DE1472095B2 - Interferometrisches Verfahren und zugehöriges Interferometer - Google Patents
Interferometrisches Verfahren und zugehöriges InterferometerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein interferometrisches Verfahren
zur Untersuchung von Objekten unter Verwendung einer punktförmigen Lichtquelle sowie eines
einem Kondensor zugeordneten Strahlenteilers und eines dem Objektiv zugeordneten strahlenvereinigenden
Elements sowie ein Interferometer zur Durchführung dieses Verfahrens. Das hier vorgeschlagene
Interferometer bietet gegenüber den bekannten Geräten folgende Vorteile: Einfachheit der Kontruktion
und der Einstellungen, Stabilität der vom Gerät gelieferten Interferogramme und einen größeren Anwendungsbereich.
Interferometer, die zwei Strahlenteiler (Wellenduplikatoren) enthalten, sind allgemein bekannt—man
kann diese auf Grund ihrer Betriebsweise als Interferometer mit Defokussierung bezeichnen, wie z. B.
die Geräte von Philpott (»Revue d'Optique«, 1952, S. 42), Smith (britische Patentschrift 639 014) und
Dyson (»Revue d'Optique«, 1952, S. 35); bei diesen bekannten Vorrichtungen wird eine Lichtquelle zur
Beleuchtung des zu untersuchenden Objektes benutzt, deren Interferenzbild beobachtet wird, wobei die
Bezugswelle das Objekt durchquert und dabei notwendigerweise eine Störung erleitet, dies bringt durch
die verbleibende Struktur der Bezugswelle ein verschwommenes Bild mit sich, das darauf zurückzuführen
ist, daß die Defokussierung praktisch nie ausreicht. Andererseits wird das Bild der Lichtquelle
durch ein Lichtbündel mit großer Winkelöffnung, welches die Kohärenz und den Kontrast der Konturen
vermindert, auf dem Objekt abgebildet. In der Praxis ist die Benutzung der Interferometer mit Defokussierung
auf die Prüfung von Objekten mit gegenüber dem Objektfeld kleiner Oberfläche beschränkt,
die nur schwache Veränderungen des optischen Weges aufweisen.
Daraufhin hatte man die Idee, daß diese Nachteile ausgeschaltet werden könnten, indem man sich andere
Vorteile unter der Bedingung zunutze macht, daß die Bezugswelle ein fast punktförmiges Gebiet des Objektes
durchquert. Dies führte zu folgenden Überlegungen, die die Grundlage der Erfindung darstellen
und die unter Bezugnahme auf F i g. 1 der Zeichnungen dargelegt werden. Gegeben seien eine weiße Lichtquelle
S mit kleinem Durchmesser, aber guter Helligkeit, ein Kondensor C, der mit einem ersten Wellenduplikator
gekoppelt ist (der der Einfachheit halber hier nicht dargestellt ist), ein durchsichtiges Objekt A,
eine Beobachtungslinse O, die mit einem zweiten Wellenduplikator gekoppelt ist (der der Einfachheit
halber hier ebenfalls nicht dargestellt ist). Das Objekt A ist gekennzeichnet durch die Verteilung seiner
optischen Dicke, nämlich durch die Funktion W (ρ, Θ),
in Polarkoordinaten ρ und Θ bezogen auf seinen Mittelpunkt. Unter diesen Bedingungen bildet der
Kondensor C ein ordentliches Bild S1 von S, während
der Wellenduplikator, indem er die Welle E aufspaltet, gleichzeitig ein außergewöhnliches Bild — S2
derselben Quelle S gibt, das sich z. B. vor S1 und in
einer Entfernung / von S1 befindet.
Die Vorrichtung, die von dem Kondensor und dem ersten Duplikator oder Strahlungsteiler gebildet
wird, wird so ausgewählt, daß die beiden Bilder S1
und S2 durch Lichtbündel mit gleicher Winkelöffnung
u gebildet werden. Man bringt das Objekt A in Koinzidenz mit der sekundären Quelle, die durch
das Bild S1 gebildet wird. In diesem Falle setzt die
Welle E1, ausgehend von S1, ihren Weg über das
Objekt hinaus ohne jegliche Deformierung fort: Z1
ist somit hier die Bezugswelle. Die Welle E2 hingegen,
ausgehend von S2, erreicht das Objekt innerhalb einer
kreisförmigen Zone vom Radius ρ = / · tg u — S1A1.
Das Beobachtungsobjektiv, das in Form einer Linse O dargestellt ist, bildet zwei neue Bilder S1
und S2' von S, während der mit der Linse O gekoppelte
Wellenduplikator das B ild S1 in die Bildebene
von S2' bringt: das Bild S2 ist also ein ordentliches
Bild von S2 mittels der Linse O und das Bild S1
ein außerordentliches Bild, das durch Dazwischenschalten des zweiten Wellenduplikators erhalten
wurde. In Wirklichkeit sind diese beiden kohärenten, sekundären Quellen nicht identisch; das BiIdS1' ist
wohl ein geometrisches Bild von S und S1, aber das
Bild S2' ist von einem Hof umgeben, der das Diffraktionsbild
des Objektes ist und der alle Informationen über dessen Phasenstruktur enthält. Die austretende
Welle E1 trägt den Abdruck des Objektes und wird
so durch eine Verteilung des optischen Weges charakterisiert;
diese Verteilung W (ρ, Θ) ist der des Objektes
fast gleich. Man hat somit:
fe ®) cos un j
wobei cos un der Schrägheitsfaktor nahe / ist, und un
ist mit u verknüpft durch die Gleichung η sin un = sin u,
wobei η der Brechungsindex des Objektes ist.
Die Wellen E1 und E2', von S1' und S2' ausgesandt,
können im Innern des Raumes interferieren, der auf F i g. 1 schraffiert dargestellt ist. Das Interferenzbild
oder Interferogramm des Objektes A kann in der Ebene A' aufgefangen werden, welche das ordentliche
Bild der Ebene A durch das Objektiv O darstellt.
Insbesondere wird das Bild eines Punktes A1 am
Rande des Feldes in A1 gebildet.
Die Helligkeitsverteilung / (ρ, Θ) in der Ebene A' ist
durch
2π
Ι(ρ,Θ) = I ± cos —- [W(q,&) - W(O, O)] cos Un
gegeben, wobei λ die Wellenlänge ist, W (ρ, Θ) und
cos Un bereits weiter oben definiert wurden und W(O,0)
die optische Dicke des Objektes im Mittelpunkt (Θ = 0, ρ = 0) ist. Das Vorzeichen hängt von der
Art der Interferenzen ab, die im Mittelpunkt entweder weiß oder schwarz sein können.
