DE3718327A1 - Vorrichtung zur durchfuehrung von holographischer interferometrie - Google Patents

Vorrichtung zur durchfuehrung von holographischer interferometrie

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Hans Dr Rottenkolber
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/021Interferometers using holographic techniques

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von holographischer Interferometrie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bekanntlich stellt die holographische Interferometrie ein berührungsloses bildhaftes Meßverfahren dar, das mit höchster Genauigkeit arbeitet und die Messung von Verformungen an Objekten im Mikrometerbereich ermöglicht.
Die holographische Prüftechnik wird bisher allgemein in Hologra­ phielabors durchgeführt. Das Kernstück derartiger Labors ist ein schwingungsisolierter Tisch, an dem der Laser starr montiert ist. Auf die Schwingungsisolierung des Tisches kann bei der Pulsholo­ graphie verzichtet werden.
Auf dem Tisch sind die optischen Komponenten und das Prüfobjekt angeordnet. Das Gewicht und das Volumen des Lasers selbst und das der Versorgungs- und Steuerungseinrichtungen schränkt die Mobilität bisher bekannter holographischer Prüfvorrichtungen erheblich ein. Ganz allgemein gilt, daß wegen der starren Verbindung der zur holographischen Prüftechnik erforderlichen voluminösen und schweren Einrichtungen praktisch keine Mobilität gegeben ist und demgemäß das Holographielabor bisher der bevor­ zugte Meßplatz ist, zu dem das Prüfobjekt gebracht werden muß.
Es besteht daher ein Bedürfnis, die qualitativen Vorzüge der holographischen Interferometrie auch außerhalb von Holographiela­ bors, insbesondere an industriellen Meßplätzen, mit einer gewissen Mobilität der Prüfeinrichtung bezüglich des Prüfobjekts ausnutzen zu können.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zur Durchführung von holographischer Interferometrie verfügbar zu machen, die einen zuverlässigen industriellen Einsatz bei einfacher Handhabung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind in den nachgeordneten Patentansprüchen enthalten.
Bei der Erfindung ist in vorteilhafter Weise ein gemeinsame Station für den Laser und die holographischen Strahlaufberei­ tungseinrichtungen vorgesehen, die vom eigentlichen Meßort und den an diesem herrschenden Einflüssen entfernt werden kann und die vorteilhaft über nicht starre Verbindungen mit wenigstens einem mobilen Holographiemeßkopf verbunden ist, welcher am Meßort den jeweiligen gewünschten Untersuchungen entsprechend eingesetzt werden kann.
Die Handhabung bei der Durchführung der Messungen ist äußerst einfach und erfordert kein Fachpersonal. Dabei ist es insbeson­ dere in vorteilhafter Weise nicht mehr erforderlich, im Bereich der holographischen Strahlaufbereitungseinrichtung für jeden Meßfall eine Justierung der einzelnen optischen Komponenten vorzunehmen, da diese nach einer einmaligen Ausgangsjustierung zuverlässig in ihrer Stellung festgelegt worden sind und keiner­ lei Beeinträchtigungen durch Meßortbedingungen unterliegen.
Die Verwendung von optischen Wellenleitern, vorzugsweise eine Monomode-Glasfaser für jeden Referenzstrahl sowie einer Mono­ bzw. Multimode-Glasfaser für den Beleuchtungsstrahl trägt zu einer universellen Einsetzbarkeit der Vorrichtung bei, da sich die Vorrichtung den jeweiligen örtlichen Meßgegebenheiten aufgrund der Entkopplung von Teilfunktionsgruppen und dem Vorsehen wenigstens eines mobilen Holographiekopfes optimal anpassen läßt.
Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht einen äußerst robusten und kompakten Aufbau sowohl der Station für den Laser und die holograpische Strahlaufbereitungseinrichtungen als auch jedes Holographiemeßkopfes, der in vorteilhafter Weise keine Optik außer einer Abbildungsoptik und der Auskopplungsoptik benötigt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist an jedem Holographiekopf eine CCD-Kamera vorgesehen, die vorteilhaft jedes Holographiebild und Interferogramm zur On-Line-Auswertung an eine ebenfalls räumlich von dem eigentlichen Meßort entfernt Auswertungsstation über eine elektrische Leitung vermittelt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in günstiger Weise mit mehreren Holographiemeßköpfen versehen sein. Vorzugsweise sind insgesamt drei räumlich angeordnete Holographiemeßköpfe vorgese­ hen, um die aus der Beobachtungsrichtung eines Hologramms resultierende Komponente durch zwei weitere Komponenten zu ergänzen, die aus den Beobachtungsrichtungen der übrigen beiden Holographiemeßköpfe resultiert. Hierdurch läßt sich vorteilhaft eine komplette dreidimensionale Änderung (räumlicher Verschiebe­ weg) als räumlicher Vektor darstellen.
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch insoweit, als Starrkörperbewegungen eliminiert werden können und ein Grad von Schwingungsunempfindlichkeit für die Holographieaufnahmen erreicht wird, der die Vorzüge der hohen Meßgenauigkeit der holographischen Interferometrie voll zur Geltung kommen läßt.
Der Laser und die holographische Strahlaufbereitungseinrichtung sind nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung mit einer gemeinsamen Schwingungsisolierung in Form einer luftgefederten Sandwichplatte versehen, welche auf einem Wagen mit selbstlenken­ den Rollen angeordnet ist. Hierdurch sind der Laser und die holographischen Strahlaufbereitungseinrichtungen nicht nur bei ihrem Transport auf dem Wagen geschützt, sondern erfahren noch eine zusätzlich Schwingungsisolierung gegenüber dem Standort des Wagens.
Weitere Vorteile, insbesondere für die Handhabung der Vorrichtung liegen dann vor, wenn nach einer bevorzugten weiteren Ausgestal­ tung die gemeinsame Station für den Laser und die holographische Strahlaufbereitungseinrichtungen ein separates, über eine elektrische Leitung verbundenes Handsteuerpult aufweist, über das dann beispielsweise vom Meßort aus der Laser, einzelne Verschlüs­ se, gegebenenfalls Filter sowie der für einen Referenzstrahl vorgesehene Phasenschieber angesteuert werden kann, welcher vorzugsweise aus einer kippbaren transparenten Scheibe definier­ ter Dicke besteht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwirklicht somit vorteilhaft das Konzept einer sogenannten modularen Holographie und ist in der Lage, in hervorragender Weise die individuellen Anforderungen zu befriedigen, die an unterschiedlichen industriellen Meßplätzen herrschen. Jeder bewegliche Holographiemeßkopf, der vorteilhaft nur etwas größer als eine Videokamera ausgebildet werden kann, läßt sich in günstiger Weise am Prüfobjekt installieren. Das Prüfobjekt muß bei Dauerstrichholographie lediglich auf einer schwingungsisolierten Bodenplatte oder einem Fundament aufgebaut sein. Bei Pulsholographie fällt die Schwingungsisolierung weg. Durch die Verwendung der neuesten Lichtleitertechnik läßt sich vorteilhaft die bisher übliche starre Verbindung zwischen Laser und einem oder mehreren Holographiemeßköpfen auftrennen und eine bisher nicht verwirklichte Mobilität und Einsatzmöglichkeit erreichen, wobei das in jedem Holographiemeßkopf verfügbare holographische Prüfergebnis als Videosignal On-Line an eine Auswertungsstation zur Computeranalyse weitergeleitet wird, wo das Prüfergebnis anwendergerecht aufbereitet zur Verfügung steht.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind den übrigen Patentansprüchen sowie dem anschließenden Beschrei­ bungsteil zu entnehmen, in dem ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung von holographischer Interferometrie an einem dreidimensionalen Objekt mit veränderlicher Kontur;
Fig. 2 eine Seitenansicht auf eine Station mit Laser und zugeordneter Strahlaufbereitung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Station;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines mobilen Holo­ graphiemeßkopfes mit Videokamera; und
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Phasenschiebers.
