DE2151528A1

DE2151528A1 - Method and device for scanning an interferometric line pattern

Info

Publication number: DE2151528A1
Application number: DE19712151528
Authority: DE
Inventors: Little Jun William Seelye
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1971-10-15
Publication date: 1972-04-27
Also published as: GB1363263A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. RWeickmann, 2151528Patent attorneys Dipl.-Ing. RWeickmann, 2151528

D1PL.-ING. H.Weickmann, Dipl.-Phys. OkTK. Fincke Dipl.-Ing. E A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberD1PL.-ING. H.Weickmann, Dipl.-Phys. OkTK. Fincke Dipl.-Ing. E A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XBIXBI

8 MÜNCHEN 86, DEN8 MUNICH 86, DEN

XEROX CORPORATION postfach 860 820XEROX CORPORATION PO Box 860 820

_Vqt,„„ _Qrl-_1Qr,_o MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER "48 3921/22 _Vqt , "" _Qrl - _1Qr , _o MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER "48 3921/22

Xerox Square -98 3921/22 >Xerox Square -98 3921/22 >

Rochester, N.Y. 14 603
USA Rochester, NY 14 603
United States

Verfahren und Vorrichtung zur Abtastung eines interferometrischen LinienmustersMethod and device for scanning an interferometric line pattern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtastung eines interferometrischen Linienmusters innerhalb eines ausgedehnten Bestrahlungsbereichs. Es handelt sich dabei um eine gleichmäßige Bestrahlung einer Empfangsfläche mit einem Interferenzstreifenmuster, wobei die Empfangsfläche über die Grenzen des Bestrahlungsmusters hinaus verläuft.The invention relates to a method and a device for scanning an interferometric line pattern within an extended irradiation area. It is a uniform irradiation of a receiving surface with an interference fringe pattern, the receiving surface extending beyond the boundaries of the irradiation pattern.

Durch die US-Patentschrift 3 507 564 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Beugungsgitters durch optische Ätzung eines Interferenzstreifenmusters in eine fotochemisch behandelte Bestrahlungsfläche bekannt. Das Beugungsgitter wird durch Beleuchtung der Interferenzstreifen in der Belichtungsebene unter Rekombination eines zuvor aufgeteilten Strahls monochromatischen Lichtes erzeugt, dieser Vorgang ist als interferometrisches Abbildungsverfahren bekannt. Der Bestrahlungsbereich ist dabei jedoch auf die Grenzen des beleuchteten Musters beschränkt, so daß die Größe des Beugungsgitters begrenzt ist, das nach diesem Verfahren hergestellt wird. Eine Erweiterung des Bestrahlungsbereiches über dieU.S. Patent 3,507,564 discloses a method and apparatus for making a diffraction grating known optical etching of an interference fringe pattern in a photochemically treated irradiation surface. The diffraction grating is made by illuminating the interference fringes in the exposure plane with recombination of a previously divided one A beam of monochromatic light is generated, this process is known as the interferometric imaging process. The irradiation area however, it is limited to the boundaries of the illuminated pattern, so that the size of the diffraction grating is limited, which is produced by this process. An extension of the irradiation area via the

