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Interferenz- oder Interferenz-Schlierengerät mit großem Meßfeld
Die
Anwendung von optischen Meßmethoden in der aerodynamischen und thermodynamischen
Meßtechnik ist von zunehmender Bedeutung. Die Entwicklung und der Bau von neuen
Meßanlagen für extreme Bedingungen bezüglich der geometrischen Abmessungen, der
Machschen Zahlen in Windkanälen und der Temperaturbedingungen erfordert die Vergrößerung
der Meßfelder optischer Methoden und die Verbesserung der Methoden zu hoher Qualität
und Empfindlichkeit.
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Bei dem augenblicklichen Stand der Technik muß festgestellt werden,
daß die Entwicklung optischer Meßmethoden weit hinter der Entwicklung aerodynamischer
und thermodynamischer Meßanlagen zurückgeblieben ist.
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Bei den technischen und physikalischen Anforderungen, die in Verbindung
mit modernsten Meßanlagen der Zukunft verlangt werden, ist es zweifelhaft, ob übliche
Standardgeräte der bisherigen Form nach dem 5 chatten- und Schlierenverfahren überhaupt
noch mit Erfolg angewandt werden können. Das einzige optische Meßverfahren, das
wahrscheinlich Aussicht hat, auf direktem Wege quantitative Ergebnisse zu liefern,
ist das Interferenzverfahren oder das kombinierte Interferenz-Schlieren-Verfahren.
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Große Abmessungen von Meßfeldern, wie z. B. mit Iooo mm Durchmesser
und wesentlich darüber, konnten bisher nur mit Geräten nach dem Schatten-und Schlierenverfahren
verwirklicht werden, weil die dazugehörigen optischen Bestandteile, wie Parabolspiegel,
mit ausreichender Genauigkeit hergestellt werden konnten. Sollen Interferenzgeräte
mit ungewöhnlich großen Meß feldern verwirklicht wer-
den, so treten
gänzlich neue und schwerwiegende Probleme auf. Diese lassen sich in drei Hauptgruppen
zusammenfassen: I. Die Glasbeschaftung Für die Teilerplatten von Interferenzgeräten
geeignete Glasplatten müssen von solcher Qualität sein, daß die Ungleichheit im
Glas kleiner ist als +5- I0-7 der Brechzahl von Glas bei Dicken von 75 bis 100 mm
(s. Research Paper RP I969, Vol.
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42, March 1949, Part of the Journal of Research of the National Bureau
of Standards, USA., »Optical Glass of Interferometer- and Schlieren-Ouality for
Wind Tunnel Optics« by Leroy W. Tilton).
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Zur Zeit scheinen überhaupt nur ein bis zwei Stellen zu existieren,
wo die Tradition, Technik und Erfahrungen vorhanden sind, ungewöhnlich große und
dicke hochwertige Glasplatten herzustellen, die für Interferenzzwecke ausreichend
sind.
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Solche Platten sind so extrem teuer, daß nur ganz wenige Institutionen
davon Gebrauch machen können. Das nächste Problem ist: 2. Die Oberflãchengenauigkeit
Da die zulässige Ungenauigkeit einer Oberfläche, gerechnet als Zahl von konzentrischen
Interferenzringen, unabhängig von der Plattengröße konstant bleiben muß, muß die
notwendige Oberflächengenauigkeit mit dem Quadrat der Vergrößerung der Platte erhöht
werden. Wenn also z. B. eine Platte von Interferenzgüte auf die vierfache Größe
einer Vergleichsplatte vergrößert werden soll, müßte die Herstellung sechzehnmal
genauer sein, um nach der Bearbeitung in der großen Platte dieselbe Anzahl Interferenzringe
als Maß für die Oberflächengüte zu haben. Wenn überhaupt möglich, so muß es extrem
schwierig und kostspielig sein, eine solche Genauigkeitsforderung zu erfüllen.
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Hinzu kommt, daß nach eingehendem Studium des Erfinders die Flexibilität
solcher großen Platten mit Verhältnissen von Durchmesser zu Dicke von 5 oder größer
bisher weder in der Herstellung qualitativ hochwertiger Oberflächen noch in der
Messung der Oberflächengestalt beherrscht wird.
