DE202013003898U1 - Goniometer für optische Prismen - Google Patents

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Abstract

Goniometer zum Vermessen einer Planfläche (16) eines optischen Prismas (11), umfassend einen Probenhalter (15) für das Prisma (16) und eine Messeinheit zum Erzeugen eines Messstrahls (47), wobei die Messeinheit einen Detektor (13) für den von einer Spiegelfläche (21) zurückreflektierten Messstrahl (47) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der zu vermessenden Planfläche (16) beabstandete Spiegelfläche (21) vorgesehen ist, die den Messstrahl (47) über die zu vermessende Planfläche (16) zu dem Detektor (13) reflektiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Goniometer zum Vermessen einer Planfläche eines optischen Prismas. Das Goniometer umfasst einen Probenhalter für das Prisma und eine Messeinheit zum Erzeugen eines Messstrahls. Die Messeinheit umfasst einen Detektor für den von einer Spiegelfläche zurückreflektierten Messstrahl.
  • Wird ein Messstrahl auf eine Fläche geleitet, so dass der von der Fläche reflektierte Messstrahl auf einen Detektor trifft, kann aus der Position, an welcher der reflektierte Messstrahl den Detektor trifft, und aus der Richtung, aus der der ursprüngliche Messstrahl kommt, darauf geschlossen werden, welche Ausrichtung die Fläche relativ zu dem Detektor hat.
  • Dieses Messprinzip wird benutzt, um die Ausrichtung von Planflächen eines optischen Prismas zu bestimmen. Eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, unter Anwendung dieses Prinzips die Ausrichtung einer Planfläche eines Prismas zu ermitteln, wird als Goniometer bezeichnet.
  • Insbesondere ist von Interesse, welchen Winkel zwei Planflächen eines Prismas zwischen sich einschließen. Dazu wird das Prisma so gedreht, dass eine weitere Planfläche einen Reflex erzeugt, welcher auf den Detektor trifft. Anhand des Drehwinkels kann dann der Winkel zwischen den beiden Planflächen bestimmt werden.
  • Dieses Messprinzip setzt voraus, dass der reflektierte Messstrahl auf den Detektor trifft. Ist dies nicht der Fall, kann der Detektor keine Information über die Ausrichtung der Planfläche liefern.
  • Bei bisherigen Goniometern wird der Messtrahl direkt von der zu vermessenden Planfläche zu dem Detektor zurückgeworfen, siehe etwa DE 20 2012 004 886 U1 . Vor jeder Messung muss also das Prisma so zu dem Detektor ausgerichtet werden, dass der reflektierte Messstrahl den Detektor trifft. Dies hat zur Folge, dass Goniometer aus dem Stand der Technik regelmäßig darauf beschränkt sind, solche Flächen zu vermessen, die eine vorgegebene Ausrichtung relativ zu einer Drehachse des Probenhalters haben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Goniometer vorzustellen, welches vielseitiger einsetzbar ist. Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß umfasst das Goniometer eine von der zu vermessenden Planfläche beabstandete Spiegelfläche, die den Messstrahl über die zu vermessende Planfläche zu dem Detektor reflektiert.
  • Zunächst werden einige Begriffe näher erläutert. Der Begriff Prisma bezeichnet allgemein einen geometrischen Körper mit einer Mehrzahl von Planflächen an der Außenseite. Es kann die gesamte Oberfläche des Prismas von Planflächen gebildet werden. Das Prisma kann ein dreidimensionales Polyeder sein. Auch umfasst sind Prismen im engeren Sinne mit einem Vieleck als Grundkörper und parallelen Seitenkanten. Bei einem optischen Prisma haben die Planflächen die Eigenschaft, dass ein als Messstrahl eintreffender Lichtstrahl wenigstens teilweise reflektiert wird.
  • Vermessen einer Planfläche bedeutet, dass die Ausrichtung der Planfläche ermittelt wird. Die Ausrichtung einer Planfläche ist beispielsweise eindeutig definiert, wenn die Richtung der Normalen der Planfläche bekannt ist.