Die Formel definiert die sogenannten Interferenzen mit waagerechtem Schnitt, die beobachtet werden,
wenn die Bilder S1' und S2' genau zusammenfallen.
In dem in F i g. 1 dargestellten Falle sind die Bilder S1' und S2' seitlich leicht verschoben, und in
diesem Fall ist das Interferogramm von parallelen Streifen durchzogen.
Wenn man visuell die Interferenzen beobachten will, wird man die Pupille des Auges an der Stelle der
Bilder S1' und S2' bringen.
F i g. 1 veranschaulicht die interessante Tatsache, daß das vorgeschlagene System folgende bemerkenswerte
Eigenschaften besitzt: Einerseits formt der Kondensor C von der punktförmigen Quelle S ohne
Wellenduplikator ein ordentliches Bild in der Objektebene A, andererseits wird das Bild A' des Objektes A
durch das Objektiv O gebildet, ohne daß ein zugeordneter Wellenduplikator in Funktion tritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das interferometrische Verfahren der eingangs genannten
Art in der Weise zu verbessern, daß zu seiner Durch-
3 4
führung ein Interferometer herangezogen werden kann, am zugeordneten Punkt (ρ, Θ) und der zweite in seinem
das in seiner Konstruktion einfacher ist, dessen Ein- Mittelpunkt (0, 0) durchquert; diese beiden Strahlen
Stellungen sich leichter vornehmen lassen und dessen sind parallel, geneigt zur Achse um einen gleichen
Anwendungsbereich größer ist, wobei die von einem Winkel u und in der gleichen Azimutebene Θ ent-
solchen Gerät gelieferten Interferogramme eine höhere 5 halten. Dies zeigt deutlich, daß das Prinzip des Geräts
Stabilität besitzen. gemäß der Erfindung sich wesentlich vom bekannten
Diese Aufgabe ist bei einem solchen inter- Prinzip der Interferometer mit Defokussierung unter-
ferometrischen Verfahren dadurch gelöst, daß durch scheidet; gleichzeitig sieht man, daß das physikalische
das aus Kondensor und Strahlenteiler bestehende Prinzip der Erfindung sauberer ist, d. h. klarer definiert,
optische System ein ordentliches Bild der Lichtquelle i° was eine bessere Betriebsweise mit sich bringt,
am Ort des zu untersuchenden Objektes und ein vor Die Wellenduplikatoren oder Strahlenteiler, die mit
dem ordentlichen Bild liegendes außerordentliches der Beobachtungsoptik bzw. mit dem Kondensor
Bild der Lichtquelle entworfen werden und daß durch gekoppelt sind, sind gemäß der Erfindung einander
das aus Objektiv und Strahlenvereiniger bestehende identisch und müssen in jedem Falle die gleichen
optische System ein ordentliches Bild des ersten *5 Eigenschaften haben. Gemäß der Erfindung muß jeder
außerordentlichen Lichtquellenbildes und ein außer- dieser Duplikatoren die Möglichkeit bieten, einen
ordentliches Bild des ersten ordentlichen Lichtquellen- zusätzlichen Brennpunkt zu bilden, der vorstehend
bildes in der Austrittspupille des Objektivs entworfen außerordentlicher Brennpunkt genannt wurde und
werden, während das Interferenzbild des Objektes in der vom ordentlichen Brennpunkt der Linse in einer
der Bildebene des Objektivs entsteht. ao hinreichenden Entfernung / getrennt liegt. Außerdem
Ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens muß der Duplikator so beschaffen sein, daß sein
kann als Interferometer mit punktförmiger Referenz außerordentliches Strahlenbündel die gleiche Winkelbezeichnet
werden. . öffnung hat wie das ordentliche Bündel, das durch die
Es kann von Interesse sein, diesbezüglich zu beob- Linse allein erzeugt wird. Derartige Strahlenteiler sind
achten, daß, wenn man bei der Anordnung gemäß der 25 optische Geräte, deren Wirkungsweise entweder unab-Erfindung,
wie sie hier beschrieben wurde, die prak- hängig von den Eigenschaften der Linsen, mit denen
tisch punktförmige Quelle durch eine ausgedehnte sie gekoppelt sind, oder stark mit diesen Linsen geQuelle
ersetzt, deren Bild durch den Kondensor das bunden ist. Man kann unter anderem Vorrichtungen
zu untersuchende Objekt bedeckt, und wenn man vorsehen, die entweder die Kombination von Spiegeln
einen beliebigen Punkt P der besagten Quelle nimmt, 3° enthalten, die in den Interferometern von Sognac, den
daß man dann seine Bilder P1 und P2 in der Objekt- sogenannten Antiparallelwelleninterferometern, vorebene
bzw. in der Ebene des Bildes S2 wiederfindet, handen sind, oder Vorrichtungen mit doppelbrechenaber
die beiden sekundären Quellen haben dann die den Prismen als Strahlungsteiler. Es ist zweckmäßig
umgekehrte Funktion der, die gemäß der Erfindung zu bemerken, daß man in gewissen Fällen einen einangegeben
wurden, und die von P2 ausgehende Welle 35 zigen Duplikator oder ein gleichwertiges Element
dient dann als Bezugswelle für die von P1 ausgehende benutzen kann, das dann nacheinander die Rolle des
Welle. Die Bezugswelle durchquert also das Objekt ersten und des zweiten obengenannten Duplikators
und wird gestört, was aber dank der Erfindung ver- übernimmt.
mieden werden kann. Im Falle der erweiterten Quelle Die von den Linsen unabhängigen Teiler werden im
kann man auch ein Interferenzbild beobachten, das in 40 allgemeinen in den Objektraum gesetzt, d. h. zwischen
der Ebene der Ausgangspupille S1', S2' des Gerätes den Kondensor und das Objekt oder zwischen das
der Erfindung gebildet wird; dieses Interferenzbild ist Objekt und das Objektiv. Die Teiler fallen mit ihren
geometrisch gesehen auch das außerordentliche Bild Brennpunkten auseinander und sind von optischen
des Objektes A im Objektiv O, das durch die Teil- Elementen mit ebenen Oberflächen gebildet. Selbst-
nahme des Wellenduplikators entstanden ist. Außer- 45 verständlich kann ein derartiger Teiler auch in den
dem zeigen die vorangehenden Ausführungen, daß die Bildraum gesetzt werden, unter der Bedingung, daß
Interferometrie gemäß der Erfindung nicht auf Ob- das Gerät, das die Zuordnung Objekt — Bild vor-
jekte mit kleinen Variationen des optischen Weges nimmt, aus einem System von Linsen mit verschie-
beschränkt ist, mit Ausnahme, was die kleine Bezugs- denen Brennpunkten besteht.