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Es ist sehr zweifelhaft, ob es innerhalb der nächsten Jahre überhaupt
möglich sein wird, große Platten mit Interferenz güte selbst mit extremen Kosten
herzustellen, auch wenn einwandfreies Glas vorhanden wäre (s. »Optical Corrections
for Interference Measurements by a Controllable Deformation of Reflecting Surfaces«
by Theodor W. Z obel, AF Techn. Report 5664).
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Eine weitere Gruppe von Problemen ist verbunden mit der: 3. Oberflächenmessung
Umfangreiche Versuche des Erfinders führten zu der Feststellung, daß exakte Oberflächenmessungen
an ungewöhnlich großen Platten aus verschiedenen Gründen nicht mehr mit üblichen
Methoden durchgeführt werden können. Die Methode mit einer Vergleichsplatte zur
Erzeugung von Interferenzen in der Zwischenschicht zwischen der ebenen oder wenigstens
genau bekannten Vergleichsplatte und der zu untersuchenden Oberfläche wäre nur erfolgreich,
wenn eine »gewichtslose Vergleichsplattea von Interferenzgüte existieren würde,
die wenigstens so groß wäre wie die zu untersuchende Platte. Die Flexibilität schließt
die Herstellung einer Vergleichsplatte ungewöhnlich großer Abmessungen aus.
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Eine neuerdings entwickelte und in Anwendung befindliche Interferenzmethode
mit einer Flüssigkeitsschicht als Vergleichsoberfläche könnte einen Teilbetrag zur
Lösung des Gesamtproblems liefern (s. »Optical Work on Unusually Large Glass Platest.
An Interference Method for Investigating High Quality Flat Surfaces« by Theedor
W. Z ob el and Ferdinand M. Mirus, AF Techn. Report 5991).
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Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß es zur Zeit wegen der obenerwähnten
noch ungelösten technischen Schwierigkeiten ziemlich zweifelhaft erscheint, daß
Interferenzgeräte irgendeines Typs mit ungewöhnlich großem Meßfeld in bekannter
Art überhaupt verwirklicht werden können.
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Überdies sei erwähnt, daß ein großes Mach-Zehnder-Interferenzgerät
für Windkanalmessungen als Minimum fünfzehn große Teile einschließlich der hochwertigen
Scheiben für die Meßstrecke und die Druckkammer sowie für die Kompensatorplatten
erfordern würde. Das optische Grundsystem allein ohne die Windkanal- und Drudçkammerscheiben,
die ja ohnehin gebraucht werden, umfaßt danach elf große optische Teile, von denen
acht zum Interferenz system selbst gehören und deshalb bezüglich Glasqualität, ebener
Oberfläche und Planparallelismus Interferenzgüte haben müssen. Nach der obenerwähnten
Schrift von Leroy W. Tilton sollte die Dicke großer Glasplatten selbst für Windkanalfenster
innerhalb fl/lo;l gleichmäßig sein, wenn hochwertige Messungen mit Interferenzstreifen
gemacht werden sollen.
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Selbst wenn es technisch möglich wäre, ein solches Gerät zu erstellen,
wäre es mit einem ungellenren Kostenaufwand verbunden, da zur Zeit der Preis pro
Glasplatte für etwa I300 mm Durchmesser und 100 mm Dicke etwa in der Größenordnung
von 200000 DM liegt. Die Bearbeitung bis auf Interferenzqualität würde hinzukommen
und ebenfalls extrem teuer sein. Es ist leicht abzuschätzen, daß ein solches Interferenzgerät
ein Millionenprojekt wäre.
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Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Typ eines Gerätes, bei
dem die Zahl der großen und optisch hochwertigen Bestandteile bis auf ein Minimum
von zwei, eventuell sogar eins reduziert werden kann, wobei diese zwei großen Teile
vorzugsweise Hohlspiegel sind, die nur der Oberflächengenauigkeit genügen müssen.
