NL1032924C2 - Monolithische verplaatsingsmetingsinterferometer. - Google Patents
Monolithische verplaatsingsmetingsinterferometer. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1032924C2 NL1032924C2 NL1032924A NL1032924A NL1032924C2 NL 1032924 C2 NL1032924 C2 NL 1032924C2 NL 1032924 A NL1032924 A NL 1032924A NL 1032924 A NL1032924 A NL 1032924A NL 1032924 C2 NL1032924 C2 NL 1032924C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- interferometer
- assembly
- quarter
- polarizing beam
- light beams
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02062—Active error reduction, i.e. varying with time
- G01B9/02067—Active error reduction, i.e. varying with time by electronic control systems, i.e. using feedback acting on optics or light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02007—Two or more frequencies or sources used for interferometric measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02049—Interferometers characterised by particular mechanical design details
- G01B9/02051—Integrated design, e.g. on-chip or monolithic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/70—Using polarization in the interferometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Description
Korte aanduiding: Monolithische verplaatsingsmetingsinterferometer.
BESCHRIJVING
Kennisgeving ten aanzien van potentiële militaire toepassingen 5 De uitvinders zijn van mening dat de onderhavige hierin beschreven uitvinding in het bijzonder goed geschikt is voor bepaalde militaire toepassingen.
Achtergrond
Verplaatsingsmetingsinterferometers “Displacement Measuring 10 Interferometers” (“DMIs”) zijn algemeen in de stand van de techniek bekend en worden gedurende vele jaren gebruikt voor het meten van kleine verplaatsingen en lengtes met hoge nauwkeurigheid- en resolutieniveau’s. Onder deze inrichtingen genieten helium-neon verplaatsingsmetings-laserinterferometers een relatief ruime toepassing als gevolg van hun hoge mate van stabiliteit en monochromaticiteit. 15 Interferometers vereisen een nauwkeurige oplijning van spiegels die gedurende langere tijd in stand moet worden gehouden, hetgeen echter aanzienlijke praktische moeilijkheden met zich mee kan brengen.
Een interferometer met dubbele doorgang kan gedeeltelijk ongevoelig worden voor spiegeloplijningen, door elke arm van de interferometer 20 dubbel te doorlopen en middelen op te nemen voor het inverteren van de golffronten tussen de twee doorgangen. Zie bijvoorbeeld “A Double-Passed Michelson Interferometer” door S.J. Bennett in Opties Communications, jaargang 4, nummer 6, februari/maart 1972, waarin de dubbele doorgang wordt bewerkstelligd met behulp van een gepolariseerde bundelsplitser, twee kwart-golfplaten en een kubische 25 hoekreflector welke als inverterende component dient. Het geheel van de voorgaande publicatie door Bennett is hierin door verwijzing opgenomen. Als gevolg van hun commerciële levensvatbaarheid, robuustheid, stabiliteit en nauwkeurigheid worden verplaatsingsmetingsinterferometers met dubbele doorgang in het algemeen gebruikt in verplaatsingsmetingen met hoge nauwkeurigheid.
30 Ondanks de vele voordelen die in het algemeen op het gebied van DMIs zijn bereikt, blijven meetfouten en onnauwkeurigheden echter bestaan. Onder de factoren die aan deze fouten en onnauwkeurigheden bijdragen zijn oplijnfouten en padlengtefouten, optische menging, thermische effecten, polarisatielek (of de 1032924 2 ongewilde menging van meet- en referentiebundels), diffractie-geïnduceerde randvorming, niet-lineaire relaties tussen fase en verplaatsing en andere fouten. Zie bijvoorbeeld “Recent Advances in Displacement Measuring Interferometry” door Norman Brobroff in Meas. Sci. Technol. 4 (1993) 907-926 en “An Investigation of Two 5 Unexplored Periodic Source Errors in Differential-Path Interferometry” door Schmitz en Beckwith in Precision Engineering 27 (2003) 311-322, waarin enkele van deze factoren in detail zijn besproken. Het geheel van de betreffende voorgaande documenten door Broboff en Schmitz et al. is hierin door verwijzing opgenomen.
De meeste DMIs in de stand van de techniek combineren referentie-10 en meetbundels voordat zij aan het optische deel van een interferometersysteem worden aangeboden. De niet-ideale eigenschappen van de bron en optiek resulteren in menging van de referentie- en meetbundels voordat de gewenste verplaatsing wordt gemeten. Dit is een van de principiële oorzaken waardoor niet-lineaire fouten in DMIs worden geïntroduceerd. Een andere principiële bron van niet-lineaire fouten 15 in DMIs is op diffractie gebaseerde interferentie. Enkele DMIs uit de stand van de techniek maken gebruik van een reflecterende apertuur om een referentiebundel van een meetbundel te scheiden, waarbij de twee bundels een gemeenschappelijke ringvormige kamer tot aan de reflecterende apertuur delen. Het resultaat van een dergelijke architectuur is dat een interferentiebundel wordt gevormd welke de 20 prestaties kan verminderen.
Een document gepresenteerd op de “Annual Meeting” van de ASPE in 2001, getiteld “Demonstration of Sub-Angstrom Cyclic Non-Linearity Using Wavefront-Division Sampling with a Common-Path Laser heterodyne Interferometer”, Feng Zhao van het Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, 25 Pasadena, Californië openbaart een heterodyne interferometer met gemeenschappelijk pad waarmee wordt geprobeerd niet-lineaire fouten te minimaliseren. Zhao isoleert de referentie- en meetbundels over het grootste deel van het optische pad naar de detector door voor de referentie- en meetbundels gebruik te maken van gescheiden vezeloptische kanalen. De referentiebundel heeft 30 een eerste frequentie en een meetbundel heeft een tweede frequentie verschillend van de eerste frequentie. In ruwe termen, eerste en tweede bundels corresponderend met de eerste en tweede frequenties worden gegenereerd en gemeten op verschillende eerste en tweede detectoren. In sommige systemen echter 3 zijn de zaken gecompliceerder dan dit. In plaats hiervan worden door de bron zogeheten "lokale-oscillator”- en ,,sonde,,-bundels als twee afzonderlijke bundels geëmitteerd, waarbij de bundels in de interferometer worden gemengd voor het aan de uitgang produceren van meet- en referentiebundels. Dit onderwerp wordt 5 onderstaand verder in detail besproken.
Omwille van de duidelijkheid en om verwarring te vermijden, worden hierin de termen “meetbundel” en “referentiebundel” gebruikt, echter begrepen dient te worden dat deze potentieel uitwisselbaar zijn met respectievelijk de termen “lokale-oscillatorbundel” en “sondebundel”, afhankelijk van de betreffende context waarin de 10 term kan voorkomen.
De eerste bundel kan referentiebundel worden genoemd die wordt geproduceerd doordat de eerste frequentiebundel op een stationaire apertuur treft. De tweede bundel kan meetbundel worden genoemd die wordt geproduceerd doordat de tweede frequentiebundel op een bewegend doel treft. Het faseverschil 15 tussen de eerste en tweede bundels representeert de positie van het doel. De interferometer-architectuur van Zhao reduceert niet-lineaire fouten in gemeten verplaatsingen. Zhao maakt gebruik van een golffrontverdeelschema waarin echter op diffractie gebaseerde interferentiefouten belangrijk blijven omdat de meet- en referentiebundels over in hoofdzaak hetzelfde optische pad ringvormig van elkaar 20 gescheiden zijn. Het is bovendien niet duidelijk hoe de benadering van Zhao naar meer dan één optische as kan worden uitgebreid.
Hetgeen noodzakelijk is, is een DMI die niet-lineaire en door diffractie geïnduceerde fouten verder minimaliseert en die op een directe en economische wijze omhoog of omlaag kan worden geschaald over verschillende 25 optische assen.
