DE4005491A1 - Interferometer - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Interferometer nach Michelson zur
Erzeugung optischer Wegunterschiede nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Bei einem klassischen Interferometer nach Michelson wird ein
Interferogramm, d. h. die Fourier-Transformierte des Spektrums
der Strahlung erzeugt, indem die zu untersuchende Strahlung
in amplitudengleiche Hälften geteilt wird und diese Hälften
nach Durchlaufen getrennter Wege wieder zusammengeführt und
auf einen Strahlungsdetektor gelenkt werden. Dabei wird
durch stetige oder schrittweise Änderung der Länge des einen
Wegs ein Wegunterschied und damit eine sich ändernde Phase
zwischen beiden Strahlungshälften erzeugt. Die Änderung der
Weglänge ist durch eine Linearverschiebung eines Spiegels
erreicht.
Bei einer Weiterentwicklung, welche beispielsweise in
DE 34 31 040 C2 oder in dem EP-Patent 01 46 768 B1 beschrieben
ist, ist die Linearbewegung des Spiegels durch eine Rotationsbewegung,
und zwar durch eine Nutation eines Retroreflektors
ersetzt, dessen Rotationsachse exzentrisch angeordnet
und bezüglich der optischen Achse, d. h. der Ausbreitungsrichtung
der zu untersuchenden Strahlung, geneigt ist.
Die spektrale Auflösung dieser bekannten Interferometer ist
proportional zur Achsneigung und zur Exzentrizität. Das wiederum
bedeutet, für einen Retroreflektor bestimmten Durchmessers
ist die Brauchbarkeit der gesamten Anordnung durch
diese beiden Parameter begrenzt. Eine zu starke Achsneigung
führt beispielsweise dazu, daß die Strahlung die Anordnung
in unerwünschter Weise verläßt, während eine zu starke Exzentrizität
den nutzbaren Strahldurchmesser reduziert.
Ebenso ist die spektrale Auflösung durch den Durchmesser des
Retroreflektors begrenzt.
Nachteilig bei diesen Geräten ist somit, daß Reflektoren mit
großer Apertur verwendet werden müssen, wenn eine hohe spektrale
Auflösung gewünscht wird. Da die Reflektoren grundsätzlich
von hoher optischer Qualität sein müssen, steigt
der Aufwand mit zunehmender Apertur. Darüber hinaus ist bei
großen Reflektoren, insbesondere für hohe Drehzahlen, eine
sehr präzise Auswuchtung unabdingbar, wodurch dann die Geräte
beinahe zwangsläufig größer und schwerer werden.
Weiterhin ist nachteilig, daß die Einstellung einer geringeren
als der maximalen Auflösung nur durch Änderung der Achsneigung
oder der Exzentrizität des rotierenden Retroreflektors
erreichbar ist. Hierzu sind mechanische Einstellungen
nötig, wodurch sich wiederum die Signalfrequenzen ändern.
Wird nämlich bei konstanter Drehzahl ein geringerer Wegunterschied
erzeugt, so wird in gleicher Zeit ein kleinerer
Teil des Interferogramms erzeugt, dessen Signalfrequenzen
niedriger sind. Darüber hinaus ist auch die elektronische
Signalfilterung diesem Umstand anzupassen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Interferometer gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei welchem mit
einem geringen Mehraufwand eine höhere spektrale Auflösung
erreicht wird, und bei welchem die Auflösung mit kleinem
Aufwand ein- bzw. verstellbar ist. Gemäß der Erfindung ist
dies bei einem Michelson-Interferometer nach dem Oberbegriff
der Ansprüche 1 und 4 bis 6 durch die Merkmale in deren
kennzeichnenden Teil erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Interferometers sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Bei der Erfindung ist von einem optischen Interferometer
nach Michelson mit einem rotierenden Retroreflektor ausgegangen,
wie beispielsweise in dem eingangs erwähnten DE 34 31 049 C2
bzw. dem EP-Patent 01 46 768 B1 beschrieben ist. Bei den
beispielsweise in diesen beiden Druckschriften beschriebenen
Interferometern wird der optische Wegunterschied durch eine
Nutation des Retroreflektors oder durch Rotation eines Retroreflektors
im Zusammenwirken mit einem brechenden Keil erzeugt.
Die vorstehend bereits angeführten Nachteile dieser
herkömmlichen Interferometerausführung sind bei der Erfindung
dadurch beseitigt, daß statt des bisher verwendeten festen
Spiegelelements vorzugsweise in Form eines Planspiegels im
zweiten Arm des Interferometers gemäß der Erfindung ein
zweiter rotierender Retroreflektor bzw. ein zweiter rotierender
Retroreflektor und wiederum ein brechender Keil im
Zusammenwirken mit einem Planspiegel als Bezugsfläche vorgesehen
sind. Hierdurch ist die spektrale Auflösung eines entsprechend
ausgeführten Interferometers verdoppelt. Gleichzeitig
wird auch dessen Baugröße kleiner, da die geometrische
Länge dieses zweiten Interferometerarms wegen der Faltung
des optischen Wegs aufgrund der Verwendung des zweiten
Retroreflektors halbiert wird, während die optische Weglänge
selbstverständlich erhalten bleibt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
beide rotierenden Retroreflektoren in Form von Tripelspiegeln
auf einer gemeinsamen Drehachse montiert, und bezüglich ihrer
Neigung und hinsichtlich eines Versatzes in bezug auf diese
Drehachse so zueinander eingestellt, daß sich wechselweise
in dem einen Arm der optische Weg verlängert, während er
sich in dem anderen Arm verkürzt, und umgekehrt. Bei dieser
bevorzugten Ausführungsform werden die Retroreflektoren
durch nur einen Motor angetrieben, wodurch ein besonders
präziser Gleichlauf erreichbar ist, oder anders ausgedrückt,
die Wegänderungen in den beiden Armen sind dadurch aneinandergekoppelt,
so daß die Änderung der Wegdifferenz kontinuierlich
erfolgt. In einem mittels des erfindungsgemäßen Interferometers
erzeugten Interferogramms treten somit keine
Sprünge auf, was für die weitere Verarbeitung beispielsweise
durch eine Fouriertransformation besonders vorteilhaft ist
und eine derartige Verarbeitung erst ermöglicht. Außerdem
läßt sich diese bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Interferometers in einfacher Weise bequem auswuchten.
Werden nicht nur in einem, sondern in beiden Interferometerarmen
Keile aus brechendem Material im Strahlengang in der
Weise verwendet, daß bei einer Rotation der Reflektoren die
von den Strahlenbündeln durchlaufenen Keildicken für den
einen Interferometerarm zunehmen, während sie für den anderen
abnehmen, und umgekehrt, so läßt sich allein schon
hierdurch eine Verdoppelung der Wegunterschiede erreichen.
Noch dazu brauchen die Drehachsen der Retroreflektoren nicht
gegen die optische Achse geneigt zu sein. Allerdings ist es
besonders vorteilhaft, wenn außer der Verwendung von brechenden
Keilen auch die Drehachsen gegen die optische Achse
geneigt sind. Hierdurch wird nämlich der optische Wegunterschied
auf zweifache Weise vergrößert, und zwar einmal aufgrund
der durch eine Nutation der beiden Retroreflektoren
bewirkte, geometrische Wegänderung und zum anderen durch die
optische Wegänderung beim Durchlaufen unterschiedlicher Dicken
der beiden brechenden Keile.
Die Antriebe der Retroreflektoren sind in bekannter Weise so
synchronisiert, daß im Normalbetrieb für die größtmögliche,
spektrale Auflösung der Wechsel zwischen maximalem und minimalem
Weg in den beiden Armen gegenphasig (180°) verläuft.
Ferner sind die Antriebe so regulierbar, daß diese Phase
zwischen 180° bis 0° veränderbar ist. Dadurch ist eine stufenlose
Einstellung der Wegdifferenz und damit auch der
spektralen Auflösung möglich; bei einer Phase von 0° ist
dann die Wegdifferenz Null. Um konstante Signalfrequenzen
zu erhalten, wird die Drehgeschwindigkeit der Retroreflektoren
im gleichen Maße heraufgesetzt, wie deren Phase verringert
wird, und umgekehrt. Der vorstehend angesprochene Fall
einer Phase von 0° ist bei der Drehzahlregulierung ausgenommen,
da in diesem Fall die Drehzahl unendlich sein müßte und
außerdem eine Messung sinnlos wäre.
Eine derartige Phasensteuerung kann beispielsweise dann, wenn
als Antrieb für die beiden Retroreflektoren zwei Schrittmotoren
verwendet werden, über diese Schrittmotoren erfolgen.
Hierbei wird durch schrittweises Schalten nur eines der beiden
Motore die Phase eingestellt. Im Betrieb werden dann die
beiden Motore synchron betrieben, indem sie einfach von demselben
Pulsgenerator angesteuert werden. Zur Erzeugung konstanter
Signalfrequenzen ist die Impulsfrequenz und damit
die Drehgeschwindigkeit der Retroreflektoren der Phase angepaßt.
So ist beispielsweise bei einer Phase von 90° diese
Drehgeschwindigkeit doppelt so hoch einzustellen, wie bei
einer Phase von 180°.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen
im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Interferometers
mit zwei zueinander geneigten, um gesonderte
Drehachsen rotierenden Reflektoren,
Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines Interferometers
gemäß der Erfindung mit zwei um eine gemeinsame
Drehachse rotierenden Retroreflektoren,
Fig. 3 eine Weiterbildung der Ausführungsform eines Interferometers
nach Fig. 2 mit ebenfalls zwei um
eine gemeinsame Drehachse rotierenden Retroreflektoren,
Fig. 4 noch eine weitere Ausführungsform eines Interferometers
gemäß der Erfindung mit zwei um eine gemeinsame
Drehachse rotierenden Retroreflektoren,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Interferometers mit zwei gegeneinander geneigten,
um gesonderte Drehachsen rotierenden Retroreflektoren,
Fig. 6 noch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Interferometers mit zwei geneigten,
nebeneinander angeordneten, rotierenden Retroreflektoren
mit einem gemeinsamen Antrieb und
Fig. 7 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Interferometers mit zwei nutierenden Retroreflektoren
und zwei zusätzlich brechenden Keilen.
In Fig. 1 weist ein Interferometer neben einem Detektor D
und einer Sammellinse SL einen ersten festen Spiegel S1,
einen dazu senkrechten, zweiten, festen Spiegel S2, einen
Strahlteiler ST, welcher unter 45° zu den beiden Spiegeln
S1 und S2 angeordnet ist, einen ersten rotierenden Retroreflektor
RF1 sowie einen zweiten rotierenden Retroreflektor
RF2 auf. Die Drehachse DA1 des ersten Retroreflektors RF1
ist bezüglich dessen Symmetriezentrum SZ1, d. h. der Spitze
des Retroreflektors RF1, seitlich um einen Abstand d versetzt.
Ferner ist die Drehachse DA1 bezüglich der Symmetrieachse
SY1 des Retroreflektors RF1, d. h. bezüglich der Achse,
die konzentrisch zu seinen Kanten durch sein Zentrum SZ1
hindurchgeht, um einen Winkel α′ geneigt und bezüglich der
optischen Achse OA des Gesamtsystems vorzugsweise um denselben
Winkel α′ geneigt. Die Drehachse des zweiten rotierenden
Retroreflektors RF2 ist bezüglich dessen Symmetriezentrums
SZ2 seitlich vorzugsweise um denselben Abstand d versetzt;
die Drehachse DA2 ist bezüglich der Symmetrieachse SY2 des
zweiten Retroreflektors RF2 sowie bezüglich der optischen
Achse OA des Gesamtsystems zweckmäßigerweise und vorzugsweise
jeweils um denselben Winkel α′ geneigt.
Die beiden festen Spiegel S1 und S2 sowie der Strahlteiler
ST können auch unter anderen Winkeln zueinander ausgerichtet
sein. Ebenso können die festen Spiegel S1 und S2 so, wie in
Fig. 1 dargestellt, auch als ein 90°-Winkelspiegel ausgebildet
sein. Ferner können die Drehachsen DA1 und DA2 der beiden
Retroreflektoren RF1 und RF2, statt geneigt, parallel zu
den jeweiligen Symmetrieachsen SY1 bzw. SY2 verlaufen. Die
optische Achse OA und die beiden Drehachsen DA1 und DA2
schneiden sich zweckmäßigerweise in Punkten SP1 bzw. SP2.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Interferometer wird für die
beiden Retroreflektoren RF1 und RF2 als Antrieb entweder jeweils
ein Motor oder ein gemeinsamer Motor mit zwei Kardanwellen
bzw. einer Riementransmission verwendet.
Aufgrund der Nutation der beiden Retroreflektoren RF1 und
RF2, d. h. aufgrund der Neigung deren optischer Achsen OA gegenüber
den beiden Drehachsen DA1 und DA2, bezüglich der
Spiegel S1 und S2 ändert sich der optische Weg vom Strahlteiler
ST über einen der Retroreflektoren RF1 und RF2 zu dem
festen Spiegel S1 bzw. S2 und wieder zurück zu dem Strahlteiler
ST bei jeder Umdrehung von einer minimalen zu einer
maximalen und wieder zurück zu einer minimalen Weglänge. Gemäß
der Erfindung sind die beiden Retroreflektoren RF1
und RF2 in ihrer Winkelstellung und Drehrichtung so zueinander
eingestellt, daß die hierdurch bewirkten Weglängen gegenläufig
sind. Das heißt, wenn sich der optische Weg in dem
einen Arm von einem Minimum über ein Maximum zu einem Minimum
ändert, ist die Folge in dem anderen Arm genau umgekehrt,
d. h., der optische Weg ändert sich von einem Maximum
über ein Minimum zu einem Maximum.
Eine derartige Einstellung erfolgt beispielsweise mittels
einer optischen Messung des senkrechten Abstandes der Zentren
SZ1 und SZ2 der beiden Reflektoren RF1 und RF2 zu den
Spiegeln S1 bzw. S2, wobei dies dann die maßgebenden, vorstehend
erwähnten, optischen Wege sind, deren Differenz den
maßgeblichen Wegunterschied ergibt. Oder mit anderen Worten,
in dem einen Arm wird dieser Abstand minimiert, während er
in dem anderen Arm gleichzeitig maximiert wird. Da diese
Einstellung während des Betriebs nicht verändert wird, ist
auf diese Weise dafür gesorgt, daß die Drehbewegungen beider
Reflektoren synchron verlaufen. Um dies zu erreichen, sind
die Antriebe in bekannter Weise entweder mechanisch oder
elektrisch gekoppelt. Auf diese Weise ist erreicht, daß der
optische Wegunterschied und damit die spektrale Auflösung
bei dem erfindungsgemäßen Interferometer verdoppelt ist, wobei
dies trotz Verwendung der gleichen Reflektorgröße und
bei gleichem geometrischem Weg erreicht ist. Die optische
Wegänderung in dem erfindungsgemäßen Interferometer ist
viermal so groß wie die optische Wegänderung in beiden Interferometerarmen
oder achtmal so groß wie die Wegänderung
in einem Interferometerarm.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Interferometers
gegenüber den Interferometern nach den vorstehend angeführten
beiden Patenten liegt somit vor allem darin, daß die spektrale
Auflösung bei einer unveränderten Meßzeit aufgrund der
gegenläufigen Wegänderungen in den beiden Interferometerarmen
verdoppelt ist. Da bei dem erfindungsgemäßen Interferometer
auch die Rotationsgeschwindigkeit nicht erhöht zu werden
braucht, ist auch die Auswuchtung der gesamten Anordnung erheblich
leichter. Wenn dieselbe spektrale Auflösung zugrundegelegt
wird, verdoppelt sich gegenüber den beispielsweise
aus den beiden eingangs angeführten Patenten bekannten
Interferometern bei gleicher Drehzahl die Meßgeschwindigkeit.
Aufgrund der Rotation der beiden Retroreflektoren RF1 und
RF2 unterliegen die am Strahlteiler ST den beiden Interferometerarmen
zugeführten Strahlungshälften Phasendifferenzen,
welche proportional der Wegdifferenz in den beiden Armen
sind; hierdurch ergeben sich die periodisch wechselnden Interferenzen,
welche von dem Detektor D registriert werden,
da die Strahlung durch der Sammellinie SL auf ihm (D) fokussiert
wird.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Interferometers
gemäß der Erfindung dargestellt; hierbei sind Komponenten,
welche die gleichen sind wie die entsprechenden
Komponenten des in Fig. 1 dargestellten Interferometers, mit
denselben Bezugszeichen bezeichnet und daher nicht noch einmal
beschrieben. Im Unterschied zu der Ausführungsform nach
Fig. 1 sind jedoch die beiden Retroreflektoren RF1 und RF2
mit ihrer Apertur einander zugewandt und spiegelbildlich zu
einer Symmetrieebene SE angeordnet. In dieser Symmetrieebene
SE ist, seitlich versetzt zu den beiden einander gegenüberliegend
angeordneten Retroreflektoren RF1 und RF2, der
Strahlteiler ST angeordnet. Zwischen den beiden Retroreflektoren
RF1 und RF2 sind gegenüber deren Aperturen jeweils
Planspiegel PS1 bzw. PS2 angeordnet, durch welche die beiden
festen Spiegel S1 und S2 der ersten in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsform ersetzt sind.
Hierbei sind die beiden Planspiegel PS1 und PS2 so montiert
und ihre Größe ist so gewählt, daß ein Strahlenbündel SB1
bzw. SB2, welches von einem der Reflektoren RF1 bzw. RF2
kommt, in jeder Stellung der beiden Retroreflektoren die
Planspiegel PS1 bzw. PS2 vollständig, d. h. mit dem gesamten
Durchmesser des jeweiligen Strahlenbündels, trifft. Die dadurch
festgelegte Größe der beiden Planspiegel PS1 und PS2
soll jedoch zweckmäßigerweise nicht überschritten werden.
In dem Interferometer nach Fig. 2 haben die beiden Retroreflektoren
RF1 und RF2 eine gemeinsame Drehachse DA, welche
gegen das jeweilige Lot auf den Planspiegeln PS1 und PS2
um einen Winkel α geneigt ist. Die Planspiegel PS1 und PS2
sind um einen Winkel β gegeneinander geneigt. Die beiden
Winkel α und β sind in dieser Ausführungsform so bemessen,
daß gilt: β=2α.
Auch bei dieser Ausführungsform sind die Drehachsen DA bezüglich
der jeweiligen Symmetriezentren SZ1 und SZ2 der beiden
Reflektoren RF1 und RF2 um den Abstand d seitlich versetzt.
Die symmetrisch zur Symmetrieachse SE einander gegenüberliegenden
Retroreflektoren RF1 und RF2 rotieren also exzentrisch.
Der Versatz d wird hierbei analog dem jeweiligen
Neigungswinkel bestimmt, so daß dann durch die
Neigungswinkel und den Versatz die spektrale Auflösung des
Interferometers festgelegt ist.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Interferometers laufen die von dem in der Symmetrieebene
SE angeordneten Strahlteiler ST kommenden Strahlenbündel
SB1 und SB2 direkt in die jeweiligen Reflektoren
RF1 bzw. RF2. Im weiteren Verlauf gelangen dann die Strahlenbündel
SB1 und SB2 über die Reflektoren RF1 und RF2 zu
den Planspiegeln SP1 und SP2, werden von diesen reflektiert
und gelangen dann auf umgekehrtem Weg wieder zurück zu dem
Strahlteiler ST. Um dies zu erreichen, sind die optische
Achse OA, der Strahlteiler ST und die Planspiegel SP1 und
SP2 so zueinander justiert, daß die Strahlenbündel SB1 und
SB2 jeweils senkrecht auf die Planspiegel PS1 bzw. PS2 auftreffen.
Bei dem Interferometer nach Fig. 2 werden die beiden Retroreflektoren
RF1 und RF2 vorzugsweise gemeinsam so angetrieben,
daß die Wegänderungen gegenphasig verlaufen, wie schon in
Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 beschrieben
ist. Hierdurch ist erreicht, daß, wenn bei dem einen Retroreflektor
der Weg des Strahlenbündels zu dem zugeordneten
Planspiegel und zurück ein Maximum ist, der entsprechende
Weg des anderen Strahlenbündels über den anderen Retroreflektor
ein Minimum darstellt. Da der Raum zwischen den beiden
Retroreflektoren RF1 und RF2 frei von weiteren Komponenten
bleiben muß, werden die beiden Reflektoren von einem gemeinsamen,
nicht näher dargestellten Motor beispielsweise
mit Hilfe einer Transmissionswelle und entsprechenden Zahnrädern
bzw. mittels Zahn- bzw. Keilriemen von außen angetrieben
und dadurch phasenstarr in Rotation versetzt.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Interferometers
gemäß der Erfindung dargestellt, wobei ebenfalls wieder
die gleichen Komponenten wie in den vorstehend beschriebenen
Fig. 1 und 2 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet
und nicht noch einmal im einzelnen beschrieben sind. In
der Ausführungsform nach Fig. 3 sind zusätzlich noch vier
Umlenkspiegel ULS1 bis ULS4 vorgesehen, welche so angeordnet
sind, daß durch sie die vom Strahlteiler ST kommenden Strahlenbündel
SB1 und SB2 in die Retroreflektoren RF1 und RF2
umgelenkt werden. Über die Reflektoren gelangen dann die
Strahlenbündel SB1 und SB2 zu den Planspiegeln PS1 und PS2,
werden von diesen reflektiert und gelangen dann wieder auf
umgekehrtem Wege zurück zu dem Strahlteiler ST.
Um dies zu gewährleisten, sind die optische Achse OA, der
Strahlteiler ST, die vier Umlenkspiegel ULS1 bis ULS4 sowie
die beiden Planspiegel PS1 und PS2 so zueinander justiert,
daß auch in dieser Ausführungsform die Strahlenbündel jeweils
senkrecht auf die beiden Planspiegel PS1 und PS2 auftreffen.
Die Winkel α und β sind sinngemäß in analoger Weise,
wie vorstehend bezüglich der Ausführungsform nach Fig. 2 beschrieben,
festgelegt.
In Fig. 4 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform gemäß
der Erfindung dargestellt, wobei ebenfalls wieder die
gleichen Komponenten wie in den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und
nachstehend nicht noch einmal beschrieben sind. Im Unterschied
zu den Ausführungsformen in Fig. 2 und 3 sind bei dem
Interferometer nach Fig. 4 die beiden Retroreflektoren RF1
und RF2 mit ihren Außenseiten einander zugewandt und spiegelsymmetrisch
zu der Symmetrieebene SE angeordnet. Die beiden
Planspiegel PS1 und PS2 sind wieder gegenüber den Aperturen
der beiden Retroreflektoren RF1 und RF2 angeordnet.
Die vier Umlenkspiegel ULS1 bis ULS4 sind, wie aus Fig. 4 zu
ersehen ist, so angeordnet, daß wiederum die vom Strahlteiler
ST kommenden Strahlenbündel SB1 bis SB2 in die Reflektoren
RF1 bzw. RF2 umgelenkt werden, über diese zu den Planspiegeln
PS1 und PS2 gelangen, von diesen wiederum reflektiert
und dann auf dem umgekehrten Weg wieder zurück zu dem
Strahlteiler kommen.
Wie bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen
sind auch hier wieder die optische Achse OA, der Strahlteiler
ST, die Umlenkspiegel ULS1 bis ULS4 sowie die Planspiegel
PS1 und PS2 so zueinander justiert, daß, wie aus
Fig. 4 zu ersehen ist, die Strahlenbündel jeweils wieder
senkrecht auf die Planspiegel PS1 und PS2 auftreffen. Der
Winkel α ist sinngemäß in analoger Weise wie bei der Ausführungsform
nach Fig. 2 festgelegt.
Bei der Ausführungsform des Interferometers nach Fig. 4 können
die Retroreflektoren RF1 und RF2 beispielsweise wieder
über Zahnräder oder Zahn- oder Keilriemen starr an einen gemeinsamen
Motor angekoppelt sein und dadurch dann in Drehung
versetzt werden. Bei der Ausführungsform des Interferometers
nach Fig. 4 können jedoch die Reflektoren RF1 und RF2 auch
starr mit je einem der beiden Wellenenden eines Motors verbunden
sein, wobei dann die Welle des Motors mit der Drehachse
DA zusammenfällt.
In Fig. 5 ist noch eine weitere bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung beschrieben, bei welcher ebenfalls wiederum
die gleichen Komponenten wie in den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen versehen
und daher nicht noch einmal im einzelnen angeführt und beschrieben
sind. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Interferometer
sind die beiden Retroreflektoren RF1 und RF2 wiederum
mit ihren Aperturen einander zugewandt und ebenfalls wieder
spiegelsymmetrisch zu der Symmetrieebene SE angeordnet. Bei
dieser Ausführungsform ist jedoch statt der in Fig. 2 bis 4
vorgesehenen Planspiegel PS1 und PS2 eine planparallele,
beidseitig verspiegelte Platte PPP in der Symmetrieebene SE
angeordnet. Hierbei ist die Größe dieser Platte PPP so gewählt,
daß ein Strahlenbündel von einem der Retroreflektoren
RF1 bzw. RF2 in jeder Stellung der beiden Reflektoren die
Platte PPP vollständig mit dem gesamten Durchmesser des
jeweiligen Strahlenbündels SB1 bzw. SB2 trifft; die hierdurch
festgelegte Größe der planparallelen, beidseitig verspiegelten
Platte PPP sollte zweckmäßigerweise nicht überschritten
werden. Insbesondere sollte die Platte PPP nicht weiter in
den zwischen den beiden Reflektoren RF1 und RF2 festgelegten
Raum vorstehen.
Wie in Fig. 5 dargestellt, sind bei dieser Ausführungsform im
Unterschied zu den Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 nur
zwei Umlenkspiegel ULS1 und ULS2 erforderlich, welche zwischen
den beiden Retroreflektoren RF1 und RF2 in der Weise
angeordnet sind, daß die von dem Strahlteiler ST kommenden
Strahlenbündel SB1 bzw. SB2 in die Reflektoren RF1 und RF2
umgelenkt werden. Die Strahlenbündel SB1 und SB2 gelangen
dann über die beiden Reflektoren RF1 bzw. RF2 von entgegengesetzten
Seiten auf die planparallele Platte PPP, werden
von dieser reflektiert und gelangen dann auf umgekehrtem Weg
wieder zurück zu dem Strahlteiler ST.
Auch bei dieser Ausführungsform sind die optische Achse OA,
der Strahlteiler ST, die Umlenkspiegel ULS1 und ULS2 und die
planparallele Platte PPP so zueinander justiert, daß die
Strahlenbündel von beiden Seiten senkrecht auf die planparallele
Platte PPP auftreffen. Hierzu sind die Drehachsen DA1
und DA2 der beiden Reflektoren RF1 und RF2 um einen Winkel γ
gegeneinander und um einen Winkel δ gegenüber dem Lot auf
die planparallele Platte PPP geneigt. Die maximal möglichen
und zulässigen Neigungswinkel können in bekannter Weise
rechnerisch oder auch experimentell ermittelt werden.
Damit auch bei dieser Ausführungsform die beiden Retroreflektoren
RF1 und RF2 wieder exzentrisch rotieren, sind deren
Drehachsen DA1 und DA2 bezogen auf die Symmetriezentren
SZ1 bzw. SZ2 wieder um den Abstand d seitlich versetzt. Auch
hier bestimmen wieder der Neigungswinkel und der analog dem
Neigungswinkel festgelegte Versatz d die spektrale Auflösung
der Anordnung. Ebenso kehren auch bei dieser Ausführungsform
nach Durchlaufen der Anordnung die Strahlenbündel SB1 und
SB2 wieder zu dem Strahlteiler ST zurück, interferieren dort
und werden dann mittels der Sammellinse SL auf dem Detektor
D fokussiert.
Wie bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
ändern sich die Weglängen im Betrieb auch in der Ausführungsform
nach Fig. 5 gegenphasig, so daß, wenn der Weg des
Strahlenbündels für den einen Reflektor zu der planparallelen
Platte und zurück ein Maximum ist, der Weg des anderen
Strahlungsbündels bezüglich des anderen Retroreflektors ein
Minimum ist. Da auch bei der Ausführungsform nach Fig. 5 der
Raum zwischen den beiden Retroreflektoren RF1 und RF2 frei
von weiteren Komponenten bleiben muß, erfolgt auch hier wiederum
der Antrieb der beiden Reflektoren in der beschriebenen
Weise von außen her.
In Abwandlung der Anordnung nach Fig. 5 können jedoch auch
die Drehachsen DA1 und DA2 der beiden Retroreflektoren RF1
und RF2 parallel zueinander verlaufen oder miteinander
fluchten. In diesem Fall ist dann jedoch die planparallele
Platte PPP um einen Winkel bezüglich der Drehachsen DA1 und
DA2 zu neigen. Die übrigen, vorstehend angeführten Bedingungen
hinsichtlich der Strahlenführung sind auch bei dieser
Abwandlung einzuhalten; insbesondere müssen die beiden
Strahlenbündel SB1 und SB2 wiederum senkrecht auf die planparallele
Platte PPP auftreffen. Auch bei dieser Ausführungsform
wird bei einer parallelen oder fluchtenden Ausrichtung
der beiden Drehachsen DA1 und DA2 der Antrieb gegenüber
der in Fig. 5 dargestellten Anordnung erheblich einfacher.
Eine weitere mögliche Ausführungsform eines Interferometers
gemäß der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt, wobei ebenfalls
wieder die gleichen Komponenten wie in den vorstehend
beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet und daher nicht noch einmal im
einzelnen beschrieben sind. In der Ausführungsform nach
Fig. 6 sind die beiden Retroreflektoren RF1 und RF2 so nebeneinander
angeordnet, daß ihre Drehachsen DA1 und DA2 einen
Winkel γ einschließen und ihre Aperturen etwa in die gleiche
Richtung weisen. Bei der Ausführungsform in Fig. 6 gilt für
die Winkel γ und δ: δ=γ/2. Die beiden Planspiegel PS1
und PS2 sind, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, gegenüber der
in Fig. 6 oberen Hälfte des Retroreflektors RF1 bzw. unteren
Hälfte des anderen Retroreflektors RF2 angeordnet. Ferner
sind auch in dieser Ausführungsform wieder nur zwei Umlenkspiegel
ULS1 und ULS2 vorgesehen.
Über den Strahlteiler ST und die beiden Umlenkspiegel ULS1
und ULS2 werden die Strahlhälften SB1 und SB2 über die beiden
Reflektoren RF1 bzw. RF2 auf die beiden Planspiegel PS1
und PS2 geführt, von dort auf umgekehrten Weg wieder zurück
zu dem Strahlteiler und von dort zu dem Detektor D geführt.
Auch bei dieser Ausführungsform sind die vorstehend
angeführten Bedingungen bezüglich der Strahlführung einzuhalten.
Ebenso wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
ist bei der Ausführungsform nach Fig. 6 durch
eine entsprechende Wahl der Abstände zwischen den optischen
Komponenten erreicht, daß in einer bestimmten Drehstellung
die optischen Weglängen durch die beiden Retroreflektoren
gleich lang sind.
Ebenso erfolgt auch bei dieser Ausführungsform die Einstellung
der Retroreflektoren RF1 und RF2 bezüglich ihrer Winkelstellung
so, daß bei einer Umdrehung der Weg durch den
einen Reflektor länger wird, während er durch den anderen
Reflektor verkürzt wird, und umgekehrt. Der Antrieb der beiden
Reflektoren RF1 und RF2 erfolgt auch wiederum durch
einen gemeinsamen Motor über Zahnräder, Zahnriemen u. ä.
Anstelle der beiden Planspiegel PS1 und PS2 kann auch ein
einziger Planspiegel verwendet werden, welcher in der Mitte
eine Ausnehmung zum Durchlassen der Strahlenbündel SB1 und
SB2 aufweist. Ferner kann anstelle der beiden Planspiegel
PS1 und PS2 ein einziger Planspiegel vorgesehen sein, welcher
in der Mitte der Anordnung nach Fig. 6 gegenüber den
beiden Retroreflektoren RF1 und RF2 so angebracht ist, daß
er die benachbarten Aperturhälften überdeckt. Die Umlenkspiegel
ULS1 und ULS2 sind dann auf beiden Seiten des Planspiegels
angeordnet und lenken die von dem zwischen ihnen
angeordneten Strahlteiler ST kommenden Strahlenhälften SB1
und SB2 in die beiden Retroreflektoren RF1 und RF2.
Bei allen vorstehend anhand von Fig. 1 bis 6 beschriebenen
Ausführungsformen können zusätzlich auch noch brechende Keile
vorgesehen sein. Hierbei ist dann je ein brechender Keil
vor den Aperturen der Retroreflektoren in der Weise angebracht,
daß die von den Strahlenbündeln durchlaufenen Keildicken
bei gegenläufiger Rotation der beiden Retroreflektoren
für den einen Interferometerarm zunehmen, während sie
für den anderen Interferometerarm abnehmen, und umgekehrt.
Hierbei müssen die Drehachsen der Retroreflektoren nicht gegen
die optische Achse OA geneigt sein.
Brechende Keile zu verwenden, ist jedoch dann besonders vorteilhaft,
wenn die Drehachsen der beiden Retroreflektoren
gegen die optische Achse geneigt sind. Hierdurch ist dann
der optische Wegunterschied auf zweifache Weise vergrößert,
und zwar zum einen durch die schon beschriebene, geometrische
Wegänderung, welche durch die auf die Bezugsebene der
Planspiegel bzw. der planparallelen Platte bezogene Nutation
der beiden Retroreflektoren bewirkt wird, und zum anderen
durch die optische Wegänderung beim Durchlaufen unterschiedlicher
Dicken der brechenden Keile. Hierbei sind die Ausrichtungen
der Keile und der Drehstellungen der beiden Retroreflektoren
zu- und untereinander so vorzunehmen, daß
einerseits für jeden Reflektor die vom Strahlenbündel durchlaufene
Keildicke zunimmt, wenn die geometrische Länge zunimmt,
und beide auch wiederum synchron abnehmen, und daß
andererseits wiederum die Wege für den einen Reflektor zunehmen,
während sie für den anderen Reflektor abnehmen, und
umgekehrt. In bekannter Weise ergibt sich dann der durch die
Keile bewirkte, optische Wegunterschied aus dem Produkt des
Brechungsindex des Keilmaterials und der Differenz der von
den beiden Strahlenbündeln SB1 und SB2 durchlaufenen Materialstärken.
Es ergeben sich dann große optische Wegunterschiede,
wenn das Material einen hohen Brechungsindex hat, wie
beispielsweise Silizium, Germanium und Tellur im infraroten
Spektralbereich.
In Fig. 7 ist eine der Ausführungsform der Fig. 2 ähnliche
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Interferometers dargestellt,
bei welchem brechende Keile K1 und K2 zwischen den
Planspiegel PS1 und PS2 und dem jeweils zugeordneten Retroreflektor
RF1 bzw. RF2 angeordnet sind, welche mit ihren
Aperturen einander zugewandt sind. Der Strahlenverlauf der
Strahlhälften SB1 und SB2 von dem Strahlteiler ST in die Retroreflektoren
RF1 und RF2 durch den jeweiligen Keil K1 bzw.
K2 auf den zugeordneten Planspiegel PS1 bzw. PS2 und zurück
in umgekehrte Richtung ist analog den übrigen Ausführungsformen
im einzelnen in Fig. 7 dargestellt.
In allen beschriebenen und in den Fig. 1 bis 7 dargestellten
Ausführungsformen kann bzw. können einer oder beide Planspiegel
PS1 bzw. PS2 und gegebenenfalls die in der Funktion
äquivalente, planparallele Platte PPP so angebracht
sein, daß sie mechanisch oder elektromagnetisch parallel zu
sich selbst über die maximale Wegdifferenz der beiden Interferometerarme
bezüglich der Strahlhälften SB1 und SB2 verschiebbar
sind. Hierdurch kann dann das zentrale Maximum in
seiner Lage im zeitlichen Verlauf des Interferogramms bzw.
dessen Lage in Abhängigkeit von der Drehstellung der Retroreflektoren
RF1 und RF2 verschoben werden. Auf diese Weise
lassen sich dann ein symmetrisches Interferogramm oder auch
Interferogramme mit einer Asymmetrie unterschiedlichen Grades
erhalten. Gleichzeitig ist damit die Einstellung einer
unterschiedlichen spektralen Auflösung erreicht. Ein symmetrisches
Interferogramm ermöglicht in bekannter Weise die
Berechnung von Spektren, welche frei von Phasenfehlern sind.
In den verschiedenen Ausführungsformen sind auch andere als
die in den Zeichnungen eingetragenen und in der Beschreibung
angeführten Winkel zwischen den einzelnen Komponenten möglich,
solange die in der Beschreibung erläuterte Strahlenführung
gewährleistet ist. Hierdurch kann in dem einen oder
anderen Fall auch erreicht werden, daß die Zahl der benötigten
Umlenkspiegel kleiner ist. Ferner eignen sich zum Antrieb
der beiden Retroreflektoren RF1 und RF2 in den verschiedenen
Ausführungsformen auch Schrittmotore, insbesondere
dann, wenn die Wegdifferenz schrittweise geändert werden
soll.
Claims (10)
1. Interferometer nach Michelson zur Erzeugung optischer
Wegunterschiede, mit einem rotierenden Retroreflektor (RF1),
einem Strahlteiler (ST), einem ersten festen Planspiegel
(PS1) und einem zweiten festen Planspiegel (PS2), dadurch
gekennzeichnet,
daß ein zweiter rotierender Retroreflektor (RF2) vorgesehen ist,
daß die beiden spiegelsymmetrisch zu ihrer Symmetrieebene (SE) angeordneten Reflektoren (RF1, RF2) mit ihren Aperturseiten einander zugewandt sind und eine gemeinsame Drehachse (DA) haben, welche gegen das jeweilige Lot auf die beiden Planspiegel (PS1, PS2) um einen Winkel (α) geneigt ist, und welche bezogen auf die jeweiligen Symmetriezentren (SZ1, SZ2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) um einen Abstand (d) seitlich versetzt ist,
daß gegenüber den Aperturen der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) je einer der beiden Planspiegel (PS1, PS2) angeordnet ist, welche um einen Winkel (β) gegeneinander geneigt sind,
daß der Strahlteiler (ST) in der Symmetrieebene (SE) seitlich versetzt zu und teilweise zwischen den Retroreflektoren (RF1, RF2) angeordnet ist,
daß optische Achse (OA), Strahlteiler (ST), beide Planspiegel (PS1, PS2) und beide Reflektoren (RF1, RF2) so zueinander justiert sind, daß Strahlenbündel jeweils senkrecht auf die beiden Planspiegel (PS1, PS2) auftreffen, und daß die beiden von einem gemeinsamen Motor synchron oder gegenläufig angetriebenen Retroreflektoren (RF1, RF2) in ihrer Winkelstellung zueinander so justiert sind, daß in der einen Drehstellung, in welcher der Abstand von dem ersten Planspiegel (PS1) zu dem einen Retroreflektor (RF1) minimal ist, der Abstand von dem zweiten Planspiegel (PS2) zu dem zweiten Retroreflektor (RF2) maximal ist, so daß dadurch in dieser Stellung der Weg des einen Strahlenbündels (SB1) vom Strahlteiler (ST) zum ersten Planspiegel (PS1) minimal und der entsprechende Weg des zweiten Strahlenbündels (SB2) zum zweiten Planspiegel (PS2) maximal ist.
daß ein zweiter rotierender Retroreflektor (RF2) vorgesehen ist,
daß die beiden spiegelsymmetrisch zu ihrer Symmetrieebene (SE) angeordneten Reflektoren (RF1, RF2) mit ihren Aperturseiten einander zugewandt sind und eine gemeinsame Drehachse (DA) haben, welche gegen das jeweilige Lot auf die beiden Planspiegel (PS1, PS2) um einen Winkel (α) geneigt ist, und welche bezogen auf die jeweiligen Symmetriezentren (SZ1, SZ2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) um einen Abstand (d) seitlich versetzt ist,
daß gegenüber den Aperturen der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) je einer der beiden Planspiegel (PS1, PS2) angeordnet ist, welche um einen Winkel (β) gegeneinander geneigt sind,
daß der Strahlteiler (ST) in der Symmetrieebene (SE) seitlich versetzt zu und teilweise zwischen den Retroreflektoren (RF1, RF2) angeordnet ist,
daß optische Achse (OA), Strahlteiler (ST), beide Planspiegel (PS1, PS2) und beide Reflektoren (RF1, RF2) so zueinander justiert sind, daß Strahlenbündel jeweils senkrecht auf die beiden Planspiegel (PS1, PS2) auftreffen, und daß die beiden von einem gemeinsamen Motor synchron oder gegenläufig angetriebenen Retroreflektoren (RF1, RF2) in ihrer Winkelstellung zueinander so justiert sind, daß in der einen Drehstellung, in welcher der Abstand von dem ersten Planspiegel (PS1) zu dem einen Retroreflektor (RF1) minimal ist, der Abstand von dem zweiten Planspiegel (PS2) zu dem zweiten Retroreflektor (RF2) maximal ist, so daß dadurch in dieser Stellung der Weg des einen Strahlenbündels (SB1) vom Strahlteiler (ST) zum ersten Planspiegel (PS1) minimal und der entsprechende Weg des zweiten Strahlenbündels (SB2) zum zweiten Planspiegel (PS2) maximal ist.
