NL1035300C

NL1035300C - Optische interferometer.

Info

Publication number: NL1035300C
Application number: NL1035300A
Authority: NL
Inventors: Greg C Felix; John Bockman
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2010-03-09
Also published as: CN1959336A; NL1032792C2; DE102006032267A1; NL1035300A1; NL1032792A1; JP2007127643A; US20070109552A1

Description

Korte aanduiding: Optische interferometer.

Achtergrond [010] Optische interferometers zijn bruikbaar bij het preciseren van 5 nauwkeurige metingen. Optische interferometers worden bijvoorbeeld gebruikt voor het bepalen van de beweging van optische elementen gebruikt bij de fotolithografische verwerking van halfgeleiderwafers, waarbij precisie met de ordegrootte van nanometers (10'9 m) en groter gewenst is.

[020] Optische interferometers omvatten twee (of meer) optische bundels.

10 Eén optische bundel wordt in het ideale geval gericht langs een vaste optische weglengte, beter bekend als het referentiepad. Deze bundel staat bekend als de referentiebundel. Een andere optische bundel wordt gericht langs een pad naar een meetreflector die is verbonden met een element dat kan bewegen. Deze bundel is bekend als de meetbundel en het pad dat wordt afgelegd is bekend als het meetpad. 15 [030] In veel optische interferometers hebben de referentiebundel en de meetbundel lineair gepolariseerde toestanden die orthogonaal zijn aan elkaar (orthonormale richtingsvectoren). Bovendien is de frequentie van de orthogonaal gepolariseerde toestanden opzettelijk verschillend. De orthogonaliteit van de polarisatietoestanden maakt de scheiding van licht van een lichtbron (bijvoorbeeld 20 een laserkop) in de meet- en referentiebundels, welke verschillende optische wegen afleggen, mogelijk. De orthogonaliteit van de lineair gepolariseerde toestanden maakt eveneens het weer samenvoegen van de referentie- en meetbundels mogelijk, nadat deze hun respectievelijke lichtpaden hebben afgelegd.

[040] Na de samenvoeging kan elk verschil in fase worden gemeten, 25 normaal gesproken als slagfrequentie (‘beat frequency’). De opzettelijke differentiaal in frequentie van de bundels van de lichtbron verschaft een basis-slagfrequentie of differentiaal. Met behulp van bekende signaalverwerkings-technieken is het mogelijk de differentialen te ontdekken in gemeten, en referentie-paden (optische weglengte ‘optical path length’ OPLs) en de verandering in positie 30 te meten van de meetreflector.

[050] Zoals bekend is, is de OPL afhankelijk van de brekingsindex van het medium waar het licht doorheen gaat. Teneinde de precieze verplaatsingsmeting te verschaffen in een meetsysteem van het interferometertype, dient het volledige pad van de meet- en referentiebundels te zijn gelegen in een medium (bijvoorbeeld 1035300 2 lucht) dat een hoofdzakelijk stabiele brekingsindex heeft. Omdat de brekingsindex van het medium kan variëren met de temperatuur, druk, vochtigheid en de inhoud van het medium, kan het moeilijk zijn een medium te verschaffen met een hoofdzakelijk stabiele brekingsindex.

5 [060] Er is een behoefte aan een interferometer die ten minste de tekortkoming die hierboven beschreven is oplost.

Gedefinieerde terminologie [070] Het begrip ‘monolitisch’, zoals hierin wordt gebezigd, betekent: 10 bestaande uit meer dan twee delen, welke aan elkaar zijn bevestigd voor het vormen van een enkel component; of bestaande uit een deel dat een eenheid vormt (‘unitary part’). Een monolitisch element kan bijvoorbeeld een veelheid delen hebben die aan elkaar zijn bevestigd; of kan zijn gesmolten uit een materiaal (materialen) met of zonder elementen die in het materiaal (of de materialen) zijn ingebed.

15

Korte beschrijving van de tekeningen [080] De voorbeelduitvoeringsvormen worden het best begrepen op basis van de navolgende gedetailleerde beschrijving, wanneer deze wordt gelezen tezamen met de bijgevoegde tekeningen. Benadrukt wordt dat de verscheidene 20 kenmerken niet noodzakelijk op schaal getekend zijn. In het bijzonder kunnen de dimensies op arbitraire wijze zijn vergroot of verkleind omwille van duidelijkheid van de beschrijving. Waar dit toepasselijk en praktisch is verwijzen gelijke verwijzingscijfers naar gelijke elementen.

[090] Figuur 1 is een zijaanzicht van een interferometer overeenkomstig 25 een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0100] Figuur 2A is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0110] Figuur 2B is een ander perspectiefaanzicht van de interferometer overeenkomstig de voorbeelduitvoeringsvorm van figuur 2A.

30 [0120] Figuur 2C is een ander perspectiefaanzicht van de interferometer overeenkomstig de voorbeelduitvoeringsvorm van figuur 2A.

[0130] Figuur 2D is een zijaanzicht van de interferometer van figuur 2B.

[0140] Figuur 3A is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

3

[0150] Figuur 3B is een zijaanzicht van de interferometer van figuur 3A.

[0160] Figuur 4 is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0170] Figuur 5 is een perspectiefaanzicht van een interferometer 5 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0180] Figuur 6 is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0190] Figuur 7 is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

10 [0200] Figuur 8A is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0210] Figuur 8B is een zijaanzicht van de interferometer van figuur 8A.

[0220] Figuur 9A is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

15 [0230] Figuur 9B is een zijaanzicht van de interferometer van figuur 9A.

[0240] Figuur 10A is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0250] Figuur 10B is een zijaanzicht van de interferometer van figuur 10A.

[0260] Figuur 11A is een perspectiefaanzicht van een interferometer 20 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0270] Figuur 11B is een zijaanzicht van de interferometer van figuur 11A.

[0280] Figuur 12A is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0290] Figuur 12B is een eindaanzicht van de interferometer van figuur 25 12A.

[0300] Figuur 12C is een zijaanzicht van de interferometer van figuur 12A.

[0310] Figuur 13 is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0320] Figuur 14 is een perspectiefaanzicht van een interferometer 30 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0330] Figuur 15 is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0340] Figuur 16 is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

4

[0350] Figuur 17A is een perspectiefaanzicht van een interferometer overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm.

[0360] Figuur 17B is een zijaanzicht van de interferometer van figuur 17A.

5 Gedetailleerde beschrijving

[0370] In de navolgende gedetailleerde beschrijving worden omwille van verduidelijking en niet omwille van beperking voorbeelduitvoeringsvormen uiteengezet welke specifieke details openbaren, teneinde een gedegen begrip van uitvoeringsvormen overeenkomstig de onderhavige leer te verschaffen. Het zal 10 echter duidelijk zijn voor de vakman die voordeel heeft ondervonden aan de onderhavige openbaarmaking, dat andere uitvoeringsvormen overeenkomstig de onderhavige leer, welke afwijken van de specifieke details die hierin zijn geopenbaard, zich binnen de omvang van de hiernavolgende conclusies zullen bevinden. Bovendien kunnen beschrijvingen van bekende inrichtingen en werkwijzen 15 zijn weggelaten teneinde de beschrijving van de voorbeelduitvoeringsvormen niet te vertroebelen. Dergelijke werkwijzen en inrichtingen bevinden zich duidelijk binnen de omvang van de onderhavige leer.

