DE3346455A1

DE3346455A1 - Interferometer

Info

Publication number: DE3346455A1
Application number: DE19833346455
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. 8031 Eching Tank
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt Fuer Luft und Raumfahrt EV 5000 Koeln; Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1985-07-11
Also published as: JPS60157027A; DD228353A5; JPH058769B2

Abstract

In an interferometer according to the invention and to the Michelson principle, a change in path length is effected by rotation of a movable mirror in the form of a retroreflector, so that there is no mechanical forwards and backwards movement of a mirror. Interferometers of this type can be used in a wide region of the spectrum of electromagnetic radiation for spectroscopy; possible examples are spectral analysis in chemistry and astronomy (for example in the infrared).

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft einen Interferometer nach dem Michelsonprinzip nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Interferometer dieser Art werden in einem breiten Bereich des Spektrums der elektromagnetischen Strahlung zur Spektrokospie eingesetzt; als Beispiele seien die Spektralanalyse in der Chemie und die Astronomie (beispielsweise im Infraroten) genannt.The invention relates to an interferometer based on the Michelson principle according to the preamble of claim 1. Interferometer of this type are in a wide range of the spectrum of electromagnetic radiation for spectroscopy used; Examples are spectral analysis in chemistry and astronomy (for example in the infrared).

Prinzipiell weisen Interferometer nach Michelson gemäß Fig. 1 zwei senkrecht zueinander stehende Planspiegel S1 und S2, von denen der eine Spiegel S1 ortsfest ist, und der andere Spiegel S2 parallel verschiebbar ist, und einen Strahlteiler ST auf, der einen Winkel von 45" mit beiden Spiegeln S1 und S2 bildet, und die Wellenzüge der von einer Strahlungsquelle Q einfallenden Strahlung in amplitudengleiche Hälften teilt, deren eine Hälfte (hier) zu dem festen Spiegel S1 durchgelassen wird und deren andere Hälfte zu dem beweglichen Spiegel S2 reflektiert wird. Von beiden Spiegeln S1 und S2 reflektiert, rekombinieren die Strahlungshälften am Strahlteiler ST und gelangen zu einem Detektor D.In principle, Michelson interferometers according to FIG. 1 have two perpendicular planar mirrors S1 and S2, one of which is a mirror S1 is stationary, and the other mirror S2 is parallel displaceable, and one Beam splitter ST, which forms an angle of 45 "with both mirrors S1 and S2, and the wave trains of the radiation incident from a radiation source Q with equal amplitudes Halves, one half of which (here) is let through to the fixed mirror S1 and the other half of which is reflected to the movable mirror S2. From both Reflecting mirrors S1 and S2, the halves of the radiation recombine at the beam splitter ST and arrive at a detector D.

Ist der optische Weg durch beide Interferometerarme (mit den Spiegeln Slund S2) gleich lang, so überlagern sich die Strahlungshälften positiv und führen zu einem großen Detektorsignal; ist durch Verschieben des beweglichen Spiegels der optische Weg um z.B. ,2S/2 einer bestimmten Wellenlänge vs unterschiedlich, so überlagern sich die Hälften der Strahlung der Wellenlänge -2S negativ; sie löschen sich dann aus und der Detektor empfängt keine Strahlung der Wellenlänge 2 s Bei kontinuerlicher Spiegelbewegung über einen optischen Weg von vielen Wellen- längen wechseln für alle Wellenlängen 2 n der einfallenn den Strahlung Addition, Auslöschung und alle Zwischenstufen kontinuierlich entsprechend R,. Das dabei erhaltene Detektorsignal (nämlich das Interferogramm) ist die Fouriertransformierte des Spektrums der einfallenden Strahlung; durch eine Digitalisierung und Fouriertransformation in einem elektronischen Rechner wird aus dem Interferogramm das Spektrum errechnet.Is the optical path through both interferometer arms (with the mirrors S1 and S2) are of equal length, the halves of the radiation overlap positively and lead to a large detector signal; is by moving the movable mirror optical path by e.g., 2S / 2 of a certain wavelength vs different, so superimpose halves of the radiation of wavelength -2S are negative; they then erase off and the detector does not receive any radiation with a wavelength of 2 s Mirror movement over an optical path of many waves length alternate addition and extinction for all wavelengths 2n of the incident radiation and all intermediate stages continuously according to R ,. The detector signal obtained in this way (namely the interferogram) is the Fourier transform of the spectrum of the incident Radiation; through a digitization and Fourier transformation in an electronic Computer calculates the spectrum from the interferogram.