fläche S1 im Mittelpunkt des Objektes betrifft, wo die 50 . In der Zeichnung sind Duplikatoren gemäß der
optische Dicke konstant bleiben muß. Erfindung in verschiedenen beispielsweise gewählten
Man sieht übrigens, daß die Entfernung /, die das Ausführungsformen und Anwendungen schematisch
ordentliche Bild vom außerordentlichen trennt, bei veranschaulicht. Es zeigen
der Erfindung nicht die Rolle einer Defokussierung F i g. 2 bis 5 verschiedene Ausführungsformen mit
spielt; diese Entfernung / ist ein Parameter des 55 Spiegelduplikatoren,
Gerätes, den man in Abhängigkeit der Öffnung u des F i g. 6 und 7 Duplikatoren aus doppelbrechendem
Beleuchtungsstrahlenganges und des Radius ρ des Material,
Objektfeldes wählt: F i g. 8 ein Beispiel für ein afokales optisches
Element mit sphärischen halbreflektierenden Ober-
/ = . 60 flächen,
tg w ' F i g. 9 bis 12 verschiedene Anwendungen unter
Benutzung reflektierender Oberflächen,
Die Arbeitsweise des Interferometers mit punkt- Fig. 13 einen Aufbau mit einem doppelbrechenden
förmiger Referenz gemäß der Erfindung kann übrigens Prisma als Strahlenteiler und
auch erklärt werden, indem man beachtet, daß die 65 Fig. 14 die Anwendung eines afokalen· Systems
Intensität E (ρ, Θ) in einem beliebigen Punkt (ρ, Θ) des zwischen Objekt und afokalem Duplikator. ,
Interferenzbildes von der Interferenz der beiden Im Falle der F i g. 2 ist der erste Duplikator D1
Strahlen herrührt, von denen der erste das Objekt von zwei planen Spiegeln Tn1 und m% und der zweite
5 6
Duplicator D2 von den Spiegeln /M3 und /M4 gebildet; = Daraus ergibt sich eine maximale Intensität Im öder
■die Entfernungen zwischen den beiden Spiegelpaaren "die maximale Durchlässigkeit des erfindungsgemäßen
■sind gleich. Man erhält dadurch ein erstes BiIdS1 Interferometers zu:
der Quelle S durch das Strahlenbündel, das den Du-
der Quelle S durch das Strahlenbündel, das den Du-
plikatorZ^ Qn1 und /M2) unmittelbar durchsetzt und 5 ■ Im = 4T4J?2 = 4(2/3)4 · (V3)2 a 9%.
das die Bezugswelle liefert. Ein zweites Bild S2 der
das die Bezugswelle liefert. Ein zweites Bild S2 der
Quelle S bildet sich in einer Entfernung / = S1S2, die Dies zeigt, von welcher Bedeutung die Auswahl des
dem zweifachen Zwischenraum /M1, /M2, berechnet in Reflexionskoeffizienten R der Spiegel ist; wenn man
■Luft, entspricht. Man stellt fest, daß die axiale Ent- an Stelle von R — 1J5 z. B. R = 1I2 benutzt, erhält
fernung / weder von der Linse C noch von der Stellung Vo man eine maximale Durchlässigkeit Im — 6 %.
<Jer Spiegel /M1 und /M2 in bezug auf das Objekt ab- Die Güte der Durchlässigkeit eines Interferometers
hängig ist. "des hier beschriebenen Typs kann beträchtlich und
Der zweite Teiler D2 (Spiegel /M3, /M4) gestattet es, auf einfache Weise verbessert werden. Hierzu (Fi g. 3)
die beiden dargestellten Strahlen wieder zu vereinigen, wird das Spiegelpaar /M1W2 so gelagert, daß das
von denen der eine den Mittelpunkt und der andere 15 Bild S2 der Quelle .S sich auf dem Spiegel/M1 bildet:
den Punkt A1 am Rande des Gesichtsfeldes passiert. man ersetzt die teildurchlässige Fläche durch einen
Die beiden Bündel bilden sodann einen gemeinsamen undurchsichtigen, reflektierenden Belag von einer
Brennpunkt in S1, S2, wo die Austrittspupille des Reflexion R1 = 1, und man beschränkt die Aus-
'Interferometers liegt, und man beobachtet in A1 das dehnung des Belags auf die vom Bild S2 der Quelle S
Interferenzbild des Objektpunktes A1. 20 eingenommene Fläche. Die Reflexionskoeffizienten der
: Die beiden Spiegelpaare werden bevorzugt aus aus Dielektrikum gefertigten Spiegel /M2, /M3 und /M4
zwei identischen Glasplatten gebildet, die mit halb- werden dann mit Hilfe einer Rechnung wie die, die
■reflektierenden Schichten versehen sind. für das Beispiel der F i g. 2 genau beschrieben wurde,
Um die Anzahl der Streifen einzustellen, kann man bestimmt und liefern die maximale Intensität der
vorteilhaft eine der Platten leicht kippen, was eine 25 weißen Streifen des Interferometers. Diese Rechnung
'leichte Seitenverschiebung des Bildes S2 und somit zeigt, daß die maximale Durchlässigkeit Im mit
eine seitliche Verschiebung der Bilder S1' und S2' mit den Reflexionskoeffizienten R1 = 1, R2 = 0,19 und
sich bringt. R3 = Rt = 0,43 den Betrag von 19 % erreicht.
Die Dicke d jeder Platte wird in Abhängigkeit des Der Aufbau der F i g. 2 kann so geändert werden,
Objektfeldes und der Winkelöffnung uc des Be- 30 daß die Untersuchung von reflektierenden Ober-
leuchtungsbündels wie folgt bestimmt. Man geht von Hächen möglich wird. Ausgehend von der Vorrichtung
,τ? , „. , . , 2rf der F i g. 2, die um die durch das Objekt gehende
den Formeln ρ = S^1 = / · tg u und — = ρ aus, Gerade %J^ herumgeklappt wird, ist J es g?lungen,
J
gpp gg
wobei μ der Brechungsindex der in Betracht gezogenen ein Gerät zu entwickeln, das schematisch in F i g. 4
Platte ist. 35 dargestellt ist und das die Untersuchung von reflek-
: Es ist von Interesse, den Wert der Lichtdurchlässig- tierenden Oberflächen gestattet,
keit der Anordnung kennenzulernen. Hierzu be- Die Spiegel Tn1 und m2 sind durch die Entfernung 7
keit der Anordnung kennenzulernen. Hierzu be- Die Spiegel Tn1 und m2 sind durch die Entfernung 7
stimmt man den Reflexionskoeffizienten R der Spie- getrennt, und der einfallende Strahl y wird durch
gel /Mj, /M2, /M3 und /M4, der für diese Vorrichtung die einen halbdurchlässigen Spiegel M in das Gerät gegrößte
Helligkeit gewährleistet. Die Amplituden ax 40 lenkt. Um das Streulicht auszuschalten, das auf die
und C2 der beiden Wellen des Interferometers sind direkte Reflexion (angegeben durch die Pfeile 1 und 2)
dementsprechend: des auf die Spiegel /M1 und /M2 fallenden Strahls zurück
zuführen ist, wurden gekreuzte Polarisatoren Tr1 undro2
ßi = hhhTiTiU = i4/·2, eingesetzt, während ein i-.Plättchen zwischen Ob-
a2 = J1 r2 Z1 1213 tt — t*rz, jekt A und den Spiegei m^ geschaltet den Weg für das
Licht freigibt, das an den Interferenzen beteiligt ist.