209818/0976209818/0976

Grenzen des Originalbildes hinaus mittels bekannter Strahlabtastung war bisher nicht möglich. Die üblichen Abtastverfahren arbeiten mit einer Winkelbewegung der Interferenzlichtstrahlen, wodurch eine Phasenänderung des Interferenzmusters auftritt und damit die Position der interferometrischen Streifen geändert wird. Ferner ist das in der Bestrahlungsebene erzeugte Intensitätsmuster durch die Eigenschaften der meisten bekannten Quellen für monochromatisches Licht ungleichmäßig, Wenn das fotochemische Material o.a. dieser ungleichmäßigen Beleuchtung ausgesetzt wird, können einige Bereiche zu stark entwickelt werden, während gleichzeitig andere Bereiche zu schwach entwickelt werden.Limits of the original image by means of known beam scanning was previously not possible. The usual scanning processes work with an angular movement of the interference light beams, whereby a phase change of the interference pattern occurs and thus changes the position of the interferometric fringes will. Furthermore, the intensity pattern generated in the irradiation plane is due to the properties of most known Sources of monochromatic light unevenly, If the photochemical material o.a. this uneven lighting exposed, some areas may be over-developed while other areas under-developed will.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Reproduktion eines gleichmäßigen und stabilen interferometrischen Linienmusters zu schaffen und insbesondere die Abtastung so zu verwirklichen, daß eine gleichmäßige Bestrahlung mit einem stabilen interferometrischen Linienmuster innerhalb eines Bereiches erfolgt, der größer ist als das Bestrahlungsmuster selbst.The object of the invention is therefore to provide an improved method and an apparatus for optical reproduction to create a uniform and stable interferometric line pattern and in particular to realize the scanning in such a way, that a uniform irradiation with a stable interferometric line pattern within an area which is larger than the radiation pattern itself.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß das parallele kohärente Licht einer Lichtquelle in zumindest zwei diskrete Lichtstrahlen geteilt wird, welche in einem Teil einer Auswerteebene zur Bildung eines interferometrischen Linienmusters einander überlagert werden und daß der unzerteilte Lichtstrahl auf eine Anzahl Positionen parallel zum Originalstrahl verlagert wird, wodurch das bestrahlte interferometrische Linienmuster in der Auswerteebene bewegt wird und die Phasenbeziehung zwischen den überlagerten Lichtstrahlen in der Auswerteebene unverändert bleibt.A method of the type mentioned is designed according to the invention to solve this problem in such a way that the parallel coherent light of a light source is divided into at least two discrete light beams, which in a part of an evaluation plane to form an interferometric line pattern are superimposed and that the undivided light beam relocated to a number of positions parallel to the original beam thereby creating the irradiated interferometric line pattern is moved in the evaluation plane and the phase relationship between the superimposed light beams in the evaluation plane remains unchanged.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens aus durch einen einer Lichtquelle für paralleles kohärentes Licht zuge-A device for carrying out this method is characterized by a further development of the inventive concept one assigned to a light source for parallel coherent light

209818/0975209818/0975

ordneten Strahlenteiler, durch Reflexionsflächen zur Überlagerung der geteilten Lichtstrahlen in einer Auswerteebene und damit verbundenen Erzeugung von Interferenzstreifen in der Auswerteebene, durch eine optische Vorrichtung zur Verlagerung des unzerteilten Lichtstrahls in mindestens eine zweite Position parallel zum Originalstrahl und damit verbundenen Bewegung des Interferenzstreifenmusters innerhalb der Auswerteebene und durch eine der optischen Vorrichtung zugeordnete Steuervorrichtung zur Regulierung der Verlagerung des unzerteilten Lichtstrahls .arranged beam splitter, through reflective surfaces to superimpose the split light beams in an evaluation level and associated generation of interference fringes in the evaluation level, by an optical device for moving the undivided light beam in at least one second position parallel to the original beam and associated movement of the interference fringe pattern within the evaluation plane and by a control device assigned to the optical device to regulate the displacement of the undivided light beam.

Die Erfindung wird im folgenden anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zu ihrer Durchführung beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to the figures Embodiments of devices described for their implementation. Show it:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung eines interferometrischen Linienmusters nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,1 shows a schematic perspective illustration of a device for generating an interferometric line pattern according to the method according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des mit der Vorrichtung nach Fig. 1 in der Auswerteebene erzeugten Intensitätsmusters , FIG. 2 shows a schematic representation of the intensity pattern generated with the device according to FIG. 1 in the evaluation plane,

Fig. 3 eine Darstellung der mittleren zeitlichen Belichtung in&er Auswerteebene bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, 3 shows a representation of the mean temporal exposure in the evaluation plane in the device shown in FIG. 1,

Fig. k eine Seitenansicht einer transparenten Platte, die in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Verlagerung des Originallichtstrahls vor dessen Zerteilung vorgesehen ist,FIG. K shows a side view of a transparent plate which is provided in the device shown in FIG. 1 for displacing the original light beam before it is divided,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Auswerteebene der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung sowie des in ihr erzeugten Strahlungsmusters,FIG. 5 shows a perspective illustration of the evaluation plane of the device shown in FIG. 1 and that generated in it Radiation pattern,

Fig. 6 einen Teilschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung, mit der das Streifenmuster in der Auswerteebene abgetastet werden kann, und6 shows a partial section of a second embodiment of a device with which the stripe pattern in the evaluation plane can be scanned, and

Fig. 7 eine grafische Darstellung der linearen Strahlverlagerung in Abhängigkeit von der Winkelverlagerung der Platte.7 is a graph of the linear beam displacement as a function of the angular displacement of the plate.