Das spektrale Auflösungsvermögen eines Interferometers ist proportional der Wegdifferenz seiner Arme; je weiter also der bewegliche Spiegel bewegt wird, desto größer ist das Auflösungsvermögen des Geräts.The spectral resolution of an interferometer is proportional the difference in the path of his arms; the further the movable mirror is moved, the greater the resolution of the device.

Bei gegenwärtig verwendeten Interferometern nach Michelson, oder Abwandlungen davon, wird die notwendige Wegdifferenz immer durch eine mechanische Vor- und Rückbewegung eines oder auch beider Interferometerspiegel erzeugt. Beispielsweise wird der Spiegel mit Hilfe eines Schiebeschlittens (gelegentlich auch unter Verwendung dispersiver Komponenten) oder auch eines Pendels bewegt, wobei für aufeinanderfolgende Messungen der Spiegel ständig hin- und herbewegt werden muß. Die Notwendigkeit der Hin- und Herbewegung begrenzt die erreichbare Meßgeschwindigkeit und damit die Zeitauflösung des Geräts. Ferner kann im allgemeinen das Spektrometer während des Spiegelrücklaufs nicht zur Messung verwendet werden, da beim Anhalten und Umkehren des Spiegels die Information über die Spiegelposition verloren geht. Die Spiegelposition wird meist interferometrisch mit Hilfe eines Lasers bestimmt, und ihre Kenntnis ist unerläßlich für die Durchführung der Fouriertransformation (und auch schon für die Digitalisierung des Interferogramms).Das bedeutet aber, daß wirklich kontinuierliche Messungen nicht möglich sind, sondern nur periodisch Abschnitte eines Zeitablaufs erfaßt werden können.In currently used Michelson interferometers, or modifications of this, the necessary path difference is always due to a mechanical forward and backward movement one or both interferometer mirrors generated. For example, the mirror is with the help of a sliding carriage (occasionally also with the use of dispersive Components) or a pendulum moved, whereby for successive measurements the mirror must be constantly moved back and forth. The need to go back and forth Movement limits the achievable measuring speed and thus the time resolution of the device. Furthermore, the spectrometer can generally be used during mirror retraction cannot be used for measurement, since when stopping and reversing the mirror the Information about the mirror position is lost. The mirror position is mostly determined interferometrically with the aid of a laser, and its knowledge is essential for the implementation of the Fourier transformation (and also for the digitization of the interferogram), but that means that really continuous measurements are not are possible, but only periods of a time sequence are recorded can.

Da während einer Messung (also insbesondere während der Spiegelbewegung) die beiden Interferometerspiegel ständig exakt senkrecht zueinander stehen müssen, werden hohe Anforderungen an die Mechanik der Spiegelführung gestellt, was - insbesondere bei großen Spiegelhüben (bei hoher spektraler Auflösungskraft) und/oder kleinen zu messenden Wellenlängen - einen großen Aufwand bedeutet.Since during a measurement (i.e. especially when the mirror is moving) the two interferometer mirrors must always be exactly perpendicular to each other, high demands are placed on the mechanics of the mirror guide, which - in particular with large mirror excursions (with high spectral resolving power) and / or small ones wavelengths to be measured - means a lot of effort.

Entsprechend obigen Ausführungen wird dauer als Nachteil gegenwärtig in der Praxis verwendeter Verfahren und Vorrichtungen angesehen, daß a) Hin- und Herbewegungen durchgeführt werden, b) die Meßgeschwindigkeit deshalb begrenzt ist, c) zeitlich lückenlose Messungen nicht möglich sind, und d) ein verhältnismäßig großer Aufwand nötig ist.According to the above, permanent is present as a disadvantage In practice used methods and devices considered that a) back and forth Movements are carried out, b) the measuring speed is therefore limited, c) measurements without gaps in time are not possible, and d) a proportionate one great effort is required.

