DE1472095A1 - Interferometrisches Verfahren und zugchoeriges Interferometer - Google Patents
Interferometrisches Verfahren und zugchoeriges InterferometerInfo
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Description
Französische Priorität vom 14-· Deseabor 1964 aue der fransSslochen l'atuntanme!dung Hr. 998 510
Die Erfindung betrifft ein lnterferometrleohea Verfahren
und ein Interferometer sur Durchführung deeaelben. Dae hier Torgeachlagene Interferometer bietet gegenüber den bekannten Geräten
folgende Vorteilet Einfachheit der Konetruktion und der Einstellungen, Stabilität der too Oerat gelieferten Interferograee» und
einen gröaeeren Anwendungebereich·
Interferometer, die zwei Wellenduplikatoren enthalten« sind
allgemein bekannt - man kann dieae auf Orund ihrer Betriebsweise
ale Interferometer mit Defokussierung besolohnen. wie s.B. die
Geräte von Philpott, Smith und Dyson; bei diesen bekannten Torrichtungen wird eine Lichtquelle sur Beleuchtung dee sn unter-
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euonender. Ob Jettco benotet, de re λ latarftreailalld beobaahtat
wird, wobei dl· Fsiußewella daa ObJ3kt darafcajBert iinA dasal aotwendigerweloa eine Störung orleiteti dl«o brlegt duroä ASjö w#rbielbenüc Struktur der Beaugewelle ela wrvetetMSMne· MlA «It
eich, dan darauf surUokzufUhrea iat* dass dl·
praktisch nie ausreicht. Andereratlta wird das Bild dar
quelle durch ein LiehtbUcdsl alt groaee? VlBkaieffflä2ae9
die Kohüienz und den Kontrast der tonturec waralndert»
Objekt nl>gebildot. In der Präzis 1st dia Beaatiußg der latarferooeter rait Befokuseieioiug auf dl« Frtifaag von Objekt«» alt
gegenüber den Objektfeld kleiner Oberfläche boeohrßiVrt, Al·
schwache Veränderungen den optlsahaa Vdg·«
Liir.ufhin hatte aan die Ide·-, de*t dl«·« JUchteilo
echaltet werden kiJaaton, indes Jftan tlch afid^r· Vorteile
der Bed ir ^UDg eu Sat ce Kaoht, daae dl· 9es»fCfrelle ela fa·*
punktfarmigoe Oebtet dee Objekte« £urah.isert· Di»o führt· aa
folgenden überlegucean. die die araalUsa der SrfladOfif
len und die unter Besage&Jiae mv.t ΤίΛ. 1 der beiliegende«
nungen dargalsst werden. Gegeben selfto eine ν*1·β· Iiebitl*ll·
mit kleinen Durohiseeeer, »bei* guter üalUekalt, «la Koaitapvr O9
der nit einen ere ten Vellendupllkator jelcopp·!^ let (Amr der Hnfachheit halber hler nicht dargeetellt 1st), ein durohalaatl«··
Objekt A, eine Beobaohtungelloae O9 dl· alt eines eveite· W»llendupllkator gekoppelt let (der der BlnfaehlMit halber
ebenfalls nicht dargestellt ist)· Baa Objekt A let
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~3~ H72095
net durch die Verteilung aeiner optischen Dicke, nämlich durch die Punktion W (o, ©) , in Polarkoordinaten q und 6 bezogen auf
seinen Mittelpunkt. Unter diesen Bedingungen bildet der Konden
sor C ein ordentliches Bild S* von S9 während der V/ellenduplika
tor, indem er die V/elle ΣΙ aufspaltet, gleichseitig ein auasergewbhnliches Bild - Sp derselben Quelle S gibt, das sich zoBa
vor S1 und in einer Entfernung 1 von S- befindet»
Die Vorrichtung, die von dem Kondensor und dem ersten Duplikat or oder Strahlungsteiler gebildet wird, wird so ausgewählt,
dass die beiden Bilder S1 und Sp durch Lichtbündel mit gleicher
Winkelöffnung u gebildet werden« Man bringt daa Objekt A in Koinzidenz mit der sekundären Quelle, die durch das Bild S1 gebildet wirdλ Xn diesem Falle setzt die WeIIeZI1* ausgehend von S1,
ihren Weg Über das Objekt hinaus ohne jegliche Deformierung fort*
H1 ist somit hier die Bezugawelle. Die Welle E2 hingegen, ausgehend von Sp, erreicht das Objekt innerhalb einer kreiafbrmigen
Zone vom Radius Q - 1 <> tg u » ^1A1*
Daa Beobachtungeobjektiv, das in Fora einer Linse 0 dargestellt lat, bildet zwei neue Bilder S1* und S2* von S9 wahrend
der mit der Linse 0 gekoppelte Wellenduplikator das Bild S1* in
die Bildebene von S2 1 bringt: das Bild S*2 ist alao ein ordentliches Bild von S2 mittels der Linse 0 und das Bild S*1 sein
auaserordentlichea Bild, daa durch Dazwiachenschalten des zweiten Vellenduplikatora erhalten wurde. In Wirklichkeit sind diese bei-
_ 4 BAD ühi&NAL
{λ 0 H P, 0 7 / CU 5 9
den kohärenten, sekundären Quellen nicht Identisch; das Bild S*..
ist wohl ein geometrisches Bild von S und S1, aber das Bild S*2
ist von einem Hof umgeben« der das Diffraktionsbild des Objektes
ist und der alle Informationen über dessen Phaeenstruktur enthält-, Die austretende Welle E^ trägt den Abdruck des Objtktes
und wird durch eine Verteilung des optischen Weges charakterisiert; diese Verteilung Wf (σ t O) ist der des Objektes fast
gleich« Man hat somit:
Θ) = W (y, O)
wobei cos u der Schrägheitsfaktor nahe 1 1st, und u ist mit
u verknüpft durch die Gleichung η ein uq = sin u, wobei η der
Brechungsindex des Objektes istr
Pie Wellen 21*-j und^f 2, von S1., und S'2 auegesandt, können
im Innern des Baumes interferieren« der auf Pig· 1 schraffiert dargestellt ist» das Interferensbild oder Interferogramo des Objektes A kann in der Ebene A* aufgefangen werden, welche das
ordentliche Bild der Ebene A durch das Objektiv 0 darstellt.
Insbesondere wird das Bild eines Punktes A1 am Rande des
Peldes in A^ gebildet.
Die Helligkeitsverteilung I (*, O) in der Ebene A* ist durch
W (*, O ) - W (O9 O)I ooe Xin
gegeben, wobei X die Wellenlänge ist* W (o, 0) und cos ti bereits
weiter oben definiert warden and V (0,0) die optische Dicke dee
Objektes im Mittelpunkt (0-0, ο = 0) ist. Bas Vorzeichen hängt
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ron der Art der Interferenzen ab, die im Mittelpunkt entweder
weise oder schwarz sein können»
I)Xe Formel definiert die sogenannten Interferenzen mit waagerechtem Schnitt, die beobachtet werden, wenn die Bilder S'^
und S'9 genau zusammenfallen,
In fiam in Fig. 1 dargestellten Falle sind die Bilder 3*^
und S*g seitlich leicht verschoben, und in diesem Fall ist das
.nterferc^raram von parallelen Streifen durchzogen·.
