Laserinterferometers

Info

Publication number: DE102015201754A1
Application number: DE102015201754.0A
Authority: DE
Inventors: Axel Kortschack; Christoph Rass; Sebastian Rode
Original assignee: Picofine GmbH
Current assignee: Picofine GmbH
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-08-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ausrichtvorrichtung zum relativen Justieren eines Messkopfes zu einem beweglichen Spiegel, bzw. einem reflektierenden Objekt, dessen Verschiebung durch das faseroptische Laserinterferometers gemessen werden soll, wobei mindestens zwei Lichtstrahlen, des ursprünglich mindestens einen über eine Faser eingekoppelten Lichtstrahls, der durch den Strahlteiler in mehrere Lichtstrahlen aufgeteilt wird, auf eine Fläche gelenkt werden, wo diese durch geeignete Mittel in Form von Flecken, bzw. Punkten visualisiert werden, wobei mindestens einer der Flecken, bzw. Punkte durch die Lage des beweglichen Spiegels nicht beeinflusst wird, während der zweite Fleck, bzw. Punkt bei Veränderung der Ausrichtung des beweglichen Spiegels auf der Fläche wandert, so dass eine hinreichend gute Vorjustierung des Spiegels erzielt werden kann, indem durch die Lageveränderung des beweglichen Spiegels der mindestens eine bewegliche Fleck, bzw. Punkt mit dem stationären Fleck in Deckung gebracht wird, was ein Indikator dafür ist, dass das faseroptische Laserinterferometer in der Lage ist Messungen durchzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur relativen Ausrichtung eines faseroptischen Interferometermesskopfes zu einem beweglichen, reflektierenden Objekt und ein entsprechendes Ausrichtungsverfahren, insbesondere ein Verfahren und eine Ausrichtvorrichtung zur relativen Ausrichtung der optischen Komponenten eines sinusförmigphasenmodulierten, faseroptischen Laserinterferometers.
Im Wesentlichen beruht ein Interferometer darauf, dass ein emittierter Lichtstrahl in mindestens zwei Teile aufgeteilt wird, die unterschiedlich lange optische Strecken (im Folgenden Strecken genannt) durchlaufen, bevor diese wieder zusammen geführt werden. Am Ort der Zusammenführung kommt es aufgrund der unterschiedlich langen Strecken und der sich daraus ergebenden Phasenverschiebung zu Interferenzen. In den Bereichen, in denen die Wellen in Phase sind, addieren sich die Amplituden der Wellen, was „konstruktive Interferenz“ genannt wird. Hier ist die Intensität besonders hoch. Sind die Wellen gegenphasig, so spricht man von einer „destruktiven Interferenz“.
Aufgrund einer Bewegung des zu vermessenden Objektes, kommt es zu einer Änderung im Interferenzmuster, welche mittels entsprechender Detektoren (z.B. Photodetektoren) gemessen werden kann. Es zeigt sich, dass sich die gemessenen Intensitäten aufgrund einer Verschiebung des zu vermessenden Objektes periodisch ändern, und zwar mit einer Periode, die abhängig von der Wellenlänge ist. Im Idealfall ergibt sich dabei ein Sinus. Diese einfache Art der Lagedetektion hat jedoch entscheidende Nachteile. Das sich aufgrund der Verschiebung ergebende sinusförmige Messsignal hat nahe den Extremstellen Bereiche mit sehr geringer Steigung, was bedeutet, dass Änderungen im zu messenden Abstand nur sehr geringe Änderungen im Messsignal zur Folge haben. Im schlechtesten Fall bewirkt eine kleine Änderung im Abstand dann keine detektierbare Änderung im Messsignal. Man spricht hierbei von sog. „blinden“ Punkten. Ein weiterer entscheidender Nachteil ist, dass anhand des einfachen Sinussignals nicht bestimmt werden kann, in welche Richtung eine Verschiebung erfolgt.
Um über den gesamten Bereich eine hohe Auflösung zu erzielen und um die Richtung, in die eine Verschiebung stattfindet, zu bestimmen, wird häufig ein zweites Messsignal generiert. Dieses zweite Messsignal ist idealer Weise um 90° phasenverschoben zum ersten sinusförmigen Messsignal. In diesem Fall ergibt sich für das zweite Signal eine kosinusförmige Anstandsabhängigkeit. In jedem Messpunkt erhält man demnach ein (Sin/Cos)-Wertepaar. Man nennt diese Messsignale auch Quadratursignale. Das Verfahren der Generierung des zweiten Messsignals kann vielfältig sein. Am einfachsten ist es, das Interferometerlicht mittels eines zweiten zum ersten, örtlich versetzten Detektors zu detektieren. Aufgrund des Wegunterschiedes zwischen den Detektoren kommt es zu einer Phasenverschiebung der beiden Messsignale. Der Wegunterschied kann nun so eingestellt werden, dass die Phasenverschiebung der beiden Signale wie oben beschrieben 90° beträgt. Trägt man diese Quadratursignale in einem gemeinsamen XY-Diagramm auf ergibt sich eine sog. „Lissajous-Figur“. Eine solche Auftragung besteht darin, dass der Wert der Sinuskurve auf der Abszisse und der Wert der Kosinuskurve auf der Ordinatenachse abgebildet werden, wobei sich im angenommenen Idealfall ein Kreis ergibt. Allgemein spricht man bei dem Ergebnis einer solchen Auftragung auch von „Lissajous-Figur“, unabhängig davon, ob der „Kreis“ ideale Form hat oder nicht. Wird ein heller (im Bereich der konstruktiven Interferenz) und ein dunkler Bereich (im Bereich der destruktiven Interferenz) vollständig überfahren, so ergibt die Abbildung genau einen Kreisdurchlauf. Dieser Kreisdurchlauf entspricht einer inkrementellen Verschiebung um eine zur Wellenlänge des Lichtes proportionalen Strecke. Wird die Verschiebung fortgeführt, so bewegt sich das Messsignal weiterhin auf dem Kreis. Über die Richtung, in der sich das Messsignal auf dem Kreis bewegt, kann die relative Bewegungsrichtung der Verschiebung bestimmt werden. Über den sich ergebenden Winkel des Vektors, der vom Kreisursprung zum aktuellen Messwert zeigt, kann ermittelt werden, in welchem Bereich innerhalb eines Inkrements sich der Spiegel, dessen Verschiebung gemessen wird, befindet. Auf diese Weise kann eine Aussage über die relative Position des Spiegels auch über mehrere Perioden von Hell-Dunkel-Wechsel hinweg erfolgen, indem die Kreisdurchgänge durchgezählt werden (wobei die pro Kreisdurchgang zurückgelegte Strecke als ein Inkrement bekannt ist) und der sich dadurch ergebene Wert dem jeweils aktuellem Messwert hinzugerechnet wird.
