-
-
Interferenzmikroskop zur Untersuchung der Oberflächengüte fester Körper
Zur Untersuchung der Oberflächengüte fester Körper, insbesonldere der Güte von fejust
bearbeiteter Flächen, verwendet man neuerdings Interferenzapparate, bei denen in
üblicher Weise zwei von einer Lichtquelle durch eine physikalische Strahlenteilung
aufgespaltete Lichtbündel nach Reflexion des ersten Bündels an der zu überprüfenden
Fläche und des anderen Bündels an einer Vergleichsfläche miteinander zur Interferenz
gebracht werden. In beiden Strahlengängen befindet sich je ein Mikroskopobjektiv,
die das Licht sowohl auf dem Hinweg wie auf dem Rückweg durchsetzt. Die Beobachtung
der entstehenden Interferenzen erfolgt durch ein gemeinsames Okular, in dem gleichzeitig
die Prüffläche vergrößert abgebildet erscheint. Die beiden Objektive müssen, um
die Entstehung der Interferenzen zu ermöglichen, gleiche optische Eigenschaften,
insbesondere gleicheBrennweite besitzen. Will man also aus Gründen der besseren
Beobachtungsmöglichkeit die Vergrößerung verändern, so müssen stets beide Objektive
durch solche mit anderer Brennweite ersetzt werden.
-
Die Erfindung betrifft ein Interferenzmikroskop, bei dem in der von
der Mikroskoptecbnik her bekannten Art die Obj ektoberfläche wahlweise sowohl von
oben her als auch nach der Anordnung von L e C h a t e 1 i e r von unten her betrachtet
werden kann.
-
Um bei derartigen Interferenzmikroskopen den Objektivwechsel in einfacher
Weise vornehmen zu können, werden gemäß der Erfindung mehrere Paare zusammenarbeitender
Mikroskopobjektive mit von Paar zu Paar verschiedener Brennweite auf einem gemeinsamen
Revolver derart sternförmig angeordnet, daß die Objektive eines jeden
Paares
symmetrisch zur Revolverachse einander gegenüberliegen und die gleiche zur Revolverachse
senkrechte optische Achse besitzen. Durch die erfindungsgemäße Kombination der einzelnen
Merkmale ergibt sich eine Bauart, die es ermöglicht, interferenzmikroskopische Untersuchungen,
insbesondere Reihenuntersuchungen an Oberflächen fester Körper mit derartigen an
sich schon diffizil zu handhabenden Geräten auch durch ungeübtere Kräfte durchführen
zu lassen, da man damit in der Lage ist, durch einfaches Verdrehen des Revolvers
einen Vergrößerungswechsel vornehmen und damit die günstigste Vergrößerung für die
Beobachtung auch bei verschiedener Betrachtungsweise ohne besondere umständliche
Justierung auswählen zu können. Die Betrachtungsweise von unten her ist deswegen
zweckmäßig, weil auch bei Oberflächenprüfungen mittels Interferenzmikroskopen vielfach
Objekte mit größeren Abmessungen in Betracht koenrien. In an sich bekannter Weise
werden zu diesem Zweck zwei Auflagetische vorgesehen, so daß man den Prüfling sowohl
auf dem einen Objekttisch von oben her als auch nach der Anordnung von L e C h a
t e ii e r auf dem anderen Tisch von unten her beobachten kann. Gleichzeitig läßt
sich ein räumlich gedrängter und damit handlicher Aufbau erreichen.
-
In der Mikroskoptechnik sind bereits Trommelrevolvereinrichtungen
bekannt, die jedoch andere Aufgaben zu erfüllen haben. So ist es bekannt, bei Stereomikroskopen
paarweise zusammengehörige Mikroskopobj ektive nebeneinander auf einer Trommel anzuordnen.
Auch sind Anordnungen für die Kopplung zusammengehöriger Mikroskopobjektive und
Kondensorlinsen hekannt, die je auf Revolvertrommeln angeordnet und miteinander
gekoppelt sind und gleichzeitig gedreht werden, so daß die für das jeweilig benutzte
Mikroskopobj ektiv optimale Kondensorbeleuchtung zwangläufig eingestellt ist. Bei
Interferenzgeräten sind die beiden zusammenwirkenden Objektive auf verschtiedene
Objektivebenen scharf einzustellen, was mit besonderen Schwierigkeiten verbunden
ist, weil geringste Abweichungen der einmal eingestellten Justierlage der miteinander
zu vergleichenden Strahlengänge das Interferenzbild zunichte machen.