Samenvatting van de uitvinding
Overeenkomstig een aspect van de onderhavige uitvinding is een vlakke-spiegelinterferometer verschaft ingericht voor het ontvangen van twee 30 afzonderlijke ingangslichtbundels respectievelijk f, en f2, waarin de interferometer de twee lichtbundels f, en f2 van elkaar gescheiden houdt totdat zij in een polariserend of niet-polariserend rhombisch deelsamenstel worden gecombineerd net voordat ze door de interferometer worden afgegeven, voor het op deze wijze reduceren van 4 door polarisatie en menging geïntroduceerde meetfouten.
Overeenkomstig een verder aspect van de onderhavige uitvinding is een vlakke-spiegelinterferometer verschaft ingericht voor het ontvangen van twee afzonderlijke ingangslichtbundels respectievelijk f, en f2, waarin de twee in de 5 interferometer door de twee lichtbundels doorlopen padlengten in hoofdzaak equivalent zijn, voor het op deze wijze reduceren van thermisch geïnduceerde meetfouten.
Overeenkomstig een nog verder aspect van de onderhavige uitvinding is een vlakke-spiegelinterferometersysteem verschaft ingericht voor het 10 ontvangen van twee afzonderlijke ingangslichtbundels respectievelijk ft en f2, waarin het systeem één of meer bundelblokkeringsorganen omvat die tussen één of meer kwart-golfplaten zijn geplaatst en één of meer vaste of bewegende vlakke-spiegels, waarbij de bundelblokkeringsorganen zijn geplaatst en ingericht voor het onderscheppen van vreemd licht, voor het hierdoor reduceren van meetfouten.
15 Overeenkomstig een nog verder aspect van de onderhavige uitvinding is een interferometer verschaft omvattende één of meer van de voorgaande aspecten en die verder schaalbaar is over een willekeurig aantal optische assen.
Verschillende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding 20 omvatten in hun omvang componenten, inrichtingen en systemen waarin de voorgaande aspecten zijn opgenomen of belichaamd en werkwijzen voor het maken en gebruiken van componenten, inrichtingen en systemen welke de voorgaande aspecten belichamen.
25 Korte Beschrijving van de Tekeningen
Figuur 1 toont een blokschema van een lineair verplaatsings-metingsinterferometriesysteem volgens de stand van de techniek;
Figuur 2 toont een blokschema van een uitvoeringsvorm van metingsinterferometriesysteem volgens de onderhavige uitvinding; 30 Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm van een enkele-kubische hoekinterferometer volgens de onderhavige uitvinding die redundante uitgangssignalen verschaft en een niet-polariserende bundelsplitsingsinterface omvat;
Figuur 4 toont een uitvoeringsvorm van een enkele-kubische 5 hoekinterferometer volgens de onderhavige uitvinding die een enkel uitgangssignaal verschaft en een polariserende bundelsplitsingsinterface omvat;
Figuur 5 toont een uitvoeringsvorm van een dubbele-kubische hoekinterferometer volgens de onderhavige uitvinding die redundante 5 uitgangssignalen verschaft en een niet-polariserende bundelsplitsingsinterface omvat, en
Figuur 6 toont een uitvoeringsvorm van een dubbele-kubische hoekinterferometer volgens de onderhavige uitvinding die een enkel uitgangssignaal verschaft en een polariserende bundelsplitsingsinterface omvat.
10
Gedetailleerde Beschrijving van de Voorkeursuitvoerinqsvormen
Figuur 1 toont een blokschema van een lineair verplaatsings-metingsinterferometriesysteem volgens de stand van de techniek. Een dubbele-frequentie Zeeman-splitsing helium-neonlaserbron 10 genereert en emitteert eerste 15 en tweede bundels met f, en f2, waarbij de eerste bundel een eerste circulaire polarisatietoestand heeft en de tweede bundel een tweede circulaire polarisatietoestand verschillend van de eerste polarisatietoestand heeft (hierna “bundels ^ en f2’’ genoemd). Door de bron 10 geëmitteerde bundels f, en f2 zijn typisch respectievelijk rechts- en linksroterend gepolariseerd. In een caviteit van de 20 bron 10 worden twee lasermodi versterkt, de twee modi corresponderend met de twee polarisatietoestanden. In een Zeeman-splitsingslaser zijn de twee polarisaties van tegengestelde handrichting. De telescoop 15 verschaft middelen voor het expanderen en collimeren van de door de bron 10 geëmitteerde bundels fn en f2 voor afgifte aan het resterende deel van het interferometriesysteem.
25 De bundels f., en f2 doorlopen vervolgens een kwart-golfplaat 20, waarin ze worden getransformeerd van circulair gepolariseerde toestanden in lineair gepolariseerde toestanden en vervolgens naar de niet-polariserende bundelsplitser 30 worden gestuurd. (Merk op dat middelen voor het geschikt uitlijnen van de lineair gepolariseerde bundels met het vlak van inval van de gepolariseerde bundelsplitser 30 204 of “PBS 204" in figuur 1 niet zijn getoond).
Zodra de lineair gepolariseerde bundels geschikt zijn opgelijnd met het vlak van inval van de gepolariseerde bundelsplitser 204 van de interferometer 40, wordt de bundel f, naar een kubische meethoekreflector 110 doorgelaten, terwijl de 6 bundel f2 naar een kubische referentiehoekreflector 100 wordt gereflecteerd. Nadat de bundels f, en f2 van hun respectieve kubische hoekreflectoren 100 en 110 zijn terug gereflecteerd, worden de bundels f, en f2 bij de gepolariseerde bundelsplitser 204 (of "PBS 204”) gerecombineerd. De interferometer 40 ontvangt de overgedragen 5 delen van de lineair gepolariseerde bundels f., en f2 en stuurt dan de betreffende delen van deze bundels naar de kubische referentiehoekreflector 100 en de kubische meethoekreflector 110.
De door de kubische referentiehoekreflector 100 en de kubische meethoekreflector 110 gereflecteerde bundels f., en f2 worden door een tweede 45-10 gradenpolarisator 120 gestuurd. De eerste en tweede 45-gradenpolarisators 90 en 120 recombineren respectievelijk de meet- en referentiebundels f1 en f2. Uitgangssignalen van de fasedetectoren 130 en 140 worden toegevoerd aan de fasevergrendelde lusversterkers 150 en 160, die samen een verschil Af leveren waaruit wordt bepaald dat de kubische hoekreflector 110 voor verplaatsingsmeting is 15 verplaatst. De gerecombineerde f-, en f2 doorlopen de polarisator 120 hetgeen leidt tot interferentie tussen de twee orthogonaalgepolariseerde bundels. De resulterende interferentiebundel wordt voor detectie door de polarisator 120 aan de fotodiode 140 overgedragen. De frequentie van de resulterende interferentiebundel correspondeert met de relatieve snelheid langs de as van de meetbundel van de kubische 20 meethoekreflector 110 ten opzichte van de kubische referentiehoek-reflector 100. De fase van de interferentiebundel correspondeert met de relatieve positie van de kubische meethoekreflector 110 langs de x-as van de meetbundel.