209818/0975209818/0975

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung schematisch dargestellt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. Eine punktförmige Lichtquelle 10 richtet einen Strahl stark kohärenten und parallelen Lichtes 11 auf einen Strahlenteiler 12, mit dem ein Teil der Lichtenergie längs einer ersten optischen Achse 13 auf eine Auswerteebene 14 gerichtet wird, die die Koordinaten χ und y hat. Die übrige Lichtenergie tritt durch den Strahlenteiler hindurch und wird mittels einer Reflexionsfläche 16 auf einem zweiten optischen Weg 17 auf die Ausweiteabene gerichtet. Der Strahlenteiler und die Reflexionsfläche sind so angeordnet, daß die zwei umgelenkten Lichtstrahlen in der Auswerteebene einander überlagert werden.In Fig. 1, a device is shown schematically which works according to the method according to the invention. A punctiform Light source 10 directs a beam of strongly coherent and parallel light 11 onto a beam splitter 12, with the part of the light energy is directed along a first optical axis 13 onto an evaluation plane 14 which contains the coordinates χ and y has. The remaining light energy passes through the beam splitter and is by means of a reflection surface 16 directed on a second optical path 17 to the expansion plane. The beam splitter and the reflection surface are arranged so that the two deflected light beams in the Evaluation level are superimposed on each other.

Zwei identische Projektioneoptiken 20 sind auf jeder optischen Achse der umgelenkten Lichtstrahlen angeordnet, wie es in Fig. gezeigt ist. Die Optiken dienen zur Vergrößerung des Originalbildes in der Auswerteebene und zur Umsetzung der originalen ebenen Wellenfront des in die jeweilige Optik eintretenden Lichtes in eine sphärische Wellenfront. Die Lichtstrahlen werden in der Auswerteebene rekombiniert und erzeugen ein extrem stabiles Interferenzmuster in der Art wie ein Fresnel¹sches Biprisma oder eine Young'sehe Doppellochvorrichtung.Two identical projection optics 20 are arranged on each optical axis of the deflected light beams, as shown in FIG. The optics are used to enlarge the original image in the evaluation plane and to convert the original flat wavefront of the light entering the respective optics into a spherical wavefront. The light beams are recombined in the evaluation level and generate an extremely stable interference pattern in the manner of a Fresnel ¹ biprism or a Young's double-hole device.

Schmutz oder Staub innerhalb des Lichtstrahls kann das parallele Licht beugen und daher ein unerwünschtes Rauschen in der Bestrahlungs- oder Auswerteebene erzeugen. Ein räumliches Filter 26 ist in der hinteren Brennpunktebene einer jeden Optik angeordnet. Es ist mit einer winzigen öffnung 30 versehen, die auf den Brennpunkt der jeweiligen Optik zentriert ist. Das Filter verhindert eo, daß der größte Teil des Rauschens die Auswerteebene erreicht. Die Filter sind vorzugsweise die letzte optische Komponente des Systems, um den Betrag des äußeren Rauschens minimal zu halten, welches in der Auswerteebene aufgezeichnet wird.Dirt or dust inside the light beam can be parallel Diffract light and therefore an undesirable noise in the irradiation or generate evaluation level. A spatial filter 26 is placed in the back focal plane of each optic. It is provided with a tiny opening 30 which is centered on the focal point of the respective optics. The filter eo prevents most of the noise from reaching the evaluation level achieved. The filters are preferably the final optical component of the system by the amount of external noise to keep to a minimum, which is recorded in the evaluation level.