Wenn man visuell die Interferenzen beobachten will, wird
nan die lupille des Auges an der Stelle der Bilder S1 1 und S*2
bringenο
Figo 1 veranschaulicht die interessante Tatsache, dass das vorgeschlagene System folgende, bemerkenswerte Eigenschaften beult zt: einerseits formt der Kondensor C von der punktfurmlgen
quelle S ohne Wellendupllkator ein ordentliches Bild In der Ob«
jektebene A, andererseits wird das Bild A* des Objektes A durch
das Objektiv 0 gebildet, ohne dass ein zugeordneter Wellenduplikat or in Funktion tritt.
In Anbetracht dessen, was bereite angeführt wurde, betrifft die Erfindung also ein interferometrieches Verfahren für die Un-*
t.ersuchung eines durchsichtigen Objektes mittels zweier Wellen»
duplikatoren, eines Kondensors, der durch eine weisse Lichtquelle
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Eilt klein im Durchmesser und guter Helligkeit beleuchtet wird, und
einer Beohachtungslinse, indem man den Aufbau eo gestaltet, dass
elfte oröer .liehe Bild der Quelle, das duroh den Kondensor gebll—
cet wird, von seinem ausserordentliehen Bild, das duroh den
ersten We .lendupiikator gebildet wird, getrennt wird, und Imide
leider vci Strahlenbündeln gleicher öffnung gebildet werden, eo
c.BSs ure ordentliche Bild mit dem au untersuchendem Objekt «ur£,nime-ii'äi:L-t.
dasß die Beobachtungslinse direkt ein ordentliches Bild dts ogetiannten ersten ausserordentliehen Bildes der Quelle
ergibt unl kombiniert mit dem zweiten Wellenduplikator ein aus-ίcrorient
.ichea Bild des ersten ordentlichen Bildes der Quelle,
ν obei diene beiden sekundären Bilder der Quelle in der Ausgangs-I'iipille
d is Objektivs wiedergegeben werden, während das Inter-
itrenzlU'i des Objektes sich in einer der Objektebane sugeordneten
Ebene in bezug auf das Objektiv befindet»
Ein erä; dieser Erfindung kann als Interferometer alt
punktförm-ger Heferens bezeichnet werden·
Es kann von Interesse sein, diesbezüglich su beobaohten, dass,
T/enn man bei der Anordnung gemäas der Erfindung, wie sie hler be»
schrieben wurde, die praktisch punktfOrmige Quelle duroh ein· ausgedehnte Quelle ersetzt, deren Bild durch den Kondensor das so
untersuchende Objekt bedeckt, und wenn man einen beliebigen Punkt
F der beengten Quelle nimmt, dass man dann seine Bilder P- nod P2
in der Ob jektebene beziehungsweise in der Ebene des Bildes S2 wle-
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cejfi de 9 a ier die beicx a sekundären Qiellen haben dann die um-
^eI ah te Fun rtitrt der, ei 3 gemäss der Erfindung angegeben wurden,
vnr ?-e on Λ, «iusgehenfe Welle dient dann als Bezugswelle für
ei ύ::ά * ^gehende Weite? die Besugßvolle durchquert also das
Ch5] B~a v. id ν/ rd geatört, vas aber dank der Erfindung vermieden
veiä<; Lf nc Im Falle der erweiterten Quelle kann man auch ein
]nt3i\ir n?:VXd beobachte ic das in der Sbene der Auegangepupille
£", Sv, es ύ-ert.fces der Erfindung gebildet wird; dieses Inter-ίer3;a:oi
d int f^ometriec 1 gesehen auch das ausserordentliche
IiIi das Ob,i :kt*3 A im Ct jektiv 0, des lurch die Teilnahme des
We.l ).e du »lik;.toi-s entstacien ist. Ausserdem zeigen die vorangehe;·
ie.:. A afüiiruiigen, dass die Interferometrie gemäss der Erf incur:·
g -de t &iif Objekte mit kleinen Variationen des optischen Weges O3SC xänr.t ist, mit Aasnahae, was die kleine Bezugsfläche S1
im ftUte punlrt cee Objekt33 betrifft, wo die optische Dicke kon-ε
ta nt bl ibeii acss.
/•an sieht übrigens, dass die Entfernung 1« die das ordentlinie
Bi d wm ctuseerordeitliehen trennt, bei der Erfindung nicht
cie Roll einer Defokussierung spielt; liese Entfernung 1 ist
ein P-.ra lete:· des Gerätes, den «an in Abhängigkeit der Öffnung a
des BeIe chtungE'strahlenganges und des ladius ο des Objektfeldes
näh U:
" tgm
ie Arbiittweise des Interfercaetees mit punktfurmiger Heier ^n/ g mäsr der Erfind« ig kann übrige as auch erklärt werden«
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- 8 BAD RiölN*1
3riden iac beachtet, dass die Intensität 1 (^„ 0) in einem beliehigea
Γαη :t (ί·, ©j des Interferenzbildes von der Interferone der
leid im 3t ah.Ic;n hsrrührt, von denen der erste das Objekt am augecrdK3tf!n
unki: («t ©) und der zweite in seinem Mittelpunkt
iOsG) üur !Jh.qiK?rt| diese beiden Strahlen sind parallel, geneigt
Eiar Aalise um einen gleichen Winkel u und in der gleichen Azimutebera
? e .thalten^ Dies zeigt deutlich dass das Prinzip des Geräts garne.·β Car Erfindung aich wesentlich vom bekannten Prinzip
eier In ;er eroiieter mit Defokussierung unterscheidet; gleichzeitig
aiohi: man. dass das physikalische Prinzip der Erfindung eaufcerer
ist d.lu klarer definiert, was eine bessere Betriebsweise
mit sich bringtο
Die /ellimduplikatoren oder Strahlenteiler, die mit der Be«
O'bachtung soptlk beziehungsweise mit dem Kondensor gekoppelt sind,
sind geriä :s der Erfindung einander identisch und müssen in jedem
Falle die gleichen Eigenschaften haben. Gemäss der Erfindung muss
jeder diener Duplikatoren die Möglichkeit bieten, einen zusätzlichen Brennpunkt zu bilden, der vorstehend auseerordentlicher
Brermpunk;: genannt wurde und der vom ordentlichen Brennpunkt der
Linse in einer hinreichenden Entfernung 1 getrennt liegt» Ausserdem
muas ler Duplikator so beschaffen sein, dass sein ausserordentliehe;:
Strahlenbündel die gleiche Winkelöffnung hat wie das
ordentliche Bündel, das durch die Linse allein erzeugt wird«, Derartige Strahlenteiler sind optische Geräte, deren 'Wirkungsweise
entweder unabhängig von den Eigenschaften der Linsen, mit denen pie gekoppelt sind, oder stark mit diesen Linsen gebunden ist.
