DE1929981C

DE1929981C - Verfahren zum Sichtbarmachen eines transparenten Objektes nach dem Schlierenoder Phasenkontrastverfahren

Info

Publication number: DE1929981C
Application number: DE19691929981
Authority: DE
Inventors: Tadao; Ito Yoshinobu; Tokio Tsuruta
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1968-06-21
Filing date: 1969-06-12
Publication date: 1973-01-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Sichtbarmachen eines transparenten Objekts nach as dem Schlierenverfahren oder nach dem Phasenkontrastverfahren, bei dem das optische System mit unvermeidlichen Abbildungsfehlern behaftet ist.

Beim üblichen Schlierenverfahren oder Kontrastverfahren sind die optischen Systemkomponenten sorgfältig herzustellen und anzuordnen, um möglichst geringe Auffächerung des von einer Blende oder einem Phasenplättchen auszublendenden Punkt- oder Strichbildes sicherzustellen. Eine Verbreiterung des Bildes verringert die Empfindlichkeit und den Meßfeldbereich des zu prüfenden Objektes. In einigen Fällen hat man es aber mit kleinen Formänderungen einer diffus reflektierenden Fläche oder einer physikalischen Erscheinung zu tun, die innerhalb eines Gefäßes, das wegen seiner komplizierten Form Anlaß zum Auftreten unkontrollierbarer Aberrationen gibt, angeordnet sind bzw. auftreten. D<»s Punktbild wird dann zu einem solchen Ausmaß aufgefächert, oder geht gar gänzlich verloren, so daß es nicht länger möglich ist, das direkte Licht vom durch das transparente Objekt gebeugten Licht zu separieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Methode bereitzustellen, die die im optischen System verbliebenen Aberrationen sofort beseitigt und eine hochgenaue Feststellung der Änderung in der Lichtwegdifferenz ermöglicht.

Diese Aufgabe ist für das einleitend beschriebene Verfahren erfindungsgemäß gelöst durch folgende Verfahrensschritte:

a) Herstellung eines Hologramms vom optischen System,

b) Zurückverbringen des entwickelten Hologramms an den Aufnahmeort und Belichten des Hologramms mit einem Objektstrahl, wobei das Objekt nunmehr aus dem optischen System und dem abzubildenden Gegenstand besteht,

c) Erfassung des rekonstruierten Referenzstrahles nach der Schlieren- oder Phasenkontrastmethode. _6s

Nach der Erfindung wird also im Prinzip nur die Differenz in der Lichtweglänge, die durch Einsetzen eines Phänomens oder eines Objektes in den Lichtweg entsteht, selektiv aufgegriffen und auf die aberrationsfreie Wellenfront überlagert.

Bei einer Schlieren-Apparatur ist es üblicherweise keine leichte Aufgabe, die sphärische Aberration und den Astigmatismus zu beseitigen, die der Apparatur eigen sind. Nach der Erfindung ist es jedoch möglich, diese störenden Aberrationen zu beseitigen, wie dieses sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Beispiels sofort ergibt. Darüber hinaus ist es möglich, mit hoher Empfindlichkeit ein Phänomen oder eine Erscheinung zu vermessen, die in einem kompliziert geformten Behälter stattfindet, da die vom Behälter erzeugten Aberrationen entfernt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schsmatische Darstellung zur Erläuterung des Erfindungsprinzips,

Fig. 2 eine schematische Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung und

Fig. 3 ein optisches System, das das Bild an der Brennebene der Anordnung nach F i g. 2 zeigt.

Zunächst sei das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip erläutert. In Fig. 1 fallen zwei Lichtwellenfronten 1 und 2, die zueinander kohärent sind, auf eine photographische Platte 3 unter einem gewissen Winkel zur Erzeugung eines Hologramms ein. Nach der Entwicklung wird die photographische Platte in der ursprünglicher Stellung wieder angeordnet. Wenn dann die photographische Platte mit der Wellenfront 1 beleuchtet wird, so wird die Wellenfront 2 in der ursprünglichen Form und Richtung rekonstruiert; wenn aber die photographische Platte mit der Wellenfront 2 beleuchtet wird, so wird die Wellenfront 1 in ihrer ursprünglichen Form und Richtung rekonstruiert. Nimmt man an, daß die Wellenfront 1 eine aberrationsfreie Wellenfront und die Wellenfront 2 eine aberrationsbehaftete Wellenfront ist, dann bedeutet der obige Umstand, daß eine abd rationsbehaftete Wellenfront in eine aberrationsfreie Wellenfront umgesetzt worden ist. Wenn nun ein auf diese Weise hergestelltes Hologramm mit einer Wellenfront beleuchtet wird, die einer kleinen Änderung I längs der Wellenfront 2 unterliegt, so entsteht eine Wellenfront, welche von der aberrationsfreien Wellenfront 1 um Λ abweicht.

