DE495482C - Interferometer zum Pruefen optischer Elemente - Google Patents

Interferometer zum Pruefen optischer Elemente

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DE495482C
DE495482C DEH118600D DEH0118600D DE495482C DE 495482 C DE495482 C DE 495482C DE H118600 D DEH118600 D DE H118600D DE H0118600 D DEH0118600 D DE H0118600D DE 495482 C DE495482 C DE 495482C
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mirror
interferometer
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optical elements
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

  • Interferometer zum Prüfen optischer Elemente Es sind bereits Vorrichtungen zum Prüfen von optischen Elementen, wie z. B. Linsen, Prismen, planparallelen Platten, reflektierenden Flächen usw., bekannt, bei denen ein Michelsonsches Interferometer Verwendung findet. Die bekannten Vorrichtungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß sie infolge mechanischer und optischer Schwierigkeiten nur die Untersuchung relativ kleiner Elemente zulassen.
  • Erfindungsgemäß wird deshalb die Ausführung so getroffen, daß der Prüfstrahlspiegel und der Referenzstrahlspiegel auf einem gemeinsamen Rahmen oder Träger befestigt werden, welcher gegenüber dem zu prüfenden Objekt oder dem gegenüber das zu prüfende Objekt bewegt werden kann. Durch diese Bewegung des zu untersuchenden optischen Elementes gegenüber dem Träger wird es ermöglicht, große Flächen, Linsen u. dgl. Stelle für Stelle in einwandfreier Weise zu prüfen, da durch die Verschiebung des Trägers bzw. des optischen Elementes der Referenzstrahlspiegel und der Prüfstrahlspiegel in genau gleicher Weise beeinflußt werden und infolgedessen die aufeinanderfolgenden Interferenzbilder der einzelnen Teile und Stellen des zu prüfenden Elementes in korrekter Beziehung zueinander stehen.
  • Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung schematisch in verschiedenen beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der Erfindung, Abb. 2 eine entsprechende Ansicht, Abb. 3 eine Aufsicht auf eine vereinfachte Ausführung, Abb. 4 und 5 Aufsicht und Ansicht einer anderen Ausführungsform.
  • In den verschiedenen Abbildungen sind die entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bei der Ausführungsform nach Abb. i und 2 tritt Licht von einer beliebigen Lichtquelle horizontal durch die Blende A und wird durch die konvergente Linse B parallel gerichtet. Der so entstandene parallele Strahl fällt auf den leicht versilberten oder Zentralspiegel C, welcher in einem Winkel von 45° zu dem einfallenden Strahl steht, wird von ihm zum Teil reflektiert und auf den Planspiegel D, der nachstehend mit »Referenzstrahlspiegel« bezeichnet wird, zu gelenkt, welcher in einem Winkel von 45' zu der Vertikalen angeordnet ist. Von hier wird er vertikal nach abwärts reflektiert auf den horizontalen Referenzplanspiegel E, auf den er rechtwinklig auftrifft, so daß er auf seinem ursprünglichen Wege zum Zentralspiegel zurück und durch diesen hindurch zum Auge des Beobachters bei 0 gelangt. Der andere Teil des Strahles, der Prüfstrahl, welcher durch den leicht versilberten Zentralspiegel C hindurchgegangen ist, wird durch einen vertikalen Planspiegel F, welcher in einem Winkel von 45° zu dem einfallenden Strahl steht, reflektiert, so daß er parallel zum Referenzstrahl verläuft, und erhält durch den in einem Winkel von 45° zur Vertikalen angeordneten Planspiegel G, der nachstehend »Prüfstrahlspiegel« genannt wird, gleichfalls eine senkrecht abwärts verlaufende Richtung. Der Prüfstrahl fällt, nachdem er durch das zu prüfende Element K, z. B. das Objektiv eines Teleskops, hindurchgegangen ist, auf einen sphärischen, konvexen Spiegel L, dessen Achse durch den Brennpunkt der zu prüfenden Linse geht, und wird zum Zentralspiegel und durch diesen hindurch zum Beobachter gelenkt.