  • Mit der Spiegelfläche, die von der zu vermessenden Planfläche beabstandet ist, umfasst das erfindungsgemäße Goniometer eine Spiegelfläche, die unabhängig von dem Probenhalter positioniert werden kann, um den Messstrahl in Richtung des Detektors zu reflektieren. Damit kann das Goniometer flexibler eingesetzt werden. Es wird beispielsweise möglich, Planflächen eines Prismas zu vermessen, die beliebige Winkel mit einer Auflagefläche des Probenhalters einschließen.
  • Der Detektor hat eine begrenzte Fläche zum Erfassen des Messstrahls. Wird ein Messstrahl an einer Spiegelfläche reflektiert, die in einem vorgegebenen optischen Abstand zu dem Detektor angeordnet ist, trifft der reflektierte Messstrahl nur dann auf den Detektor, wenn der Winkel zwischen dem reflektierten Messstrahl und der optischen Achse, an der der Detektor ausgerichtet ist, einen bestimmten Grenzwinkel nicht überschreitet. Ist der Winkel zwischen dem reflektierten Messstrahl und der optischen Achse größer, geht der reflektierte Messstrahl an dem Detektor vorbei. Der Grenzwinkel, bis zu dem der reflektierte Messstrahl auf den Detektor trifft, wird als Fangwinkel des Detektors bezeichnet. Der Fangwinkel ist unter anderem abhängig von der Größe des Sensorelements des Detektors.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform tritt der Messstrahl koaxial zu der optischen Achse, an der der Detektor ausgerichtet ist, aus der Messeinheit aus. Der Messstrahl trifft auf die zu vermessende Planfläche, wird zu der Spiegelfläche reflektiert, wird an der Spiegelfläche zurück zu der zu vermessenden Planfläche reflektiert und geht von der Planfläche in Richtung Detektor. Die Normale der Spiegelfläche schließt mit dem ankommenden Messstrahl vorzugsweise einen Winkel ein, der kleiner ist als der halbe Fangwinkel des Detektors. Einfallswinkel und Ausfallswinkel an der Spiegelfläche, die jeweils dem halben Fangwinkel entsprechen, addieren sich dann zum Fangwinkel.
  • Ein häufiger Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Goniometer ist das Vermessen von Planflächen, die einen Winkel von im Wesentlichen 45° mit dem aus der Messeinheit austretenden Messstrahl einschließen. Der an der zu vermessenden Planfläche reflektierte Messstrahl ist dann um 90° umgelenkt. Die Spiegelfläche ist dann vorzugsweise so ausgerichtet, dass sie mit dem aus der Messeinheit austretenden Messstrahl einen Winkel einschließt, der kleiner ist als der halbe Fangwinkel des Detektors.
  • Der Probenhalter ist vorzugsweise als Drehtisch ausgestaltet. Weiter vorzugsweise ist die Auflagefläche des Drehtisches parallel zur optischen Achse des Detektors ausgerichtet. Die Drehachse des Drehtisches ist bevorzugt senkrecht zur Auflagefläche des Drehtisches ausgerichtet. Zur Bestimmung der Winkelausrichtung des Drehtisches relativ zu der Drehachse kann ein Winkelmesser vorgesehen sein.
  • Mit Hilfe einer Drehung des Drehtisches um eine zur Auflagefläche senkrechte Achse können Planflächen, welche im Wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche ausgerichtet sind, so ausgerichtet werden, dass ihre Normale mit dem austretenden Messstrahl einen Winkel einschließt, der kleiner als der halbe Fangwinkel des Detektors ist.
  • Sofern eine zu vermessende Planfläche nicht im Wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche ausgerichtet ist, kommt die erfindungsgemäße Spiegelfläche zum Einsatz. Der Winkel zwischen der Spiegelfläche und der zu vermessenden Planfläche kann einstellbar sein. Ferner kann die Position der Spiegelfläche einstellbar sein. Die Position und die Ausrichtung der Spiegelfläche können dann so auf die zu vermessende Planfläche eingestellt werden, dass der Messstrahl auf die Spiegelfläche trifft. Die Vorrichtung ist dadurch besonders vielseitig einsetzbar.