2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlenbündel (SB1, SB2) vom
Strahlteiler (ST) aus über entsprechend angeordnete und justierte
Umlenkspiegel (ULS1 bis ULS4) in die Retroreflektoren
(RF1, RF2) so geleitet sind, daß die aus den beiden Retroreflektoren
(RF1, RF2) austretenden Strahlenbündel (SB1, SB2)
jeweils senkrecht auf die Planspiegel (PS1 und PS2) auftreffen.
3. Interferometer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Retroreflektoren (RF1,
RF2) mit ihren Aperturen voneinander abgewandt sind und ihre
gemeinsame Drehachse (DA) mit der Drehachse eines gemeinsamen
Antriebsmotors zusammenfällt, und daß mit den beiden Wellenenden
des Antriebsmotors je einer der beiden Retroreflektoren
(RF1, RF2) verbunden ist.
4. Interferometer nach Michelson zur Erzeugung optischer
Wegunterschiede, mit einem rotierenden Retroreflektor (RF1),
einem Strahlteiler (ST), einem ersten festen Planspiegel
und einem zweiten festen Planspiegel, dadurch
gekennzeichnet,
daß ein zweiter rotierender Retroreflektor (RF2) vorgesehen ist,
daß die beiden spiegelsymmetrisch zu ihrer Symmetrieebene (SE) angeordneten Reflektoren (RF1, RF2) mit ihren Aperturseiten einander zugewandt sind,
daß die beiden festen Planspiegel zu einer in der Symmetrieebene (SE) spiegelsymmetrisch angeordneten, beidseitig verspiegelten, planparallelen Platte (PPP) zusammengefaßt sind,
daß spiegelsymmetrisch zu der Symmetrieebene (SE) zwei Umlenkspiegel (ULS1, ULS2) angeordnet sind,
daß die beiden Drehachsen (DA1, DA2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) gegeneinander um einen Winkel (γ) und gegen das jeweilige Lot auf die planparallele Platte (PPP) um jeweils den gleichen Winkel (δ) geneigt sind, und bezogen auf die jeweiligen Symmetriezentren (SZ1, SZ2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) um einen Abstand (d) seitlich versetzt sind,
daß der Strahlteiler (ST) in der Symmetrieebene (SE) seitlich versetzt zu und teilweise zwischen den Retroreflektoren (RF1, RF2) angeordnet ist,
daß optische Achse (OA), Strahlteiler (ST), planparallele Platte (PPP) und beide Reflektoren (RF1, RF2) so zueinander justiert sind, daß Strahlenbündel (SB1, SB2) jeweils senkrecht auf die planparallele Platte (PPP) auftreffen, und
daß die beiden von einem gemeinsamen Motor synchron oder gegenläufig angetriebene Retroreflektoren (RF1, RF2) in systemkonformer Winkelstellung zueinander justiert sind.
daß ein zweiter rotierender Retroreflektor (RF2) vorgesehen ist,
daß die beiden spiegelsymmetrisch zu ihrer Symmetrieebene (SE) angeordneten Reflektoren (RF1, RF2) mit ihren Aperturseiten einander zugewandt sind,
daß die beiden festen Planspiegel zu einer in der Symmetrieebene (SE) spiegelsymmetrisch angeordneten, beidseitig verspiegelten, planparallelen Platte (PPP) zusammengefaßt sind,
daß spiegelsymmetrisch zu der Symmetrieebene (SE) zwei Umlenkspiegel (ULS1, ULS2) angeordnet sind,
daß die beiden Drehachsen (DA1, DA2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) gegeneinander um einen Winkel (γ) und gegen das jeweilige Lot auf die planparallele Platte (PPP) um jeweils den gleichen Winkel (δ) geneigt sind, und bezogen auf die jeweiligen Symmetriezentren (SZ1, SZ2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) um einen Abstand (d) seitlich versetzt sind,
daß der Strahlteiler (ST) in der Symmetrieebene (SE) seitlich versetzt zu und teilweise zwischen den Retroreflektoren (RF1, RF2) angeordnet ist,
daß optische Achse (OA), Strahlteiler (ST), planparallele Platte (PPP) und beide Reflektoren (RF1, RF2) so zueinander justiert sind, daß Strahlenbündel (SB1, SB2) jeweils senkrecht auf die planparallele Platte (PPP) auftreffen, und
daß die beiden von einem gemeinsamen Motor synchron oder gegenläufig angetriebene Retroreflektoren (RF1, RF2) in systemkonformer Winkelstellung zueinander justiert sind.
5. Interferometer nach Michelson zur Erzeugung optischer
Wegunterschiede, mit einem rotierenden Retroreflektor (RF1),
einem Strahlteiler (ST), einem ersten festen Planspiegel
(S1) und einem zweiten festen Planspiegel (S2), dadurch
gekennzeichnet,
daß ein zweiter rotierender Retroreflektor (RF2) vorgesehen ist,
daß die beiden Reflektoren (RF1, RF2) mit ihren jeweiligen Drehachsen (DA1, DA2) bezüglich ihrer Symmetrieachsen (SY1, SY2) sowie bezüglich ihrer jeweiligen optischen Achse (OA) vorzugsweise um denselben Winkel (α′) geneigt sind, und bezogen auf die jeweiligen Symmetriezentren (SZ1, SZ2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) um einen Abstand (d) seitlich versetzt sind,
daß gegenüber einer Hälfte der Aperturen der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) je einer der beiden Planspiegel (S1, S2) angeordnet ist, welche ihrerseits senkrecht zueinander ausgerichtet sind,
daß der Strahlteiler (ST) gegenüber der jeweils anderen Hälfte der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) angeordnet ist,
daß die optischen Achsen (OA), der Strahlteiler (ST), die beiden Planspiegel, (S1, S2) und die beiden Reflektoren (RF1, RF2) so zueinander justiert sind, daß die Strahlenbündel jeweils senkrecht auf die beiden Planspiegel (S1, S2) auftreffen, und
daß die beiden von einem gemeinsamen Motor synchron oder gegenläufig angetriebenen Retroreflektoren (RF1, RF2) in systemkonformer Winkelstellung zueinander justiert sind.
daß ein zweiter rotierender Retroreflektor (RF2) vorgesehen ist,
daß die beiden Reflektoren (RF1, RF2) mit ihren jeweiligen Drehachsen (DA1, DA2) bezüglich ihrer Symmetrieachsen (SY1, SY2) sowie bezüglich ihrer jeweiligen optischen Achse (OA) vorzugsweise um denselben Winkel (α′) geneigt sind, und bezogen auf die jeweiligen Symmetriezentren (SZ1, SZ2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) um einen Abstand (d) seitlich versetzt sind,
daß gegenüber einer Hälfte der Aperturen der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) je einer der beiden Planspiegel (S1, S2) angeordnet ist, welche ihrerseits senkrecht zueinander ausgerichtet sind,
daß der Strahlteiler (ST) gegenüber der jeweils anderen Hälfte der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) angeordnet ist,
daß die optischen Achsen (OA), der Strahlteiler (ST), die beiden Planspiegel, (S1, S2) und die beiden Reflektoren (RF1, RF2) so zueinander justiert sind, daß die Strahlenbündel jeweils senkrecht auf die beiden Planspiegel (S1, S2) auftreffen, und
daß die beiden von einem gemeinsamen Motor synchron oder gegenläufig angetriebenen Retroreflektoren (RF1, RF2) in systemkonformer Winkelstellung zueinander justiert sind.
