DE3431040C2 - Interferometer - Google Patents

Interferometer

Info

Publication number
DE3431040C2
DE3431040C2 DE19843431040 DE3431040A DE3431040C2 DE 3431040 C2 DE3431040 C2 DE 3431040C2 DE 19843431040 DE19843431040 DE 19843431040 DE 3431040 A DE3431040 A DE 3431040A DE 3431040 C2 DE3431040 C2 DE 3431040C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reflector
interferometer
wedge
mirror
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19843431040
Other languages
English (en)
Other versions
DE3431040A1 (de
Inventor
Volker Dipl.-Ing. 8088 Eching Tank
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE19843431040 priority Critical patent/DE3431040C2/de
Priority to EP84113859A priority patent/EP0146768B1/de
Priority to DE8484113859T priority patent/DE3476583D1/de
Priority to DD27116584A priority patent/DD228352A5/de
Priority to US06/683,871 priority patent/US4652130A/en
Publication of DE3431040A1 publication Critical patent/DE3431040A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3431040C2 publication Critical patent/DE3431040C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/45Interferometric spectrometry
    • G01J3/453Interferometric spectrometry by correlation of the amplitudes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

Bei einem nach dem Michelson-Prinzip arbeitenden Interferometer ist als bewegliches Element ein rotierender Rückstrahler (RS) verwendet, dessen Drehachse (DA) und dessen Symmetrieachse (SYA) entweder parallel zueinander oder gegeneinander geneigt sind, so daß die beiden Achsen (DA, SYA) nicht zusammenfallen, daß keine der beiden Achsen (DA oder SYA) mit der optischen Achse (OA) des Interferometers (IF) zusammenfällt und daß ferner eine oder beide der Achsen des Rückstrahlers (RS) gegen die optische Interferometerachse (OA) geneigt oder zu ihr parallel sind. Ferner ist bei dem Interferometer als brechendes Element ein nichtbewegbarer, ortsfester Keil (K) mit einem Brechungsindex (nK) vorgesehen, welcher ungleich dem Brechungsindex (nL) von Luft ist. Hierbei ist der ortsfeste Keil (K) zwischen dem Strahlteiler (ST), dem Rückstrahler (RS) und einem zweiten festen Spiegel so angeordnet, daß in jeder Stellung des Rückstrahlers (RS) das vom Strahlteiler (ST) kommende Strahlenbündel (SB) den Keil (K) durchläuft, auf den Rückstrahler (RS) auftrifft, von diesem seitlich versetzt reflektiert noch einmal den Keil (K) durchläuft und senkrecht auf den zweiten Spiegel (S2) auftrifft, von diesem reflektiert und auf demselben rückwärts zum Strahlteiler (ST) durchläuft, wo das Strahlenbündel mit dem von einem ersten festen Spiegel (S1) kommenden Strahlenbündel interferiert.