Als weiterer Nachteil wird angesehen, daß wegen der notwendigen Lagerung des bewegten Spiegels im allgemeinen nur ein Betrieb des Interferometers in horizontaler Stellung möglich ist, zumindest aber ein Betrieb in beliebiger Lage nicht möglich ist.Another disadvantage is that because of the necessary storage of the moving mirror is generally only an operation of the interferometer in the horizontal Position is possible, but at least operation in any position is not possible is.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Interferometer nach dem Michelsonprinzip unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß mit verringertem Aufwand zeitlich lückenlose und kontinuierliche Spektralmessungen mit sehr hoher Geschwindigkeit in einer beliebigen Lage des Interferometers ohne Hin- und Herbewegungen durchführbar sind.The object of the invention is therefore to provide an interferometer based on the Michelson principle while avoiding the disadvantages and difficulties mentioned as far as possible to be improved in such a way that, with less effort, there is no gap in time and continuous Spectral measurements at very high speed in any position of the interferometer are feasible without back and forth movements.

Diese Aufgabe wird bei einem Interferometer der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Cegenstand der Unteransprüche.This task is performed in an interferometer of the generic type solved according to the invention by the subject matter of claim 1. Beneficial Developments of the invention are the subject matter of the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die die anliegenden Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen Interferometers und Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Interferometers.The invention is described below with reference to the accompanying drawings explained in detail based on a preferred embodiment. 1 shows a schematic sectional illustration of a conventional interferometer and FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of a preferred embodiment of the interferometer according to the invention.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist - in Verbindung mit einem zweiten festen Planspiegel SF2 -als beweglicher Spiegel des Interferometers ein Rückstrahler (Retrorefektor) RS verwendet, welcher so ausgebildet ist, daß er (mit einer gewünschten Geschwindigkeit) um seine Achse DA rotiert, wobei diese Achse zur optischen Achse OA des Interferometers seitlich versetzt ist; außerdem sind die beiden Achsen DA und SYA auch um einen Winkel Oc gegeneinander geneigt; die Drehachse DA liegt dabei vorteilhafterweise in der Ebene, die durch die beiden Interferometerarme festgelegt ist. Der gestrichelt dargestellte Rückstrahler RS gibt den Rückstrahler RS lediglich in einer anderen Position der Drehbewegung wieder.According to a preferred embodiment of the invention - in connection with a second fixed plane mirror SF2 - as a movable mirror of the interferometer a retroreflector (retrorefector) RS used, which is designed so that he rotates (at a desired speed) about its axis DA, this axis is laterally offset from the optical axis OA of the interferometer; also are the two axes DA and SYA also inclined to one another by an angle Oc; the The axis of rotation DA is advantageously in the plane through the two interferometer arms is fixed. The retro-reflector RS shown in dashed lines is the retro-reflector RS only in a different position of the rotary movement again.

Darüber hinaus ist die Drehachse DA des Rückstrahlers RS auch zur Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers RS seitlich versetzt und ist zu ihr in einem Winkel ffi geneigt (Fig.In addition, the axis of rotation DA of the reflector RS is also for The axis of symmetry SYA of the reflector RS is laterally offset and is in one with it Angle ffi inclined (Fig.

2); Drehachse DA und Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers RS sind also nicht parallel. Sowohl der seitliche Versatz der Drehachse DA zu den beiden Achsen (nämlich der optischen Achse OA des Interferometers und der Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers) als auch die Neigung der Drehachse DA zur Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers und auch zur optischen Achse OA des Interferometers, sowie die gesamte Konstruktion sind in ihrem Aufbau und in ihren Abmessungen so ausgeführt, daß in jeder Winkelstellung des rotie- renden Rückstrahlers RS dessen eine Hälfte sich gegenüber dem Strahlteiler ST des Interferometers befindet und die von dort kommende Strahlung vollständig aufnimmt; seine andere Hälfte muß sich dabei immer gegenüber dem zweiten festen Spiegel SF2 (Fig. 2) befinden, welcher vor allen Dingen die vom Rückstrahler RS in Richtung des festen Spiegels SF2 reflektierte Strahlung vollständig aufnimmt.2); The axis of rotation DA and the axis of symmetry SYA of the reflector RS are so not in parallel. Both the lateral offset of the axis of rotation DA to the two Axes (namely the optical axis OA of the interferometer and the axis of symmetry SYA of the reflector) as well as the inclination of the axis of rotation DA to the axis of symmetry SYA of the reflector and also to the optical axis OA of the interferometer, as well the entire construction is designed in terms of its structure and dimensions in such a way that that in every angular position of the renden retroreflector RS that one half is located opposite the beam splitter ST of the interferometer and completely absorbs the radiation coming from there; his other half must always located opposite the second fixed mirror SF2 (Fig. 2), which above all that reflected by the reflector RS in the direction of the fixed mirror SF2 Absorbs radiation completely.