wobei i und r die durchgelassenen und reflektierten Diese sehr einfache Apparatur bietet jedoch auf
Amplituden der Spiegel /M1 bis /M4 sind, die im vor- Grund der zusätzlichen optischen Elemente nur eine
liegenden Fall als identisch angenommen sind. Be- 50 Helligkeit, die ungefähr achtmal schwächer ist als die
kanntlich ist die Durchlässigkeit eines Interferometers eines Interferometers gemäß der Erfindung und das
du rch die Intensität Im der weißen Interferenzstreifen im Durchlicht arbeitet. Wenn man den Beleuchtungsdefiniert:
spiegel M wegläßt und die Quelle S selbst in den
Mittelpunkt A0' der Bildebene setzt, kann man einen
Im = («i + a2y = 4(i4r2)2 = 4Γ4 R2 = 4Γ4 (/-Γ)2, 55 Helligkeitsfaktor erhalten, der nur viermal schwächer
'■ ■ ist. '·
wobei T= tz und R = r2 die Reflexionskoeffizienten Trotz ihrer relativ schwachen Helligkeit eignen sich
der verwendeten Spiegel sind. die hier beschriebenen Geräte für die Mikroskopie mit
" ■ τ-, ■ u , ·. . — , .· dIM , , ' . mittleren und starken Vergrößerungen, wo nur wenig
Die abgeleitete Funktion -^ der obengenannten 6o pktz für dig dazwischen|eschaltefen'optischen EIe-
Intensität Tm ist gleich Null für den Höchstwert der mente vor dem Objekt und dem Kondensor bleibt.
Durchlässigkeit T, welcher der beste Wert von R Das Verfahren der Erfindung kann ebenfalls verentspricht:
\virklicht werden mit Duplikatoren oder Teilern mit , geneigten reflektierenden Flächen, die die Anzahl der
■'■ ——(Tm) = 4Γ3 — 10Γ4 + 6Γ5 = 0, 65 Durchläufe der halbdurchlässigen Spiegel auf ein
άΤ Minimum herabsetzen. Diese Variante, die die Mög-'·.'·■
lichkeit einer-höheren Maximaldurchlässigkeit bietet, was T = 2/3 und demnach J? = 1J3 ergibt. ist besonders vorteilhaft für Mikroskope mit schwacher
7 8
Vergrößerung, öder genereller gesagt, wenn es um die sichtigen Objekten verwendet werden; man wird
sogenannten makroskopischen Objekts geht. jedoch bemerken, daß in diesem Falle die oben-
Eine erste hierfür geeignete Vorrichtung, die in genannte störende Welle at nicht auftritt und daß die
Fi g. 5 a dargestellt ist, ist beschränkt auf die Funk- zusätzlichen Polarisationsvorrichtungen nicht not-
tion im Auflicht. Diese Vorrichtung enthält zwei halb- 5 wendig sind.
durchlässige Spiegel /M1 und m2 sowie einen Umlenk- Im allgemeinen kann jeder Aufbau mit geneigten
spiegel m. Die Beleuchtungslinse C projiziert ein Spiegeln, von denen mindestens einer teildurchlässig
Bild 1S1 der fast punktförmigen Quelle 51 in den Mittel- ist und der aufgeklappt dem Schema der F i g. 1
punkt des reflektierenden Objektes A, während ein gleichkommt, für Anwendungen gemäß der Erfindung
zweites Bild S2 derselben Quelle S in S2 gebildet wird, 10 benutzt werden.
in einer Entfernung / = Tn1ITIm2 — /M1BJ2. Das Ob- Die F i g. 6 und 7 zeigen Wellenduplikatoren, die
jektiv O, dessen objektseitiger Brennpunkt mit dem von den Linsen unabhängig sind und die doppel-
Objekt zusammenfällt, ermöglicht die Beobachtung brechendes Material verwenden,
der Interferenzen unter der Bedingung, daß man die Der Duplikator in F i g. 6 besteht aus einem plan-
Pupille auf die zusammenfallenden Bilder S1', S3' 15 parallelen Spatplättchen D, das parallel zum Objekt^
von S1 und S2 setzt. Der Vorgang ist derselbe wie der, steht, das als reflektierend angenommen ist. Die
der bezüglich F i g. 1 beschrieben wurde. optische Achse des Kristalls steht senkrecht zur op-
Die Amplituden der beiden Wellen sind: tischen Achse des Interferometers. Das ordentliche
_ _ 3 Bündel (ein einziger Strahl, der voll ausgezogen dar-
O1 — T1 t2r2rx — r t, . 20 gesteut ist) bjjdet im Mittelpunkt des Objektes A das
ß2 = h r2 h h = r t3 · ' ^41^i ^er mcnt dargestellten punktförmigen Quelle S.