[0380] Figuur 1 is een zijaanzicht van een meetsysteem 100 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. Een invoerbundel 101 uit een laser 20 (niet getoond) valt in op een optisch element 102 ingericht voor het hoofdzakelijk doorlaten van de bundel 101 met minimale reflectie. Gebruikelijk heeft het optische element 102 een antireflectieve (AR) deklaag voor het reduceren van de reflectie van het invallende licht. De invoerbundel 101 wordt gereflecteerd door een oppervlak 103 en geroteerd over ongeveer 90° op een manier die soortgelijk is aan 25 een periscoop teneinde een obstructie 104 te vermijden dat een structureel element van het meetsysteem 100 kan zijn.

[0390] De invoerbundel 104 valt in op een interferometer 105. Een gedeelte van het licht 101 wordt aan de uitgang verschaft als meetbundel 106 en valt in op een meetreflector 107 die is verbonden met een structuur (niet getoond). 30 Zoals hierin in detail wordt beschreven is het licht 106 bruikbaar bij het preciseren van een meting van een verplaatsing van de structuur ten opzichte van de nominale positie.

[0400] In het gebied 108 tussen de interferometer 105 en de meetspiegel 107 wordt het medium beheerd voor het verschaffen van een hoofdzakelijk stabiele 5 brekingsindex. Dit beheer van het medium tussen de interferometer 105 en de meting elimineert hoofdzakelijk variantie in de brekingsindex in het gebied 108. Zoals kan worden begrepen is dit bruikbaar bij het tegengaan van variantie in de OPL als gevolg van factoren anders dan beweging van de structuur. Echter, en 5 zoals reeds eerder opgemerkt, kan het moeilijk zijn om de brekingsindex van het medium volledig te beheren. In bijvoorbeeld de gebieden in de nabijheid van structuur 104 is het moeilijk om de brekingsindex van het medium te stabiliseren. In bekende meetsystemen kan deze instabiliteit resulteren in meetfouten als gevolg van variaties in de OPL van het licht. In tegenstelling hiermee reduceert, of zelfs 10 elimineert, de interferometer 105 van de voorbeelduitvoeringsvormen hoofdzakelijk de variatie in OPL als gevolg van variatie in de brekingsindex van het medium waar doorheen de meetlichtbundels in het gebied in de nabijheid van de structuur zich voortplanten.

[0410] De functie van het meetsysteem is gebaseerd op bekende 15 elektronica (niet getoond) inclusief, echter niet beperkt tot een laserkop, een afstemschakeling, fotodetectoren en optische elementen voor het routeren van signalen in en uit het meetsysteem. De meet- en referentielichtbundels worden vervolgens gecombineerd en, gebaseerd op de slagfrequentie van de gecombineerde meetbundel, wordt een meting van de verplaatsing van de structuur 20 uitgevoerd.

[0420] Zoals hierin in detail beschreven is, maken de interferometers van de voorbeelduitvoeringsvormen het voor alle lichtbundels buiten de interferometer mogelijk te bestaan in een volume die hoofdzakelijk een stabiele brekingsindex heeft.

25 [0430] Figuur 2A is een perspectiefaanzicht van de interferometer 105 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 105 omvat een monolitisch optisch element 201 dat een invoerlichtbundel 202 ontvangt van een laserkop (niet getoond). De invoerlichtbundel 202 plant zich door een optisch element 203 voort dat een antireflectiedeklaag omvat, en wordt gereflecteerd door 30 een eerste reflectief oppervlak 210. De hoek van inval van licht 202 ten opzichte van het oppervlak 210 is illustratief ongeveer 45°, zodanig dat het licht 202 hoofdzakelijk intern wordt gereflecteerd en het gereflecteerde licht hoofdzakelijk orthogonaal is aan het licht 202. Voorts kan het reflectieve oppervlak 210 een bekende deklaag of laag omvatten voor het verbeteren van reflectie.

6

[0440] De interferometer 105 omvat eveneens een polariserende bundelsplitser (PBS) 204 en een retroreflectie-eenheid 205. De PBS 204 is hoofdzakelijk evenwijdig aan het eerste reflectieve oppervlak 210. Licht dat zich door monolitisch optisch element 201 voortplant valt in op een tweede reflectief 5 oppervlak 211 dat zodanig is georiënteerd dat het licht invalt onder een hoek van ongeveer 45°. Met deze plaatsing wordt het licht dat het licht dat invalt op het oppervlak 211 hoofdzakelijk volledig intern gereflecteerd als licht 207, welke hoofdzakelijk orthogonaal is aan licht dat invalt op oppervlak 211. Het dient te worden bedacht dat de oriëntatie van de eerste een tweede reflectieve oppervlakken 10 210, 211 afwijkt van 45°. Echter, in specifieke uitvoeringsvormen zijn de eerste en tweede reflectieve oppervlakken 210,211 hoofdzakelijk evenwijdig.

[0450] Het licht 207 treedt door een vertrager 206 dat een kwartgolf- vertrager is ingericht voor het vertragen van licht 207 met een golflengte in vacuüm van λ met ηλ + λ/4 (n=heeltallig) bij het passeren van de vertrager 206. Met voordeel 15 omvat de vertrager AR deklagen op de tegenover-gelegen zijden zodanig dat licht dat daarop invalt hoofdzakelijk wordt doorgelaten. Het licht 207 wordt gereflecteerd door de meetreflector 107 en passeert de vertrager 206 een tweede maal, en ondergaat een relatieve faseverschuiving van hl2. Dus het licht 207 ondergaat een halfgolf (λ/2) polarisatietransformatie. Als zodanig zal licht dat uittreedt uit het 20 monolitische optische element 201 lineair worden gepolariseerd langs één as, en zal het element 201 gepolariseerd langs een tweede loodrechte as opnieuw binnentreden.

[0460] Licht 208 passeert het element 206, wordt gereflecteerd door meet reflector 107, en passeert het element 206 opnieuw. Het licht 208 treedt daarbij het 25 monolitische optische element 201 binnen, met een polarisatietoestand die is geroteerd over π/2.

[0470] De interferometer 105 omvat een andere vertragingseenheid 209 geplaatst over het monolitische optische element 201, en in het bijzonder boven de PBS 204. Net als vertrager 206 is vertrager 209 een kwartgolf-vertrager ingericht 30 voor het vertragen van licht dat zich over zijn breedte voortplant met (ηλ + λ/4). Echter anders dan de vertrager 206 heeft vertrager 209 een reflectief bovenoppervlak zodat het licht de vertrager 209 passeert, wordt gereflecteerd door het bovenoppervlak en de vertrager 209 een tweede keer passeert. Het licht treedt daarbij het monolitische optische element 201 binnen met een polarisatietoestand 7 die orthogonaal is aan de polarisatietoestand bij het verlaten van het monolitische optische element 201.