BAD ORIGINAL ' 9
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Man kann unter anderem Vorrichtungen vorsehen, die entweder die
Kombination von Spiegeln enthalten,, die in den Interferometern
von Sagnacρ den sogenannten Antiparallelwelleninterferometern
vorhanden sind, oder Vorrichtungen mit doppelbrechenden !riemen
als Strahlungsteiler» Be ist zv/eckmäaeig zu bemerken» dass man
in gewissen Fällen einen einzigen Duplikator oder ein gleichwertiges Element benutzen kann, das dann nacheinander die Rolle
des ersten und des zweiten obengenannten Duplikators Übernimmt«
Die von den Linsen unabhängigen Seiler werden im allgemeinen
in den Objektraum gesetzt, d.h„ zwischen den Kondensor und das
Objekt oder zwischen das Objekt und das Objektiv, Die Teiler fallen mit ihren Brennpunkten auseinander und sind von optischen
Elementen mit ebenen Oberflächen gebildet, Selbstverständlich kann ein derartiger Teiler auch in den Bildraum gesetzt werden,
unter der Bedingung, dass das Gerät, das die Zuordnung Objekt-Bild vornimmt, aus einem System von Linsen mit verschiedenen
Brennpunkten besteht.
In der Zeichnung sind Duplikatoren gemäse der Erfindung in
verschiedenen beispielsweise gewählten Ausführungsformen und Anwendungen
schematisch veranschaulichte Bs zeigern
Figo 2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen mit Spiegelduplika-
toren,
Figo 6 und 7 Duplikatoren aus doppelbrechendem Material«
Figo 6 und 7 Duplikatoren aus doppelbrechendem Material«
- 10 -
BAD ORiGfiNAL 90 980 7/'(RB 9
Fig· 8 ein Beispiel für ein afokales optisches Element
mit sphärischen halbreflektierenden Oberflächen,
Pig. 9 bis 12 verschiedene Anwendungen unter Benutzung reflektierender
Oberflächen»
Pigβ 13 einen Aufbau mit einem doppelbrechenden Prisma als
Strahlenteiler und
Pig» 14 die Anwendung eines afokalen Systems zwischen Objekt und afokalem Duplikator <,
Im Falle der Pig-, 2 ist der erste Duplikator D1 von zwei
planen Spiegeln m^ und m2 und der zweite Duplikator Dg von den
Spiegeln uu und m, gebildet; die Entfernungen zwischen den beiden Spiegelpaaren sind gleich» Man erhält dadurch gin erstes
Bild S, der Quelle S durch das Strahlenbündel, das den Duplikator D^ (m^ und mg) unmittelbar durchsetzt, und das die Bezugswelle
liefert« Ein zweites Bild S2 der Quelle S bildet sioh In einer
Entfernung .1 ~ SjS2, die dem zweifachen Zwischenraum m^m^, berechnet in Luft, entspricht„ Man stellt fest, dans die axiale
Entfernung 1 weder von der Linse G noch von der Stellung der Spiegel m,j und r&2 in bezug auf das Objekt abhängig ist λ
Der zweite Teiler D2 (Spiegel nu, m.) gestattet es, die beiden dargestellten Strahlen wieder zu vereinigen» von denen der
eine den Hittelpunkt und der andere den Punkt A1 am Hände dee Gesichtsfeldes passiert« Die beiden Bündel bilden sodann einen gemeinsamen Brennpunkt in S^ S'2, wo die Auetrittspupille des Interferometers liegt, und man beobachtet in A^ das Interferenebild
des Objektpunktes A, *
- 11 -BAD ORlGiNAL
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- π
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Die beiden Spiegelpaare Werden bevorzugt aus zwei identlaahan
Glasplatten gebildet, die mit halbreflektierenden Schlohtan
versehen sind λ
Um die Anzahl der Streifen einzustellen, kann man vorteilhaft eine der Platten leicht kippen* was eine leichte Seitenver
sohi.ebung des Bildes S? und somit eine seitliche Verschiebung
dar Bilder S^ und Sä 2 mit sich bringt-
Die Dicke d jeder Platte wird in Abhängigkeit des Objektfeld
flea und der V/inkelöffnung u_ des Beleuchtungsbündels wie folgt
iiiimt. Man geht von den Formeln? ~ ^1^1 ~ 1 ' tg u und
aas wobei η der Brechungeindex der in Betracht gezogenen Platte
Es ist von Interesse, den V/ert der llchtdurchlassigkeit der
Anordnung kennenzulernen. Hierzu bestimmt man den Reflektionakoe.ffizienten
H der Spiegel m^, m2* m« und m^, der für diese Vor«
rici.tung die grus β te Helligkeit gewährleistet» Die Amplituden a^
und &2 der beiden V/ellen des Interferometers sind dementsprechend*
ai Ä *1t2t3r4r3t4 β t4 r2
a2 - *1Γ2Γ1*2ν4 « t4 r2 ,
wobei μ und r die durchgelassenen und reflektierten Amplituden
der Spiegel m^ bis m- sind, die im vorliegenden Fall als identisch angenommen sind. Bekanntlich ist die Durchlässigkeit eines
~ 12 BAD ORIQtNAL
9 0 9 8 O77D k 5 '9
U72095
streifen definiert»
wobei T t2 und R » r2 die Reflexionekoeffi eieotin der verwen
detan Spiegel sind»
dT
T^ ist gleich Null für den Höchstwert der Durchlässigkeit T, welcher der beste Wert von R entspricht»
§ ? 4 + 6T5 - O f
was T =? 2/3 und demnach E= 1/3 ergibt-
Daraus ergibt sich eine maximale Intensität Iy oder die saxlmale
Durchlässigkeit dee erfindungsgenässen Interferometers
In = 4T4R2 * 4(2/3)4 - (1/3)2 C 9 Jt.
Dies zeigt, von welcher Bedeutung die Auewahl dee Reflexionskoefflzienten R der Spiegel ist; wenn nan anateile von R « 1/3
zum Beispiel R = 1/2 benutzt, erhält man eine Maximale Durchlässigkeit XM ei 6 1>„
Die GUte der Durchlässigkeit eine« Interferometer« des hier
beschriebenen Typs kann beträchtlich und auf einfache Weise verbessert werden. Hierzu (Pig. 3) wird das Spiegelpaar B1Bi2 en ge-
- 13 909 807/0 459 BAD OR.QINAL
-υ- U72095
lagert, dass das Bild S2 der Quelle S sich auf dem Spiegel B1
bildet: man ereetzt die teildurchläasige Fläche durch einen un~
durchsichtigen, reflektierenden Belag von einer Reflexion R1 ·* 1,
und man beschränkt die Ausdehnung dee Belags auf die vom Bild S„
der Quelle 3 eingenommene Fläche, üie Reflexionsk^effizienten der
au π Dielektrikum gefertigten Spiegel m2, W7 und ra. werden dann
mit Hilfe einer Rechnung wie die, die für das Beispiel der ^ig,
genau beschrieben wurde, bestimmt und liefern die maximale Intensität der weissen Streifen des Interferometers: Biese Rechnung
zeigt, dass die maximale Durchlässigkeit IM mlt deQ ReflexionB.