  • Bevorzugt ist die Spiegelfläche um eine Achse schwenkbar, die orthogonal zur Achse des Drehtisches ausgerichtet ist. In diesem Fall bilden der austretende Messstrahl, die Achse des Drehtisches und die Schwenkachse der Spiegelfläche ein Orthogonalsystem, mit dem die Ausrichtung beliebiger Planflächen vermessen werden kann. Da das Prisma auf dem Drehtisch aufliegt, kann die zu vermessende Planfläche des Prismas um die Achse des Drehtisches beliebig gedreht werden. Eine Schwenkbarkeit der Spiegelfläche um die oben genannte Schwenkachse ermöglicht somit in jedem Fall eine erfindungsgemäße Ausrichtung der Spiegelfläche. Dieses Merkmal schafft somit auf besonders einfache Weise ein vielseitig einsetzbares Goniometer.
  • Vorzugsweise wird die Spiegelfläche von einem Dreibein gehalten. Das Dreibein kann sich auf der Auflagefläche des Drehtischs abstützen. Auf diese Weise können bestehende Goniometer leicht mit einer erfindungsgemäßen Spiegelfläche nachgerüstet werden. Vorzugsweise ist das Dreibein so gestaltet, dass die Spiegelfläche parallel zu der Auflagefläche ist. Eine solche Ausführungsform ist besonders geeignet für den häufigen Anwendungsfall eines Dachkantprismas mit 45°-Dachflächen.
  • Um ein Prisma zu vermessen, welches eine im Wesentlichen um 45° zur Auflagefläche geneigte Planfläche aufweist, kann vorgesehen sein, dass die Spiegelfläche von einer Auflagefläche des Probenhalters gebildet wird. Dazu kann die um 45° geneigte Planfläche beim Auflegen des Prismas nach unten in Richtung der Auflagefläche ausrichtet werden. Ein an der Planfläche reflektierter Messstrahl trifft im Wesentlichen im 90°-Winkel auf die als Spiegelfläche ausgestaltete Auflagefläche und wird dadurch über die Planfläche zurück auf die Detektionsfläche reflektiert. Dies ermöglicht eine besonders einfache Vermessung solcher Planflächen.
  • Ein häufig vorkommendes Prisma mit um 45° geneigten Flächen ist das sogenannte Dachkantprisma. Hier sind zwei in einem 90° Winkel zueinander stehende Dachflächen vorhanden, welche jeweils einen 45° Winkel mit dem austretenden Messstrahl einschließen. Eine der Dachflächen ist nach oben, die andere nach unten ausgerichtet. Die Schnittgerade der Dachflächen wird als Dachkante bezeichnet. Indem der einfallende Messstrahl so auf die Dachkante ausgerichtet wird, dass ein Teil des Messstrahls auf die nach oben ausgerichtete Dachfläche fällt und ein Teil des Messstrahls auf die nach unten ausgerichtete Dachfläche fällt, können mit Hilfe der Erfindung beiden Dachflächen zugleich vermessen werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Goniometer eine erste und eine zweite Spiegelfläche aufweist, wobei die erste Spiegelfläche den Messstrahl über eine erste Dachfläche zum Detektor reflektiert und wobei die zweite Spiegelfläche den Messstrahl über eine zweite Dachfläche zu dem Detektor reflektiert. Die erste Spiegelfläche kann hierbei von der Auflagefläche gebildet werden.
  • Die Ausrichtung der nach unten ausgerichteten Dachfläche kann dann mit Hilfe der ersten Spiegelfläche bestimmt werden. Die zweite Spiegelfläche kann oberhalb des Prismas angeordnet sein. Auf diese Weise können beide Dachflächen vermessen werden.