Voortgaande met verwijzing naar figuur 1, bij het verlaten van de kwart-golfplaat 20 wordt een deel van elk van de bundels f., en f2 door de 25 bundelsplitser 30 in de richting van de interferometer 40 overgedragen (hetgeen het optische deel van het interferometersysteem is). De resterende delen van elk van de bundels fn en f2 worden naar de niet-polariserende bundelsplitser 50 en de eerste 45-gradenpolarisator 90 gereflecteerd. De vloeibaar-kristalpolarisator 60, de vermogensdetector 70 en de laserafstemservo 80 omvatten terugkoppel-30 stuurmiddelen voor het bewaken en sturen van de constantheid van het uitgangssignaal van de laserbron 10. Voor stabiliteit wordt de laserholte van de bron 10 in temperatuur gestuurd met behulp van terugkoppeling uit de vermogensbalans van de twee door de bron 10 geproduceerde lasermodi. Een deel van de via de niet- 7 polariserende bundelsplitsers 30 en 50 afgegeven bundel wordt naar de vloeibaar-kristalpolarisator 60 gestuurd, welke alternerend licht met eerste en tweede polarisatietoestanden overdraagt. De fotodiode 70 meet de vermogensbalans gedurende de tijd en verschaft deze informatie aan de laserafstemservo 80.
5 Merk op dat zoals toegepast in de beschrijving, tekeningen en conclusies hiervan en in de context van het bespreken, beschrijven en/of concluderen van een DMI, een deel van een DMI of een DMI-systeem, de term “monolithisch” een interferometer omvat met ten minste polariserende of niet-polariserende bundelsplitsingsdeelsamenstellen omvattende glas of een optisch 10 equivalent materiaal en ten minste een kubische hoekreflector, ingang, uitgang, een reflecterend of terug-reflecterend rhombisch deelsamenstel, eveneens omvattende glas of een optisch equivalent materiaal, waarbij de bundelsplitser en de ten minste ene kubische hoekreflector, ingang, uitgang, reflecterend of terug-reflecterend rhombisch deelsamenstel fysisch aangrenzend aan elkaar zijn gelegen en direct aan 15 elkaar zijn bevestigd door een kleefstof, mechanisch (bijvoorbeeld schroeven), chemisch, elektromagnetische en/of magnetische middelen zodanig dat het optische deel van de interferometer (dat niet de bron, de detectoren of de kubische meethoekreflector of vlakke-spiegel of een DMI of DMI-systeem omvat), een enkel samenstel vormt.
20 Figuur 1 en de bijgaande hierin gegeven beschrijving beschrijven aspecten van de “Linear Interferometer” model nummer 10705 van Agilent. In overeenstemming met de definitie van de term “monolithisch” zoals hierin uiteengezet, heeft de Linear Interferometer 10705 een monolithisch ontwerp en monolithische structuur.
25 Aspecten van de in figuur 1 geïllustreerde DMI zijn in de navolgende U.S. octrooien geopenbaard, het geheel waarvan hierin door verwijzing is opgenomen: U.S. octrooi nr. 5.064.280 van Boekman getiteld “Linear-and-angular measuring plane mirror interferometer”; U.S. octrooi nr. 6.542.247 van Boekman getiteld “Multi-axis interferometer with integrated optical structure and method for 30 manufacturing rhomboid assemblies”; en U.S. octrooi nr. 5.667.768 van Boekman getiteld “Method and interferometric apparatus for measuring changes in displacement of an object in a rotating reference frame”.
Om verwarring te vermijden, wordt opgemerkt dat de term 8 “referentiebundel” zoals in de beschrijving, tekeningen en conclusies hiervan toegepast en in de context van het bespreken, beschrijven en/of concluderen van een DMI, een deel van een DMI of een DMI-systeem, afhankelijk van de betreffende context waarin deze wordt toegepast “lokale-oscillatorbundel” of “referentiebundel” 5 kan betekenen. Merk verder op dat de term “meetbundel” zoals toegepast in de beschrijving, tekeningen en conclusies hiervan en in de context van het bespreken, beschrijven en/of concluderen van een DMI, een deel van een DMI of een DMI-systeem, afhankelijk van de betreffende context waarin deze wordt toegepast, “sondebundel” of "meetbundel” kan betekenen.
10 Overeenkomstig bepaalde uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden door de bron “lokale-oscillator”- en “sonde”-bundels geëmitteerd, waarbij de lokale-oscillator- en referentiebundels in de interferometer worden gemengd voor het als uitgangssignaal produceren van meet- en referentiebundels. Hoewel omwille van de eenvoud onderstaand wordt voortgegaan met verwijzing naar 15 “referentiebundels” en “meetbundels”, dienen deze termen te worden geïnterpreteerd zoals uiteengezet in de direct voorgaande paragraaf, afhankelijk van de betreffende context waarin ze verschijnen.
Nu verwijzend naar figuur 2, hierin is een blokschema getoond van een uitvoeringsvorm van een meetinterferometriesysteem van de onderhavige 20 uitvinding waarin de bundelbron 10 een laserbron omvat geschikt voor het produceren van drie uitgangsbundels: een eerste bundel met frequentie f, en een eerste lineaire polarisatietoestand, een tweede bundel met een frequentie f2 en een tweede lineaire polarisatietoestand orthogonaal op de eerste polarisatietoestand en een derde bundel omvattende licht met gecombineerde frequenties f, en f2. De derde 25 bundel wordt naar de polarisator 110 gestuurd waar de frequenties ^ en f2 worden gecombineerd voor het vormen van een enkele polarisatietoestand die naar de detector 130 wordt gezonden. De eerste en tweede bundels worden naar de interferometer 45 van de onderhavige uitvinding gestuurd.
Voortgaande met het verwijzen naar figuur 2, de door de bundelbron 30 10 geëmitteerde optisch gescheiden eerste en tweede ingangsbundels f, en f2 worden aan de interferometer 45 afgegeven. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat de interferometer 45 een rhombisch deel-samenstel 190 omvattende een niet-polariserende of polariserende bundel-splitsingsinterface 9 192 of 194. Vlakke spiegels 110 en 112 reflecteren de daarop invallende referentie-en meetbundels f, en f2 terug welke afkomstig zijn van de interferometer 45 (niet in detail in figuur 2 getoond). De vlakke spiegel 110 is vast of stationair met betrekking tot de interferometer 45, terwijl de vlakke spiegel 112 ten opzichte van de 5 interferometer 45 beweegt.
De door de interferometer 45 afgegeven gecombineerde bundels worden vervolgens door de 45-gradenpolarisator 120 gestuurd zodanig, dat zij bij het verlaten daarvan een gemeenschappelijke polarisatietoestand delen. De uitgang van de fasedetector 140 wordt aan de fasevergrendelde lusdetector 160 toegevoerd, 10 welke in combinatie met een op/neerteller 200 een verschil Af levert, waaruit de afstand of verplaatsing welke de vlakke spiegel 112 ten opzichte van de interferometer 45 heeft afgelegd kan worden bepaald. De figuren 3 tot en met 6 tonen verdere details van verschillende uitvoeringsvormen van de interferometer 45.
in de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zoals 15 getoond in de figuren 3, 4, 5 en 6 zijn in de interferometer 45 kwart-golfplaten 170 en 180 opgenomen. De kwart-golfplaten 170 en 180 ondersteunen een niet-spiegelend oppervlak. Als gevolg hiervan worden lineair gepolariseerde bundels die op de platen 170 en 180 vallen en worden doorgelaten getransformeerd naar circulaire polarisatietoestanden. Het in de figuren 3 tot en met 6 getoonde rombisch 20 deelsamenstel 190 kan worden opgebouwd overeenkomstig de leer van U.S. octrooi nr. 6.542.247 van Boekman getiteld “Multi-axis interferometer with integrated optical structure and method for manufacturing rhomboid assemblies”.
Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm van een enkele kubische hoek-reflector interferometer volgens de onderhavige uitvinding die redundante 25 uitgangssignalen verschaft en een niet-polariserende bundelsplitsingsinterface 192 omvat. In figuur 3 kan worden gezien dat de eerste bundel f, en de tweede bundel f2 de interferometer 45 als afzonderlijke bundels binnengaan. De eerste bundel f, gaat het eerste vlak 207 van het polariserende bundelsplitsingsdeelsamenstel 206 binnen en gaat voort naar de polariserende bundelsplitsingsinterface (PBS) 204 vanaf 30 waarvan deze omhoog wordt gereflecteerd om de kwart-golfplaat 170 te doorlopen, reflecteert tegen de stationaire vlakke spiegel 110 en gaat neerwaarts voort naar de kwart-golfplaat 170. De eerste bundel f1 is in een S-gepolariseerde toestand bij het binnengaan van de interferometer 45 en reflecteert derhalve tegen de interface 204 10 bij het invallen daarop. Bij het voor de eerste keer doorlopen van de kwart-goifplaat 170 wordt de eerste bundel fn circulair gepolariseerd in een eerste zin en na reflectie tegen de spiegel 110 wordt deze circulair gepolariseerd in een tweede zin en na het voor de tweede keer doorlopen van de kwart-golfplaat 170 wordt deze lineair p 5 gepolariseerd en doorloopt derhalve de interface 204 bij neerwaartse voortplanting naar de kubische hoekreflector 101.
De kubische hoekreflector 101 veroorzaakt dat de eerste bundel f, omhoog reflecteert, waar deze de interface 204 voor de tweede keer doorloopt, voor een derde keer de kwart-golfplaat 170 doorloopt, circulair gepolariseerd wordt in een 10 eerste zin, een tweede keer gereflecteerd tegen de spiegel 110, circulair gepolariseerd wordt in de tegenover gestelde zin, een vierde keer de kwart-golfplaat 170 doorloopt en s gepolariseerd wordt zodanig, dat deze nu tegen de interface 204 reflecteert naar het rhombisch deelsamenstel 190. Na het binnengaan van het rhombisch deelsamenstel 190 wordt de eerste bundel f, via het uitgangsvlak 193 15 omhoog gereflecteerd van een hoek van het rhombisch deelsamenstel 190 voor inval op en reflectie tegen de niet-polariserende bundelsplitser 192, waarbij de eerste bundel f., met de tweede bundel f2 wordt gecombineerd, waarbij de gecombineerde uitgangsbundel bevattende de informatie Δ f, die wordt gebruikt voor het berekenen van de verplaatsing of de verplaatsingspositie van de vlakke spiegel 112. Merk 20 verder op dat het rhombisch deelsamenstel 190 twee groepen identiek gecombineerde uitgangsbundels 220 en 221 verschaft ter redundantie in het geval dat een van deze uitgangssignalen ongeschikt wordt. Elke op deze wijze combineerde uitgangsbundel 220 of 221 bevat de informatie (f, - f2) ± Δ f, hetgeen in de volgende stappen wordt toegepast voor het berekenen van de verplaatsing of 25 positie van de bewegende spiegel 112.
Voortgaand met verwijzing naar figuur 3, de tweede bundel f2 gaat de interferometer 45 via het ingangsvlak 191 van het rhombisch deelsamenstel binnen, doorloopt de interface 204 als gevolg van zijn p-polarisatietoestand, wordt via de kwart-golfplaat 180 overgedragen en verandert in een eerste circulaire 30 polarisatie-toestand en wordt tegen de vlakke spiegel 112 gereflecteerd, hetgeen de zin van de circulaire polarisatie verandert. De gereflecteerde bundel f2 gaat de kwart-golfplaat 180 opnieuw binnen waarin deze in een lineaire s-gepolariseerde toestand wordt veranderd en reflecteert dan neerwaarts vanaf de interface 204. De neerwaarts 11 gereflecteerde bundel f2 wordt vervolgens zijdelings gereflecteerd en opwaarts door de kubische hoekreflector 101 voor inval op en reflectie tegen de interface 204 naar de spiegel 112, vanaf waarvan deze terug in de interferometer 45 wordt gereflecteerd om uit te treden vanaf het rhombisch deelsamenstel 190 als een deel 5 van de gecombineerde bundels 220 en 221.
In figuur 3 zijn bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 strategisch geplaatst tussen kwart-golfplaten 170 en 190 en spiegels 110 en 112 voor het invangen, absorberen, verstrooien, verspreiden of geschikt of onschadelijk reflecteren van externe of ongewenste daarop invallende lichtbundels die anderszins 10 de op de spiegels 110 en 112 invallende en gereflecteerde bundels f, en f2 kunnen vervuilen of daarmee interfereren. Vele externe of ongewenste lichtbundels die buiten de gewenste stralenpaden van de bundel f, en f2 lopen, zoals geïllustreerd in figuur 3, worden ingevangen, verstrooid, onschadelijk gereflecteerd of door de bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 geabsorbeerd.
15 Het bundelblokkeringsorgaan 110, corresponderend met de kwart- golfplaat 170 en de stationaire spiegel 110, wordt centraal geplaatst of tussen gewenste stralenpaden 231 en 233 van de bundel f2, terwijl de bundelblokkerings-organen 112 en 124 niet-centraal worden geplaatst of aan elke zijde van de gewenste stralenpaden 235 en 237. Merk op dat de stralenpaden 235 en 237 en de 20 bundelblokkeringsorganen 122 en 124 aan elke zijde van een denkbeeldige centrale as 250 in de figuren 3 en 4 zijn geplaatst.
De bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 worden gevormd van geschikte materialen die in staat zijn voor het geschikt absorberen, verspreiden, verstrooien, reflecteren, berekenen of voor het anderszins opnieuw richten van 25 externe of ongewenste lichtbundels, met het oogmerk om te verhinderen dat dit externe of ongewenste licht de lichtbundels f, en f2 vervuilt of daarmee interfereert. Bijgevolg kunnen de bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 optisch opake of daarop aangebrachte opgeruwde oppervlakken hebben of kunnen worden gevormd van een optisch reflecterend of brekend materiaal dat onderschept vreemd licht weg 30 van de stralenpaden 231, 233, 235 en 237 stuurt. Andere voor deskundigen bekende materialen kunnen uiteraard voor hetzelfde doel worden toegepast.
Merk op dat de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zoals geïllustreerd in figuur 3 gebalanceerde of equivalente glaspaden voor elk van de 12 bundels f, en f2 heeft. Dat wil zeggen, de hoeveelheid glas of ander optisch transparant of in hoofdzaak transparant materiaal dat door de bundels f, en f2 wordt doorlopen, is in hoofdzaak identiek. Deze gebalanceerde glaspaden reduceren significant door thermische uitzetting en samentrekking van de verschillende 5 componenten van de interferometer 45 veroorzaakte fouten, omdat dezelfde mate van expansie of samentrekking langs elk van de door de bundels f-, en f2 doorlopen paden optreedt. Merk verder op dat geen menging van gepolariseerde lichtbundels f, en f2 optreedt tot net voordat de bundels \Λ en f2 worden gecombineerd en door het rhombisch deelsamenstel 190 als gecombineerde bundels 220 en 221 worden 10 afgegeven. Deze gereduceerde menging van gepolariseerde lichtbundels reduceert significant door lichtmenging geïnduceerde fouten.
Voortgaand met verwijzing naar figuur 3, de interferometer 45 omvat een rhombisch deelsamenstel 190 met een eerste ingangsoppervlak 191 en een eerste uitgangsoppervlak 193, met een daartussen aangebrachte niet-polariserende 15 bundelsplitsingsinterface 192. Het polariserende bundelsplitsings-deelsamenstel 206 omvat ten minste eerste, tweede en derde en vierde vlakken, respectievelijk 207, 208, 209 en 210 en omvat een daarin gelegen polariserende bundelsplitsingsinterface 204. De polariserende bundelsplitsingsinterface 204 omvat bij voorkeur een ondergedompelde polariserende bundelsplitsingsbekleding of een 20 tussen twee lagen van optisch glas opgesloten diëlektrische bekleding, waarbij de bekleding geschikt is voor het selectief polariseren van daarop invallende lichtbundels. De eerste kwart-golfplaat 170 heeft een eerste ingangsvlak 172, terwijl de tweede kwart-golfplaat 180 een tweede ingangsvlak 182 heeft.