Es ist nicht zwingend erforderlich, mit zwei Detektoren zu arbeiten. Es gibt alternative Ansätze, um eine durchgehend hohe Auflösung zu erzielen und auch eine Richtungsbestimmung durchführen zu können. Eine besonders elegante Klasse stellen die sinusförmig phasenmodulierten Interferometer dar. Diese Klasse wird in der Fachwelt oft als SPM-Interferometer bezeichnet, wobei „SPM“ für „Sinusoidial Phase-Modulated“ steht. Im Folgenden wird daher der Begriff „SPM-Interferometer“ verwendet. Bei SPM-Interferometern ergeben sich aufgrund der sinusförmigen Modulation der Wellenlänge und geeigneter Signalverarbeitungen ebenfalls Sinus- und Kosinuskurven, die dann wie zuvor beschrieben zur Positionsbestimmung verwendet werden können. Deren Sinus- und Kosinuskurven lassen sich ebenfalls als „Lissajous-Figur“ auftragen. Kennzeichnend für SPM-Interferometer ist, dass eine Referenzwellenlänge sinusförmig moduliert wird (alternativ kann statt der Wellenlänge natürlich auch die Messstrecke, z.B. durch einen vibrierenden Spiegel, moduliert werden), so dass sich zeitabhängige Interferenzen ergeben, über die durch eine geeignete Signalverarbeitung oben stehende Sinus- und Kosinussignale errechnet werden können, mittels derer die Verschieberichtung und Position bestimmt werden kann.
Eine frühe Beschreibung eines SPM-Interferometers erfolgt in der Veröffentlichung von O. Sasaki und H. Okazaki: „Sinusoidal phase modulating interferometry for surface profile measurement", erschienen in Applied Optics, Volume 25, No. 18, vom 15 September 1986. In dieser Beschreibung wird zur sinusförmigen Modulation des Messsignals der Referenzspiegel zur Vibration angeregt.
Es ist möglich, die Modulation schon vor der Optik des Interferometers einzuführen, wie z.B. G. Basile, A. Bergamin, G. Cacagnero und G. Mana in der Veröffentlichung „Phase Modulation in High-resolution Optical Interferometry", erschienen in Metrologia, 1991/1992, 28, 455–461, beschreiben, wodurch die Modulation weniger empfindlich durch äußere Einflüsse gestört wird.
Eine bereits sehr schnelle Phasenmodulation wird von den Autoren U. Minoni, E. Sardini, E. Gelmini, F. Doccio und D. Marioli in dessen Veröffentlichung „A high-frequency sinusoidal phase-modulation interferometer using an electro-optic modulator: Development and evaluation", erschienen in Rev. Sci. Instrum. 62, 2579–2583 (1991), beschrieben. Eine hochfrequente Modulation erlaubt z.B. eine hohe Verschiebegeschwindigkeit, was für technische Anwendungen der Interferometer wichtig ist.
Im Wesentlichen hat sich für die Wellenlängenmodulation der Einsatz von sogenannten DFB-Dioden durchgesetzt. Eine erste Beschreibung erfolgte durch O. Sasaki, K. Takahashi und T. Suzuki in der Publikation „Sinusoidal phase modulating laser diode interferometer with feedback control system to eliminate external disturbance", erschienen in Optical Engineering 29(12), 1511–1515, im Dezember 1990. In der Veröffentlichung wird hergeleitet, wie sich die Modulation der Wellenlänge einer Laserdiode in einem sinusförmig phasenmodulieten Interferometer auf das Interferenzsignal auswirkt. Dabei wird der Diodenstrom über dessen Amplitude und Frequenz moduliert.
Das „DFB“ steht für „Distributed Feedback“. Interessant ist, dass die Wellenlänge von DFB-Dioden einfach durch Änderung des Diodenstroms oder der Temperatur moduliert werden kann. Zum einen führt eine Änderung der Temperatur zu einer Ausdehnung oder Komprimierung der frequenzbestimmenden Struktur. Damit kann der Wellenlängenbereich über einen weiten Bereich verschoben werden. Wichtig ist auch die Eigenschaft, dass eine Änderung des Diodenstroms die Ladungsträgerdichte beeinflusst, was wiederum den Brechungsindex des aktiven Mediums ändert und somit auch die optische Wegstrecke in der Diode. Damit können zwar nicht ganz so weitere Bereiche wie per Temperaturänderung verschoben werden, aber dafür kann eine hochfrequente Modulation erzielt werden.
Für viele Anwendungen sind faserbasierte SPM-Interferometer von besonderem Interesse. Beispielsweise erlauben diese einen kompakten Aufbau im Bereich des Messkopfs. Es sind in der Regel keine aktiven Bauteile im Bereich des Messkopfs vorhanden, was dazu führt, dass kaum Wärme eingebracht wird, was z.B. für cryogene Anwendungen sehr wichtig ist. Faserbasierte SPM-Interferometer wurden vielfach beschrieben, wie beispielsweise von S. Venkatesh und W. V. Sorin in „Fibre-Tip Displacement Sensor Using a Sinusoidal FM-Based technique", Electronic Letters, Seiten 1652–1654, Volume 27, Issue 18, aus dem Jahr 1991. Hier wird ein sogenanntes faseroptisches Fabry-Perot-Interferometer, ausdrücklich mit geringer Finesse beschrieben.
Auch die Autoren X. Wang, X. Wang, Y. Liu, C. Zhang und D. Yu beschreiben in der Veröffentlichung „A sinusoidal phase-modulating fiber-optic interferometer insensitive to the intensity change of the light source", erschienen in der Optics & Laser Technology, Volume 3, Issue 3, Seiten 219 bis 222, vom April 2003, ein faserbasiertes SPM-Interferometer.