  • Die erste Spiegelfläche und die zweite Spiegelfläche können parallel zueinander angeordnet sein. Dies hat allerdings den Nachteil, dass die von den Spiegelflächen reflektierten Messstrahlen sich auf dem Detektor überlagern. Es ist dann nicht möglich, kleine Abweichungen zwischen den Messstrahlen zu erkennen. Vorzugsweise schließen die erste Spiegelfläche und die zweite Spiegelfläche deswegen einen Winkel zwischen sich ein, der größer ist als 0°. Zum Auseinanderhalten der Messstrahlen ist ein kleiner Winkel zwischen den beiden Spiegelflächen ausreichend. Der Winkel kann kleiner sein 1°, vorzugsweise kleiner als 0,1° und weiter vorzugsweise kleiner als 0,05°. Wenn die Ausrichtung beider Dachflächen bekannt ist, kann auch die Ausrichtung der Dachkante ermittelt werden. Soll das erfindungsgemäße Goniometer ausschließlich zum Vermessen von Dachkantprismen verwendet werden, können die erste Spiegelfläche und die zweite Spiegelfläche fest positioniert sein.
  • Die erfindungsgemäße Messung setzt voraus, dass die Position und Ausrichtung des zu vermessenden Prismas sowie der Spiegelfläche präzise bekannt sind. Bei fest installierten Spiegelflächen ist es möglich, die Ausrichtung der Spiegelflächen vor der ersten Inbetriebnahme mit hoher Präzision einzustellen. Da der Messstrahl sowohl an der Spiegelfläche als auch an der zu vermessenden Planfläche reflektiert wird, lässt sich damit eine erhöhte Genauigkeit erreichen verglichen mit einem Goniometer, bei dem der Messstrahl nur an der zu vermessenden Planfläche reflektiert wird. Angestrebt wird, die Ausrichtung der zu vermessenden Planfläche mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 1/10000 Grad zu ermitteln.
  • Es kann außerdem vorgesehen sein, dass das Goniometer die Möglichkeit zur visuellen Erfassung des auf der Detektorfläche auftreffenden Messstrahls bietet. Dies erlaubt die einfache visuelle Auswertung durch einen Experimentator. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Detektorfläche als Lichtsensor mit elektronischer Auswerteeinheit ausgestaltet ist. Dies ermöglicht eine automatisierte Bestimmung der Ausrichtung von Planflächen eines Prismas.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Vermessen einer Planfläche eines optischen Prismas. Bei dem Verfahren wird ein Messstrahl über eine von der zu vermessenden Planfläche beabstandete Spiegelfläche zu einem Detektor reflektiert. Das Verfahren kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Goniometers beschrieben sind.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
  • 1 den Strahlengang eines erfindungsgemäßen Goniometers.
  • 2A eine seitliche Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Goniometers, bei dem ein Prisma mit einer um 60° zur Auflagefläche geneigte Planfläche vermessen wird.
  • 2B eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Goniometers, bei dem ein Prisma mit einer um 60° zur Auflagefläche geneigte Planfläche vermessen wird.
  • 3 eine Verdeutlichung des Strahlengangs des in 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiels.
  • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Goniometers bei dem ein Dachkantprisma vermessen wird.
  • 5 ein Bild, welches bei Vermessung eines Dachkantprismas auf der Detektorfläche eines erfindungsgemäßen Goniometers entsteht.