Het eerste uitgangsoppervlak 193 van het rhombisch deelsamenstel 25 190 is bij voorkeur door middel van optisch transparante of in hoofdzaak optisch transparante kleefstof of lijm aan het eerste vlak 207 van het bundelsplitsings-deelsamenstel 207 bevestigd. Eerste en tweede ingangsvlakken 172 en 182 van de eerste en tweede kwart-golfplaten 170 en 180 zijn aan het derde vlak 209 van het bundelsplitsingsdeelsamenstel 206 bevestigd, opnieuw bij voorkeur door middel van 30 optisch transparante of in hoofdzaak optisch transparante kleefstof of lijm. Als alternatief kunnen de kwart-golfplaten 170 en 180 optisch in aanraking zijn met de PBS-samensteloppervlakken 208 en 209.
Zoals getoond in de figuren 3 tot en met 6, zijn het rhombisch deel- 13 samenstel 190, de kwart-golfplaten 170 en 180 en het bundelsplitsings-deelsamenstel 206 ingericht en aan elkaar bevestigd om het mogelijk te maken dat de eerste bundel f., en de tweede bundel f2 het interferometersamenstel 45 binnengaan zonder in eerste instantie de niet-polariserende of polariserende bundel-5 splitsingsinterface 192 of 194 te doorlopen zodanig, dat de eerste bundel f., en de tweede bundel f2 het bundelsplitsingsdeelsamenstel 206 binnengaan zonder in eerste instantie te zijn gesplitst en gereflecteerd tegen delen van de interface 192 of 194.
Het rhombisch deelsamenstel 190, de kubische hoekreflectoren 101 10 en 103, het polariserende bundelsplitsingsdeelsamenstel 206 en de kwart-golfplaten 180 en 190 omvatten elk bij voorkeur stapels van geschikt bewerkte (of anderszins gevormd) en beklede glasplaten of componenten zoals beschreven in U.S. octrooi nr. 6.542.247 van Boekman. In voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding wordt het rhombisch deelsamenstel 190 gevormd door twee glasdelen aan 15 elkaar te bevestigen of te lijmen, waarbij de kleefstof- of lijminterface de amplitude-of bundelsplitsingsinterfaces daarvan vormt. De vlakken 193 en 207, 172 en 208, 182 en 209, 103 en 210 en 105 en 210 van deze deelèamenstellen zijn bij voorkeur aan elkaar gelijmd, eveneens zoals beschreven in U.S. octrooi nr. 6.542.247 van Boekman. Bijgevolg en consistent met de definitie van de term “monolithisch” zoals 20 boven uiteengezet, is de in de figuren 3 tot en met 6 getoonde interferometer monolithisch.
Merk echter op dat de vaste spiegel 110 door verschillende geschikte middelen aan de interferometer 45 kan worden bevestigd, evenals de bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de 25 onderhavige uitvinding is de bewegende spiegel 112 niet aan de interferometer 45 bevestigd.
Merk verder op dat de bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 een aantal geschikte vormen kunnen aannemen, zoals cirkels, ellipsen, vierkanten, rechthoeken of driehoeken en verder vormen kunnen omvatten met één of meer 30 daarin aangebrachte gaten om de doorgang van de gewenste stralenpaden 231, 233, 235 en 237 daardoorheen mogelijk te maken. Bovendien kan meer dan één oppervlak van elk van de bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 getextureerd zijn of ingericht voor het onderscheppen van invallend licht op elk oppervlak van 14 deze bundelblokkeringsorganen. Derhalve en slechts bij wijze van voorbeeld zijn de linker, rechter, boven- en onderoppervlakken van het in figuur 3 getoonde bundelblokkeringsorgaan 122 getextureerd of ingericht voor het onderscheppen van daarop invallend licht dat arriveert vanaf de richting van het polariserende 5 bundelsplitsingsdeelsamenstel 206, vanuit de richting van de vlakke spiegel 112, de richting van de vlakke spiegel 110, de richting van het stralenpad 233 of de richting van de stralenpaden 235 of 237.
Figuur 4 toont een uitvoeringsvorm van een enkele kubische hoek-reflectorinterferometer volgens de onderhavige uitvinding die een enkel uitgangs-10 signaal verschaft en een polariserende bundelsplitsingsinterface 194 omvat. De uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zoals getoond in figuur 4 omvat een amplitude-splitsingspolariserend rhombisch deelsamenstel 190, omvattende een interface 194 welke de bundel ^ reflecteert en de daarop invallende bundel f2 doorlaat en die een gecombineerde uitgangsbundel 220 verschaft omvattende de 15 bundels f, en f2. Zoals in de uitvoeringsvorm van de uitvinding zoals geïllustreerd in figuur 3, blokkeert en reflecteert of laat de polariserende bundelsplitsingsinterface 204 van het polariserende bundelsplitsingsdeelsamenstel 206 P- of S-gepolariseerde daarop invallende bundels door. Zoals in figuur 3, induceren de kwart-golfplaten 170 en 180 veranderingen in de polarisatietoestand van daardoorheen doorgelaten 20 bundels. Merk op dat de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zoals geïllustreerd in figuur 4 alleen een enkele gecombineerde uitgangsbundel 220 verschaft.
Het rhombisch deelsamenstel 190, het polariserende bundelsplitsingsdeelsamenstel 206, de kubische hoekreflector 101 en de kwart-golfplaten 25 170 en 180 omvatten elk bij voorkeur één of meer stapels van geschikt bewerkte (of anderszins gevormde) en beklede glasplaten zoals beschreven in U.S. octrooi nr. 6.542.247 van Boekman. De vlakken 193 en 207, 172 en 208, 182 en 209, 103 en 210 en 105 en 210 van deze deelsamenstellen zijn bij voorkeur aan elkaar gelijmd zoals beschreven in U.S. octrooi nr. 6.542.247 van Boekman. Als alternatief kunnen 30 de vlakken 172, 208, 182 en 209 elkaar optisch contacteren. Bijgevolg en consistent met de definitie van de term “monolithisch* zoals boven uiteengezet, is de in figuur 4 getoonde interferometer monolithisch.
Zoals in de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding getoond 15 in figuur 3, zijn de bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 strategisch tussen de kwart-golfplaten 170 en 190 en spiegels 110 en 112 geplaatst voor het invangen, verstrooien, verspreiden of geschikt of onschadelijk reflecteren van externe of ongewenst daarop invallende lichtbundels die anderszins de daarop invallende en 5 tegen de spiegels 110 en 112 gereflecteerde bundels f, en f2 vervuilen of daarmee interfereren. Vele externe of ongewenste lichtbundels die buiten de gewenste stralenpaden f, en f2 lopen zoals geïllustreerd in figuur 3 worden ingevangen, verspreid, onschadelijk gereflecteerd of door de bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 geabsorbeerd. Zoals in figuur 3 is het bundelblokkeringsorgaan 120 10 corresponderend met de kwart-golfplaat 170 en de vaste spiegel 110 centraal of tussen de gewenste stralenpaden 231 en 233 van de bundel f2 geplaatst, terwijl de bundelblokkeringsorganen 112 en 124 niet-centraal aan elke zijde van de gewenste stralenpaden 235 en 237 zijn geplaatst. De bundelblokkeringsorganen 120, 122 en 124 kunnen van geschikte materialen zijn gevormd en kunnen worden ingericht zoals 15 boven beschreven.