Neben faserbasierte SMP-Interferometern, sind noch eine Reihe weiterer Interferometer entwickelt worden, wie beispielsweise die Klasse der Mehrwellen-Laserinterferometer wie beispielsweise in DE 10 2008 033 942 beschrieben.
Für faserbasierte Interferometer haben sich Wellenlängen von 1.200 nm bis 1.650 nm durchgesetzt, da Komponenten, die für diesen Wellenlängenbereich geeignet sind, verhältnismäßig günstig erhältlich sind.
Grundsätzlich ergibt sich bei Interferometern, die eine Wellenlänge nutzen, die außerhalb des sichtbaren Bereichs liegen, die Schwierigkeit für den Anwender, die Komponenten, wie z.B. die reflektierende Fläche des zu verschiebenden Objektes gut auszurichten, da das Licht, bzw. dessen Reflektion auf der Oberfläche nicht direkt sichtbar ist.
Um die Einrichtung zu vereinfachen, wurde von der Firma SmarAct GmbH im Jahr 2014 für deren faserbasiertes SPM-Interferometer „PicoScale“ ein sogenannter Pilotlaser, der im sichtbaren Bereich arbeitet, integriert, den der Anwender zur Ausrichtung bei Bedarf zuschalten kann. Das hat bereits wesentlich zur Vereinfachung der Ausrichtung beigetragen. Doch auch mit dieser Hilfe ist es noch immer schwieriger als erwünscht, die Komponenten zueinander auszurichten.
Es ist es von großem Interesse, die Nutzung faserbasierter Interferometer zu vereinfachen. Insbesondere die noch immer schwierige Ausrichtung der Komponenten zur Einrichtung des Interferometers soll vereinfacht werden.
Eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zur Ausrichtung der optischen Komponenten eines faseroptischen Laserinterferometers und ein entsprechendes Verfahren vorzustellen, die eine schnelle Einrichtung des Interferometers ermöglichen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur relativen Grob-Justierung eines Messkopfes eines faseroptischen Laserinterferometers und eines zu messenden reflektierenden Objekts vorgeschlagen, mit einem Strahlteiler, der zum Aufteilen mindestens eines Lichtstrahls in einen Referenzstrahl, der auf einen Referenzspiegel gerichtet ist, und einen Objektstrahl, der auf das zu messende Objekt gerichtet ist, ausgestaltet ist, einer Detektionsfläche, die einer Erfassbarmachung a) eines von dem Objekt zum Strahlteiler reflektierten Objektreflexstrahls und b) eines von dem Referenzspiegel zum Strahlteiler reflektierten Referenzreflexstrahls und/oder des Referenzstrahls dient, wobei die Detektionsfläche so angeordnet ist, dass, sie einem Referenzspiegel oder einem zu messenden Objekt aber nicht dem Messkopf gegenüberliegt.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein faseroptisches Laserinterferometer vorgeschlagen, insbesondere ein sinusförmig-phasenmoduliertes, faseroptisches Laserinterferometer, mit einem Messkopf, einem Referenzspiegel und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Grob-Justierung, wobei entweder das zu messendes Objekt oder der Referenzspiegel der Detektionsfläche der Vorrichtung gegenüberliegt.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Grob-Justierung eines faseroptischen Laserinterferometers zu einem zu messenden reflektierenden Objekt vorgeschlagen, insbesondere eines erfindungsgemäßen Laserinterferometers, mit den Schritten: Vorsehen eines Messkopfes, eines Referenzspiegels und eines Strahlteilers des Interferometers, wobei der Strahlteiler zum Aufteilen mindestens eines Lichtstrahls vom Messkopf in einen Referenzstrahl, der auf einen Referenzspiegel gerichtet ist, und einen Objektstrahl, der auf das zu messende Objekt gerichtet ist, ausgestaltet ist, wobei das Vorsehen auch ein Vorsehen einer Detektionsfläche umfasst, die einer Erfassbarmachung a) eines von dem Objekt zum Strahlteiler reflektierten Objektreflexstrahls und b) eines von dem Referenzspiegel zum Strahlteiler reflektierten Referenzreflexstrahls und/oder des Referenzstrahls dient, Anordnen des Messkopfes, der Detektionsfläche, des Referenzspiegeles, des Strahlteilers und des zu messenden Objekts derart, dass sich die Detektionsfläche und der Messkopf nicht gegenüberliegen, Einstrahlens des mindestens einen Lichtstrahls vom Messkopf in den Strahlteiler, Erfassen des Objektreflexstrahls unter Nutzung der Detektionsfläche, Erfassen des Referenzstrahls unter Nutzung der Detektionsfläche und mindestens grobes Justieren der relativen Anordnung von Messkopf zu messendem Objekt unter Nutzung der Ergebnisse der Schritte des Erfassens, vorzugsweise durch eine Indeckung-Bringung der auf der Detektionsfläche sichtbar gemachten Lichtstrahlen..
Der Erfindung liegt die folgende Erkenntnis zu Grunde:
Zur Vereinfachung der Einrichtung eines faseroptischen Interferometers ist es für den Nutzer sehr hilfreich, ein visuelles Mittel oder anderweitig messbares Signal zu erhalten, um zu erkennen, ob die Komponenten des Interferometers während der ersten, „groben Ausrichtung“, also noch bevor das Laserinterferometer Messsignaländerungen aufgrund von Interferenzen messen kann, halbwegs zueinander ausgerichtet sind. Idealerweise hilft dieses visuelle Mittel bzw. das Messsignal, die Ausrichtung in einen Bereich zu bringen, in dem das Interferometer in der Lage ist erste, wenn auch noch nicht unbedingt ideale Messungen durchzuführen, so dass anschließend die Messsignale des Interferometers zur Feinjustage der Komponenten genutzt werden können.