Ferner muß der Spiegel SF2 zum ersten festen Spiegel S1 des Interferometers senkrecht stehen. Der übrige Teil des Interferometers kann in einer der bekannten Arten ausgeführt sein, z.B. als konventionelles Michelsoninterferometer (Fig. 2 zeigt dafür schematisch ein gesamtes Interferometer), oder in irgendeiner Abwandlung davon.Furthermore, the mirror SF2 must be connected to the first fixed mirror S1 of the interferometer stand vertically. The remaining part of the interferometer can be in one of the known Types, e.g. as a conventional Michelson interferometer (Fig. 2 shows schematically an entire interferometer), or in some modification of that.

Bei einer vollständigen Drehung des Rückstrahlers RS bewirken Versatz und Neigung seiner Drehachse DA (bezogen auf die beiden anderen Achsen), daß sich die Weglänge x zwischen den festen Bezugspunkten (nämlich dem Strahlteiler ST und dem zweiten festen Spiegel SF2) ändert; wenn beispielsweise von einer Winkelstellung ausgegangen wird, bei der die Weglänge die kürzeste ist, nimmt diese bis zu einem Maximum zu (das nach einer halben Umdrehung erreicht wird), und nimmt dann wieder bis zum Minimum ab (welches nach der vollen Umdrehung erreicht wird). Dieses Verhalten kommt durch die beschriebene Anordnung der drei Achsen, nämlich der optischen Achse OA des Interferometers, der Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers und der Drehachse DA des Rückstrahlers, zustande, wodurch bewirkt wird, daß bei Drehung des Rückstrahlers RS dieser sowohl horizontal als auch vertikal gegenüber den festen Bezugsgrößen (ST und SF2) versetzt wird. Bei kontinuierlicher Rotation des Rückstrahlers RS ändert sich die Weglänge x daher kontinuierlich, wobei sie ständig zwischen Maximum und Minium wechselt.A complete rotation of the reflector RS causes an offset and inclination of its axis of rotation DA (with respect to the other two axes) that the path length x between the fixed reference points (namely the beam splitter ST and the second fixed mirror SF2) changes; if, for example, from an angular position is assumed in which the path length is the shortest, this takes up to one To the maximum (which is reached after half a turn), and then increases again down to the minimum (which is reached after the full rotation). This behavior comes from the described arrangement of the three axes, namely the optical axis OA of the interferometer, the symmetry axis SYA of the reflector and the axis of rotation DA of the retroreflector, which has the effect that upon rotation of the retroreflector RS this both horizontally and vertically compared to the fixed reference values (ST and SF2) is moved. With continuous rotation of the reflector RS changes the path length x is therefore continuous, with it constantly between maximum and Minium changes.

Die Kombination aus dem Rückstrahler RS und dem zweiten festen Spiegel SF2 sorgt im übrigen dafür, daß die Strahlung in diesem Arm des Interferometers immer genau zu dem Punkt des Strahlteilers ST zurückkehrt, von dem sie gekommen ist. Ist mit oC der Neigungswinkel zwischen Dreh-DA und Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers RS und mit ß der Neigungswinkel zwischen optischer Interferometerachse OA und Rückstrahlerdrehachse DA bezeichnet und ist X = ß gewählt, so berechnet sich die maximale Wegdifferenz x zwischen dem zweiten festen Spiegel SF2 und dem Strahlteiler ST (zwischen den beiden extremen Rückstrahlerstellungen) nach der Gleichung x = 2d . sin « (1) wobei d die seitliche Versetzung der Drehachse des Rückstrahlers RS zu seiner Symmetrieachse SYA ist (wobei vom Symmetriezentrum SZ senkrecht zur Drehachse gemessen ist und wobei das Symmetriezentrum SZ jener Punkt sein soll, der einen parallel zur Symmetrieachse SYA einfallenden Strahl in sich selbst zurückwirft). Nachdem die Strahlung die Interferometerarme zweimal durchläuft, ist damit die maximale optische Wegdifferenz 2x = 4d . sin α (2) Die beiden Arme des Interferometers (nämlich derjenige mit dem festen Spiegel S1 und derjenige mit dem rotierenden Rückstrahler RS) werden in bekannter Weise so aufeinander abgestimmt, daß der Weg durch beide Arme gleich lang ist, wenn der Weg im Arm mit dem rotierenden Rückstrahler RS minimal ist, bzw der Arm mit dem festen Spiegel S1 kann einige Wellenlängen (der größten untersuchten Wellenlänge) länger sein als das Minimum des Weges durch den Arm mit dem rotierenden Rückstrahler RS.The combination of the rear reflector RS and the second firm Mirror SF2 also ensures that the radiation in this arm of the interferometer always returns exactly to the point of the beam splitter ST from which it came is. With oC the angle of inclination between the rotary DA and the symmetry axis SYA of the reflector RS and with ß the angle of inclination between the optical interferometer axis OA and the reflector rotation axis DA and if X = ß is selected, the maximum path difference is calculated x between the second fixed mirror SF2 and the beam splitter ST (between the two extreme reflector positions) according to the equation x = 2d. sin «(1) where d is the lateral offset of the axis of rotation of the reflector RS to its axis of symmetry SYA is (where SZ is measured from the center of symmetry perpendicular to the axis of rotation and where the center of symmetry SZ should be the point that is parallel to the axis of symmetry SYA reflects the incident beam back into itself). After the radiation the interferometer arms runs through twice, the maximum optical path difference is 2x = 4d. sin α (2) The two arms of the interferometer (namely the one with the fixed mirror S1 and the one with the rotating reflector RS) are in a known manner so coordinated that the path through both arms is the same when the Away in the arm with the rotating reflex reflector RS is minimal, or the arm with the fixed mirror S1 can have several wavelengths (the largest examined wavelength) longer than the minimum of the path through the arm with the rotating reflector RS.

Der zweite genannte Fall ist der gebräuchlichere, weil dadurch am Anfang der Messung ein Interferogramm zu beiden Seiten des Symmetrie punktes SZ des InterferQ = > grammes (gleiche Weglänge durch beide Arme des Interferometers) gewonnen wird, welches in bekannter Weise zur Phasenkorrektur bei der Berechnung des Spektrums verwendet wird. Natürlich können die Weglängen auch so abgestimmt werden, daß ein vollständig symmetrisches Interferogramm gewonnen wird.The second case mentioned is the more common because it means am At the beginning of the measurement, an interferogram on both sides of the symmetry point SZ des InterferQ => grammes (same distance through both arms of the interferometer) is obtained, which in a known manner for phase correction is used when calculating the spectrum. Of course, the path lengths can also be tuned so that a fully symmetrical interferogram is obtained will.

Entsprechend obigen Ausführungen ist daher, ohne daß ein Teil des Geräts vor- und zurückbewegt wird, eine kontinuierliche Änderung des Weges in einem Arm des Interferometers allein dadurch erreicht, daß nur eine Rotationsbewegung des Rückstrahlers RS ausgeführt wird. Bei diesem interferometrischen Metverfahren braucht also der Spiegel nicht ständig angehalten und wieder beschleunigt zu werden, sondern er rotiert kontinuierlich. Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es daher möglich, nicht nur eine technisch einfache und präzise Lagerung des zu bewegenden Spiegels mit verringertem Aufwand zu realisieren, sondern darüber hinaus ist auch der Antrieb und die (elektronische) Regelung des Spiegellaufs mit einem wesentlich geringeren Aufwand durchführbar.Corresponding to the above is therefore without a part of the Device is moved back and forth, a continuous change of path in one Arm of the interferometer achieved solely by the fact that only one rotational movement of the reflector RS is carried out. With this interferometric metering method so the mirror does not need to be constantly stopped and accelerated again, but it rotates continuously. In this device according to the invention is it is therefore possible not only to have a technically simple and precise storage of the too to realize moving mirror with reduced effort, but beyond is also the drive and the (electronic) control of the mirror run with one much less effort can be carried out.