Description

und K 2 sind zwei identische Keile (oder Prismen) bezeichnet, die aus einem Material hergestellt sind, welches einen Brechungsindex πκ hat, der ungleich dem Brechungsindex von Luft ist Mit S7"ist ein Strahlteiler bezeichnet, der als Beschichtung auf der Rückseite eines der Keile K I oder K 2 aufgebracht sein kann oder der zwischen den beiden, einander gegenüberliegenden Flächen der Keile K1 und K 2 angeordnet ist Mit Q ist eine Strahlungsquelle bezeichnet deren Strahlung zur Interferenz gebracht werden soll, während mit Z>ein Detektor bezeichnet ist mit welchem die interferierende Strahlung gemessen wird.
Der optische Weg durch die beiden Interferometerarme ist gleich, wenn die Abstände von den festen Spiegeln S1 bzw. 52 jeweils zu dem Strahlteiler ST gleich sind und gleichzeitig die beiden Keile K1 und K 2 nicht gegeneinander verschoben sind, d.h. spiegelsymmetrisch zu dem Strahlteiler ST angeordnet sind. Wird nunmehr einer der Keile, beispielsweise der Keil K 2, wie in F i g. 1 gestrichelt angedeutet ist, entlang dem Strahlteiler beispielsweise in Richtung zur Keilspitze verschoben, dann durchläuft die Strahlung >n beiden Armen des Interferometers unterschiedlich lange Wege durch die Luft und das Keilmaterial; hierdurch ergeben sich dann unterschiedliche optische Wege* solange der Brechungsindex ηκ des Keilmaterials ungleich dem Brechungsindex IiL von Luft ist Somit können durch Hin- und Herbewegen einer der Keile Ki und K 2 in der beschriebenen Weise unterschiedliche optische Wege in den beiden interferometerarmen erzeugt werden, ohne daß die geometrischen Wege verändert werden. Bei diesen Überlegungen ist davon ausgegangen, daß für dan optischen Weg cb durch ein Material mit dem Brechungsindex π gilt:
do = π ■ dg
wobei df der geometrische Weg ist
Bei den verschiedenen, bekannten Ausführungen solcher Interferometer mit brechenden Elementen wird immer die Wegdifferenz durch ein Hin- und Herbewegen von einem der mehreren optischen Elemente erzeugt. Diese Bewegungen) muß (müssen) mit großer Präzision durchgeführt werden, weshalb ein großer Aufwand bei der Lagerung und dem Antrieb der bewegten Elemente erforderlich ist
Bei den gegenwärtig zur Interferometrie in der Praxis verwendeten Verfahren und Vorrichtungen mit brechenden Elementen ist daher als nachteilig anzusehen, daß
a) Hir- und Herbewegungen durchgeführt werden,
b) die Meßgeschwindigkeit aus diesem Grund begrenzt ist,
c) zeitlich lückenlose Messungen nicht möglich sind, und
d) ein verhältnismäßig großer Aufwand nötig ist.
Die bewegten Elemente müssen also ständig abwechselnd beschleunigt und dann wieder bis zum Stillstand abgebremst werden. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen besteht darin, daß wegen der notwendigen Lagerung der bewegten Elemente im allgemeinen nur ein Betrieb des Interferometers in horizontaler Stellung möglich ist, zumindest aber ein Betrieb in beliebiger Lage nicht möglich ist
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein nach dem Michelson-Prinzip arbeitendes Interferometer zu schaffen, bei welchem mit einem geringeren Aufwand als bisher zeitlich lückenlose und kontinuierliche Spektralmessungen mit einer sehr hohen Geschwindigkeit in jeder beliebigen Lage des Interferometers durchführbar sind, ohne daß Elemente hin- und herbewegt werden müssen. Diese Aufgabe wird bei einem Interferometer der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Bei einem gemäß der Erfindung ausgeführten Interferometer ist daher, ohne daß ein Teil des Geräts vor- und zurückbewegt wird, eine kontinuierliche Änderung des Wegs in einem Arm des Interferometers allein dadurch erreicht, daß eine Rotationsbewegung einer rotierenden, reflektierenden Einrichtung in Form eines Rückstrahlers ausgeführt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Interferometer braucht ein brechender Keil nicht ständig angehalten und wieder beschleunigt zu werden, son- dem der Rückstrahler rotiert kontinuierlich mit einer gleichmäßigen Umlaufgeschwinc&jkeit Bei dem erfindungsgemäßen Interferometer ist da!tsr nur eine technisch einfache und doch präzise Lagerung des zu bewegenden Spiegels, d. h. des in Drehung zu versetzenden Rückstrahlers mit verringertem Aufwand erforderlich; darüber hinaus ist auch der Antrieb und die vorzugsweise elektronische Regelung des Spiegellaufs mit einem wesentlich geringeren Aufwand durchführbar. Gegenüber den eingangs beschriebenen bekannten Interferometern sowie den interferometrischen Meßverfahren sind die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Interferometers darin zu sehen, daß