[0480] Overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm is het monolitische optische element een rombo'ide en kan deze zijn gefabriceerd met behulp van 5 materialen geopenbaard in en overeenkomstig de leer van gemeenschappelijk overgedragen Amerikaans octrooi US 6,542,247 aan Boekman. De openbaarmaking van dit octrooi is hierin in het bijzonder door middel van verwijzing meegenomen. [0490] In een specifieke uitvoeringsvorm zijn vertragers 206, 209 meerlaagse diëlektrische stapelvertragers of dubbelbrekende elementen zoals 10 kwarts, mica of een organisch polymeer met een OPL welke een vertraging van ηλ + λ/4 verschaft dus een relatieve halfgolf faseverschuiving wordt gerealiseerd door middel van een dubbele passage door de vertragers. In een specifieke uitvoeringsvorm staan de vertragers 206, 209 in optisch contact met het monolitische optische element; en de retroreflectie-eenheid 205 en het element 203 15 zijn bevestigd aan het monolitische optische element 201 en zijn bevestigd met behulp van een adhesief materiaal dat bij de brekingsindex past. Overeenkomstig wordt een optisch grensvlak verschaft tussen de vertragers 206, 209, de retroreflectie-eenheid 205, het optische element 203 en het monolitische optische element 201. Opgemerkt wordt dat vele optische componenten in hier opvolgend 20 beschreven voorbeelduitvoeringsvormen optisch zijn gekoppeld met het monolitische optische element 201 op soortgelijke wijze.

[0500] Figuur 2B is een perspectief aanzicht van de interferometer 105 van een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 105 is hoofdzakelijk gelijk aan die getoond in figuur 2A, echter het monolitische optische element 201 is zwak 25 getekend voor het tonen van de functie van andere componenten en het lichtpad.

[0510] Licht 202 valt in op een eerste oppervlak 210 en wordt gereflecteerd in een orthogonale richting zoals is getoond. Het licht 202 omvat twee orthogonale lineair gepolariseerde lichtcomponenten, elk met een specifieke frequentie. Opgemerkt wordt dat de lichtcomponenten een frequentieverschil hebben in het 30 bereik van ongeveer 2,0 MHz tot ongeveer 6,0 MHz en een gemiddelde golflengte van ongeveer 633 nm. Het licht kan van een He-Ne laser afkomstig zijn met een magnetisch veld dat axiaal is opgelegd aan de lasertrilholte, hetgeen een Zeeman splitsing veroorzaakt. Illustratief kan de laser een component van een laserkop zijn zoals de 5517 familie van laserkoppen beschikbaar van Agilent Technologies Ine.

8

Palo Alto, CA VS.

[0520] Na reflectie op het eerste oppervlak valt het licht 202 in op de PBS

204, welke licht 213 doorlaat van een eerste lineaire polarisatietoestand (bijvoorbeeld p-gepolariseerd) en reflecteert licht 214 van een tweede lineaire 5 polarisatietoestand (bijvoorbeeld s-gepolariseerd). Het doorgelaten licht 213 valt in op het tweede oppervlak 211, dat licht reflecteert door de vertrager 206. Het licht 213 treedt uit als circulair gepolariseerd licht 207 en wordt teruggereflecteerd door element 206 door de meetreflector 107. Dus het licht wordt getransformeerd in licht 213' met een orthogonale polarisatietoestand (bijvoorbeeld s-gepolariseerd) aan dat 10 van licht 213. Het licht 213' wordt gereflecteerd door het tweede oppervlak 211 en valt in op de PBS 204, waar het wordt gereflecteerd als licht 215 naar de retroreflectie-eenheid 205. De retroreflectie-eenheid 205 reflecteert en verplaatst het licht 215. Na reflectie aan de retroreflector is het licht 215 invallend op PBS 204, waar het wordt gereflecteerd in een orthogonale richting. Dit licht 215 valt in op het 15 tweede reflectieve oppervlak 211 en plant zich tweemaal door de vertrager 206 voort na te zijn gereflecteerd door de meetreflector 107. Vanwege de polarisatie-transformatie veroorzaakt door de dubbele doorgang door het element 206 heeft het licht 215' een polarisatietoestand die wordt geroteerd door tt/2 in vergelijking met licht 215. Als zodanig heeft licht 215' een polarisatietoestand (p-gepolariseerd 20 overeenkomstig het voorbeeld) die wordt doorgelaten door de PBS 204. Deze component van uitgangslicht 212 wordt het meetpadlicht genoemd omdat dit het (variabele) meetlichtpad heeft afgelegd.

[0530] Licht 214 wordt gereflecteerd door de PBS 204 en treedt tweemaal door de vertrager 209 naar reflectie. De polarisatietoestand van licht 214 wordt 25 geroteerd over tt/2 bij het tweemaal passeren van het element 209, uittredend als licht 214'. Consistent met de conventie van het voorbeeld is licht 214' nu p-gepolariseerd en passeert het derhalve PBS 204, waar het wordt gereflecteerd en verschoven door de retroreflectie-eenheid 205. Licht 214 passeert dan de PBS 204 en de vertrager 209 tweemaal. Na het opnieuw binnentreden in het monolitische 30 optische element 201 wordt licht 214' getransformeerd naar een orthogonale polarisatietoestand (bijvoorbeeld s-gepolariseerd). Dit orthogonaal gepolariseerde licht wordt gereflecteerd door de PBS 204 als licht 214, zoals is getoond. Vanwege de polarisatietransformatie verschaft door de vertragingseenheid 209, passeert licht 216 de PBS en wordt gecombineerd met licht 215' voor het vormen van uitgangs- 9 licht 212. Het pad van het licht 216, 214 is hoofdzakelijk constant en hieraan wordt gerefereerd als zijnde het referentiepad.

[0540] Figuur 2C is een verder perspectiefaanzicht van de interferometer 105. De interferometer is hoofdzakelijk gelijk aan de interferometer getoond in 5 figuren 2A en 2B, echter op een geïnverteerde wijze georiënteerd. Gemeenschappelijke details worden niet gegeven teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven voorbeelduitvoeringsvorm te vermijden.

[0550] De interferometer 105 omvat het reflectieve element 205, dat illustratief een retroreflectie-element is. Karakteristiek is het licht dat invalt op het 10 retroreflectieve element onder een invalshoek (ten opzichte van een normaal op het retroreflectieve element) gereflecteerd door het element onder hoofdzakelijk dezelfde relatieve hoek ten opzichte van de normaal. In een specifieke uitvoeringsvorm is het reflectieve element een kubushoek welke in detail is beschreven in gemeenschappelijk overgedragen Amerikaans octrooi US 6,736,518 15 aan Belt, et al. De openbaarmaking van dit octrooi is in het bijzonder hierin bij wijze van verwijzing opgenomen. De kubushoek reflecteert niet alleen licht onder een hoek die hoofdzakelijk gelijk is aan de hoek van inval, maar verplaatst eveneens het licht over een eindige afstand. Overeenkomstig is licht 214', 215 invallend onder een specifieke hoek (illustratief 0°) en wordt reflecterend onder hoofdzakelijk dezelfde 20 hoek, echter is verplaatst zoals is getoond na reflectie binnen de kubushoek. Het wordt benadrukt dat het gebruik van een kubushoek slechts illustratief is en dat andere optische componenten die bekend zijn bij de vakman kunnen worden gebruikt voor het realiseren van hetzelfde resultaat.