■ ■ ... Das außerordentliche Bündel (gestrichelt gezeichnet)
Die maximale Intensität ist: (ax + ^2)2 ^= r2tz = RT, bildet ein virtuelles BiIdS2. Der Brechungsindex«
Den optimalen Wert in der Größe von 0,25 erhält man des umgebenden Mediums ist als gleich dem ordent-
mit ü = 7" = 0,5; es ist zu bemerken, daß den 25 liehen Brechungsindex n0 des Spates angenommen,
beiden Reflexionen des ersten Strahls zwei Über- Der nutzbare Bereich vom Radius ρ wird durch die
tragungen des zweiten Strahls entsprechen. Bekannt- bereits genannte Formel
lieh ist die Phasendifferenz der beiden Wellen dann ο = S A — 1-tz.u
gleich π unter der Bedingung, daß die Teiler /M1 und /w2 1 1 . S e
keine absorbierende Eigenschaften haben. Der Inter- 3° bestimmt, wobei / die Entfernung ist, die gemäß der
ferenzstreifen, der einer Differenz der optischen Wege Achse das ordentliche Bild vom außerordentlichen
gleich Null entspricht, ist also schwarz und achro- Bild trennt:
matisch, was vorteilhaft ist. Δ η ^ ,
In Fig. 5a sieht man zwei gekreuzte Polari- M « '
λ
35
satoren ^1 und π2 sowie ein γ-Plättchen, das zwischen wobd ^ ^ ordentliche und „e der außerordentiiche
die Spiegel mx und m2 gesetzt ist. Diese Polarisatoren Brechungsindex des Spates ist. Die Vorrichtung ent-
und das -γ -Plättchen ermöglichen es, störende Wellen hält außerdem das -τ- -Plättchen, das zwischen Objekt
der Amplitude OT4 auszuschalten, die als einzige 40 und Spatplättchen liegt und unter 45° gegenüber der
störend wirken können. Außer den Strahlen, die Bildebene ausgerichtet ist, sowie zwei nicht dargestellte
Polarisatoren. Das -^--Plättchen gewährleistet den
und ■"· 1221 Ausgleich der optischen Wege, indem es die Polari-
__ f f t 45 sationsebene für die Strahlen, die es zweimal durch-
2~1221' queren, um 90° dreht.
gibt es noch zwei weitere unerwünschte Strahlen: Eine derartige Vorrichtung für die Untersuchung
_ von durchsichtigen Objekten enthält zwei identische
a3 — rx t21% tx , Spatplättchen, zwischen denen das untersuchte Objekt
ai = ^i ^2 r2 ri · ° und ein γ -Plättchen angeordnet sind.
Der Strahl a3 ist nicht gefährlich, da er immer den Der Durchlässigkeitsfaktor aller Interferometer
Mittelpunkt des Bildes passiert, während der zweite gemäß der Erfindung wird prinzipiell bei 25 °/0 liegen,
Strahl <z4 ein verschwommenes Bild ergibt, das sich wenn er doppelbrechende Elemente enthält,
dem Interferenzbild überlagert. Diese störende Welle 55 Außerdem könnte man die Vorrichtung so gestalten,
dem Interferenzbild überlagert. Diese störende Welle 55 Außerdem könnte man die Vorrichtung so gestalten,
mit der Amplitude σ4 wird durch die gekreuzten daß man eine fokussierende Wirkung auf einen Teil
Polarisatoren πα und π2 und beispielsweise das des Bündels, der die Duplikatoren gemäß der Er-
— Plättchen ausseschaltet findung durchquert, ausübt. In einem ersten Fall, wie
2 -Plattchen ausgeschaltet. er in F i g. 7a, 7b und 7c dargestellt ist, gibt es ver-
Fig. 5b zeigt eine besonders vorteilhafte Aus- 60 schiedene Möglichkeiten der Verwirklichung einer
führungsform dieser Vorrichtung. In diesem Falle derartigen Vorrichtung. Im Falle der F ig. 7a entwerden
die Teiler/M1 und W2 durch die zwei aufeinander hält das Interferometer gemäß der Erfindung eine
senkrecht stehenden Flächen eines gleichschenkligen doppelbrechende Linse L, die der Beleuchtungs- oder
90°-Prismas gebildet, das mit,einem weiteren gleich- der Beobachtungslinse O zugeordnet ist.
artigen Prisma zusammengeklebt ist und das mit 65 Die Linse L.besteht aus einer plankonvexen Linse L1 Totalreflexion arbeitet. Das gemäß Fig. 5b aus- aus Spat und einer plankonkaven LinseL2 aus Glas gerüstete Interferometer kann mittels identischer mit einem Brechungsindex n, der dem ordentlichen Duplikatoren für . die Untersuchung von durch- Brechungsindex H0 des Spates gleich ist. Die ordent-
artigen Prisma zusammengeklebt ist und das mit 65 Die Linse L.besteht aus einer plankonvexen Linse L1 Totalreflexion arbeitet. Das gemäß Fig. 5b aus- aus Spat und einer plankonkaven LinseL2 aus Glas gerüstete Interferometer kann mittels identischer mit einem Brechungsindex n, der dem ordentlichen Duplikatoren für . die Untersuchung von durch- Brechungsindex H0 des Spates gleich ist. Die ordent-
9 10
liehe Brennweite der Linse L ist unendlich, und ihre In F i g. 8 a sieht man eine Glasplatte Af2 und einen
außerordentliche Brennweite ist gleich fs Glasmeniskus .Af1, die teildurchlässig bzw. teilreflek-
tierend gemacht wurden (»jj und/JJ2). Im vorliegenden
fB—. ß t Falle entspricht die .Vorrichtung einer divergenten
An' 5 Linse mit einer Brennweite, die der. Hälfte des Radius
der sphärischen, reflektierenden Oberfläche W1 ent-
wobei B der Krümmungsradius und Δ η die Doppel- spricht. : ;
brechung ist: Dieses Element hat die gleiche Aufgabe wie die
. oben beschriebene doppelbrechende Linse.
Δ η — K0 — ne = 0,17 für den Spat. io Diese Vorrichtung hat eine stark fokussierende
, . Wirkung, aber sie hat den Nachteil einer schwachen
„. : . .,o ; . v. t λ r.1··^ t. · *. ■ Helligkeit. Die Durchlässigkeit eines Interferometers
Em unter 45 ausgerichtetes T-Plattchen ist ZW1- gemä 8 ß der Erfindungj d*s mit solchen bifokalen
sehen der Linse L und dem hier als reflektierend an- Elementen ausgerüstet ist, ist übrigens mit der des
genommenen Objekt^ angeordnet. 15 Interferometers mit vier planen, teildurchlässigen
Das von der Quelle S kommende Licht wird durch Spiegeln identisch, das schon oben beschrieben worden
Tr1 polarisiert und mit Hilfe des halbdurchlässigen ist (F i g. 2). Der beste Wert seines Reflexionskoeffi-
SpiegelsAf auf das Objekt Λ geschickt. Das vom zienten ist ebenfalls gleich 1I3;
Objekt A reflektierte Bündel durchquert den Spiegel Af, Die Ausführungsform der Fig. 8 b betrifft ein
und nachdem es durch den Polarisator^ analysiert ?° bifokales Element, das es ermöglicht, die fokussierende
wurde, erreicht es die Bildebene Ä, die dem Objekt A Wirkung außerhalb, der beiden Spiegel zu lokalisieren,
durch das bier allein betrachtete Objektiv O zu- Wie im Falle einer doppelbrechenden Linse benutzt
geordnet ist. man zwei konzentrische Oberflächen /M1 und m2,
Die Wirkungsweise der doppelbrechenden Linse!,,' deren Wirkung auf den zweimal reflektierten Strahl
die dem Objektiv O zugeordnet ist, geht aus F i g. 7 b 25 gleich derjenigen.: einer Linse ist, die im gemeinsamen
klar. hervor. Diese Linse . befindet sich in der bild- Krümmungsmittelpunkt C der Spiegel/W1 und m2
seitigen Brennebene des Objektivs O; in diesem Fall angeordnet ist.