Ein erstaunlich einfacher und gut funktionierender Ansatz ist es, erfindungsgemäß die „grobe Ausrichtung“ unter der Nutzung des typischerweise bei Michelson-Interferometern zur Anwendung kommenden Strahlteilerwürfels durchzuführen, wenn der Detektor für die Interferenz auf der gleichen Seite liegt wie die Strahleinkopplung. Selbstverständlich muss kein Strahlteilerwürfel zum Einsatz kommen, die Komponenten Strahlteiler, fixer Referenzspiegel und Fläche zur Detektion der Ausrichtung können auch frei im Raum positioniert werden, was jedoch nicht ganz so einfach baut wie bei der Nutzung eines Strahlteilerwürfels. Für die folgenden Erklärungen wird davon ausgegangen, dass ein Strahlteilerwürfel aus mindestens zwei Prismen besteht, wobei die sich im Stoß eines Prismas ergebe Fläche, eine für das Licht teildurchlässige Eigenschaft hat und als Strahlteiler agiert. Diese Fläche mit der lichtteilduchlässigen Eigenschaft wird daher im Folgenden als Strahlteiler bezeichnet.
In einer sehr einfachen Ausführung wird die Fläche (z.B. auf einem Strahlteilerwürfel, der in diesem Beispiel herangezogen wird), die beispielsweise dem stationären Referenzspiegel gegenüber liegt, matt aber durchscheinend ausgeführt. Wird nun ein sichtbares Licht oder ein oben erwähnter Pilotlaser, der im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitet zur Ausrichtung der reflektierenden Fläche des zu verschiebenden Objektes genutzt, so sind auf der matten Fläche im Fall der Dejustage zwei leuchtende Punkte zu sehen, die lediglich in Deckung zu bringen sind, um ein gut voreingestelltes Interferometer zu erhalten. Warum das so ist und wie dieses zur Ausrichtung genutzt werden, wird folgend exemplarisch beschrieben.
Auf einer Seite des Strahlteilerwürfels wird das Licht eingekoppelt, so dass der Lichtstrahl auf den diagonal stehenden Strahlteiler (einem teildurchlässigen Spiegel) im Inneren des Strahlteilerwürfels trifft. Der Strahlteiler hat die Eigenschaft, den einzelnen Lichtstrahl in zwei Teilstrahlen zu trennen. Ein Teil des Lichts wird auf einen zum Strahlteiler fix stehenden Referenzspiegel gelenkt. Von dort wird der Strahl zurück auf den diagonalen, Strahlteiler reflektiert, so dass wiederum von dort ein Teil zurück auf den Bereich der ursprünglichen Lichteinkopplung trifft. Ein Teil des Lichtes geht durch den Strahlteiler und trifft auf die oben genannte matte Fläche, die gegenüber dem Referenzspiegel liegt. Auf der matten Fläche ist dann ein leuchtender Punkt zu sehen, der unabhängig von der Ausrichtung des zu verschiebenden Objektes stationär bleibt.
Von dem ursprünglich in den Strahlteilerwürfel eingekoppelten Licht geht ein Teil durch den diagonalen Strahlteiler hindurch und trifft auf die reflektierende Fläche des auszurichtenden, zu verschiebenden, bzw. zu messenden Objektes. Von dort wird das Licht reflektiert und trifft wieder auf den diagonalen Strahlteiler, so dass ein Teil zurück auf den Bereich der ursprünglichen Lichteinkopplung trifft, während ein anderer Teil von dem diagonalen Strahlteiler auf die matte Fläche gelenkt wird. Dieser Teil ist im Falle der Dejustage als zweiter Punkt auf der matten Fläche zu sehen. Dieser zweite Punkt wandert auf der matten Fläche mit der Änderung der Ausrichtung des zu verschiebenden Objektes. Im ideal ausgerichteten System überlagern sich die sichtbaren Punkte des Referenzspiegels und des Messspiegels. Im Falle einer Dejustage können die beiden sichtbaren Punkte über Änderung in der Ausrichtung des Kopfes zum reflektierenden Messobjekt in Deckung gebracht werden. Das ist aufgrund des sichtbaren „Wanderns“ des zweiten Punktes auf der matten Fläche mit der Änderung der Ausrichtung sehr einfach durchzuführen, wenn die matte Fläche so gestaltet und angeordnet wird, dass der Anwender bei der Justage die matte Fläche sehen, oder messen kann. Ist eine solche „Grobausrichtung“ erfolgt, kann mittels der Signale des Laserinterferometers die Feinjustage durchgeführt werden.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass es für den vereinfachten Ausrichtprozess egal ist, ob der Messkopf samt Stahlteiler in der Ausrichtung fix sind und das zu vermessende Objekt ausgerichtet wird oder ob das Messobjekt fix ist und der Messkopf und der Stahlteiler ausgerichtet werden. Wichtig ist, dass die relative Ausrichtung des Messkopfes zum Messobjekt geändert und optimiert wird.
Darüber hinaus können die Flächen, auf denen die Punkte visualisiert werden, auch auf die Wellenlänge angepasst vorteilhafterweise fluorisierend ausgestaltet werden.
Grundsätzlich ist es auch nicht unbedingt notwendig, die Fläche(n) matt auszuführen.
Selbstverständlich können ferner die Positionen der Flächen auf dem Strahlteilerwürfel beliebig vertauscht werden, solange die Strahlen stets auf mindestens einen diagonalen Strahlteiler treffen.
Mit dieser Erfindung wird der Vorgang der Einrichtung des faseroptischen Interferometers deutlich gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht, bei dem noch durch einfaches Hin- und Herbewegen des Spiegels versucht werden muss, ein erstes Signal des Interferometers zu erhalten. Dieses übliche „blinde“ Suchen kann sehr viel Zeit in Anspruch nehmen. Die erfindungsgemäße Technik hilft nicht nur, um die manuelle Ausrichtung zu vereinfachen, sondern ist insbesondere für automatische Ausrichtvorgänge von großem Nutzen, da ein Signal genutzt werden kann, und zwar deutlich bevor das Interferometer in der Lage ist ein Signal zu messen.
Eine Kombination verschiedener, erfindungsgemäßer Ansätze, die im Folgenden erläutert werden, ist möglich. Hierdurch wird eine besonders schnelle und einfache Ausrichtung der Komponenten ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Strahlteiler Teil eines Strahlteilerwürfels und eine Fläche des Strahlteilerwürfels ist mit der Detektionsfläche versehen.
