NO314323B1 - Framgangsmåte og interferometer for måling av mikroskopisk vibrasjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en framgangsmåte som angitt i innledningen til patentkrav 1 for måling av mikroskopisk vibrasjon og et interferometer som angitt i innledningen til patentkrav 3, for gjennomføring av denne framgangsmåten.

Bakgrunn

Det finnes i dag en rekke optiske interferometriske teknikker og instrumenter for måling av geometriske størrelser som avstand, overfiateform, dimensjoner, bevegelser og vibrasjoner. Den mest anvendte teknikken for vibrasjonsanalyse er basert på såkalt "laser doppler velocimetri" (LDV). Med denne teknikken måles vibrasjoner i ett enkelt punkt ved at måleobjektets bevegelser i det aktuelle punktet fører til et bølgelengdeskift av innfallende lys som blir reflektert fra punktet. Bølgelengdeskiftet er gitt av objektets amplitude og frekvens. Med enkelte målesystemer basert på LDV kan man også sveipe (scanne) strålen over en objektflate for å få informasjon om objektets vibrasjoner over et fullt felt.

En annen velkjent metode er holografisk interferometri basert på belysning av hele objekter med en ekspandert laserstråle. Det reflekterte laserlyset belyser en Iysfølsom glassplate (hologram) sammen med en referansestråle som er koherent med objektlyset. Det registreres et interferensmønster i hologrammet, og etter framkalling kan man gjenskape et bilde av objektet overlagret såkalte interferensstriper med informasjon om objektets bevegelser. Slike opptak av vibrasjoner kalles tidsmiddelopptak (time averaging recording) fordi den lysfølsomme platen eksponeres over et tidrom som er lik eller større (ofte langt større) enn vibrasjonsperioden til objektet. Det finnes også en elektronisk utgave av holografisk interferometri, der glassplaten er byttet ut med et video kamera. Denne teknikken er kjent som ESPI ("Electronic Speckle Pattem Interferometry") eller TV-holografi.

Detter er beskrevet i Ole Johan Løkberg, "Electronic Speckle Pattern Interferometry", Phys. Technol. Vol. 11, 1980, side 16-22. og Kåre Høgmoen and Ole Johan Løkberg, "Detection and measurement of small vibrations using electronic speckle pattern interferometry", Applied Optics. Vol 16(7) Juli 1977, side 1869-1875.

Med TV-holografi presenteres vibrasjonen som et videobilde av objektet med striper som angir vibrasjonens amplitudefordeling. Det finnes også numeriske varianter av TV-holograti. En av disse benytter pulset belysning for å gi kvantitativ og numerisk informasjon om objektets vibrasjonsamplitude og fasefordeling. Dette er beskrevet i Jeremy Davies and Clive Buckberry. "Laser Interferometry: Quantitative Analysisof Interferograms", Proe. SPIEVol. 1162. 1989. side 279-292..

Når interferometriske målinger skjer på objekter med overflater som gir diffus refleksjon av det innfallende lyset, kalles målingen gjeme en speckle-interferometri-måling. Betegnelsen "speckle" henviser til at koherent lys, så som laserlys, får en kornete og irregulær natur etter refleksjon fra en diffust reflekterende overflate.

Måling av bevegelser på spekulære overflater kan gjøres ved enklere interferometriske oppsett, hvor for eksempel en lysstråle fra en laser deles i to av en stråledeler. Den ene lysbølgen sendes inn mot objektet som skal måles, og den andre lysstrålen mot et vanlig speil. De to reflekterte lysbølgene kombineres igjen og overlapper hverandre, og lysbølgene langes opp av en detektor eller et detektorarray som også kan registrere interferensleddet som oppstår i overlappet av de lo bølgene. Når objektet beveger seg vil intensiteten i interferensleddet moduleres, og dette gir informasjon om objektets bevegelser.

Det finnes også andre varianter av interferometre, for eksempel interferometre basert på hvitt lys eller andre lavkoherente lyskilder. Slike systemer er mye anvendt i kombinasjon med mikroskopisk avbildning til måling av overflateform (topografi) på mikroskopiske objekter. Med lavkoherente kilder oppnår man interferens mellom de to interfererende lysbølgene kun når objektlyset og referansélyset har vandret like lange veilengder etter oppsplitting i stråledeleren. Ved for eksempel å bevege objektet i retning mot eller fra stråledeleren kan man registrere ved hvilke avstander interferens oppstår i de forskjellige delene på overflaten, og således kan man finne overflatetopograllen av objektet som undersøkes.