209818/0975209818/0975

Der Laser wird wegen seines nahezu monochromatischen Lichtes vorzugsweise als Lichtquelle bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewendet. Die Energieverteilung der meisten Laser hat jedoch einen Gauß¹sehen Verlauf und ist daher für eine gleichmäßige Beleuchtung ungeeignet. Auch wenn das Licht innerhalb des Systems eine Änderung seiner Wellenform erfährt, hat die Energieverteilung des Interferenzmusters diejenige der Lichtquelle, so daß der Gauß'sehe Verlauf erhalten bleibt. Die Augenblicksverteilung der Energie ist in Fig. 2 grafisch dargestellt, wobei die Intensität I der Energie über der Verlagerung gegenüber der optischen Mittellinie 19 des Interferenzmusters in Richtung der Koordinate X der Auswerteebene aufgetragen ist. Wie zu erkennen ist, wird ein großer Teil der Strahlungsenergie um die Mitte des abgegebenen Bildes konzentriert, wobei die Energie von diesem mittleren Bereich ausgehend in allen Richtungen stark abfällt.Because of its almost monochromatic light, the laser is preferably used as a light source in the device according to the invention. The energy distribution of most laser, however, has a Gaussian ^one see the course and is therefore unsuitable for a uniform illumination. Even if the light undergoes a change in its waveform within the system, the energy distribution of the interference pattern has that of the light source, so that the Gaussian curve is retained. The instantaneous distribution of the energy is shown graphically in FIG. 2, the intensity I of the energy being plotted against the displacement with respect to the optical center line 19 of the interference pattern in the direction of the coordinate X of the evaluation plane. As can be seen, a large part of the radiation energy is concentrated around the center of the output image, with the energy falling sharply in all directions starting from this central area.

Der Ausgangsstrahl 11 der Lichtquelle ist für die meisten Laser insofern typisch, als er relativ schmal ist und allgemein dieselbe Breite wie ein normaler Bleistift hat. Der relativ schmale Strahl muß über die Auswerteebene geführt werden, um deren vollständige Bestrahlung sicherzustellen. Die üblichen Abtastverfahren können in der erfindungsgemäßen Vorrichtung jedoch nicht angewendet werden, da sie im allgemeinen mit einer Winkelverlagerung eines oder mehrerer Lichtstrahlen arbeiten. Dadurch wird wiederum die Phasenbeziehung zwischen den Interferenzstrahlen geändert und damit eine Verschiebung der Position der Interferenzstreifen verursacht.The output beam 11 from the light source is typical of most lasers in that it is relatively narrow and general is the same width as a normal pencil. The relatively narrow beam must be guided over the evaluation level, to ensure their complete irradiation. The usual scanning methods can be used in the device according to the invention however, cannot be used since they generally operate with an angular displacement of one or more light beams. This in turn changes the phase relationship between the interference beams and thus a shift in position which causes interference fringes.

Es ist eine Vorrichtung zur Bestrahlung der Auswerteebene mit dem bewegten Intensitätsmuster Gauß'scher Verteilung ohne Änderung der Position der individuellen Interferenzstreifen vorgesehen. Die Bewegung des Streifenmusters in der Auswerteebene erfolgt mittels zweier transparenter Platten, die vorzugsweise aus Glas bestehen und im Lichtstrahl 11 drehbar an einer Stelle vor der Zerteilung des Strahls angeordnet sind,It is a device for irradiating the evaluation plane with the moving intensity pattern without Gaussian distribution Change of the position of the individual interference fringes provided. The movement of the stripe pattern in the evaluation level takes place by means of two transparent plates, which are preferably made of glass and rotatable in the light beam 11 are located at a point in front of the splitting of the beam,

