DE19635907C2

DE19635907C2 - Verfahren zur Messung der Phasendifferenz zwischen zwei orthogonal polarisierten Komponenten eines Prüfstrahls sowie Homodyn-Interferometer-Empfängervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19635907C2
Application number: DE19635907A
Authority: DE
Inventors: Peter De Groot
Original assignee: Zygo Corp
Current assignee: Zygo Corp
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: JP3791975B2; US5663793A; DE19635907A1; JPH09126900A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hohe Präzision aufweisende Hochgeschwindigkeits-Interferometer Ellipsometer und Flughöhen-Prüfeinrichtungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Homodyn-Interferometer-Empfängervorrich tung und auf ein Verfahren zur Messung der Phasendifferenz zwischen zwei orthogonal polarisierten Komponenten eines Prüf strahls sowie der Intensitäten dieser beiden Komponenten.

Das grundlegende Problem in der optischen Meßtechnik ist die interferometrische Phasenabschätzung Abstände messende Interferometer, Ellipsometer, Flughöhen-Prüfeinrichtungen und andere optische Instrumente hängen von einer genauen Messung der relativen Phase zwischen zwei orthogonalen Kompo nenten eines polarisierten Prüflichtstrahls ab. Ein Gerät oder Teilsystem, das diese Aufgabe erfüllt, wird hier als interferometrischer Empfänger bezeichnet. Moderne interfero metrische Empfänger müssen einen Betrieb mit hoher Geschwindig keit und ausgezeichneter Wiederholbarkeit und Linearität er möglichen. Ein weiteres Problem bei der optischen Meßtechnik besteht in der Messung der Intensitäten von zwei orthogonal polarisierten Komponenten eines polarisierten Prüfstrahls. Ein Beispiel einer Technologie, für die der interferometrische Empfänger sowohl eine Phasen- als auch Intensitätsinformation für die beiden Polarisationskomponenten liefern muß, ist in der US-Patentanmeldung 08/408 907 des gleichen Anmelders vom 22. März 1995 mit dem Titel "Optical Gap Measuring Apparatus and Method" (US 5 557 399), beschrieben.

Auf diesem Gebiet der Technik finden sich vielfältige Bezug nahmen auf Heterodyn- oder Überlagerungs-Verfahren der Phasen abschätzung, wobei sich die Phase mit der Zeit in einer ge steuerten Weise ändert. Beispielsweise emittiert bei einer be kannten Form eines Abstandsmessungs-Heterodyn-Interferometers die Quelle zwei orthogonale Polarisationen, die geringfügig voneinander verschiedene optische Frequenzen (beispielsweise 2 MHz) haben. Der interferometrische Empfänger besteht in diesem Fall typischerweise aus einem Linearpolarisator und einem Photo detektor zur Messung des sich zeitlich verändernden Überlage rungssignals. Das Signal schwingt mit der Überlagerungsfrequenz, und die Phase des Signals entspricht der relativen Phasendiffe renz. Ein weiteres bekanntes Beispiel der Heterodyn-Interfero metrie zur Abstandsmessung ist in dem US-Patent 4 688 940 beschrieben. Einerseits besteht ein wesentlicher Vorteil der Heterodyn- oder Überlagerungstechnik darin, daß der Interferometrie-Empfänger einfach auf zubauen und zu eichen ist. Andererseits erfordert die Heterodyn-Technik eine sehr spezielle Lichtquelle, wie z. B. einen mit Zeeman-Teilung arbeitenden HeNe-Laser oder einen Hochgeschwindigkeitsmodulator. Weiterhin liefern Heterodyn-Interferometrie-Empfänger keine Information hinsichtlich der Intensitäten der beiden orthogonal polari sierten Komponenten eines polarisierten Prüfstrahls.