[0560] Zoals hierboven is gedefinieerd kan het monolitische optische 25 element 201 bestaan uit meer dan twee onderdelen die aaneen zijn gehecht voor het vormen van een enkele component, of die bestaan uit een ondeelbaar deel. Het monolitische optische element 201 kan uit twee hoofdzakelijk identieke romboïden bestaan met bij benadering 45° eindvlakken. Zoals is opgemerkt kan de romboïde zijn gefabriceerd met en overeenkomstig de leer van Amerikaans octrooi US 30 6,542,247. De PBS 204 kan een gescheiden component zijn dat is bevestigd tussen de twee eindvlakken met een antireflectieve, bij de brekingsindex passend kleefmiddel, of kan een deklaag zijn of een veelheid bekende deklagen op een eindvlak van een van de romboïden. In de latere uitvoeringsvorm worden nadat de deklaag(en) is toegepast, de eindvlakken gebonden met behulp van het anti- 10 reflectieve/bij de brekingsindex passende kleefmiddel dat hiervoor is genoemd. In nog een andere uitvoeringsvorm is het monolitische optische element 201 gesmolten met de PBS 204 ingebed in het gesmolten deel.

[0570] Figuur 2D is een zijaanzicht van de interferometer 105 getoond in 5 figuur 2A en 2B. Gemeenschappelijke details worden niet gegeven teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschrijving te vermijden. De interferometer 105 verschaft een meetpad en een referentiepad. Het meetpad omvat de OPL van de PBS 204 tot op de meetreflector 107. Dus het meetpad omvat de OPL vanaf de PBS 204 en door een tweede deel 217 van het element 201. Additioneel omvat het 10 meetpad de OPL vanaf het tweede oppervlak 211 door de vertragingseenheid 206, en de OPL door het medium tussen de vertrager 206 en de meetreflector 107. Uiteindelijk omvat het meetpad de transversaal door het reflectieve element 205. Opgemerkt wordt dat elk deel van het meetpad vier (4) maal wordt afgelegd.

[0580] Het referentiepad omvat de OPL vanaf de PBS 204 door het 15 monolitische optische element 201 en door de vertragingseenheid 209. Dus het referentiepad omvat eveneens de OPL door een eerste gedeelte 217 naar het reflectieve element 205 en de OPL door het reflectieve element 205. Merk op dat elke deelafstand van het referentiepad eveneens vier- (4) maal wordt afgelegd.

[0590] Zoals bekend is zijn het meetpad en het referentiepad hetzelfde of 20 een bekend veelvoud/verschil van elkaar binnen geaccepteerde begrenzingen van nauwkeurigheid. Elk verschil in de referentie- en meetpaden resulteert in een verandering in de slagfrequentie van de uitgangsbundel 212 welke bestaat uit licht-componenten 216, 215'. Als zodanig geeft beweging van de meetreflector 107 beweging aan van de structuur waaraan de reflector 107 van het meetsysteem 100 25 is bevestigd. De magnitude van de beweging is rechtstreeks proportioneel aan het verschil in slagfrequentie en kan worden gekwantificeerd door relatief eenvoudige berekeningen met behulp van een microprocessor (niet getoond) van het systeem 100.

[0600] Zoals eerder is opgemerkt zal er, indien er zich significante variatie 30 is in de brekingsindices van de verscheidene componenten waar doorheen de meetbundel, of de referentiebundel, of beide, zich voortplanten, een variatie in de OPL van het meetpad, of het referentiepad, of beide optreden. In het ultieme geval reduceert dit de nauwkeurigheid van de metingen die worden gepreciseerd door de interferometer. Echter de brekingsindex van het monolitische optische element van 11 het monolitische optische element 201 van de voorbeelduitvoeringsvormen is hoofdzakelijk ongevoelig voor als gevolg van omgevingsfactoren, hetgeen ervoor zorgt dat de brekingsindex van het monolitische optische element hoofdzakelijk stabiel is. Dus onnauwkeurigheden in metingen van de veranderingen in de 5 brekingsindex als gevolg van een onbeheerd medium worden hoofdzakelijk vermeden. Het dient te worden opgemerkt dat redelijk kleine variaties in de OPL van de meet- en referentiepaden van de interferometer 105 kunnen resulteren in temperatuurvariaties. Deze variaties kunnen worden gebruikt voor het compenseren voor andere thermisch geïnduceerde meetfouten in het meetsysteem.

10 [0610] Figuur 3A is een perspectiefaanzicht van een interferometer 301 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 301 omvat vele kenmerken welke zijn beschreven ten aanzien van de uitvoeringsvormen van figuren 1A-2D en welke kunnen worden gebruikt in het meetsysteem 100. Overeenkomstig worden gemeenschappelijke kenmerken niet in detail beschreven teneinde het 15 vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvormen te vermijden.

[0620] De interferometer 301 omvat het monolitische optische element 201 omvattende de PBS 204 welke hiervoor beschreven is. Licht 201 valt in op het eerste oppervlak 210 en wordt gereflecteerd in de richting van PBS 204. De PBS 204 reflecteert licht van één lineair gepolariseerde toestand en laat licht door van de 20 orthogonaal gepolariseerde toestand. Gereflecteerd licht 302 plant zich voort door de vertrager 209 en wordt gereflecteerd door de meetreflector 107. Het licht gereflecteerd door de meetreflector 107 passeert een tweede maal door de vertrager 209 en ontspringt daaruit als licht 302' met een orthogonaal lineair gepolariseerde toestand ten opzichte van licht 302. Vanwege de polarisatie-25 transformatie passeert licht 302’ de PBS 204 en valt in op het reflectieve element 205. Het reflectieve element 205 reflecteert het licht 302' op een wijze die hiervoor beschreven is, en het licht 302' treedt verplaatst naar buiten. Het licht 302 passeert dan de PBS 204 en de vertrager 206 tweemaal na reflectie door de meetreflector 107. Bij het binnentreden van het monolitische optische element 301 van het 30 vertragingselement 206 wordt de polarisatie van licht 302' wederom geroteerd en treedt als licht 305 naar buiten met een lineaire polarisatietoestand die orthogonaal is aan die van licht 302'. Overeenkomstig wordt licht 302' gereflecteerd door de PBS 204 en omvat één component van het uitgaande licht 212. Dus het meetpad omvat de OPL die zojuist beschreven is.