koeffizienten R1 ■ 1· R2 - 0,19 und R, - R. - 0,45 dan Betrag
von 19 $> erreicht,
Der Aufbau der Pigβ 2 kann so geändert werdan« dass die
Untersuchung von reflektierenden Oberflächen möglich wird'. Ausgehend von der Vorrichtung der Fig. 2, die um die durch das Objekt gehende Gerade S1A1 herumgeklappt wird, ist es gelungen,
ein Gerät zu entwickeln, das schematisch in Fig.. 4 dargestellt ist und das die Untersuchung von reflektierenden Oberflächen ge ·
stattet,
Die Spiegel B1 und n2 sind durch die Entfernung 1 getrennt,
und der einfallende Strahl y wird duroh einen halbdurchlässigen
Spiegel M in das Gerät gelenkt» Um das Streulicht auszuschalten,
das auf die direkte Reflexion (angegeben duroh die Pfeile 1 und 2) des auf die Spiegel Bi1 und Q2 fallenden Strahls zurückzuführen let*
BAD ORIGINAL
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wurlen gekreuzte Polarisatoren if^ und 1T2 eingesetzt, während
ein X/'W^lätt-hen zwischen Objekt A und den Spiegel m2 geschal
tet den Weg für das Licht freigibt» das an den Interferenzen beteiligt ist*
Dieee sehr einfache Apparatur bietet jedoch auf Grund der
zusätzlichen optischen Elemente nur eine Helligkeit, die ungefähr achtmal schwächer ist als die eines Interferometers gemäss
der Erfindung und das im Durchlicht arbeitet, Wenn man den Be-=·
leuchtungsspiegel M weglässt und die Quelle S selbst in den Mittelpunkt A' der Bildebene setzt, kann man einen Helligkeitsfaktor
erhalten, der nur viermal schwächer ist«
Trotz ihrer relativ schwachen Helligkeit eignen nich die
hier beschriebenen Geräte für die Mikroskopie mit mittleren und starken Vergrösserungen, wo nur wenig Plata für die dazwischengeschalteten
optischen Elemente vor dem Objekt und dem Kondensor bleibtο
Das Verfahren der Erfindung kann ebenfalls verwirklicht
werden mit Duplikatoren oder Teilern mit geneigten reflektierenden Flächen, die die Anzahl der Durchlaufe der halbdurchlässig
gen Spiegel auf ein Minimum herabsetzen-. Diese Variante, die die
Möglichkeit einer höheren Maximaldurchlässigkelt bietet, ist besonders vorteilhaft für Mikroskope mit schwacher Vergrösserung,
oder genereller gesagt, wenn es um die sogenannten makroskopischen Objekte geht·
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BAD ORIGiNAL
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Eine erste hierfür geeignete Vorrichtung0 die in PIgn 5a
dargestellt iat» ist beschränkt auf die Punktion im Auflicht-Diese
Vorrichtung enthält zwei halbdurohlässige Spiegel m^ und au
sowie einen Umlenkspiegel mo Die B«leuchtungelinse C projiziert
ein Bild S1 der fast punktförmigen Quelle S in den Mittelpunkt
dee reflektierenden Objektes A, während ein zweites Bild S? derselben
Quelle S in S,, gebildet wird, in einer Entfernung 1 = m^ m Br, Jn1 mg* Das Objektiv 0f dessen objektseitiger Brennpunkt mit dein Objekt zusammenfällt« ermöglicht die Beobachtung
der Interferenzen unter der Bedingung, dass man die Pupille auf die zusammenfallenden Bilder S'., S*« von S* und S9 setzt« Der
Vorgang ist derselbe wie der, der bezüglich Fig* 1 beschrieben
wurde.,
Die Amplituden der beiden Wellen sind*
Die Amplituden der beiden Wellen sind*
a1 " r1 **2 r2 r1 r" *
a2 « I1 T2 t2 t1 = r t3
a2 « I1 T2 t2 t1 = r t3
η 2 9
Die maximale Intensität 1st: (a< + a2) β τ t = RT, Den optimalen Wert in der Grösee von 0,25 erhält man mit R » τ «■ 0,5i
es ist zu bemerken, dass den beiden Reflexionen des ersten Strahle zwei Übertragungen des zweiten Strahls entsprechen- Bekanntlich
ist die Phasendifferenz der beiden fellen dann gleich IT'unter
der Bedingung, dass die Seiler In1 und m2 keine absorbierende Eigenschaften
haben. Der Interferenestreifen, der einer Differenz der
optischen Wege gleich Null entspricht, ist also schwarz und aohromatisch,
was vorteilhaft ist-,
- 16 -BAD Oi
q η 9 μ η 7 / ο k 5 9
ψ ν 16 -*
In Figo 5a sieht man zwei gekreuzte Polariaatoren It^ und ^
sowie ein λ/2-Plättchen« das zwischen die Spiegel IB1 und mg gesetzt ist,. Diese Polarisatoren und das Λ/2-PJättchen ermöglichen
OSi. störende \7ellen der Amplitude a, auszuschalten* die als ein«·
zige störend wirken können- Ausser den Strahlen« die interferieren
und a2 ~ t^ iv,
git)t es noch zwei weitere unerwünschte Strahlen«
a5 « P1 t2 t2 t1
Der Strahl a« ist nicht gefährlich, da er immer den Mittelpunkt
des Bildes passiert* wahrend der zweite Strahl a^ ein verschwommenes
Bild ergibt, das sich dem Interferenzbild überlagert»Diese störende Welle mit der Amplitude a, wird durch die gekreuzten
Polarisatoren fKj und fT? und beiepielßwuise das λ/2-^Plättchen
ausgeschaltet«
Figo 5b zeigt eine besondere vorteilhafte AuefUhrungsform
dieser Vorrichtung π In diesem Falle werden die Teiler Bi1 und m2
durch die zwei aufeinander senkrecht stehenden Flächen eines gleichschenkligen 90°-Prismas gebildet, das mit einem weiteren
gleichartigen Prisma zusammengeklebt iet und das mit Totalreflexion arbeitete Das gemäss Fig« 5b ausgerüstete Interferometer
kann mittels identischer Duplikatoren für die Untersuchung von
-"' 17 -
BAD OBIGEM.
9 0 9 8 0 7/0459
■·■ if-·- - ; r,
H72095
durcis:"oh·:igen Objekten verendet werdöft; man wird jedooh bemerken,,
dnss in diesem Falle die obengenannte störende Welle a.
niehi auftritt und dass die zusätsuchen Polarisationsvorrich-^
tu agem nicht notwendig sind»
Xm allgemeinen kann jeder Aufbau mit geneigten Spiegeln«
von clenen mindestens einer teildurchlässig ist H und der aufgeklappt deru Schema der Figo 1 gleichkommt» für Anwendungen gemäss
d-3? Erfindung benutzt werden -.
