DE3446014C2 - Interferometer based on the Michelson principle - Google Patents

Interferometer based on the Michelson principle

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DE3446014C2 DE19843446014 DE3446014A DE3446014C2 DE 3446014 C2 DE3446014 C2 DE 3446014C2 DE 19843446014 DE19843446014 DE 19843446014 DE 3446014 A DE3446014 A DE 3446014A DE 3446014 C2 DE3446014 C2 DE 3446014C2
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Volker Dipl.-Ing. 8088 Eching Tank
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
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    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
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Abstract

Bei einem Interferometer mit rotierenden Komponenten zur Erzielung von Wegdifferenzen sind ein Spiegelelement (RDS), welches ein ankommendes Strahlenbündel (SB) in einer zur Einfallsrichtung parallelen Richtung (seitlich versetzt) reflektiert, ein senkrecht zum reflektierten Strahlenbündel (SB) angeordnetes Spiegelelement (SF2), welches bewirkt, daß der bis dahin vom Strahlenbündel (SB) durchlaufende Weg rückwärts ein zweites Mal durchlaufen wird, und eine Vorrichtung verwendet, um das erste Spiegelelement (RDS) in einer Anordnung in Drehung zu versetzen, so daß sich bei der Rotation der optische Weg für das Strahlenbündel (SB) ändert. Durch diese Elemente ist der Arm eines herkömmlichen Michelson-Interferometers ersetzt, in welchem durch Hin- und Herbewegen des beweglichen Spiegels der Wegunterschied erzeugt wird. Als erstes (rotierendes) Spiegelelement (RDS) ist eine Anordnung aus mehreren Dachkant- oder Tripelspiegeln verwendet, welche zylinderförmig um eine Drehachse (DA) so angeordnet sind, daß ein senkrecht zur Drehachse (DA) einfallender Strahl in paralleler Richtung auf das zweite Spiegelelement (SF2) reflektiert wird, welches ein Planspiegel ist. Die Drehachse (DA) ist senkrecht zur optischen Achse (OA) des Interferometers, und bei einer Rotation bewegt sich eine auf die optische Achse (OA) erfolgende, senkrechte Projektion des Scheitels der Dachkantspiegel bzw. der Tripelspiegel entlang der optischen Achse (OA); dabei wird der optische Weg ...In an interferometer with rotating components for achieving path differences, a mirror element (RDS) which reflects an incoming beam (SB) in a direction parallel to the direction of incidence (offset laterally), a mirror element (SF2) arranged perpendicular to the reflected beam (SB), which causes the path traveled by the beam (SB) up to that point to be traversed backwards a second time, and a device are used to rotate the first mirror element (RDS) in an arrangement so that the optical path for the beam (SB) changes during rotation. These elements replace the arm of a conventional Michelson interferometer in which the path difference is generated by moving the movable mirror back and forth. The first (rotating) mirror element (RDS) is an arrangement of several roof or triple mirrors, which are arranged in a cylinder around a rotation axis (DA) in such a way that a beam incident perpendicular to the rotation axis (DA) is reflected in a parallel direction onto the second mirror element (SF2), which is a plane mirror. The rotation axis (DA) is perpendicular to the optical axis (OA) of the interferometer, and during rotation, a perpendicular projection of the vertex of the roof or triple mirror onto the optical axis (OA) moves along the optical axis (OA); the optical path is...

Description

Die Erfindung betrifft ein Interferometer nach dem Michelson- Prinzip nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff der Ansprüche 2 und 3.The invention relates to an interferometer according to the Michelson principle according to the preamble of claim 1 or according to the preamble of claims 2 and 3.

In der GB-PS 10 10 277 ist ein optisches Interferometer beschrieben, das in der spektrometrischen Analyse von Fluiden und Festkörpern verwendet wird. In dem bekannten Interferometer sind eine Vielzahl von ersten Spiegeln, ein aus zwei Planspiegeln gebildeter Dachkantspiegel sowie ein zweiter ortsfester Spiegel vorgesehen, der jedoch nur gegenüber einem Teil des einen Planspiegels, d. h. gegenüber nur einem Teil einer Hälfte des einzigen Dachkantspiegels, angeordnet ist, während in Gegenüberlage zu dem anderen Planspiegel des Dachkantspiegels ein Strahlteiler vorgesehen ist.GB-PS 10 10 277 describes an optical interferometer which is used in the spectrometric analysis of fluids and solids. In the known interferometer, a plurality of first mirrors, a roof mirror formed from two plane mirrors and a second stationary mirror are provided, which, however, is arranged only opposite a part of the one plane mirror, i.e. opposite only a part of one half of the single roof mirror, while a beam splitter is provided opposite the other plane mirror of the roof mirror.

Bei diesem bekannten Interferometer ist der aus den beiden Planspiegeln gebildete Dachkantspiegel um eine an der Oberfläche des einen Planspiegels vorgesehene Achse drehbar angeordnet. Hierbei ist der Dachkantspiegel nur um einen verhältnismäßig kleinen Winkel schwenkbar, jedoch keineswegs so ausgebildet, daß er über einen größeren Winkelbereich drehbar ist, oder daß eine kontinuierliche schnelle Rotation des Dachkantspiegels möglich ist.In this known interferometer, the roof mirror formed from the two plane mirrors is arranged to rotate about an axis provided on the surface of one of the plane mirrors. The roof mirror can only be pivoted through a relatively small angle, but is by no means designed to be rotatable over a larger angular range or to allow continuous rapid rotation of the roof mirror.

Aus der FR-PS 15 89 784 ist ein sogenannter interferometrischer Aufnehmer für Drehbewegungen, d. h. eine Einrichtung zur Messung der Winkelstellung einer Rotation bekannt. Bei dieser Einrichtung wirken zwei an der Basisfläche aneinanderliegende, katadioptrische (d. h. reflektierende und brechende) Prismen, die an einem verdrehbaren Körper angebracht sind, mit Hilfe eingestrahlten Laserlichts als der interferometrische Meßaufnehmer. Bei dieser Einrichtung sind keine vollständigen Rotationen, sondern nur Drehungen um kleine Winkel möglich.From FR-PS 15 89 784, a so-called interferometric sensor for rotary movements, i.e. a device for measuring the angular position of a rotation, is known. In this device, two catadioptric (i.e. reflecting and refracting) prisms that are attached to a rotatable body and lie next to one another on the base surface, act as the interferometric measuring sensor with the help of irradiated laser light. With this device, no complete rotations are possible, only rotations by small angles.

