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Interferometer
Die Erfindung betrifft ein Interferometer, bei dem das
von einer Lichtquelle ausgehende Licht in zwei kohärente Bündel gespalten wird,
die miteinander zur Interferenz gebracht werden. In den einen Strahlengang wird
das zu untersuchende Objekt gebracht, so daß Gangunterschiede in der Bildebene sichtl>ar
werden und für Prüf- und Meßzwecke ausgewertet werden können.
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Bei den bekannten Einrichtungen erfolgt die Aufsl)altullg durch Planparallelplatten,
damit die beiden miteinander zur Interferenz zu bringenden Strahlenbündel kohärent
sind. Die Größe des Objektfeldes ist bei diesen Einrichtungen von den Herstell ungsgrenzen
ill terferenzgenauer Platten abhKingig (s. W. Kinder, . Theorie des Mach-Zehnder-liiterferometers,
Optik I, 1946, S. 413 bis 448, insbesondere S. 424).
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Um Objektfelder von größerer Ausdehnung erzeugen zu können, wird
nach der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung der beiden Strahlenbündel ein Beugungsgitter
benutzt. Hierbei wird von der an sich bekannten Erscheinung Gebrauch gemacht, daß
man farblose, achromatische Interferenzstreifen erzeugen kann, wenn man Gitterspektren
verschiedener Ordnung als sekundäre Lichtquellen benutzt und ihre kohärenten Strahlen
zur Interferenz bringt.
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I)erartige Versuchsanordnungen sind beschrieben z. 13. in K ö n i
g , Geometrische Optik, Hdbch. der Phys. XX, S. 380, und G e h r k e, Hdbch. der
Phys. Optik I, 469 bis 470.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die achromatischen Streifen
nutzbar zu machen für interferometrische Untersuchungsgeräte, weil sie den Vorteil
bieten, weißes Licht benutzen zu können
und über ein großes Gesichtsfeld
die optischen Eigenschaften eines ausgedehnten Untersuchungsobjektes erkennbar zu
machen.
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Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß die kohärenten Lichtbündel,
in deren eines das zu untersuchende Objekt gebracht wird, durch zwei Beugungsspektren
gebildet sind, deren Strahlenwege hinter dem Beugungsgitter auf optischem Wege leicht
räumlich so weit getrennt werden können, daß große Objekte eingebracht werden können.
Diese werden insbesondere an die Stelle gebracht, die zu der Ebene des Gitters konjugiert
ist.
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Je nach dem zu untersuchenden Objekt sind die Lichtquelle und das
Beugungsgitter linear oder z. B. auch kreissymmetrisch gestaltet.
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Die Neigung des achromatischen Streifensystems kann beliebig eingestellt
werden, z. B. in an sich be- -kannter Weise durch Einfügung eines um die optische
Achse des einen Strahlenganges drehbaren Keiles.
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Die Auswahl der beiden Beugungsspektren, von denen man beispielsweise
die beiden Spektren erster Ordnung wählt, erfolgt in der Ebene einer Zwischenabbildung
des Spaltes durch Abblenden der übrigen Spektren oder durch zwei Spiegel, die nur
die gewünschten Strahlen weiterleiten. Im ersten Fall ergibt sich eine geradsichtige
Anordnung, während im zweiten Fall der Strahlengang geknickt werden muß.
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In derselben Ebene der Zwischenabbildung erfolgt durch die erwähnten
Spiegel oder gleichwertige optische Mittel eine Auseinanderlegung der beiden Strahlenwege,
die in einer Ebene hinter dem Untersuchungsobjekt in gleicher Weise wieder einander
genähert werden.
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Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung besteht darin, daß beide Strahlen
auf ihrem ganzen Wege dieselben abbildenden optischen Systeme durchlaufen, wodurch
die Justierung der optischen Wege sich vereinfacht und gegen Störungen weniger empfindlich
ist, weil die Weglängen von vornherein gleich sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
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Das von der Lichtquelle I ausgehende Licht erhellt den Spalt 2, der
im Brennpunkt der Linse 3 steht. Dann folgt das Gitter 4 und auf dieses die Linse
5, die jedes der Beugungsbilder in der Nähe je eines der beiden als Winkel spiegel
angeordneten Planspiegel 6a und 6 entwirft. Die Schnittlinie der Spiegelebenen ist
gegen die optische Achse etwas geneigt. Die beiden Spiegel6a und6b lassen zwischen
sich eine Öffnung frei, durch die das Bündel nullter Ordnung hindurchfällt. Die
Beugungsbilder höherer als erster Ordnung werden durch geschwärzte Flächen absorbiert,
während die die Bilder erster Ordnung erzeugenden Strahlen divergent reflektiert
werden, so daß nunmehr zwen getrennte Strahlenbündel nebeneinander laufen. Durch
die weitere Linse 7 wird die Objektebene 8 zu der Ebene des Gitters 4 konjugiert.
In ihr entstehen demnach zwei getrennte Bildfelder, in deren eines das Untersuchungsobjekt
gebracht wird. Durch die Linse 9, den ebenfalls gegen die optische Achse geneigten
Winkelspiegel IOa und Iob und die Linse II werden beide Strahlengänge in der Ebene
12 zur Interferenz vereinigt, wo das Interferenzbild z. B. durch eine photographische
Platte aufgefangen werden kann.
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Statt der Linsen kann man auch Spiegel verwenden.
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PATENTANSPRCCHE 1. Interferometer, bei dem das von einer Lichtquelle
ausgehende Licht in zwei Bündel aufgespalten wird, die miteinander zur Interferenz
gebracht werden sollen und in deren einen Strahlengang das zu untersuchende Objekt
gebracht wird, so daß ein zusätzlicher Gangunterschied in der Bildebene sichtbar
wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Gesamtheit der von einem Beugungsgitter
erzeugten Beugungsbilder einer spaltförmigen Lichtquelle zwei beliebige Beugungsbilder
ausget-ählt und als sekundäre Lichtquellen der beiden kohärenten Strahlen bündel
benutzt werden.