DE2555512A1

DE2555512A1 - Verfahren zur messung von ebenheitsfehlern in einer prueflingsflaeche

Info

Publication number: DE2555512A1
Application number: DE19752555512
Authority: DE
Inventors: Colin Alexander Walker
Original assignee: University of Strathclyde
Current assignee: University of Strathclyde
Priority date: 1974-12-11
Filing date: 1975-12-10
Publication date: 1976-06-16
Also published as: NL7514453A; FR2294427B3; GB1454340A; US3976381A; FR2294427A1; SE7513944L

Description

VON KREISLER SCKCNWALD M2Y2R EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler f 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

5 Köln ι 9· Dez. 1975

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF g Ch-Dß/Κθ

University of Strathclyde,

204 George Street, Glasgow Gl IXW / Großbritannien

Verfahren zur Messung von Ebenheitsfehlern in einer Prüfjingsfläche

Die Erfindung betrifft die Messung von Ebenheitsfehlern in einer Prüflingsfläche, insbesondere die Messung von heterogenen Ganz-Feld-Verschiebungsbildern zur Analyse von Verformungsfeldem in dem Gegenstand oder Aufbau.

Bei einem bekannten Verfahren zur Verschiebungsmessung, bekannt als Moire-Verfahren, wird ein feingerastertes Gitter mit periodischem Gitterbild genau bekannter Teilung auf der Prüflingsfläche befestigt; es werden die Fläche des Prüflings und des mit ihm verbundenen Gitters verformt und in der Nähe des verformten Gitters oder eines optischen Bildes desselben oder einer visuel-

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Telefon: (0221) 234541 - 4 ■ Telex: 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent Köln

len Aufzeichnung desselben ein ähnliches, jedoch unverformtes, feingerastertes Gitter angebracht und das Bild der dunklen und hellen Lichtstreifen beobachtet, die aufgrund der Amplitudenveränderung in einem Abfragelichtstrahl erscheinen, wobei jedes Streifenintervall einer relativen Verschiebung in der Prüflingsfläche entspricht, die gleich der Teilung des Feingitters ist. Bei diesem Verfahren ist es zur Messung sehr kleiner Verschiebungen notwendig, entweder eine extrem kleine Rasterteilung zu benutzen, die sich mit der erforderlichen Genauigkeit sehr schwierig herstellen läßt, oder das Äquivalent durch die Verfahren der Moire-Streifen-Multiplikation zu erzielen.

Es gibt viele bekannte Verfahren der Moire-Streifen-Multiplikation, die kohärente Lichtbündel und die Beugungseigenschaften feiner Gitter ausnutzen. Diese bekannten" Verfahren sind jedoch insofern nachteilig als ihre Empfindlichkeit begrenzt ist, die durch die Beschränkung auf die maximale Raumfrequenz, die eine optische Linse durchläßt, erreicht wird, oder bei Systemen, die Hochfrequenz-Beugungsgitter verwenden, durch den hohen Preis geeigneter Beugungsgitter behindert ist. Wenn das verformte Amplitudengitter selbst anstatt eira? visuellen Aufzeichnung desselben benutzt wird, ist die Anwendung des Verfahrens beschränkt durch die Schwierigkeit des Einsatzes der teuren und zerbrechlichen Einrichtung am jeweiligen Einsatzort. Wenn eine visuelle Aufzeichnung des verformten Amplitudengitters verwendet wird, ist es beinah unmöglich, unter Verwendung der Verfahren der Herstellung, Befestigung und visuellen Aufzeichnung der feinen Amplitudengitter wie vorstehend

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gelehrt, eine zuverlässige visuelle Aufzeichnung herzustellen, die sowohl die für die Erreichung hoher Multiplikationsfaktoren erforderlichen Beugungseigenschaften hat, als,auch eine getreue visuelle Registrierung des verformten Amplitudengitters in dem Maße ist und bleibt, daß unbestimmbare, störende Formänderungen vernachlässigbar sind, wenn sie mit den kleinen Verformungen verglichen werden, deren Messung Grund der Verwendung^hoher Multiplikationsfaktoren ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Meßverfahren für kleine relative Ebenheitsverschiebungen oder Verformungen in der Fläche eines Gegenstandes oder einer Struktur zu schaffen.

Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zur Messung von Ebenheitsfehlern in einer Fläche gekennzeichnet durch · Aufbringen eines Gitterbil'des mit periodischer Relief-Musterung auf die Prüflingsfläche; Herstellung eines Abgusses des Gitterbildes nach Verformung des Prüflings, wobei der Abguß eine getreue und dauerhafte Nachbildung des verformten periodischen Musters in einem härtbaren formhaltigen Material ist; Beschickung des Gußabdruckes mit kohärentem Licht und zwei von dem belichteten Abguß abgelenkte Strahlen, die gemeinsam zur Schaffung eines Interferenzbildes ausgewählt werden, aus dem der Ebenheitsfehler meßbar ist.

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Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 bis 6 die vorbereitenden Verfahrensschritte und

Fig. 7, 8 und 9 das Verfahren zur Erzielung der Interferenzbilder, aus denen die Oberflächenunebenheiten gemessen werden können.

Eei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zu prüfende Gegenstand oder Körper zunächst auf einer geeigneten Oberfläche mit einem Relief-Gitterbild versehen, und bei einer Art der Verfahrensdurchführung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, ein Urgitter mit einem Relief-Gitterbild zu schaffen und ein Relief-Gußbild des Urgitters auf die Prüflingsfläche zu Überträge! .. Eine Glasplatte 10 wird zu diesem Zweck' zunächst mit einer Schicht' 11 aus Fotoresist-Material beschichtet, und es wird ein Kontaktbild eines handelsüblichen schwarz-weißen Kreuzgitters 12 mit z.B. 1.000 Gitterpunkten und Zwischenräumen pro inch hergestellt. Durch fotografische Entwicklung wird ein "Urgitter" 13 mit einem Relief-Muster von 1.000 Vorsprüngen pro inch angefertigt. Die Dicke des entwickelten Fotoresist-Materials liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 Micron. Das Urgitter 13 wird nun auf seine Beugungseigenschaften untersucht. Es sollte Beugungs-Ordnungen . mit Intensitäten erzeugen können, die weit größer sind als die umgebenden "Störungen" bis zu mindestens der vierzigsten Ordnungszahl bei grünen Wellenlängen. Ein Gitterbild mit periodischem Relief ist wirksam, wenn

es von einem kohärenten Bündel monahromatisehen Lichtes

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abgefragt wird, um die Phase des Lichtbündels zu verändern und damit kann ein solches Gitterbild als "Phrasenbeugungsgitter" bezeichnet werden.

Eine zweite Glasplatte 14 wird nun gründlich gereinigt, und eine Seite derselben wird mit einer Lösung 15 aus Silizium-Grundierung in einem Lösungsmittel, z.B. G.E.SS 9004 beschichtet, die man trocknen läßt.

Eine Schicht 16 entgasten und lösungsmittelfreien transparenten Silikon-Kautschuks, der bei Zimmertemperatur langsam aushärtet und in vulkanisiertem Zustand ein gutes Auflösungsvermögen zeigt (z.B. G.E. Abstimmung 602 mit Katalysator-Konzentration im Bereich 0,1 bis 1 %), wird nun über das Fotoresist-Urgitter 13 auf eine Höhe von zwischen 0,010 und 0,050 inches gegossen. Die Grundierungsfläche 15 der zweiten Glasplatte 14 wird anschließend über die freie 'Flüssigkeitsfläche der Silikon-Kautschukschicht 16 auf dem Urgitter 13 gelegt, wobei in der Berührungszone sorgfältig Luftblasen vermieden werden müssen und dann wird dieser "Schichtkörper" zur Aushärtung der Kautschukschicht 16 in Abhängigkeit von der Katalysator-Konzentration bis zu 24 Stunden bei Zimmertemperatur liegengelassen. Nach der Aushärtungszeit wird das Fotoresist-Urgitter 13 von der vulkanisierten Kautschukschicht 16 abgehoben, da der ausgehärtete Kautschuk nun fest auf der Grundierungsfläche 15 der zweiten Glasplatte 14 haftet, um die ausgehärtete Kautschukschicht 16 mit einem getreuen Abdruck des positiven Bildes des Urgitters I3 zurückzulassen. Das nachfolgend als "Urgitter-Kopie" bezeichnete Kautschukgitter wird auf seine Beugungseigenschaften ge-

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prüft, die die gleichen Kennzeichen, wie das Urgitter, aufweisen sollte. Von dem Original-Potoresist-Urgitter können ein Vorrat an Urgitter-Kopien angefertigt werden.