Aus der GB-PS 14 37 119 ist ein Gerät zur Messung von Phasenverschiebungen einer Laserstrahlung bekannt. Hierzu wird der Laserstrahl über einen Strahlteiler in zwei Hälften aufgeteilt, von welchen die eine durch ein Medium geleitet wird, welches die Phase ändert, während die andere als Referenzwert dient. Die Messung einer Phasenverschiebung zwischen den beiden Hälften wird durch die hohen Frequenzen einer Laserstrahlung erschwert. Um zu niederen Frequenzen zu kommen, wird der Referenzstrahl durch ein konzentrisch rotierendes, zylindrisches Beugungsgitter in seiner Frequenz um einen konstanten Betrag heruntergesetzt. Nach einer Rekombination der beiden Strahlhälften kann dann über einen Detektor die Phasenverschiebung bei niedrigen Frequenzen (durch Bildung einer Schwebung) bestimmt werden.A device for measuring phase shifts of laser radiation is known from GB-PS 14 37 119. For this purpose, the laser beam is split into two halves using a beam splitter, one of which is passed through a medium that changes the phase, while the other serves as a reference value. Measuring a phase shift between the two halves is made difficult by the high frequencies of laser radiation. In order to achieve lower frequencies, the reference beam is reduced in frequency by a concentrically rotating, cylindrical diffraction grating. After recombination of the two beam halves, the phase shift at low frequencies (by forming a beat) can then be determined using a detector.

Aus der US-PS 30 72 011 ist ein zur Wegmessung vorgesehenes, interferometrisches Verfahren bekannt, welches zur Bestimmung von Winkelfehlern bei Tripelprismen in Abhängigkeit von deren Orientierung herangezogen wird. Diese Tripelprismen werden bei der Vermessung gedreht, weshalb von einem " rotierenden Tripelspiegel oder Rückstrahler" gesprochen werden kann. Außerdem kann die interferometrische Messung von Keilwinkeln durchgeführt werden. In dieser Druckschrift dient die Drehung der Tripelprismen dem Vergleich ihrer Reflexionseigenschaften in verschiedenen Positionen.US-PS 30 72 011 discloses an interferometric method for measuring distances, which is used to determine angular errors in triple prisms depending on their orientation. These triple prisms are rotated during the measurement, which is why they can be referred to as a "rotating triple mirror or reflector". In addition, the interferometric measurement of wedge angles can be carried out. In this publication, the rotation of the triple prisms serves to compare their reflection properties in different positions.

Ferner ist in der DE-PS 34 31 040 ein Interferometer beschrieben, bei welchem der Wegeunterschied zwischen den beiden Interferometerarmen durch Rotation eines Rückstrahlers (bei welchem reflektierte Strahlen gegenläufig parallel verlaufen) und durch die Verwendung eines Keils aus brechendem Material in nur einem Interferometerarm erzeugt wird. Durch eine geeignete Anordnung der optischen Achse, der Drehachse und der Keilorientierung wird bei Rotation des Rückstrahlers der Strahl kontinuierlich an anderer Stelle und damit anderer Dicke des Materials durch den brechenden Keil gelenkt. Der Wegunterschied zum Interferometerarm ohne Keil ist bei gleichen geometrischen Wegen bestimmt durch die durch den Brechungsindex und die Dicke des Keilmaterials bedingten Unterschiede der optischen Wege.Furthermore, DE-PS 34 31 040 describes an interferometer in which the path difference between the two interferometer arms is generated by rotating a reflector (in which reflected rays run parallel in opposite directions) and by using a wedge made of refracting material in just one interferometer arm. By suitably arranging the optical axis, the axis of rotation and the wedge orientation, the beam is continuously directed by the refracting wedge at a different location and thus at a different thickness of the material when the reflector rotates. The path difference compared to the interferometer arm without a wedge is determined for the same geometric paths by the differences in the optical paths caused by the refractive index and the thickness of the wedge material.

Bei diesem Interferometer ist jedoch als nicht so vorteilhaft anzusehen, daß zum einen die dort vorgesehenen Rückstrahler exzentrisch rotieren und sie daher vor allem für hohe Rotationsgeschwindigkeiten sehr sorgfältig ausgewuchtet sein müssen, und daß zum anderen die zeitliche Auflösung, d. h. die Meßgeschwindigkeit, durch die Drehgeschwindigkeit des Rückstrahlers begrenzt ist.However, the disadvantage of this interferometer is that, on the one hand, the reflectors used there rotate eccentrically and therefore have to be very carefully balanced, especially for high rotation speeds, and, on the other hand, the temporal resolution, i.e. the measuring speed, is limited by the rotation speed of the reflector.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Interferometer nach dem Michelson-Prinzip zu schaffen, bei welchem mit Hilfe einer konzentrisch rotierenden Anordnung die Meßgeschwindigkeit beträchtlich gesteigert werden kann. Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei einem Interferometer der gattungsgemäßen Art durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 bis 3 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs.The object of the invention is therefore to create an interferometer based on the Michelson principle, in which the measuring speed can be increased considerably with the aid of a concentrically rotating arrangement. According to the invention, this object is achieved in an interferometer of the generic type by the subject matters of patent claims 1 to 3. An advantageous further development of the invention is the subject matter of the subclaim.

Bei jedem der Interferometer nach den Ansprüchen 1 bis 3 wird in jeder Drehstellung der rotierenden Anordnung eine ihrer reflektierenden Flächen von einem von dem Strahlteiler kommenden Strahlenbündel erreicht; dieses wird dann von der ersten reflektierenden Fläche auf eine zweite reflektierende Fläche der Dachkantspiegel bzw. der Rückstrahler reflektiert, dann von der zweiten reflektierenden Fläche senkrecht auf den zweiten Festspiegel reflektiert, von dort auf demselben Weg nunmehr zurück zu dem Strahlteiler reflektiert und wird dann von dort in bekannter Weise mit dem von dem ersten festen Spiegel kommenden Strahlenbündel rekombiniert.In each of the interferometers according to claims 1 to 3, in each rotational position of the rotating arrangement, one of its reflecting surfaces is reached by a beam coming from the beam splitter; this is then reflected by the first reflecting surface onto a second reflecting surface of the roof edge mirror or the retroreflector, then reflected by the second reflecting surface perpendicularly onto the second fixed mirror, from there reflected back to the beam splitter on the same path and is then recombined from there in a known manner with the beam coming from the first fixed mirror.

Bei einer Rotation des aus einer Anordnung von Dachkantspiegeln gebildeten Elements verändern die Scheitel der Dachkantspiegel ihren Abstand zu dem Strahlteiler und zu dem zweiten ortsfesten Spiegel, so daß sich dadurch die Weglänge durch diesen Arm des Interferometers ändert. Mit jedem Dachkantspiegel können somit ein symmetrisches bzw. zwei halbseitige Interferogramme gewonnen werden, so daß bei n-Dachkantspiegeln an dem Umfang des rotierenden Elements 2n Interferogramme je Umdrehung des Elements gewonnen werden können.When the element formed from an arrangement of roof mirrors rotates, the vertices of the roof mirrors change their distance from the beam splitter and from the second stationary mirror, so that the path length through this arm of the interferometer changes. With each roof mirror, one symmetrical or two half-side interferograms can be obtained, so that with n roof mirrors on the circumference of the rotating element, 2 n interferograms can be obtained per revolution of the element.