Bei der Ausführung mit einem Strahlteilerwürfel ergibt sich eine einfache Handhabbarkeit und relative Unempfindlichkeit des eigentlichen Strahlteilers, der durch den Würfel in gewisser Weise vor Umwelteinflüssen geschützt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Detektionsfläche für eine Streuung des Referenzreflexstrahls und des Objektreflexstrahls ausgestaltet, so dass die Auftreffpunkte von Referenzreflexstrahl und Objektreflexstrahl auf der Detektionsfläche erkennbar sind.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Detektionsfläche photolumineszent, insbesondere fluoroszent, ausgestaltet und durch den Referenzreflexstrahl und den Objektreferenzstrahl zum Aussenden von Licht mit wenigstens einer Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 780 nm vom jeweiligen Auftreffpunkt anregbar.
Eine alternative oder ergänzende Möglichkeit besteht in einer Umwandlung wenigstens eines Teils der Strahlen in Strahlen im sichtbaren Bereich, die damit vom Benutzer optisch wahrgenommen werden können.
Die beiden Möglichkeiten Streuung und Lumineszenz (insb. Fluoroszenz) haben den Vorteil, dass die sich dabei ergebenden Punkte für den Benutzer einfach zu erkennen sind, wobei die gleiche Erkennbarkeit damit im Prinzip auch für einen Sensor (z.B. eine Kamera o.ä.) gegeben ist, der allerdings auch über den sichtbaren Wellenlängenbereich hinaus eingesetzt werden kann.
In einer Ausgestaltung sieht die Erfindung einen photo-empfindlichen Sensor zur Erfassung der Auftreffpunkte von Referenzreflexstahl und Objektreflexstrahl auf der Detektionsfläche vor, wobei in einer anderen Ausgestaltung auch die Detektionsfläche selbst als photo-empfindlicher Sensor mit Ortsauflösung ausgestaltet sein kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Laserinterferometer ist der Messkopf zur Nutzung eines Laserstrahls in einem ersten Wellenlängenbereich, insbesondere im Wellenlängenbereich von 1.200 nm bis 1.650 nm, und zum wahlweisen Aussenden eines zum Laserstrahl parallelen Pilotlaserstrahls in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm ausgestaltet.
Im Folgenden werden anhand verschiedener Abbildungen beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtungen vorgestellt. Das erfindungsgemäße Ausrichtverfahren wird anhand einer Abbildung erläutert.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere in den abhängigen Ansprüchen definiert, wobei zu verstehen ist, dass eine Ausführungsform, die im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben ist, ebenso als Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verstehen ist, was auch umgekehrt gilt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es handelt sich lediglich um Beispiele, die keinesfalls einschränkend wirken sollen.
Hierbei zeigt
1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung in dejustierter Lage,
2 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung in justierter Lage,
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung mit fluoreszierender Fläche,
4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung mit Sensor,
5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Ausrichtverfahrens.
1 zeigt eine Prinzipskizze eines um den Winkel α dejustierten, faseroptischen Michelson-Interferometers mit einer Ausrichtvorrichtung (als einem Bespiel einer Vorrichtung zur relativen Grob-Justierung) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Einfachheit halber wird in dem Beispiel ein Strahlteilerwürfel herangezogen, der zwei Prismen 10 ₁ und 10‘ ₁ umfasst, wobei eine der sich im Stoß der Prismen ergebe Fläche 5 ₁ eine für das Licht teildurchlässige Eigenschaft hat und als Strahlteiler agiert. Statt des Würfels könnte z.B. auch einfach eine diagonal stehende Glasscheibe (mit oder ohne Beschichtung – abhängig von der Wellenlänge des Lichtes welches aufgeteilt werden soll) genutzt werden. Selbstverständlich kann das Objekt 7 ₁ beliebig verstellt sein. Die Dejustage um den Winkel α wird nur herangezogen, da dieses einfacher darstellbar ist als eine mehrdimensionale Fehljustierung.
In dem Beispiel wird ein 2 × 2 Koppler 3 ₁ verwendet, um das Licht einer Laserdiode „LD“ 1 ₁ – oder einer anderen Lichtquelle – auf der in der Darstellung linken Seite des Strahlteilerwürfels einzukopplen und das Licht, nachdem es durch zwei Pfade durch den Strahlteilerwürfel gelaufen ist, wieder in die Faser 11 ₁ einzukopplen und an einen Detektor 12 ₁, wie z.B. eine Photodiode PD zu bringen, die dann in der Lage ist, die Interferenzen bzw. Intensitäten zu messen. Es sei darauf hingewiesen, dass statt dem Einsatz des 2 × 2 Kopplers 3 ₁ noch viele alternative Ansätze gewählt werden können. Wie die Ein- und Auskopplung abläuft, das ist für den erfinderischen Gedanken unerheblich.
In der 1 wird auf der linken Seite des Strahlteilerwürfels der durch den Einsatz von ein oder mehreren Linsen 4 ₁ kollimierte Lichtstrahl 13 ₁ der Lichtquelle 1 ₁, der aus der Faser 11 ₁ austritt, ausgekoppelt, so dass der Lichtstrahl auf den diagonal angeordneten Strahlteiler 5 ₁ im Inneren des Strahlteilerwürfels trifft. Ein Teil des Lichts wird auf einen zum Strahlteiler 5 ₁ fix stehenden Referenzspiegel 6 ₁ gelenkt. Von dort wird der Strahl zurück auf den Strahlteiler 5 ₁ reflektiert, so dass wiederum von dort ein Teil zurück auf den Bereich der ursprünglichen Lichtauskopplung auf der linken Seite des Strahlteilerwürfels trifft. Ein Teil des vom Referenzspiegel 6 ₁ reflektierten Lichtstrahls (Referenzreflexstrahl) geht durch den Strahlteiler 5 ₁ und trifft auf eine matte, aber durscheinende Fläche 8 ₁ (als einem Beispiel einer Detektionsfläche), die dem Referenzspiegel 6 ₁ gegenüber liegt. Da die matte Fläche 8 ₁ den Lichtstrahl streut, ist, für den Fall das sichtbares Licht verwendet wird, auf der matten Fläche dann bereits mit bloßem Auge ein leuchtender Punkt bzw. Fleck 9 ₁ zu sehen, der unabhängig von der Ausrichtung des Objektes 7 ₁ stationär bleibt.