In Fig. 1 sind schematisch eine gemeinsame Station 10 für einen Laser 30 und holographische Strahlaufbereitungseinrichtungen 31, ein Steuerpult 11, ein Holographiemeßkopf 12, ein Antivibrations­ tisch 13 mit einem aufgespannten zum messenden Objekt 14 mit veränderlicher Kontur bzw. Umriß sowie eine separate Auswer­ tungsstation 15 dargestellt. Das Steuerpult 11 ist über eine Steuerleitung 16 an die Station 10 angeschlossen. Die Station 10 ist über ein Bündel 17 mit dem Holographiemeßkopf 12 verbunden, wobei das Bündel 17 drei verschiedenen Glasfasern und für die Hologramm-Sofortbild-Verarbeitung und das Videosignal erforder­ liche elektrische Leitungen enthält. Der Holographiemeßkopf 12 weist einen Abschnitt 18 mit einer CCD-Kamera auf, die über eine elektrische Leitung 19 mit der Auswertungsstation 15 zur On-Line- Auswertung verbunden ist.
Das Steuerpult 11 besitzt zahlreiche Steuertasten 20, mit denen einzelne Funktionen in der Station 10 bzw. die Hologramm-Sofort­ bild-Verarbeitung fernbedient werden können. Das Steuerpult 11 kann in nicht dargestellter Weise auch einen Kontrollmonitor zur Hologrammbildüberwachung aufweisen.
Die Antivibrationsplatte 13 weist eine Montageplatte 22 auf, die über an den Ecken vorgesehenen Traversen 23 auf Luftfedern 24 gelagert sind, welche sich ihrerseits über stempelartige Beine 25 am Boden abstützen. Die Montageplatte 22 besitzt nicht darge­ stellte Befestigungsmittel für das Aufspannen des zu untersuchen­ den Objekts 14.
Der mobile Holographiemeßkopf 12 kann ebenfalls auf der Montage­ platte 22 oder, wie in Fig. 1 dargestellt, auf einem eigenen schwingungsisolierten Stativ 21 in der Nähe des Objekts 14 angeordnet sein. Bei Verwendung von drei mobilen Holographiemeß­ köpfen 12 ist für diese eine räumliche Zuordnung zu dem Objekt 14 vorgesehen.
Die Computeranalyse- bzw. Auswertungsstation 15 besitzt einen Bildschirm 26 zur Darstellung von holographischen Interferogram­ men, einzelner Abschnitte der Bildverarbeitung und des Ergebnis­ ses, z. B. als Pseudo-3D-Plot, einen nichtgezeigten Monitor zur Darstellung des Programm-Ablaufs und gegebenenfalls eines interaktiven Dialogs, eine Tastatur 27 zur Programmsteuerung, einen nicht dargestellten Computer zur Bildverarbeitung sowie eine nicht gezeigte Druckeinrichtung für die Ausgabe von Meßda­ ten.
In den Fig. 2 und 3 ist die gemeinsame Station 10 für einen Laser 30 und eine Strahlaufbereitungseinrichtung 31 detaillierter dargestellt. Der Laser 30 besteht aus einem Argon-Ionenlaser und ist gemeinsam mit der Strahlaufbereitungseinrichtung 31 auf einer Sandwichplatte 32 montiert. Die Sandwichplatte 32 stützt sich schwingungsisoliert über Luftfedern 33 auf einem Wagen 34 ab. Der Wagen 34 besteht aus einer quaderförmigen randseitigen Anordnung aus Aluminiumprofilen 35-38. In dem durch die Aluminiumprofile 35-38 gebildeten Innenbereich des Wagens 34 sind für den Laser 30 eine Stromversorgung 39 mit Netzkabel 39 a und ein Transforma­ tor 40 befestigt. Von der Stromversorgung 39 führt eine Stromver­ sorgungsleitung 41 zu dem Laser 30. Nicht dargestellt ist die Wasserleitung zur Kühlung des Lasers 30. Unterhalb des unteren Aluminiumprofils 37 sind im Bereich der unteren vier Wagenecken selbstlenkende Rollen 42 angeordnet.