An Ort und Stelle wird die Fläche 20 des Aufbaus, auf dem das Verformungsfeld abgebildet werden soll, sorgfältig entzundert und gereinigt, z.B. sandgestrahlt, und es wird eine Schicht 21 aus einem dünnflüssigen Epoxyd-Harz mit einer Dicke im Bereich von 0,005 bis 0,05 inches aufgebracht. Ein Stück der Urgitter-Kopie wird auf die benötigte Form zugeschnitten und mit der Kautschukseite auf die flüssige Epoxyd-Harzschicht 21 gelegt, wobei der Einschluß von Luftblasen vermieden wird. Nach Aushärten des Epoxyd-Harzes (normalerweise 24 Stunden) kann die Urgitter-Kopie leicht von der Epoxyd-Harzschicht 21 abgehoben werden, da die ausgehärtete Harzschicht fest an der Prüflings-' fläche haftet, um einen originalgetreuen Abdruck des positiven Bildes der Urgitter-Kopie in der Epoxyd-Harzschicht 21 zu hinterlassen, wobei auf der Fläche 20 des Prüflingskörpers ein Prüfgitter 22 gebildet wird.

Wenn dieser einleitende Schritt beendet ist, kann die Oberfläche verformt werden, jedoch wird zur Schaffung einer Bezugsgröße für anschließende Messungen solcher Verformung ein erster Abdruck oder Abguß des Prüfgitters auf der Oberfläche des Prüflings gemacht, und zwar in lösungsmittelfreiem Silikon-Kautschuk auf die vorstehend beschriebene Art zur Herstellung der Urgitter-Kopie nach dem Urgitter, wobei in diesem Falle der Bequemlichkeit halber eine rasch aushärtende (2 Stunden) Abstimmung verwendet wird. Die mittlere Umgebungs-

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temperatur während dieser Aushärtzeit wird vermerkt. Zweckmäßig vollzieht sich die Aushärtung bei konstanter Umgebungstemperatur. Der erste Abguß zeigt die verformungsfreien Oberflächenverhältnisse der Prüffläche und kann wie beschrieben auf Beugungseigenschaften geprüft werden.

Der Aufbau wird nun belastet und 2weLte und nachfolgende Abgüsse des Prüfgitters werden wie zu dem ersten Abguß beschrieben gemacht, wenn es sich in verschiedenen Verformungsstadien befindet, wobei die Umgebungstemperatur in jedem Fall notiert wird.

Die verschiedenen Abgüsse werden abgenommen und unter Laborbedingungen einzeln mit kohärentem Licht bestrahlt, damit Moire-Streifen entstehen, aus denen die Ebenheitsfehler der Prüflingsfläche gemessen werden können. Der" erste Abguß 25 wird in einen Halter 26 eingesetzt, der zu einer optischen Einrichtung gehört und wird mit zwei gerichteten kohärenten Lichtbündeln 31, 32 beschickt, die einander heben der Ebene des Abgusses schneiden, um ein virtuelles Gitter bei dem Abguß 25 zu erzeugen. Die Lichtbündel yi, 32 haben gleiche Wellenlänge, ihre Axialstrahlen liegen in einer zur Ebene des Abgusses 25 senkrechten Ebene und sie fallen mit etwa gleichen Einfallwinkeln auf deri Abguß, wobei der Abguß 25 und das virtuelle Gitter einander gegenüberliegen. Wenn der Abguß 25 transparent ist, fällt das durch den Abguß hindurchgeschickte Licht durch eine konvergente Dekollimatorlinse 33* die so in die optische Einrichtung eingesetzt ist, daß ihre optische Achse etwa koaxial zu dem Bisektor des Winkels zwischen den beiden Lichtbündeln liegt.

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Eine Lochblende 3 4· mit einem einzigen Loch 35 befindet sich in der Fokalebene der Dekollimatorlinee 33, wobei die Achse der Lochzone in der Nähe der optischen Achse der Dekollimatorlinse liegt, um nur eine einzige Beugungsordnung jedes Bündels durchzulassen. Streifen einer konstanten Ebenheitsverschiebungs-Komponente in einer bestimmten Richtung werden so in der Bildebene der Linsen 33 erzeugt, wobei das Verschiebungsstreifen-Intervall von der Anzahl der überlagerten gebeugten Ordnungen abhängt und zur fotografischen Aufzeichnung der Streifenbilder eine Kamera 36 dient.