Prinsippet for alle de nevnte metodene har klare fellestegn. idet de alle er basert på interferometri mellom to eller flere lysbølger.

Om måling på MEMS'er og mikroskopiske strukturer

Måling av vibrasjoner på mikroskopiske strukturer har økende interesse i mange forsknings- og utviklingsmiljøer, spesielt i tilknytning til såkalte MEMS ("Micro Electro Mechanical Systems"). En MEMS er gjeme en membranbasert innretning i størrelse ned mot 0.1 mm eller mindre, og er typisk en sensor til å måle størrelser som trykk, kraft, akselerasjon, temperatur osv. MEMS'er har gjerne sine funksjonelle egenskaper direkte knyttet til sine dynamiske egenskaper. Vibrasjonsmålinger av MEMS'er er derfor av vesentlig interesse i forskningsmiljøer, og målesystemer for full felts vibrasjonsmålinger er ifølge utsagn fra sentrale MEMS-forskere ikke tilgjengelig.

Formål

Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape en framgangsmåte og et interferometer for måling av mikroskopisk vibrasjon, som kan gjennomføre målinger med større følsomhet enn det som er tilfelle med kjente framgangsmåter og utstyr. Ytterligere formål vil gå fram av beskrivelsen nedenfor.

Oppfinnelsen

Oppfinnelsen er definert i patentkrav 1 og 3, idet patentkrav 2 og 4-7 angir særlig fordelaktige utførelsesformer.

Oppfinnelsen går ut på å kombinere et mikroskopisk avbildningssystem med et interferometer og med en vibrerende objektholder på samme tid. slik at selve målesystemet kan kontrollere vibrasjonen (eksitasjonen) av objektet samtidig som målesystemet også benytter en opptaks- og beregnings-algoritme slik at objektets vibrasjonsamplitude og vibrasjonsfase kan beregnes for hvert enkelt punkt eller område på objektets overflate. Oppfinnelsen baserer seg på at objektet vibreres med en enkelt frekvens i gangen, og at objektet kan vibreres over en gitt tidsperiode, gjeme noen sekunder eller minutter, ved samme frekvens og med samme amplitude.

Den vibrerende objektholderen kan ha en eller flere eksitasjonsmodus som kan operere samtidig på en koordinert måte. Disse modusene kan være:

- Ut-av-planet og i-planet eksitasjon (alle 3 hovedretninger)

- Torsjons-rotasjon (om alle tre hovedakser)

Objekteksitasjons-enheten kan være fast montert i det mikroskopiske imerferometeret eller den kan være mer modulær slik at den kan løsnes i forhold til interferometeret. Dersom objektet som blir måk har egen separat eksitasjons-mekanisme slik for eksempel en del mikroskopiske transducere har, så kan oppfinnelsens kontrollenhet alternativt styre eksitasjonen ved å sende signal direkte til objektet i stedet for objekteksitasjonenheten OEU.

Oppfinnelsen baserer seg på såkalt tidsmiddelopptak, det vil si at detektorenheten eller detektorarrayet midler over en periode lik objektets vibrasjonsperiode (= I/frekvensen [sek]) eller eventuelt over et stort antall vibrasjonsperioder. Oppfinnelsen baserer seg også på at vibrasjonsamplituden (peak-to-peak) til objektet ikke overskrider en gitt størrelse, som beskrevet senere.

Oppfinnelsen omfatter et system for belysning av det mikroskopiske objektet med en lyskilde, slik al lys blir reflektert og avbildet via en linse og eventuelt via Uere reflekterende flater og inn på et detektor-array. Samtidig blir en annen lysstråle, referanscstrålen, som er koherent med objektlyset, sendt inn mot det samme detektorarrayet, slik at arrayet blir belyst av både objektbølgen og referansebølgen på samme tid. De to bølgene interfererer, og vinkelen mellom de to innfallende bølgene holdes såpass liten at detektorarrayet kan oppløse og registrere interferensleddet som oppstår.

Oppfinnelsens styrings-enhet kan endre den optiske fasen til referanselyset eller alternativt til objektlyset på en kontrollert måte ved hjelp av en innretning som for eksempel et speil montert på en piezoelektrisk transducer eller for eksempel en elektrooptisk modulator. Denne kontrollerte faseendringen i referanse- og/eller objekt-lyset må kunne gjøres både dynamisk ved samme frekvens som objektets vibrasjonsfrekvens og også i diskrete step. Å endre den optiske fasen i diskrete step er ofte brukt innen interferometri for måling av deformasjoner og overflatetopografi.

Eksempel

Oppfinnelsen er illustrert i tegningene, hvor Eig. 1 viser skjematisk et eksempel på en utførelsesform,

Fig. 2 viser et 3-dimensjonalt plott av deteksjonen som gjennomføres i utstyret i fig. I,

Fig. 3 viser amplitudefordelingen for vibrasjonen som er vist i fig. 2,

Fig. 4 viser en plott langs en linje over målebildet,

Fig. 5 viser deteksjonen i 2-dimensjonal gjengivelse.

Figur 1 viser et eksempel på en hensiktsmessig utforming av oppfinnelsen. Lyset fra punkt Pl går gjennom en linse LI som kollimerer lyset til en planparallell bølge OB. Bølgen OB går gjennom glassplaten BS1 som er delvis reflekterende i flaten A. For å unngå uheldige effekter fra multiple reflekser i flatene A og B, kan glassplaten BS1 gjerne være kileformet slik at flatene A og B ikke er parallelle. Lyset OB går videre ned på objektet O som er montert på eksitasjonsenheten OEU. Lyset reflekteres fra objektet O som kan ha spekulært reflekterende og/eller diffust reflekterende overflate.

Noe av lyset reflektert fra objektet O blir så reflektert fra flate A på BS1 og videre gjennom avbildningslinsen L2, som gjerne kan være en mikroskopobjektivlinse eller et annet linsesystem. Lyset går videre via to speil Ml og M2 (Ml og M2 er ikke funksjonelt viktige) og via en ny glassplate BS2 med delvis reflekterende overflate C og inn på et detektorarray DA. Linsen L2 danner et bilde av objektets overflate på detektorarrayet DA. Dersom objektet har en plan og spekulær overflate, vil alt lyset fra objektet gå gjennom punktet S på figur 1 (fokus for linse L2). Dersom objektoverflaten reflekterer lyset diffust vil ikke alt lyset som kommer gjennom linsen L2 fra objektet gå gjennom punktet S, men lyset vil likevel samles til et bilde på detektorarrayet DA.

Lyset fra punkt P2 i figur 1 representerer referansestrålen. Referanselyset går gjennom glassplaten BS2 som gjerne kan være kileformet slik at flatene D og C ikke er planparallelle og slik at muliple reflekser mellom flatene C og D ikke treffer detektorarrayet DA med en innfallende vinkel som gir interferenseffekter som kan oppløses av detektorarrayet. Referansestrålen kan være med eller uten kollimeringslinse. Dersom kollimeringslinse ikke benyttes vil et naturlig valg for plassering av punkt P2 være i en optisk distanse fra detektorarrayet lik den optiske distansen fra punkt S og til detektorarrayet.

Lyset fra punktene Pl og P2 er helt eller delvis koherente med hverandre, slik at lysbølgene fra de to punktene interfererer i områder hvor de overlapper. Belysningspunkt P2 kan være festet til en translasjonsmekanisme slik at avstanden mellom P2 og detektorarrayet DA kan endres dersom linse L2 erstattes med et linsesystem med variabel fokal lengde (zoomlinse) eller dersom linsen L2 forskyves eller byttes ut med en annen linse eller linsesystem. slik at plasseringen av punktet S endres.

Figur 1 viser oppfinnelsen utstyrt med en lyskilde IS hvor lyset først splittes ved hjelp av en stråledeler BSO. De to lysstrålene går via hvert sitt speil montert på hver sin piezoelektriske transducer (PZT1 og PZT2 i figur 1) før lysstrålene føres inn i hver sin optiske fiber. Alternativt kan lysstrålene gå gjennom hver sin elektrooptiske modulator eller annen fasemodulerende enhet istedet for via de to PZTene.

De to fiberne kan være polarisasjonsbevarende. Den ene fiberen fører lyset fram til punkt Pl og representerer objektlyset. mens den andre fiberen fører lyset fram til punkt P2 og representerer referanselyset. Alternativt kan bare en enkelt piezoelektrisk transducer PZT benyttes, dersom denne på en og samme tid kan beveges både med en harmonisk frekvens og en overlagret stegvis step-funksjon. I figur 1 vil den ene PZT benyttes til dynamisk modulasjon mens den andre PZT vil benyttes til fase-stepfunksjonen. Alternativt kan også PZTene være arrangert slik at enten bare objektlyset eller bare referanselyset går via speilene på begge PZTene. Det er også mulig å plassere PZT'ene i tilknytning til noen av de optiske komponentene (speilene) mellom avbildningslinsen L2 og detektorarrayet DA.

Interferometeret kan ha andre utforminger, så lenge det er mulig å faseskifte referanselyset og/eller objektlyset. For eksempel kan belysningen av objektet skje gjennom avbildningslinsen L2, for eksempel ved bruk av en stråledeler mellom linsen L2 og detektorarrayet DA, og for eksempel slik at belysningspunktet for objektlyset virtuelt sett blir sammenfallende med punkt S i figur 1. Figur I viser et interferometer med optiske fibre. Det er mulig å utforme interferometeret uten bruk av fibre.

Oppfinnelsens kontrollenhet CU har tre hovedfunksjoner: Den styrer fasemodulasjonen eller faseendringer i referanse og/eller objektlyset, den styrer objekteksitasjonsenheten og den styrer innhenting og digitalisering av måledata fra detektorarrayet DA.

Om faseskift

Endring eller kontroll av fasen i objekt- og/eller referanse-lyset i optiske interferometre er kjent fra litteraturen. En typisk anvendelse er ved bruk av såkalt "Phase Stepping" eller "Phase Shifting" som benyttes til å numerisk bestemme fasedifferansen mellom de to lysbølgene. Dette er beskrevet i Katherine Creath, "Phase-shifting speckle interferometry". Applied Optics Vol.24(18), September 1985. side 3053-3058. Teknikken er basert på at man henter inn tre eller flere måleverdier fra detektoren (eller tre eller flere full felts målesett - bilder - fra detektorarrayet) og at man utfører en kontrollert faseskift i den ene bølgen relativt til den andre bølgen mellom innhenting av de tre eller flere målesettene. Ved hjelp av gitte beregningsalgoritmer kan således fasedifferansen mellom de to aktuelle lysbølgene beregnes.

Dersom to koherente lysbølger, som i vårt tilfellet en objektbølge Io og en referansebølge Ir. faller inn mot en flate med koordinater (x,y), for eksempel et detektorarray, og der Io og Ir representerer intensiteten i de to bølgene, vil intensiteten I(x,y) over flaten eller detektorarrayet være gitt ved: (Her er "kvadratrot" betegnet med "SQRT")

der P er en faktor med verdi mellom 0 og 1. avhengig av lysbølgenes polarisasjon og grad av koherens, og Alfa(x,y) er fasedifferansen mellom de to lysbølgene i punkt (x.y).

Leddet ( 2 x P x SQRT[ Io<2>(x,y) + Ir^x.y) ]) = M(x,y) representerer modulasjonsleddet eller interferensleddet. Likningen kan forenkles til:

der B(x,y) er bakgrunnen i punkt (x,y) og M(x,y) er modulasjonen i punkt (x,y).

Ved måling av statiske bevegelser eller også ved måling av overflateform vil fasen Alfa(x,y) gi den ønskede informasjon idet bevegelser av objektet fører til en endring av fasen Alfa(x.y). Ved vibrasjonsmålinger ved hjelp av tidsmiddelmetoden, vil størrelsen av M(x,y) bli påvirket når detektorene midler over en enkelt eller et stort antall vibrasjonsperioder, idet størrelsen eller intensiteten i leddet M(x,y) forløper etter en Besselfunksjon når vibrasjonsamplituden økes i punktet (x,y).

Algoritmen brukt i oppfinnelsen

Oppfinnelsen innebærer bruk av en algoritme hvor modulasjonsstørrelsen M(x,y) beregnes mens referanse- eller objektlyset moduleres med samme frekvens men med forskjellig innbyrdes vibrasjons fase.

Man har tre ukjente størrelser på høyre side i likning (2), og for å kunne beregne modulasjonsstørrelsen M(x.y) må vi hente inn minst tre måleverdier for intensiteten I(x.y) i likning (2). Dette gjøres ved innhenting av tre eller flere såkalt faseskiftede datasett eller bilder med forskjellige verdier av Alfa(x,y) mens kontrollenheten CU samtidig kontrollerer vibrasjonen av bådeobjektet og den ene P2T'en i interferometeret. Denne prosedyren gjentas tre eller flere ganger, slik at det hentes data og M(x,y) beregnes tre eller flere ganger, men hver gang med forskjellig fasedifferanse Teta mellom objekteksitasjon og referanseeksitasjon.