Auf diesem Gebiet der Technik finden sich weiterhin vielfältige Hinweise auf Homodyn-Verfahren zur Phasenabschätzung, bei denen eine Quelle mit einer einzigen Frequenz zusammen mit einem Interferometrie-Empfänger verwendet wird, der eine Vielzahl von Photodetektoren umfaßt, die statischen Phasenverschiebungen entsprechen. Bei einem typischen Homodyn-Empfänger wird die Phasenabschätzung dadurch ausgeführt, daß statische Phasen verschiebungen über polarisierende Komponenten, wie z. B. Wellenplatten eingeführt werden. Beispiele des Standes der Technik hinsichtlich derartiger Homodyn-Verfahren schließen die US-Patente 5 374 991, 5 018 862 und 5 392 116 ein. Ein zusätzlicher Stand der Technik hinsichtlich der Homodyn- Technik findet sich in einer Veröffentlichung mit dem Titel "A low cost laser interferometer system for machine tool applications" von A. Dorsey, R. J. Hocken und M. Horowith (Precision Eng. 1983, Bd. 5, Nr. 1, Seite 29), in einer Veröffentlichung mit dem Titel "Instantaneous phase measuring interferometry" von R. Smythe und R. Moore (Proc. of the SPIE, Int. Soc. Opt. Eng., 429, Seite 16-21, 1983) und in einer Veröffentlichung mit dem Titel "Accurate polarization interferometer" vom V. Greco, G. Molesini, F. Quercioli (Rev. Sci. Instrum. 66, Seite 3729-3734, 1995). Der Vorteil der Homodyntechnik besteht darin, daß sie keine Frequenzdifferenz zwischen den Polarisationskomponenten des Prüfstrahls erfordert. Es ergeben sich jedoch wesentlich größere Schwierigkeiten hinsichtlich der Wiedergabegüte der polarisierenden Komponenten und der Unterschiede hinsichtlich des Ansprechverhaltens der Photodetektoren. Allgemein sind bekannte Homodyn-Empfänger ungenau, schwierig auszurichten, und sie erfordern aufwendige Komponenten. Bekannte Homodyn- Empfänger liefern weiterhin keinerlei Information hinsichtlich der relativen Stärken der beiden orthogonalen Polarisations komponenten des Prüfstrahls.

Im Stand der Technik finden sich einige Beispiele von Eich techniken, die verwendet wurden, um das Betriebsverhalten von Homodyn-Empfängern zu verbessern. Ein Beispiel für eine derartige Technik ist in einer Veröffentlichung mit dem Titel "Determination and correction of quadratur fringe measurement errors in interferometers" von P. L. M. Heydemann (Appl. Opt. 20, Seite 3382-3384, 1981) beschrieben. Das bekannte, von Heydemann beschriebene Verfahren betrifft jedoch einen einfachen Quadra tur-Homodyn-Empfänger mit lediglich zwei Detektoren. Von diesem zwei Detektoren aufweisenden Empfänger ist bekannt, daß er in nachteiliger Weise gegenüber Intensitätsschwankungen in dem Prüfstrahl empfindlich ist. Weiterhin kompensiert das von Heydemann beschriebene bekannte Eichverfahren nicht das Polari sationsverhalten aller der optischen Elemente, unter Einschluß insbesondere des Strahlteilers, der die Signale für die beiden Detektoren liefert. Schließlich beschreibt die Veröffentlichung von Heydemann keine Technik zur Berechnung der relativen Stärken der beiden orthogonalen Polarisationskomponenten des Prüfstrahls.

Daher wird, obwohl sich ein erheblicher Vorteil der Homodyn- Technik bezüglich der Lichtquelle ergibt, dieser Vorteil in vielen Fällen durch die oben erwähnten Schwierigkeiten und Probleme aufgehoben. Entsprechend wäre es wünschenswert, einen verbesserten Homodyn-Empfänger zu schaffen, der diese Schwie rigkeiten und Probleme beseitigt oder zu einem Minimum macht und dennoch die Vorteile der Homodyn-Technik hinsichtlich der Lichtquelle ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur hochpräzischen Hochgeschwindigkeits-Messung der Phasendifferenz zwischen zwei orthogonal polarisierten Komponenten eines Prüfstrahls sowie der Intensitäten dieser beiden Komponenten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 15 ange gebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei terbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß werden die Nachteile des Standes der Technik vermieden und es ergeben sich genaue Werte, ohne daß perfekte optische Elemente und eine spezielle Lichtquelle erforderlich sind, wie dies bei der bekannten Heterodyn-Technik erforderlich war.