12

[0630] De component van het licht 202 met een lineair gepolariseerde toestand die orthogonaal is aan die van licht 302 wordt doorgelaten door de PBS 204 en treedt naar buiten als licht 303. Licht 303 wordt gereflecteerd door het tweede oppervlak 211 en passeert de vertragingseenheid tweemaal, gereflecteerd 5 door een reflectie-element (bijvoorbeeld een hoogreflectieve (HR) deklaag op het bovenoppervlak van het vertragingselement 206. Als zodanig is de polarisatie van licht 303 accent orthogonaal aan die van licht 303. Licht 303' wordt vervolgens gereflecteerd door de PBS 204 naar het reflectieve element 205, alwaar het reflecties en een translatie ondergaat zoals is beschreven. Het licht 303' wordt 10 wederom gereflecteerd door de PBS 204 en valt in op het tweede oppervlak 211 waar het wordt gereflecteerd naar de vertragingseenheid 206. Na het tweemaal passeren van de vertragingseenheid 206 wordt de lineaire polarisatievector eveneens geroteerd over rr/2 (of n tt/2) en wordt gereflecteerd door het tweede oppervlak 211 als licht 305. Licht 303 wordt doorgelaten door de PBS 204 en omvat 15 de tweede component van het uitgangslicht 212. Zoals eerder is beschreven wordt elke beweging door de meetreflector aangegeven door een verandering in de slag-frequentie van de componenten 304, 305.

[0640] Figuur 3B is een zijaanzicht van de interferometer 301. Het meetpad en het referentiepad zijn essentieel gelijk aan het referentiepad en het 20 meetpad respectievelijk, beschreven ten aanzien van figuur 2D. Overeenkomstig wordt de beschrijving niet herhaald in het belang van de duidelijkheid. Echter het dient te worden opgemerkt dat net als de interferometer 105 die hiervoor beschreven is, de interferometer 301 hoofdzakelijk ongevoelig is voor variaties in OPL van ofwel het meetpad of het referentiepad veroorzaakt door variaties in de 25 brekingsindex als gevolg van niet geconditioneerde lucht.

[0650] Figuur 4 is een perspectiefaanzicht van een interferometer 401 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 401 heeft vele gemeenschappelijke kenmerken met de interferometer die is beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvorm figuren 2A-2D. Overeenkomstig worden 30 dergelijke details niet herhaald teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvorm te vermijden. De interferometer 401 ontvangt ingangs-licht omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en zendt uitgangslicht 212 uit omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht.

13

Zoals hiervoor is opgemerkt worden variaties in de slagfrequentie gebruikt voor het preciseren van een meting van de verplaatsing van een meetreflector.

[0660] In de voorbeelduitvoeringsvorm omvat de meetreflector een eerst retroreflectief element 402 en een tweede retroreflectief element 403. De retro-5 reflectieve elementen 402, 403 zijn ingericht voor het ontvangen van licht onder een specifieke invalshoek en reflecteren het licht onder hoofdzakelijk dezelfde invalshoek met hoofdzakelijk geen translatie op de as (‘on-axis translation’). De eerste en tweede retroreflectieve elementen 402, 403 omvatten dus de meetreflector 107 van de interferometer.

10 [0670] Figuur 5 is een perspectiefaanzicht van een interferometer 501 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 101 heeft vele gemeenschappelijke kenmerken met de interferometer beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 2A-2D en 4. Overeenkomstig worden dergelijke details niet herhaald teneinde het vertroebelen van de onderhavige 15 beschreven uitvoeringsvorm te vermijden. De interferometer 501 ontvangt ingangs-licht 202 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en zendt licht 212 uit omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals eerder is opgemerkt worden variaties in de slagfrequenties gebruikt voor het 20 preciseren van een meting van de verplaatsing van een meetreflector.

[0680] In de voorbeelduitvoeringsvorm omvat de meetreflector een retroreflectief element 502. Het retroreflectieve element 502 is ingericht voor het ontvangen van licht onder een specifieke invalshoek en het reflecteren van het licht onder hoofdzakelijk dezelfde invalshoek met een gegeven translatie. De 25 retroreflectieve elementen 502 omvatten dus de meetreflector 107 van de interferometer.

[0690] Figuur 6 is een perspectiefaanzicht van een differentiaal- interferometer 601 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. Opgemerkt wordt dat door scheiding van reflectieve referentie-element(en) van het monolitische 30 optische element 201 van de voorbeelduitvoeringsvormen, de interferometer wordt gewijzigd in een differentiaal-interferometer.

[0700] De interferometer 601 heeft vele gemeenschappelijke kenmerken met de interferometers die zijn beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 2A-2D, 4 en 5. Overeenkomstig worden 14 dergelijke details niet herhaald teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvorm te vermijden. De interferometer 601 ontvangt ingangs-licht 202 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en zendt uitgangslicht 212 uit omvattende twee 5 frequentie-componenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals hiervoor reeds eerder is opgemerkt worden variaties in de slagfrequentie gebruikt voor het preciseren van een meting van de verplaatsing van een meetreflector.

[0710] In de voorbeelduitvoeringsvorm omvat de meetreflector het eerste 10 retroreflectieve element 402, en het tweede retroreflectieve element 403. De retroreflectieve elementen zijn ingericht voor het ontvangen van licht onder een specifieke invalshoek, en reflecteren het licht onder hoofdzakelijk dezelfde invalshoek. De eerste en tweede retroreflectieve elementen 402, 403 omvatten dus de meetreflector 107 van de interferometer.

15 [0720] De interferometer 601 omvat eveneens een derde retroreflectief element 604 en een vierde retroreflectief element 603. Zoals kan worden begrepen wordt in een differentiaal-interferometer het verschil in OPLs van twee gedefinieerde paden gemeten. Eén OPL kan het referentiepad zijn en het andere de meting. Natuurlijk is het, omdat een relatieve meting wordt gegeven, niet nodig dat een van 20 de OPLs wordt gefixeerd. In dit verband kunnen de retroreflectieve elementen 402, 403 en 602, 603 zijn bevestigd aan objecten die onderhavig zijn aan verplaatsing. Dus beide OPLs zijn meetpaden. Omwille van consistentie van terminologie in de differentiaal-interferometers die hierin beschreven worden, wordt één pad geacht het meetpad te zijn en is de andere het referentiepad, zelfs al is het referentiepad 25 niet noodzakelijk gefixeerd. In een specifieke uitvoeringsvorm bevinden de retroreflectieve elementen 602, 603 zich in het referentiepad en zijn hoofdzakelijk gelijk aan de eerste en tweede retroreflectieve elementen 402, 403. In een verdere specifieke uitvoeringsvorm bevinden de eerste en tweede retroreflectieve elementen 402, 403 zich in het referentiepad en bevinden de derde en vierde retroreflectieve 30 elementen 602, 603 zich in het meetpad van de interferometer.

[0730] Figuur 7 toont een differentiaal-interferometer 701 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 701 heeft vele gemeenschappelijke kenmerken met de interferometer beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 2A-2D, 5 en 6. Overeenkomstig worden 15 dergelijke details niet teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvorm te vermijden. De interferometer 701 ontvangt ingangslicht 202 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en zendt uitgangslicht 212 uit omvattende twee frequentie-5 componenten met twee orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals eerder is opgemerkt worden de variaties in slagfrequentie gebruikt voor het preciseren van een meting van de verplaatsing van een meetreflector.

[0740] In de voorbeelduitvoeringsvorm omvat de meetreflector het retroreflectieve element 502. Het retroreflectieve element 502 is ingericht voor het 10 ontvangen van licht onder een specifieke invalshoek en het reflecteren van het licht onder hoofdzakelijk dezelfde invalshoek. Het retroreflectieve element 502 omvat derhalve de meetreflector 107 van de interferometer.

[0750] De interferometer 701 omvat eveneens een verder retroreflectief element 702. In een specifieke uitvoeringsvorm bevindt het retroreflectieve element 15 702 zich in het referentiepad en is hoofdzakelijk gelijk aan retroreflectief element 502. In een verdere specifieke uitvoeringsvorm bevindt het retroreflectieve element 502 zich in het referentiepad en bevindt het retroreflectieve element 702 zich in het meetpad van de interferometer.

[0760] Figuur 8A is een perspectiefaanzicht van een interferometer 801 20 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 801 heeft vele gemeenschappelijke eigenschappen met de interferometer beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 2A-2D. Overeenkomstig worden dergelijke details niet herhaald teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvorm te vermijden. De interferometer 801 ontvangt 25 invoerlicht 202 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en verschaft uitgangslicht 212 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals eerder is opgemerkt, worden variaties in de slagfrequentie gebruikt voor het preciseren van een meting van een verplaatsing van een 30 meetreflector.

[0770] De interferometer 801 omvat een monolitisch optisch element 802 omvattende het reflectieve oppervlak 211. Het monolitische optische element 802 omvat een romboïde waarbij de PPS 204 is georiënteerd zoals hiervoor is beschreven. Het monolitische optische element 802 omvat eveneens een prisma 16 803 die in optisch contact staat met of is gehecht aan de PPS 204, Dus het monolitische optische element 802 omvat een romboïde en een prisma. Het monolitische optische element 802 is illustratief voor de diversiteit van de toepassingen van de interferometers van de voorbeelduitvoeringsvormen. In het 5 bijzonder hoeft het niet nodig te zijn voor het monolitische optische element om zich net zover uit te strekken in bepaalde toepassingen als in andere. Als zodanig kan de interferometer 801 zijn geïmplementeerd met een kleiner monolitisch optisch element.

[0780] Figuur 8B is een zijaanzicht van de interferometer 801. De lengte 10 van het meetpad omvat het OPL van de PPS 204 naar de meetreflector 107, inclusief het OPL door de retroreflectie-eenheid 205. Merk op dat in de onderhavige uitvoeringsvorm de polarisatiecomponent van de invoerlichtbundel 205 die wordt gereflecteerd door de PPS 204 (bijvoorbeeld s-gepolariseerd licht) wordt gereflecteerd in het meetpad. Het referentiepad omvat de OPL van de PBS 204 naar 15 de reflecterende vertragingseenheid 209, inclusief de OPL door de retroreflectie-eenheid 205. In de onderhavige uitvoeringsvorm wordt de polariserende component van de invoerlichtbundel 202 die wordt verzonden door de PPS 204 (bijvoorbeeld p-gepolariseerd licht) verzonden in het referentiepad.

[0790] Figuur 9 is een perspectiefaanzicht van een interferometer 901 20 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 901 heeft vele gemeenschappelijke eigenschappen met de interferometer die is beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 2A-2D en 8A-8D. Overeenkomstig worden dergelijke details niet herhaald teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvorm te vermijden. De interferometer 25 901 ontvangt invoerlicht 202 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en verschaft uitgangslicht 212 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals eerder is opgemerkt worden variaties in de slag-frequentie gebruikt voor het preciseren van een meting van de verplaatsing van een 30 meetreflector.

[0800] De interferometer omvat het monolitische optische element 802 dat eerder is beschreven. Het monolitische optische element 802 is illustratief voor de diversiteit van de toepassingen van de interferometers van de voorbeelduitvoeringsvormen. In het bijzonder hoeft het niet nodig te zijn voor het monolitische 17 optische element om zich net zover uit te strekken in bepaalde toepassingen als in andere. Als zodanig kan de interferometer worden geïmplementeerd met een kleiner monolitisch optisch element.

[0810] Figuur 9B is een zijaanzicht van de interferometer 801. Het 5 meetpad omvat het OPL vanaf de PBS 204 naar de meetreflector 107 en het OPL door de retroreflectie-eenheid 205. Merk op dat in de onderhavige uitvoeringsvorm de polarisatiecomponent van de invoerlichtbundel 202 die wordt gereflecteerd door de PBS 204 (bijvoorbeeld s-gepolariseerd licht) wordt gereflecteerd in het referentiepad. Het referentiepad omvat het OPL vanaf de PBS 204 naar de 10 reflecterende vertragingseenheid 209, en het OPL door de retroreflectie-eenheid 205. In de onderhavige uitvoeringsvorm wordt de polarisatiecomponent van de invoerlichtbundel 202 die wordt verzonden door de PBS 204 (bijvoorbeeld p-gepolariseerd licht) verzonden in het meetpad.

[0820] Uiteindelijk kunnen veel van de retroreflectieve elementen die zijn 15 beschreven ten aanzien van figuren 4-7 worden ingevoegd als de retroreflectieve elementen (bijvoorbeeld de meetreflector 107) in de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 8A-9B.

[0830] Figuur 10A is een perspectiefaanzicht van een differentiaal interferometer 1001 overeenkomstig overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. 20 De interferometer 1001 heeft vele gemeenschappelijke kenmerken met de interferometer die is beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 2A-2D en 8A-9B. Overeenkomstig worden dergelijke details niet herhaald teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvormen te vermijden. De interferometer 1001 ontvangt invoerlicht 202 25 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en verschaft uitgangslicht 212 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals eerder is opgemerkt worden variaties in de slagfrequentie gebruikt voor het preciseren van een meting van de verplaatsing van een meetreflector.

30 [0840] De interferometer 1001 omvat zijplaten 1002 en een reflectief element 1003 die zijn gehecht aan het monolitische optische element 802. Als zodanig bestaat een monolitisch optisch element uit alle componenten van de interferometer 1001 met uitzondering van een retroreflectief element 1004 en een retroreflectief element 107. Het retroreflectieve element 1003 is hoofdzakelijk 18 evenwijdig georiënteerd aan het eerste reflectieve oppervlak 210, zodanig dat het licht gereflecteerd naar en van de meetreflector 107 hoofdzakelijk wordt gereflecteerd. De zijplaten 1002 kunnen zijn vervaardigd uit een materiaal met een thermische expansiecoëfficiënt (CFE) van de ordegrootte van ongeveer 0,0. De 5 platen 1002 expanderen derhalve nagenoeg niet gedurende temperatuur-verhogingen van de omgeving, en krimpen nagenoeg niet gedurende temperatuurverlagingen van de omgeving. Overeenkomstig is de interferometer 1001 hoofdzakelijk immuun voor veranderingen in het OPL van ofwel het meetpad of het referentiepad als gevolg van temperatuurveranderingen van de omgeving.

10 [0850] Zoals is getoond in figuur 10B omvat het meetpad het OPL vanaf de PBS 204 naar het reflectieve meetelement 107 en het OPL door het retroreflectieve element 205. Het referentiepad omvat het OPL vanaf de PBS 204 naar het retroreflectieve referentie-element 1004 en het OPL door het retroreflectieve element 205.

15 [0860] Figuur 11A is een perspectiefaanzicht van een differentiaal interferometer 1101 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 1000 heeft vele gemeenschappelijke kenmerken met de interferometer die is beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 2A-2D en 8A-10B. Overeenkomstig worden niet dergelijke details niet herhaald teneinde het 20 vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvorm te vermijden. De interferometer 1101 ontvangt invoerlicht 202 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en verschaft uitgangslicht 212 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals eerder is opgemerkt 25 worden variaties in de slagfrequentie gebruikt voor het preciseren van een meting van de verplaatsing van een meetreflector.

[0870] Zoals is getoond in figuur 11B omvat het meetpad het OPL vanaf de PBS naar het retroreflectieve meetelement 107 en het OPL door het retroreflectieve element 205. Het referentiepad omvat het OPL vanaf de PBS 204 naar het 30 retroreflectieve referentie-element 1004 en het OPL door het retroreflectieve element 205.

[0880] Figuren 12A, 12B en 12C zijn respectievelijk een perspectief aanzicht, een eindaanzicht en een zijaanzicht van een interferometer 1201 met meervoudige assen overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De beschrijving 19 van de onderhavige uitvoeringsvorm kan het best worden begrepen aan de hand van een gelijktijdige beschouwing van figuren 12A-12C.

[0890] De multiaxiale interferometer 1201 ontvangt invoerlicht 1202 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair 5 gepolariseerd licht. Het licht 1202 valt in op een monolitisch optisch element omvattende een romboïde 1203 en een prisma 1204. Het licht 1202 valt in op een reflectief oppervlak 1205 van de romboïde 1203 en ongeveer 50% van het licht 1202 wordt gereflecteerd en ongeveer 50% van het licht 1202 wordt doorgelaten aan het grensvlak. Een gereflecteerd deel 1206 van het licht wordt hoofdzakelijk volledig 10 intern gereflecteerd aan oppervlak 1207 en wordt gereflecteerd in het monolitische optische element 1208. Het monolitische optische element 1208 is soortgelijk aan bepaalde monolitische optische elementen die eerder zijn beschreven. Het licht 1206 wordt hoofdzakelijk volledig intern gereflecteerd aan oppervlak 1209 en valt in op een PBS 1210. De PBS 1210 reflecteert een van de polarisatiecomponenten (p-15 gepolariseerd licht), hetgeen licht 1211 is. Licht 1211 valt in op de vertragings-eenheid 1209. Licht 1211 bevindt zich in het referentiepad zoals eerder is beschreven en wordt gereflecteerd door de vertragingseenheid 209 en valt wederom in op de PBS 1210 in een orthogonaal gepolariseerde toestand. Dit licht valt in op het retroreflectieve element 1205 en wordt getransleerd. Zoals eerder is beschreven 20 wordt dit licht gecombineerd met licht uit het meetpad welke wordt verschaft als uitgangslicht 1218. De andere gepolariseerde component van licht 1206 wordt doorgelaten door de PBS 1210 als licht 1212. Licht 1212 valt in op een oppervlak 1213 en wordt hoofdzakelijk volledig intern gereflecteerd naar de vertragingseenheid 206. Dit licht wordt vervolgens gereflecteerd door het retroreflectieve 25 meetelement 1214 terug naar het vertragingselement 206 en ontspringt als licht 1216. Licht 1216 wordt gereflecteerd aan het oppervlak 1213 naar PBS 1210, alwaar het wordt gereflecteerd naar de retroreflectie-eenheid 205 en wordt getransleerd. Het licht 1216 van het meetpad wordt gecombineerd met het licht 1211 van het referentiepad zoals hierboven is opgemerkt.

30 [0900] Licht 1217 wordt doorgelaten aan het oppervlak van de romboïde 1203 en wordt gereflecteerd aan oppervlak 1209. Licht 1217 omvat eveneens orthogonale lineaire toestanden van polarisatie. Het licht 1217 vormt het invoerlicht en verschaft het referentielicht en het meetlicht op dezelfde wijze zoals hierboven is beschreven ten aanzien van licht 1203. De meet- en referentielichtbundels worden 20 gecombineerd en ontspringen als licht 1215.

[0910] De multiaxiale interferometer 1201 is bruikbaar bij het bepalen van een angulaire verplaatsing van een meetstructuur. Indien bijvoorbeeld het reflectieve meetelement 1214 een enkel element is bevestigd aan een structuur die 5 wordt bemeten en het reflectieve element 1214 zou roteren (bijvoorbeeld roteren in het vlak van figuur 12B), dan zou de lengte van het meetpad van licht 1206 verschillen van de lengte van het meetpad voor licht 1217. Dit verschil kan gemakkelijk worden berekend en een angulaire rotatie kan worden bepaald.

[0920] Figuur 13 is een perspectiefaanzicht van een differentiaal interfero- 10 meter 1301 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer 1301 heeft vele gemeenschappelijke eigenschappen met de interferometers die zijn beschreven ten aanzien van de voorbeelduitvoeringsvormen van figuren 2A-2D en 8A-9B. Overeenkomstig worden dergelijke details niet herhaald teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvorm te vermijden. De 15 interferometer 1310 omvat invoerlicht 1302 en invoerlicht 1303, elk omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. De interferometer 1301 omvat uitgangslicht 212 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals eerder is opgemerkt worden variaties in de slagfrequentie gebruikt voor het 20 preciseren van een meting van de verplaatsing van een meetreflector.

[0930] De interferometer 1301 verschilt van bepaalde uitvoeringsvormen die eerder zijn beschreven in die zin dat een enkel pad wordt verschaft voor elke invoerlichtbundel. In het bijzonder valt licht 1302 in op het eerste reflectieve oppervlak 210 en wordt gereflecteerd naar de PBS 204. Het licht 1302 wordt 25 gescheiden in orthogonale lineair gepolariseerde toestanden 1304, 1305. Licht 1304 wordt gereflecteerd in een retroreflectief element 1301 en wordt teruggereflecteerd op de PBS met hoofdzakelijk geen angulaire afwijking ten opzichte van de hoek van inval op het element 1306. Het licht 1305 van de orthogonale lineaire polarisatie-toestand wordt doorgelaten aan de PBS 204 en wordt gereflecteerd door het tweede 30 reflectieve oppervlak 211 naar een ander retroreflectief element 1307. Het licht 1305 wordt gereflecteerd aan element 1307 onder hoofdzakelijk dezelfde hoek van inval en wordt doorgelaten door de PBS 204. De componenten 1304 en 1305 worden gecombineerd voor het verschaffen van een verschil in de padlengten die zijn afgelegd.