Die Fig« 6 und 7 zeigen Yfellenäuplikatorea* die von den I»in
3.3.a iiBabhängig sind und die doppelbrechendes Material verwenden*
Der Buplikator in Fig, 6 besteht auB einem planparallelen
Spatplättchen D, das parallel zum Objekt A steht, das als re*"
flektierend angenommen ist ο Die optische Achse des Kristalls
stsh^ senkrecht zur optischen Achse des Interferometers^ Dae
ordentliche Bündel (ein einziger Strahl, der voll ausgesogen dar
iatj bildet im Mittelpunkt dee Objektes A das Bild B1
de? nicht dargestellten punktförfnsgen Quelle S, Das ausserordent«
liehe Bündel (gestrichelt gezeichnet) bildet ein virtuelles
η
Bii.d Sj, ο Der Breohungslndex/des umgebenden Mediums ist als gleich dem ordentlichen Brechungsindex nQ des Spates angenommenο Der nutzl-ar-e Bereich vom Radius ο wird durch die bereits genannte
Bii.d Sj, ο Der Breohungslndex/des umgebenden Mediums ist als gleich dem ordentlichen Brechungsindex nQ des Spates angenommenο Der nutzl-ar-e Bereich vom Radius ο wird durch die bereits genannte
- S1 A1 . 1 - tg U0
- 18 - ' BAD QRtöiNAL
90 9807/0459'
h&aiimF.ty wobai 1 die Entfernung 1st,, die geraaas der Achse da»
ordentlicUe Bild vom ausserordentliehen Bild trennt%
1 ■-- ti * ^n" ~ * ά C ,
ο ß
wobei Et der ordentliche und n_ dor auf;ae>
mordant liehe Brechungeir
des des Spates ist, "Die Vorriobiiuig i.u'udll' auttaerdem dae
4™ -Piättehen, das awiötthen Objekt und Spatpl.attch.en liögt und
45 gegenüber der Bildebene ausgerichtet i£tt0 sowie zwei
ßißhi: dargestellte Polarisatoren, Das/\/4 Plättchen gewährleistet
den Ausgleich der optischen Wege, Indere eo die Polarisationsebene
für die Sf.rahJen» die ea zweimal durchqueren., um 90 dreht,
! Eine derartige Vorrichtung für die Untersuchung von durch-
sicheigen Objekten enthält zwei identische Spafeplättahea, awi·
f söheii denen das untersuchte Objekt und ein λ ·?.■ Plättchen ang3»>
ι ordnet
Der Durchlässigkeitsfaktor aller Interferometer gemäae der
Erf iiidimg wird prinzipiell bei 25 $ liegen,, wenn er doppelbre cJi3nc!.e
Elemente enthält«
Aiisserdem könnte man die Verrichtung so gestalten, daae r»an
e:üae fokuEsierende Wirkung auf einen Teil des Bündels» der die
DUjjlikatoren geiaäss der Erfindung durchquert» ausübt, In einem
ernten Fall, wie er in Pig, ?a, Tb und ?c dargestellt ist, gibt es
verschiedene Möglichkeiten der Verwirklichung einer derartigen
- 19 -
909807/0459 BAD
Vorrichtung ο Im Falle der Fig., ?a enthält das Interferometer
gemäss der Eyfinäiing eine doppelbrechende Linse Lp die der Beleuchtung s - oder der Beobächtungslinse O zugeordnet ißt,
Die Linse L besteht aus einer plankonvexen Linse L^ ana
Spat und einer plankonkaven Linae I^ aus Glas mit einem Brechungsindex
n„ der dem ordentlichen Brechungsindex η des Spates
gleich ist, Die ordentliche Brennweite der Linae L ist unendlich, und ihre außerordentliche Brennweite let gleich £«·>
' f - JL-
wobei B der Krümmungsradius und An die Doppelbrechung ist}
'■ % '■ «<>
- 0.,Vi für den Spat.
Bin unter 45Λ ausgeriehtates Λ-/4 ■·Plättchen ist zvdschen
Linse L und dem hier als reflektierend angenommenen. Objekt A ei geordnet *
Das von, der Quelle S kommende Licht wird durch Ii"^ polarieiert
und mit Hilfe des halbdurchlässigen Spiegels M auf das Objekt A geschickte Das vom Objekt A reflektierte Bündel durchquert den
Spiegel M und nachdem es durch den Polarisator IT« analysiert wurde, erreicht es die Bildebene A", die dem Objekt/durch das hier
allein betrachtete Objektiv O zugeordnet ist·.
Die Wirkungsweise der doppelbrechenden Linse L, die dem Ob-jektiv
0 zugeordnet ist» geht aus Fig. Ib klar hervor■>
Biese Mn-
- 20 BAD RiGJN
90 9 H 07/(H 5 9
H72095
se bafiadst sich in der biXdseitigen Brennebene des Objektive O;
in diesem Fall v/ird die Brechkraft der beiden Linsen 0 und L nicht
verändere. Der ordentliche Strahl ergibt das Bild S1 der Quelle
S und der ausserordent liehe Strahl das Bild S<,; beide Strahlen
haben die gleiche Öffnung ti . Der Randstrahl der ausserordentlichen
Welle beleuchtet den Punkt A1, der eich in einer Entfernung
p vom Mittelpunkt S} befindet,
ΰ h ψ— „
3 1B
wobei f die Brennweite des Objektive O und h die Pupillenhöhe is ti
h - f sin uc «
was ergib**
f2
f "' ""?— Bin ue°
Im Falle der Fig. ?c befindet sich der optische Mittelpunkt der
doppelbrechenden Linse ausserhalb*. iSine solche Linse kann also
eher mit einem Mikroskopobjektiv verbunden werden, dessen Brennebene nicht zugänglich ist-.
Die Linse L besteht aus einen Meniskus M aus Glas, dessen spärische Flächen beide konzentrisch gegenüber dem Mittelpunkt C
sind; auf diesen dicken Meniskus sind ewei Linsen aus Spat L* und L* geklebt; das Gänse bildet eine Platte alt plenperallelen Fi&V
chen. Bas Bild des Mittelpunktes 0 in der planen Fläche der plankonvexen Linse befindet sich in C^, und alles let genauso« als
läge die Linse bei C^
BAD ORIGMAL 9 Π 9 B Π 7 Π U 5 9
U72095
■de Vorrichtungen mit doppelbrechenden Linsen Bind leioht
j η Mii:ro ikopon zu benutzen, die mit Autokollimation arbeiten;
{ twas schwieriger sind sie in Mikroskopen für durchsichtige Objekte
zu verwenden, da es schwierig ist* die beiden getrennten Linsen identisch zu machen*
Im Fall der Fig« 8a und 8b wird ein bifokalea optisches
Element benutzt, was mit Hilfe von sphärischen, halbreflektiesenden
Oberflächen erreicht wirdο
In Figo 8a sieht man eine Qlaeplatte Mg und einen Glase·«
niskus tfj, die teildurchlässig bzw«, teilreflektierend gemacht
wurden (m., und mg) ο Im vorliegenden Falle entspricht die Vor-·
richtung einer divergenten Linse mit einer Brennweite, dl· der
Hälfte des Radius der sphärischen, reflektierenden Oberfläche m^
entspricht ■>
Dieses Element hat die gleiche Aufgabe wie die obenbesonriebene
doppelbrechende Linse?