Solche Hohlspiegel können dick genug gemacht werden, um die Einflüsse der Flexibilität
klein genug zu halten, und für die Oberflächenmessung sind die bisher in Be-
nutzung
befindlichen Meßmethoden ausreichend.
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Alle übrigen für das Interferenzgerät erforderlichen optischen Bestandteile
können sehr klein gemacht werden, z. B. l/lo oder kleiner vom Durchmesser der großen
Hohlspiegel. Herstellungsmäßig erfordert die Erzielung von Interferenzgenauigkeit
für kleine Oberflächen, die nur l/loo oder weniger der Oberfläche der großen Spiegel
betragen, keine besonderen Schwierigkeiten. Ebenso können so winzige Teilerplatten
mit der erforderlichen Genauigkeit in üblicher Weise hergestellt werden.
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Der Grundgedanke der Erfindung beruht auf folgendem: Man kann bekanntlich
auch Interferenzerscheinungen in einem Grundsystem erzeugen, wenn man optische Zusatzglieder,
wie Linsen od. dgl., in den Strahlengang einführt, wie bereits von Will iams in
derUSA.-Patentschrift2 I 5 I 63 I beschrieben worden ist. Dadurch kann erreicht
werden, daß der Strahlengang vor de!m Durchsetzen der Meßstrecke erweitert wird
und nach Verlassen der Meßstrecken wieder verengt wird. Die bekannte Anordnung erfordert
jedoch große optische Elemente sowohl im Meßstrahlengang als auch im Vergleichsstrahlengang,
um die Symmetrie des Interferometeraufbaues nicht zu stören. Dementsprechend sind
immernochverhãltnismäßigviele große optische Elemente vorhanden, und diese Geräte
werden sehr teuer. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man an eine solche
Symmetrie nicht gebunden ist, sondern daß man Zusatzglieder in den einen Strahlengang
einführen kann und die Strahlenveränderung im anderen Strahlengang kompensieren
kann. Es kommt lediglich darauf an, daß durch eine Umformung der Wellenfronten innerhalb
der Strahlengänge des Interferenzsystems die Erzeugung von Interferenzstreifen nicht
gestört wird, daß also die Umformung in beiden Strahlengängen in »optisch gleicher
Weise« erfolgt. Diese Erkenntnis führt dazu, das Interferometer nach der Erfindung
unsymmetrisch aufzubauen, wodurch die Zahl der großen und teueren optischen Elemente
auf zwei bzw. eins reduziert werden kann.
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Dementsprechend ist bei einem Interferenz- oder Interferenz-Schlierengerät
mit großem Meßfeld, welches im Verhältnis zur Meßstrecke aus kleinen optischen Standardteilen
aufgebaut ist und Mittel aufweist, um den Meßstrahl vor dem Durchschreiten der Meßstrecke
auf die Abmessungen derselben zu erweitern und anschließend wieder zu verengen,
dadurch gekennzeichnet, daß nur der Meßstrahlengang erweitert und verengt ist und
der Vergleichsstrahlengang unter Beibehaltung seines kleinen Durchmessers hinsichtlich
seiner optischen Länge dem erweiterten Meßstrahl angepaßt ist. Das ganze Interferometer
ist also im Verhältnis zur Größe des Meßfeldes aus kleinen optischen Teilen aufgebaut,
und nur der Meßstrahlengang wird vor dem Durchschreiten der Meßstrecke in Anpassung
an diese erweitert und danach wieder auf die Abmessungen der optischen Standardteile
des Gerätes verengt.
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Bei einem solchen Interferometer benötigt man aber auch für die Ergänzung
eines solchen Interferenzgerätes zu einem kombinierten Interferenz-Schlierengerät,
mit dem also auch gleichzeitig Schlierenbilder erzeugt werden können, keine weiteren
großen optischen Bestandteile. Bei dem normalen Mach-Zehnder-Gerät würde diese Ergänzung
dagegen fünf weitere große Teile erfordern.