Bei dem derzeit bevorzugten Verfahren und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein polarisierter Prüf strahl in einen Homodyn-Empfänger gelenkt, in dem ein teil polarisierender Strahlteiler den Prüfstrahl in erste und zweite räumlich getrennte Strahlen unterteilt. Die Einfallsebene des Prüfstrahls auf den teilpolarisierenden Strahlteiler definiert eine Polarisationsrichtung p und eine orthogonale Polarisa tionsrichtung s. Der Ausdruck "teilpolarisierender Strahl teiler", wie er hier verwendet wird, bedeutet, daß die p- und s-Komponenten der Prüfstrahlen nicht gleichmäßig in erste und zweite Strahlen unterteilt werden. Beispielsweise reflektiert üblicher Platten-Strahlteiler ungefähr halb soviel der p- Komponentenintensität, wie er überträgt.

Der erste der räumlich getrennten Strahlen durchläuft dann vorzugsweise ein doppelbrechendes Element, das eine Wellen platte oder ein ähnliches Bauteil sein kann, und das so aus gerichtet ist, daß die Phase der s-Polarisationskomponente gegenüber der p-Polarisationskomponente verzögert wird. Dieser phasenverzögerte erste räumlich getrennte Strahl durchläuft dann vorzugsweise einen ersten polarisierenden Strahlteiler, der beispielsweise ein Wollaston-Prisma oder ein ähnlicher doppelbrechender Kristall sein kann, um ein erstes Paar von räumlich getrennten Ausgangsstrahlen mit zueinander orthogonalen linearen Polarisationen zu erzeugen. Vorzugsweise ist der erste polarisierende Strahlteiler so ausgerichtet, daß er im wesent lichen gleiche Mengen der s- und p-Polarisationskomponenten des phasenverzögerten ersten räumlich getrennten Strahls in jedem seiner beiden Ausgangsstrahlen mischt. Jeder der Ausgangsstrah len von dem ersten polarisierenden Strahlteiler trifft dann vorzugsweise auf einen entsprechenden Photodetektor auf, der ein elektrisches Signal, das proportional zu der auf ihn auf treffenden Ausgangsstrahlintensität ist, an einen üblichen Computer oder digitalen Signalprozessor liefert. Vorzugsweise wird gleichzeitig der zweite räumlich getrennte Strahl, der von dem teilpolarisierenden Strahlteiler erzeugt wird, in gleicher Weise durch einen zweiten polarisierenden Strahlteiler hindurch geleitet, um ein zweites Paar von Ausgangsstrahlen mit zueinan der orthogonalen linearen Polarisationen zu erzeugen. Der zweite polarisierende Strahlteiler ist vorzugsweise so ausgerichtet, daß er im wesentlichen gleiche Mengen der s- und p-Polarisa tionskomponenten des zweiten räumlich getrennten Strahls in jedem seiner beiden Ausgangsstrahlen mischt. Jeder der beiden Ausgangsstrahlen von diesem zweiten polarisierenden Strahl teiler trifft vorzugsweise auf einen entsprechenden Photo detektor auf, der ein elektrisches Signal, das proportional zu der auf ihn auftreffenden Ausgangsstrahlintensität ist, an den Computer oder digitalen Signalprozessor liefert. Schließ lich werden die elektrischen Signale von den vier Photodetek toren vorzugsweise von dem Computer oder digitalen Signal prozessor analysiert, um die Phasendifferenz zwischen den s- und p-Polarisationskomponenten des Teststrahls sowie die relativen Intensitäten der s- und p-Polarisationskomponenten des Teststrahls zu bestimmen.

