DE4242882C2 - Method for testing aspherically curved surfaces and interferometer arrangement therefor - Google Patents

Method for testing aspherically curved surfaces and interferometer arrangement therefor

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen asphärisch gekrümmter Oberflächen, insbe­ sondere von optischen Bauelementen, mit Hilfe eines Interferometers, bei dem eine von ei­ ner Lichtquelle erzeugte Wellenfront an einem Hologramm gebeugt und in eine Prüfwelle umgewandelt wird, die Prüfwelle nach Passieren eines Strahlteilers zumindest teilweise an der asphärisch gekrümmten Oberfläche eines im Meßarm angeordneten Prüflings als Meß­ welle und an einem im Referenzarm angeordneten Spiegel als Referenzwelle reflektiert wird und bei dem durch Überlagerung der reflektierten Meß- und Referenzwelle in einer Beob­ achtungsebene ein Interferogramm erzeugt wird.The invention relates to a method for testing aspherically curved surfaces, in particular special of optical components, with the help of an interferometer, in which one of egg A wavefront generated by a light source is diffracted on a hologram and into a test wave is converted, the test shaft after passing through a beam splitter at least partially the aspherically curved surface of a test piece arranged in the measuring arm as a measurement wave and is reflected on a mirror arranged in the reference arm as a reference wave and in which by superimposing the reflected measurement and reference wave in an observ an interferogram is generated.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Interferometer-Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention further relates to an interferometer arrangement for carrying out a such procedure.

Es ist allgemein bekannt, zur berührungslosen Vermessung bzw. Prüfung der Oberflächen­ formen optischer Bauelemente, wie Linsen oder Spiegel, Interferometer einzusetzen. Häufig werden Interferometer vom Typ Twyman-Green oder Fizeau angewendet, wobei spezielle, der Form der zu vermessenden bzw. zu prüfenden Oberfläche angepaßte oder kollimierende hochgenaue Referenzbauelemente im Strahlengang zur Erzeugung einer Referenzwelle an­ geordnet sind (F. Kohlrausch, Praktische Physik, Teubner Stuttgart, 23. Auflage 1985, Bd. 1, S. 676 bis 678).It is generally known for non-contact measurement or testing of the surfaces shape optical components, such as lenses or mirrors, to use interferometers. Frequently Twyman-Green or Fizeau interferometers are used, special, adapted or collimating to the shape of the surface to be measured or tested highly accurate reference components in the beam path to generate a reference wave are arranged (F. Kohlrausch, Practical Physics, Teubner Stuttgart, 23rd Edition 1985, Vol. 1, Pp. 676 to 678).

Es ist auch ein holographisches Interferometer bekannt, bei dem zwei Objektzustände (Ist- und Sollzustand) in einem Hologramm gespeichert und ausgewertet werden (DE 26 15 081 A1). Bei dieser nach der sogenannten Doppelbelichtungstechnik arbeitenden Anordnung wird die Prüfwellenfront jedoch auch über einen Zylinderkegel mit sphärischer Oberfläche beschafft. A holographic interferometer is also known, in which two object states (actual and target state) are stored in a hologram and evaluated (DE 26 15 081 A1). In this arrangement, which works according to the so-called double exposure technique However, the test wave front is also over a cylindrical cone with a spherical surface procured.  

Während für die Prüfung ebener und sphärischer Oberflächen noch verhältnismäßig einfa­ che Systeme verfügbar sind, ist die Prüfung asphärischer Oberflächen vergleichsweise recht aufwendig, denn diese erfordern Kompensationsoptiken im Meßarm, welche die Wellenfront an die Asphäre anpassen, und Referenzbauelemente im Referenzarm. So ist ein Verfahren zur Vermessung von Brillengläsern bekannt, bei dem mit durch taktile Abtastung vor dem Einbau in die Anordnung genau vermessenen, der Prüflingsoberfläche möglichst genau ent­ sprechenden Referenzkörpern und Kompensationsoptiken im Interferometer-Strahlengang gearbeitet wird (DE 38 01 889 C2). While still relatively simple for testing flat and spherical surfaces systems are available, the testing of aspherical surfaces is comparatively right complex, because these require compensation optics in the measuring arm, which the wavefront adapt to the asphere, and reference components in the reference arm. This is a procedure known for measuring glasses, in which with tactile scanning before Installation in the arrangement, measure the surface of the test object as precisely as possible speaking reference bodies and compensation optics in the interferometer beam path is worked (DE 38 01 889 C2).  

Der Aufwand für die Herstellung derartiger Kompensationsoptiken, die damit verbundenen Kosten, aber auch der Justieraufwand in diesen Interferometern ist außerordentlich hoch.The effort for the production of such compensation optics, the associated Costs, but also the adjustment effort in these interferometers is extremely high.

Es ist auch eine Interferometer-Anordnung bekannt, die eine Laserstrahlenquelle, einen im Strahlengang angeordneten Strahlteiler zum Aufteilen einer einfallenden Lichtwelle in eine Meß- und in eine Referenzwelle, einen im Meßarm angeordneten Prüfling, an dessen Ober­ fläche die Meßwelle reflektiert wird, und einen im Referenzarm angeordneten Spiegel zur Re­ flexion der Referenzwelle aufweist und bei der zwischen Laserstrahlenquelle und Strahlteiler ein von einem Computer generiertes Hologramm (CGH) erzeugt ist, an dem die von der Strahlenquelle einfallende Wellenfront gebeugt wird (A. Handojo, J. de Jong, Interferometer for optical testing with computer-generated holograms, Applied Optics, Vol. 16, No. 3 (1977), 546-547). Zur Prüfung rotationssymmetrischer asphärischer Prüflingsoberflächen wird hierbei vorgeschlagen, ein Hologramm zu generieren, das in zwei gleich große D-för­ mige Sektionen unterteilt ist, mit der Absicht, durch Beugung der einfallenden Wellenfront in der einen Hologramm-Sektion eine Hälfte der gewünschten asphärischen Prüfwellenfront zu erzeugen und zwar mit positiven asphärischen Bereichen, so wie sie an der Prüflingsoberflä­ che vorliegen, und in der anderen Hologramm-Sektion eine asphärische Wellenfront zu erzeugen, die sich von der ersteren nur dadurch unterscheidet, daß die asphärischen Bereiche negativ sind. Hierdurch findet die Tatsache Berücksichtigung, daß die generierte Wellenfront mit den positiven asphärischen Bereichen an einer idealen, d. h. der Sollform ent­ sprechenden asphärischen Prüflingsoberfläche (mit positiven asphärischen Bereichen) un­ verändert reflektiert wird, im Referenzarm jedoch eine Wellenfront mit inversen asphärischen Bereichen entsteht, d. h. aus positiven werden negative Bereiche und umgekehrt.There is also an interferometer arrangement known, a laser beam source, a beam splitter arranged in the beam path for splitting an incident light wave into a measuring and a reference wave, a test piece arranged in the measuring arm, on the upper surface of which the measuring wave is reflected, and one in Has a reference arm arranged mirror for reflecting the reference wave and in which a hologram (CGH) generated by a computer is generated between the laser beam source and the beam splitter, on which the wave front incident from the radiation source is diffracted (A. Handojo, J. de Jong, Interferometer for optical testing with computer-generated holograms, Applied Optics, Vol. 16, No. 3 (1977), 546-547). To test rotationally symmetrical aspherical test specimen surfaces, it is proposed to generate a hologram that is divided into two equal-sized D-shaped sections with the intention of generating half of the desired aspherical test wavefront by diffraction of the incident wavefront in one hologram section with positive aspherical areas, such as those on the surface of the test specimen, and to generate an aspherical wavefront in the other hologram section, which differs from the former only in that the aspherical areas are negative. This takes into account the fact that the generated wavefront with the positive aspherical areas is reflected unaltered on an ideal, ie the target shape corresponding aspherical test specimen surface (with positive aspherical areas), but a wavefront with inverse aspherical areas arises in the reference arm, ie from positive areas become negative areas and vice versa.

Um nun die gesamte asphärische Prüflingsoberfläche inspizieren zu können, muß das aus den zwei D-förmigen Bereichen bestehende Hologramm um einen zentralen Punkt gedreht werden.To be able to inspect the entire aspherical test specimen surface, this must be done hologram consisting of the two D-shaped areas rotated around a central point will.

Dieses interferometrische Prüfverfahren ist somit nur für ganz spezielle, insbesondere rotationssymmetrische asphärische Prüflingsoberflächen anwendbar.This interferometric test method is therefore only for very special, in particular rotationally symmetrical aspherical specimen surfaces can be used.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem bei minimalem Aufwand und mit großer Genauigkeit Abweichungen einer beliebig asphärisch gekrümmten Oberfläche eines Prüflings von einer Sollform bestimmt werden können. Das Verfahren soll für Prüfobjekte mit zumindest teilweise reflektierender Oberfläche und Objektgrößen bis zu einigen Metern Durchmesser bzw. Kantenlänge anwendbar sein.It is therefore an object of the invention to provide a method of the type mentioned at the outset, with which deviations any with minimal effort and with great accuracy aspherically curved  Surface of a test object can be determined from a target shape. The procedure is supposed to for test objects with at least partially reflective surface and object sizes up to a few meters in diameter or edge length can be used.

Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine Interferometer-Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens zu schaffen, wobei der Aufwand für die Komponenten des Interfero­ meters und deren Justierung möglichst gering sein soll.The object of the invention is also an interferometer arrangement for carrying out a to create such a method, the effort for the components of the Interfero meters and their adjustment should be as small as possible.

Die vorgenannte Aufgabe wird mit einem Verfahren wie es im Patentanspruch 1 definiert ist erfindungsgemäß gelöst. Wesentlich ist, daß ein die Sollform der gesamten zu prüfenden Prüflingsoberfläche repräsentierendes Hologramm generiert wird und daß die Referenzwelle durch Reflexion derselben an einem phasenkonjugierenden Spiegel bereitgestellt wird.The above task is carried out using a method as described in Claim 1 is defined according to the invention. It is essential that a the target form of entire hologram representing the test specimen surface to be tested is generated and that the reference wave by reflecting it on a phase conjugate Mirror is provided.

Zur Auswertung des Interferogramms kann vorzugsweise ein statisches Auswerteverfahren eingesetzt werden. Es ist aber auch möglich, die Auswertung des Interferogramms mit Hilfe eines Phasenschiebeverfahrens, vorzugsweise mit mindestens drei Phasenschritten, durch­ zuführen.A static evaluation method can preferably be used to evaluate the interferogram be used. But it is also possible to evaluate the interferogram with the help a phase shifting method, preferably with at least three phase steps respectively.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten Verfahren zum Prüfen asphärischer Oberflächen dadurch aus, daß es folgende Vorteile in sich vereint:The method according to the invention is distinguished from the previously known methods for testing aspherical surfaces by combining the following advantages:

  • - Die Größe der zu prüfenden Oberfläche ist nicht durch die Apertur einer Kom­ pensationsoptik beschränkt. Das Verfahren arbeitet vielmehr ohne hochgenaue Kompensations- und Kollimationsoptiken sowie Referenzbauelemente.- The size of the surface to be tested is not due to the aperture of a comm optics limited. Rather, the process works without high-precision Compensation and collimation optics as well as reference components.
  • - Das erfindungsgemäße Verfahren bringt eine Reduzierung des Justieraufwandes mit sich, da lediglich das Hologramm und der Prüfling zueinander einer genauen Justierung bedürfen.- The method according to the invention brings a reduction in the adjustment effort with itself, since only the hologram and the device under test are accurate Adjustment required.
  • - Das Verfahren ist zum Prüfen beliebig asphärisch gekrümmter Oberflächen ge­ eignet.- The method is ge for testing any aspherically curved surfaces is suitable.
  • - Bei Berechnung des Hologrammes ist diese weniger kompliziert, da nur Freiraumausbreitung der asphärischen Prüfwelle behandelt werden muß, was mit einer Reduzierung der Rechenzeit einhergeht.- When calculating the hologram, this is less complicated because only Free space expansion of the aspherical test wave must be dealt with what is accompanied by a reduction in computing time.

Die vorgenannte des weiteren der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer In­ terferometer-Anordnung wie sie im Anspruch 4 definiert ist erfindungsgemäß gelöst. We­ sentlich ist, daß das im Strahlengang zwischen Lichtquelle und Strahlteiler sich befindende Hologramm ein die Sollform der gesamten zu prüfenden Prüflingsoberfläche repräsentie­ rendes Hologramm ist, an dem die einfallende Wellenfront gebeugt und in eine asphärische Welle umgewandelt wird, und daß als Spiegel zur Reflexion der Referenzwelle ein phasen­ konjugierender Spiegel dient.The aforementioned object further underlying the invention is achieved with an In Terferometer arrangement as defined in claim 4 is solved according to the invention. We It is significant that that located in the beam path between the light source and beam splitter Hologram represents the target shape of the entire test surface to be tested is a hologram on which the incident wave front is diffracted and into an aspherical Wave is converted, and that a phase as a mirror to reflect the reference wave conjugate mirror serves.

Vorzugsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Interferometer-Anordnung sind Gegenstand der Ansprüche 5 bis 9.Preferred embodiments of the interferometer arrangement according to the invention are Subject matter of claims 5 to 9.

In EP 63 977 B1 ist zwar ein Interferometer beschrieben, das u. a. als Bauelement auch einen phasenkonjugierenden Spiegel (PCM) aufweist, ansonsten hat aber dieser dem Nachweis nichtreziproker Effekte (hier: Sagnac-Effekt) dienende Interferometer-Typ weder Ähnlichkeit im Aufbau noch basiert er auf ähnlichen Wirkprinzipien, wie die erfindungsgemäß vorge­ schlagene Interferometer-Anordnung zur Formvermessung. Der PCM hat beim Interferome­ ter gemäß EP 63 977 B1 lediglich die Aufgabe zu erfüllen, die Welle in sich zurückzusenden, und nicht eine Referenzwelle an sich bereitzustellen. Mit einem solchen Interferometer kann keine Formvermessung erfolgen.In EP 63 977 B1 an interferometer is described, which u. a. as a component also one phase conjugate mirror (PCM), but otherwise it has the proof non-reciprocal effects (here: Sagnac effect) serving interferometer type neither similarity in construction, it is based on principles of action similar to those of the invention striking interferometer arrangement for shape measurement. The PCM has the interferome ter according to EP 63 977 B1 merely to fulfill the task of sending the wave back in, and not to provide a reference wave per se. With such an interferometer can no shape measurement.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeich­ nungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigenThe invention is based on exemplary embodiments and associated drawing nations are explained in more detail. Show in the drawings

Fig. 1 eine Anordnung zum Prüfen asphärischer Oberflächen mit Hilfe eines Interfero­ meters vom Twyman-Green-Typ, wobei mit einer Kugelwelle als Eingangswelle gearbeitet wird, Fig. 1 shows an arrangement for testing aspherical surfaces using an interferometry meters is being carried out with a ball shaft as an input shaft of the Twyman-Green type,

Fig. 2 eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 1, wobei eine ebene Welle als Eingangs­ welle dient, Fig. 2 shows a similar arrangement as in Fig. 1, wherein a plane wave as the input wave is used,

Fig. 3 eine Anordnung zum Prüfen asphärischer Oberflächen mit Hilfe eines Interfero­ meters vom Fizeau-Typ, wobei wie bei der Anordnung nach Fig. 1 mit einer Ku­ gelwelle als Eingangswelle gearbeitet wird und Fig. 3 shows an arrangement for testing aspherical surfaces with the help of an interferometer of the Fizeau type, wherein, as in the arrangement according to FIG. 1, a gel shaft is used as an input shaft and

Fig. 4 eine Anordnung mit dem Interferometer-Typ nach Fig. 3, wobei statt einer Ku­ gelwelle eine ebene Welle als Eingangswelle dient. Fig. 4 shows an arrangement with the interferometer type of FIG. 3, wherein instead of a Ku gelwelle a plane wave serves as an input shaft.

In der in Fig. 1 dargestellten Interferometer-Anordnung sind mit 1 ein als Lichtquelle die­ nender Laser und mit 2 ein von der Laserstrahlenquelle 1 erzeugter Laserstrahl bezeichnet. Durch Fokussierung dieses Laserstrahles 2 mit Hilfe eines Mikroobjektives 3 in eine Loch­ blende 4 (Pinhole) entsteht zunächst eine Kugelwelle 5. Die Kugelwelle 5 wird sodann durch Beugung an einem beispielsweise mit Hilfe eines Computers generierten Hologramm 6 (CGH) in eine gewünschte ideale asphärische Prüfwelle 7 umgewandelt. Das CGH 6 ist dabei so berechnet und hergestellt worden, daß die generierte asphärische Wellenfront in einer einmal fest vorzugebenden Entfernung mit der geforderten Oberflächenform eines in der Zeichnung mit 11 bezeichneten Prüflings übereinstimmt. Als Medium für das CGH dient beispielsweise eine geätzte Glasplatte, die mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht dargestell­ ten Feinpositioniersystems justiert werden kann. Durch einen im Strahlengang angeordne­ ten Strahlteiler 8 wird die Prüfwelle 7 in eine Meßwelle 9 und in eine Referenzwelle 10 aufge­ teilt. Während die Meßwelle 9 an der zu prüfenden asphärischen Oberfläche des Prüflings 11 reflektiert wird, gelangt die Referenzwelle 10 nach Fokussierung mittels Linse 12 an einen phasenkonjugierenden Spiegel 13 (PCM), wo sie in sich zurückgeworfen wird. Mit Hilfe des Strahlteilers 8 werden beide Teilwellen, d. h. die Meß- und die Referenzwelle 9 bzw. 10 wieder vereinigt und zur Interferenz gebracht. Das Interferogramm wird in einer Beobachtungs­ ebene 14 beobachtet. Zwischen Beobachtungsebene 14 und Strahlteiler 8 ist eine Loch­ blende 15 angeordnet.In the interferometer arrangement shown in FIG. 1, 1 denotes a laser as the light source and 2 denotes a laser beam generated by the laser beam source 1 . By focusing this laser beam 2 with the aid of a micro-objective 3 in a hole aperture 4 (pinhole), a spherical wave 5 is first created. The spherical wave 5 is then converted into a desired ideal aspherical test wave 7 by diffraction on a hologram 6 (CGH) generated, for example, with the aid of a computer. The CGH 6 has been calculated and produced in such a way that the aspherical wavefront generated at a distance that is to be predetermined once corresponds to the required surface shape of a test specimen designated 11 in the drawing. The medium for the CGH is, for example, an etched glass plate that can be adjusted with the help of a fine positioning system not shown in the drawing. By a beam splitter 8 in the beam path, the test shaft 7 is divided into a measuring shaft 9 and a reference shaft 10 . While the measuring wave 9 is reflected on the aspherical surface of the test object 11 to be tested, the reference wave 10, after focusing by means of lens 12 , reaches a phase conjugate mirror 13 (PCM), where it is reflected back. With the aid of the beam splitter 8 , the two partial waves, ie the measuring and reference waves 9 and 10 , are combined again and brought to interference. The interferogram is observed in an observation plane 14 . A hole aperture 15 is arranged between the observation plane 14 and the beam splitter 8 .

Sind beide Teilwellen exakt gleich, weist also der Prüfling 11 keine Fehler in seiner asphäri­ schen Oberflächenform gegenüber der geforderten Sollform auf, so ist der Gangunterschied beider Teilwellen an jeder Stelle im Bündelquerschnitt gleich, und das Bildfeld in der Beob­ achtungsebene 14 ist gleichförmig ausgeleuchtet. Abweichungen von der Sollform der Prüf­ lingsoberfläche führen hingegen zu Interferenzstreifen. Das entstehende Interferenzmuster wird schließlich in der Beobachtungsebene 14 unter Zuhilfenahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten lichtelektrischen Empfängers registriert. Als mögliche Empfänger kom­ men hierbei ein verschiebbarer lichtelektrischer Empfänger oder eine senkrecht zur Zei­ lenrichtung verschiebbare lichtelektrische Empfängerzeile, eine Fernsehkamera oder eine CCD-Matrix in Frage.If both partial waves are exactly the same, so the test specimen 11 has no defects in its aspherical surface shape compared to the required target shape, the path difference of the two partial waves is the same at every point in the bundle cross-section, and the image field in the observation plane 14 is uniformly illuminated. However, deviations from the target shape of the test specimen surface lead to interference fringes. The resulting interference pattern is finally registered in the observation plane 14 with the aid of a photoelectric receiver, not shown in the drawing. Possible receivers here are a movable photoelectric receiver or a photoelectric receiver line that can be moved perpendicular to the line direction, a television camera or a CCD matrix.

Das registrierte Interferenzmuster wird sodann mit Hilfe eines geeigneten Phasenauswerte­ verfahrens, d. h. durch ein Phasenschiebeverfahren mit wenigstens 3 Phasenschritten oder durch eine statische Interferogrammanalyse, wie Streifenverfolgung, Skelettierung oder Fourier-Transformations-Verfahren, ausgewertet und die Fehler in der Prüflingsoberfläche werden berechnet.The registered interference pattern is then analyzed using a suitable phase evaluation procedure, d. H. by a phase shift method with at least 3 phase steps or through a static interferogram analysis such as streak tracking, skeletonization or Fourier transformation method, evaluated and the errors in the test specimen surface are being calculated.

In vielen Fällen, d. h. bei kleinen Bildfeldern bzw. numerischen Aperturen des Prüflings 11, ist es ausreichend, die asphärische Wellenfront der Prüfwelle 7 durch Transformation mittels des CGH′s 6 aus einer ebenen Welle 16 zu generieren. Fig. 2 zeigt eine solche Interfero­ meter-Anordnung, die sich gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 lediglich dadurch unterscheidet, daß anstelle des Mikroobjektives 3 und der Lochblende 4 im Strahlengang ein Teleskop 17 angeordnet ist, durch welches das CGH 6 beleuchtet wird.In many cases, ie in the case of small image fields or numerical apertures of the test object 11 , it is sufficient to generate the aspherical wavefront of the test wave 7 from a plane wave 16 by means of transformation using the CGH 6 . Fig. 2 shows such an interferometer arrangement, which differs from the arrangement of FIG. 1 only in that a telescope 17 is arranged in the beam path instead of the micro lens 3 and the pinhole 4 , through which the CGH 6 is illuminated.

Handelt es sich beim Prüfling um ein transparentes Objekt mit teilweise reflektierender Ober­ fläche, so kann das erfindungsgemäße Prüfverfahren auch mit einer Interferometer-Anord­ nung vom Fizeau-Typ durchgeführt werden.If the test object is a transparent object with a partially reflective surface area, the test method according to the invention can also be carried out with an interferometer arrangement Fizeau type.

Eine solche in ihrem Aufbau gegenüber dem Twyman-Green-Typ kompaktere Interferome­ ter-Anordnung vom Fizeau-Typ ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt, in denen gleiche Bauele­ mente gemäß den Anordnungen nach Fig. 1 bzw. 2 auch die nämlichen Bezugszeichen tragen. Die Besonderheit des Interferometers nach Fizeau besteht darin, daß hier keine Auf­ teilung mittels Strahlteilers in einen Meß- und in einen Referenzarm erfolgt, der Referenzarm vielmehr in der Verlängerung des Meßarmes liegt.Such in their construction compared to the Twyman Green type more compact interferometer arrangement from the Fizeau type is shown in FIGS . 3 and 4, in which the same components according to the arrangements of FIGS . 1 and 2 also the same reference numerals carry. The peculiarity of the Fizeau interferometer is that there is no division into a measuring arm and a reference arm by means of a beam splitter, the reference arm is rather in the extension of the measuring arm.

Die Bereitstellung einer hier mit 19 (Fig. 3) bzw. 25 (Fig. 4) bezeichneten, der Sollform entsprechenden asphärischen Prüfwelle erfolgt wie bei den Interferometer-Anordnungen nach Fig. 1 bzw. 2 durch Beleuchtung eines CGH′s 18 bzw. 24 mit einer Kugelwelle 5 bzw. einer ebenen Welle 16. Die Prüfwelle 19′ bzw. 25 passiert sodann einen Strahlteiler 20 bzw. 26 und wird als Meßwelle an einer asphärischen Oberfläche 21 bzw. 27 eines Prüflings 22 bzw. 28 teilweise reflektiert. Der aufgrund der Transparenz des Prüflings 22 bzw. 28 hin­ durchgelassene Teil der Prüfwelle 19 bzw. 25 wird mittels Linse 12 fokussiert, am PCM 13 reflektiert und steht als Referenzwelle 23 bzw. 29 zur Verfügung. Nach rückseitigem Durch­ gang durch den Prüfling 22 bzw. 28 kommt es zur Überlagerung mit der Meßwelle. Die Auf­ nahme und Auswertung des Interferogramms erfolgt wie bereits beschrieben.The provision of an aspherical test wave, designated here with 19 ( FIG. 3) or 25 ( FIG. 4) and corresponding to the desired shape, takes place as in the interferometer arrangements according to FIGS. 1 and 2 by illuminating a CGH 18 and 24 with a spherical shaft 5 or a flat shaft 16 . The test shaft 19 'or 25 then passes through a beam splitter 20 or 26 and is partially reflected as a measuring wave on an aspherical surface 21 or 27 of a test specimen 22 or 28 . The part of the test shaft 19 or 25 that is let through due to the transparency of the test specimen 22 or 28 is focused by means of lens 12 , reflected on the PCM 13 and is available as a reference wave 23 or 29 . After rear passage through the test specimen 22 or 28 there is an overlay with the measuring shaft. The interferogram is recorded and evaluated as already described.

Durch die Phasenkonjugation mit Hilfe des PCM 13 gelingt es, die ansonsten in die Refe­ renzwelle eingebrachte Aberration zu kompensieren. Damit werden im Vergleich zu den bis­ her bekannten Interferometer-Anordnungen solche Bauelemente wie Kompensationsplatten oder als Referenzbauelement dienende Masterobjekte sowie hochgenaue Kollimationsopti­ ken und ebene Referenzspiegel eingespart bzw. der Einsatz nicht korrigierter Optiken er­ möglicht.The phase conjugation using the PCM 13 makes it possible to compensate for the aberration that is otherwise introduced into the reference wave. Compared to the interferometer arrangements known up to now, such components as compensation plates or master objects serving as reference components as well as high-precision collimation optics and flat reference mirrors are saved or the use of uncorrected optics is made possible.

Als PCM 13 kann ein sogenannter selbstgepumpter phasenkonjugierender Spiegel unter Anwendung eines photorefraktiven Bariumtitanatkristalls (BaTiO₃) eingesetzt werden.As a PCM 13 , a so-called self-pumping phase-conjugating mirror can be used using a photorefractive barium titanate crystal (BaTiO₃).

Claims (9)

1. Verfahren zum Prüfen asphärisch gekrümmter Oberflächen, insbesondere von opti­ schen Bauelementen, mit Hilfe eines Interferometers, bei dem ein die Sollform der gesamten zu prüfenden Oberfläche eines Prüflings repräsen­ tierendes Hologramm generiert wird, eine von einer Lichtquelle erzeugte Wellenfront an dem Hologramm gebeugt und in eine Prüfwelle um­ gewandelt wird, die Prüfwelle nach Passieren eines Strahlteilers zumindest teilweise an der asphärisch gekrümmten Oberfläche des im Meßarm angeordneten Prüflings als Meßwelle und an einem im Referenzarm angeordneten phasenkorrigierenden Spiegel als Referenzwelle reflektiert wird und bei dem durch Überlagerung der reflektierten Meß- und Refe­ renzwelle in einer Beobachtungsebene ein Interferogramm erzeugt wird.1. Method for testing aspherically curved surfaces, especially opti components with the help of an interferometer, in which a Represent the target shape of the entire surface of a test object to be tested animal hologram is generated, one from a light source generated wavefront diffracted at the hologram and converted into a test wave is converted, the test shaft after passing through a beam splitter at least partially on the aspherically curved surface of the test object arranged in the measuring arm as a measuring shaft and on a phase-correcting mirror arranged in the reference arm as a reference wave is reflected and in which by superimposing the reflected measurement and Refe renzwelle an interferogram is generated in an observation plane. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung des Interferogramms ein statisches Auswerteverfahren eingesetzt wird. 2. The method according to claim 1, characterized, that a static evaluation method for evaluating the interferogram is used.   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung des Interferogramms ein Phasenschiebeverfahren mit minde­ stens drei Phasenschritten eingesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized, that to evaluate the interferogram, a phase shift method with at least at least three phase steps are used. 4. Interferometer-Anordnung zum Prüfen asphärisch gekrümmter Oberflächen, insbe­ sondere von optischen Bauelementen, zumindest bestehend aus einer Lichtquelle, einem im Strahlengang angeordneten Strahlteiler zur Aufteilung des Strahls in eine Meßwelle und eine Referenzwelle, wobei im Strahlengang zwischen Lichtquelle und Strahlteiler ein Holo­ gramm erzeugt ist, an dem die einfallende Wellenfront gebeugt wird, einen im Meß­ arm angeordneten Prüfling, an dessen asphärisch gekrümmter Oberfläche die Meß­ welle reflektiert wird, einem im Referenzarm angeordneten Spiegel zur Reflexion der Referenzwelle und mit Mitteln zur Registrierung und/oder Ausmessung des mittels Strahlteilers durch Überlagerung der reflektierten Meß- und Referenzwelle in einer Beobachtungsebene erzeugten Interferogrammes, mit den weiteren Merkmalen, daß das im Strahlengang zwischen Lichtquelle (1) und Strahlteiler (8; 20; 26) ste­ hende Hologramm ein die Sollform der gesamten zu prüfenden Prüflingsoberfläche repräsentierendes Hologramm (6; 18; 24) ist, an dem die einfallende Wellenfront ge­ beugt und in eine asphärische Welle (7; 19; 25) umgewandelt wird, und daß als Spie­ gel zur Reflexion der Referenzwelle ein phasenkonjugierender Spiegel (13) dient. 4. Interferometer arrangement for testing aspherically curved surfaces, in particular special optical components, at least consisting of a light source, a beam splitter arranged in the beam path for splitting the beam into a measuring wave and a reference wave, with a hologram being generated in the beam path between the light source and beam splitter is, on which the incident wavefront is diffracted, a test piece arranged in the measuring arm, on the aspherically curved surface of which the measuring wave is reflected, a mirror arranged in the reference arm for reflection of the reference wave and with means for registration and / or measurement of the beam splitter Superimposition of the reflected measuring and reference wave in an observation plane generated interferogram, with the further features that the hologram standing in the beam path between the light source ( 1 ) and beam splitter ( 8; 20; 26 ) is the desired shape of the entire test surface to be tested hologram ( 6 ; 18 ; 24 ) is on which the incident wavefront is diffracted and converted into an aspherical wave ( 7 ; 19 ; 25 ), and that a phase-conjugating mirror ( 13 ) serves as a mirror for reflection of the reference wave. 5. Interferometer-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm (6; 24) mit einer ebenen Welle (16) beleuchtet ist, wobei im Strahlengang zwischen Lichtquelle (1) und dem Ort des Hologramms (6; 24) ein Teleskop (17) angeordnet ist.5. Interferometer arrangement according to claim 4, characterized in that the hologram ( 6 ; 24 ) is illuminated with a plane wave ( 16 ), a telescope in the beam path between the light source ( 1 ) and the location of the hologram ( 6 ; 24 ) ( 17 ) is arranged. 6. Interferometer-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm (6; 18) mit einer sphärischen Welle (5) beleuchtet ist, wobei im Strahlengang zwischen Lichtquelle (1) und dem Ort des Hologramms (6; 18) ein Mi­ kroobjektiv (3) und eine Lochblende (4) angeordnet sind.6. Interferometer arrangement according to claim 4, characterized in that the hologram ( 6 ; 18 ) is illuminated with a spherical wave ( 5 ), a Mi in the beam path between the light source ( 1 ) and the location of the hologram ( 6 ; 18 ) krojektiv ( 3 ) and a pinhole ( 4 ) are arranged. 7. Interferometer-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Registrierung und/oder Ausmessung des Interferogramms ein verschiebba­ rer lichtelektrischer Empfänger vorgesehen ist.7. Interferometer arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized, that for the registration and / or measurement of the interferogram a displaceable rer photoelectric receiver is provided. 8. Interferometer-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Registrierung und/oder Ausmessung des Interferogramms eine senkrecht zur Zeilenrichtung verschiebbare lichtelektrische Empfängerzeile vorgesehen ist. 8. Interferometer arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized, that a perpendicular to the registration and / or measurement of the interferogram Photoelectric receiver line displaceable to the line direction is provided.   9. Interferometer-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Registrierung und/oder Ausmessung des Interferogramms eine Fernsehka­ mera oder eine Empfängermatrix (CCD) vorgesehen ist.9. Interferometer arrangement according to one of claims 4 to 6, characterized, that a Fernsehka for registration and / or measurement of the interferogram mera or a receiver matrix (CCD) is provided.
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