Am rückseitigen Ende des Wagens 34 ist eine Zugentlastung 43 für das Bündel 17 der optischen Wellenleiter schematisch angedeutet. Die Steuerleitung 16 ist über einen Stecker 44 am gegenüberlie­ genden Ende des Wagens 44 angeschlossen und steht in nicht dargestellter Weise mit den Steuer- und Versorgungsorganen des Lasers sowie mit Steuereinrichtungen innerhalb der Strahlaufbe­ reitungseinrichtung 31 in Verbindung. Von der Strahlaufberei­ tungseinrichtung 31 ist in Fig. 2 nur schematisiert ein Teil des Gehäuses dargestellt.
Die Fig. 3 zeigt weitere Einzelheiten der Strahlaufbereitungs­ einrichtungen 31, wobei die obere Hälfte des Einrichtungsgehäuses weggelassen ist. In der optischen Achse des aus dem Laser 30 austretendem Laserstrahls 45 ist ein Hauptphotoverschluß 46 angeordnet, der durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung von dem Steuerpult 11 mit variablen Öffnungszeiten betätigt werden kann. Der Laserstrahl 45 trifft nach Durchtritt durch den Hauptverschluß 46 auf einen Umlenkspiegel 47, der ihn um 90° zu einem ersten Strahlenteilerwürfel 48 mit einem Reflexions- zu Transmissionsverhältnis von 90/10 umgelenkt, und er wird hier in einen Objekt-bzw. Beleuchtungsstrahl 49 und einen Hauptreferenz­ strahl 50 aufgespalten. Im Strahlengang des Hauptreferenzstrahls 50 ist ein weiterer Strahlenteilerwürfel 51 angeordnet, der den Hauptreferenzstrahl 50 mit einem Teilungsverhältnis von 50/50 in einen ersten Referenzstrahl 52 und einen zweiten Referenzstrahl 53 zerlegt. Der zweite Referenzstrahl 53 wird anschließend von einem Umlenkspiegel 54 um 90° umgelenkt und verläuft dann parallel zu dem Beleuchtungsstrahl 49 und dem ersten Referenz­ strahl 52.
In dem Strahlengang des Beleuchtungsstrahls 49 sind ein einsetz­ barer Filter 55 und ein Fotoverschluß 56 vorgesehen. Der Photo­ verschluß 56 läßt sich über das Steuerpult 11 fernbetätigen.
Der Beleuchtungsstrahl 49 tritt dann in einem Einkopplungshalter 57 in eine Mono- oder Multimodeglasfaser 58 ein. Die Glasfaser 58 wird durch eine Öffnung 59 in der Sandwichplatte 32 nach unten und dann in nicht dargestellter Weise zu der Zugentlastung 43 geführt.
Für den ersten Referenzstrahl 52 sind ebenfalls ein Filter 61 und ein Fotoverschluß 60 vorgesehen, die nach Aufbau und Betätigung dem Filter 55 bzw. dem Fotoverschluß 56 gleichen. Dem Fotover­ schluß 60 ist ein Phasenschieber 62 im Strahlengang des ersten Referenzstrahls 52 nachgeordnet. Danach tritt dann der erste Referenzstrahl 52 in einem Einkopplungshalter 63 in eine Mono­ modeglasfaser 64, welche ebenfalls durch die Öffnung 59 in der Sandwichplatte 32 in nicht dargestellter Weise zu der Zugent­ lastung 43 geführt ist.