Biese Vorrichtung hat eine stark fokuasierende Wirkuni« aber
sie hat den Nachteil einer schwachen Helligkeit« Die Durchlissig-'ceit
eines Interferometers gemäss der Erfindung, das alt solchen
bifokalen Elementen ausgerüstet ist, 1st übrigens mit der des
Interferometers mit vier planen* teildurchlaesigen Spiegeln
identisch, das solion oben beschrieben worden ist (Flg. 2). Der
beste Wert seines Reflexionskoeffieienten ist ebenfalls gleich
- 22 -
BAD RGNAL 909807/04 5 9
~- 22 -
U72095
Die Ausführungsform der Fig, 8b betrifft ein bifokales Element, das es ermöglicht, die fokussierende Wirkung ausserhalb der
beiden Spiegel zu lokalisieren* Wie im Falle einer doppelbreohenden Linse benutzt man zwei konzentrische OBerflöchen u^ und Mg,
deren Wirkung auf den zweimal reflektierten Strahl gleich derjenigen einer Linse lsi;, die im gemeinsamen Xrüasnngsaittelpunkt
C der Spiegel m- und m« angeordnet ist,
Die genannten Vorrichtungen eignen sich insbesondere für die Untersuchung von reflektierenden Oberflächen, ausser der Vorrichtung der Figo 1, die mit ihren vier teildurehläsalgen Spiegeln eher für die Untersuchung von durchsichtigen Objekten geeignet ist. Der Grund dafür ist, dass die beiden Wellenduplikatoren,
die mit dem Kondensor bzw ο dem Objektiv gekoppelt sind, durch ein
einziges Element gebildet sind, wenn es sich ua reflektiertes Licht handelt, und dass Autokompenaation durch Aatokolliaation
vorhanden ist, während die beiden Wellenduplikatoren bei durchsichtigen Objekten materiell getrennt sind und diese auf einen
Bruchteil der Wellenlänge genau optisch Identisch gemacht werden
müsseno
Um die Untersuchung von durchsichtigen Objekten zu vereinfachen, besteht eine weitere Eigenschaft des erfindungsgeaÄseea
Interferometers darin, dass ein au to kompensiert er Duplicator verwendet wird, wie er in Fig. 9a als Beispiel dargestellt let. In
dieser Figur findet man wiederum alle wichtigen Bestandteile eines
- 23 -
BAD ORiQiNAL 909807/0459
Iutcrforoaeters mit punktförmiger Referenz ait afokalen Welleadupllkatoren, die in den Baum, der die Beleuchtungslinse von der
Beobaciitungslinse trennt, gesetzt sind ^
S ist eine punktförmige Lichtquelle, von der der Kondensor
O ein Bild S1 ja Mittelpunkt des durcheichtj/en Objektes A. das
unmittelbar nach dem halbdurchläenlgen Spiegel m gelegen ist,
bildet; ein zweites Bild S2 der Quelle S entsteht auf der Achse
des durch ■ reflektierten Bündels Die beiden Lichtbündel werden
5a entgegengesetzten Sinn durch zwei undurchlässige Spiegel M1
und K2 reflektiert, so dass das durch den Spiegel m reflektierte
Licht rechtsherum und das durchgeiassene Licht linksherum Im
Inneren des Dreiecks m M1 M2 (siehe Pfeile) gelenkt wird-, Die
beiden kohärenten tfellen, die von den sekundären Quellen S1 und
Sp ausgehen, werden von dem selben Spiegel m wieder kombiniert
und können in Richtung auf das Objektiv O entweichen, dessen objektseitiger Brennpunkt mit der Objektebene zusammenfällt, Sie
ineinander übergehenden Bilder S'^ und S*ρ der Quellen S1 und S2
bestimmen die Austrittepupille des Interferometers» Pig* 9b entsteht durch Aufklappen des Bildes der Fig* 9a. Die Wirkungsweise
dieser Torrichtung wird im einzelnen anhand Pig- 9b erklärt. Die beiden Lichtbündel sind durch einen einzigen Strahl der tfinkelöffnung uc dargestellt, der durch den Spiegel m verdoppelt wird-.
Für den durchgelassenen Strahl (auegezogene Linie) befindet aich das Objekt in A« während für den reflektierten Strahl (gestrichelte IdLnIe) das Objekt nicht in A sondern in (A) symmetrisch
zu A In bezug auf den Funkt M0 liegt, der si oh in der Ritte der
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BAD OFUÖiNAL ^09807/0459
U72095
Sereeke m M1 M2 ε befindet» Die Vorgänge sind die gleichen„ als
nähmen die beiden Strahlen den selben Weg, durchquerten das selbe Objekt in seinem Mittelpunkt bzw« in einem seitlichen
Punkt A1 ο Der Radius σ des Objektfeldes wird ungefähr von
e «τ JL tg uc,wobei 1=2 S^M0 ist<
gegeben.
Der Aufbau der Spiegel m M1 Mg entspricht einer Anordnung
von Sognac, aber er wird hier ganz anders angewandt als bei ihmο
Das Objekt A muss so weit wie möglich von MQ entfernt angeordnet
werden, oder sehr nahe von m; andererseits ist eine Linse 0, die das reelle Bild S1 einer punktförmigen Quelle S projiziert, unentbehrlich. Unter diesen Bedingungen ermöglicht das Objektiv 0,,
das eine Lupe ist, die Beobachtung eines vollkommen definierten Interferenzbildes und nicht eines Bildes, das von der überlagerung der beiden verschobenen oder umgekehrten Bilder herrührt,
wie es bei den Interferometern vom Typ Sognao der Fall
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung 1st die Anzahl der Umlenkspiegel, wie M1 und M2 beliebig und ändert keineswegs die
Wirkungsweise eines Interferometers gemäss der Erfindung.. Das Gerät kann auf verschiedene Arten verwirklicht werden, wofür in
den Bildern 10, 10a, 10b und 10c einige Beispiele angegeben sind
Die Vorrichtung der Pige 10 enthält eine Teiiergruppe B und
ein Reflexionspriema M. Der halbdurohlässige Spiegel ra ist auf
9 P 9 P. Π 7 .·■ OA 5 9
25 BAD ORJGiNAL
~25~ U72095
<i:,n< i.:ne?e Kittfläche des Teilers gesetzt« Das Objekt A let sehr
nahe b.äi a angeordnet ο Die Einstellung der Anzahl der Streifen
und ihrer Orientierung erfolgt auf die bekannte Weise mit einem
J)i.aspa:t'Off Jter K-
Box der Ausführungsform der Fig» 10a ist das ReflexionsjO-israa M..., ein Frieder mit drei aufeinander senkrecht stehenden
JT äehen» deren Dach das Interferometer hinsichtlich der Y/inkel
innrere 'eel '.bar machte
In FIgn 10b,ist das Prisma H1 durch eine Linse O1 ersetzt,
c ie mi·-; e.nera Planspiegel M, der im Brennpunkt der Linse O1 liegt,
l:orabin:i.er'. ist.