2) zeitlich lückenlose Messungen sowie
b) sowohl langsame als auch insbesondere sehr
schnelle Messungen durchführbar sind, c) mit verringertem Konstruktionsaufwand ein vibrations- und schockunempfindliches Interferometer ausführbar ist,
d) durch den geringeren Aufwand an Elektronik und Mechanik ein kompaktes, kleines Interferometer herstellbar ist, welches insbesondere zusammen mit einem geeigneten Mikroprozessor als tragbares, kompaktes Spektrometersystem ausgebildet wer den kann,
e) wegen der einfachen universellen Lagerung des bewegten Spiegels in Form des rotierenden Rückstrahlers ein Betrieb des Interferometers in jeder beliebigen Lage im Raum möglich ist, und
f) bei paralleler Anordnung der drei Achsen, nämlich der Drehachse des Rückstrahlers, dessen Symme-
- irieachse und der optischen Achse des gesäinten
Interferometers, in jeder Stellung des rotierenden
'Rückstrahlers ein Strahlenbündel unter demselben (bzw. nahezu demselben) Winkel auf die Rückstrahlerfläche trifft, und daß daher in jeder Stellung die von dem Rückstrahler bewirkte Polarisation der Strahlung dieselbe (bzw. nahezu dieselbe) ist
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen im einzelnen erläutert Es zeigt F i g. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines herkömmlichen Interferometers mit brechenden EIementen,
F i g. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Interferometers gemäß der Erfindung,
F i g. 3 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der F i g. 2 und
Fig.4 in Draufsicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Errindung ist in Verbindung mit einem üblichen Strahlteiler 57; einem festen Planspiegel 5 i und einem zweiten festen Planspiegel 52 als beweglicher Spiegel eines Interferometers /Fein Rückstrahler Λ5 beispielsweise in Form eines Tripelspiegel, eines Retroreflektors usw. verwendet; dieser Rückstrahler RS ist so ausgebildet, daß er mit einer vorgegebenen, gewünschten Geschwindigkeit um eine Drehachse DA rotiert; Die Drehachse DA des Rückstrahlers RS verläuft parallel zur optischen Achse OA des Interferometers IFund ist zu dieser (OA) seitlich versetzt Außerdem verläuft die Drehachse DA des Rückstrahlers RS auch parallel zu einer Symmetrieachse SYA des Rückstrahlers RS und ist seitlich zu dieser (SYA) versetzt. Die Parallelität der drei Achsen DA, OA und SYA ist für einen einfachen Aufbau und zur Vereinfachung sowie zur Erhöhung der Übersichtlichkeit der Darstellung zweckmäßig; sie ist aber für die Funktion des Interferometers nicht notwendig. Notwendig ist allerdings, daß die drei Achsen DA, OA und SYA nicht zusammenfallen.
Als Element, das einen Wegunterschied erzeugt, befindet sich zwischen dem Rückstrahler RS und dem zweiten festen Spiegel 52 ein Keil K (ein Prisma) aus brechendem Material, dessen Brechungsindex nK ungleich dem Brechungsindex Dl ist Dieser Keil K ist zweckmäßigerweise so angeordnet daß seine Symmetrieebene SE, d. h. die Ebene, welche durch seine brechende Kante BK und deren senkrechte Projektion auf die Basisfläche B des Keils K oder des Prismas ausgebildet ist, senkrecht zu der Ebene liegt, welche durch die optische Achse OA des Interferometers IF und die Drehachse DA des Rückstrahlers RS aufgespannt wird, wenn beide — wie im vorliegenden Fall — parallel sind, und welche damit parallel zum zweiten festen Spiegel 52 liegt Bei nicht parallelem Verlauf der Achsen OA und DA sollte die Symmetrieebene des Keils K senkrecht zur optischen Achse OA des Interferometers IF und damit parallel zum zweiten festen Spiegel 52 liegen. Prinzipiell ist es gleichgültig, ob die brechende Kante BK. wie es in F i g. 2 und 3 der Fall ist oder die Basisfläche des Keils K gegenüber dem Strahlenteiler STliegt
