DE2634210C2 - Interferometer - Google Patents
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B9/02—Interferometers
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Interferometer zur itersuchung von Schwingungen eines Aufbaus mit
η Merkmalen a) bis cx gemäß dem Oberbegriff des
tentanspruches 1.
Interferometer können zur Anzeige von Messungen von Schwingungen in Aufbauten unter Anwendung von Licht verwendet werden, das von dem Aufbau reflektiert oder gestreut wird und einen Zweig bildet, der als Meßzweig des Interferometers bekannt ist, Eine Schwierigkeit, die bei der Messung kleiner Ultraschallschwingungen auftritt, besteht darin, daß, wenn nicht sorgfältige Vorkehrungen getroffen werden, störende niederfrequente Schwingungen auftreten, die auf die Messung der hochfrequenten Schwingungen mit kleiner Amplitude einwirken.
Interferometer können zur Anzeige von Messungen von Schwingungen in Aufbauten unter Anwendung von Licht verwendet werden, das von dem Aufbau reflektiert oder gestreut wird und einen Zweig bildet, der als Meßzweig des Interferometers bekannt ist, Eine Schwierigkeit, die bei der Messung kleiner Ultraschallschwingungen auftritt, besteht darin, daß, wenn nicht sorgfältige Vorkehrungen getroffen werden, störende niederfrequente Schwingungen auftreten, die auf die Messung der hochfrequenten Schwingungen mit kleiner Amplitude einwirken.
In der DE-OS 21 33 687 ist ein Interferometer beschrieben,
bei dem zufällige Änderungen in der optischen Weglängendifferenz in den Zweigen des Interferometers
aufgrund zufälliger lokalisierter Änderungen im Brechungsindex des Mediums, welches das Licht im
Bezugszweig des Interferometers durchläuft, dadurch kompensiert werden, daß solche Änderungen ermittelt,
darauf bezogene Steuersignale abgeleitet und die Steuersignale einer piezoelektrischen Vorrichtung zugeführt
werden, um die Position eines Spiegeis zu verändern, der einen Teil des Bezugszweiges des Irsierferometers
bildet, und somit die Weglänge des Lichtes im Bezugszweig des Interferometers zu verändern, um auf diese
Weise die Änderungen des Brechungsindex des Mediums, welches das Licht im Zweig des Interferometers
durchläuft, zu kompensieren. Dabei wird ein sehr stabiles
System für die Verwendung bei der Herstellung von Halogrammen angestrebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aus-Wirkungen von niederfrequenten Schwingungen mit großer Amplitude zu kompensieren, wenn es darum geht. Schwingungen mit hoher Frequenz, aber niedriger Amplitude, die gleichzeitig mit den niederfrequenten Schwingungen hoher Amplitude auftreten, zu messen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Aus-Wirkungen von niederfrequenten Schwingungen mit großer Amplitude zu kompensieren, wenn es darum geht. Schwingungen mit hoher Frequenz, aber niedriger Amplitude, die gleichzeitig mit den niederfrequenten Schwingungen hoher Amplitude auftreten, zu messen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale d) bis F) gemäß dem Kennzeichnungsteil des
Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Anordnung nach der DE-OS 21 33 687 könnte für
diesen Zweck nicht verwendet werden, da Antriebssysteme piezoelektrischer Spiegel nicht die entsprechenden
Zeitkonstanten oder den erforderlichen Bewegungsbereich haben. Wenn ein solches System verwendet
und in einer schwingenden Weise betrieben würde, dann könnten Schwingungen auf den übrigen Interferometeraufbau
übertragen werden und mit der durchzuführenden Messung interferieren.
Das erfindungsgemäße Interferometer hat keine beweglichen Teile, die Schwingungsprobleme mit sich bringen. Außerdem ist das verwendete System mit zwei Detektoren unempfindlich für Änderungen der Intensität der im Interferometer verwendeten Lichtquelle oder für zufällige Änderungen des Brechungsindex des Mess diums, welches das Licht durchläuft, deren Kompensierung gerade der Zweck der Anordnung nach der DE-OS 21 33 687 ist.