Die vorliegende Erfindung ergibt weiterhin vorzugsweise Verfahren und Einrichtungen zur Eichung des derzeit bevor zugten Homodyn-Empfängers. Derartige Einrichtungen umfassen vorzugsweise polarisierende Elemente, die in den Prüfstrahl eingeführt werden können, und zwar gerade bevor dieser in den Hauptteil des derzeit bevorzugten Homodyn-Empfängers eintritt. Gemäß einem bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine Folge von drei linearen Polarisatoren, die entlang des s-, p- und eines dazwischenliegenden Ausrichtungswinkels liegen, vorzugsweise in dem Prüfstrahl eingeführt. Der Computer zeichnet vorzugsweise die Photodetektorsignale für jeden Polarisator auf und verarbeitet die Daten, um die Phasenver zögerung, die von der Wellenplatte geliefert wird, die Polari sationseigenschaften des teilpolarisierenden Strahlteilers und die elektrischen Eigenschaften jedes der Photodetektoren bestimmen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

In der einzigen Zeichnung ist eine schematische Darstellung der derzeit bevorzugten Ausführungsform des Homodyn-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, der das derzeit be vorzugte Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführen kann.

In Fig. 1 ist eine derzeit bevorzugte Ausführungsform des Homodyn-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, der das derzeit bevorzugte Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführen kann. Wie dies gezeigt und bevorzugt ist, wird ein Prüfstrahl 103 vorzugsweise in den Homodyn-Empfänger gelenkt. Ein Strahlteiler 101 unterteilt vorzugsweise den Strahl 103 in einen ersten Strahl 154 und einen zweiten Strahl 104. Der Polarisationszustand des Prüfstrahls 103 kann in Ausdrücken der beiden orthogonalen Polarisationskomponenten p und s beschrieben werden, wobei sich p auf die Komponente parallel zur Einfalls ebene des Strahls bezüglich des Strahlteilers 101 bezieht. Der Strahlteiler 101 ist vorzugsweise teilpolarisierend, das heißt er teilt die p- und s-Komponenten nicht gleichmäßig in die Strahlen 154 und 104 auf. Beispielsweise teilt ein üblicher Strahlteiler mit einer gemeinsamen Platte in gleichmäßiger Weise die s-Komponente des Prüfstrahls 103 auf, doch reflek tiert er angenähert halb soviel der p-Komponente in den Strahl 154, wie er in den Strahl 104 überträgt.

Der Strahl 154 durchläuft dann vorzugsweise eine Wellenplatte 160, die die Phase der s-Komponente gegenüber der p-Komponente ändert. Diese Phasenänderung ϕ kann vorzugsweise entweder positiv oder negativ sein, doch hat sie für ihren angenäherten Absolutwert die Größe π/2. Die Phasenänderung muß für die korrekte Funktion der derzeit bevorzugten Vorrichtung der vor liegenden Erfindung nicht exakt sein. Es hat sich herausge stellt, daß es ausreichend ist, wenn diese Phasenänderung ϕ auf ± 30% des nominellen π/2-Wertes genau ist. Diese Phasen änderung ϕ kann eine effektive Phasenänderung sein, unter Einschluß von derartigen zusätzlichen Faktoren wie z. B. einer Restspannungs-Doppelbrechung in dem Strahlteiler 101. Nach dem Durchlaufen der Wellenplatte 160 unterteilt ein polarisierender Strahlteiler 155, wie zum Beispiel ein übliches Wollaston-Prisma oder ein ähnliches optisches Element, den Strahl 154 vorzugs weise in zwei Strahlen 156 und 157 mit orthogonalen linearen Polarisationen. Der polarisierende Strahlteiler 155 ist vor zugsweise so ausgerichtet, daß er gleiche Größen der s- und p-Komponenten des Strahls 154 in die beiden Strahlen 156 und 157 mischt. Wenn beispielsweise der Strahlteiler 155 ein Wollaston-Prisma ist, so ist dies vorzugsweise so ausgerichtet, daß die durch die Strahlen 156 und 157 definierte Ebene unter einem Winkel von 45° gegenüber der Ebene der Fig. 1 liegt. Die Strahlen 156 und 157 treffen vorzugsweise auf Photodetek toren 158 bzw. 159 auf, die elektrische Signale proportional zu den Intensitäten des Strahls 156 bzw. 157 erzeugen. Diese elektrischen Signale durchlaufen vorzugsweise elektrische Kabel 250 zu einem üblichen Computer 99, der ein üblicher Tischcomputer mit einem Videomonitor oder irgendeine übliche andere elektronische Verarbeitungseinrichtung sein kann, die die weiter unten ausführlicher erläuterten Berechnungen aus führen kann.