Durch eine entsprechende Anordnung der Achsen OA, DA und SYA und der übrigen Teile ist vor allem sicherzustellen, daß in Fig.2 ein Strahlenbündel SB, welches von dem Strahienteiler ST aus in den Arm mit dem Keil K und dem Rückstrahler RSgelangt
a) nach Verlassen des Strahlteilers STvollständig den Keil durchläuft
b) vom Rückstrahler RS seitlich versetzt zum zweiten Mal durch den Keil K gelenkt wird, — wobei das Strahlenbündel SB nach dem zweiten Durchgang durch den Keil wieder parallel zur optischen Achse OA des Interferometers IF ist so daß die beim eo ersten Durchgang bewirkte Ablenkung durch den zweiten Durchgang wieder rückgängig gemacht worden ist — und damit senkrecht auf den zweiten festen Spiegel auftrifft, und
c) von dort reflektiert wird, so daß das Strahlenbündel (SB) auf demselben Weg wie vom Strahiteiler ST zum festen Spiegel 52 nunmehr in umgekehrter Richtung vom festen Spiegel 52 über den Rückstrahler Ä5zum Strahlenteiler 5Tzurückläuft. Das Strahlenbündel muß also auf dem »Hinweg« und auf dem »Rückweg« den Keil A' jeweils zweimal durchlaufen.
Nachdem der Rückstrahler RS (beispielsweise ein Tripelspiegel) das Strahlenbündel SS (in bezug auf alle Seiten) seitenvertauscht reflektiert wird durch diese Anordnung und den jeweils zweimaligen Durchlauf durch den Keil K erreicht, daß alle Teile des Strahlenbündels SB unabhängig davon, ob es am spitz zulaufenden oder breiteren Ende des Keils K auftrifft, dieselbe Wegstrecke durch das Keilmaterial zurücklegen: das Strahlenbündel SB »sieht« gewissermaßen eine planparallele Platte, die es bei vier Durchläufen durch den Keil K insgesamt zweimal durchläuft (siehe F i g. 2 bezüglich des Strahlenbündels SB). Außerdem bewirken jeweils die ersten beiden und die letzten beiden aufeinanderfolgenden Durchläufe durch den Keil K. daß die
λ u *j:~ d ~u..»..- 1 :_!-».. κ ui ι λ c ui
uuicii liic uiciiiuitg vcvriimc rkuteiiivuifg uca jii ailicii* bündeis SB wieder rückgängig gemacht wird, so daß also auch das Strahlenbündel 55 parallel zur optischen Achse OA und damit senkrecht auf den Spiegel 52 auftrifft, wenn dieser richtig, d. h. senkrecht zum festen Spiegel 51 und unter 34° zum Strahlteiler 57"justiert ist. und dann wieder zu seinem Ausgangspunkt am Strahlteiler 5Tzurückkehrt.
Bei einer Rotation des Rückstrahlers RS um seine DrehLihse DA wird dieser, bezogen auf die optische Achse OA des Interferometers IF, seitlich versetzt, wodurch das Strahlenbündel SB natürlich auch eine Versetzung erfährt und damit die zweiten und dritten Durchgänge durch den Keil K jeweils in Abhängigkeit von der Stellung des Rückstrahlers RS aufgrund dessen Drehung an anderer Stelle erfolgen, so daß damit das Strahlenbündel SB eine andere Keildicke zu durchlaufen hat Bei der Rotation des Rückstrahlers RS. welche kontinuierlich erfolgen kann und zweckmäßsgerweiss kontinuierlich sein sollte, durchläuft somit das Strahlenbündel SB in ständigem Wechsel stetig bis zu einem Maximum zunehmende und dann wieder stetig bis zu einem Minimum abnehmende Keildicken und damit entsprechend unterschiedliche optische Wege. Wegen des jeweils zweimaligen Durchlaufs durch den Keil K »sieht« das Strahlenbündel SS eine planparallele Piaitc mit periodisch sich stetig ändernden Dicken. Zwischen Maximum und Minimum bzw. zwischen Minimum und Maximum wird dann jeweils am Detektor D eine Seite des (über Maximum-Minimum-Maximum symmetrischen) Interferogramms in herkömmlicher Weise registriert digitalisiert und mit Hilfe eines Fourric·-Transformation zum Spektrum umgerechnet.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist anhand von F i g. 2 und 3 leicht zu ersehen, daß durch die Anordnung und Dimensionierung der Komponenten folgendes sichergestellt sein muß, daß nämlich
a) das Strahlenbündel SB nach dem ersten Durchgang und der Ablenkung durch den Keil K nicht wieder in sich selbst zurückgeworfen wird. d. h. die optische Achse des Strahlenbündels SB in keiner Stellung des rotierenden Rückstrahlers RS durch dessen Symmetriezentrum SZ laufen darf, (wobei das Symmetriezentrum SZ jener Punkt des Rückstrahlers ÄS sein soll, der einen parallel zur Symmetrieachse SYA ein fallenden Strahl in sich selbst zurückwirft); im Falle eines Tripelspiegel ist das Symmetriezentrum dessen Scheitelpunkt;
b) bei paralleler Anordnung der Achsen DA, OA und SYA die optische Achse des Strahlenbündels SB nach dem ersten Durchgang durch den Keil K nicht mit der Drehachse DA zusammenfallen darf,
c) der verwendete Keil K so groß ist, daß jedes vom Rückstrahler RS reflektierte Strahlenbündel ihn durchlaufen muß, und
d) such der feste Spiegel 52 so ausgedehnt ist, daß er jedes vom Rückstrahler RS reflektierte Strahlenbündel seinerseits wieder reflektiert.
Nach dem Obigen lassen sich unter anderen zwei mögliche Konstruktionsausführungen ableiten, welche in F i g. 3 bzw. 4 in Draufsicht dargestellt sind. In F i g. 3 und 4 ist mit USZein Kreis bezeichnet, auf welchem das Symmetriezentrum SZ des Rückstrahlers ÄS bei Rotation umläuft; mit ERS ist eine von der Drehachse DA am weitesten entfernt liegende Ecke des Rückstrahlers RS und mit UERS ist ein Kreis bezeichnet, auf dem die Ecke EÄSbei Rotation umläuft
In Fig.3 soll ein Strahlenbündel SB außerhalb des Umlaufkreises USZdes Symmetriezentrums SZ auf den Rückstrahler ÄS auftreffen. Da die Projektion jedes reflektierten Strahls beim Rückstrahler /?S(beispielsweise einem Tripelspiegel) durch dessen Symmetriezentrum SZ läuft, ergibt sich daraus der Bereich, welchen das Strahlenbündel SB höchstens erreichen kann, und der durch die gestrichelten Linien BSB begrenzt ist; dieser Bereich muß also durch den zweiten festen Spiegel S2 überdeckt werden; außerdem muß auch der Keil K den ve-;den Linien BSBbegrenzten Bereich und zusätzlich außerdem auch noch den Bereich überdecken, welchen das Strahlenbündel Sßbeim Eintritt überdeckt.
In F i g. 4 soll ein Strahlenbündel SB innerhalb des Umlaufkreises USZdes Symmetriezentrums SZ auf den Rückstrahler ÄS auftreffen. In diesem Fall läuft bei Rotation des Rückstrahlers ÄS das von ihm reflektierte Strahlenbündel gewissermaßen um die Drehachse DA und um das einfallende Bündel SB herum. Der feste Spiegel S 2 und der Keil K müssen also die Bereiche um das einfallende Bündel SS herum überdecken, wobei der feste Spiegel S 2 mit einer Öffnung an der Stelle versehen sein muß, durch welche das Strahlenbündel SB auch eintreten kann: hierbei muß die öffnung genau denselben Durchmesser wie das Strahlenbündel SB haben. Die Orientierung des Basisfläche B und der brechenden Kante BK des Keils K in den einzelnen Anordnungen ist prinzipiell beliebig und hat nur bei der Rotation Einfluß auf die Abhängigkeit des Maximums bzw. Minimums des optischen Wegs von der jeweiligen Stellung des Rückstrahlers.
Bei allen Ausführungsformen sind die beiden Arme des Interferometers IF, nämlich derjenige mit dem festen Spiegel Sl und derjenige mit dem rotierenden Rückstrahler ÄS. in bekannter Weise so aufeinander abgestimmt, daß der Weg durch die beiden Arme gleich tang ist, wenn der Weg im Arm mit dem rotierenden Rückstrahler ÄS minima] ist bzw. der Arm mit dem festen Spiegel S1 kann einige Wellenlängen, und zwar von den größten untersuchten Wellenlängen, langer sein als das Minimum des Wegs durch den Arm mit dem rotierenden Rückstrahler ÄS. Der zweite genannte Fall ist der gebräuchlichere, weil dadurch am Anfang der Messung ein Interferogramm auf beiden Seiten des Symmetriepunktes des Interferometers aufgrund der gleichen Weglänge durch beide Arme des Interferometers gewonnen wird, was in bekannter Weise zur Phasenkorrektur bei der Berechnung des Spektrums verwendet wird. Die Weglängen können aber auch so abgestimmt werden, daß ein vollständig symmetrisches Interferogramm gewonnen wird.
Als Material für den brechenden Keil K können die allgemein üblichen Materialien verwendet werden; allerdings muß der Spektralbereich der jeweiligen Anwendung berücksichtigt werden, indem beispielsweise optische Gläser im sichtbaren Bereich, CaF, KBr, Irtran usw. im Infraroten usw. verwendet werden.
Selbstverständlich kann das Interferometer auch entsprechend den in der Literatur beschriebenen Abwandlungen nach dem Michelson-Prinzip ausgebildet werden, so beispielsweise als polarisierendes Interferometer. Eine Justierung des festen Spiegels, eine Wegmessung der Spiegelposition, u. ä. können in bekannter Weise auch hier durchgeführt werden; beispielsweise kann die Wegmessung durch Laser und Weißlicht mit entsprechenden Detektoren im Strahlengang oder durch Ausbildung eines entsprechenden Referenzinterferometers durchgeführt werden.
Die Art des Rückstrahlers, des Keils und des zweiten festen Spiegels, deren geometrische Abmessungen, die Neigung und der Versatz der drei Achsen sowie die Oberflächengüte der einzelnen Elemente sind in üblieher Weise an die Meßaufgabe anzupassen. Das gleiche gilt für die Spiegellagerung, die Rotatonsgeschwindigkeit und die dazugehörige Elektronik. Der Keil K sollte bezogen auf die optische Achse OA zweckmäßigerweise (aber nicht notwendigerweise) im Minimum der Ablenkung betrieben werden.
Auch der feste Spiegel S1 kann in bekannter Weise als fester Tripelspiegel (Rückstrahler) ausgebildet sein. Grundsätzlich kann das Interferometer bei allen bisher verwendeten Interferometerverfahren eingesetzt wer-
den, bei welchen die Änderung der Wegdifferenz in irgendeiner Form durch Hin- und Herbewegen erzielt wird. Der Spiegel S1 kann auch als Kombination eines rotierenden Rückstrahlers und eines brechenden Keils mit festem Planspiegel ausgebildet sein; hierbei können eventuelle Abbildungsfehler kompensiert und größere Weglängendifferenzen erreicht werden. Generell gi'.i, daß der rotierende Rückstrahler entsprechend ausgewuchtet sein soll.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 daß in jeder Stellung des rotierenden Rückstrahlers Patentansprüche: (RS) die von diesem aufgrund von Reflexionen an geneigten Flächen bewirkte Polarisation der reflek-
1. Interferometer nach dem Michelson-Prinzip denen Strahlung dieselbe ist
mit mindestens einem brechenden Element,
mit einem ersten ortsfesten Spiegel (SVj,
mit einem ersten ortsfesten Spiegel (S 2),
mit einem Strahlteiler (ST) und Die Erfindung betrifft ein Interferometer nach dem
mit einem beweglichen Element, io Michelson-Prinzip gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
dadurch gekennzeichnet, Aus der DE-OS 28 14 006 ist ein nach dem Michelson-Prinzip arbeitendes Interferometer bekannt, bei wel-
daß als bewegliches Element eine reflektierende chem als bewegliches Element ein Keil hin- und herbe-
Einrichtung verwendet Ist, bei welcher die reflektier- 15 wegt wird, und bei welchem in jedem Interferometer-
ten Strahlen gegenläufig parallel zu den einfallenden arm nur ein reflektierendes Element verwendet ist. Bei
Strahlen verlaufen, und welche als rotierender Rück- einem aus der US-PS 42 65 540 bekannten Interferomestrahler (RS) ausgebildet ist, dessen Drehachse (DA) ter sind zwei Keile vorgesehen, von welchen der eine
und dessen Symmetrieachse (SYA) nicht zusammen- Keil hin- und herbewegi wird, während der zweite Keil
fallen und entweder parallel zueinander sind oder 20 zur Kompensation verwendet wird. Ferner sind auch bei
gegeneinander geneigt sind, diesem Interferometer, ähnlich wie bei der zuerst be-
daB keine der beiden Achsen (DA, SYA) des Rück- schriebenen Ausführung, in jedem Ann jeweils wieder
Strahlers (RS) mit der optischen Achse (OA) des In- nur ein reflektierendes Element vorgesehen,
terferometers (IF) zusammenfällt, und daß eine oder Ferner ist in der US-PS 30 72 011 ein interferometri-
beide der Achsen (DA, SYA) des Rückstrahlers (RS) 25 sches Meßverfahren zur Wegmessung beschrieben, mit
gegen die optische Achse (DA) des Interferometers welchem Winkelfehler bei Tripelprismen in Abhängig-
(7F?geneigt oder zu ihr parallel sind, keit von deren Orientierung bestimmt werden. Diese
daß die Drehachse (DA) durch den reflektierenden Tripelprismen werden bei der Vermessung gedreht und
Bereich des Rückstrahlers (RS) verläuft, und daß die wirken daher wie ein »rotierender Rückstrahler«. Aller-
optische Achse (DA) des Interferometers (IF) in je- 30 dings dient die Drehung der Tripelelemente lediglich
der Stellung des rotierenden Rückstrahlers (RS) auf dazu, deren Reflexionseigenschaften in verschiedenen
eine reflektierende Fläche des Rückstrahlers (RS) Positionen zu bestimmen, und dient beispielsweise nicht
trifft, der Erzeugung von sich ändernden optischen Wegun-
daß ferner als brechendes Element ein nicht beweg- terschieden.
barer, ortsfester Keil (K)m\t einem Brechungsindex 35 Bei einem aus der GB-PS 10 10 277 bekannten Intervorgesehen ist, welcher ungleich dem Brechungsin- ferometer sind als Rückstrahler zwei senkrecht miteindex voQ Luft ist, und ander verbundene Planspiegel verwendet, welche auf daß der ortsfeste Keil (K) zwischen dem Strahlteiler einer an einem der beiden Spiegel angeordneten Achse (ST), dem rotierenden Rückstrahler (RS) und dem gelagert sind. Mittels einer Mikrometerschraube wird zweiten ortsfesten Spiegel (S2) so angeordnet ist, 40 über einen Hebel, welcher mit einte? kugelförmigen Endaß in jeder Stellung des rotierenden Rückstrahlers de an der Mikrometerschraube anliegt, und auf welchen (RS) ein vom Strahlteiler (ST) kommendes Strahlen- obendrein eine Feder einwirkt, ein Kippen des Spiegelbündel (SB) den wie ein Prisma wirkenden Keil (K) elements aus den beiden senkrecht miteinander verbundurchläuft, dann auf den Rückstrahler (RS) auftrifft, denen Planspiegeln um die erwähnte Achse erreicht, von diesem seitlich versetzt reflektiert noch einmal 45 wobei dieses Kippen als Rotation bezeichnet wird. Hieran anderer Stelle den Keil (K) durchläuft, senkrecht bei beschreibt ein Punkt des Spiegelelements, an welauf den zweiten ortsfesten Spiegel (S 1) auftrifft und chem die beiden Planspiegel miteinander verbunden von diesem (S2) reflektiert denselben Weg rück- sind, ein kurzes Stück einer Kreisbahn. Für einen koniiwärts zum Stahlteiler (ST) durchläuft, wo das Strah- nuierlichen Betrieb müßte jedoch die Kippbewegung lenbündel (SB) mit dem vom ersten festen Spiegel 50 ständig »vorwärts« und »rückwärts« ausgeführt wer- (S 1) kommenden Strahlenbündel interferiert den; dies bedeutet, auch bei diesem Interferometer ist
2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch ge- eine kontinuierliche Rotation nicht durchführbar,
kennzeichnet. Wie in der DE-OS 33 46 455 der Anmelderin bedaß als Rückstrahler (RS) ein Tripelspiegel verwen- schrieben, wird bei einem Interferometer nach dem Midetist, und 55 chelson-Prinzip eine Weglängenänderung durch eine daß jeweils bei den beiden aufeinanderfolgenden Rotation eines beweglichen Spiegels in Form eines Durchgängen des Strahlenbündels (SB) durch den Rückstrahlers bewirkt.
Keil (K) beim Hin- und beim Rückgang zu bzw. von Wie eingangs ausgeführt, sind Interferometer mit
dem zweiten festen Spiegel (S2) die Gesamtlänge brechenden Elementen grundsätzlich bekannt, bei wel-
des durch den Keil fACJ verlaufenden Weges für alle βο chen ein Wegunterschied durch ein Hin- und Herbewe-
Strahlen des Strahlenbündels (55Jgleich ist, und daß gen eines Keils (oder auch zweier Keile) bzw, eines
somit der Keil (K) wie eine planparallele Platte Prismas (oder auch zweier Prismen) in einem Arm (oder
wirkt. aber in beiden Armen) des Interferometers erzeugt
3. Interferometer nach Anspruch 1, wird. In Fig. 1 ist daher der prinzipielle Aufbau eines dadurch gekennzeichnet, 65 solchen Geräts dargestellt Hierbei sind mit Sl und S 2 daß die beiden Achsen (DA, SYA)des Rückstrahlers zwei ortsfeste Spiegel eines bekannten Interferometers (RS) und die optische Achse (OA) des Interferone- bezeichnet, welche als Planspiegel oder auch als Tripeiters (7FjparalleI sind, und spiegel (Rückstrahler) ausgebildet sein können. Mit K 1
DE19843431040 1983-12-22 1984-08-23 Interferometer Expired DE3431040C2 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843431040 DE3431040C2 (de) 1984-08-23 1984-08-23 Interferometer
EP84113859A EP0146768B1 (de) 1983-12-22 1984-11-16 Interferometer
DE8484113859T DE3476583D1 (en) 1983-12-22 1984-11-16 Interferometer
DD27116584A DD228352A5 (de) 1984-08-23 1984-12-19 Interferometer
US06/683,871 US4652130A (en) 1983-12-22 1984-12-20 Method of and arrangement for an interferometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843431040 DE3431040C2 (de) 1984-08-23 1984-08-23 Interferometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3431040A1 DE3431040A1 (de) 1986-03-06
DE3431040C2 true DE3431040C2 (de) 1986-09-04