209818/0975209818/0975

wie es aus Fig. 1 hervorgeht. Obwohl es zur Durchführung des Verfahrens nicht erforderlich ist, kann die Rotationsachse einer jeden Glasplatte nahe der optischen Mittellinie des Originalstrahls 11 angeordnet sein, so daß die Platten leicht innerhalb des Lichtstrahls verlagert werden kann. Jede Platte ist mit einer Lichteintrittsfläche 37 und einer Lichtaustrittsfläche 38 versehen, beide Flächen sind eben und parallel zueinander angeordnet. Werden die Platten mit den Lichteintrittsflächen normal zum Originalstrahl 11 angeordnet, so verlaufen die Lichtstrahlen in einer geraden Linie von der fc Quelle zum Strahlenteiler. Eine verkantete Anordnung jeder der Platten innerhalb des Strahls in seitlicher Richtung bewirkt eine Verschiebung des Originalstrahls derart, daß der Strahl die jeweilige Platte in einer zur Eintrittsrichtung parallelen Richtung verläßt.as can be seen from FIG. Although it is not required to perform the procedure, the axis of rotation of each glass plate must be arranged near the optical center line of the original beam 11 so that the plates easily can be shifted within the light beam. Each plate is provided with a light entry surface 37 and a light exit surface 38, both surfaces are flat and parallel to each other. Are the panels with the light entry surfaces arranged normal to the original beam 11, the light beams run in a straight line from the fc source to beam splitter. A tilted arrangement of each of the plates within the beam causes in a lateral direction a shift of the original beam in such a way that the beam moves the respective plate in one direction to the entry direction parallel direction leaves.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, verhält sich ein einzelner Lichtstrahl, der durch die geneigt angeordnete Platte hindurchfällt, an jeder Grenzfläche entsprechend dem Snell¹sehen Gesetz. Der austretende Lichtstrahl verläuft parallel zum Eintrittsstrahl, er ist jedoch gegenüber diesem um einen gewissen Abstand versetzt, der mit zunehmendem Einfallswinkel ansteigt. Es hat sich experimentell gezeigt, daß durch die be-" schriebene Art der Haltung des austretenden Strahls parallel zum Eintrittsstrahl das Intensitätsmuster in der Auswerteebene ohne Störung der Positionen der individuellen interferometrischen Streifenlinien verschoben werden kann. Mit einer Vorrichtung ähnlich der beschriebenen wurde ein Test durchgeführt, wobei eine einzige 6,3 mm dicke Glasplatte im Austrittsstrahl eines Lasers in beschriebener Weise drehbar angeordnet war. Die Kanten der Platte waren mit einem undurchsichtigen Band abgedeckt, und die ebenen parallelen Flächen wurden mit ca. 180 Umdrehungen pro Minute durch den Laserstrahl bewegt, wobei als Antrieb ein Motor vorgesehen war. Auf diese Weise wurden die beleuchteten Bereiche in der Auswerteebene wiederholt abgetastet. Ein Teil der Auswerteebene wurde dann unterAs can be seen from FIG. 4, a single light beam, which passes through the inclined plate, behaves at each interface in accordance with Snell's ¹ law. The exiting light beam runs parallel to the entrance beam, but is offset from this by a certain distance, which increases with increasing angle of incidence. It has been shown experimentally that by the described manner of holding the exiting beam parallel to the entrance beam, the intensity pattern in the evaluation plane can be shifted without disturbing the positions of the individual interferometric strip lines. A test was carried out with a device similar to that described. a single 6.3 mm thick glass plate was rotatably arranged in the exit beam of a laser in the manner described. The edges of the plate were covered with an opaque tape, and the flat parallel surfaces were moved at about 180 revolutions per minute through the laser beam, with A motor was provided as the drive. In this way, the illuminated areas in the evaluation level were repeatedly scanned

209818/0975209818/0975

einem Mikroskop mit dem Vergrößerungsfaktor 500 betrachtet, und es zeigte sich, daß das Streifenmuster in dem betrachteten Bereich extrem stabil war, wobei keine Bewegung zwischen den hellen und den dunklen Streifen feststellbar war. Die hellen Streifen blieben an einer stationären Position, und nur der Pegel der Intensität dieser Streifen änderte sich während der abtastenden Bewegung des Beleuchtungsmusters innerhalb des betrachteten Bereichs.observed a microscope with a magnification of 500, and it was found that the stripe pattern in the observed The area was extremely stable with no movement between the light and dark stripes. The bright ones Stripes remained in a stationary position and only the level of intensity of these stripes changed during the scanning movement of the illumination pattern within the area under consideration.