wird die Brechkraft der beiden Linsen O und L nicht . Die genannten Vorrichtungen eignen sich inbe-
verändert. Der ordentliche Strahl ergibt das Bild S1 sondere für die Untersuchung von reflektierenden
der Quelle S und der außerordentliche Strahl· das 30 Oberflächen, außer der Vorrichtung der Fig. 1, die
BiIdS2; beide Strahlen haben die gleiche Öffnung uc. mit ihren vier teildurchlässigen Spiegeln eher für die
Der Randstrahl der außerordentlichen Welle . be- Untersuchung von durchsichtigen Objekten geeignet
leuchtet den Punkt A1, der. sich in einer Entfernung ρ ist. Der Grund dafür ist, daß die beiden Wellen-
vom Mittelpunkt S1 befindet. duplikatoren, die mit dem Kondensor bzw. dem
35 Objektiv gekoppelt sind, durch ein einziges Element
. ρ. — h *■ } . gebildet sind, wenn es sich um reflektiertes Licht
/b' handelt, und daß Autokompensation durch Auto-
kollimation vorhanden ist, während die beiden Wellen-
wobei / die Brennweite des Objektivs O und h die duplikatoren bei durchsichtigen Objekten materiell
Pupillenhöhe ist: 4° getrennt sind und diese auf einen Bruchteil der Wellen-
h = ■ f sin u länge genau optisch identisch gemacht werden müssen.
' . . Um die Untersuchung von durchsichtigen Objekten
was ergibt: - zu vereinfachen, besteht eine weitere Eigenschaft des
_ /2 . erfindungsgemäßen Interferometers darin, daß ein
^ ~~ —-sinz/c. 4g autokompensierter Duplikator verwendet wird, wie
er in Fig. 9a als Beispiel dargestellt ist. In dieser
Im Falle der F ig; 7 c befindet sich der optische Figur findet man wiederum alle wichtigen Bestandteile
Mittelpunkt der doppelbrechenden Linse außerhalb. eines Interferometers mit punktförmiger Referenz mit
Eine solche Linse kann also eher mit einem Mikro- afokalen Wellenduplikatoren, die in den Raum, der
skopobjektiv verbunden werden, dessen Brennebene 50 die Beleuchtungslinse von der Beobachtungslinse
nicht zugänglich ist. trennt, gesetzt sind.
Die Linse L besteht aus einem Meniskus M aus S ist eine punktförmige Lichtquelle, von der der
Glas, dessen sphärische Flächen beide konzentrisch Kondensor C ein Bild S1 im Mittelpunkt des durch-
gegenüber dem Mittelpunkt C sind; auf diesen dicken sichtigen Objektes A, das unmittelbar nach dem halb-
Meniskus sind zwei Linsen aus Spat L' und L" ge- 55 durchlässigen Spiegel m gelegen ist, bildet; ein zweites
klebt; das Ganze bildet eine Platte mit planparallelen Bild S2 der Quelle S entsteht auf der Achse des durch
Flächen. Das Bild des Mittelpunktes C in der planen m reflektierten Bündels. Die beiden Lichtbündel
Fläche der plankonvexen Linse befindet sich in C1, werden im entgegengesetzten Sinn durch zwei un-
und alles ist genauso, als läge die Linse bei C1. durchlässige Spiegel Af1 und Af2 reflektiert, so daß
Die Vorrichtungen mit doppelbrechenden Linsen 5o das durch den Spiegel m reflektierte Licht rechts
sind leicht in Mikroskopen zu benutzen, die mit herum und das durchgelassene Licht links herum im
Autokollimation arbeiten; etwas schwieriger sind sie Inneren des Dreiecks m, M1, M2 (s. Pfeile) gelenkt
in Mikroskopen für durchsichtige Objekte zu ver- wird. Die beiden kohärenten Wellen, die von den
wenden, da es schwierig ist, die beiden getrennten sekundären Quellen S1 und S2 ausgehen, werden von
Linsen identisch zu machen. 65 demselben Spiegel m wieder kombiniert und können
Im Fall der Fig. 8a und 8b wird ein bifokales in Richtung auf das Objektiv O entweichen, dessen
optisches Element benutzt, was mit Hilfe von sphä- objektseitiger Brennpunkt mit der Objektebene zu-
rischen, halbreflektierenden Oberflächen erreicht wird. sammenfällt. Die ineinander übergehenden Bilder S1'
11 12
und S2 der Quellen S1 und S2 bestimmen die Austritts- richtung bequem vorgenommen werden, wobei man
pupille des Interferometers. Fig. 9 b entsteht durch die beste Richtung aussucht. Die reelle Durchlässigkeit
Aufklappen des Bildes der Fig. 9a. Die Wirkungs- dieses Interferometers ist also gleich 50% mit einem
weise dieser Vorrichtung wird im einzelnen an Hand Kristallpolarisator. , · Fig. 9b erklärt. Die beiden Lichtbündel sind durch 5 Für die Untersuchung von reflektierenden Obereinen
einzigen Strahl der Winkelöffnung uc dargestellt, flächen ist es vorteilhaft, den Aufbau von F i g. 11
der durch den Spiegel m verdoppelt wird. Für den zu benutzen, der von dem Aufbau der F i g. 9 in der
durchgelassenen Strahl (ausgezogene Linie) befindet Stellung der Reflexionsspiegel M1 und M2 abweicht,
sich das Objekt in A, während für den reflektierten die hier so angeordnet sind, daß das Objekte fast
Strahl (gestrichelte Linie) das Objekt nicht in A, io senkrecht beobachtet werden kann,
sondern in (.4) symmetrisch zu A in bezug auf den Es ist klar, daß die Vorrichtungen der F i g. 8, 10
Punkt M0 liegt, der sich in der Mitte der Strecke und 11 sich nicht für mikroskopische Untersuchungen
m, M1, M2, m befindet. Die Vorgänge sind die gleichen, eignen, weil das Objektiv O vom Objekt durch einen
als nähmen die beiden Strahlen denselben Weg, durch- schräggestellten Spiegel m getrennt ist, was seine
querten dasselbe Objekt in seinem Mittelpunkt bzw. 15 Leistung auf die eines Mikroskops mit schwacher
in einem seitlichen Punkt A1. Der Radius ρ des Objekt- Vergrößerung herabsetzt.