  • Die 1 zeigt den Strahlengang eines erfindungsgemäßen Goniometers. Der Strahlengang verläuft teilweise innerhalb eines Gehäuses 12 und teilweise zwischen dem Gehäuse und einem davor angeordneten Prisma 11. Zur Erzeugung des Strahlengangs wird das Licht einer Lichtquelle 42 durch eine Kondensorlinse 43 auf ein Strichkreuz 44 gerichtet, so dass das Strichkreuz 44 ausgeleuchtet wird. Vom Strichkreuz 44 ausgehendes Licht trifft daraufhin in einem 45°-Winkel auf einen Strahlteiler 41, welcher das Licht teilweise reflektiert und teilweise transmittiert. Der reflektierte Teil des Lichts verläuft über eine Sammellinse 40 durch ein Fenster 49 und trifft dann in einem Winkel auf eine Planfläche 45 eines Prismas 11. Von dort aus trifft das Licht in einem 90°-Winkel auf die erfindungsgemäße Spiegelfläche 21 und nimmt nach Reflexion daran denselben Weg zurück. Der durch den Strahlenteiler 41 hindurchtretende Teil des Messstrahls 47 trifft auf einen Detektor 13. Aus der Position, in der der Messstrahl 47 den Detektor 13 trifft, kann auf die Ausrichtung der Planfläche 16 geschlossen werden.
  • Die 2A und 2B zeigen ein erfindungsgemäßes Goniometer 10 in einer seitlichen Schnittansicht (2A) und in einer Draufsicht (2B). Das Goniometer umfasst ein Gehäuse 12, innerhalb dessen sich die in 1 gezeigte Abbildungsoptik befindet (nicht gezeigt). Weiterhin ist eine Detektorfläche 13 innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet. Das Goniometer 10 umfasst außerdem einen um eine Drehachse 14 drehbar gelagerten Drehtisch 15. Der Drehtisch 15 umfasst eine Auflagefläche 19, auf der ein Prisma 11 angeordnet ist. Ein einfallender Messstrahl 18 wird an einer Planfläche 16 des Prismas 11 reflektiert. Die Planfläche 16 ist gegenüber der Auflagefläche 19 des Drehtisches 15 um einen Winkel von etwa 60° geneigt. Aufgrund der Neigung ist der an der Planfläche reflektierte Messstrahl 22 gegenüber dem einfallenden Messstrahl 18 nach oben abgelenkt. Der reflektierte Messstrahl 22 trifft in einem Winkel von ungefähr 90° auf die Spiegelfläche 21, so dass der an der Spiegelfläche 21 zurückgeworfene Messstrahl 23 zurück zur Planfläche 16 trifft, um von dort aus nach erneuter Reflexion als Messstrahl 17 in Richtung der Detektorfläche 13 zu laufen. Damit der reflektierte Messstrahl 17 noch auf die Detektorfläche 13 fällt, muss der Winkel, den der Messstrahl 22 mit der Normalen der Spiegelfläche 21 einschließt, kleiner sein als der Fangwinkel des Detektors. Der Fangwinkel des Detektors wird unter anderem von der Größe des Fensters 49 und der Sammellinse 40 und von der Größe der Detektorfläche 13 bestimmt. Die in den 2A und 2B gezeigte räumliche Trennung zwischen den hinlaufenden und den nach Reflexion zurücklaufenden Messstrahlen ist hier übertrieben dargestellt, um den Strahlengang zu verdeutlichen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Spiegelfläche 21 kann so eine Bestimmung der Ausrichtung der Planfläche 16 stattfinden.
  • Die Spiegelfläche 21 ist um ein zu der Bildebene senkrechte Achse schwenkbar. Die Schwenkachse ist orthogonal zu der Drehachse 14 des Drehtisches 15 ausgerichtet, so dass einfallender Messstrahl 18, Drehachse 14 und Schwenkachse 56 ein Orthogonalsystem bilden.
  • Nach erfolgter Bestimmung der Ausrichtung der Planfläche 16 kann der Drehtisch um die Achse 14 so gedreht werden, dass beispielsweise die Planfläche 24 des Prismas 11 in den Strahlengang bewegt wird. Die Planfläche 24 ist im Gegensatz zur Planfläche 16 senkrecht zur Auflagefläche 19 ausgerichtet, so dass nach einer geeigneten Drehung um die Achse 14 der Messstrahl 18 senkrecht auf die Planfläche 24 fällt. Der Drehwinkel kann dabei mit einem nicht gezeigten Winkelmesser bestimmt werden. Aufgrund des senkrechten Einfalls des Messstrahls 18 fällt dieser direkt zurück auf die Detektorfläche 13, so dass die Ausrichtung der Planfläche 24 bestimmt werden kann. Auf diese Weise kann der Winkel zwischen den Planflächen 16 und 24 bestimmt werden.