Vom ursprünglich in den Strahlteilerwürfel eingebrachten Lichtstrahl 13 ₁ geht ein Teil durch den diagonalen Strahlteiler 5 ₁ hindurch (nämlich der Objektstrahl) und trifft auf die reflektierende Fläche des auszurichtenden, zu verschiebenden bzw. zu vermessenden Objektes 7 ₁. Von dort wird das Licht reflektiert (als Objektreflexstrahl) und trifft wieder auf den Strahlteiler 5 ₁, so dass ein Teil zurück auf die Seite der ursprünglichen Lichtauskopplung trifft. Eine (Wieder-)Einkopplung in die Faser 11 ₁ findet nur statt, wenn das Objekt 7 ₁ richtig justiert ist. Im in 1 dargestellten Fall wird der Strahl wegen der Dejustage des Objektes 7 ₁ nicht in die Faser 11 ₁ eingekoppelt. Ein Teil des vom Objekt 7 ₁ reflektierten Lichts wird vom Strahlteiler 5 ₁ ebenfalls auf die matte Fläche 8 ₁ reflektiert. Dieser Strahl ist aufgrund der Fehlausrichtung als zweiter Punkt 9‘ ₁ auf der matten Fläche 8 ₁ zu sehen. Dieser zweite Punkt 9‘ ₁ wandert auf der matten Fläche 8 ₁ mit der Änderung der Ausrichtung des zu verschiebenden bzw. zu vermessenden Objektes 7 ₁. Wird der Winkel α der Fehlausrichtung reduziert, so wandert der Punkt 9‘ ₁ auf den Punkt 9 ₁ zu. Um nun eine „hinreichend gute“ Ausrichtung zu erzielen, bei der die Strahlen, die links vom Strahlteilerwürfel auf die Fläche der ursprünglichen Lichtauskopplung treffen, auch in die Faser 11 ₁ einkopplen, so dass deren Interferenz über mit dem Detektor 12 ₁ gemessen werden kann, muss das zu verschiebende, bzw. zu messende Objekt 7 ₁ lediglich so gut ausgerichtet werden, dass die Punkte 9 ₁ und 9‘ ₁ zumindest teilweise übereinander liegen. Ist dieser Status erreicht, kann, falls nötig, eine weitere Feinjustage direkt anhand der Messsignale des Interferometers vorgenommen werden.
Aufgrund des sichtbaren „Wanderns“ des Punktes 9‘ ₁ auf der matten Fläche 8 ₁ ist die Wirkung der Änderung der Ausrichtung vom Objekt 7 ₁ sehr einfach zu erkennen, wenn die matte Fläche 8 ₁ so gestaltet und angeordnet wird, dass der Anwender bei der Justage die matte Fläche 8 ₁ sehen, oder vermessen kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung mit hinreichend gut ausgerichtetem Objekt 7 ₁. Die Punkte 9 ₁ und 9‘ ₁ liegen übereinander, so dass sichergestellt ist, dass die Strahlen, die miteinander interferieren sollen, in die Faser 11 ₁ eingekoppelt werden.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung. Der Aufbau ist dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich. Anstatt einer matten Fläche ist eine fluoreszierende Oberfläche 8 ₃ (als ein anderes Beispiel einer Detektionsfläche) vorgesehen, die beim Auftreffen der Lichtstrahlen des Interferometers lokal zum Leuchten angeregt wird, so dass leuchtende Flecken bzw. Punkte erschienen: zum einen der Punkt 9 ₃, dessen Lage von der Ausrichtung des Objektes 7 ₁ unabhängig ist, und zum anderen der Punkt 9‘ ₃, der mit der Ausrichtung des Objektes 7 ₁ wandert. Diese Punkte 9 ₃ und 9‘ ₃ liegen bei einer guten Ausrichtung des Objektes 7 ₁ wieder ausreichend in Deckung, so wie im Zusammenhang mit 1 und 2 beschrieben. Die fluoreszierende Oberfläche sollte so gewählt werden, dass diese durch das Licht mit der Wellenlänge des Interferometers zum Leuchten angeregt wird. Das ermöglicht es dann, auf einen Pilotlaser, der im sichtbaren Bereich arbeitet, zu verzichten, da die leuchtenden, in Deckung zu bringenden Punkte 9 ₃ und 9‘ ₃ sehr gut zu erkennen sind. Das ist insbesondere dann hilfreich, wenn der Ausrichtvorgang manuell oder mittels Sensoren durchgeführt werden soll, die im Bereich der Wellenlängen des Interferometers nicht sensibel sind.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Ausrichtvorrichtung. In diesem Fall werden die Punkte auf der Fläche 8 ₄ mit einem Sensor 14 ₄ aufgenommen. Dabei kann es sich um verschiedene Sensoren handeln. Ein beispielhafter Sensor ist ein CCD-Chip, der die Lage der Punkte detektieren kann. Das erlaubt dann, eine besonders einfache Automatisierung des Ausrichtvorgangs. Es sind aber auch andere Sensoren denkbar, bis hin zu komplexen Kameras. Beim Einsatz von Sensoren ist es, je nach Wahl des Sensors 14 ₄ nicht unbedingt nötig, dass die Fläche 8 ₄ matt oder fluoreszierend ausgeführt ist, da einige Sensoren auch direkt das auftreffende Licht detektieren können. Dann können die Sensoren selber die Funktion der Detektionsfläche übernehmen.
5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Ausrichtverfahrens.
Das Ausrichtverfahren 100 umfasst hierbei die folgenden Schritte:
Relatives Ausrichten 110 eines verschiebbaren Objektes mit spiegelnder Oberfläche zu einem Messkopf eines Laserinterferometers mit integrierten Strahlteiler und
Beleuchten 120 mit einem durch den Strahlteiler gehenden Lichtstrahl, der von der Oberfläche des verschiebbaren Objektes reflektiert wird, so dass der Strahl anschließend wieder auf den Strahlteiler trifft, wo ein Teil des Lichtstrahls auf eine Oberfläche trifft, auf die auch der Teil des Lichtstrahls trifft, der vom stationären Referenzspiegel reflektiert wurde und durch den Strahlteiler ging.