Wenn bei einer solchen Ausbildung des rotierenden Elements der zweite feste Spiegel zwischen dem Strahlteiler und dem Element selbst angeordnet ist, trifft das von dem Strahlteiler kommende Strahlenbündel durch eine Öffnung in dem zweiten ortsfesten Spiegel auf das Element auf. Um den vorstehend beschriebenen Strahlenverlauf bei Rotation des Elements zu vervollständigen, sind an dem zweiten ortsfesten Spiegel die dem rotierenden Element gegenüberliegende Seite verspiegelt und die dem Strahlteiler zugewandte Seite unverspiegelt.If, in such a design of the rotating element, the second fixed mirror is arranged between the beam splitter and the element itself, the beam coming from the beam splitter hits the element through an opening in the second fixed mirror. In order to complete the beam path described above when the element rotates, the side of the second fixed mirror opposite the rotating element is mirrored and the side facing the beam splitter is not mirrored.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann anstelle einer zylinderförmigen Anordnung von Rückstrahlern eine kreisförmige Anordnung aus solchen Rückstrahlern in Form von Tripelspiegeln verwendet werden. Bei einer solchen kreisförmigen Anordnung aus Rückstrahlern sind dann die optische Achse und die Drehachse des Elements so zueinander angeordnet, daß bei einer Rotation die Spur der optischen Achse nicht auf die Scheitel der Rückstrahler trifft, sondern stets auf die reflektierenden Flächen; hierbei weist die Drehachse eine Neigung von einigen Grad gegenüber der optischen Achse auf.According to a preferred embodiment, instead of a cylindrical arrangement of reflectors, a circular arrangement of such reflectors in the form of triple mirrors can be used. In such a circular arrangement of reflectors, the optical axis and the axis of rotation of the element are arranged in relation to one another in such a way that during rotation the track of the optical axis does not hit the vertices of the reflectors, but always the reflecting surfaces; the axis of rotation has an inclination of a few degrees with respect to the optical axis.

Zusätzlich kann zu dem rotierenden Element ein Keil aus einem brechenden Material im Strahlengang angebracht sein.In addition to the rotating element, a wedge made of a refractive material can be attached to the beam path.

Zur Erhöhung der spektralen Auflösungskraft kann entweder der Durchmesser des rotierenden Elements vergrößert werden, oder aber bei unverändertem Durchmesser des rotierenden Elements kann die Anzahl seiner Dachkantspiegel bzw. seiner Rückstrahler verringert werden.To increase the spectral resolving power, either the diameter of the rotating element can be increased or, while keeping the diameter of the rotating element unchanged, the number of its roof mirrors or reflectors can be reduced.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments. It shows

Fig. 1 schematisch eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Interferometers gemäß der Erfindung; Fig. 1 shows schematically a sectional view of a preferred embodiment of an interferometer according to the invention;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch ein bei einem Interferometer gemäß der Erfindung verwendbares, rotierendes Element mit sechzehn Dachkantinnenspiegeln; Fig. 2 is a sectional view through a rotating element with sixteen roof edge inner mirrors that can be used in an interferometer according to the invention;

Fig. 3 schematisch eine Schnittansicht durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Interferometers gemäß der Erfindung; Fig. 3 shows schematically a sectional view through another preferred embodiment of an interferometer according to the invention;

Fig. 4 schematisch eine Darstellung einer Ausführungsform mit zylinderförmig angeordneten Rückstrahlern, beispielsweise in Form von Tripelspiegeln, wobei in der Darstellung der Zylinder als Abwicklung wiedergegeben ist; Fig. 4 shows a schematic representation of an embodiment with cylindrically arranged reflectors, for example in the form of triple mirrors, the cylinder being shown as a developed figure in the illustration;

Fig. 5 schematisch eine Darstellung einer Ausführungsform eines rotierenden Elements mit ringförmig angeordneten Rückstrahlern in Form von Tripelspiegeln; Fig. 5 shows a schematic representation of an embodiment of a rotating element with annularly arranged reflectors in the form of triple mirrors;

Fig. 6 schematisch eine Darstellung einer Ausführungsform eines Interferometers gemäß der Erfindung, bei welchem ein Keil aus brechendem Material verwendet ist, und Fig. 6 shows schematically an embodiment of an interferometer according to the invention in which a wedge of refractive material is used, and

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des in Fig. 6 schematisch wiedergegebenen, rotierenden Elements. Fig.7 a perspective view of the rotating element shown schematically in Fig. 6.

In Fig. 1 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Interferometers IF außer zwei festen Spiegeln, nämlich einem ersten festen Spiegel S 1 und einem zweiten festen Spiegel SF 2 , und einem Strahlteiler ST als beweglicher Spiegel des Interferometers IF eine Anordnung RDS aus rotierenden Dachkantinnenspiegeln vorgesehen. Solche Dachkantinnenspiegel sind aus rechtwinklig mit ihren Spiegelflächen aneinanderstoßenden, fest miteinander verbundenen Planspiegeln gebildet. Diese Dachkantspiegel lassen sich beispielsweise aus einem zylinderförmigen Material, wie Glas, Metall u. ä. herstellen; die Länge des Zylinders muß mindestens gleich dem Durchmesser eines Strahlenbündels SB sein, welches auf die Dachkantspiegel auftreffen soll, und sein Durchmesser muß ein Mehrfaches seiner Länge betragen, wie später noch im einzelnen erläutert wird.In Fig. 1, in a preferred embodiment of an interferometer IF , in addition to two fixed mirrors, namely a first fixed mirror S 1 and a second fixed mirror SF 2 , and a beam splitter ST as the movable mirror of the interferometer IF , an arrangement RDS of rotating roof edge inner mirrors is provided. Such roof edge inner mirrors are formed from plane mirrors which abut one another at right angles with their mirror surfaces and are firmly connected to one another. These roof edge mirrors can be made, for example, from a cylindrical material such as glass, metal, etc.; the length of the cylinder must be at least equal to the diameter of a beam SB which is to strike the roof edge mirrors, and its diameter must be a multiple of its length, as will be explained in more detail later.

In einem solchen Zylinder sind mindestens fünf gleiche, rechtwinklige Ausfräsungen derselben Tiefe gleichmäßig über dessen Umfang verteilt und parallel zu dessen Längsachse eingebracht, so daß sich bei einem Schnitt senkrecht zu dessen Längsachse ein mindestens fünfzackiger Stern zeigt. (In Fig. 1 sind sechs solcher Ausfräsungen vorgesehen, und somit ist ein sechszackiger Stern geschaffen.) Diese rechtwinkligen Ausfräsungen sind so tief ausgeführt, daß an dem Umfang des ursprünglichen Zylinders jeweils benachbarte Ausfräsungen aneinanderstoßen und jeweils eine scharfe Kante SKB (Schnittkante-Basis) bilden, so daß der sich ergebende "Stern" spitze Zacken aufweist.In such a cylinder, at least five identical, right-angled cutouts of the same depth are evenly distributed over its circumference and parallel to its longitudinal axis, so that a cut perpendicular to its longitudinal axis produces a star with at least five points. (In Fig. 1, six such cutouts are provided, thus creating a six-pointed star.) These right-angled cutouts are made so deep that adjacent cutouts abut one another on the circumference of the original cylinder and each form a sharp edge SKB (cutting edge base), so that the resulting "star" has sharp points.