Vorzugsweise läuft zum gleichen Zeitpunkt, zu dem der Strahl 154 verarbeitet wird, der zweite Strahl 104 von dem Strahlteiler 101 durch einen weiteren polarisierenden Strahlteiler 105 hindurch, der ebenfalls ein übliches Wollaston-Prisma oder ähnliches optisches Element sein kann. Der polarisierende Strahlteiler 105 erzeugt vorzugsweise zwei Strahlen 106 und 107 mit orthogo nalen linearen Polarisationen. Der polarisierende Strahlteiler 105 ist weiterhin vorzugsweise so ausgerichtet, daß er gleiche Mengen der s- und p-Komponenten des Strahls 104 in die beiden Strahlen 106 und 107 mischt. Die Strahlen 106 und vorzugsweise 107 treffen auf zwei Photodetektoren 108 bzw. 109 auf, die vorzugsweise elektronische Signale erzeugen, die durch Kabel 200 zum Computer 99 gelangen, der auch die elektronischen Signale von den Photodetektoren 158 und 159 empfängt.

Die Photodetektoren 108, 158, 109 und 159 erzeugen vier Spannungen

₁, ₂, ₃ bzw. ₄,

jeweils mit ihrer eigenen Verstärkung und einem elektrischen Offset-Wert ν 0|j, worin j = 1, . .4 ist. Die Offset-korri gierten Spannungen sind

Diese Spannungen enthalten Informationen über die Phasendiffe renz θ zwischen den zwei Polarisationskomponenten s und p sowie die Intensitäten I_s und I_p der beiden Polarisationskomponen ten s und p. Derzeit erfordert eine genaue Bestimmung der Größen θ, I_s, I_p normalerweise eine Eichung der derzeit bevorzug ten Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei die derzeit bevorzugte Homodyn-Empfängervorrichtung durch 11 unabhängige konstante Parameter gekennzeichnet ist. Diese Parameter sind das effektive p-Polarisations-Reflektionsvermögen _p und die Transparenz _p des Strahlteilers 101, vier inverse Verstär kungskoeffizienten g_{1. .4} für die Photodetektoren 108, 158, 109 und 159, vier Offset-Spannungen ν 0|1. .4 für die Photodetek toren 108, 158, 109 und 159 und die effektive Verzögerung ϕ der Wellenplatte. Der Computer 99 berechnet vorzugsweise in konventioneller Weise den numerischen Wert dieser konstanten Parameter entsprechend einem derzeit bevorzugten Eichverfahren, das die vier im folgenden angegebenen Schritte umfaßt:

Schritt 1:
Sperre den Prüfstrahl 103 unter Verwendung eines lichtundurchlässigen Objektes 51 an einer Position 56 und messe die Photodetektor-Offsetspannungen ν 0|1. .4.

Schritt 2:
Polarisiere den Prüfstrahl 103 entlang s unter Verwendung eines Polarisators 52 an einer Position 57 und messe die Offset-korrigierten Photodetektor spannungen ν s|1. .4. Polarisiere dann den Test strahl entlang p unter Verwendung eines Polarisators 53 an einer Position 58 und messe die Offset-korri gierten Photodetektor-Spannungen ν p|1. .4. Stelle sicher, daß die Intensitäten für diese beiden Polari sationen im wesentlichen gleich sind. Berechne _p, _p unter Verwendung der folgenden Gleichungen:

Schritt 3:
Berechne die inversen Verstärkungen g_{1. .4} unter Verwendung der Gleichungen

Schritt 4:
Polarisiere den Prüfstrahl linear unter Verwendung eines Polarisators 54 an einer Position 59 derart, daß sowohl s als auch p in dem Teststrahl vorhanden sind. Messe die Photodetektorspannungen ν "|1. .4 für diese Konfiguration. Berechne die effektive Verzögerung ϕ der Wellenplatte unter Verwendung der folgenden Gleichung:

worin

Unter der Annahme, daß das vorstehend beschriebene bevorzugte Eichverfahren genaue Werte für die Parameter _p, _p, g_1. .4, ν 0|1. .4, ϕ ergeben hat, ist der derzeit bevorzugte Homodyn-Empfänger der vorliegenden Erfindung bereit zur Analyse des Prüfstrahls 103. Gemäß einem derzeit bevorzugten Verfahren der vorliegenden Erfindung berechnet der Computer 99 vorzugsweise die Phasendifferenz θ zwischen den s- und p-Polarisationszuständen unter Verwendung der folgenden Gleichung:

worin

Die Intensitäten I_s und I_p sind proportional zu den Spannungen ν_s und ν_p, die von dem Computer 99 aus folgenden Gleichungen berechnet werden

worin

Das vorstehend beschriebene Verfahren schließt die derzeit bevorzugte Datenverarbeitung für das derzeit bevorzugte Ver fahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ab.

Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die für Entfernungsmeßanwendungen geeignet ist, schließt vor zugsweise einen weiteren Datenverarbeitungsschritt ein, um die 2π-Phasenmehrdeutigkeit zu beseitigen, die der interfero metrischen Phasendetektion eigen ist. Dieser weitere bevorzugte Datenverarbeitungsschritt umfaßt vorzugsweise die Anwendung der folgenden Gleichung:

worin θ' die laufende Phasenmessung, θ die letzte vorher gehende Phasenmessung, θ'' die Mehrdeutigkeits-korrigierte Phasenmessung und Int() eine Funktion ist, die die nächste ganze Zahl zu ihrem Argument zurückliefert. Dieser bevorzugte weitere Datenverarbeitungsschritt ermöglicht es, große Bewe gungen mit hoher Präzision zu messen.

Die bekannten Vorteile des Homodyn-Empfängers und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung sind unter anderem:

(1) die Erfindung ergibt die Phasendifferenz θ zwischen den beiden orthononalen Polarisationskomponenten s und p sowie die Intensitäten I_s und I_p des polarisierten Lichtstrahls,
(2) das derzeit bevorzugte Verfahren erfordert keinerlei Modulation des Eingangsstrahls der vorliegenden Erfindung, wie sie im Gegensatz hierzu für bekannte Heterodyn-Techniken erforderlich ist,
(3) die bevorzugte Vorrichtung der vorliegenden Erfindung hat keine sich bewegenden Teile,
(4) das bevorzugte Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Eichverfahren, daß die Notwendigkeit perfekter optischer Elemente vermeidet, und
(5) die vorliegende Erfindung ergibt ungewöhnlich genaue Werte für θ, I_s, I_p gegenüber dem vergleichbaren Stand der Technik.

Es ist für den Fachmann ohne weiteres zu erkennen, daß kleine Änderungen, Hinzufügungen oder Modifikationen der bevorzugten Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne den Grund gedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Phasenverzögerungseinrichtung 160 in dem zweiten räumlich getrennten Strahl 104 angeordnet werden, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Weiterhin kann eine geringere oder größere Anzahl von polarisierenden Elementen in dem Eichver fahren verwendet werden, um im wesentlichen die gleichen Ergebnisse zu erzielen.