Als besonderer Vorteil ist obendrein anzusehen, daß (durch die Verwendung des Rückstrahlers RS) während dessen Rotation die Spiegel S1 und SF2 ständig senkrecht zueinander bleiben (was bei dem vor- und zurückzubewegenden Spiegel S2 (Fig.1) und dem Spiegel S1 nur mit sehr großem Aufwand realisierbar ist); natürlich müssen die Spiegel S1 und SF2 (Fig.2) bzw. S1 und S2 (Fig.1) vor Meßbetrieb senkrecht zueinander justiert werden.Another particular advantage is that (through the use of of the reflector RS) during its rotation the mirrors S1 and SF2 are always perpendicular remain to each other (which is the case with the back and forth mirror S2 (Fig. 1) and the mirror S1 can only be implemented with a great deal of effort); of course they have to Mirror S1 and SF2 (Fig.2) or S1 and S2 (Fig.1) perpendicular to each other before measuring operation adjusted.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemüßen Interferometers sind insbesondere darin zu sehen, daß 1. zeitlich lückenlose Messungen durchführbar sind, 2. sowohl langsame als auch insbesondere sehr schnelle Messungen durchführbar sind, 3. mit verringertem Aufwand ein vibrations- und sc:hockunempfindliches Interferometer ausgeführt werden kann, 4. durch den verringerten Aufwand an Elektronik und Mechanik ein kompaktes, kleines Interferometer hergestellt werden kann, welches insbesondere zusammen mit einem geeigneten Mikroprozessor als tragbares, vollständiges Spektrometersystem ausgebildet werden kann, und 5. wegen der einfachen universellen Lagerung des bewegten Spiegels ein Betrieb des Interferometers in jeder beliebigen Lage im Raum möglich ist.The main advantages of the interferometer according to the invention are in particular to see that 1. measurements without gaps in time can be carried out, 2. both slow and especially very fast Measurements are feasible, 3. with less effort, a vibration and sc: squat insensitive Interferometer can be run, 4. by the reduced amount of electronics and mechanics a compact, small interferometer can be made which especially together with a suitable microprocessor as a portable, complete Spectrometer system can be formed, and 5. because of the simple universal Storage of the moving mirror an operation of the interferometer in any Location in the room is possible.

Selbstverständlich kann auch das erfindungsgemäße Interferometer entsprechend den in der Literatur beschriebenen Abwandlungen nach dem Michelsonprinzip ausgebildet werden, z.B. als polarisierendes oder dispersives Interferometer.Of course, the interferometer according to the invention can also correspondingly the modifications described in the literature based on the Michelson principle e.g. as a polarizing or dispersive interferometer.

Eine Justierung des festen Spiegels, eine Wegmessung der Spiegelposition, usw. können in bekannter Weise auch hier durchgeführt werden, z.B. kann die Wegmessung durch Laser und Weißlicht mit entsprechenden Detektoren im Strahlengang, oder durch Ausbildung eines entsprechenden Referenzinterferometers durchgeführt werden.An adjustment of the fixed mirror, a path measurement of the mirror position, etc. can also be carried out here in a known manner, e.g. the distance measurement by laser and white light with appropriate detectors in the beam path, or by Training of a corresponding reference interferometer can be carried out.

Die Art des Rückstrahlers, seine geometrischen Abmessungen, dessen Neigung und der Versatz der drei Achsen sowie die Oberflächengüte des Rückstrahlers sind in üblicher Weise an die Meßaufgabe anzupassen. Das gilt ebenso für die Spiegellagerung, die Rotationsgeschwindigkeit und die zugehörige Elektronik.The type of reflector, its geometric dimensions, its Inclination and offset of the three axes as well as the surface quality of the reflector are to be adapted to the measuring task in the usual way. This also applies to the mirror bearing, the speed of rotation and the associated electronics.

