DE3008356A1

DE3008356A1 - Interferometrische anordnung zum vermessen stark brechender optischer elemente

Info

Publication number: DE3008356A1
Application number: DE19803008356
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 8201 Amerang Rottenkolber
Original assignee: Opto Produkte Ag 8006 Zuerich; OPTO PRODUKTE AG
Current assignee: Wilhelm Herm Mueller & Co Kg 3000 Hannover GmbH
Priority date: 1980-03-05
Filing date: 1980-03-05
Publication date: 1981-09-17

Description

Beschreibung der Erfindung: Die Erfindung betrifft eine interferometrische Anordnung zum quantitativen Bestimmen von Formabweichungen von den Sollwerten optischer Elemente die einen Laser aufweist, dessen Strahlengang in einer optischen Schaltung in einen Objekt-und einen Referenzstrahl aufgeteilt wird, sowie eine lichtempfindliche Schicht, vor der im Strahlengang des Objektstrahles das zu untersuchende optische Element angeordnet ist und in der durch den dieses optische ELement durchsetzende Objektstrahl und durch den zu diesem in einem Winkel einfallenden Referenzstrahl ein Hologramm gebildet werden kann, wobei die Abbildung eines optischen ELementes, das ein Meisterobjekt ist, im Hologramm gespeichert und sodann mit der eines optischen Elementes, das das Testobjekt ist, verglichen werden kann.
In einer bekannten interferometrischen, jedoch nicht holographischen Anordnung wird ein Lichtstrahl in zwei Strahlengänge geteilt, wovon der eine das zu untersuchende optische Element, während der andere, den Bezugsstrahl bildende Strahlengang das Meisterobjekt durchleuchten und sodann aus beiden Strahlengängen ein Interferogramm gebildet wird. Diese Anordnung eignet sich zwar für rotationssymetrische, aber nicht für stark brechende und asymetrische optische Elemente und auch nicht zum speichern der vom Meisterobjekt ausgehenden Wellenfront in einem Hologramm. Bei an sich bekannten Anordnungen der holographischen Interferometrie treten bei stark brechenden und verzerrenden optischen Elementen bei gerichtetem Licht bereits in sehr kurzer Entfernung Lichtintensitätsunterschiede im Verhältnis Hell zu Dunkel von 1:10.000 auf, die bei den für holographische Zwecke zur Verfügung stehendem lichtemfpindlichen Material das Entstehen eines Hologrammes durch starkeUnter- und Überbelichtungen unmöglich machen.
Solche extremen Helligkeitswerte, sog. Kaustiken, bzw. Dunkelwerte erzeugen demnach keine Aufzeichnungen im Hologramm. Das Hologramm kann daher an solchen Stellen keine Informationen geben und für stark brechende und verzerrende Objekte läßt sich somit eine derartige Anordnung nicht verwenden.
Aufgabe der Erfindung ist eine Anordnung der holographischen Interferometrie, bei der auch stark brechende und stark verzerrende optische Elemente im Durchlicht in einem über seine ganze Ausdehnung hin vollständiges Hologramm abgebildet werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Strahlengang des Objektstrahles vor dem zu untersuchenden optischen Element eine Streuscheibe angeordnet ist.
Das Licht fällt daher auf das zu untersuchende Element von einer Vielzahl von Einzellichtquellen ein, was eine gleichmäßige Verteilung der Lichtintensität bei der Belichtung des Hologramms bewirkt. Auf diese Weise lassen sich ohne Schwierigkeit auch stark brechende und verzerrende optische Elemente im Hologramm vollständig aufzeichnen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden beschrieben.
Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße interferometrische Anordnung in schematischer Darstellung.
Der aus einem Helium-Neon-Laser 1 austretende Strahl 2 durchläuft einen Fotoverschluß 3 und wird in einem Teilerwürfel 4 in einen Objektstrahl 5 und in einen Referenzstrahl 6 geteilt. Der Referenzstrahl wird bei 7 umgelenkt und in einer Aufspreizoptik 8 auf die für die Hologrammfläche notwendige Weite gebracht.
Der Objektstrahl 5 durchläuft zum Ausgleich der optischen Weglängen von Objekt- und Referenzstrahl eine aus Umlenkspiegeln 9, 10, 11, 12 bestehende Kompensationsoptik 13 und wird in dem Objektiv 14 auf einen dem Testobjekt 15 entsprechenden Durchmesser aufgespreizt. Anstelle des Testobjektes 15, das ein asymetrisch gekrümmtes stark brechendes optisches Element ist, das an sich Kaustiken erzeugen würde, kann ein Meisterobjekt vorgesehen sein.
Der von dem Objektiv 14 ausgehende Strahlengang fällt auf eine Streuscheibe 13, die in zur Achse des Strahlenganges des Objektstrahles 5 senkrechter Ebene angeordnet ist. Das von der Streuscheibe 16 abgestrahlte gestreute und durch die Pfeile 17 angedeutete, das Testobjekt 15 durchsetzende Licht fällt auf eine lichtempfindliche Schicht 18, in der ein Hologramm entsteht, das mit Hilfe des Referenzstrahles 6 rekonstruiert werden kann Die lichtempfindliche Schicht 18 besteht aus einem thermoplastischen Material, das durch Wärmezufuhr sensibilisiert und in den Kassetten 19, 20 ab- und aufgerollt werden kann. Bei diesem Material entwickelt sich das Hologramm unmittelbar nach dem Belichtung und kann sofort über die Fernsehkamera 21 und den Monitor 22 betrachtet werden.
Durch die Erzeugung des Hologramms mit Hilfe des von der Streuscheibe 16 ausgehenden Streulichtes ergeben sich auch bei stark brechenden Objekten durch Kaustiken verursachte Informationslücken im Hologramm und die Versuche mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung haben ergeben, daß völlig einwandfreie Hologramme entstehen, die sämtliche gewünschte Informationen über das zu untersuchende Objekt enthalten.
Es kann zunächst ein Hologramm eines bei 15 eingesetzten Meisterobjektes gebildet werden, das die Sollwerte für die Testobjekte ergibt. Die aus diesem Hologramm rekonstruierte Wellenfront wird überlagert von einer Wellenfront, die das an die Stelle des Meisterobjektes eingesetzte Testobjekt durchtritt und die -den Is-t-Wert-ergibt. Die Differenz von Ist- und Soll-Werten erscheint in Form von makroskopischen Interferenz linien1 die im Monitor 22 ab-zulesen sind.

Claims

Interferometrische Anordnung zum Vermessen stark brechender optischer Elemente Patentansprüche: 1. Interferometrische Anordnung zum quantitativen Bestimmen von Formabweichungen von deìl Sollwerten optischer Elemente die einen Laser aufweist, dessen Strahlengang in einer optischen Schaltung in einen Objekt- und einen Referenzstrahl aufgeteilt wird, sowie eine lichtempfindliche Schicht, vor der im Strahlengang des Objektstrahles das zu untersuchende optische Element angeordnet ist und in der durch den dieses optische Element durchsetzende Objektstrahl und durch den zu diesem in einem Winkel einfallenden Referenzstrahl ein Hologramm gebildet werden kann, wobei die Wellenfront eines üptisclien Elementes, das ein Meisterobjekt ist, im Hologramm gespeichert und sodann mit der eines optischen Elementes, das das Testobjekt ist, verglichen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des Objektstrahles (5) vor dem zu untersuchenden optischen Element (15) eine Streuscheibe (16) angeordnet ist