In F:.g„ 10c beeteht die Teilergruppe S1 aus einem Prismenpe.ar ρ und P1 mit Winkeln von 30° uad 6O0J die Prismen sind durch
sine tuildurchlässige Fläche m getrennt,,
DIe Helligkeit der Interferometer mit punktförmiger Referenz,
für die eine Anordnung verwendet wird, die an das Interferometer -von So^nan oder eine Abwandlung dessen erinnert, ist am stärksten
im Yer£le:lch mit denjenigen, die durch die Erfindung gegeben sindo
Theoretistih entspricht sie gleich 1; in der Praxis ist es jedoch
vorteilhaft, einen Polarisator (f^der Pici· 10) einzusetzen, dessen Si?llAvingungsebene senkrecht zur Bildebene liegt. Die kohärente
Teilung dar Y/elle auf dem Spiegel m kann nur für eine einzige Vl-
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' BAD 909807/0459
b^atioasrlchtung bequem vorgenommen werden» wobei man dl· beste
dichtung aussucht. Die reelle Durchlässigkeit dieses Interferometers j.3t also gleich 50 j£ mit einem Kristallpolarisator *
Für die Untersuchung von reflektierenden Oberflächen ist es
vorteilhaft, den Aufbau von Fig·, 11 zu benutzen» der von dem Auf
bau der Figo 9 in der Stellung der Reflexionsspiegel M1 und M2
abweicht, die hier so angeordnet sind, dass das Objekt A fast senkrecht beobachtet werden kann
Ea ist klar, dass die Torrichtungen der Pig, 8, 10 und 11
sich nicht für mikroskopische Untersuchungen eignen, weil das Objektiv 0 vom Objekt durch einen schräggestellten Spiegel ■ ge»
trennt ist, was seine Leistung auf die eines Mikroskopes mit
schwacher Vergrösserung herabsetzt«
Sie Erfindung kann mit den zuletzt beschriebenen Ausftihrungsformen mit einem Mikroskop mit starker Vergrößerung verwirklicht werden,
Figa 12 zeigt'schematisch ein solches Beispiel« In dieses
Fall sind die Spiegel m, M1 und M2 wie in Fig. 9a angeordnet«
aber die Linsen 0 und C sind hier in den Kreis eingeschaltet, anstatt sich ausserhalb desselben au befinden. Venn man davon
auegeht, dass die Brechkraft der Linsen 0 und C identiaoh let,
so ordnet man sie symmetrisch zum Mittelpunkt MQ an, um dl· Interferenzen zu beobachten. Wenn S eine punktfBralge Lichtquelle let,
- 27 -
BAD ORIGINAL 90980 7/0459
U72095
se tile et dae Objektiv O davon ein Bild S1, und der Kondensor C
gibt ein Bild S2 wieder, wobei S^ und S? durch eine Entfernung
1 getrennt sind. Der Radius f des Gesichtsfeldes vom Objekte das
eich an der Stelle des Bildes S^ befindet, ist dann alst;
? - X *« «0 '
wobei U0 die Öffnung des Beleuchtungabündela darstellt.
wobei U0 die Öffnung des Beleuchtungabündela darstellt.
Ic der Praxis ist die absolute Identität der Linsen O und C
nicht unbedingt erforderlich.. Es genügt, wenn das zusammengesetzte SyEtem, das durch die linsen 0 und G gebildet wird,, mit
dem Mittelpunkt M in Koinzidenz gebracht wird
Mit cam gleichen Ziel kann man auch ein doppelbrechend··
Prisma ale Strahlenteiler verwenden
Ic einem derartigen Fall ist die Winkelaufspaltung der Strahlen im allgemeinen sehr schwach, was besondere Nasenahmen verlangt, die wiederum eine grosse Aufbaulänge mit sich bringen-,
Die Vorrichtung von Fig« 13 enthält ein doppelbrechendes Priese Q,
ein A/4 Plättchen, zwei rechtwinklig gekreuzte Polarisatoren tfj
und f?2 «nd den halbdurchlässigen Spiegel M, der dem Prisma Q unter bezug auf das Objektiveystem O1 O2 zugeordnet ist, das afokal
ist und eine Vergrösserung g - -1 hat; das Objekt A 1st in Berührung mit dem Objektiv O2 ο Das von einer punktförmigen Licht··
quelle ausgehende Licht wird über einen halbdurohlässlgen Spiegel H auf sin doppelbrechendes Prisma Q geleitet; der mittlere
9HiJ 7/0 4 59
H72095
3tr ih.' wird in zwei durch einen Winkel 2eCgetrennte Strahles geteilte Aiif Grund der Eigenschaften, die durch die Gesamtvorrich-
frmß fegeben sind, durchlaufen die beiden zueinander senkrecht
"polarisierten Wellen die Anordnung in der entgegengesetsten Richtung, analog zu dem, was bei der in Figo 9 dargestellten Vorrichtung geschieht ο Das Überschneiden der Bündel wird vermieden,
indem man die Verdoppelung 2<κ. und die Brennweite der Objektive
0-j unc Og unter Berücksichtigung des Objektfeldes wählt, Zum
Beispiel wird in dem dargestellten Fall die Quelle S in einer Sntf ei aung angeordnet, die doppelt so gross ist wie die Brennweite dee Objektives O1o Dieses Objektiv gibt von der Quelle S
ein Bild S1 wieder* das sich in einer Entfernung vom Objektiv O^
befindete die doppelt so lang ist wie öl© Brennweite f des Objektivs Oj und die mit dem Objektiv Og zusammenfällt; dabei bildet ee im Mittelpunkt des Objektes A ate und bedeckt nur den linken Teil (auf der Zeichnung) des Objektives OgI dies wird dadurch
erreichts dass man 2«C (die durch das Prisma Q gegebene Ablenkung) ainen V/ert gibt» der aus der Formel ^1 «*<^f resultiert!
σ^ ist der Badiias des Objektfeldes« Ein zweites Bild S2 der Quelle wird auf dem symmetrischen 2eil von Og gebildet, der durch
das Ot.jekt nicht verdeckt ist«
lie Bilder S^ des Bildes S1 und 8*g des Bildes Sg übesnSeoken
sich Im Eildrauis, und das reelle Bild übt Objektinterferensen
xvird dann an der zu der Quelle S in h®zug auf den Spiegel M symmetrischen Stelle A· abgebildet, BasΛ/4-Plättchen, das unter
das Prisma Q gesetzt ist, ist in d&m in Betracht gezogenen Fall
- 29 BAD OR(GaNAL
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<.-; si Ig, wo das Prisma Q auf sick selbst aligebildet wird mit
■ii.ntr ierjärösserung gleich ~+1 «
". ι I ige 15a und 15b, wo die (punktierte) Linie die Strahlen=
ieilu; jse'bene darstellt, sieht man zwei Möglichkeiten von doppeln
brechenden Prismen, die für die Anwendung* die in Fig„ 15 dargaste'.
Lt ist j geeignet sind ι es korimt hier nicht in Betracht, das
Prisms von Wollaston trotz seiner Einfachheit zu benutzen, weil
■lie Fi äche, auf der die Streifen lokalisiert werden und auf der
nfr ils das Lichtbündel aufgespalten wird« schräg liegt..