Die Einstellung der jeweiligen lichtdurchlässigen Platte 35 bzw. 36 wird mit einer programmierten Steuerschaltung gesteuert, die einen Digitalrechner 51, zwei Impulsgeneratoren 52 und 53 und zwei umsteuerbare Schrittmotore 54 und 55 umfaßt. Die Platten 35 und 36 sind auf Achsen 57 und 58 drehbar gelagert, ferner auf der mit dem jeweiligen Schrittmotor direkt gekoppelten Achse, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Die Platte dient zur Steuerung der Horizontalauslenkung des Beleuchtungsmusters, während dieses in der x-Richtung innerhalb der Auswerteebene bewegt wird, wie sie in Fig. 1 und 5 dargestellt ist. Die Platte 35 ist ähnlich angeordnet und steuert die vertikale Position des Musters, wenn es sich in der y-Richtung innerhalb der Auswerteebene bewegt.The setting of the respective transparent plate 35 or 36 is controlled with a programmed control circuit, which comprises a digital computer 51, two pulse generators 52 and 53 and two reversible stepper motors 54 and 55. The plates 35 and 36 are rotatably mounted on axes 57 and 58, furthermore directly on the one with the respective stepper motor coupled axis, as shown in Fig. 1. The plate is used to control the horizontal deflection of the illumination pattern, while this is in the x-direction within the evaluation plane is moved, as shown in Figs. The plate 35 is similarly arranged and controls the vertical position of the pattern when it moves in the y-direction within the evaluation plane.

Beim Betrieb der Einrichtung wird eine vorbestimmte Bewegung der horizontalen Steuerplatte 36 durch die vorstehend beschriebene Steuerschaltung erteilt, wodurch die Lichteintrittsfläche 37 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs durch den Eintrittsstrahl bewegt wird. Wie beispielsweise aus Fig. 4 zu ersehen ist, wird die Normale 60 zur Lichteintrittsfläche um ca. 45° auf jeder Seite der optischen Mittellinie 61 des Eintrittsstrahls bewegt; wodurch eine Abtastbewegung des Beleuchtungs- musters in der x-Richtung der Auswerteebene erzielt wird. Durch den umsteuerbaren Motor 55 wird die Eintrittsfläche der Platte 36 innerhalb des vorgegebenen Bewegungsbereiches vor und zurück bewegt, wodurch die durch die Linien 63 in Fig. 5 gezeigte horizontale Verlagerung entsteht. Nach Durchführung eines je-In operation of the device , a predetermined movement of the horizontal control plate 36 is given by the control circuit described above, whereby the light entrance surface 37 is moved within a predetermined range by the entrance beam. As can be seen, for example, from FIG. 4 , the normal 60 to the light entry surface is moved by approx. 45 ° on each side of the optical center line 61 of the entry beam; whereby a scanning movement of the illumination pattern is achieved in the x-direction of the evaluation plane. By means of the reversible motor 55, the entry surface of the plate 36 is moved back and forth within the predetermined range of motion , as a result of which the horizontal displacement shown by the lines 63 in FIG. 5 occurs. After carrying out a JE

209818/0975209818/0975

weiligen horizontalen Bewegungsvorganges und vor der Umkehrung der Bewegungsrichtung wird die vertikale Steuerplatte 35 innerhalb des EintrittsStrahls mittels des ihr zugeordneten Schrittmotors 54 erneut eingestellt, wodurch bei der Rückführungsbewegung ein Weg zurückgelegt wird, der praktisch parallel zu der jeweils vorhergehenden Spur innerhalb der Auswerteebene verläuft, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.respective horizontal movement process and before reversing the direction of movement, the vertical control plate 35 is within of the entry beam is adjusted again by means of the stepping motor 54 assigned to it, whereby during the return movement a distance is covered which is practically parallel to the previous track within the evaluation level runs as shown in FIG.

Die in Fig. 7 gezeigte Kurve zeigt die seitliche StrahlVerlagerung als eine Funktion der Winkelverlagerung der Platte innerhalb der vorstehend beschriebenen Einrichtung, wobei zur abtastenden Bewegung des Strahls eine ebene Platte verwendet wird. Bei dieser Anordnung ist es möglich, die seitliche Strahl-Verlagerung a durch die Winkelverlagerung φ der Lichteintrittsfläche gegenüber der Normalen 60 (Fig. 4) auszudrücken. Diese Beziehung lautet:The graph shown in Fig. 7 shows the lateral beam displacement as a function of the angular displacement of the plate within the device described above, a flat plate being used to scan the beam. With this arrangement it is possible to express the lateral beam displacement a by the angular displacement φ of the light entry surface with respect to the normal 60 (FIG. 4). This relationship is:

a = t sin φ a = t sin φ

1 -\1 -\

1 - sin φ η²- sin² φ 1 - sin φ η ² - sin ² φ

t = Dicke der Plattet = thickness of the plate

η = Brechungsindex des Plattenraaterials φ - Einfallswinkel ist.η = refractive index of the plate material φ - angle of incidence.