feldes wird ungefähr von ' Die Erfindung kann mit den zuletzt beschriebenen
n — ito u imw ι — o <? M ist Ausführungsformen mit einem Mikroskop mit starker
e 6 ° Vergrößerung verwirklicht werden,
gegeben. so Fig. 12 zeigt schematisch ein solches Beispiel. In
Der Aufbau der Spiegelm, M1, M2 entspricht einer diesem Fall sind die Spiegeln, M1 und M2 wie in
Anordnung von S ο g η a c, aber er wird hier ganz F i g. 9a angeordnet, aber die Linsen O und C sind
anders angewandt als bei ihm. Das Objekt^ muß so hier in den Kreis eingeschaltet, anstatt sich außerhalb
weit wie möglich von M0 entfernt angeordnet werden, desselben zu befinden; Wenn man davon ausgeht, 4aß
oder sehr nahe von m; andererseits ist eine Linse C, 25 die Brechkraft der Linsen O und C identisch ist, so
die das reelle Bild 1S1 einer punktf örmigen Quelle S ordnet man sie symmetrisch zum Mittelpunkt M0 an,
projiziert, unentbehrlich. Unter diesen Bedingungen um die Interferenzen zu beobachten. Wenn S eine
ermöglicht das Objektiv O, das eine Lupe ist, die punktf örmige Lichtquelle ist, so bildet das Objektiv O
Beobachtung eines vollkommen definierten Interferenz- davon ein Bild S1, und der Kondensor C gibt ein
bildes und nicht eines Bildes, das von der Über- 3° Bild S2 wieder, wobei S1 und S2 durch eine Entfernung/
lagerung der beiden verschobenen oder umgekehrten getrennt sind. Der Radius ρ des Gesichtsfeldes vom
Bilder herrührt, wie es bei den Interferometern vom Objekt, das sich an der Stelle des Bildes S1 befindet»
Typ Sognac der Fall ist. ist dann also
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die ρ = /tgw0,
Anzahl der Umlenkspiegel, wie M1 und M2 beliebig 35
und ändert keineswegs die Wirkungsweise eines Inter- wobei uc die Öffnung des Beleuchtungsbündels dar-
ferometers gemäß der Erfindung. Das Gerät kann auf stellt. .
verschiedene Arten verwirklicht werden, wofür in den In der Praxis ist die absolute Identität der Linsen Ö
Bildern 10, 10 a, 10 & und 10 c einige Beispiele an- und C nicht unbedingt erforderlich. Es genügt, wenn
gegeben sind. 4° das zusammengesetzte System, das durch die Linsen O
Die Vorrichtung der Fig. 10 enthält eine Teiler- und C gebildet wird, mit dem MittelpunktM0 in
gruppe E und ein Reflexionsprisma M. Der halb- Koinzidenz gebracht wird.
durchlässige Spiegel m ist auf eine innere Kittfläche Mit dem gleichen Ziel kann man auch ein doppel-
des Teilers gesetzt. Das Objekt A ist sehr nahe bei m brechendes Prisma als Strahlenteiler verwenden,
angeordnet. Die Einstellung der Anzahl der Streifen 45 In einem derartigen Fall ist die Winkelaufspaltung
und ihrer Orientierung erfolgt auf die bekannte Weise der Strahlen im allgemeinen sehr schwach, was be-
mit einem Diasparometer K. sondere Maßnahmen verlangt, die wiederum eine
Bei der Ausführungsform der Fig. 10a ist das große Aufbaulänge mit sich bringen. Die Vorrichtung
Reflexionsprisma M1, ein Trieder mit drei aufeinander von F i g. 13 enthält ein doppelbrechendes Prisma Q,
senkrecht stehenden Flächen deren Dach das Inter- 50 λ _piättch zwd rechtwinkiig gekreuzte Polari.
ferometer hinsichtlich der Winkel unverstellbar macht. 4 ' ö &
In F i g. 10b ist das Prisma M1 durch eine Linse O1 satoren πχ und πζ und den halbdurchlässigen Spiegel M,
ersetzt, die mit einem Planspiegel M, der im Brenn- der dem Prisma Q unter bezug auf. das Objektivpunkt
der Linse O1 liegt, kombiniert ist. system O1, O2 zugeordnet ist, das afokal ist und eine
In Fig. 10c besteht die TeilergruppeE1 aus einem 55 Vergrößerungg = — 1 hat; das Objekt.,4 ist in Be-
Prismenpaar/? und P1 mit Winkeln von 30 und 60°; rührung mit dem Objektiv O2. Das von einer punkt-
die Prismen sind durch eine teildurchlässige Fläche m förmigen Lichtquelle ausgehende Licht wird über
getrennt. einen halbdurchlässigen Spiegel M auf ein doppel-
Die Helligkeit der Interferometer mit punktförmiger brechendes Prisma Q geleitet; der mittlere Strahl wird
Referenz, für die eine Anordnung verwendet wird, die 60 in zwei durch einen Winkel 2« getrennte Strahlen
an das Interferometer von Sognac oder eine Abwand- geteilt. Auf Grund der Eigenschaften, die durch die
lung dessen erinnert, ist am stärksten im Vergleich Gesamtvorrichtung gegeben sind, durchlaufen die
mit denjenigen, die durch die Erfindung gegeben sind. beiden zueinander senkrecht polarisierten Wellen die
Theoretisch entspricht sie gleich 1; in der Praxis ist es Anordnung in der entgegengesetzten Richtung, analog
jedoch vorteilhaft, einen Polarisator (π der F i g. 10) 65 zu dem, was bei der in F i g. 9 dargestellten Voreinzusetzen,
dessen Schwingungsebene senkrecht zur richtung geschieht. Das Überschneiden der Bündel
Bildebene liegt. Die kohärente Teilung der Welle auf wird vermieden, indem man die Verdoppelung lot
dem Spiegel m kann nur für eine einzige Vibrations- und die Brennweite der Objektive O1 und O2 unter
ι 4/ζ
Berücksichtigung des Objektfeldes wählt. Zum Beispiel wird in dem dargestellten Fall die Quelle S in
einer Entfernung angeordnet, die doppelt so groß ist wie die Brennweite des Objektivs O1. Dieses Objektiv
gibt von der Quelle S ein Bild S1 wieder, das sich in
einer Entfernung vom Objektiv O1 befindet, die doppelt
so lang ist wie die Brennweite / des Objektivs O1 und
die mit dem Objektiv O2 zusammenfällt; dabei bildet
es im Mittelpunkt des Objektes A ab und bedeckt nur den linken Teil (in der Zeichnung) des Objektivs O2',
dies wird dadurch erreicht, daß man 2<x (die durch das Prisma Q gegebene Ablenkung) einen Wert gibt, der
aus der FormelQ1 = «/resultiert; Q1 ist der Radius
des Objektfeldes. Ein zweites Bild S2 der Quelle wird
auf dem symmetrischen Teil von O2 gebildet, der durch das Objekt nicht verdeckt ist.