Wenn der Abguß 25 ein vollkommen gleichmäßiges Gitterbild aufweist, ergeben sich bei diesem Vorgang keine Streifen. Normalerweise ist dies in der Praxis jedoch nicht der Fall und das scheinbare Nullverformungs-Verschiebungsbild wird als Bezugsgröße aufgezeichnet. Zwei weitere Aufzeichnungen scheinbarer Verschiebungsstreifenbilder werden nun gemacht, indem der Abguß 25 relativ zu den beiden auf ihn fallenden Lichtbündeln Jl, 32 gedreht wird, wobei diese Aufzeichnungen \6rschiebungskomponenten in Richtungen zeigen, die im allgemeinen um 90° bzw. 45° zu derjenigen der ersten Aufzeichnung versetzt sind. Die Aufzeichnungen des scheinbaren Verschiebungsfeldes können nun entweder auf Punkt-für-Punkt-Basis oder durch ein optisches Ganz-FeId-Verfahren differenziert werden, um das scheinbare Vaformungsfeld anhand von drei Komponenten zu bestimmen. Die drei scheinbaren Verformungsfelder können gewünschtenfalls auf einer Punkt-für-Punkt-Basis kombiniert werden, indem bekannte mathematische Beziehungen der Feststoffmechanik verwendet werden, um die scheinbaren Grund-

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Verformungen und scheinbare maximale Scherverformungen in der unverformten Oberfläche zu schaffen.

Nun werden die zweiten und folgenden Abgüsse dem gleichen Vorgang unterworfen wie der Abguß 25» um Umrisse scheinbarer Grundverformungen und maximaler Scherverformungen in der verformten Oberfläche herzustellen. Diese Verfahren sind bereits bekannt und können in Punkt-für-Punkt-Fällen mit Bildumwandlern, Digitalrechnern und digitalischen, grafischen Aufzeichnungsgeräten durchgeführt werden.

Durch Vergleich der scheinbaren Verformungen in der unverformten und verformten Oberfläche und Korrektur der auf Umgebungstemperatur-Änderungen zwischen den Stufen der Nachbildung in unverformtem und verformtem Zustand und dem optischen Vorgang beruhenden Verformungen mit-" tels bekannter mathematischer Verhältnisse unter Einsatz der Ausdehnungskoeffizienten des Materials der verformten Oberfläche und von Glas können die GrundVerformungen und die auf andere Paktoren, z.B. Belastung zurückzuführende maximale Scherverformung, bestimmt werden. Dieser Vergleich und die Korrektur können mit den erwähnten Digitalmitteln durchgeführt werden. Die Temperaturkorrektur kann alternativ erfolgen, indem die Verschiebungsaufzeichnungen bei dem Abguß bei einer Temperatur aufgenommen werden, bei der keinerlei temperaturinduzierte Verformungen auftreten können.

Die beiden gerichteten kohärenten Lichtbündel 31, 32 können,wie in Fig. 7 gezeigt, erzeugt werden, indem der Lichtstrahl von einem He-Ne-Laser 40 durch einen

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Strahlenteiler ²J-I, zur Erzeugung zweier Strahlenbündel 42, 43 hindurchgeschickt wird. Die Strahlen 42, 43 werden dann von geeignet angebrachten ebenen Spiegeln 44, 45 reflektiert und durch identische optische Systeme zur Erzeugung von zwei gerichteten kohärenten Lichtstrahlbündeln 31j 32, die auf die Abgußgitter im Halter 26 fallen, größenmäßig expandiert.