Das erfindungsgemäße Interferometer hat keine beweglichen Teile, die Schwingungsprobleme mit sich bringen. Außerdem ist das verwendete System mit zwei Detektoren unempfindlich für Änderungen der Intensität der im Interferometer verwendeten Lichtquelle oder für zufällige Änderungen des Brechungsindex des Mess diums, welches das Licht durchläuft, deren Kompensierung gerade der Zweck der Anordnung nach der DE-OS 21 33 687 ist.
Die Erfindung v.'rd in der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Interferometers,
und
F i g. 2 eine scherm.tische Darstellung eines optischen
bs Systems einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Interferometers, während
F i g. 3 eine schematische Darstellung eines optischen Systems einer dritten Ausführungsform des erfindungs-
gemäßen Interferometers veranschaulicht.
Das Interferometer nach F i g. 1 zur Beobachtung von Schwingungen auf einer Oberfläche 1, die Teil einer
Struktur 2 bildet, besteht aus einer Laser-Lichtquelle 3, die einen linear polarisierten Lichtstrahl 4 liefert. Der
Lichtstrahl 4 fällt auf ein Viertelwellenplättchen 5, welches das linear polarisierte Licht in zirkulär polarisiertes
Licht umwandelt. Der nunmehr zirkulär polarisierte Lichtstrahl fällt anschließend auf eine elektrooptische
baueinheit 6, die nachstehend beschrieben wird. Die elektrooptische Einheit 6 erzeugt zwei überlagerte
Lichtstrahlen 4', 4" mit jeweils zirkulär in entgegengesetztem Sinne polarisiertem Licht. Einer der durch die
elektrooptische Baueinheit 6 erzeugten Lichtstrahlen, das heißt 4', hat die gleiche Phase und den gleichen
Polarisationssinn wie der Lichtstrahl 4, der auf die elektrooptische
Einheit 6 auftrifft Der andere Lichtstrahl 4" wird in entgegengesetztem Sinne zum Lichtstrahl 4. der
auf die elektrooptische Einheit 6 auftrifft, polarisiert und hat außerdem eine leicht unterschiedliche Frequenz. Die
Änderung in der Frequenz, die als eine sich kontinuierlich vollziehende Phasenänderung betrachtet werden
kann, wird durch Steuersignale Si, & erzielt, die durch
einen Steuerkreis C erzeugt und an die elektrooptische Baueinheit 6 angelegt werden. Die Lichtstrahlen 4', 4"
gehen durch ein weiteres Viertelwellenplättchen 7 hindurch, das die Strahlen linear in linear polarisiertes Licht
umwandelt, wobei der Lichtstrahl 4' in der gleichen Ebene polarisiert wird wie der ursprüngliche Lichtstrahl 4,
und der Lichtstrahl 4" wird rechtwinklig zum Lichtstrahl 4' polarisiert. Die Lichtstrahlen 4', 4" werden anschließend
räumlich durch ein Wollaston-Prisma 8 getrennt Wahlweise kann ein Rochon-Prisma oder ein
anderer polarisierender Strahlenteiler verwendet werden. Der Lichtstrahl 4' dient zur Bildung des Meßzweiges
des Interferometers und wird auf die Oberfläche 1 gerichtet, deren Schwingung gemessen werden soll. Der
Lichtstrahl 4" dient zur Bildung des Bezugszweiges des Interferometers. Der Lichtstrahl 4' wird durch die Oberfläche
1 gestreut oder reflektiert entsprechend der Beschaffenheit derselben und kehrt entlang einer Strecke
parallel aber leicht unterhalb seiner ursprünglichen Lichtstrecke zurück. Wenn die Oberfläche 1 derart beschaffen
ist, daß der Lichtstrahl 4' eher gestreut als reflektiert wird, wird eine Linse 9 verwendet, um wieder