Wie aus der Kurve zu ersehen ist, verläuft die Funktion für die ersten 30° der Plattenverlagerung zu jeder Seite der Normalen hin relativ linear. Danach wird sie nichtliniear, da die ünderungsgeschwi^digkeit der Strahlverlagerung pro Einheit der Winke!Verlagerung der Platte ansteigt. Daraus folgt, daß bei kont:orter Winkelverlagerung der Platte eine Ungleichmäßigkeit ce-¹ Bestrahlung in der Auswerteebene erzeugt wird. Der Digitalrechner 51 dient zur individuellen Steuerung des Ausgangssignals der Impulsgeneratoren 52 und 53, wodurchAs can be seen from the curve, the function is relatively linear for the first 30 ° of the plate displacement to either side of the normal. Thereafter it becomes non-linear, since the rate of change of the beam displacement per unit of the angle! Displacement of the plate increases. From this it follows that if there is a constant angular displacement of the plate, a non-uniformity ce- ¹ irradiation is generated in the evaluation plane. The digital computer 51 is used for the individual control of the output signal of the pulse generators 52 and 53, whereby

209818/0975209818/0975

die Schrittmotore 54 und 55 schrittweise derart nachgestellt werden, daß die Bewegung der Platten programmiert ist, wodurch eine über der Zeit gleichmäßige mittlere Bestrahlung des Musters in x- und y-Richtung der Auswerteebene gewährleistet ist. Die resultierende Bestrahlung in der x-Richtung ist in Fig. 3 grafisch dargestellt.the stepper motors 54 and 55 are readjusted step by step in such a way that the movement of the plates is programmed, whereby an average irradiation of the pattern in the x and y directions of the evaluation plane is guaranteed over time. the The resulting irradiation in the x direction is shown graphically in FIG. 3.

Die Erfindung wurde vorstehend für ein Bestrahlungsmuster mit Gauß-scher Verteilung der Intensität beschrieben, dem Fachmann ist jedoch klar, daß sie unabhängig von der Intensität sverteilung des Strahlenmusters auch für eine andere Art der Erzeugung einer gleichmäßigen Bestrahlung eines stabilen interferometrischen Linienmusters in der Auswerteebene eingesetzt werden kann. Ferner ist die Erfindung nicht auf die spezielle beschriebene Vorrichtung beschränkt. Fig. 6 zeigt hingegen eine Anordnung, bei der die Bewegung des Bestrahlungsmusters in der Auswerteebene durch eine einzige Platte gesteuert werden kann. Diese Platte 70 ist in dem unzerteilten Laserlichtstrahl kardanisch in einem Ring 71 mittels eines Achsensegmentes 72. gelagert. Der Kardanring ist in ähnlicher Weise innerhalb eines Rahmens 73 auf Achsensegmenten 74 gelagert. Die Achsen 72 und 74 sind so angeordnet, daß ihre Mittellinien in Ebenen liegen, die normal zueinander verlaufen. Umsteuerbare Schrittmotore 54 und 55, wie sie vorstehend beschrieben wurden, sind direkt mit den Achsen gekoppelt und dienen zur Bewegung der Platte innerhalb eines programmierten Bewegungsbereiches derart, daß das Bestrahlungsmuster in x- und y-Richtung innerhalb der Auswerteebene abtastend bewegt wird.The invention has been described above for an irradiation pattern with Gaussian distribution of the intensity, the However, it is clear to the person skilled in the art that, regardless of the intensity distribution of the beam pattern, it can also be used for a different species the generation of a uniform irradiation of a stable interferometric line pattern is used in the evaluation level can be. Furthermore, the invention is not limited to the particular device described. Fig. 6 shows on the other hand, an arrangement in which the movement of the irradiation pattern in the evaluation plane is controlled by a single plate can be. This plate 70 is gimbaled in the undivided laser light beam in a ring 71 by means of a Axle segment 72nd stored. The gimbal is similar Mounted on axle segments 74 within a frame 73. The axes 72 and 74 are arranged so that their center lines lie in planes that are normal to each other. Reversible stepper motors 54 and 55, as described above are directly coupled to the axes and are used to move the plate within a programmed movement range in such a way that the radiation pattern in the x and y directions is scanned within the evaluation level.