  • Der Referenzstrahlspiegel D und der Prüfstrahlspiegel G sind erfindungsgemäß einstellbar auf einem gemeinsamen Träger M befestigt, welcher auf dem Rahmen N der Vorrichtung beweglich angeordnet ist. Jede Abweichung der Bewegung dieses Trägers bei einer Untersuchung beeinflußt auf diese Weise beide Spiegel und folglich beide Strahlen-in entsprechendem Maße.
  • Dadurch, daß man den gemeinsamen Träger bewegt, so daß der Prüfstrahlspiegel D-einen radialen Weg in bezug auf den zu prüfenden Gegenstand durchläuft, und daß man z. B. das zu prüfende Objektiv in Zwischenräumen um seine optische Achse dreht, kann es Stück für Stück geprüft werden, wobei die Umrißlinien der aufeinanderfolgenden Teile in genauer Beziehung zueinander stehen.
  • Um eine vollständige Beobachtung der Objektivfl'äche zu ermöglichen, darf der Durchmesser des konvexen Spiegels L und die Länge des Referenaplanspiegels E nicht geringer sein als der Radius des zu prüfenden Objektivs.
  • Um kleine Bewegungen - auszugleichen, welche seitliche Verschiebung der Interferenzstreifen verursachen, ohne ihren Winkel oder ihre Form zu verändern, kann eine planparallele Platte P in einem passenden Winkel in die Bahn eines der Lichtstrahlen eingesetzt ,v erden.
  • In Abb.3 ist eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher die Spiegel D und G in Fortfall gekomtuen und das Objektiv K, der sphärische Spiegel L und der Planspiegel E in entsprechender Weise angeordnet sind. In diesem Falle sind die Spiegel C und F Prüf- und Referenzstrahlspiegel und zusammen mit der Linse T und der Öffnung O auf dem gemeinsamen Träger M angebracht, welcher in der durch die Pfeile angegebenen Richtung hin und her bewegbar ist. Wenn man den sphärischen Spiegel L durch einen Planspiegel ersetzt, kann diese Vorrichtung zur Prüfung und Darstellung großer planparalleler Platten Verwendung finden.
  • Zum Prüfen eines großen Teleskopobjektivs in der oben erwähnten Weise muß der sphärische Konvexspiegel L eine außerordentlich große Genauigkeit besitzen, d. h. die Fläche des Spiegels muß genau sphärisch auf ein Zehntel Lichtwellenlänge sein.
  • Man kann weiterhin noch die Genauigkeit solcher Spiegel prüfen. Dies ist in Abb.4 und 5 erläutert. Hier gehen konvergente oder divergente Lichtstrahlen wie vorher durch den Zentralspiegel C zu den Spiegeln D und G, welche auf dem Rahmen der Vorrichtung angeordnet sind und in einem derartigen- Winkel stehen, daß die beiden Strahlen von ihnen normal auf den zu untersuchenden sphärischen Spiegel fallen. Mit dieser Anordnung kann eine Untersuchung in zwei Abschnitten auf folgende Weise ausgeführt werden: Während des ersten Abschnitts der Prüfung fällt der Lichtstrahl von dem Spiegel G, -der jetzt als Referenzspiegel dient, auf den optischen Mittelpunkt des sphärischen Spiegels L und der 'Prüfstrahl vom Spiegel D auf -eine-Stelle des Umfanges, dessen Symmetrie dann durch Drehen des sphärischen Spiegels um die Achse X des`Referensstrahles geprüft wird, wobei das den Prüfstrahl- und den Referenzstrahlspiegel einschließende Interferometer als Ganzes feststehend ist.
  • Während des zweiten Abschnitts der Prüfung werden die Funktionen der beiden Lichtstrahlen gewechselt, so daß der Referenzstrahl von D auf eine Stelle des Umfangs und der Prüfstrahl von G auf die zentrale Stelle des Spiegels fällt. Um den Spiegel auf zonale Aberrationen zu prüfen, wird er dann als Ganzes um die vertikale Achse Y hin und her geschwungen, wobei das Interferometer selbst wie vorher stehenbleibt.