einen parallelen Lichtstrahl zu erzeugen. Der zurückkehrende Lichtstrahl 4' geht durch das Wollaston-Prisma
8 hindurch und fällt auf einen Planspiegel 10. Inzwischen wird der Lichtstrahl 4" auf einen Kubus 11 oder
ein Prisma gerichtet, welcher bzw. welches den Lichtstrahl entlang einer parallelen aber verschobenen Strekke
umlenkt, wobei der Lichtstrahl 4" wiederum durch das Wollaston-Prisma 8 hindurchgeht Ein drehbarer
Polarisator kann entweder in den austretenden oder zurückkehrenden Strahlengang des Lichtstrahls 4" gebracht
werden, um seine Intensität derjenigen des zurückkehrenden Lichtstrahles anzupassen. Die Anordnung
ist derart getroffen, daß der zurückkehrende Lichtstrahl 4" außerdem auf den Spiegel 10 fällt und die
Lichtstrahlen 4', 4" werden überlagert und bilden einen einzigen Lichtstrahl 12, der zwei Komponenten aufweist
die rechtwinklig zueinander polarisiert sind. Ferner sind die optischen Streckenlängen der Lichtstrahlen
4', 4" derart bemessen, daß nominell Bedingungen gegeben sind, bei denen Interferenz zwischen den Lichtstrahlen
4', 4" auftreten könnte, nachdem diese durch das Wollaston-Prisma 8 vereinigt worden sind. Da die
beiden Komponenten des Lichtstrahles 12 rechtwinklig zueinander polarisiert sind, interferieren sie jedoch
nicht, um so Intensitätsänderungen zu erzeugen. Der Lichtstrahl 12 fällt dann auf einen polarisierenden Strahlenteiler
13, dessen Polarisationsebene unter einem Winkel von 45° zu den Polarisationsebenen der Komponenten
des Lichtstrahles 12 verläuft. Jede Komponente des Lichtstrahles 12 wird in zwei weiteren Komponenten
zerlegt, die rechtwinklig zueinander polarisiert sind. Diese weiteren Komponenten werden in zwei
ίο Paare von in einer Ebene liegenden Lichtstrahlen aufgeteilt,
und diese Lichtstrahlen wiederum können sich vereinigen und interferieren und somit zwei endgültige
Lichtstrahlen 12' und 12" erzeugen.
Jeder der beiden Lichtstrahlen 12', 12" besteht aus Komponenten, die sowohl von dem Meßzweig und dem Bezugszweig 4', 4" des Interferometers hergeleitet sind, und die in der üblichen Weise interferieren können, um Änderungen in der optischen Streckenlänge rler Zweige des Interferometers anzuzeigen. Die Phasenverhältnisse sind derart, daß die Komponenten des Strahles 12' in Phase zueinander sind, wenn die Komponenten des Strahles 12" phasenverschoben sind, und umgekehrt. Wenn der Lichtstrahl 12' seine maximale Breite erreicht, fallen die Lichtstrahlen 12', 12" auf zwei Fotovervielfaeher 14,15, die jeweils Teil des Steuerkreises c bilden. Die Fotodetektoren 14, 15 sind mit einem Differentialverstärke.'· 16 verbunden, der wiederum mit einem weiteren Verstärker 17 verbunden ist, der an einen spannungsgeregelten Oszillator 18 angeschlossen ist, der zwei phasengleiche Ausgangssignale erzeugt mit einer Frequenz, die direkt auf die Ausgangsspannung des Verstärkers 17 bezogen ist Ein Oszillator 19 erzeugt zwei Ausgangssignale, die eine Phasenverschiebung von /772 aufweisen. Diese Signale werden mit den Signalen von dem spannungsgeregelten Oszillator 18 in zwei Mischern 20, 21 gemischt, und die resultierenden Signale werden jeweils in Verstärkern 22,23 verstärkt die Steuersignale Si, Sj für die elektrooptische Baueinheit 6 erzeugten.