Merk op dat de in figuur 4 geïllustreerde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding gebalanceerde of equivalente glaspaden heeft. Dat wil zeggen, de door de bundels f, en f2 doorlopen hoeveelheid glas of ander optisch transparant of in hoofdzaak transparant materiaal is in hoofdzaak identiek. Deze 20 gebalanceerde of equivalente glaspaden reduceren significant door thermische expansie en samentrekking van de verschillende componenten van de interferometer 45 geïntroduceerde fouten, omdat dezelfde mate van expansie of samen-trekking langs elk van de door de bundels f, en f2 doorlopen paden optreedt. Merk verder op dat zoals in figuur 3 geen menging van gepolariseerde lichtbundels f, en f2 optreedt 25 tot net voordat de bundels f, en f2 worden gecombineerd en door het rhombisch deelsamenstel 190 ais gecombineerde bundel 220 worden afgegeven. Deze gereduceerde menging van gepolariseerde lichtbundels reduceert significant door lichtmenging geïnduceerde fouten.
Figuur 5 toont een uitvoeringsvorm van een dubbele kubische hoek-30 interferometer van de onderhavige uitvinding, die redundante uitgangssignalen verschaft en een niet-polariserende bundelsplitsingsinterface 192 omvat. De in figuur 5 getoonde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat een rhombisch deelsamenstel 190 dat een niet-polariserende interface 192 omvat welke de daarop 16 invallende bundels ^ en f2 zowel doorlaat als reflecteert, afhankelijk van hun polarisatietoestand en twee redundante gecombineerde uitgangsbundels 220 en 221 verschaft, elk omvattende bundels f1 en f2.
Zoals in de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding 5 geïllustreerd in de figuren 3 en 4 blokkeert en reflecteert of laat de polariserende bundelsplitsingsinterface 204 van het polariserende bundelsplitsingsdeelsamenstel 206 daarop invallende P- of S-gepolariseerde bundels door. Kwart-golfplaten 170 en 180 induceren veranderingen in de polarisatietoestand van de daardoorheen gelaten bundels. Merk op dat de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zoals 10 geïllustreerd in figuur 5 twee afzonderlijke kubische hoekreflectoren 101 en 102 omvat, welke via vlakken 103 en 105 aan het vlak 210 van het bundelsplitsingsdeelsamenstel 206 zijn bevestigd. De kubische hoekreflector 102 reflecteert en retourneert de bundel f1t terwijl de kubische hoekreflector 101 de bundel f2 reflecteert en retourneert.
15 Het rhombisch deelsamenstel 190, het polariserende bundel splitsingsdeelsamenstel 206, de kubische hoekreflector 101 en de kwart-golfplaten 170 en 180 zijn bij voorkeur opgebouwd en gevormd overeenkomstig de boven uiteengezette leer. Bijgevolg en consistent met de definitie van de term “monolithisch" zoals boven uiteengezet, is de in figuur 5 getoonde interferometer 45 20 monolithisch.
De bundelblokkeringsorganen 120 en 122 in figuur 5 zijn strategisch lateraal ten opzichte van de stralenpaden 231, 233,235 en 237 gepositioneerd voor het invangen, verstrooien, verspreiden of geschikt of onschadelijk reflecteren van externe of ongewenste lichtbundels die daarop invallen die anderszins de bundels fn 25 en f2 zouden kunnen vervuilen of daarmee interfereren. Vele externe of ongewenste lichtbundels die buiten de gewenste stralenpaden van de bundels f, en f2 lopen zoals geïllustreerd in figuur 5 worden door de bundelblokkeringsorganen 120 en 122 ingevangen, verspreid, onschadelijk gereflecteerd of geabsorbeerd.
Merk op dat, anders dan in de figuren 3 en 4, de stralenpaden 231 30 en 233 naast elkaar zijn geplaatst en het bundelblokkeringsorgaan 120 bijgevolg lateraal verschoven is ten opzichte van de kwart-golfplaat 170. Ook anders dan in de figuren 3 en 4 wordt slechts één enkel bundelblokkeringsorgaan 122 toegepast om extern licht te onderscheppen dat anderszins de stralenpaden 235 en 237 zou 17 vervuilen of daarmee interfereren. Merk op dat de stralenpaden 235 en 237 en het bundelblokkeringsorgaan 122 aan elke zijde van een denkbeeldige centrale as 250 in de figuren 5 en 6 zijn opgesteld.
De bundelblokkeringsorganen 120 en 122 kunnen van geschikte 5 materialen worden gevormd en kunnen zijn ingericht zoals boven beschreven.
Merk op dat de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zoals geïllustreerd in figuur 5 gebalanceerde of equivalente glaspaden heeft. Dat wil zeggen, de door de bundels ^ en f2 doorlopen hoeveelheid glas of ander optisch transparant of in hoofdzaak transparant materiaal is in hoofdzaak identiek. Deze 10 gebalanceerde glaspaden reduceren significant door thermische expansie en samentrekking van de verschillende componenten van de interferometer 45 geïntroduceerde fouten, omdat dezelfde mate van expansie of samentrekking langs elk van de door de bundels f, en f2 doorlopen paden optreedt. Merk verder op dat zoals in de figuren 3 en 4 geen menging van de gepolariseerde lichtbundels f, en f2 15 optreedt tot net voordat de bundels f, en f2 worden gecombineerd en door het rhombisch deelsamenstel 190 als gecombineerde bundel 220 worden afgegeven. Deze gereduceerde menging van gepolariseerde lichtbundels reduceert significant door lichtmenging geïnduceerde fouten.
Figuur 6 toont een uitvoeringsvorm van een dubbele kubische hoek-20 interferometer volgens de onderhavige uitvinding die een enkel uitgangssignaal verschaft en een polariserende bundelsplitsingsinterface 194 omvat. De in figuur 6 getoonde uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding omvat een amplitude-splitsend polariserend rhombisch deelsamenstel 190 dat de polariserende interface 194 bevat welke de daarop invallende bundels f, en f2 doorlaat en reflecteert 25 afhankelijk van hun polarisatietoestand, maar een enkele gecombineerde uitgangsbundel 220 verschaft omvattende de bundels f, en f2.
Zoals in figuur 5 zijn twee afzonderlijke kubische hoekreflectoren 101 en 102 verschaft welke via de vlakken 103 en 105 aan het vlak 210 van het bundelsplitsingsdeelsamenstel 206 zijn bevestigd. De kubische hoekreflector 102 30 reflecteert en retourneert de bundel f1t terwijl de kubische hoekreflector 101 de bundel f2 reflecteert en retourneert. Het rhombisch deelsamenstel 190, het polariserende bundelsplitsingsdeelsamenstel 206, de kubische hoekreflector 101 en de kwart-go If plaat 170 en 180 zijn bij voorkeur opgebouwd en gevormd 18 overeenkomstig de boven uiteengezette leer. Bijgevolg en consistent met de definitie van de term “monolithisch” zoals boven uiteengezet, is de in figuur 6 getoonde interferometer 45 monolithisch.
Eveneens in figuur 5 zijn de bundelblokkeringsorganen 120 en 122 5 strategisch lateraal ten opzichte van de stralenpaden 231, 233, 235 en 237 gepositioneerd voor het invangen, verstrooien, verspreiden of geschikt of onschadelijk reflecteren van daarop invallende externe of ongewenste lichtbundels die anderszins de bundels f, en f2 zouden vervuilen of daarmee interfereren. Vele externe of ongewenste lichtbundels die buiten de gewenste stralenpaden van de 10 bundels f, en f2 zoals geïllustreerd in figuur 6 lopen, worden door de bundelblokkeringsorganen 120 en 122 ingevangen, verspreid, onschadelijk gereflecteerd of geabsorbeerd.