Sichtbarmachung 130 der auf die Fläche treffenden Lichtstrahlen,
durch entweder Streuen 140 der Lichtstrahlen auf der Oberfläche, indem diese Oberfläche eine matte, durchscheinende Ausführung hat,
oder durch Fluoreszieren 150 in den Bereichen der Oberfläche an denen die Lichtstrahlen auftreffen, indem Materialien eingesetzt werden, die durch die Lichtstrahlen zum Leuchten angeregt werden,
oder durch den Einsatz 160 eines Sensors, der im Wellenlängenbereich der Lichtstrahlen sensitiv ist, so dass die Oberfläche nicht unbedingt benötigt wird,
oder Kombination 170 aller oder Teile der Schritte von 140 bis 160.
Im Anschluss werden die Flecken, bzw. Punkte durch gezielte Lageveränderungen 180 des Objektes oder des Messkopfes angenähert, bis die Punkte in Deckung gebracht sind.
Im Anschluss an Schritt 180 kann eine weitere Optimierung 190 der Lage des beweglichen Objektes oder des Messkopfes über die nun vorhandenen sensitiven Signale des Laserinterferometers durchgeführt werden. Im Anschluss kann das bewegliche Objekt beliebig oft entlang der Strahlrichtung verschoben (200) werden, während das Laserinterferometer die Strecke der Verschiebung regelmäßig misst (210).
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vorrichtung zur relativen Justierung eines Messkopfes zu einem beweglichen Spiegel bzw. reflektierenden Objekt vorgesehen, dessen Verschiebung durch das faseroptische Laserinterferometers gemessen werden soll, wobei mindestens zwei Lichtstrahlen, des ursprünglich mindestens einen Lichtstrahls, der durch den Strahlteiler in mehrere Lichtstrahlen aufgeteilt wird, auf eine Fläche gelenkt werden, wo diese durch geeignete Mittel in Form von Flecken, bzw. Punkten visualisiert werden, wobei mindestens einer der Flecken, bzw. Punkte durch die Lage des beweglichen Spiegels nicht beeinflusst wird, während der zweite Fleck, bzw. Punkt bei Veränderung der Ausrichtung des beweglichen Spiegels auf der Fläche wandert, so dass eine hinreichend gute Vorjustierung des Spiegels erzielt werden kann, indem durch die Lageveränderung des beweglichen Spiegels der mindestens eine bewegliche Fleck mit dem stationären Fleck in Deckung gebracht wird, was ein Indikator dafür ist, dass das Interferometer in der Lage ist Messungen durchzuführen.
Bevorzugt handelt es sich bei dem faseroptischen Laserinterferometer konkret um ein sinusförmig-phasenmoduliertes, faseroptisches Laserinterferometers.
In einer Ausführung ist die Fläche, auf der die Auftreffstellen der Strahlen visualisiert werden, Bestandteil eine den Strahlteiler umfassenden Strahlteilerwürfels, wobei ein stationärer Referenzspiegel vorzugsweise ebenfalls Bestandteil des Strahlteilerwürfels ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung besteht das Mittel zur Visualisierung der Stellen, an denen die Lichtstrahlen auf die Fläche treffen, darin, dass die Fläche matt und durchscheinend ausgestaltet ist, so dass die Lichtstrahlen beim Auftreffen auf die Fläche gestreut werden, so dass die Auftreffstellen bei der Wahl eines Lichts mit Wellenlängen im sichtbaren Bereich oder im detektierbaren Bereich als leuchtende Flecken, bzw. Punkte erscheinen.
Bei einer alternativen oder ergänzenden Variante besteht das Mittel zur Visualisierung der Stellen, an denen die Lichtstrahlen auf die Fläche treffen, darin, dass die Fläche so ausgestaltet ist, dass die Fläche lokal zum Fluoreszieren angeregt wird, wenn ein oder mehrere Strahlen die Oberfläche lokal treffen.
Die Erfindung erlaubt es, bei geeigneter Ausgestaltung, dass die durch die Lichtstrahlen auf der Fläche erzeugten Flecken mit dem Auge beobachtet werden, während die Lage des beweglichen Spiegels verändert wird, um die Flecken in Deckung zu bringen.
Es ist ebenfalls möglich, dass die durch die Lichtstrahlen auf der Fläche erzeugten Flecken mit einem Sensor beobachtet werden, während die Lage des beweglichen Spiegels verändert wird, um die Flecken in Deckung zu bringen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die durch die Lichtstrahlen auf der Fläche erzeugten Flecken mit einem Sensor beobachtet werden, während die Lage des beweglichen Spiegels verändert wird, um die Flecken in Deckung zu bringen, wobei die Fläche Bestandteil des Sensors ist, wie es z.B. bei einem CCD-Chip möglich ist.
Es ist im Rahmen der Erfindung insbesondere vorgesehen, dass beim Einsatz eines Sensors zur Detektion der Lage der Flecken auf der Fläche ein Algorithmus zur automatischen Indeckung-Bringung der Flecken genutzt wird und/oder dass beim Einsatz eines Sensors zur Detektion der Lage der Flecken auf der Fläche ein analoger Regelkreis zur automatischen Indeckung-Bringung der Flecken genutzt wird.