Jeder der beiden Lichtstrahlen 12', 12" besteht aus Komponenten, die sowohl von dem Meßzweig und dem Bezugszweig 4', 4" des Interferometers hergeleitet sind, und die in der üblichen Weise interferieren können, um Änderungen in der optischen Streckenlänge rler Zweige des Interferometers anzuzeigen. Die Phasenverhältnisse sind derart, daß die Komponenten des Strahles 12' in Phase zueinander sind, wenn die Komponenten des Strahles 12" phasenverschoben sind, und umgekehrt. Wenn der Lichtstrahl 12' seine maximale Breite erreicht, fallen die Lichtstrahlen 12', 12" auf zwei Fotovervielfaeher 14,15, die jeweils Teil des Steuerkreises c bilden. Die Fotodetektoren 14, 15 sind mit einem Differentialverstärke.'· 16 verbunden, der wiederum mit einem weiteren Verstärker 17 verbunden ist, der an einen spannungsgeregelten Oszillator 18 angeschlossen ist, der zwei phasengleiche Ausgangssignale erzeugt mit einer Frequenz, die direkt auf die Ausgangsspannung des Verstärkers 17 bezogen ist Ein Oszillator 19 erzeugt zwei Ausgangssignale, die eine Phasenverschiebung von /772 aufweisen. Diese Signale werden mit den Signalen von dem spannungsgeregelten Oszillator 18 in zwei Mischern 20, 21 gemischt, und die resultierenden Signale werden jeweils in Verstärkern 22,23 verstärkt die Steuersignale Si, Sj für die elektrooptische Baueinheit 6 erzeugten.
Die elektrooptische Baueinheit 6 besteht aus zwei Kerr-Zellen 24, 25 in einer gemeinsamen Hülle 26. Die
Elektroden der Kerr-Zelle 24 sind in einem Winkel von 45° zu den Elektroden der Kerr-Zelle 25 angeordnet
Das Steuersignal Si von dem Verstärker 22 wird an die
Kerr-Zelle 24 angelegt und das Steuersignal S2 von dem Verstärker 23 wird an die Kerr-Zelle 25 angelegt Die
elektrooptische Baueinheit 6 bewirkt eine effektive Phasenverschiebung in dem Lichtstrahl 4", der durch sie
hindurchgeht wobei die Phasenverschiebung in bezug zu der Amplitude der Signale steht, die an die eleki. coptische
Baueinheit 6 angelegt werden.
Das Interferometer arbeitet in einem symmetrischen bzw. Gleichgewichtszustand, bei welchem die Ausgänge
der Fotovervielfacher 14,15 die gleiche Amplitude aufweisen. Eine kleine Bewegung der Oberfläche 1 bewirkt
eine Unsymmetrie in den Ausgängen der Fotovervielfacher und erzeugt dadurch ein Signal durch die Verstärker
22, 23, welche die Phasenverschiebung steuern, die dem Lichtstrahl 4" mitgeteilt wird, der den Bezugszweig
des Interferometers in der vorbeschriebenen Weise bildet so daß der symmetrische Zustand des Interferometers
wieder hergestellt wird. Die Charakteristiken des Steuerkreises sind derart daß dieser mehr auf die relativ
niedrigfrequente Komponente mit großer Amplitude der Bewegungen der Oberfläche 1 anspricht. Auf diese
Weise schaltet sich der Steuerkreis auf diese Komponente auf und hält das Interferometer automatisch in
einem symmetrischen Zustand.
Der Differentialverstärker 16 erzeugt ein Signal, welches die Amplitude der hochfrequenten Komponente
der Schwingung auf der Oberfläche 1 anzeigt. Die Proportionalitätskonstante
zwischen den hochfrequenten Verschiebungen der Oberfläche 1 und dem Signal von dem Differentialverstärker 16 kann in Thermen der
Wellen'Hnge des verwendeten Lichtes ermittelt werden,
indem a«s Interferometer entriegelt wird und man die
Spitze-Spitze Auslenkungen bei dem Signal von dem Differentialverstärker 16 beoebachtet. Ein Signal, das
die Geschwindigkeit der niederfrequeten Schwingungskomponente der Oberfläche 1 anzeigt, ist außerdem
vorhanden und kann bei Bedarf verwendet werden. Ferner kann die niederfrequente Verschiebung der Oberfläche
1 in der am nächsten befindlichen Viertelwellenlänge des in dem Interferometer verwendeten Lichtes
durch Zählen der Takte des einen oder anderen Signals Si, Sj ermittelt werden, die an die elektrooptische Baueinheit
6 übermittelt werden.