Die Bilder S1 des Bildes S1 und S2 des Bildes S2
überdecken sich im Bildraum, und das reelle Bild der Objektinterferenzen wird dann an der zu der Quelle 5"
in bezug auf den Spiegel M symmetrischen Stelle Ä
abgebildet. Das -jr -Plättchen, das unter das Prisma Q
gesetzt ist, ist in dem in Betracht gezogenen Fall .
notwendig, wo das Prisma Q auf sich selbst abgebildet wird mit einer Vergrößerung gleich +1.
In Fig. 13a und 13b, wo die (punktierte) Linie die Strahlenteilungsebene darstellt, sieht man zwei
Möglichkeiten von doppelbrechenden Prismen, die für die Anwendung, die in Fig. 13 dargestellt ist, geeignet
sind; es kommt hier nicht in Betracht, das Prisma von Wo 11 a s t ο η trotz seiner Einfachheit
zu benutzen, weil die Fläche, auf der die Streifen lokalisiert werden und auf der ebenfalls das Lichtbündel
aufgespalten wird, schräg liegt.
Diesen Nachteil vermeidet man mit dem Aufbau der F i g. 13a, der zwei Kristallprismen Q' und Q"
mit gekreuzten Achsen enthält, die durch zwei Prismen Q1 und Q2 aus Glas vervollständigt sind, das
einen Brechungsindex η gleich dem mittleren Brechungsindex
des benutzten Kristalls hat. Die benutzten Kristallprismen haben einen Winkel γ und die Glasprismen
einen Winkel -y.
Man kann auch den in F i g. 13b wiedergegebenen Aufbau mit drei Kristallprismen Q3, Q1, Q5 mit gekreuzten
Achsen verwenden; die äußeren Prismen Q3 und Q5 haben einen Winkel γ und das mittlere Prisma
Q4 einen Winkel 2γ. Die Winkelaufspaltung α ist
durch die Formel <x ~ Δ η tg γ gegeben im Falle
der F i g. 13a und durch κ ~ 2Δ η tg γ ' im Falle
der F i g. 13b.
Wenn es sich um ein optisches Gerät handelt, wie z. B. ein Mikroskop, wo der Raum zwischen Objekt
und Objektiv zu klein ist, um dort einen afokalen Duplikator anordnen zu können, kann man den Aufbau
der F i g. 14 verwenden, der einen derartigen Wellenduplikator der afokalen Bauart gemäß der
Erfindung darstellt. In diesem Fall findet man vier schräge Spiegel M1, M2 (Umlenkspiegel) und /W1, m2
(halbdurchlässige Spiegel) wieder, die zwischen das Objektiv O1 und das reelle Bild A' des Objektes A,
das als reflektierend angenommen ist, geschaltet sind und das durch das Okular oc beobachtet wird; das
Objektiv O des Mikroskops bildet ein afokales System mit dem Zusatzobjektiv O1. Die Lichtquelle S
ist punktförmig und wird durch den Spiegel mx symmetrisch in den Mittelpunkt des Bildes projiziert.
L nter, diesen Bedingungen wird das reelle Bild A'
des Objektes^ im bildseitigen Brennpunkt des Objektivs
O1 gebildet, und der Raum, der sich (in der Zeichnung) rechts von O1 befindet, hat die gleichen
Eigenschaften wie der Raum, der sich vor dem Objekt A selbst befindet, außer was die StrahlenöfFnung u
betrifft, die durch
sin Uc =
SlEW5
g
g
mit g =
A
/
gegeben ist, wobei Z1 die Brennweite des Objektivs O1
und /die Brennweite des Objektivs O ist. Die punktförmige Quelle 5" gestattet somit, in Ä das Interferenzbild
der Oberfläche y4 zu beobachten. Der Radius ρ des Bereichs des Interferenzbildes wird durch ρ = Itgu/
gegeben, wobei / durch / = 2 Tn1, M0 — Tn1, m2 bestimmt
ist und wo der Winkel uc' von der numerischen
Apertur uc des Objektivs durch die Gleichung
sin Uc _ Λ _
sin Uc f
sin Uc f
abhängig ist.
Bei dem Aufbau der F i g. 14 verfügt man also über
ein praktisches Mittel, um ein Interferenzmikroskop für reflektierende Objekte herzustellen, in welchem
der interferometrische Aufbau auf der Seite des Okulars angeordnet ist und bei welchem die Objektive
leicht ausgewechselt werden können. Selbstverständlich kann der hier als Beispiel angegebene
Wellenduplikator durch jedes beliebige afokale Modell ersetzt werden.
Claims (8)
1. Interferometrisches Verfahren zur Untersuchung von Objekten unter Verwendung einer
punktförmigen Lichtquelle sowie eines einem Kondensor zugeordneten Strahlenteilers und eines
dem Objektiv zugeordneten strahlenvereinigenden Elements, dadurch gekennzeichnet,
daß durch das aus Kondensor und Strahlenteiler bestehende optische System ein ordentliches Bild
der Lichtquelle am Ort des zu untersuchenden Objektes und ein vor dem ordentlichen Bild liegendes
außerordentliches Bild der Lichtquelle ent-
. worfen werden und daß durch das aus Objektiv und Strahlenvereiniger bestehende optische System
ein ordentliches Bild des ersten außerordentlichen Lichtquellenbildes und ein außerordentliches Bild
des ersten ordentlichen Lichtquellenbildes in der Austrittspupille des Objektivs entworfen werden,
während das Interferenzbild des Objektes in der Bildebene des Objektivs entsteht.
2. Interferometer zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlenteiler in an sich bekannter Weise einander gleich sind oder zumindest gleiche
Eigenschaften besitzen.
3. Interferometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteiler mit ihrer
Wirkungsweise von den Eigenschaften der ihnen zugeordneten Linsen unabhängig sind.
4. Interferometer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteiler in
ihrer Wirkungsweise eng mit den zugeordneten Linsen verbunden sind.
5. Interferometer nach einem der Ansprüche 2
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteiler kombinierte Spiegel wie in Interferometern
mit antiparallelen Wellen sind.
6. Interferometer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteiler
in an sich bekannter Weise aus einem Aufbau doppelbrechender Prismen bestehen.
7. Interferometer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger
Strahlenteiler nacheinander die Funktion des dem Kondensator zugeordneten Elements übernimmt.
8. Interferometer nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strahlenteiler
eine Anzahl teildurchlässiger Spiegel enthält.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
009 516/43
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---|---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |