DE3431040C2 - Interferometer - Google Patents
InterferometerInfo
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/45—Interferometric spectrometry
- G01J3/453—Interferometric spectrometry by correlation of the amplitudes
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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
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
'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.
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. 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.
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
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 |
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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) |
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