F i g. 2 zeigt ein anderes optisches System einer zweiten Ausführungsform. Ein Steuerkreis, der mit dem vorstehend
beschriebenen Steuerkreis übereinstimmt, findet ebenfalls bei dieser Ausführungsform Verwendung.
Linear polarisiertes Licht von einer Laserquelle 31 wird in zwei Strahlen 3Γ, 31" durch einen Glasplatten-Strahlenteiler
32 aufgeteilt. Der Lichtstrahl 31' bildet den Bezugszweig des Interferometers, und der Lichtstrahl
31" wird als Meßzweig des Interferometers verwendet. Der Lichtstrahl 31' fällt durch ein Nichol-Prisma 36 und
gelangt anschließend durch ein Viertelwellenplättchen 33, welches den Lichtstrahl in zirkulär polarisiertes
Licht umwandelt, und pflanzt sich dann durch eine elektrooptische Einheit 34 fort, die mit der entsprechenden
Einheit der ersten Ausführungsform des Interferometers identisch ist. Das Licht, das aus der elektrooptischen
Einheit 34 heraustritt, wird durch diese Einheit mittels eines Spiegeis 35 zurückrefiekiieri. Das Ziei des doppelten
Durchgangs des Lichtstrahls 3Γ durch die elektrooptische Einheit 34 besteht darin, zwei überlagerte
Lichtstrahlen 35', 35" zu erzeugen, von denen einer die gleiche Drehrichtung und Frequenz wie der zirkulär
polarisierte Teil des Lichtstrahles 31' aufweist und wobei der andere eine unterschiedliche Drehrichtung und
Frequenz besitzt. Die Lichtstrahlen 35', 35" gehen anschließend zurück durch das Viertelwellenplättchen 33,
welches sie in linear polarisiertes Licht unterschiedlicher Ausrichtungen umwandelt. Die beiden Lichtstrahlen
35', 35" verlaufen anschließend durch das Nichol-Prisma 36, das den Lichtstrahl eliminiert, der die gleiche
Frequenz wie der ursprüngliche Lichtstrahl hat. Der so übrigbleibende Lichtstrahl 35" wird durch den Strahlenteiler
32 auf einen Spiegel 37 reflektiert und von dort auf einen polarisierenden Strahlenteiler 38. Inzwischen tritt
der Lichtstrahl 31" aus dem Strahlenteiler 32 aus, geht durch einen Polarisator 39 und wird durch eine Linse 40
zu einem Brennpunkt auf der vibrierenden Oberfläche 1 gebündelt Das von der Oberfläche 1 reflektierte oder
gestreute Licht wird durch die Linse 40 in einen parallelen Strahl 41 umgewandelt, läuft zurück durch den Polarisator
39 und anschließend durch eine Halbwellenplatte 42, die derart angeordnet ist daß die Polarisationsebene
des Lichtstrahls 41 senkrecht zu derjenigen des Lichtstrahls 35" verläuft Der Lichtstrahl 41 fällt dann
auf Strahlenteiler 32, der derart angeordnet ist daß die Lichtstrahlen 35" und 41 vereingt werden, bevor sie
durch den Spiegel 37 auf den polarisierenden Strahlenteiler 38 reflektiert werden. Wie vorstehend beschrieben
interferieren die beiden Strahlen 35" und 41 nicht miteinander, aber sie können durch den polarisierenden
Strahlenteiler 38 in zwei interferierende phasenverschobene Kanäle aufgeteilt werden.
Bei der dritten Ausführungsform des Interferometers gemäß F i g. 3 findet ein anderes optisches System Verwendung,
bei welchem der Glasplatten-Lichtstrahlenteiler 32 durch einen geteilten Kubus-Strahlenteiler 50
ersetzt wird. Ferner werden der Polarisator 39 und die Halbwellenplatte 42 durch ein neutrales Dichtefilter 43
und eine Viertelwellenplatte 44 ersetzt. Der Lichtstrahl 3Γ, der in dem Meßzweig des Interferometers verwendet
wird, wird in zwei Durchgängen durch die Viertelwellenplatte 44 geleitet, so daß diese in der gleichen
Weise wie eine Halbwellenplatte wirkt. Der übrige Teil der Ausführungsform des Interferometers gemäß
F i g. 3 ist der gleiche, wie er bereits im Zusammenhang mit der Ausführung gemäß F i g. 2 beschrieben wurde,
und die einzelnen Teile sind durch die gleichen Bezugszeichen wie bei der Ausführung nach F i g. 2 gekennzeichnet.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Interferometer zur Untersuchung von Schwingungen eines Aufbaus, mit
a) einer Einrichtung zum Erzeugen eines Strahles von linear polarisiertem Licht,
b) einer Einrichtung zum Erzeugen von zwei kohärenten linear polarisierten Lichtstrahlen aus
dem Lichtstrahl, um einen Bezugszweig und einen Meßzweig für das Interferometer zu bilden,
und
c) einer Einrichtung zum Kombinieren der Lichtstrahlen aus dem Bezugszweig und dem Meßzweig
und zum Erzeugen von Ausgangssignalen mit Bezug auf die Intensität der kombinierten
Lichtstrahlen,
dadurchgakennzeichnet, daß
20
d) im Meßarm des Interferometers eine zum untersuchenden Aufbau (2) gehörende, reflektierende
Oberfläche (1) angeordnet ist,
e) eine elektrooptische Vorrichtung (6,34) vorgesehen
ist, die aus einer Violzahl von aufeinanderfolgenden
optisch aktiven Einheiten (24, 2S) besteht, welche ein Medium enthalten, dessen optische Aktivität durch Anlegen eines elektrischen
Feldes variiert werden kann und das so angeordnet ist, daß es aus dem Lichtstrahl (4),
der in die optische aktive· Vorrichtung (6, 34) hineingelangt, zwei Lichtstrahlen (4', 4") erzeugt,
von denen der eine (-**) die gleiche Frequenz und Phase wie der Lichtstrahl (4) aufweist,
der in die eiektrooptische Vorrichtung (6, 34) eintritt, und der andere (4") eine andere Frequenz
hat, wobei die Frequenzdifferenz eine Funktion eines an die elektrooptische Vorrichtung
(6,34) angelegten elektrischen Feldes ist,
f) eine Steuerstrecke (c) vorgesehen ist, der ein die Schwingungen charakterisierendes Signal entnommen
werden kann,
g) die Steuerstrecke (c) zwei die Lichtstrahlen aus dem Bezugszweig und dem Meßzweig erfassende
Fotodetektoren (14, 15) zum Ermitteln von sich aus Schwingungen des Aufbaus (2) ergebenden
zyklischen Änderungen der optischen Weglänge des Meßzweigs relativ zum Bezugszweig und zum Erzeugen von darauf bezogenen
primären elektrischen Signalen aufweist,
h) in der Steuerstrecke (c) eine der elektrooptischen Vorrichtungen (6,34) vorgeschaltete Einrichtung
(16,17,18,19,20,21, 22,23) enthalten
ist. die aus den primären elektrischen Signalen Steuersignale ableitet, deren Amplituden zu den
zyklischen Änderungen innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbereiches des Gesamtfrequenzspektrums
dieser zyklischen Änderungen derart in Beziehung stehen, daß, wenn die Steu- eo
ersignale an die elektrooptische Vorrichtung (6, 34) angelegt werden, die resultierende Änderung
in der optischen Aktivität des optisch aktiven Mediums in der elektrooptischen Vorrichtung
(6, 34) eine Frequenzdifferenz zwischen b5 den beiden Strahlen (4', 4") hervorruft, welche
die elektrooptische Vorrichtung (6, 34) verlassen, derart, daß die Änderungen in der optischen
Weglänge des Meßzweiges relativ zum Bezugszweig innerhalb des vorbestimmten Frequenzbereiches
kompensiert werden, und
i) der elektrooptischen Vorrichtung (6, 34) eine Einrichtung (8, 36) derart zugeordnet ist, daß der den Bezugszweig durchlaufende Lichtstrahl eine andere Frequenz aufweist, als der den Meßzweig durchlaufende Lichtstrahl.
i) der elektrooptischen Vorrichtung (6, 34) eine Einrichtung (8, 36) derart zugeordnet ist, daß der den Bezugszweig durchlaufende Lichtstrahl eine andere Frequenz aufweist, als der den Meßzweig durchlaufende Lichtstrahl.
2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrooptische Vorrichtung (6) zwei optisch aktive Einheiten (24, 25) umfaßt, die so angeordnet
sind, daß ihre Hauptbetriebsachsen um 45° zueinander geneigt sind, wenn elektrische Signale mit einer
Phasendifferenz von ΠΙ2 an die optisch aktiven Einheiten
(24,25) angelegt werden,
daß eine Einrichtung (5) vorgesehen ist die dafür sorgt, daß der Lichtstrahl (4) vor Eintritt in die elektrooptische Vorrichtung (6) zirkulär polarisiert wird, und
daß eine Einrichtung (5) vorgesehen ist die dafür sorgt, daß der Lichtstrahl (4) vor Eintritt in die elektrooptische Vorrichtung (6) zirkulär polarisiert wird, und
daß eine Einrichtung (7) zum Umwandeln der Lichtstrahlen (4', 4") zurück in das linear polarisierte
Licht beim Austritt aus der elektrooptischen Vorrichtung (6), wobei die Polarisationsebenen der
Lichtstrahlen (4', #") orthogonal sind, vorgesehen ist.
3. Interferometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrooptische Vorrichtung (6) so angeordnet ist, daß Licht durch sie hindurchgeht, bevor es
aufgeteilt wird, um den Meß- und Bezugszweig des Interferometers zu bilden, und
daß eine Einrichtung (8) zum räumlichen Trennen der linear polarisierten Strahlen (4', 4") vorgesehen ist, um den Meß- und Bezugszweig des Interferometers zu bilden.
daß eine Einrichtung (8) zum räumlichen Trennen der linear polarisierten Strahlen (4', 4") vorgesehen ist, um den Meß- und Bezugszweig des Interferometers zu bilden.
4. Interferometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtup?, (8) zum räumlichen
Trennen der Lichtstrahlen (4', 4") ein polarisierender Strahlenteiler ist.
5. Interferometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der polarisierende Strahlenteiler
(8) so angeordnet ist, daß er die Lichtstrahlen (4', 4") wieder kombiniert, nachdem sie ihre entsprechenden
Wege im Meß- bzw. Bezugszweig des Interferometers durchlaufen haben.
6. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrooptische Vorrichtung (34) im Bezugszweig des Interferometers angeordnet ist, und
daß eine Einrichtung (36) vorgesehen ist, die aus dem Bezugzweig des Interferometers jenes Licht eliminiert, welches nach dem Durchgang durch die elektrooptische Vorrichtung (34) die gleiche Frequenz und Polarisationsrichtung wie der Lichtstrahl im Meßzweig aufweist.
daß eine Einrichtung (36) vorgesehen ist, die aus dem Bezugzweig des Interferometers jenes Licht eliminiert, welches nach dem Durchgang durch die elektrooptische Vorrichtung (34) die gleiche Frequenz und Polarisationsrichtung wie der Lichtstrahl im Meßzweig aufweist.
7. Interferometer nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht im Bezugszweig des
Interferometers zweimal durch die elektrooptische Vorrichtung (34) gelangt und daß die Einrichtung
(33), die dafür sorgt, daß der Eingangslichtstrahl (31') für die elektrooptische Vorrichtung (34) zirkulär polarisiert
wird, auch dazu verwendet wird, daß die Ausgangslichtstrahlen (35', 35") von der elektrooptischen
Vorrichtung (34) in zwei orthogonal polarisierte Strahlen von linear polarisiertem Licht umzuwandeln,
von denen der eine (35') die gleiche Polarisationsebene
hat wie der Eingangslichtstrahl (3Γ)
und eliminiert wird.
8. Interferometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Eliminieren
des unerwünschten Lichtstrahles ein Nicol-Prisma ist
9. Interferometer nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein polarisierender
Strahlenteiler (13, 38) vorgesehen ist, der aus den Lichtstrahlen, die nach dem Durchgang durch die
Meß- und Bezugszweige des Interferometers kombiniert sind, zwei endgültige Ausgangsstrahlen (12',
12") erzeugt, von denen jeder Komponenten enthält, die sowohl vom Meß- als auch vom Bezugszweig des
Interferometers abgeleitet sind und eine solche Phasenbeziehung haben, daß, wenn der eine Ausgangsstrahl
(12') eine Maximalintensität hat, der andere (12") eine Minimalintensität aufweist, und umgekehrt
10. Interferometer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet.
daß die Fotodetektoren (14, 15) auf die endgültigen Ausgangsstrahlen (12', 12") ansprechen, und
daß ein Differentialverstärker (16), der ein Signal entsprechend der Differenz der Intensität der Ausgangsstrahlen (12*, 12") erzeugt, sowie ein spannungsgeregelter Oszillator (18), der zwei gleiche elektrische Signale erzeugt, deren Frequenz in Beziehung steht zur Amplitude des Signals vom Differentialverstärker (16), vorgesehen sind.
daß ein Differentialverstärker (16), der ein Signal entsprechend der Differenz der Intensität der Ausgangsstrahlen (12*, 12") erzeugt, sowie ein spannungsgeregelter Oszillator (18), der zwei gleiche elektrische Signale erzeugt, deren Frequenz in Beziehung steht zur Amplitude des Signals vom Differentialverstärker (16), vorgesehen sind.
11. Interferometer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zum Erzeugen von Steuersignalen aus den primären elektrischen Signalen einen
Oszillator (19) aufweist, der zwei elektrische Signale mit einer Phasendifferenz von ΠΙ2 erzeugt,
ferner eine Einrichtung (20, 21) zum getrennten Kombinieren der Signale aus den beiden Oszillatoren (18,19),
ferner eine Einrichtung (20, 21) zum getrennten Kombinieren der Signale aus den beiden Oszillatoren (18,19),
sowie eine Einrichtung (22,23) zum getrennten Verstärken
der kombinierten Signale, um Steuersignale (Su S2) zu liefern, die jeweils an die optisch aktiven
Einheiten (24,25) angelegt werden, um die Intensitäten der endgültigen Ausgangsstrahlen (12', 12")
gleichzumachen.
12. Interferometer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung zum Zählen der für die Wiederherstellung der Gleichheit der endgültigen
Ausgangsstrahlen (12', 12") nach einer Abweichung vom Gleichgewichtszustand notwendigen
Anzahl von Zyklen des einen oder anderen der Steuersignale (S\, S2) vorgesehen ist, derart, daß eine
Messung der Amplitude der Schwingungen des vorbestimmten Frequenzbereiches erhalten wird.
13. Interferometer nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz
des Ausgangsignals vom Differentialverstärker (16) dazu verwendet wird, ein Maß für die Schwingungen
des Aufbaus außerhalb jenen im vorbestimmten Frequenzbereich zu liefern.
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---|---|---|---|
DE19762634210 DE2634210C2 (de) | 1976-07-30 | 1976-07-30 | Interferometer |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19762634210 DE2634210C2 (de) | 1976-07-30 | 1976-07-30 | Interferometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2634210A1 DE2634210A1 (de) | 1978-02-02 |
DE2634210C2 true DE2634210C2 (de) | 1986-06-05 |
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ID=5984274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19762634210 Expired DE2634210C2 (de) | 1976-07-30 | 1976-07-30 | Interferometer |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1976
- 1976-07-30 DE DE19762634210 patent/DE2634210C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2634210A1 (de) | 1978-02-02 |
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