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Für die Erweiterung und Verengung können zwei Parabolspiegel verwendet
sein, von denen der eine den Meßstrahl erweitert und der andere verengt.
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Der Erfindungsgedanke sei beispielsweise an einigen Anwendungsbeispielen
erläutert, die in den Fig. I bis g schematisch dargestellt sind.
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Fig. 1 zeigt das Interferenz-Grundsystem nach Mach-Zehnder. Das Licht
der Quelle I wird durch die achromatische Linse 2 parallel gemacht und an der ersten
Teilerplatte 3 in einen durchgehenden und einen reflektierenden Teil aufgeteilt.
Das Interferenz-Grundsystem erhält ferner einen Hohlspiegel 4, welcher das parallele
Bündel auf einen Vollspiegel 5 lenkt und dort sammelt. Von hier aus wird das Lichtbündel
auf einen Hohlspiegel 6 großen Durchmessers geworfen. Es durchsetzt anschließend
im parallelen Strahlengang eine Meßkammer (Windkanal 21). Ein Hohlspiegel 7 sammelt
das Lichtbündel auf einem Vollspiegel 8 und lenkt es von hier auf einen Hohlspiegel
9, von wo es als paralleles Strahlenbündel geringen Querschnitts nach weiterer Umlenkung
an einem Spiegel 10 auf eine teildurchlässige Spiegelschicht 1 1 fällt. Die Hohlspiegel
4 und 9 sind exzentrisch angeordnete Parabolspiegel und vereinigen das Licht korrekt,
d. h. ohne Astigmatismus, auf den kleinen Spiegeln 5 und 8. Die Spiegel 5 und 8
sind in der optischen Achse der großen Parabolspiegel 6 und 7 in genau einer Brennweiteentfernung
angeordnet, so daß ein korrekter Parallelstrahl zum Durchsetzen des Windkanals erzeugt
wird. Das am Spiegel 3 reflektierte Licht wird über Spiegel I4, I5, 16 ebenfalls
auf die teildurchlässige Spiegelschicht 11 gelenkt, welche die geteilten Lichtbündel
überlagert.
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Über eine Linse I2 gelangen die überlagerten Bündel auf einen Schirm
I3. Gangunterschiede, welche die Lichtbündel aufweisen, zeigen sich hier als Interferenz
figuren.
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Für ein Interferenz-Schlierengerät wird gleichzeitig ein Teil des
Lichtes aus dem Meßstrahl durch eine Teilerplatte I7 abgespalten. Die Teilerplatte
I7 ist zwischen dem Spiegel 10 und der Teilerplatte II angeordnet. Im anderen Strahlengang
(Vergleichsstrahlengang) ist zur Kompensation dieser Platte eine Platte 18 angeordnet.
Über eine Linse 19 gelangt das Licht über eine Schlierenblende 20 ebenfalls auf
den Schirm I3.
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An den großen Hohlspiegeln 6 und 7 sind Verformungsschrauben 23 für
eine eventuelle Feinkorrektur angebracht. Erfahrungsgemäß genügt es dabei, die Schraube
im Zentrum des Spiegels zu betätigen, wenn die Abweichungen von der absoluten Parabel
klein und gleichmäßig über das ganze Feld verteilt sind.
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Die großen Fenster der Meßkammer 21 (Windkanalfenster) werden durch
die kleinen Scheiben 22 im Vergleichsstrahlengang voll kompensiert.
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Eine genaue Justierung des Gerätes für die Phasendifferenz Null,
d. h. für Interferenz im weißen Licht, kann durch Längsverschiebung eines der optischen
Bestandteile des Grundsystems, z. B. des Spiegels I5, vorgenommen werden. Dies ist
dann eine Einspiegeljustierung, welche eine einfache Handhabung des Gerätes gewährleistet.
Die Justierung erfordert bestimmte geometrische Voraussetzungen. Wird nämlich die
Entfernung von der letzten Teilerplatte ii bis zu einem kleinen Umlenkspiegel genau
so groß gemacht wie von derselben Teilerplatte bis zu dem vom Hohlspiegel 7 erzeugten
Zwischenbild des Untersuchungsmittels, dann können alle Veränderungen der Interferenzstreifen
mit dem einen kleinen Spiegel allein gemacht werden, ohne daß sich die Schärfenebene
für die Interferenzstreifen ändert.