Grundsätzlich kann das erfindungsgemcü.ße Interferometer bei allen bisher verwendeten Interferometerverfahren ein- gesetzt werden, bei denen die Änderung der Wegdifferenz durch Hin- und Herbewegen in irgendeiner Form erzielt wird. Auch der Spiegel S1 kann als Kombination von Rückstrahler und festem Spiegel ausgebildet sein, wodurch eventuelle Abbildungsfehler kompensiert werden und größere Weglängendifferenzen erreicht werden können. Durch Steuerung der Phase der beiden Rotationsbewegungen (der beiden Rückstrahler) zueinander läßt sich hierbei auch der Geschwindigkeitsverlauf der Weglängehänderung beeinflussen. Ferner kann diese Methode zur Konstruktion jeder anderen Art von Spektrometern verwendet werden, falls dabei sich ändernde Weglängen erforderlich sind. Selbstverständlich ist der rotierende Rückstrahler entsprechend auszuwuchten.In principle, the interferometer according to the invention can be used for all previously used interferometer method be set, where changing the path difference by moving back and forth in any Shape is achieved. The mirror S1 can also be used as a combination of reflector and fixed mirror, which compensates for any imaging errors and greater path length differences can be achieved. Through control the phase of the two rotational movements (of the two reflectors) to each other the speed profile of the path length change also influence each other. Furthermore, this method can be used to construct any other type of spectrometer if changing path lengths are required. Of course the rotating reflector must be balanced accordingly.

Ende der Beschreibunq LeerseiteEnd of the description Blank page

Claims

Interferometer Claims 1. Interferometer based on the Michelson principle, with a first fixed plane mirror, a movable mirror and a beam splitter, in that the movable mirror is a rotating mirror Reflector (RS) is that in addition to the first fixed plane mirror (S1) second fixed plane mirror (SF2) is provided, which is perpendicular to the first fixed Plane mirror (S1) of the interferometer is arranged that the axis of rotation (DA) of the Reflector (RS) to its axis of symmetry (SYA), based on the center of symmetry (SZ), is laterally offset, and that the axis of rotation (DA) and axis of symmetry (SYA) of the Reflectors (RS) are inclined to each other (angle CC that the axis of rotation of the reflector (RS) is laterally offset to the optical axis (OA) of the interferometer so that both axes do not intersect on the reflective surface of the reflector (RS), and that the two axes are inclined to one another.

2. Interferometer according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the reflector (RS) is a triple mirror, cat's eye or the like.

3. Interferometer according to one of claims 1 or 2, characterized g e k It is noted that the beam splitter (ST), the rotating reflector (RS) and the dimensions of the second fixed plane mirror (SF2) of the interferometer are designed and arranged to one another that, during operation, the entire beam splitter (ST) incoming radiation is captured by one half of the reflector (RS) is reflected on the second fixed plane mirror (SF2) via the second half which collects it completely, and the radiation then from the second fixed The plane mirror (SF2) is completely reflected back to the beam splitter (ST) in the opposite direction will.

4. Interferometer according to one of claims 1 to 3, characterized g e k It is noted that with one complete revolution of the reflector (RS) two half-sided interferograms are obtained, which are obtained by Fourier transform result in two complete, chronologically consecutive spectra or a complete, symmetrical interferogram is obtained, which gives a spectrum.

5. Interferometer according to one of claims 1 to 4, characterized g e k E n n n e i c h n e t that by the rotation of the reflector (RS) with the interferometer continuous spectral measurements can be carried out without any time gaps.

G. Interfermometer according to one of claims 1 to 5, characterized in that g e k It is noted that the measuring speed of the interferometer by the Rotation speed of the reflector (RS) is controllable, and that at very high measurement speeds, the spectral measurements have a high temporal resolution.

7. Interferometer according to one of claims 1 to 6, there- by it is not noted that the vertical adjustment of the two plane mirrors (S1, SF2) remains in place during the measurement run.

8. Interferometer according to claims 1 to 7, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the inclined to the symmetry axis (SYA) of the reflector (RS) Axis of rotation (DA) of the reflector (RS) arranged in the plane or parallel to the plane is that through the two arms of the interferometer, i.e. through the optical axis in the direction of the reflector (RS) and the optical axis (OA) in the direction of the first fixed mirror (S1) is set, and that the angle of inclination (at) of the axis of rotation (DA) to the optical axis (OA) equal to the angle of inclination (J3) of the axis of rotation (DA) to the symmetry axis (SYA).