In einer Ausgestaltung betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten des beweglichen, bzw. zu vermessenden Objektes mit spiegelnder Oberfläche, im Rahmen eines faseroptischen Laserinterferometers, welches die folgenden Schritte umfasst: Relatives Ausrichten eines verschiebbaren Objektes mit spiegelnder Oberfläche zu einem Messkopf eines Laserinterferometers mit integrierten Strahlteiler und Beleuchten mit einem durch den Strahlteiler gehenden Lichtstrahl, der von der Oberfläche des verschiebbaren Objektes reflektiert wird, so dass der Strahl anschließend wieder auf den Strahlteiler trifft, wo ein Teil des Lichtstrahls auf eine Oberfläche trifft, auf die auch der Teil des Lichtstrahls trifft, der von einem stationären Referenzspiegel reflektiert wird und durch den Strahlteiler geht; Sichtbarmachung der Auftreffpunkte der auf die Fläche treffenden Lichtstrahlen, durch entweder Streuen der Lichtstrahlen auf der Oberfläche, indem diese Oberfläche eine matte, durchscheinende Ausführung hat, oder durch Fluoreszieren in den Bereichen der Oberfläche an denen die Lichtstrahlen auftreffen, indem Materialien eingesetzt werden, die durch die lokal auftreffenden Lichtstrahlen lokal zum Leuchten angeregt werden, oder durch Sensoreinsatz, der im Wellenlängenbereich der Lichtstrahlen sensitiv ist, so eine matte oder fluoreszierende Oberfläche nicht unbedingt benötigt wird, Beobachtung, der Bewegung der sichtbar gemachten Auftreffpunkte, entweder visuell und/oder durch einen Sensor bei der gezielte Lageveränderungen des auszurichtenden, verschiebbaren Objektes; Indeckung-Bringung der sichtbar gemachten Auftreffpunkte durch Einstellung der korrekten Lage des beweglichen Objektes mit spiegelnder Oberfläche; und optionale weitere Optimierung der Lage des beweglichen Objektes mit spiegelnder Oberfläche unter Nutzung der Messdaten des faseroptischen Laserinterferometers.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008033942 [0013]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

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G. Basile, A. Bergamin, G. Cacagnero und G. Mana in der Veröffentlichung „Phase Modulation in High-resolution Optical Interferometry“, erschienen in Metrologia, 1991/1992, 28, 455–461 [0007]
U. Minoni, E. Sardini, E. Gelmini, F. Doccio und D. Marioli in dessen Veröffentlichung „A high-frequency sinusoidal phase-modulation interferometer using an electro-optic modulator: Development and evaluation“, erschienen in Rev. Sci. Instrum. 62, 2579–2583 (1991) [0008]
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S. Venkatesh und W. V. Sorin in „Fibre-Tip Displacement Sensor Using a Sinusoidal FM-Based technique”, Electronic Letters, Seiten 1652–1654, Volume 27, Issue 18, aus dem Jahr 1991 [0011]
X. Wang, X. Wang, Y. Liu, C. Zhang und D. Yu beschreiben in der Veröffentlichung „A sinusoidal phase-modulating fiber-optic interferometer insensitive to the intensity change of the light source“, erschienen in der Optics & Laser Technology, Volume 3, Issue 3, Seiten 219 bis 222, vom April 2003 [0012]

Claims

Vorrichtung zur relativen Grob-Justierung eines Messkopfes eines faseroptischen Laserinterferometers und eines zu messenden reflektierenden Objekts, mit: einem Strahlteiler, der zum Aufteilen mindestens eines Lichtstrahls in einen Referenzstrahl, der auf einen Referenzspiegel gerichtet ist, und einen Objektstrahl, der auf das zu messende Objekt gerichtet ist, ausgestaltet ist, einer Detektionsfläche, die einer Erfassbarmachung a) eines von dem Objekt zum Strahlteiler reflektierten Objektreflexstrahls und b) eines von dem Referenzspiegel zum Strahlteiler reflektierten Referenzreflexstrahls und/oder des Referenzstrahls dient, wobei die Detektionsfläche so angeordnet ist, dass sie entweder einem Referenzspiegel oder einem zu messenden Objekt, aber nicht dem Messkopf gegenüberliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Strahlteiler Teil eines Strahlteilerwürfels ist und eine Fläche des Strahlteilerwürfels mit der Detektionsfläche versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Detektionsfläche für eine Streuung des Referenzreflexstrahls und des Objektreflexstrahls ausgestaltet ist, so dass die Auftreffpunkte von Referenzreflexstrahl und Objektreflexstrahl auf der Detektionsfläche erkennbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Detektionsfläche photolumineszent, insbesondere fluoroszent, ausgestaltet und durch den Referenzreflexstrahl und den Objektreferenzstrahl zum Aussenden von Licht mit wenigstens einer Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 780 nm vom jeweiligen Auftreffpunkt anregbar ist.
Vorrichtung nach einem Ansprüche 3 und 4, mit einem photo-empfindlichen Sensor zur Erfassung der Auftreffpunkte von Referenzreflexstahl und Objektreflexstrahl auf der Detektionsfläche.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Detektionsfläche als photo-empfindlicher Sensor mit Ortsauflösung ausgestaltet ist.
Faseroptisches Laserinterferometer, insbesondere sinusförmig-phasenmoduliertes, faseroptisches Laserinterferometer, mit: einem Messkopf, einem Referenzspiegel und einer Vorrichtung zur Grob-Justierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei entweder das zu messenden Objekt oder der Referenzspiegel der Detektionsfläche der Vorrichtung gegenüberliegt.
Laserinterferometer nach Anspruch 7, wobei der Messkopf zur Nutzung eines Laserstrahls in einem ersten Wellenlängenbereich, insbesondere im Wellenlängenbereich von 1.200 nm bis 1.650 nm, und zum wahlweisen Aussenden eines zum Laserstrahl parallelen Pilotlaserstrahls in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm ausgestaltet ist.
Verfahren zur Grob-Justierung eines faseroptischen Laserinterferometers zu einem zu messenden reflektierenden Objekt, insbesondere eines Laserinterferometers nach einem Ansprüche 7 und 8, mit den Schritten: Vorsehen eines Messkopfes, eines Referenzspiegels und eines Strahlteilers des Interferometers, wobei der Strahlteiler zum Aufteilen mindestens eines Lichtstrahls vom Messkopf in einen Referenzstrahl, der auf einen Referenzspiegel gerichtet ist, und einen Objektstrahl, der auf das zu messende Objekt gerichtet ist, ausgestaltet ist, wobei das Vorsehen auch ein Vorsehen einer Detektionsfläche umfasst, die einer Erfassbarmachung a) eines von dem Objekt zum Strahlteiler reflektierten Objektreflexstrahls und b) eines von dem Referenzspiegel zum Strahlteiler reflektierten Referenzreflexstrahls und/oder des Referenzstrahls dient, Anordnen des Messkopfes, der Detektionsfläche, des Referenzspiegeles, des Strahlteilers und des zu messenden Objekts derart, dass sich die Detektionsfläche und der Messkopf nicht gegenüberliegen, Einstrahlens des mindestens einen Lichtstrahls vom Messkopf in den Strahlteiler, Erfassen des Objektreflexstrahls unter Nutzung der Detektionsfläche, Erfassen des Referenzreflexstrahls unter Nutzung der Detektionsfläche und mindestens grobes Justieren der relativen Anordnung von Laserinterferometer und zu messendem Objekt unter Nutzung der Ergebnisse der Schritte des Erfassens, vorzugsweise durch eine Indeckung-Bringung der auf der Detektionsfläche sichtbar gemachten Lichtstrahlen.