Die Ausfräsungen weisen eine optische Oberflächengüte auf und sind verspiegelt; dadurch wird aus dem anfänglichen Zylinder eine rotationssymmetrische Anordnung RDS von Dachkantinnenspiegeln. Das sich hierbei ergebende Element RDS kann auch als Anordnung von Dachkantaußenspiegeln betrachtet werden; im folgenden wird jedoch der Einfachheit halber immer der Ausdruck Dachkant- bzw. Dachkantinnenspiegel verwendet. Mit einem solchen Element RDS aus einer Anordnung von Dachkantinnenspiegeln, dessen bzw. deren Funktionsweise im folgenden im einzelnen noch erläutert wird, sind mehrere Ausführungsformen von Interferometern möglich. Eine der bevorzugten Ausführungsformen ist in Fig. 1 dargestellt.The milled recesses have an optical surface quality and are mirrored; this turns the initial cylinder into a rotationally symmetrical arrangement RDS of roof edge inner mirrors. The resulting element RDS can also be considered an arrangement of roof edge outer mirrors; however, for the sake of simplicity, the term roof edge or roof edge inner mirror is always used below. With such an element RDS from an arrangement of roof edge inner mirrors, the functioning of which is explained in detail below, several embodiments of interferometers are possible. One of the preferred embodiments is shown in Fig. 1.

Das in Fig. 1 wiedergegebene Element RDS weist sechs Dachkantinnenspiegel auf und ist drehbar so gelagert, daß seine Drehachse DA gleichzeitig seine Längs- bzw. seine Symmetrieachse ist. Scheitel SL der Dachkantinnenspiegel, d. h. die Schnittkanten der reflektierenden Flächen, bilden bei einer Rotation des Elements RDS einen Zylinder, dessen kreisförmige Schnittfläche in Fig. 1 mit SK (Scheitelkreis) bezeichnet ist. Die optische Achse des Strahlenbündels SB, welches auf das Element RDS trifft, ist mit OA bezeichnet. Die Drehachse DA des Elements RDS und die optische Achse OA bzw. die Projektionen der beiden Achsen aufeinander, bilden einen rechten Winkel miteinander; in der dargestellten Ausführungsform schneiden sich außerdem die beiden Achsen DA und OA.The RDS element shown in Fig. 1 has six roof edge inner mirrors and is mounted so that it can rotate so that its axis of rotation DA is simultaneously its longitudinal or symmetry axis. When the RDS element rotates, the vertex SL of the roof edge inner mirrors, i.e. the cutting edges of the reflecting surfaces, form a cylinder whose circular cutting surface is designated SK (vertex circle) in Fig. 1. The optical axis of the beam SB that strikes the RDS element is designated OA . The axis of rotation DA of the RDS element and the optical axis OA , or the projections of the two axes onto one another, form a right angle with one another; in the embodiment shown, the two axes DA and OA also intersect.

Die Drehachse DA des Elements RDS bzw. die Scheitel SL seiner Dachkantinnenspiegel und die reflektierende Fläche des zweiten, festen Spiegels SF 2 sind parallel zueinander. In üblicher Weise bilden die reflektierenden Flächen der beiden Spiegel S 1 und SF 2 den gleichen Winkel mit dem Strahlenteiler ST, nämlich beispielsweise 45°. Der Spiegel SF 2 ist außerdem mit einer Öffnung Ö versehen, durch welche das Strahlenbündel SB vom Strahlenteiler ST zum Element RDS und später wieder zurück gelangt. Der Ort des Detektors ist mit D bezeichnet, während der Ort der Strahlungsquelle (eines zu untersuchenden Objekts) mit Q bezeichnet ist.The axis of rotation DA of the element RDS or the vertices SL of its roof edge inner mirrors and the reflecting surface of the second, fixed mirror SF 2 are parallel to each other. In the usual way, the reflecting surfaces of the two mirrors S 1 and SF 2 form the same angle with the beam splitter ST , namely for example 45°. The mirror SF 2 is also provided with an opening Ö through which the beam SB passes from the beam splitter ST to the element RDS and later back again. The location of the detector is designated by D , while the location of the radiation source (an object to be examined) is designated by Q.

In üblicher Weise wird die von der Quelle Q kommende Strahlung durch den Strahlteiler ST in amplitudengleiche Hälften zerlegt, von denen eine zu dem festen Spiegel S 1 reflektiert wird. Die zweite Hälfte gelangt durch die Öffnung Ö des zweiten festen Spiegels SF 2 auf das um seine Drehachse DA im Uhrzeigersinn rotierende Element RDS. Die Stellung des Elements RDS soll beispielsweise gerade so sein, daß das Strahlenbündel SB vollständig auf die beim Betrachten der Fig. 1 rechte Fläche eines Dachkantinnenspiegels trifft, und zwar gerade auf dessen Basis, also an einem sogenannten "Zacken des Sterns". Das Strahlenbündel SB wird von dieser Fläche zur gegenüberliegenden Fläche des Dachkantspiegels reflektiert und von dort zum zweiten festen Spiegel SF 2; hierbei ist der in das Element RDS eintretende Strahl parallel zu dem austretenden Strahl. Der Strahl trifft also senkrecht auf den zweiten, festen Spiegel SF 2, und zwar links von der Öffnung Ö auf, wird dann von dort reflektiert und gelangt auf demselben Weg wie beim "Hinweg" nunmehr zurück zur Öffnung Ö und zum Strahlteiler ST, wo er in bekannter Weise mit dem vom Spiegel S 1 reflektierten Strahl rekombiniert.In the usual way, the radiation coming from the source Q is split by the beam splitter ST into halves of equal amplitude, one of which is reflected to the fixed mirror S 1 . The second half passes through the opening Ö of the second fixed mirror SF 2 to the element RDS rotating clockwise about its axis of rotation DA . The position of the element RDS should, for example, be such that the beam SB completely hits the right-hand surface of an internal roof edge mirror when looking at Fig. 1, namely exactly on its base, i.e. on a so-called "point of the star". The beam SB is reflected from this surface to the opposite surface of the roof edge mirror and from there to the second fixed mirror SF 2 ; the beam entering the element RDS is parallel to the beam exiting. The beam thus strikes the second, fixed mirror SF 2 perpendicularly, to the left of the opening Ö , is then reflected from there and returns to the opening Ö and the beam splitter ST on the same path as on the "outward journey", where it recombines in a known manner with the beam reflected by the mirror S 1 .