'. lesen lachteil vermeidet man mit dem Aufbau der Figo 13a0
ζ- si Kris t al !prismen Q' und Q" mit gekreuzten Achsen ent«
, die durch zwei Prismen Q^ und Qg aus Glas vervollständigt
aincl« daa einen Brechungsindex η gleich dem mittleren Brechungsindex des benutzten Kristalle8 hat. Die benutzten Kristallprismen
iiaban einen Winke! ^* und öie Glasprismen einen Winkel -|· -,
an kann auch den in Figo 13b wiedergegebenen Aufbau mit drei
Sriat !!prismen Q^1, Q^9 Q,- mit gekreuzten Achsen verwenden} die
ausse en Prismen Q« und Q5 haben einen Winkel V" und das mittlere
Prism; Q^ einen Winkel 2^0 Die Winkelaufspaltung ·ς ist durch die
Forme oC-Aa tg vr gegeben im Falle der Figo 13a und durch
c^ CS 2 .Δ ß tg y im Falle der Figo 13b„
. enn es sich um ein optisches Gerät handelt, wie ssum Bei~
spiaX ein Mikroskop, wo der Raum zwischen Objekt und Objektiv zu
- 30
BAD ORi&NAL
909807/0A59
•1472035
klein sts um dort einen afokalen Duplikate? anordnen zn
kann nr.n den Aufbau der Figo 14 verwenden* der einen derartigen
Wellen.uplikator der afokalen Bauart gemäßs der Erfindung d&2?~
stellt. In di.esem Fall findet man vier schräge Spiegel M^, Mg
(Umlenicspiegel) und m-j, mg (halbdurchlässige Spiegel) wieders
die zwischen das Objektiv O1 und das reelle Bild A' des Objektes
A, das als reflektierend angenommen ist« geschaltet sind und äse
durch das Okular o_ beobachtet wird? das Objektiv 0 des Mikro«-
kopes bildet ein afokales System mit dem Zusatzobjektiv 0-j β Die
Lichtquelle S ist punktförmig und wird durch den Spiegel ai-j symmetrisch in den Mittelpunkt des Bildes projiziert Unter diesen
Bedingungen wird das reelle Bild A" des Objektes A im bildseiti·»
gen Brennpunkt des Objektives O^ gebildet und der Kaum, der sich
(in de:· Zeichnung) rechts von O^ befindet» hat die gleichen Bi «
gensch; .f ten wie der Baum, der sich vor ä&m Objekt A selbst be-N
findet ausser was die Strahlenöffnung u betrifftβ die duroli
sin u_ f1
sin u9 c β SL, mit g « —i
gegeber. ist, wobei f^ die Brennweite des Objektives O1 und 1 äie
Brennweite des Objektives 0 ist ο Die punktföriöige Quelle S gestattet somitg in A? das Interferenzbild der Oberfläche A «u beobachten, Der Radius £ des Bereichs des Interferenebildes wird
durch ρ 1 tg uf c gegeben» wobei 1 durch I » 2 m1 MQ bestimmt
ist und wo der Winkel u'_ von der numerischen Apertur u
c ein u. f *
des Objektives durch die Gleichung ' < = » g
sin u'o f
abhängig ist,
BAD ORIGINAL
909807/0459
~ 31 ~
Bei dem Aufbau der Fig. 14 verfügt isaa also über eia praktisches Mittel, ui eic Interferenzmikroskop für reflektierende
Objekte herzustellen, in welchem der interferometrischö Aufbau
auf der Seite des Okulares angeordnet ist und bei welchem die
objektive leicht ausgewechselt -werden feonaen* Selbstverständlich
kann der hier als Beispiel angegebene Wellendupli&ator äuroh 4««·
des beliebige afokale Modell ersetzt werden«
BAD ORIGINAL
Π 9 8 Π 7/0459
Claims (1)
- Patentansprüche: 1Λ720951JInterferometrisches Yerfahrsn zur Untersuchung von Objekten9 dadurch gekennzeichnet» dass eine punktförmige Lichtquelle und ein optisches System mit einem Kondensor und einem Objektiv derart eingesetzt wird, dass der Kondensor von der punktförmigen Quelle unmittelbar ein ordentliches Bild in der Objektebene liefert und das Objektbild unmittelbar durch das Objektiv entsteht,2, Verfahren nach Anspruch 1 zur Untersuchung von durchsichtigen oder undurchsichtigen Objekten« dadurch gekenneeichnet, dass mindestens ein Wellenduplikator, ein durch eine weisse Lichtquelle mit kleinem JDurchmesser und guter Intensität erheilten Kondensor und eine Seobachtungslinse derart verwendet wirdf dass das durch den Kondensor entstehende ordentliche Bild der Quelle und deren durch den ersten Wellenduplikator entstehendes ausserordentliches Bild voneinander getrennt und duroh Lichtbündel gleicher öffnung gebildet werden, ferner das ordentliche Bild sich mit dem zu untersuchenden Objekt deckt und die Beobachtungslinse unmittelbar ein ordentliches Bild des besagten ersten ausserordentiichen Bildes der Quelle und in Verbindung mit dem zweiten WeIlensUiplikator ein ausserordentiiches Bild des ersten ordentlichen Bildes der Quelle wiedergibt, wobei diese beiden sekundären Bilder der Quelle iat der Austrittspupille des Objektives entstehen, während dasBAD ORIQiNAL9 0 9 8 0 7 / 0 4 5 9V472095Cn 3r.:arenzbiXd des Objektes in einer der Objektebene dttaroh Ia 0: jektiv zugeordneten Ebene entsteht«In ,er::erometer zur Durchführung des Verfahrens gemäss Ansprü chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Duplikator Kondensor und einer dem Objektiv zugeordnet ist λInterferometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dij V/«llenduplikatoren einander gleich sind oder zumindest gl siehe Eigenschaften besitzen-,5ο Interferometer nach Anspruch 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet, da ja iiie Yfellenduplikatoren oder Strahlenteiler mit ihrer Wirkungsweise von den Eigenschaften der ihnen zugeordneten It:? a en unabhängig sind,.So Interferometer nach einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch, gelee anzeichnet, dass die Wellenduplikatoren in ihrer Wirkunga= weise eng mit den zugeordneten Linsen verbunden sindο7c. Interferometer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge~ kennzeichnet, dass die WeHenduplikatoren kombinierte Spiegel wie in Interferometer^, mit antiparallelen Wellen sind*3« Interferometer nach einem der Ansprüche 3 bis 7t dadurch gelite .anzeichnet, dass die Wellenduplikatores aus einem Aufbau do rpe.'!.brechender Prismen bestehen»~ 34 -BAD 909807/0459■ -34 - - H720959α Interferometer nach einem der Ansprüche 3 bis 8« dadurch gekennzeichnet, dass ein' einsiger Wellerduplicator naeheinaider die Funktion des dem Kondensor zugeordneten Elemente und des dem Objektiv zugeordneten Elemente übernimmt-,10., Intex'ferometer nach einem der Anaprüche 3 bis 9» dadurch ge~ kennzeichnet; dass jeder Dupllkator eine Anzahl teildurchläs-Biger Spiegel enthalteBAD ORIGINAL 909807/0459
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