DE1030059B

DE1030059B - Interferometer

Info

Publication number: DE1030059B
Application number: DEL22557A
Authority: DE
Inventors: Dr Willi Horn
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1955-07-28
Filing date: 1955-07-28
Publication date: 1958-05-14

Description

Interferometer In dem Michelsonschen Interferometer ist ein schräg zum einfallenden Lichtstrahl stehender Strahlenteiler angeordnet, und es wird jeder der beiden Teilstrahlen durch sogenannte Referenzspiegel in sich zurückgeworfen. Hierbei durchläuft der eine Teilstrahl zweimal die planparellele Trägerplatte der halb durchlässigen Teilerschicht. so daß zur Herstellung gleicher optischer Wege eine Kompensationsplatte im Wege des anderen Teilstrabls nötig ist.
Die Erfindung betrifft eine Verl)esserung und Nrer einfachung eines derartigen Interferometers. Sie besteht darin, daß die Teilerplatte endlicher Dicke an ihren beiden Flächen gleich stark reflektierend ausgebildet ist und die vier paarweise gleich starken Teilstrahlen, von denen zwei einen Gangunterschied entsprechend der doppelten Plattendicke gegenüber den beiden anderen Teilstrahlen haben, zur Erzeugung von zwei Interferenzstreifensystemen überlagert werden. Hierbei ist keine Wompensationsplatte vorbanden. Die Teilerplatte ist demnach beiderseits gleich stark oder überhaupt nicht verspiegelt. Einer der Reflexionsspiegel kann als Meßorgan für Längenänderungen verschieblich sein. man kann auch im Wege des einen Teilbündels ein Objekt anordnen. In einer Ausführungsform des Interferometers sind beide Referenzspiegel zu einer doppelseitig spiegelnden Platte vereinigt. wobei die Teilbündel deren spiegelnden Flächen durch Umlenkspiegel zugeführt werden. Diese Platte kann als Meßorgan verschiel)lich sein. Man kann ferner in jedem Teilbündel ein Objektiv anordnen. Benutzt man weißes Licht. so enthält jedes der Streifensysteme die zwei nahezu schwarzen Interferenzstreifen.
In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Interferometer sdiematisch dargestellt, wobei nur die Hauptstrahlen paralleler Lichtbündel gezeichnet sind.
Nach Fig. 1 ist das von der Lampe 1 kommende Licht durch den aus Blende 2 und Objektiv 3 bestehenden Rollimator parallel gemacht und fällt auf die planparallele Teilerplatte 4, deren beide Flächen gleich stark spiegeln und unter 45° zum einfallenden Licht stehen. In jedem Teilbülldel ist ein Referenzspiegel 5 6 angeordnet. Mit 7 ist ein Objektiv bezeichnet, das alle Parallelstrahlenbündel in der Bildebene 8 zur Vereinigung bringt. Die Durchstoßpunkte an der Teilerpiatte des auftreffenden und gebrochenen Hauptstrahls des einfallenden Bündels sind mit 4 und B bezeichnet. In 24 wird ein Teilstrahl zum Referenzspiegel 6 geworfen und von diesem über A einmal durch die Platte 4 zum Objektiv geleitet. Dieser Strahl ist mit 1 bezeichnet. Der Voll A über B zum Referenzspiegel 5 gebende Teilstrahl wird von B zum Objektiv geleitet, er hat einmal die Platte durchsetzt und ist mit 1' bezeichnet.
In B wird nun ebenfalls ein Teilstrahl zum Referenzspiegel 6 geworfen, der von A aus bis zum Objektiv 7 die Platte dreimal durchsetzt. Er ist mit III bezeichnet. Der vom Referenzspiegel 5 zurückkehrende Teilstrahl wird in A reflektiert, er hat also die Platte ebenfalls dreimal durchsetzt und ist mit III' bezeichnet.
Man erkennt, daß die Teilstrahlen 1 und I' interferieren und daß ferner die Teilstrahlen III und III' interferieren. Wenn die Referenzspiegel gleich weit vom Mittelpunkt der Teilerplatte entfernt sind, so überlagern sich diese zwei Interferenzstreifensysteme Verändert man jedoch den optischen Weg eines der Teilstrahlen, z. B. durch Verschieben des Referenzspiegels 5 in Pfeilrichtung, so wird der Teilstrahl I' kürzer, während der Teilstrahl 1 unverändert bleibt.