In dem Strahlengang des zweiten Referenzstrahls 53 ist nach dessen Umlenkung im Umlenkspiegel 54 ebenfalls ein Filter 65 und ein Photoverschluß 66 angeordnet, wobei der Filter 65, der Photoverschluß 66 entsprechend wie bei dem zweiten Referenzstrahl 52 ausgebildet und ebenfalls über das Steuerpult 11 in nicht dargestellter Weise steuerbar sind. Die Einkopplungshalter 57, 63 und 68 sind einkoppelseitig jeweils mit einer Optik 70 bzw. 71 bzw. 72 versehen. Alle Eintrittsoptiken 70-72 haben einen Durchmesser von ca. 6 mm und erleichtern erheblich die Justierung der Glasfasern 58, 64 und 69. Die einkoppelseitigen Enden der Glasfasern 58, 64, 69 sind mit nicht dargestellten Einkoppelstek­ kern versehen, welche entsprechend in die zugeordneten Einkopp­ lungshalter 57, 63 und 68 eingreifen. Nach Durchtritt durch die Öffnung 59 werden alle Glasfasern in einem gemeinsamen Kabel geführt, das als Bündel 17 in Fig. 1 und Fig. 3 bezeichnet ist. Hierdurch wird ein optimaler Schutz gegen Knicken und andere mechanische Zerstörung erreicht.
In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Holographiemeß­ kopfes 12 gezeigt. Die einzelnen Bestandteile des Holographiemeß­ kopfes 12 sind auf einer steifen Platte 75 starr befestigt und können sich nach einmaliger Justierung nicht mehr verstellen. Am vorderen Ende der in Fig. 4 dargestellten steifen Platte 75 sind zwei Auskopplungshalter 76 für die Referenzstrahlglasfasern angeordnet, von denen nur der Auskopplungshalter 76 für den zweiten Referenzstrahl 53 gezeigt ist, welcher über die Monomode­ faser 69 und einen nicht dargestellten Auskopplungsteil transpor­ tiert wird. Für den ersten Referenzstrahl 52, der über die Monomodeglasfaser 64 und einen entsprechenden Auskopplungsteil übertragen wird, ist ein entsprechender Auskopplungshalter in einer vor der Bildebene der Fig. 4 liegenden Ebene vorgesehen. Im Auskopplungsteil wird das aus der Faser austretende Licht durch geeignete Optiken auf den erforderlichen Durchmessr gebracht.
Beide Auskopplungshalter 76 sind dabei so ausgerichtet, daß sie ihren jeweiligen Referenzstrahl auf eine Hologrammspeicherplatte 78 richten, welche in vereinfachter Darstellung in einem Halter 79 angeordnet ist.
Die Hologrammspeicherplatte 78 besteht aus einer Thermoplast­ platte. Auf die Hologrammspeicherplatte 78 fällt das von dem zu untersuchenden Objekt 14 zurückgestreute Licht des Objekt- bzw. Beleuchtungsstrahls 49, der von einem ebenfalls auf der Platte 75 montierten Auskopplungshalter 77 über die Mono- oder Multimode­ glasfaser 58 übertragen wird. Der Auskopplungshalter 77 weist ebenfalls einen Auskopplungsteil auf und ist von oben gesehen zwischen den beiden Auskopplungshaltern 76 zu dem Halter 79 versetzt derart angeordnet, daß der Objekt- bzw. Beleuchtungs­ strahl 49 schräg nach vorn auf das in Fig. 4 nicht dargestellte Objekt 14 gerichtet ist.
Am hinteren Ende der Platte 75 ist die Fernsehkamera 18 be­ festigt, die über ein Zoomobjektiv 80 die über die Holographie­ speicherplatte 78 erzeugten Hologrammbilder aufnimmt und über die elektrische Leitung 19 zu der Auswertungsstation 15 überträgt.
Die Fernsehkamera 18 besteht aus einer CCD-Kamera. Der darge­ stellte Holographiemeßkopf 12 läßt sich in einer Größe von ca. 12 ×12×40 cm ausbilden und aufgrund dieser geringen Größe besonders leicht handhaben. Er kann direkt nahe dem zu messenden Objekt 14 oder, wie in Fig. 1 dargestellt, auf einem separaten Stativ 21 montiert werden.