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Eine andere Anordnung ist in Fig. 2 gezeigt, wo die exzentrisch verwendeten
Hohlspiegel durch die Linsen 24 und 25 im Meßstrahl ersetzt sind. Mit Rücksicht
auf die geometrische und optische Wirkung der Linsen in Verbindung mit den großen
Hohlspiegeln wird ein entsprechender Ausgleich durch die Linsen 26, 27 und 28 im
Vergleichsstrahlengang durchgeführt. Geometrisch ist die Anordnung korrekt, aber
optisch ist ein kleiner Kompromiß gemacht, weil die Linsen etwas anders angewendet
werden als im Meßstrahl.
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Fig. 3 zeigt ein anderes Beispiel mit einer korrekten Anwendung von
Linsen im Interferenzsystem. Der Meßstrahl ist gleich angeordnet wie im letzten
Beispiel Fig. 2. Der Vergleichsstrahl ist aber optisch ähnlich gestaltet wie der
Meßstrahl, nur sind die Abmessungen der verwendeten Teile verschieden und dem kleinen
Durchmesser angepaßt.
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Die Linse 29 konzentriert das Licht des parallelen Vergleichsstrahles
auf das winzige Spiegelchen 30, das im Brennpunkt des kleinen Parabolspiegels 3I
angeordnet ist. Der vom Hohlspiegel 31 erzeugte Parallelstrahl wird vom Parabolspiegel
32 wieder umgeformt in eine Lichtkonzentration auf dem Spiegelchen 33. Linse 34
erzeugt wieder einen Parallelstrahl, der in ursrünglicher Größe über die Umlenkspiegel
35 und 36 auf die Endteilerplafte II des Grundsystems geleitet wird. Die Trägerplatten
37, 38 der winzigen Spiegelchen 30 und 33 können gleichzeitig als Kompensatorplatten
für die großen und teueren Kanalfenster verwendet werden.
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Ein letztes Beispiel einer Anordnung ähnlicher Art zeigt Fig. 4,
dessen Vorzüge bezüglich Einfachheit und Justierung allerdings mit einem großen
Lichtverlust bezahlt werden müssen. Der Meßstrahl ist in gleicher Weise ausgebildet
wie in den letzten beiden Beispielen. Der Vergleichsstrahl durchsetzt nach Verlassen
der ersten Teilerplatte 3 die halbdurchlässige Teilerplatte 39 und wird dann als
Parallelstrahl von der Linse 40 aufgenommen und umgeformt. Spiegel 41 ist ein sphärischer
Hohlspiegel, der, in zwei Brennweiten Entfernung von der Lichtkonzentration hinter
Linse 40 angeordnet, das Licht exakt in sich selbst zurückreflektiert. Die Linse
40 wird ein zweites Mal durchsetzt. Der an der Teilerplatte 39 reflektierte Teil
des zurückkommenden Lichtes wird als Vergleichs strahl im Grundsystem benutzt und
über die Umlenkspiegel 42, 43, 44 zur Endteilerplatte II geleitet.
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Da das Licht im Vergleichs strahl durch die gewählte Anordnung um
etwa 75 O/o geschwächt wird, ist es zweckmäßig, die erste Teilerplatte 3 mit etwa
soO/a für Reflexion und 20°/o für Durchlässigkeit zu belegen, um klare, gesättigte
Interferenz streifen zu bekommen. Eine zusätzliche Ergänzung durch das Schlierenverfahren
kann zwar grundsätzlich gemacht werden, ist aber wegen der Lichtschwächung nicht
empfehlenswert.
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Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke auch auf andere Interferenz-Grundsysteme
angewendet werden. Die bisher gezeigten Bei spiele waren auf das Mach-Zehnder-Grundsystem
bezogen, bei dem der Meßstrahl das Untersuchungsmittel nur einmal durchschreitet.