Zoals in figuur 5, zijn de stralenpaden 231 en 233 naast elkaar geplaatst. Bijgevolg is het bundelblokkeringsorgaan 120 lateraal verschoven ten 15 opzichte van de kwart-golfplaat 170. Eveneens zoals in figuur 5 wordt slechts een enkel bundelblokkeringsorgaan 122 toegepast voor het onderscheppen van extern licht dat anderszins de stralenpaden 235 en 237 zou vervuilen of daarmee interfereren. De bundelblokkeringsorganen 120 en 122 kunnen van geschikte materialen worden gevormd en kunnen zijn ingericht zoals boven beschreven.
20 Merk op dat de uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding zoals geïllustreerd in figuur 6 gebalanceerde glaspaden heeft. Dat wil zeggen, de door de bundels f, en f2 doorlopen hoeveelheid glas of ander optisch transparant of in hoofdzaak transparant materiaal is in hoofdzaak identiek. Deze gebalanceerde glaspaden reduceren significant door thermische expansie en samentrekking van de 25 verschillende componenten van de interferometer 45 geïntroduceerde fouten, omdat langs elk van de door de bundels f1 en f2 doorlopen paden dezelfde mate van expansie of samentrekking optreedt. Merk verder op dat zoals in de figuren 3, 4 en 5 geen menging van gepolariseerde lichtbundels f, en f2 optreedt tot net voordat de bundels f, en f2 worden gecombineerd en door het rhombisch deelsamenstel 190 als 30 gecombineerde bundel 220 worden afgegeven. Deze gereduceerde menging van gepolariseerde lichtbundels reduceert significant door lichtmenging geïnduceerde fouten.
Merk op dat, omdat sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige 19 uitvinding interferometers omvatten die monolithisch zijn en direct aan elkaar bevestigde optische elementen omvat, geen frames of dergelijke nodig zijn voor het houden of positioneren van de verschillende optische elementen daarvan.
Hoewel gebleken is dat Schott BK-7-glas een in het bijzonder goed 5 geschikt glas voor monolithische interferometers van hierin beschreven type is, optisch geschikte materialen anders dan glas kunnen worden toegepast voor het construeren van de rhombische ingangs- en polariserende bundelsplitsings-deelsamenstellen van de onderhavige uitvinding. Zoals boven beschreven, kan de onderhavige uitvinding worden toegepast in interferometers met enkele of dubbele 10 doorgang alsmede in interferometers die drie of meer optische assen hebben. Laserbronnen anders dan helium-neonbronnen kunnen eveneens in de verschillende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden toegepast. Bijgevolg omvat de onderhavige uitvinding binnen zijn omvang meer-assige interferometers, waarbij ingangsbundels f, en f2 worden gesplitst in het vereiste aantal assen door het gebruik 15 van rhombische ingangsdeelsamenstellen overeenkomstig de leer zoals uiteengezet in U.S. octrooi nr. 6.542.247 van Boekman. Bovendien kunnen de verschillende structuren, architecturen, systemen, samenstellen, deelsamenstellen, componenten en concepten zoals hierin uiteengezet in niet-monolithische interferometers worden toegepast.
20 Bijgevolg zijn sommige hierin gepresenteerde conclusies niet bestemd om tot monolithische uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding beperkt te zijn, terwijl andere conclusies niet bestemd zijn om beperkt te zijn tot de verschillende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zoals expliciet getoond in de tekeningen of expliciet besproken in de beschrijving hiervan. Alle 25 boven beschreven octrooien en publicaties zijn hierin als geheel door verwijzing opgenomen.
30 20
Lijst met verwiizinqsciifers 10 Laser met 2 frequenties
Bundelbron 5 15 Telescoop 60 Vloeibaar-kristalpolarisator 80 Laserafstemservo 90 Polarisator 140 Polarisator
10 150 PLLXP
160 PLLXP
205 Op/neerteller 210 Compensatie en eenhedenconversie 220 Weergeefeenheid 15 1032924
Claims (16)
1. Monolithische vlakke-spiegel interferometer voor verplaatsings-meting, omvattende een polariserend bundelsplisingsdeel-samenstel en een 5 rhombisch deelsamenstel, dat aan een vlak van het polariserende bundel-splitsingsdeel-samenstel is bevestigd, waarbij de interferometer is ingericht voor het daarin ontvangen van ruimtelijk van elkaar gescheiden eerste en tweede ingaande lichtbundels met respectievelijke eerste en tweede frequenties f, en f2 en voor het verschaffen van een eerste en een tweede optisch pad voor de respectievelijke 10 eerste en tweede lichtbundel, waarbij de lengten van de respectievelijke eerste en tweede optische paden, die binnen de interferometer door de respectievelijke eerste en tweede lichtbundel worden doorlopen in hoofdzaak equivalent zijn, en waarbij het rhombische deelsamenstel is ingericht voor het ontvangen en combineren van de eerste en de tweede lichtbundels, die worden verschaft als uitgaande lichtbundels 15 van het polariserende bundelsplitsingsdeel-samenstel, waarbij de eerste en tweede lichtbundels niet anderszins zijn gecombineerd bij het doorlopen van het respectievelijke eerste en tweede optische pad binnen de interferometer, en waarbij het rhombische deelsamenstel is ingericht voor het daarin ontvangen van een van de ruimtelijk van elkaar gescheiden eerste en tweede ingaande lichtbundels en het naar 20 het polariserende bundelsplitsingsdeel-samenstel doorlaten van de ontvangen lichtbundel.
2. Interferometer volgens conclusie 1, waarin het rhombisch deelsamenstel verder een niet-polariserende bundelsplitsingsinterface omvat.
3. Interferometer volgens conclusie 1, waarin het rhombisch 25 deelsamenstel verder een polariserende bundelsplitsingsinterface omvat.
4. Interferometer volgens conclusie 1, verder omvattende ten minste één kubische hoekreflector.
5. Interferometer volgens conclusie 1, verder omvattende ten minste één bundelblokkeringsorgaan.
6. Interferometer volgens conclusies 1, verder omvattende ten minste twee bundelblokkeringsorganen.
7. Interferometer volgens conclusie 1, verder omvattende ten minste drie bundelblokkeringsorganen. 1032924
8. Interferometer volgens conclusie 1, verder omvattende ten minste één kwart-golfplaat.
9. Interferometer volgens conclusie 1, verder omvattende ten minste twee kwart-golfplaten.
10. Monolithisch viakke-spiegel interferometersysteem voor verplaatsingsmeting, omvattende een monolithische viakke-spiegel interferometer volgens conclusie 1, waarbij een eerste kwart-golfplaat is bevestigd aan een eerste vlak van het polariserende bundelsplitsingsdeel-samenstel van de interferometer en een tweede kwart-golfplaat is bevestigd aan een tweede vlak van het polariserende 10 bundelsplitsingsdeel-samenstel van de interferometer en verder omvattende een vaste spiegel, die werkzaam is gepositioneerd met betrekking tot de eerste kwart-golfplaat, een bewegende spiegel, die werkzaam is gepositioneerd met betrekking tot de tweede kwart-golfplaat en een eerste bundelblokkeringsorgaan, dat is gepositioneerd tussen de vaste spiegel en de eerste kwart-golfplaat.
11. Systeem volgens conclusie 10, verder omvattende ten minste één tweede bundelblokkeringsorgaan, dat niet-centraal is gepositioneerd ten opzichte van een tussen de bewegende spiegel en de tweede kwart-golfplaat aangebrachte denkbeeldige centrale as.
12. Systeem volgens conclusie 11, verder omvattende een derde 20 bundelblokkeringsorgaan, dat niet-centraal is gepositioneerd ten opzichte van een tussen de bewegende spiegel en de tweede kwart-golfplaat aangebrachte denkbeeldige centrale as.