Jedes optische System enthält ein Mikroskop - Objektiv 46, das das Lichtbündel ausbreitet, einen gelochten ebenen Spiegel 47 in der Nähe des Mikorskop - Objektivs 46, so daß der divergente Lichtstrahl durch die Spiegelöffnung hindurchtreten kann und einen Parabol-Spiegel 48, der dazu dient, einen reflektierten, gerichteten Strahl aus dem divergenten Strahl, der mit diesem zusammenfällt, zu erzeugen, wobei die gerichteten Strahlen gezwungen werden, sich nach Reflextion von den ge-" lochten ebenen Spiegeln 47 zu schneiden. Jedes optische System ist so angeordnet, daß die Weglänge zwischen dem Strahlteiler 41 und der Schnittebene der beiden Strahlen etwa die gleiche ist, wodurch ein virtuelles Beugungsgitter an der Schnittebene der beiden Lichtbündel 31* 32 entsteht. Die Axialstrahlen der beiden gerichteten Lichtbündel 31* 32 können in eine Ebene gelegt werden, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Gitterabgus33s im Halter 26 verläuft, indem die Stellung der Spiegel 47, 48 in jedem optischen System relativ zu den Lichtstrahlbündeln 42, 43 eingestellt wird, bis die Brennpunktlinien der beiden Sätze gebeugter Ordnungen, die man an der Lochblende 34 beobachten kann, zusammenfallen und die Brennpunkte einer BeugungsOrdnung von einem Strahl mit den Brennpunkten einer Beugungs-

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Ordnung des anderen Strahles zusammenfallen, so daß die numerische Summe der Ordnungszahlen des einen Paares zusammenfallender Brennpunkte geradzahlig ist und der numerische Wert der Ordnungszahl für jeden Lichtstrahl gleich ist. Dieses Brennpunktpaar wird ausgewählt und durch die öffnung 35 hindurchgeschickt, um von der Kamera 36 aufgenommen zu werden.

Die Frequenz jedes von dem virtuellen Beugungsgitter und jedem der Gitterabgüsse erzeugten Streifenbildes entspricht derjenigen, die durch direkten Vergleich zweier Gitter erzielt würde, deren Teilung (pitch) zu Anfang das — -Fache der Teilung des zur Herstellung des Original-Urgitters benutzten Gitters 12 betrüge, wobei η die Summe des numerischen Wertes der Ordnungszahlen der nicht an der öffnung 35 zurückgehaltenen Brennpunkte ist. Wenn die Intensitäten der Lichtstrahl^ bündel 31, 32 nicht etwa gleich sind, kann ein Paar zusammenfallender Brennpunkte die numerisch verschiedenen BeugungsOrdnungen entsprechen, Streifen größeren Kontrastes hervorbringen. Die Teilung der äquivalenten Gitter wird hierdurch nicht, verändert...

Bei einer Abwandlung werden die Spiegel so eingestellt, daß die Brennpunkte der Beugungsordnungen eines Lichtbündels nicht vollständig mit den Brennpunkten der Beugungsordnungen des anderen Lichtbündels zusammenfallen, wobei die Linsen, die öffnung und die Kamera wie vorher angeordnet sind. Das mit dieser Anordnung erzielte Moire-Streifenbild entspricht einer Vergleichsbedingung etwas versetzter Gitter, die dem Fachmann bekannt sind. Der Grad der Versetzung kann durch Herausnahme des verformten Gitters und Ersetzen desselben durch ein unver-

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f orrates Gitter sowie durch Betrachtung des so erzeugten Bildes gerader Moire-Streifen errechnet werden.

Bei einer weiteren Abwandlung ist die optische Einrichtung mit der beschriebenen im wesentlichen identisch; lediglich die Lochblende 3^ weist zwei Öffnungen 35* 35A auf, deren gegenseitiger Abstand veränderlich ist. Bei dieser Abwandlung sind die Spiegel so eingeteilt, daß die Brennpunkte der BeugungsOrdnungen des einen Lichtbündels von den Brennpunkten der BeugungsOrdnungen des anderen Lichtbündels ausreichend so Weit entfernt sind, daß eine Öffnung alles Licht in einer BeugungsOrdnung von einem Bündel zu dem Ausschluß allen Lichtes von allen anderen BeugungsOrdnungen beider Bündel durchläßt. Die beiden Öffnungen 35* 35A sind so angebracht, daß eine BeugungsOrdnung eines Lichtbündels durch eine Öffnung hindurchgeht und eine Beugungsordnung des anderen" Licht bündeis durch die andere Öffnung zum Ausschluß aller anderen Ordnungen fällt. Das erhaltene Moire-Streifenbild entspricht einer Vergleichsbedingung von beträchtlich versetzten Beugungsgittern, das dem Paehmanne bekannt ist. Der Grad der Versetzung kann durch Herausnahme des verformten Gitters und Ersatz desselben durch ein unverformtes Gitter sowie durch Betrachtung des auf diese Weise erhaltenen Bildes gerader Moire-Streifen errechnet werden.