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Es sei bemerkt, daß in normalen Fällen der aerodynamischen Meßtechnik
stets diesem Verfahren mit einmaligem Lichtdurchgang der Vorzug gegeben wird, weil
ein zweimaliges Hindurchtreten durch das zu untersuchende Medium die Auswertung
der Ergebnisse außerordentlich erschwert, wenn nicht überhaupt unmöglich macht.
Daneben bestehen aber Sonderfälle, wo eine besonders hohe Empfindlichkeit des optischen
Verfahrens notwendig ist und die Fehler durch das zweimalige Durchschreiten des
Untersuchungsmittels in erlaubten Grenzen bleiben.
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Solche Anwendungsbeispiele existieren in modernsten Windkanälen und
Meßkammern mit extrem hohen Machschen Zahlen und extremen Hõhenbedingungen, wo die
Dichte und die Dichteänderungen so gering sind, daß unter Umständen die Empfindlichkeit
normaler Schatten- und Schlierenverfahren unzureichend ist.
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Nachfolgend seien einige Beispiele gezeigt, die aus dem Michelsonschen
Grundprinzip entwickelt sind.
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Fig. 5 zeigt das Beispiel eines solchen Gerätes mit ungewöhnlich
großem Meßfeld. Das Licht der Quelle I wird von der Linse 2 parallel gemacht und
in bekannter Weise an der ersten Teilerplatte 3 in zwei Teile aufgespalten. Der
reflektierte Teil des Strahl es sei der Meßstrahl. Der exzentrisch benutzte Parabolspiegel
4 arbeitet exakt ohne Astigmatismus. An der Stelle der Lichtkonzentration ist das
kleine Spiegelchen 5 angeordnet, das das Licht zu dem großen Hohlspiegel 6 leitet.
Der an 6 erzeugte große Parallelstrahl durchsetzt die Meßstrecke und trifft dann
auf den Planspiegel 7, von dem er in sich zurückreflektiert wird und dabei die Meßstrecke
ein zweites Mal passiert.
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Der kleine Vergleichsstrahl gelangt über die Spiegel 45 und 46 zu
dem letzten Plan- oder Vollspiegel 47, der ebenfalls genau senkrecht zum Strahl
angeordnet ist und das Licht in sich zurückreflektiert zur Teilerplatte 3. Dort
treffen sich die interferierenden Parallelstrahlen. Linse 12 ist die Abbildungslinse
für den Untersuchungsgegenstand und die Interferenzstreifen auf dem Schirm 13.
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Zur Abspaltung des Schlierenstrahles aus dem Meßstrahl und zur gleichzeitigen
Glaskompensation
der ersten Teilerplatte 3 dient die teildurchlässige
Platte 48. Das bei der Rückkehr an der Platte 48 reflektierte Licht gelangt über
den Spiegel 49 zur Linse 19 und an der Schlierenblende 20 vorbei zum Schirm I3.
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Die Lichtausbeute eines solchen Systems ist ebenfalls gering, so
daß man gegebenenfalls auf die gleichzeitige Anwendung des Schlierenverfahrens zugunsten
kurzzeitiger Belichtungen des Interferenzbildes verzichtet.
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Eine andere Anordnung, bei der die exzentrisch benutzten Hohlspiegel
durch Linsen 4 und 10 ersetzt werden und eine Totalreflexion im kleinen Vergleichsstrahl
durch den sphärischen Hohlspiegel 50 bewirkt wird, zeigt Fig. 6.
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Fig. 7 illustriert eine noch weiter vereinfachte Anordnung mit nur
einem großen Hohlspiegel 6.
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Diese Anordnung wird nur für einen enger begrenzten Anwendungsbereich
in Frage kommen.
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Bemerkenswert an dieser Anordnung ist, daß der große Hohlspiegel ein
sphärischer Spiegel ist, der mit der Lichtkonzentration in zwei Brennweiten Entfernung
exakt angewendet ist.