Der Detektor D empfängt in üblicher Weise die rekombinierte Strahlung und wandelt sie zur weiteren Verarbeitung in ein elektrisches Signal um. Hat sich im weiteren Verlauf das Element RDS weiter gedreht, so daß das Strahlenbündel SB beispielsweise auf die Mitte der rechten Spiegelfläche auftrifft, so nimmt es prinzipiell den gleichen Weg, wie in der ersten beschriebenen Stellung. Der Scheitel SL des Dachkantspiegels ist aber auf dem Kreis (Zylinder) SK weiter gewandert und damit ist sein zum zweiten festen Spiegel SF 2 senkrechter Abstand geringer geworden; der Scheitel SL liegt dann nämlich näher bei der optischen Achse, und vor allen Dingen auch näher beim Spiegel SF 2 und damit auch näher beim Strahlteiler ST.The detector D receives the recombined radiation in the usual way and converts it into an electrical signal for further processing. If the element RDS has rotated further in the further course so that the beam SB , for example, hits the middle of the right-hand mirror surface, it basically takes the same path as in the first position described. The vertex SL of the roof mirror has, however, moved further on the circle (cylinder) SK and thus its perpendicular distance to the second fixed mirror SF 2 has become smaller; the vertex SL is then closer to the optical axis and, above all, closer to the mirror SF 2 and thus also closer to the beam splitter ST .

Wird die Verkürzung des Abstandes vom Scheitel SL zum Strahlteiler ST mit ds bezeichnet, so wird der Weg des Strahlenbündels SB vom Strahlteiler ST durch die Anordnung mit dem Element RDS und zurück um 4 × ds kürzer, während der Weg durch den Interferometerarm mit dem festen Spiegel S 1 unverändert ist. Bei einer fortwährenden Drehung des Elements RDS wird der verkürzte Abstand ds ständig größer, und somit wird der Weg über das Element RDS ständig kürzer, bis die optische Achse OA den Scheitel SL schneidet. (In dieser Stellung ist dieser Weg der kürzeste).If the shortening of the distance from the vertex SL to the beam splitter ST is denoted by ds , the path of the beam bundle SB from the beam splitter ST through the arrangement with the element RDS and back is shortened by 4 × ds , while the path through the interferometer arm with the fixed mirror S 1 remains unchanged. With a continuous rotation of the element RDS , the shortened distance ds becomes continuously larger, and thus the path via the element RDS becomes continuously shorter until the optical axis OA intersects the vertex SL . (In this position, this path is the shortest).

Von da an entfernt sich der Scheitel SL bei fortschreitender Drehung vom Strahlteiler ST und von dem zweiten festen Spiegel SF 2 (und damit von der optischen Achse OA), während jetzt das von dem Strahlteiler ST kommende Strahlenbündel SB auf die linke Fläche des Dachkantspiegels trifft, und über die rechte Fläche rechts von der Öffnung Ö auf den zweiten festen Spiegel SF 2 auftrifft. Der Weg wird also durch den Interferometerarm mit dem Element RDS wieder ständig länger, bis die Schnittkante SKB der Basen von zwei benachbarten Dachkantspiegeln die optische Achse OA schneidet.From then on, the vertex SL moves away from the beam splitter ST and from the second fixed mirror SF 2 (and thus from the optical axis OA) as the rotation progresses, while the beam bundle SB coming from the beam splitter ST now hits the left surface of the roof mirror and, via the right surface to the right of the opening Ö , hits the second fixed mirror SF 2. The path thus becomes continuously longer again through the interferometer arm with the element RDS until the cutting edge SKB of the bases of two adjacent roof mirrors intersects the optical axis OA .

In dieser Stellung des Elementes RDS läuft das Strahlenbündel je zur Hälfte durch die benachbarten Dachkantspiegel und über den zweiten festen Spiegel rechts und links von der Öffnung Ö und wieder zurück, so daß die Hälften wieder an der Kante SKB zusammengeführt werden. Dies ist bei der Rotation die Stellung mit der größten Weglänge durch diesen Interferometerarm, und die Scheitel beider Dachkantspiegel haben (bezogen auf die Fälle, in denen sie das Strahlenbündel SB erreicht) die größte Entfernung zum Strahlteiler ST. Bei andauernder Rotation des Elements RDS wiederholt sich der beschriebene Ablauf periodisch, so daß der Weg durch diesen Interferometerarm in ständigem Wechsel kürzer und länger wird, d. h., daß sich beim Durchgang eines Dachkantspiegels jeweils der Weg vom Maximum zum Minimum und wieder zum Maximum ändert.In this position of the element RDS, the beam runs half through the adjacent roof edge mirrors and half over the second fixed mirror to the right and left of the opening Ö and back again, so that the halves are brought together again at the edge SKB . During rotation, this is the position with the greatest path length through this interferometer arm, and the vertices of both roof mirrors are (relative to the cases in which they reach the beam SB ) the greatest distance from the beam splitter ST . With continuous rotation of the element RDS, the described process repeats itself periodically, so that the path through this interferometer arm is constantly shortening and lengthening, ie when a roof mirror passes through, the path changes from the maximum to the minimum and back to the maximum.

Dabei können zwei halbseitige oder ein doppelseitiges Interferogramm aufgezeichnet werden, d. h., bei einer Umdrehung des Elements RDS können zwölf Spektren gewonnen werden (wenn das Element, wie in dieser Ausführungsform dargestellt, sechs Dachkantspiegel enthält). Natürlich können auch mehr als sechs, nämlich beispielsweise 12, 24, 48 oder eine beliebige andere Anzahl Dachkantinnenspiegel in einen entsprechenden Zylinder eingearbeitet werden, wobei dann eine entsprechend große Anzahl von Spektren pro Umdrehung gewonnen wird; für kontinuierlich aufeinanderfolgende Messungen muß die Anzahl der Dachkantspiegel größer als vier sein.Two half-side or one double-side interferogram can be recorded, ie twelve spectra can be obtained with one revolution of the RDS element (if the element contains six roof mirrors, as shown in this embodiment). Of course, more than six, for example 12, 24, 48 or any other number of roof mirrors can be incorporated into a corresponding cylinder, in which case a correspondingly large number of spectra are obtained per revolution; for continuous successive measurements, the number of roof mirrors must be greater than four.

Es gibt zwei bevorzugte bzw. ausgezeichnete Stellungen des Elements RDS; in der einen Stellung schneidet die optische Achse OA den Scheitel SL, und in der anderen Stellung schneidet sie die Basiskante SKB; zu den beiden ausgezeichneten Stellungen ist folgendes zu bemerken. Eine eindeutige Weglängenzuordnung liegt nur vor, wenn das Strahlenbündel SB vollständig innerhalb nur eines Dachkantspiegels reflektiert wird oder in genau der Stellung reflektiert wird, in welcher die optische Achse OA die Kante SKB schneidet.There are two preferred or preferred positions of the element RDS ; in one position the optical axis OA intersects the vertex SL , and in the other position it intersects the base edge SKB ; the following should be noted about the two preferred positions. A clear path length assignment only exists if the beam SB is completely reflected within only one roof edge mirror or is reflected in exactly the position in which the optical axis OA intersects the edge SKB .