Das durch die Überlagerung der Strahlen in der Auswerteebene 14 erzeugte Interferenzmuster dient zur Erzeugung eines Bildes des Musters auf einer in der Ebene angeordneten lichtempfindlichen Fläche. Eine solche Fläche ist beispielsweise ein normaler fotografischer Film, eine fotoleitfähige Platte, die vorher durch gleichmäßige Aufladung sensitiviert wurde, ein Ätzschutzmaterial, welches nachfolgend zur BilderzeugungThis is due to the superimposition of the beams in the evaluation level 14 generated interference pattern is used to generate an image of the pattern on a light-sensitive arranged in the plane Area. Such a surface is, for example, a normal photographic film, a photoconductive plate, the was previously sensitized by uniform charging, an etch protection material, which is subsequently used for image generation

2Ü9818/09752Ü9818 / 0975

- ίο -- ίο -

geätzt werden kann, oder ein deformierbares Material, das einer zuvor geladenen fotoleitfähigen Schicht zugeordnet ist und bei Einwirkung von Wärme unter dem Einfluß des latenten elektrostatischen Bildes der fotoleitfähigen Schicht deformiert wird.can be etched, or a deformable material associated with a previously charged photoconductive layer and deformed when exposed to heat under the influence of the electrostatic latent image of the photoconductive layer will.

209818/0975209818/0975

Claims

21515? R.

Claims

Qy method for scanning an interferometric line pattern within an extended irradiation area, characterized in that the parallel coherent light from a light source is divided into at least two discrete light beams which are superimposed on one another in part of an evaluation plane to form an interferometric line pattern and that the undivided light beam is shifted to a number of positions parallel to the original beam, whereby the irradiated interferometric line pattern is moved in the evaluation plane and the phase relationship between the superimposed light rays remains unchanged in the evaluation plane.

2. The method according to claim 1, characterized in that the undivided light beam is displaced in more than one plane wi i'd.

3. The method according to claim 2, characterized in that the undivided light beam is displaced in two planes v.'ird, the run normal to each other.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface of a light-sensitive recorder used vjrä.

5. Device for performing the method according to the preceding claims, characterized by one of a light source (10) for parallel coherent light ru / reordered beam splitter (12), through reflection surface. (1 ?, 6) for superimposing the split light beams (13, 17) in an upverted plane (14) and associated Er * : V- ■ *) ■ / 'of interference fringes in the evaluation plane (14), an optical device (35 , 36) to the publishing house:

209818/0975209818/0975

2751528

undivided light beam (11) in at least one second position parallel to the original beam and associated therewith Movement of the interference fringe pattern within the evaluation plane (14) and through before the optical device (35, 36) associated control device (51, 52, 53) for regulating the displacement of the undivided light beam (11).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the optical device (35, 36) is at least one translucent Element (35, 36) with a flat light entry surface (37)

. and flat light exit surface (38) parallel thereto and that the control device (51 ₉ 52, 53) has a drive (54,

55) is assigned for the translucent element (35, 36).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the drive (54, 55) the transparent element (35, 36) rotates around more than one axis.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the drive (54, 55) the transparent element (35, 36) rotates around two axes that are normal to each other.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that that the translucent element is a gimballed glass plate (70).

10. The device according to claim 5, characterized in that two transparent elements (35, 36) are provided, the ^ reils a flat light entry surface (37) and a have parallel to this flat light exit surface (38) that the first translucent element (35) within the undivided light beam (11) is adjustably arranged that the second translucent element (36) within the from the first element (35) emerging light beam is adjustable and that the control device (51, 52, 53) one with each of the elements (35, 36) to its

209818/0975

Adjustment coupled drive (54, 55) is assigned.

11. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that that the drive consists of two reversible stepper motors (54, 55), which the translucent elements Rotate (35, 36) around two mutually perpendicular axes of rotation.

2 U 9 8 I » / Ü 9 7 S 2 U 9 8 I »/ U 9 7 p