  • 3 zeigt in einer nicht maßstabsgetreuen Darstellung den Strahlengang im erfindungsgemäßen Goniometer. Dabei sind nur die Verläufe des Messstrahls (17, 18, 22, 23) sowie das Prisma 11, die Spiegelfläche 21 und das Fenster 49 gezeigt. Weiterhin sind die virtuellen Spiegelbilder der Messstrahlen 22 und 23 sowie der Spiegelfläche 21 als gestrichelte Linien gezeigt (der betrachtete Spiegel ist hier die Planfläche 16). Die virtuellen Spiegelbilder tragen dieselben Referenznummern wie ihre realen Entsprechungen, wobei die Referenznummern der Spiegelbilder mit einem Strich versehen sind. Anhand der 3 wird im Folgenden die Bedeutung des Fangwinkels deutlich gemacht. Zudem wird eine Möglichkeit der quantitativen Abschätzung des Fangwinkels für den zentralen Messstrahl aufgezeigt. Es wird hier angenommen, dass alle Messstrahlen, welche durch das Fenster 49 in das (nicht gezeigte) Gehäuse des Goniometers gelangen, von der Sammellinse 40 auf die Detektorfläche 13 abgebildet werden.
  • Ein zentraler einfallender Messstrahl 18 wird senkrecht zu der kreisförmigen Detektorfläche 13 ausgesendet und trifft auf die geneigte Planfläche 16 in einem Winkel auf. Nach Reflexion trifft er als Messstrahl 22 auf die Spiegelfläche 21 auf und schließt mit der Normalen der Spiegelfläche einen Winkel von β ein. Dies ist gleichbedeutend damit, dass der an der Spiegelfläche reflektierte Messstrahl 23 mit dem Messstrahl 22 einen Winkel von 2β einschließt. Nach erneuter Reflexion an der Planfläche 16 trifft der Messstrahl 17 auf den Rand der Detektorfläche 13. Anhand des Dreiecks, welches sich aus den Messstrahlen 18, 22', 23' und 17 ergibt kann leicht die Beziehung 2β = arctan(r/(L(18) + L(22)) abgeleitet werden, wobei r den Radius des Fensters 49, L(18) den optischen Weg des Messstrahls 18 und L(22) den optischen Weg des Messstrahls 22 bezeichnen.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Goniometers, mit welchem ein Dachkantprisma 31 vermessen wird. Das Dachkantprisma weist eine nach oben gerichtete Dachfläche 32 und eine nach unten gerichtete Dachfläche 33 auf, welche in einem 90° Winkel zueinander stehen und welche gegenüber der Auflagefläche 39 um 45° geneigt sind. Im Unterschied zu dem in den 2A und 2B gezeigten Goniometer ist die Auflagefläche 39 als Spiegelfläche ausgestaltet. Ein an der unteren Dachfläche 33 reflektierter einfallender Messstrahl 34 trifft in einem rechten Winkel auf die als Spiegelfläche ausgestaltete Auflagefläche 39 und trifft somit nach erneuter Reflexion an der unteren Dachfläche 33 als Messstrahl 35 auf die Detektorfläche 13. Ebenso trifft ein an der oberen Dachfläche 32 reflektierter einfallender Messstrahl 36 in einem nahezu rechten Winkel auf die Spiegelfläche 21 und trifft somit nach erneuter Reflexion an der oberen Dachfläche 32 als Messstrahl 37 auf die Detektorfläche 13. Sofern die Messstrahlen genau senkrecht auf die Spiegelfläche 21 und auch genau senkrecht auf die als Spiegelfläche ausgestaltete Auflagefläche 39 auftreffen, liegen die durch die beiden Dachflächen erzeugten Bilder des Strichkreuzes auf der Detektorfläche übereinander. Um eine Trennung zu ermöglichen ist die Spiegelfläche 21 so ausgerichtet, dass sie mit der Auflagefläche 39 einen Winkel von 0,05° einschließen. Dadurch treffen solche Messstrahlen, die an der oberen Dachfläche reflektiert werden nicht zentral auf die Detektorfläche, sondern – ähnlich wie in 3 gezeigt – versetzt in Richtung des Randes der Detektorfläche. Dadurch ist auf der Detektorfläche eine Unterscheidung zwischen Messstrahlen, die an unterschiedlichen Dachflächen reflektiert wurden, möglich.