Dagegen bleibt zugleich der Teilstrahl III unverändert, und es wird III' verkürzt.
Man erkennt, daß die leiden Streifensysteme nach entgegengesetzten Richtungen wandern, so daß die Ablesegenauigkeit verdoppelt ist.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, hei der die Referenzspiegel zu einem auf leiden Seiten wirkenden Spiegel 9 vereinigt sind. Die leiden Umlenkspiegel 10 und 11 sind so gestellt, daß die von ihnen dem Spiegel 9 zugeleiteten Teilstrahlen in sich zurückgeworfen werden, also senkrecht auf den Spiegel 9 auftreffen. Verschiebt man den Spiegel 9, so ist die Wirkung doppelt so groß wie hei der Anordnung nach Fig. 1.
Man kann die Wirkung nocll weiter steigern, wenn man zwischen dem Spiegel 9 und den Umlenkspiegeln 12 und 13 mehrfache Reflexionen erzeugt, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Wenn man vor jeden Referenzspiegel ein Objektiv stellt, so erhält man eine Abänderung des bekannten Interferenzmikroskops von Linnik, die darin sich vorteilhaft von ihm unterscheidet, daß der Strahlenteilerwürfel vermieden ist. Dieser ist bekanntlich wegen der erforderlichen sehr großen Genauigkeit, insbesondere der Kittschicht, sehr schwer herzustellen, während eine Planparallelpiatte diesen Mangel nicht hat. Nach der Erfindung kommt man bei Verwendung der Planpiatte ferner ohne Kompensationsplatte aus. Die beiden Objektive bewirken wegen der Bildumkehr, daß die zwei Interferenzstreifensysteme sich bei Erzeugung eines Gangunterschiedes gleichsinnig bewegen. Will man das vermeiden. so ersetzt man den Referenzspiegel 6 durch einen Dachkantspiegel. Man wird das Objekt in den nur von einem Teilstrahl durchlaufenen Teil stellen, also nach Fig. 1 in denjenigen, welcher den Referenzspiegel 5 enthält, bzw. man wird im Falle eines spiegelnden Objekts dieses an Stelle des Referenzspiegels 5 stellen.
PATENTANSPROCHE: 1. Interferometer nach Michelson mit einer schräg zum einfallenden Lichtstrahl angeordneten Teilerplatte und zwei Referenzspiegeln, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flächen der planparallelen Strahlenteilerplatte gleich stark reflektierend ausgebildet sind und die vier paarweise gleich starken Teilstrahlen, von denen zwei einen Gangunterschied entsprechend der doppelten Plattendicke gegenüber den beiden anderen Teilstrahlen haben, zur Erzeugung von zwei Interferenzstreifensystemen überlagert werden.

Claims

2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilerplatte unverspiegelt ist.

3. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilerplatte an beiden Flächen gleich stark verspiegelt ist.

4. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei weißem Licht beobachtet wird. so daß in jedem der beiden Interferenzstreifensysteme die an sich bekannten zwei nahezu schwarzen Interferenzstreifen entstehen.

5. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Referenzspiegel als Meßorgan für Längenänderungen verschieblich ist.

6. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet. daß die Teilstrahlenbündel durch Uml enkspiegel einem doppelseitig spiegelnden Referenzspiegel zugeführt sind, der als Meßorgan verschieblich ist.

7. Interferometer nach einem der AnsI)rü«,le 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt in dem Weg eines der Teilstrahlenbündel angeordnet ist.

8. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Referenzspiegel im Brennpunkt eines Objektivs und ein spiegelndes Objekt im Brennpunkt eines gleichartigen Objektivs angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 489 880, 724 040.