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Diese in Fig. 7 gezeigte Anordnung führt aber zu einer sehr wichtigen
meßtechnischen Folgerung: bisher benutzt man für die korrekte Oberflächenprüfung
von Hohlspiegeln die Foucaultsche Schneidenmethode und die Zonenstrahlenmethode
nach Hartmann. Beide Methoden erfordern eine sehr große Erfahrung in der Handhabung
und Deutung der Ergebnisse und sind kritisch bezüglich ihrer Absolutwerte.
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Interferenzmessungen, die in einem Bilde das ganze Ergebnis exakt
und einfach zeigen würden, können nur für kleine Abmessungen angewendet werden,
indem man die zu untersuchende Oberfläche mit einer ähnlich gekrümmten und genau
bekannten Vergleichsoberfläche überdeckt und in dem Zwischenraum Interferenzen erzeugt.
Für die Messung von Spiegeln ungewöhnlicher Größe scheitert diese Methode wie bei
ebenen Spiegeln an der Nichtberstellbarkeit einer so großen Vergleichsplatte von
Interferenzgüte.
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Neben dem genannten Verwendungszweck stellt ein Gerät nach Fig. 7
ein Meßgerät zur exakten Interferenzmessung von sphärischen Spiegeln ungewöhnlich
großer Abmessungen dar. Sämtliche kleinen optischen Bestandteile können so klein
gemacht werden, daß sie bezüglich der Oberflächenqualität als absolut korrekt angesehen
werden dürfen. Dann zeigt die resultierende Interferenzfigur des Gerätes direkt
die wahre Oberflächenfigur des großen sphärischen Hohlspiegels 6 auf dem Schirm
I3 an. Dieser kann dann schrittweise bis zur erforderlichen Genauigkeit verbessert
werden.
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In Fig. 8 ist eine kombinierte Interferenz-Schatten-Methode gezeigt.
Das Licht, das die Meßstrecke bereits einmal durchschritten hat, wird durch eine
teildurchlässige Platte 51 zum Teil hindurchgelassen und als Schattenprojektion
auf der lichtempfindlichen Schicht 52 abgebildet. Das von der Platte 51 reflektierte
Licht geht ein zweites Mal durch die Meßstrecke und gelangt zur Teilerplatte 3 zurück.
Die großen Kanal fenster 21 werden durch die kleinen Gläser 22 im Vergleichsstrahl
voll kompensiert.
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Auch die exakte Interferenzmessung der Oberfläche von ungewöhnlich
großen Parabolspiegeln ist erfindungsgemäß möglich mit einer Anordnung, wie sie
in Fig. 9 gezeigt ist. Die Führung des Meßstrahles erfolgt hierbei in der vertikalen
Ebene. Die Lichtkonzentration 5 ist genau im Brennpunkt der Parabel angeordnet,
um einen exakten Parallelstrahl zu erzeugen. Um den großen Parabolspiegel als einziges
unbekanntes Glied im ganzen optischen System untersuchen zu können, wird der frühere
große Planspiegel durch eine Flüssigkeitsschicht, z. B. Wasser, in der Schale 53
ersetzt, die ja bekanntlich bis auf die Erdkrümmung sehr genau eben ist. Es ist
dabei selbstverständlich vorausgesetzt, daß alle übrigen kleinen optischen Bestandteile
innerhalb des Meßsystems von Interferenzqualität sind, was bei den kleinen Abmessungen
dieser Teile ohne besondere Schwierigkeiten erreicht werden kann. Ferner sei erwähnt,
daß bei der Verwendung von Flüssigkeitsschichten alle notwendigen Maßnahmen wahrgenommen
werden müssen, um störende Einflüsse von Schwingungen auszuschalten (s. obengenannte
Schrift über »Optical Work On Unusually Large Glass Plates«).
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Es sei endlich erwähnt, daß mit Hilfe der Erfindung jedes vorhandene
Schlierengerät zu einem kompletten Interferenz- Schlierengerät erweitert werden
kann, wenn die vorhandenen Hohlspiegel ausreichende Oberflächenqualität haben und
die ergänzenden kleinen optischen Bestandteile von hervorragender Qualität gemacht
werden.