  • Das Bild, welches auf der Detektorfläche 13 des erfindungsgemäßen Goniometers bei Vermessung eines Dachkantprismas entsteht, ist in 5 gezeigt. Jede Dachfläche erzeugt auf der Detektorfläche 13 ein Strichkreuz 50, 51. Dabei ist der Mittelpunkt des Strichkreuzes 51 gegenüber dem Mittelpunkt des Strichkreuzes 50 versetzt. Die Versetzung resultiert daraus, dass die Normalen der Spiegelflächen 21, 39 des Goniometers einen Winkel miteinander einschließen. Da die Strichkreuze getrennt beobachtet werden können, kann die Ausrichtung beider Dachflächen mit erhöhter Genauigkeit bestimmt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202012004886 U1 [0006]

Claims (11)

  1. Goniometer zum Vermessen einer Planfläche (16) eines optischen Prismas (11), umfassend einen Probenhalter (15) für das Prisma (16) und eine Messeinheit zum Erzeugen eines Messstrahls (47), wobei die Messeinheit einen Detektor (13) für den von einer Spiegelfläche (21) zurückreflektierten Messstrahl (47) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der zu vermessenden Planfläche (16) beabstandete Spiegelfläche (21) vorgesehen ist, die den Messstrahl (47) über die zu vermessende Planfläche (16) zu dem Detektor (13) reflektiert.
  2. Goniometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Normale der Spiegelfläche (21) mit dem ankommenden Messstrahl (47) einen Winkel (β) einschließt, der kleiner ist als der halbe Fangwinkel des Detektors.
  3. Goniometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelfläche (21) mit dem aus der Messeinheit austretenden Messstrahl (47) einen Winkel (β) einschließt, der kleiner ist als der halbe Fangwinkel des Detektors (13).
  4. Goniometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenhalter (15) als Drehtisch ausgestaltet ist.
  5. Goniometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkelmesser zur Bestimmung der Winkelausrichtung des Drehtisches (15) vorgesehen ist.
  6. Goniometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der Spiegelfläche (21) relativ zu der zu vermessenden Planfläche (16) einstellbar ist.
  7. Goniometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelfläche um eine Achse (56) schwenkbar ist, die orthogonal zur Achse (14) des Drehtischs (15) ausgerichtet ist.
  8. Goniometer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelfläche (21) von einem Dreibein gehalten wird.
  9. Goniometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelfläche von einer Auflagefläche (39) des Probenhalters (15) gebildet wird.
  10. Goniometer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Spiegelfläche (39) und eine zweite Spiegelfläche (21) vorgesehen sind, wobei die erste Spiegelfläche (39) den Messstrahl über eine erste Dachfläche (33) zu dem Detektor reflektiert und wobei die zweite Spiegelfläche (21) den Messstrahl über eine zweite Dachfläche (32) zu dem Detektor reflektiert.
  11. Goniometer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel, den zwischen der erste Spiegelfläche (39) und der zweiten Spiegelfläche (21) größer als 0° ist und kleiner als 1°, vorzugsweise kleiner als 0,1°, weiter vorzugsweise kleiner als 0,05°.
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WO2021004820A1 (de) * 2019-07-11 2021-01-14 MÖLLER-WEDEL OPTICAL GmbH Vorrichtung und verfahren zum vermessen eines halbfertigen prismas
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