Claims

1. Verfahren zur Messung der Phasendifferenz zwischen zwei orthogonal polarisierten Komponenten eines polarisierten Prüf strahls sowie der Intensitäten dieser Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Teilen des polarisierten Prüfstrahls in erste und zweite räumlich getrennte Strahlen, wobei der Prüfstrahl p- und s- Komponenten derart aufweist, daß p eine Polarisationsrichtung und s eine orthogonale Polarisationsrichtung darstellt, wobei die p- und s-Komponenten ungleichförmig auf die ersten und zweiten räumlich getrennten Strahlen verteilt sind,
Verzögern der Phase einer der Polarisationskomponenten gegenüber der anderen Polarisationskomponente in den räumlich getrennten Strahlen,
Erzeugen eines ersten Paares von räumlich getrennten Ausgangsstrahlen mit zueinander orthogonalen linearen Polari sationen aus dem phasenverzögerten ersten räumlich getrennten Strahl, wobei das erste Paar von Ausgangsstrahlen im wesent lichen gleiche Größen der s- und p-Polarisationskomponenten des phasenverzögerten ersten räumlich getrennten Strahls umfaßt,
Umwandeln des ersten Paares von Ausgangsstrahlen in einen ersten Satz von elektrischen Signalen proportional zur Intensität des umgewandelten Ausgangsstrahls und Liefern des ersten Satzes von elektrischen Signalen zu seiner Analyse an einen Datenprozessor,
Erzeugen eines zweiten Paares von räumlich getrennten Ausgangsstrahlen mit zueinander orthogonalen linearen Polari sationen aus dem zweiten räumlich getrennten Strahl, wobei das zweite Paar von Ausgangsstrahlen im wesentlichen gleiche Werte der s- und p-Polarisationskomponenten des zweiten räumlich getrennten Strahls umfaßt,
Umwandeln des zweiten Paares von Ausgangsstrahlen in einen zweiten Satz von elektrischen Signalen proportional zu der entsprechenden Ausgangsstrahlintensität und Liefern des zweiten Satzes von elektrischen Signalen an den Datenprozessor zur Ana lyse zusammen mit dem ersten Satz von elektrischen Signalen, und
Bestimmen von zumindest der Phasendifferenz zwischen den s- und p-Polarisationskomponenten des Prüfstrahls aus der Analyse der elektrischen Signale.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bestimmens weiterhin den Schritt des Bestimmens der relativen Intensitäten der s- und p-Polarisationskomponenten des Prüfstrahls aus der Analyse der elektrischen Signale umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Teilens das Teilen des polarisierten Prüfstrahls in die ersten und zweiten räumlich getrennten Strahlen in einer Homodyn-Empfängervorrichtung umfaßt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Teilens den Schritt des Teilens des polarisierten Prüfstrahls dadurch umfaßt, daß der Prüfstrahl auf einen teilpolarisierenden Strahlteiler gerichtet wird, wobei die Einfallsebene des Prüfstrahls auf den teilpolarisierenden Strahlteiler die s- und p-Polarisa tionsrichtungen definiert.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Verzögerns der Phase den Schritt des Hindurchleitens des ersten räumlich getrennten Strahls durch ein doppelbrechendes Element umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des ersten Paares von räumlich getrennten Ausgangsstrahlen den Schritt des Hindurchleitens des phasenverzögerten ersten räumlich getrennten Strahls durch einen ersten polarisierenden Strahlteiler zur Erzeugung des ersten Paares von räumlich getrennten Ausgangsstrahlen umfaßt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Umwandelns des ersten Paares von Ausgangsstrahlen in den ersten Satz von elektrischen Signalen den Schritt des Lenkens jedes des ersten Paares von Ausgangsstrahlen auf einen entsprechenden Photo detektor zur Lieferung des ersten Satzes von elektrischen Signalen umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Sätze von elektrischen Signalen dem Datenprozessor im wesentlichen gleichzeitig zur Analyse zugeführt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des zweiten Paares von räumlich getrennten Ausgangsstrahlen den Schritt des Hindurchleitens des zweiten räumlich getrennten Strahls durch einen zweiten polarisierenden Strahlteiler zur Erzeugung des zweiten Paares von räumlich getrennten Ausgangs strahlen umfaßt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Umwandelns des zweiten Paares von Ausgangsstrahlen in den zweiten Satz von elektrischen Signalen den Schritt des Lenkens jedes Strahls des zweiten Paares von Ausgangsstrahlen auf einen entsprech enden Photodetektor zur Lieferung des zweiten Satzes von elektrischen Signalen umfaßt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt der Eichung der Homodyn-Empfängervorrichtung umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Eichens weiterhin den Schritt des Einfügens einer Folge von zumindest drei linearen Polarisatoren in den Prüfstrahl umfaßt, die entlang des s-, p- und eines zwischenliegenden Ausrichtwinkels aus gerichtet sind.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelbrechende Element eine Wellenplatte umfaßt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste polarisierende Strahl teiler ein Wollaston-Prisma umfaßt.