Obwohl gemäß vorstehender Beschreibung die Gitterabgüsse aus lichtdurchlässigem Material gefertigt sind, können solche Gitter auch reflektierend sein. In diesem Fall wäre die optische Einrichtung nach Fig. J so zu verändern, daß die Linsen 33 und die Kamera 36 reflektiertes Licht aufnehmen können.

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Das Verfahren zur Messung von Ebenheitsfehlern einer Prüflingsoberfläche umfaßt folgende Schritte:

Herstellung eines Urgitters mit einem Relief-Gitterbild; Anfertigung eines Abdruckes des Urgitters aus lösungsmittelfreiem,aushärtbarem, synthetischem Kunststoff, wobei eine Urgitter-Kopie gefertigt wird; Beschichtung der Oberfläche des unbelasteten Prüflings mit einer Schicht aus härtbarem Harzmaterial; Herstellung eines Abdruckes der Urgitter-Kopie in Hazmaterial, wobei ein Prüfgitter auf der Fläche gebildet wird, das eine getreue Reproduktion des Urgitters ist; Belastung des Prüflings; Herstellung eines Abdruckes des auf diese Weise verformten Prüfgitters in lösungsmittelfreiem, härtbarem, synthetischem Kunststoffmaterial zur Ausbildung eines Abgusses des verformten Prüfgitters; Beschickung des Abgusses mit zwei gerichteten kohärenten Lichtbündeln, die einander im Bereich der Ebene des Abgusses schneiden, wobei die Lichtbündel gleiche Wellenlänge haben und ihre Axialstrahlen in einer Ebene liegen, die im -wesentlichen senkrecht zur Ebene des Abgusses verläuft und auf den Abguß mit etwa gleichen Einfallwinkeln einfallen; Führung des entweder durch den Abguß hindurchgetretenen oder von diesem reflektierten Lichtes durch eine Dekollimatorlinse; Duchlaß nur einer einzigen Beugungsordnung jedes Bündels mittels Anordnung von Lochträgern in die Fokalebene der Dekollimatorlinse, wodurch ein Moire-Streifenbild in Bildebene erzeugt wird, das den Ebenheitsfehler der Fläche des Prüflings abbildet; Aufzeichnung des in Bildebene erzeugten Bildes und Bestimmung der Oberflächenverformung des Prüflings aus der Aufzeichnung.

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Ein Verfahren zur Messung von-Ebenheitsfehlern einer Prüflingsfläche ist gekennzeichnet durch Anbringung eines Prüfgitterbildes mit periodischem Relief auf der Prüflingsfläche; Belastung des Prüflings zur Verformung des Prüfgitterbildes und Herleitung eines optischen Interferenzbildes aus dem verformten Prüfgitterbild, aus dem der Ebenheitsfehler bestimmbar ist, wobei das Prüfgitterbild durch Herstellung eines Urgitters mit einem Relief-Gittermuster geformt wird; Herstellung eines Abdruckes des Urgitters in lösungsmittelfreiem, härtbarem, synthetischem Kunststoff zur Anfertigung einer Urgitter-Kopie; Beschichtung der Oberfläche des unbelasteten Prüflings mit einer Schicht härtbaren Harzmaterials; und Ausformung eines Abdruckes der Urgitter-Kopie in Harzmaterial, wodurch auf der Fläche ein Prüfgitter entsteht, das das Urgitter formgetreu nachbildet.

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Claims

Ansprüche

1.!Verfahren zur Messung eines Ebenheitsfehlers einer Prüflingsfläche, gekennzeichnet durch Aufbringen eines Gitterbildes mit periodischer Relief-Musterung auf die Prüflingsfläche; Herstellung eines Abgusses des Gitterbildes nach Verformung des Prüflings, wobei der Abguß eine getreue und dauerhafte Nachbildung des verformten periodischen Musters in einem härtbaren formhaltigen Material ist; Beschickung des Gußabdruckes mit kohärentem Licht und zwei von dem belichteten Abguß abgelenkte Strahlen, die gemeinsam zur Schaffung eines Interferenzbildes ausgewählt werden, aus dem der Ebenheitsfehler meßbar ist.