6. Interferometer nach Michelson zur Erzeugung optischer
Wegunterschiede, mit einem rotierenden Retroreflektor (RF1),
einem Strahlteiler (ST), einem ersten festen Planspiegel
(PS1) und einem zweiten festen Planspiegel (PS2), dadurch
gekennzeichnet,
daß ein zweiter rotierender Retroreflektor (RF2) vorgesehen ist,
daß die Aperturen der beiden spiegelsymmetrisch zu ihrer Symmetrieebene (SE) nebeneinander angeordneten Reflektoren (RF1, RF2) etwa in die gleiche Richtung weisen und die Drehachsen (DA1, DA2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) miteinander und bezüglich des jeweiligen Lots auf die beiden in einer Ebene liegenden Planspiegel (PS1, PS2) einen Winkel (α) einschließen und bezogen auf die jeweiligen Symmetriezentren (SZ1, SZ2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) um einen Abstand (d) seitlich versetzt sind,
daß gegenüber den außenliegenden Hälften der Aperturen der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) je einer der beiden in einer Ebene liegenden Planspiegel (PS1, PS2) angeordnet ist,
daß der Strahlteiler (ST) in der Symmetrieebene (SE) seitlich versetzt zu den Retroreflektoren (RF1, RF2) und zu den beiden Planspiegeln (PS1, PS2) angeordnet ist,
daß spiegelsymmetrisch zu der Symmetrieebene (SE) gegenüber den benachbarten, innenliegenden Hälften der Retroreflektoren (RF1, RF2) jeweils ein Umlenkspiegel (ULS1, ULS2) angeordnet ist,
daß optische Achse (OA), Strahlteiler (ST), beide Planspiegel (PS1, PS2), beide Umlenkspiegel (ULS1, ULS2) und beide Reflektoren (RF1, RF2) so zueinander justiert sind, daß Strahlenbündel jeweils senkrecht auf die beiden Planspiegel (PS1, PS2) auftreffen, und
daß die beiden von einem gemeinsamen Motor synchron oder gegenläufig angetriebenen Retroreflektoren (RF1, RF2) in systemkonformer Winkelstellung zueinander justiert sind.
daß ein zweiter rotierender Retroreflektor (RF2) vorgesehen ist,
daß die Aperturen der beiden spiegelsymmetrisch zu ihrer Symmetrieebene (SE) nebeneinander angeordneten Reflektoren (RF1, RF2) etwa in die gleiche Richtung weisen und die Drehachsen (DA1, DA2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) miteinander und bezüglich des jeweiligen Lots auf die beiden in einer Ebene liegenden Planspiegel (PS1, PS2) einen Winkel (α) einschließen und bezogen auf die jeweiligen Symmetriezentren (SZ1, SZ2) der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) um einen Abstand (d) seitlich versetzt sind,
daß gegenüber den außenliegenden Hälften der Aperturen der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) je einer der beiden in einer Ebene liegenden Planspiegel (PS1, PS2) angeordnet ist,
daß der Strahlteiler (ST) in der Symmetrieebene (SE) seitlich versetzt zu den Retroreflektoren (RF1, RF2) und zu den beiden Planspiegeln (PS1, PS2) angeordnet ist,
daß spiegelsymmetrisch zu der Symmetrieebene (SE) gegenüber den benachbarten, innenliegenden Hälften der Retroreflektoren (RF1, RF2) jeweils ein Umlenkspiegel (ULS1, ULS2) angeordnet ist,
daß optische Achse (OA), Strahlteiler (ST), beide Planspiegel (PS1, PS2), beide Umlenkspiegel (ULS1, ULS2) und beide Reflektoren (RF1, RF2) so zueinander justiert sind, daß Strahlenbündel jeweils senkrecht auf die beiden Planspiegel (PS1, PS2) auftreffen, und
daß die beiden von einem gemeinsamen Motor synchron oder gegenläufig angetriebenen Retroreflektoren (RF1, RF2) in systemkonformer Winkelstellung zueinander justiert sind.
7. Interferometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß vor den Aperturen
der beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) im Strahlengang der
Strahlenbündel (SB1, SB2) Keile (K1, K2) aus brechendem Material
angeordnet und bezüglich der Drehstellungen der beiden
Reflektoren (RF1, RF2) so ausgerichtet sind, daß einerseits
von jedem Reflektor (RF1 oder RF2) die von dem jeweiligen
Strahlenbündel (SB1 oder SB2) durchlaufene Keildicke
zunimmt, wenn die geometrische Weglänge zunimmt und beide
Weglängen auch synchron abnehmen, und daß andererseits wiederum
die Wege für die eine Retroreflektor-Keil-Anordnung
zunehmen, während sie für die andere Retroreflektor-Keil-Anordnung
abnehmen, und umgekehrt.
8. Interferometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Planspiegel
(PS1, PS2; S1, S2) entsprechend montiert und ihre
Größe so bemessen ist, daß ein Strahlbündel (SB1 oder SB2)
von einem der beiden Reflektoren (RF1 oder RF2) in jeder
deren Stellungen den jeweils zugeordneten Planspiegel (PS1
oder PS2; S1 oder S2) mit seinem Durchmesser vollständig
ausfüllt.
9. Interferometer nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Retroreflektoren (RF1, RF2) an ihrer Außenseite über den
gemeinsamen Motor durch Zwischenschalten einer Transmissionswelle
und von Zahnrädern oder Zahn- bzw. Keilriemen
synchron oder gegenläufig angetrieben und so in
kontinuierliche Rotation versetzt sind, daß bei jeder Umdrehung
der Reflektoren (RF1, RF2) die Wege der beiden
Strahlenbündel (SB1, SB2) gegenphasig den Zyklus von einem
Minimum über ein Maximum zu einem Minimum bzw. von einem
Maximum über ein Minimum zu einem Maximum durchlaufen, so
daß damit auch die Differenz der beiden Wege denselben Zyklus
über die Extrema durchläuft.
10. Interferometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) durch gesonderte Antriebe in Rotation versetzt sind und die Antriebe synchronisiert sind,
daß zur stufenlosen Einstellung der Wegdifferenz und damit auch der spektralen Auflösung die Phase zwischen den beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) von 180° bis 0° einstellbar ist, und
daß die Drehgeschwindigkeit der Reflektoren (RF1, RF2) im gleichen Maße heraufgesetzt wird, wie die Phase verringert wird bzw. herabgesetzt wird, wenn die Phase erhöht wird.
daß die beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) durch gesonderte Antriebe in Rotation versetzt sind und die Antriebe synchronisiert sind,
daß zur stufenlosen Einstellung der Wegdifferenz und damit auch der spektralen Auflösung die Phase zwischen den beiden Retroreflektoren (RF1, RF2) von 180° bis 0° einstellbar ist, und
daß die Drehgeschwindigkeit der Reflektoren (RF1, RF2) im gleichen Maße heraufgesetzt wird, wie die Phase verringert wird bzw. herabgesetzt wird, wenn die Phase erhöht wird.
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