13. Systeem volgens conclusie 10, verder omvattende in hoofdzaak equivalente en afzonderlijke eerste en tweede optische paden voor respectievelijke 25 eerste en tweede lichtbundels met respectievelijke eerste en tweede frequenties f, en f2.
14. Systeem volgens conclusie 10, waarin het rhombisch deelsamenstel verder een niet-polariserende bundelsplitsingsinterface omvat.
15. Systeem volgens conclusie 10, waarin het rhombisch deelsamenstel 30 verder een polariserende bundelsplitsingsinterface omvat.
16. Systeem volgens conclusie 10, verder omvattende ten minste één kubische hoekreflector. 1032924
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US28681705 | 2005-11-23 | ||
US11/286,817 US7705994B2 (en) | 2005-11-23 | 2005-11-23 | Monolithic displacement measuring interferometer with spatially separated but substantially equivalent optical pathways and optional dual beam outputs |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1032924A1 NL1032924A1 (nl) | 2007-05-24 |
NL1032924C2 true NL1032924C2 (nl) | 2009-05-26 |
Family
ID=38037884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1032924A NL1032924C2 (nl) | 2005-11-23 | 2006-11-23 | Monolithische verplaatsingsmetingsinterferometer. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7705994B2 (nl) |
JP (1) | JP2007147618A (nl) |
CN (1) | CN1971202A (nl) |
DE (1) | DE102006031917A1 (nl) |
NL (1) | NL1032924C2 (nl) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7796267B2 (en) * | 2006-09-28 | 2010-09-14 | Si-Ware Systems | System, method and apparatus for a micromachined interferometer using optical splitting |
US20090135430A1 (en) * | 2007-11-26 | 2009-05-28 | Miao Zhu | Systems and Methods for Reducing Nonlinearity in an Interferometer |
US8223342B2 (en) * | 2009-03-16 | 2012-07-17 | Alliant Techsystems Inc. | Methods and systems for measuring target movement with an interferometer |
US20110157595A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-06-30 | Yerazunis William S | Rotary Interferometer |
US10378933B2 (en) * | 2013-10-18 | 2019-08-13 | Nikon Corporation | Encoder head designs |
KR101812608B1 (ko) | 2016-02-04 | 2017-12-27 | 전북대학교산학협력단 | 일체형 편광간섭계 및 이를 적용한 스냅샷 분광편광계 |
JP7128648B2 (ja) * | 2018-04-25 | 2022-08-31 | 株式会社日立エルジーデータストレージ | ヘッドマウントディスプレイ |
CN112747667B (zh) * | 2019-10-31 | 2022-03-18 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 差分干涉仪装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0281385A2 (en) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Hewlett-Packard Company | Plane mirror interferometer |
US5191391A (en) * | 1991-01-29 | 1993-03-02 | Excel Precision | High resolution plane mirror interferometer |
EP0576885A1 (de) * | 1992-07-03 | 1994-01-05 | JENOPTIK GmbH | Mehrarmiges Interferometer |
EP0707191A2 (de) * | 1994-10-15 | 1996-04-17 | JENOPTIK Technologie GmbH | Interferometeranordnung zur frequenz- und umweltunabhängigen Längenmessung |
WO2006052816A2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-18 | Zygo Corporation | Optical connection for interferometry |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4802764A (en) * | 1986-03-28 | 1989-02-07 | Young Peter S | Differential plane mirror interferometer having beamsplitter/beam folder assembly |
DE69017159T2 (de) * | 1989-12-11 | 1995-08-10 | Konishiroku Photo Ind | Laser-interferometrischer Messapparat. |
CH693968A5 (de) * | 1993-04-21 | 2004-05-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung fuer die Topographiepruefung von Oberflaechen. |
JPH09178415A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Nikon Corp | 光波干渉測定装置 |
US6313918B1 (en) * | 1998-09-18 | 2001-11-06 | Zygo Corporation | Single-pass and multi-pass interferometery systems having a dynamic beam-steering assembly for measuring distance, angle, and dispersion |
US6181420B1 (en) * | 1998-10-06 | 2001-01-30 | Zygo Corporation | Interferometry system having reduced cyclic errors |
US6906784B2 (en) * | 2002-03-04 | 2005-06-14 | Zygo Corporation | Spatial filtering in interferometry |
-
2005
- 2005-11-23 US US11/286,817 patent/US7705994B2/en active Active
-
2006
- 2006-07-05 CN CN200610090202.5A patent/CN1971202A/zh active Pending
- 2006-07-10 DE DE102006031917A patent/DE102006031917A1/de not_active Withdrawn
- 2006-11-22 JP JP2006315657A patent/JP2007147618A/ja active Pending
- 2006-11-23 NL NL1032924A patent/NL1032924C2/nl not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0281385A2 (en) * | 1987-03-02 | 1988-09-07 | Hewlett-Packard Company | Plane mirror interferometer |
US5191391A (en) * | 1991-01-29 | 1993-03-02 | Excel Precision | High resolution plane mirror interferometer |
EP0576885A1 (de) * | 1992-07-03 | 1994-01-05 | JENOPTIK GmbH | Mehrarmiges Interferometer |
EP0707191A2 (de) * | 1994-10-15 | 1996-04-17 | JENOPTIK Technologie GmbH | Interferometeranordnung zur frequenz- und umweltunabhängigen Längenmessung |
WO2006052816A2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-18 | Zygo Corporation | Optical connection for interferometry |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102006031917A1 (de) | 2007-05-31 |
US7705994B2 (en) | 2010-04-27 |
NL1032924A1 (nl) | 2007-05-24 |
JP2007147618A (ja) | 2007-06-14 |
CN1971202A (zh) | 2007-05-30 |
US20070115478A1 (en) | 2007-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL1032924C2 (nl) | Monolithische verplaatsingsmetingsinterferometer. | |
NL1031618C2 (nl) | Interferometer voor kleine niet-lineaire foutverplaatsingsmeting. | |
NL1029115C2 (nl) | Systemen die gebruik maken van polarisatie-manipulerende retroreflectoren. | |
US6806960B2 (en) | Compact beam re-tracing optics to eliminate beam walk-off in an interferometer | |
US7355719B2 (en) | Interferometer for measuring perpendicular translations | |
JP2001522984A (ja) | ビームスプリッタアセンブリを備えた一体式光学アセンブリ及び再帰反射器 | |
JP2012530901A (ja) | 等光路干渉計 | |
US7426039B2 (en) | Optically balanced instrument for high accuracy measurement of dimensional change | |
EP0244275B1 (en) | Angle measuring interferometer | |
JPH09325005A (ja) | 偏位を測定するための装置 | |
US9797704B2 (en) | Interferometer having two transparent plates in parallel for making reference and measurement beams parallel | |
CN103250101A (zh) | 用于确定光学系统中的反射镜的发热状况的方法和布置 | |
JP6285808B2 (ja) | 干渉計 | |
US6563593B2 (en) | Dynamic angle measuring interferometer | |
US7212290B2 (en) | Differential interferometers creating desired beam patterns | |
JP2821817B2 (ja) | 差動型干渉プリズム | |
JP2015072137A (ja) | 光学式計測装置 | |
JP2015072136A (ja) | 光学式計測装置 | |
NL1031619C2 (nl) | Discrete kwartgolfplaten voor verplaatsingsmetingsinterferometers. | |
US5028137A (en) | Angular displacement measuring interferometer | |
US6710880B1 (en) | Interferometric apparatus for ultra-high precision displacement measurement | |
JPS62233704A (ja) | 差動平面鏡干渉計システム | |
EP2336714B1 (en) | Interferometer | |
US7009708B1 (en) | Symmetric periscope for concentric beam configuration in an ultra-high precision laser interferometric beam launcher | |
JPH0587519A (ja) | 差動型干渉プリズム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Effective date: 20090317 |
|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20100601 |