15. Homodyn-Empfängervorrichtung zur Messung der Phasen differenz zwischen zwei orthogonal polarisierten Komponenten eines polarisierten Prüfstrahls sowie der Intensitäten dieser Komponenten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung folgende Teile umfaßt:
Einrichtungen (101) zum Empfang des polarisierten Prüfstrahls (103) und zum Teilen des Prüfstrahls (103) in erste und zweite räumlich getrennte Strahlen (154, 104), wobei der Prüfstrahl s- und p-Komponenten derart aufweist, daß p eine Polarisationsrichtung und s eine orthogonale Polarisationsrichtung darstellt, wobei die Einrichtung (101) zum Empfang und zum Teilen des Prüfstrahls (103) weiterhin Einrichtungen zum ungleichmäßigen Teilen der s- und p-Kompo nenten in die ersten und zweiten räumlich getrennten Strahlen (154, 104) umfaßt,
Phasenverzögerungseinrichtungen (160), die mit einem (154) der räumlich getrennten Strahlen ausgerichtet sind, um die Phase einer der Polarisationskomponenten gegenüber der anderen Polarisationskomponenten der räumlich getrennten Strahlen zu verzögern, die durch die Phasenverzögerungsein richtung (160) hindurchlaufen, um einen phasenverzögerten räumlich getrennten Strahl zu bilden,
polarisierende Strahlteilereinrichtungen (155, 105), die mit dem phasenverzögerten ersten räumlich getrennten Strahl bzw. dem zweiten räumlich getrennten Strahl (104) ausgerichtet sind, um jeweilige erste und zweite Paare von räumlich getrennten Ausgangsstrahlen (156, 157; 106, 107) zu schaffen, die jeweils zueinander orthogonale lineare Polarisationen aufweisen, wobei jeder des ersten Paares von Ausgangsstrahlen im wesentlichen gleiche Werte der s- und p-Polarisationskomponenten des phasen verzögerten ersten räumlich getrennten Strahls aufweist und wobei jeder des zweiten Paares von Ausgangsstrahlen im wesent lichen gleiche Werte der s- und p-Polarisationskomponenten des zweiten räumlich getrennten Strahls (104) aufweist,
Photodetektoreinrichtungen (158, 159, 108, 109), die mit jedem der Ausgangsstrahlen (158, 159, 108, 109) ausgerichtet sind, um einen Satz von elektrischen Signalen zu liefern, die proportional zu den jeweiligen Ausgangsstrahlintensitäten der Ausgangsstrahlen sind, und
Einrichtungen (99) zur Bestimmung zumindest der Phasen differenz zwischen den s- und p-Polarisationskomponenten des Prüfstrahls aus den elektrischen Signalen.

16. Homodyn-Empfängervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (99) zur Bestim mung weiterhin Einrichtungen zur Bestimmung der relativen Intensitäten der s- und p-Polarisationskomponenten des Prüf strahls (103) aus den elektrischen Signalen umfassen.

17. Homodyn-Empfängervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverzögerungseinrichtung (160) ein doppelbrechendes Element umfaßt.

18. Homodyn-Empfängervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das doppelbrechende Element (160) eine Wellenplatte umfaßt.

19. Homodyn-Empfängervorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die polarisierende Strahlteiler einrichtung ein Wollaston-Prisma umfaßt.