  • Andererseits kann man, an Stelle den sphärischen Spiegel zu bewegen und das Interferometer festzuhalten, das Interferometer selbst um die diesbezügliche Achse bewegen und den Spiegel feststehen lassen.
  • Es ist ersichtlich, daß bei dieser Anordnung ein Strahl als Referenzstrahl zum Prüfen auf Symmetriemängel dient, während der andere als Referenzstrahl zur Prüfung auf zonale Aberrationen der Prüfungsflächen benutzt wird, wobei jede Abweichung -infolge der zum Untersuchen erforderlichen Bewegungen, welche einen der Strahlen beeinflußt; auf den anderen in entsprechendem Maße-einwirkt.
  • Zum Untersuchen von _- nichtsphärischen Flächen, z. B.- Paraboloiden; kann ein ähnliches Verfahren angewandt werden, jedoch muß in diesem Falle ein bestimmter Betrag von Winkelabweichung zwischen den beiden Strahlen, der durch Rechnung ermittelt wird, als Korrektion berücksichtigt werden.
  • Die ganze Vorrichtung kann durch ein Okular bei O eingestellt und während der Untersuchung in annähernd gleicher Einstellung gehalten werden, dessen Brennpunkt in der Ebene desjenigen der Linse T liegt, wobei diese Anordnung ein geeignetes Mittel zum Zentrieren der zu prüfenden sphärischen Fläche mit den verschiedenen Achsen darstellt.
  • Die Prüfung von großen ebenen Flächen kann in ähnlicher Weise, wie oben geschildert, ausgeführt «-erden. In diesen Fällen verlaufen die beiden Rotationsachsen X und Y parallel.
  • Obgleich die Worte »horizontal« und »vertikal« benutzt worden sind, um bei der beschriebenen besonderen Ausführungsform der Erfindung den Weg der Lichtstrahlen klar anzugeben, sollen diese Worte den Umfang der Erfindung jedoch nicht einschränken. Vielmehr kann die Vorrichtung auch in anderen Stellungen benutzt werden, und die gewünschte'Wirkung, die auf der Erhaltung der Grundbeziehung zwischen dem Prüfstrahl-und dem Referenzstrahlspiegel beruht, kann auch durch andere Stellungen der optischen Komponenten der Vorrichtung zueinander erreicht werden.
  • Außer den oben erwähnten Vorteilen ermöglicht es die vorliegende Erfindung, ein klares Bild der Fehler des zu untersuchenden Elements zu erhalten. Zudem sind keine genau hergestellten und optisch bearbeiteten Trägerflächen erforderlich, während die annähernde Gleichheit des optischen Weges, welche zwischen dem Referenzstrahl und dem Prüfstrahl automatisch aufrechterhalten wird, jederzeit während einer Untersuchung ein gut begrenztes Interferenzbild hervorbringt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Interferometer, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfstrahlspiegel und der Referenzstrahlspiegel auf einem gemeinsamen Rahmen oder Träger (M befestigt sind, welcher gegenüber dem zu prüfenden Objekt bewegbar ist oder dem gegenüber sich das zu prüfende Objekt selbst bewegen läßt.
DEH118600D 1928-01-03 1928-10-13 Interferometer zum Pruefen optischer Elemente Expired DE495482C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB495482X 1928-01-03

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DE495482C true DE495482C (de) 1930-04-07

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ID=10452706

Family Applications (1)

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DEH118600D Expired DE495482C (de) 1928-01-03 1928-10-13 Interferometer zum Pruefen optischer Elemente

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DE (1) DE495482C (de)

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