2. Verfahren zur Messung von Ebenheitsfehlern in einer Prüflingsfläche, gekennzeichnet durch Herstellung eines Urgitters mit einem Relief-Gitterbild; Anfertigung eines Abdruckes des Urgitters aus lösungsmittelfreiem, aushärtbarem, synthetischem Kunststoff, wobei eine Urgitter-Kopie gefertigt wird; Beschichtung der Oberfläche des unbelasteten Prüflings mit einer Schicht aus härtbarem Harzmaterial; Herstellung eines Abdruckes der Urgitter-Kopie in Harzmaterial, wobei ein Prüfgitter auf der Fläche gebildet wird, das eine getreue Reproduktion des Urgitters ist; Belastung des Prüflings; Herstellung eines Abdruckes des auf diese Weise verformten Prüfgitters in lösungsmittelfreiem, härtbarem, synthetischem Kunststoffmaterial zur Ausbildung eines Abgusses des verformten Prüfgitters; Beschickung des Abgusses mit zwei gerichteten kohärenten

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LichtbundeIn, die einander im Bereich der Ebene des Abgusses schneiden, wobei die Lichtbündel gleiche Wellenlänge haben und ihre Axialstrahlen in einer Ebene liegen, die im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Abgusses verläuft und auf den Abguß mit etwa gleichen Einfallwinkeln einfallen; Führung des entweder durch den Abguß hindurchgetretenen oder von diesem reflektierten Lichtes durch eine Dekollimatorlinse; Durchlaß nur einer einzigen BeugungsOrdnung jedes Bündels mittels Anordnung von Lochträgern in die Fokalebene der Dekollimatorlinse, wodurch ein Moire-Streifenbild in Bildebene erzeugt wird, das den Ebenheitsfehler der Fläche des Prüflings abbildet; Aufzeichnung des in Bildebene erzeugten Bildes und Bestimmung der Oberflä- · chenverformung des Prüflings aus der Aufzeichnung.

Verfahren zur Messung von Ebenheitsfehlern in einer Prüflingsfläche, gekennzeichnet durch Herstellung eines Urgitters mit einem Relief-Gitterbild; Beschichtung der unbelasteten Prüflingsfläche mit einer Schicht adhäsiven Materials; Übertragung eines Abdruckes des Urgitters auf die Haftschicht, wodurch auf der Fläche ein Prüfgitter geformt wird, das eine getreue Nachbildung des Urgitters ist; Belastung des Prüflings zur Verformung des Prüfgitters; Anfertigung eines Abdruckes des verformten Prüfgitters in härtbarem, formhaltigem Material und Aushärtung desselben zur Formung eines Abgusses des verformten Prüfgitters; Beschickung des Abgusses mit kohärentem Licht; Schaffung eines Interferenzbildes durch Auswahl von zwei sich verbildenden aus dem beleuchteten Gitterabguß abgelenkten Lichtstrahlen, Aufzeichnung des In-

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terferenzbildes und Bestimmung der Oberflaciienverformung des Prüflings aus der Aufzeichnung.

Verfahren zur Messung von Ebenheitsfehlern in einer Prüflingsfläche, gekennzeichnet durch Aufbringung eines Prüfgitterbildes mit periodischem Relief auf eine Prüflingslfäche; Belastung des Prüflings zur Verformung des Prüfgitterbildes und Herleitung eines optischen Interferenzbildes aus dem verformten Prüfgitterbild, aus dem der Ebenheitsfehler bestimmbar ist, wobei das "^rüfgitterbild durch Herstellung eines Urgitters mit einem Relief-Gittermuster geformt wird; Herstellung eines Abdruckes des Urgitters in lösungsmittelfreiem, härtbarem, synthetischem Kunststoff zur Anfertigung einer Urgitter-Kopie; Beschichtung der Oberfläche des unbelasteten Prüflings mit einer Schicht härtbaren Harzmaterials; und Ausformung-eines Abdruckes der Urgitter-Kopie in Harzmaterial, wodurch auf der Fläche ein Prüfgitter entsteht, das das Urgitter formgetreu nachbildet.