Nur in dem zuletzt erwähnten Fall weisen die Scheitel benachbarter Dachkantspiegel dieselbe Entfernung vom Strahlteiler ST auf. Damit sind die Zustände, in denen zwei Dachkantspiegel gleichzeitig wirksam sind, auszuschließen. Hieraus ergibt sich unmittelbar die Forderung, den Durchmesser des Strahlenbündels SB (bezogen auf den Abstand zwischen dem Scheitel und der Basis des Spiegels) im Vergleich zu den Flächen der Dachkantspiegel klein auszuführen.Only in the last-mentioned case do the vertices of neighboring roof mirrors have the same distance from the beam splitter ST . This excludes the situation in which two roof mirrors are effective at the same time. This immediately results in the requirement that the diameter of the beam bundle SB (related to the distance between the vertex and the base of the mirror) be small in comparison to the areas of the roof mirrors.

Schneidet die optische Achse OA den Scheitel SL, dann wird das Strahlenbündel SB wieder zum Strahlteiler ST zurückreflektiert, ohne daß es über den zweiten festen Spiegel SF 2 gelenkt wird; auch dieser Zustand ist bei einer Interferogrammaufzeichnung zu übergehen. Trifft das Strahlenbündel SB außer mit seiner optischen Achse OA auf den Scheitel SLauf, dann gelangen je nach Überschneidung von Strahlenbündel und Scheitel mehr oder weniger große Anteile des Strahlenbündels ohne bzw. mit einer Umlenkung über den zweiten festen Spiegel SF 2 wieder zurück zum Strahlteiler ST. Beide Anteile mit bzw. ohne Umlenkung sind in ihrer Größe umgekehrt proportional.If the optical axis OA intersects the vertex SL , then the beam SB is reflected back to the beam splitter ST without being deflected via the second fixed mirror SF 2 ; this situation must also be ignored when recording an interferogram. If the beam SB impinges on the vertex SL with other than its optical axis OA , then, depending on the intersection of the beam and the vertex, more or less large parts of the beam are returned to the beam splitter ST via the second fixed mirror SF 2 with or without deflection. Both parts with or without deflection are inversely proportional in size.

Einen interferierenden Anteil liefert nur derjenige Teil, der von dem festen Spiegel SF 2 kommt; dieser Anteil wird um so kleiner, je näher der Scheitel SL an der optischen Achse zu liegen kommt; es findet also eine Apodisation des Interferogramms statt. Diese Aposidation des Signals kann durchaus erwünscht sein; ihr Bereich in einem Interferogramm, bezogen auf die Fläche des Dachkantspiegels, ist abhängig von dem Durchmesser des Strahlenbündels SB.Only the part that comes from the fixed mirror SF 2 provides an interfering component; this component becomes smaller the closer the vertex SL is to the optical axis; thus an apodization of the interferogram takes place. This apodization of the signal can be quite desirable; its area in an interferogram, related to the area of the roof mirror, depends on the diameter of the beam SB .

Wie den obigen Ausführungen zu entnehmen ist, ist daher, ohne daß ein Teil des Geräts vor oder zurückbewegt wird, eine kontinuierliche Änderung des Wegs in dem einen Arm des Interferometers allein dadurch erreicht, daß das Element RDS mit dem Dachkantinnenspiegel kontinuierlich rotiert; hierbei ist zu betonen, daß dieses Element rotationssymmetrisch ist und konzentrisch rotiert. (Eine exzentrische Rotation wäre möglich, aber nicht erforderlich). Darüber hinaus ist eine Erhöhung der Meßgeschwindigkeit, d. h. der Anzahl Spektren pro Zeiteinheit, neben einer Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit, insbesondere auch durch eine Vergrößerung der Anzahl der Dachkantinnenspiegel, zu erreichen; die Meßgeschwindigkeit wird also nur sekundär durch die Rotationsgeschwindigkeit begrenzt.As can be seen from the above, a continuous change in the path in one arm of the interferometer is achieved without any part of the device being moved forwards or backwards simply by continuously rotating the RDS element with the roof edge inner mirror; it should be emphasized that this element is rotationally symmetrical and rotates concentrically. (An eccentric rotation would be possible but not necessary). In addition, an increase in the measuring speed, ie the number of spectra per unit of time, can be achieved in addition to an increase in the rotation speed, in particular by increasing the number of roof edge inner mirrors; the measuring speed is therefore only secondarily limited by the rotation speed.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Interferometers sind somit insbesondere darin zu sehen, daß zum einen bei einer weitgehenden Unabhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Elements eine sehr hohe zeitliche Auflösung der Messungen möglich ist, und daß zum anderen bei einem geringeren mechanischen Aufwand hinsichtlich Auswuchtung und Lagerung des rotierenden Elements ein vibrations- und schockunempfindliches Interferometer hergestellt werden kann, das in jeder beliebigen Lage im Raum betrieben werden kann.The essential advantages of the interferometer according to the invention are therefore particularly to be seen in the fact that, on the one hand, a very high temporal resolution of the measurements is possible with a large degree of independence from the rotational speed of the rotating element, and, on the other hand, that with less mechanical effort in terms of balancing and bearing the rotating element, an interferometer that is insensitive to vibrations and shocks can be produced that can be operated in any position in space.

In Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines rotierenden Elements mit 16 Dachkantspiegeln dargestellt, welches bei einer Umdrehung somit bis zu 32 einseitige Interferogramme liefern kann. In entsprechender Weise lassen sich Element RDS mit einer größeren oder kleineren Anzahl von Dachkantspiegeln ausführen, die dann entsprechend mehr oder weniger Interferogramme pro Umdrehung liefern. Fig. 2 shows a sectional view of a rotating element with 16 roof mirrors, which can thus produce up to 32 one-sided interferograms per revolution. In a similar way, RDS elements can be designed with a larger or smaller number of roof mirrors, which then produce more or fewer interferograms per revolution.

Während in Fig. 1 eine Anordnung gezeigt ist, in welcher sich die optische Achse OA und die Drehachse DA senkrecht schneiden, ist in Fig. 3 eine weitere Ausführungsform dargestellt, in welcher sich die beiden Achsen OA und DA nicht schneiden; vielmehr stehen die Parallelprojektionen der beiden Achsen OA und DA senkrecht aufeinander. In Fig. 1 wandern die Scheitel SL der Spiegel symmetrisch zur optischen Achse näher zu dem Strahlteiler ST hin oder weiter von ihm weg, während das Strahlenbündel SB die reflektierenden Flächen eines Dachkantinnenspiegels erreicht.While Fig. 1 shows an arrangement in which the optical axis OA and the rotation axis DA intersect perpendicularly, Fig. 3 shows a further embodiment in which the two axes OA and DA do not intersect; rather, the parallel projections of the two axes OA and DA are perpendicular to each other. In Fig. 1, the vertices SL of the mirrors move symmetrically to the optical axis closer to or further away from the beam splitter ST , while the beam bundle SB reaches the reflecting surfaces of an inner roof edge mirror.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist während eines Meßdurchgangs eines Dachkantinnenspiegels die Wegänderung nicht symmetrisch; beim Übergang von dem einen zu dem nächsten Dachkantinnenspiegel ergibt sich daher ein Sprung in der Wegdifferenz. Grundsätzlich hat dies zur Folge, daß mit einer Anordnung nach Fig. 3 größere Wegdifferenzen und damit höhere spektrale Auflösungen möglich sind als mit der Anordnung nach Fig. 1. Der Abstand von der optischen Achse OA zu der Drehachse DA beeinflußt die Unsymmetrie der Wegänderung und darf natürlich nicht zu groß werden, weil sonst das Strahlenbündel SB für bestimmte Drehstellungen in die falsche Richtung reflektiert wird bzw. das Element RDS überhaupt nicht erreicht.In the arrangement according to Fig. 3, the path change is not symmetrical during a measurement run of an inner roof edge mirror; when moving from one inner roof edge mirror to the next, there is therefore a jump in the path difference. Basically, this means that with an arrangement according to Fig. 3, larger path differences and thus higher spectral resolutions are possible than with the arrangement according to Fig. 1. The distance from the optical axis OA to the axis of rotation DA influences the asymmetry of the path change and must of course not be too large, because otherwise the beam SB will be reflected in the wrong direction for certain rotation positions or will not reach the element RDS at all.