Auf diese Weise sind die Aberrationen des optischen Systems selbst vollständig eliminiert, und nur die Änderung in der Lichtweglänge, die zwischen der Hologrammherstellung (Belichtung) und der Wiedererzeugung eingeführt worden ist, kann nach dem Schlierenverfahren oder dem Phasendifferenzverfahren als der Zustand behandelt werden, der die aberrationsfreie Wellenfront stört. Die vorstehend erwähnte Handhabungsweise kann recht ähnlich auf den Fall angewandt werden, in welchem ein Hologramm unter der Bedingung, daß ein Phänomen oder eine Erscheinung vorhanden ist, hergestellt wird, wonach dann das Phänomen oder die Erscheinung aus dem Lichtweg zum Zeitpunkt der Rekonstruktion entfernt wird.

Nachstehend sei ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnen an Hand der Fig. 2 beschrieben. In F i g. 2 wird das parallele Licht 11 einer kohärenten Lichtquelle in zwei Teilstrahlengänge mit Hilfe eines halbdurchlässigen Spiegels 12 unterteilt, die dann an einem weiteren halbdurchlässigen Spiegel 13 über die Umlenkspiegel M_x bzw M₂ wieder vereinigt werden, auf eine photographische Platte 14 auftreffen und einen Winkel θ zueinander bilden. Des

weiteren ist ein Behälter 16, z. B. ein Glasrohr, im P^rod^^e^^W.^e™ ^J^JnStoet w?d?To ver-Teilstrahlengang 15 angeordnet Es fcann also in der scheinung22-m]Behalter "^ ^_{01 dieses}

Brennebene 18 einer Objektivlinse 17 ein scharfes ^u* ^A'~ ^*"""¹" ^der we»^en"

Punktbild 20 (s. Fig. 3) nur über den Teilstrahlengang 19 und andererseits ein Bild 21 erhalten weiden S
(Fig. 3), das durch die gekrümmten Wände und
Schlieren des Behälters 16 verursachte Aberration gestört und aufgefächert ist, über den Teilstrahlengang
15.

Wenn bei dieser Anordnung die photographische ίο
Platte mit der ersten Wellenfront, welche am Spiegel
13 reflektiert wird und aberrationsfrei ist, und mit der
zweiten Wellenfront, welche vom Spiegel 13 durchgelassen wird und die Aberrationen des Behälters 16 werden. Dünstiger iwinarcuz. augcenthält, belichtet wird, und wenn dann die solcherart 15 Da ein ?»**&** F * JSJ Feld leicht erhalbelichtete Platte nach Entwicklung wieder in die ur- deckt wird, kann ein SL^e^™ _u°_{hkeU der} Schlierensprüngliche Stellung verbracht und nur vom Licht des ten werden und die ^_{differenzmethode wird} sehr Tcilstrahlengangs 15 beleuchtet wird, wozu der TeU- methode oder der ™*^s°™ _{d die dem ab}errastrahlengang 19 mit einem Verschluß 24 abgedeckt hoch um ^dl« ^anomen^aeru g _{fcn zu} wird, dann wird das scharfe Punktbild 20 entspre- *> üonsfreien System überlagert w chend dem oben erläuterten Prinzip nach F i g. 1 re- können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Sichtbarmachen ejnes transparenten Objekts nach dem Schlierenverfahren oder nach dem Phasenkontrastverfahren, bei dem das optische System mit unvermeidlichen Abbildungsfehlern behaftet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Herstellung eines Hologramms vom optisehen System,

b) Zurückverbringen des entwickelten Hologramms an den Aufnahmeort und Belichten des Hologramms mit einem Objektstrahl, _x5 wobei das Objekt nunmehr aus dem optischen System und dem abzubildenden Gegenstand besteht,

c) Erfassung des rekonstruierten Referenzstrahles nach der Schlieren- oder Phasenkontrastmethode.