Fig. 5 zeigt schematisch die Ausbildung des Phasenschiebers 62. Der Phasenschieber 62 besteht aus einem Halter 81, der einen Befestigungsabschnitt 82, einen Gelenkabschnitt 83 und einen Halteabschnitt 84 aufweist und beispielsweise rahmenförmig ausgebildet sein kann. Auf dem Halteabschnitt 84 ist eine transparente Scheibe 85 mit konstanter definierter Dicke d befestigt, die mit dem Halteabschnitt 84 um den Gelenkabschnitt 83 verschwenkt bzw. gekippt werden kann. Für das Kippen der Scheibe 85 ist ein Antrieb 86 in Form eines Präzisionsstellmotors mit einem Stellglied 87 vorgesehen. Über das Stellglied 87 kann die Scheibe 85 aus ihrer Ausgangsstellung, in der der Referenz­ strahl 52 in der Scheibe 85 einen gegenüber der senkrechten Ausgangsstellung etwas längeren Weg zurücklegt, gekippt werden. Dadurch wird der optische Weg und damit die Phasenlage des durch die Scheibe 85 tretenden Strahls gegenüber der Ausgangsstellung verändert.
Fig. 5 zeigt den Phasenschieber 62 in der gekippten Stellung, wobei beispielsweise ein Weg des Stellglieds 87 von 1 mm aus­ reicht, um eine Phasenverschiebung um eine Wellenlänge des verwendeten Lichtes zu erreichen. Der dargestellte Phasenschieber 62 zeichnet sich nicht nur durch einen besonders einfachen Aufbau aus, sondern ist gegenüber herkömmlichen Phasenschiebern, die mit spannungs- und wegkontrollierten Piezoelementen arbeiten, nach Steuerungsaufwand und Wirkungsweise erheblich günstiger.
Die dargestellte Vorrichtung eignet sich vor allem für das Erstellen und On-Line-Auswerten von Interferogrammen, die nach dem sogenannten Zwei-Referenzstrahl-Verfahren hergestellt werden. Dabei erfolgt zunächst eine Beleuchtung des Objekts nur mit dem ersten Referenzstrahl 52, wobei der Photoverschluß 60 geöffnet und der Photoverschluß 66 des zweiten Referenzstrahls geschlossen ist. Anschließend wird bei geöffnetem Photoverschluß 66 und geschlossenem Photoverschluß 60 das Objekt mit seinen geänderten Konturen bzw. Umrissen zur Erzeugung einer zweiten Beleuchtung des Hologramms, das mit dem ersten Beleuchtung des Hologramm zur Interferenz gebracht werden soll, nur mit dem zweiten Referenz­ strahl 53 beleuchtet. Bei der Rekonstruktion kann die ungeänderte und die geänderte Kontur mit dem jeweils relevanten Referenz­ strahl getrennt dargestellt werden. Bei gleichzeitiger Benutzung der beiden Referenzstrahlen überlagern sich die Bilder der ungeänderten und geänderten Kontur in Echtzeit. Mit Hilfe des Phasenschiebers 62 wird die Phase in einem der beiden Referenz­ strahlen verschoben. Nach bekannten Verfahren, vergl. R. Dändli­ ker, E. Marom und F. M. Mottir, Two-reference-beam holographic interferometry, J. Opt. Soc. Am., Vol. 66, Nr. 1, January 1976, S. 23-30, kann dadurch die durch Konturänderung hervorgerufene Phasenänderung in jedem Punkt der Kontur bestimmt werden. Die Video- bzw. Fernsehkamera 18 erfaßt dann die über die Hologra­ phiespeicherplatte 78 erzeugten Interferogramme und leitet es zur On-Line-Auswertung an die Auswertungsstation 15 weiter.
Über das Steuerpult 11 können dabei in vorteilhafter Weise fernbetätigt alle Steuerfunktionen für die Durchführung der einzelnen Meßabschnitte einschließlich der individuellen Phasen­ verschiebung der einzelnen Referenzstrahlen zur Erzielung einer klaren Bildtrennung der Interferogramme erzielt werden.