Selbstverständlich können anstelle von Dachkantinnenspiegeln bei der Anordnung auch Tripelspiegel o. ä. ( Rückstrahler) verwendet werden, die dann auch auf dem Umfang eines Zylinders anzuordnen wären. Die durch eine Abwicklung entstehende Spur eines derartigen Zylinders mit Tripelspiegeln TS ist in Fig. 4 dargestellt. Verglichen mit den Ausführungsformen mit Dachkantspiegeln, bei welchen die Scheitel SL bzw. die Drehachse DA oder deren Projektion senkrecht zur optischen Achse OA bzw. deren Projektion sein müssen, ist bei einer Verwendung von Tripelspiegeln TS o. ä. die Neigung der Drehachse, bezogen auf den rechten Winkel bzw. auf die optische Achse OA, d. h. eine Abweichung von dem rechten Winkel, unkritisch.Of course, instead of roof edge interior mirrors, triple mirrors or similar (reflectors) can also be used in the arrangement, which would then also be arranged on the circumference of a cylinder. The track of such a cylinder with triple mirrors TS resulting from a development is shown in Fig. 4. Compared to the embodiments with roof edge mirrors, in which the vertices SL or the axis of rotation DA or their projection must be perpendicular to the optical axis OA or its projection, When using triple mirrors TS or similar, the inclination of the axis of rotation, relative to the right angle or to the optical axis OA , ie a deviation from the right angle, is not critical.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Rückstrahler (Tripelspiegel) kreisförmig angeordnet sein; in Fig. 5 sind sechs Tripelspiegel TS in Draufsicht dargestellt; die Drehachse DA ist die Symmetrieachse der Rotationssymmetrie; diese Drehachse DA ist um einige Grad gegen die optische Achse OA des Interferometers IF geneigt, d. h. die Drehachse DA ist nicht genau parallel zu der optischen Achse OA und verläuft insbesondere nicht senkrecht zu dieser wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen. Bei einer Rotation verläuft die Spur der optischen Achse OA in der Nähe der Scheitel der Tripelspiegel TS. Auch bei dieser Anordnung ist eine konzentrische Rotation möglich.In a further embodiment of the invention, the reflectors (triple mirrors) can be arranged in a circle; in Fig. 5, six triple mirrors TS are shown in plan view; the axis of rotation DA is the axis of symmetry of the rotational symmetry; this axis of rotation DA is inclined by a few degrees against the optical axis OA of the interferometer IF , ie the axis of rotation DA is not exactly parallel to the optical axis OA and in particular does not run perpendicular to it as in the previously described embodiments. During rotation, the track of the optical axis OA runs near the vertices of the triple mirrors TS . Concentric rotation is also possible with this arrangement.

In Fig. 6 ist darüber hinaus eine Anordnung dargestellt, bei welcher ein Keil K aus brechendem Material verwendet ist. Wegen der Ablenkung des Strahlenbündels SB bei einer Rotation des Elements RDS bewirkt der Keil K aufgrund seines Brechungsindex n K proportional zu der Materialstärke des Keils K, welche das Strahlbündel SB zu durchlaufen hat, eine Veränderung oder eine zusätzliche Veränderung des optischen Wegs durch den Interferometerarm, in welchem er sich befindet. Derartige Keile aus brechendem Material (beispielsweise KBr) können in allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Interferometers verwendet werden.In addition, Fig. 6 shows an arrangement in which a wedge K made of refractive material is used. Due to the deflection of the beam SB when the element RDS rotates, the wedge K , due to its refractive index n K proportional to the material thickness of the wedge K through which the beam SB has to pass, causes a change or an additional change in the optical path through the interferometer arm in which it is located. Such wedges made of refractive material (for example KBr) can be used in all the above-described embodiments of the interferometer.

In Fig. 7 ist schließlich noch schematisch eine perspektivische Ansicht eines sechszackigen Spiegelelements RDS der Fig. 6 wiedergegeben.Finally, Fig. 7 shows a schematic perspective view of a six-pointed mirror element RDS of Fig. 6.

Die spektrale Auflösungskraft, die bei Fourierspektrometern bekanntlich abhängig von der Wegdifferenz in den beiden Interferometerarmen ist, wird bei allen beschriebenen Ausführungsformen größer, wenn der Durchmesser des rotierenden Elements RDS vergrößert wird. Dann werden nämlich die Wege der Scheitel und damit die optischen Wegunterschiede größer. Bei einem unveränderten Durchmesser des Elements RDS kann die Auflösungskraft durch Verringerung der Zahl der Dachkant- bzw. Tripelspiegel gesteigert werden (diese werden bei einer geringeren Anzahl größer).The spectral resolution, which is known to depend on the path difference in the two interferometer arms in Fourier spectrometers, increases in all of the embodiments described when the diameter of the rotating element RDS is increased. This is because the paths of the vertices and thus the optical path differences become larger. With an unchanged diameter of the element RDS, the resolution can be increased by reducing the number of roof or triple mirrors (these become larger when there are fewer of them).