Family

ID=6243722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843431040 Expired DE3431040C2 (de) 1983-12-22 1984-08-23 Interferometer

Country Status (2)

Country Link
DD (1) DD228352A5 (de)
DE (1) DE3431040C2 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3826149A1 (de) * 1988-08-01 1990-02-08 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Einrichtung zur messung des drehwinkels oder der winkelstellung eines rotierenden objektes
EP0443477A1 (de) * 1990-02-21 1991-08-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Interferometer nach Michelson zur Erzeugung optischer Wegunterschiede
DE4013399C1 (de) * 1990-04-26 1991-10-10 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De
DE4322687C1 (de) * 1993-07-07 1994-09-22 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Interferometer nach Michelson
DE4322683C1 (de) * 1993-07-07 1994-10-13 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Interferometer nach Michelson
DE4322682A1 (de) * 1993-07-07 1995-01-12 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Interferometer nach Michelson

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5200797A (en) * 1988-08-01 1993-04-06 Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. Device for measuring the angle of rotation or of the angular position of a rotating object
DE4113841C2 (de) * 1991-04-27 1997-01-09 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Einrichtung zur Messung einer translatorischen Wegänderung
DE4215871C2 (de) * 1992-05-14 1995-04-13 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Interferometer nach Michelson
DE19916072A1 (de) * 1999-04-09 2000-10-26 Campus Technologies Ag Zug Vorrichtung und Verfahren zur optischen Spektroskopie

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3072011A (en) * 1957-05-24 1963-01-08 Gen Precision Inc Interferometer optical system
GB1010277A (en) * 1963-05-20 1965-11-17 Parsons & Co Sir Howard G Improvements in and relating to optical interforometers
US4190366A (en) * 1977-04-25 1980-02-26 Laser Precision Corporation Refractively scanned interferometer
US4265540A (en) * 1979-10-01 1981-05-05 Laser Precision Corporation Refractively scanned interferometer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3826149A1 (de) * 1988-08-01 1990-02-08 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Einrichtung zur messung des drehwinkels oder der winkelstellung eines rotierenden objektes
EP0443477A1 (de) * 1990-02-21 1991-08-28 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Interferometer nach Michelson zur Erzeugung optischer Wegunterschiede
DE4013399C1 (de) * 1990-04-26 1991-10-10 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De
DE4322687C1 (de) * 1993-07-07 1994-09-22 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Interferometer nach Michelson
DE4322683C1 (de) * 1993-07-07 1994-10-13 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Interferometer nach Michelson
DE4322682A1 (de) * 1993-07-07 1995-01-12 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Interferometer nach Michelson

Also Published As

Publication number Publication date
DD228352A5 (de) 1985-10-09
DE3431040A1 (de) 1986-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0146768B1 (de) Interferometer
DE3700906C2 (de) Verschlüßler
EP0281906A2 (de) Interferometer zur Messung von optischen Phasendifferenzen
WO2008138502A1 (de) Optische positionsmesseinrichtung
EP0877913A1 (de) Vorrichtung zur messung der dicke transparenter gegenstände
DE3431040C2 (de) Interferometer
EP1031868A1 (de) Kompensierter Parallel-Strahlteiler mit zwei Platten sowie Interferometer
EP0634636B1 (de) Interferometer nach Michelson
EP0353647B1 (de) Einrichtung zur Messung des Drehwinkels oder der Winkelstellung eines rotierenden Objektes
DE3446014C2 (de) Interferometer nach dem Michelson-Prinzip
DE3346455A1 (de) Interferometer
DE4013399C1 (de)
DE10392396B4 (de) Interferometer
DE19756936C1 (de) Interferometer nach Michelson
DE4016731C2 (de) Fourierspektrometer
DE19532611A1 (de) Differenzdispersions-Doppelmonochromator
DE4322687C1 (de) Interferometer nach Michelson
DE19612794A1 (de) Fourier-Spektrometer
DE3878448T2 (de) Optische vorrichtungen fuer interferometrische messsysteme.
DE4322682C2 (de) Interferometer nach Michelson
DE4322683C1 (de) Interferometer nach Michelson
DE3921816A1 (de) Zweistrahl-interferometer
DE3920117A1 (de) Zweistrahl-interferometer
DD282512A5 (de) Zweistrahl-interferometer
DE3400389A1 (de) Zweistrahl-interferometeranordnung insbesondere fuer fourier-transform-spektrometer

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DEUTSCHE FORSCHUNGSANSTALT FUER LUFT- UND RAUMFAHR

8339 Ceased/non-payment of the annual fee