Aufgrund der funktionellen Aufteilung der Vorrichtung kann die holographische Interferometrie wirkungsvoll und bei einfacher Handhabung on line für ein breites Anwendungsspektrum unter industriellen Einsatzbedingungen eingesetzt werden, ohne daß die im unmittelbaren Bereich des zu messenden Objektes herrschenden Umgebungsbedingungen zu einer Beeinträchtigung des Meßverfahrens und des Meßergebnisses führen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Durchführung von holographischer Interfero­ metrie, bestehend aus
einem Laser (30),
jeweils einer Strahlaufbereitungseinrichtung (31) für wenigstens einen Referenzstrahl (52) und einen Beleuchtungs­ strahl (49),
und aus einer Hologrammspeicherplatte (78) dadurch gekennzeichnet,
daß der Laser (30) und die holographischen Strahlaufberei­ tungseinrichtungen (31) in einer gemeinsamen Station (10) angeordnet sind, und
daß für den Beleuchtungsstrahl (49) und jeden Referenzstrahl aus der Station (10) ein Laserstrahltransport über optische Wellenleiter (17) zu wenigstens einem mobilen Holographie­ meßkopf (12) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei mobile Holographiemeßköpfe (12) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Holographiemeßkopf (12) eine Video- bzw. Fernseh­ kamera (18) zur Hologrammerfassung im Bereich der Hologramm­ speicherplatte (78) aufweist, wobei die Fernsehkamera (18) über eine elektrische Leitung (19) mit einer separaten Auswertungsstation (15) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Station (10) mobil ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (30) und die holographischen Strahlaufberei­ tungseinrichtungen (31) in der Station (10) schwingungs­ isoliert (32, 33) sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Station (10) als Wagen (34) mit selbstlenkenden Rollen (42) ausgebildet ist, wobei der Laser (30) und die Strahlaufbereitungseinrichtungen (31) gemeinsam auf einer Sandwichplatte (32) angeordnet sind, die luftgefedert (33) auf dem Wagen (34) gelagert ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlaufbereitungseinrichtungen (31) einen Haupt­ verschluß (46) für den Eintritt des Laserstrahls (45) aufweisen, wobei für den Laserstrahl (45) in den Strahlauf­ bereitungseinrichtungen (31) eine Zerlegung in wenigstens einem Strahlenteiler (48, 51) und für jeden Teilstrahl (49, 52, 53) ein einsetzbarer Filter (55, 61, 65), ein separat schaltbarer Photoverschluß (56, 60, 66), ein separat steuerbarer Phasenschieber (62) für einen Referenzstrahl (52) sowie eine Optikein-bzw.-auskopplung (57, 63, 68, 70-72) für den jeweiligen Wellenleiter (58, 64, 69) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den holographischen Strahlaufbereitungseinrichtungen (31) für den aus dem Laser (30) austretenden Strahl (45) eine Aufspaltung in einen Beleuchtungsstrahl (41) und einen Hauptreferenzstrahl (50) durch einen Strahlenteilerwürfel (51) mit einem Reflexions - zu Transmissionsverhältnis von 90/10 erfolgt, und daß für den Hauptreferenzstrahl (50) zur Herstellung und Auswertung der Interferogramme nach dem Zwei-Referenzstrahl-Verfahren nochmals eine Teilung in einen ersten Referenzstrahl (52) und einen zweiten Referenzstrahl (53) in einem Strahlenteilerwürfel (51) mit einem Teilungs­ verhältnis 50/50 vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschieber (62) für den Referenzstrahl (52) aus einer kippbaren transparenten Scheibe (85) definierter Dicke (d) besteht.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlaufbereitungseinrichtungen (31) mit jedem Holographiemeßkopf (12) durch eine Monomodeglasfaser (64, 69) für jeden Referenzstrahl (52, 53) und durch eine Mono­ oder Multimodeglasfaser (58) für den Beleuchtungsstrahl (49) verbunden sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Station (10) für die optischen Wellenleiter (17, 58, 64, 69) eine mechanische Zugentlastung (43) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Station (10) ein über eine elektrische Leitung (16) angeschlossenes separates Steuerpult (11) aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung eine separate Antivibrationsplatte (13) zum Aufspannen des zu messenden Objektes (14) zugeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antivibrationsplatte (13) auf Luftfedern (24) ruht und aus einer Honigwabenplatte oder einer Gußplatte oder einem beliebigen Fundament besteht.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsstation (15) mobil ist.
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