Claims (4)

1. Interferometer nach dem Michelson-Prinzip,
mit einem ersten ortsfesten Spiegel,
mit einem zweiten ortsfesten Spiegel,
mit einem Strahlteiler und
mit beweglichen Dachkantspiegeln aus rechtwinklig an den Spiegelflächen aneinanderstoßenden, fest miteinander verbundenden Planspiegeln, wobei Scheitelkante und Drehachse der Dachkantspiegel parallel verlaufen und der zweite ortsfeste Spiegel auf der den Dachkantspiegeln gegenüberliegenden Seite verspiegelt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anordnung (RDS) aus mindestes fünf solcher Dachkantspiegel zylinderförmig um die Drehachse (DA) der Anordnung (RDS) gruppiert ist, wobei die Dachkantspiegel jeweils mit der Basis an den beiden benachbarten Dachkantspiegeln anliegen und fest mit diesen verbunden sind, derart, daß sich die Spiegelflächen der Dachkantspiegel an der Außenseite der Anordnung (RDS) befinden,
daß die Anordnung (RDS) im Betrieb kontinuierlich mit einstellbarer und regelbarer Drehgeschwindigkeit um die Drehachse (DA) rotiert,
daß die Scheitel (SL) der Dachkantspiegel und die optische Achse (OS) des Interferometers (IF) senkrecht aufeinander stehen und
daß der zweite ortsfeste Spiegel (SF 2) zwischen dem Strahlteiler (ST) und der Anordnung (RDS) angeordnet, auf der dem Strahlteiler zugewandten Seite unverspiegelt und mit einer Öffnung (Ö) versehen ist, durch die das von dem Strahlteiler (ST) kommende Strahlenbündel (SB) auf die Anordnung (RDS) auftrifft.
1. Interferometer according to the Michelson principle,
with a first fixed mirror,
with a second fixed mirror,
with a beam splitter and
with movable roof edge mirrors made of plane mirrors which abut one another at right angles to the mirror surfaces and are firmly connected to one another, the apex and axis of rotation of the roof edge mirrors running parallel and the second fixed mirror being mirrored on the side opposite the roof edge mirrors, characterized in that
that an arrangement (RDS) of at least five such roof edge mirrors is grouped in a cylinder shape around the axis of rotation (DA) of the arrangement (RDS) , the roof edge mirrors each resting with their bases on the two adjacent roof edge mirrors and being firmly connected to them, such that the mirror surfaces of the roof edge mirrors are located on the outside of the arrangement (RDS) ,
that the arrangement (RDS) rotates continuously around the axis of rotation (DA) at an adjustable and controllable speed during operation,
that the vertices (SL) of the roof mirrors and the optical axis (OS) of the interferometer (IF) are perpendicular to each other and
that the second stationary mirror (SF 2 ) is arranged between the beam splitter (ST) and the arrangement (RDS) , is non-mirrored on the side facing the beam splitter and is provided with an opening (Ö) through which the beam bundle (SB) coming from the beam splitter (ST) strikes the arrangement (RDS) .
2. Interferometer nach dem Michelson-Prinzip,
mit einem ersten ortsfesten Spiegel,
mit einem zweiten ortsfesten Spiegel,
mit einem Strahlteiler und
mit aneinandergrenzenden Rückstrahlern, bei welchen die reflektierten Strahlen gegenläufig parallel zu den einfallenden Strahlen verlaufen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anordnung (RDS) von mindestens sechs solcher Rückstrahler zylinderförmig um die Drehachse (DA) der Anordnung (RDS) gruppiert ist, wobei die einzelnen Rückstrahler mit je einer Basiskante an den beiden benachbarten Rückstrahlern anliegen und fest mit diesen verbunden sind,
daß die Anordnung (RDS) im Betrieb kontinuierlich mit einstellbarer und regelbarer Drehgeschwindigkeit um die Drehachse (DA) rotiert, und
daß der zweite ortsfeste Spiegel (SF 2) zwischen dem Strahlteiler (ST) und der Anordnung (RDS) angeordnet, auf der dem Strahlteiler zugewandten Seite unverspiegelt und mit einer Öffnung (Ö) versehen ist, durch die das von dem Strahlteiler (ST) kommende Strahlenbündel (SB) auf die Anordnung (RDS) auftrifft.
2. Interferometer according to the Michelson principle,
with a first fixed mirror,
with a second fixed mirror,
with a beam splitter and
with adjacent retro-reflectors in which the reflected rays run in opposite directions parallel to the incident rays, characterized in that
that an arrangement (RDS) of at least six such reflectors is grouped in a cylinder around the axis of rotation (DA) of the arrangement (RDS) , with the individual reflectors each having a base edge adjacent to the two adjacent reflectors and being firmly connected to them,
that the arrangement (RDS) rotates continuously around the axis of rotation (DA) at an adjustable and controllable speed during operation, and
that the second stationary mirror (SF 2 ) is arranged between the beam splitter (ST) and the arrangement (RDS) , is non-mirrored on the side facing the beam splitter and is provided with an opening (Ö) through which the beam bundle (SB) coming from the beam splitter (ST) strikes the arrangement (RDS) .
3. Interferometer nach dem Michelson-Prinzip,
mit einem ersten ortsfesten Spiegel,
mit einem zweiten ortsfesten Spiegel,
mit einem Strahlteiler und
mit aneinandergrenzenden Rückstrahlern, bei welchen die reflektierten Strahlen gegenläufig parallel zu den einfallenden Strahlen verlaufen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Anordnung (RDS) von mindestens fünf solcher Rückstrahler kreisförmig um die Drehachse (DA) der Anordnung (RDS) gruppiert ist,
daß die optische Achse (OA) des Interferometers (IF) und die Drehachse (DA) eine Neigung von einigen Grad zueinander aufweisen,
daß die Anordnung (RDS) im Betrieb kontinuierlich mit einstellbarer und regelbarer Drehgeschwindigkeit um die Drehachse (DA) rotiert, wobei bei einer Rotation der Anordnung (RDS) die Spur der optischen Achse (OA) nicht auf die Scheitel der Rückstrahler trifft, sondern stets auf die reflektierenden Flächen, und
daß der zweite ortsfeste Spiegel (SF 2) zwischen dem Strahlteiler (ST) und der Anordnung (RDS) angeordnet, auf der dem Strahlteiler zugewandten Seite unverspiegelt und mit einer Öffnung (Ö) versehen ist, durch die das von dem Strahlteiler (ST) kommende Strahlenbündel (SB) auf die Anordnung (RDS) auftrifft.
3. Interferometer according to the Michelson principle,
with a first fixed mirror,
with a second fixed mirror,
with a beam splitter and
with adjacent retro-reflectors in which the reflected rays run in opposite directions parallel to the incident rays, characterized in that
that an arrangement (RDS) of at least five such retro-reflectors is grouped in a circle around the axis of rotation (DA) of the arrangement (RDS) ,
that the optical axis (OA) of the interferometer (IF) and the axis of rotation (DA) have an inclination of a few degrees to each other,
that the arrangement (RDS) rotates continuously around the axis of rotation (DA) at an adjustable and controllable rotational speed during operation, whereby during rotation of the arrangement (RDS) the track of the optical axis (OA) does not strike the vertices of the reflectors, but always the reflecting surfaces, and
that the second stationary mirror (SF 2 ) is arranged between the beam splitter (ST) and the arrangement (RDS) , is non-mirrored on the side facing the beam splitter and is provided with an opening (Ö) through which the beam bundle (SB) coming from the beam splitter (ST) strikes the arrangement (RDS) .
4. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der rotierenden Anordnung (RDS) ein Keil (K) aus einem brechenden Material im Strahlengang angebracht ist. 4. Interferometer according to one of claims 1 to 3, characterized in that in addition to the rotating arrangement (RDS) a wedge (K) made of a refractive material is mounted in the beam path.
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