21

[0940] Licht 1303 wordt op soortgelijke wijze gescheiden in orthogonale lineaire toestanden van polarisatie door de PBS 204. De details worden niet herhaald teneinde het vertroebelen van de beschrijving van de uitvoeringsvorm te vermijden.

5 [0950] Het verschil in de OPLs afgelegd door de toestanden van polarisatie (bijvoorbeeld licht 1304, 1305) verschaft een meting van de verplaatsing van objecten waaraan retroreflectieve elementen 1306 en 1307 zijn bevestigd.

[0960] Figuur 14 is een perspectiefaanzicht van een interferometer 1401 overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. De interferometer van de 10 onderhavige uitvoeringsvorm is hoofdzakelijk gelijk aan die van de voorbeelduitvoeringsvorm van figuur 13. Echter het retroreflectieve element 1306 is over het monolitische optische element 201 geplaatst zoals is getoond. Het lichtpad naar element 1306 vormt de referentiepaden en de lichtpaden naar het element 1307 vormen de meetpaden.

15 [0970] Figuren 15 en 16 zijn perspectiefaanzichten van een differentiaal interferometer 1501 en een interferometer 1601 respectievelijk, overeenkomstig een voorbeelduitvoeringsvorm. Licht 1502 omvattende orthogonale polarisatie-toestanden valt in op het monolitische optische element 201 zoals is getoond. Het licht 1502 wordt gescheiden in lineaire polarisatiecomponenten aan de PBS 204, 20 waarbij licht 1503 wordt gereflecteerd en licht 1504 wordt doorgelaten. Het licht 1503 treedt door de vertragingseenheid 209 en wordt gereflecteerd door een retroreflectief element 1505. Nadat het door de vertragingseenheid 209 is getreden is de polarisatietoestand van licht 1507 orthogonaal aan die van licht 1503, en licht 1507 wordt doorgelaten door de PBS 204. Licht 1504 wordt gereflecteerd aan 25 oppervlak 211, treedt door de vertragingseenheid 209 en wordt gereflecteerd door een retroreflectief element 1506. Licht 1509 ontspringt uit de vertragingseenheid 209 en wordt gereflecteerd door de PBS 204. Licht 1509 wordt gecombineerd met licht 1507 voor het vormen van uitgangslicht 1510 dat wordt gebruikt voor het preciseren van metingen van het verschil in de OPL van elke component.

30 [0980] De interferometer 1601 is hoofdzakelijk gelijk aan de interferometer 1501. Echter het retroreflectieve element 1505 is geplaatst over het monolitische optische element 201 zoals getoond is. Het lichtpad naar het element 1505 vormt het referentiepad en het lichtpad naar het element 1506 vormt het meetpad.

[0990] Figuren 17A en 17B zijn perspectief- en zijaanzichten 22 respectievelijk, van een interferometer 1701 overeenkomstig een voorbeeld-uitvoeringsvorm. De interferometer 1701 heeft vele gemeenschappelijke eigenschappen met de interferometers beschreven ten aanzien van de voorbeeld-uitvoeringsvormen van figuren 2A-2D en 8A-8B. Overeenkomstig worden dergelijke 5 details niet herhaald teneinde het vertroebelen van de onderhavige beschreven uitvoeringsvormen te vermijden. De interferometer 1701 ontvangt invoerlicht 1702 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht; en verschaft uitgangslicht 1711 omvattende twee frequentiecomponenten met orthogonale toestanden van lineair gepolariseerd licht. Zoals 10 eerder is opgemerkt worden variaties in de slagfrequentie gebruikt voor het preciseren van een meting van de verplaatsing van een meetreflector.

[1000] Licht 1702 wordt gescheiden in orthogonale lineaire polarisatie- toestanden door de PBS 204 geplaatst tussen romboïde 1703 en prisma 1704. Het licht 205 wordt gereflecteerd en treedt door de vertragingseenheid 209, en wordt 15 gereflecteerd door een retroreflectie-eenheid 1706. Nadat het wederom door de vertragingseenheid is getreden, wordt licht 1707 doorgelaten door de PBS 204. Licht 1708 wordt doorgelaten door de PBS 204 en treedt door de vertragingseenheid 206 en wordt gereflecteerd door een retroreflectie-eenheid 1709. Licht 1710 ontspringt uit de vertragingseenheid 209 en wordt gereflecteerd door de PBS 204. Licht 1707 20 en licht 1710 worden gecombineerd voor het vormen van een uitgangsbundel 1711. Zoals kan worden begrepen omvat het meetpad de OPL van licht 1705 en 1707; en het referentiepad omvat de OPL van licht 1708 en licht 1710.

[1010] Overeenkomstig de illustratieve uitvoeringsvormen die zijn beschreven, is een interferometer bruikbaar in meetsystemen. De vakman zal 25 begrijpen dat vele variaties die overeenkomen met de onderhavige leer mogelijk zijn en zich binnen de omvang van de navolgende conclusies bevinden. Deze en andere variaties zullen duidelijk worden voor de vakman na bestudering van de beschrijving, tekeningen en conclusies hierin gegeven. De uitvinding wordt daarom niet beperkt, behalve binnen de geest en omvang van de navolgende conclusies.

30 1035300

Claims

1. Een optische interferometer, omvattende: een monolitisch optisch element omvattende een eerste oppervlak 5 en een tweede oppervlak, waarin het eerste oppervlak niet evenwijdig is aan het tweede oppervlak.

2. Een optische interferometer volgens conclusie 1, waarin het monolitische optische element verder een retroreflectief element omvat ingericht voor het reflecteren van invallend licht hoofdzakelijk evenwijdig aan een invallend 10 pad, en verschoven ten opzichte van het invallende pad.

3. Een optische interferometer volgens conclusie 1, waarin het monolitische optische element verder een polariserende bundelsplitser (PBS) omvat geplaatst tussen het eerste oppervlak en het tweede oppervlak.

4. Een optische interferometer volgens conclusie 3, waarin het 15 monolitische optische element verder een eerste deel en een tweede deel omvat en de PBS is geplaatst tussen het eerste en het tweede deel.

5. Een optische interferometer volgens conclusie 4, waarin het eerste deel een romboïde omvat en het tweede deel een prisma omvat.

6. Een optische interferometer volgens conclusie 1, verder 20 omvattende een reflectief meetelement geplaatst over het monolitische optische element.

7. Een optische interferometer volgens conclusie 6, verder omvattende een kwartgolf-vertrager geplaatst tussen het monolitische optische element en het reflectieve meetelement.

8. Een optische interferometer volgens conclusie 1, verder omvattende een reflectief referentie-element geplaatst over het monolitische optische element. 30 1035300