-
Die zur Erzeugung der Interferenzen benutzte Vergleichsfläche wird
im allgemeinen nicht immer die gleiche sein; man wird das Reflexionsvermögen derselben
von Fall zu Fall so wählen, wie es die zu prüfende Fläche erfordert. Es empfiehlt
sich daher, jede solche Vergleichsfläche in an sich bekaunter Weise in einer Kappe
unterzubnngen, die am zugehörigen Objektiv, beispielsweise durch Aufstecken oder
Aufschrauben befestigt werden kann. Da der jeweils als Vergleichsfläche dienende
Spiegel mit dem zugehörigen Mikroskopobjektiv verbunden ist, genügt eine einfache
Weiterdrehung des Objektivrevolvers, um von der einen Beobachtungsweise zur anderen
umzuschalten.
-
Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung ein Interferenzmikroskop
mit drei Ohjektivpaaren dargestellt.
-
Fig. I zeigt eine Ansicht, von der Seite des Objektivrevolvers her
gesehen; Fig. 2 zeigt einen Horizontalschnitt des Instruments in Höhe der Revolverachse.
-
Die für die Erfindung nebensächlichen Dinge sind nur schematisch
wiedergegeben oder weggelassen. Ein im wesentlichen rechteckiges Metallgehäuse a
besitzt im Innern eine lotrechte Wand a,: die den vorderen, den Objektivrevolver
enthaltenden Raum von dem dahinterliegenden Raum abgrenzt, in dem die übrigen optischen
Teile geschützt untergebracht sind. Das Licht einer Lichtquelle b gelangt über ein
Kondensorsystem b1 in ein System von Prismen dt, d2, d3, d4, d5 und ds, die im Innern
des Gehäuses a in passender Weise gelagert. zu denken sind. Die Prismen dj und d2
sind miteinander verkittet und besitzen in der Kittfläche eine halbdurchlässige
Verspiegelung, die das ankommende Lichtbündel in zwei kohärente Bündel auteilt.
Die beiden Bündel werden dann durch die Prismen d3 und d4 den Prismen d5 und d6
zugeführt, die sich in einer zur Zeichenebene der Fig. 2 unter 450 liegenden Ebene
berühren und dort ebenfalls miteinander verkittet sind. In der Kittfläche ist eine
lichtundurchlässige Verspiegelung angebracht, die die von beiden Seiten ankommenden
Lichtbündel in entgegengesetzter Richtung senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2
weiterleitet.
-
Die beiden Prismen d5 und d6 ragen durch eine Öffnung der Wand al
hindurch in den Hohlraum eines zylindrischen Körpers e, der den Objektivrevolver
bildet. Er ist in der Öffnung der Wand a1 drehbar gelagert und wird durch eine auf
die Stirnfläche drückende Kugel j in Verbindung mit einer am Gehäusea befestigten
federnden Brücketl in seiner Lage gehalten. Der Revolver e trägt am Umfang sechs
senkrecht zu seiner Drehachse angesetzte Mikroskopobj ektive et mit gleichen äußeren
Abmessungen, von denen je zwei einander gegenüberliegende Objeldive gleiche Brennweite
besitzen. Die Brennweiten der drei Paare von Objektiven sind verschieden und so
gewählt, daß eine zweckmäßige Abstufung der Vergrößerung sich ergibt. Durch geeignete
Rasten, die in der Zeichnung nicht angegeben sind, wird jeweils für eines der Objektivpaare
die lotrechte Stellung gesichert. In Fig. 2 ist der Deutlichkeit wegen der Objektivrevolver
e etwas verdreht gegenüber der Stellung in Fig. I dargestellt, damit ein Objektivpaar
in der Zeichenebene erscheint. Zur bequemen Drehung des Revolvers ist derselbe mit
einem vorstehenden Rändel e2 versehen. Auf der oberen Seite des Instruments befindet
sich ein Tisch g zur Aufnahme der zu prüfenden Gegenstände, beispielsweise eines
gestrichelt angedeuteten Prüflings Ii, nach der von L-e C h a t e 1 i e r eingeführten
Methode zur Betrachtung von unten. Außerdem ist unterhalb des Revolvers ein zweiter
Tisch i vorgesehen, der eine Beobachtung in der normalen Mikroslcopanordnung von
oben erlaubt. Beide Tische g und i können in üblicher Weise als Kreuztisch ausgeführt
und mit einer Höheneinstellung zur Fokussierung versehen sein. Auf das jeweils dem
Prüfling gegen-
überliegende Objektiv ist eine Kappe k federnd aufgesteckt,
die im Innern einen als Vergleichsfläche dienenden Spiegel kl trägt. Das nach Durchsetzung
der Mikroskopobjektive hin und zurück in der halbdurchlässigen Spiegelfläche nach
links austretende Licht kommt über ein Objektiv m in ein Okular n, in dem die entstehenden
Interferenzen und gleichzeitig die zu prüfende Fläche dem Auge sichtbar werden.