Et eksempel på en egnet opptaksprosedyre er som følger:

1. Kontrollenheten CU vibrerer objektet med en frekvens F. Samtidig eksiteres også PZT I (eller PZT2) i figur 1 med samme frekvens F og med en vilkårlig fasedifferanse lik Teta mellom objekt- og PZT-eksilasjonen. Amplitudene på henholdsvis referanse- og objekt-eksitasjonen har tilpassede verdier slik at den vektorielle summen av utslaget på objektet og PZT1 ikke overskrider en viss definert verdi, som beskrevet senere. 2. Spenningen på den andre PZPen i figur I, PZT2, settes lik 0, og det hentes inn et datasett

(databilde) fra detektorarrayet. Datasettet digitaliseres og lagres og gis betegnelsen AI.

3. Spenningen på PZT2 i figur 1 endres slik at fasedifferansen Alfa mellom referanse- og objektlyset endres med pi/2 radianer, og det hentes inn et nytt datasett som gis betegnelsen A2. 4. Spenningen på PZT2 i figur 1 endres slik at fasedifferansen Alfa mellom referanse- og objektlyset endres med ytterligere pi/2 radianer, og det hentes inn et nytt datasett som gis betegnelsen A3. 5. Spenningen på PZT2 i figur 1 endres slik at fasedifferansen Alfa mellom referanse- og objekt-lyset endres med ytterligere pi/2 radianer, og det hentes inn et nytt datasett som gis betegnelsen A4. 6. Modulasjonen Ml = SQRT[ (A1-A3)(A1-A3) + (A2-A4)(A2-A4) ] beregnes. Både Ml og Al - A4 er funksjoner av posisjon (x,y). Modulasjonsverdien beregnes altså for hvert av

detektorelementene i detektorarrayet DA.

7. Punktene 1.-6. over gjentas tre ganger men med en fasedifferanse mellom objekt- og PZT-eksitasjon lik henholdsvis (Teta+pi/2), (Teta+pi) og (Teta+3pi/2). Slik beregnes ytterligere tre modulasjonsverdier M2, M3 og M4. 8. En tilnærmet verdi for objektets amplitude kan beregnes som Amplitude = Cl x SQRT[ (M1 - M3)(M 1-M3) + (M2-M4)(M2-M4) ]. C1 er en konstant. Amplitude er en funksjon av

posisjon (x,y)

9. En tilnærmet verdi for objektets fase kan beregnes som Fase = C2 x ARCTAN[ (M2-M4)/(M 1-M3) ]. C2 er en konstant. Fase er en funksjon av posisjon (x,y).

Opptaket og beregningene kan også utføres med et annet antall bilder hentet inn. og med andre beregn i ngsalgoritmer for størrelsen på M(x,y). For eksempel kan modulasjonen beregnes ved såkalt max-min scanning som beskrevet i referanse. Dette er beskrevet i Eiolf Vikhagen, "Vibration measurement using phase shifting TV-holography and digital image processing". Optics Communications, Vol. 69(3/4), Januar 1989, side 214-218. Det viktige poenget er at modulasjonen M(x,y) beregnes for tre eller flere forskjellig faseverdier av Teta. og at dette gir grunnlag for beregning av amplitude- og fase-fordeling av objektets vibrasjon ved den aktuelle frekvensen F. En annen forutsetning er at den vektorielle summen av objektvibrasjonen og den harmoniske fasemodulasjonen ikke overskrider den amplitude som tilsvarer amplituden i 1. mørke stripe i Besselfunksjonen.

En liknende opptaks-algoritme som den beskrevet her er beskrevet i Svein Ellingsrud og Geir Ove Rosvold. "Analysis of dala-based TV-holography system used to measure small vibration amplitudes". Journal of the Optical Society of America A, Vol 9(2), februar 1992, side 237-251.. men her måles det på såkalte speckle-bilder fra makroskopiske objekter, hvor man etter filtrering og likeretting av videosignalet får ut bilder som til en viss grad tilsvarer datasettene eller bildene M1-M4 i beskrivelsen over. Metoden beskrevet i denne referansen omfatter ikke punktene 2-6 over. og kan ikke anvendes for mikroskopiske objekter med spekulær overflate, idet slike mikroskopiske datasett eller bilder ikke gir striper eller specklemønster med informasjon om objektets vibrasjonem slik et speckle TV-holografi-bilde gjør. Punktene 2-6 i algoritmen over er avgjørende for å få informasjon om vibrasjoner i mikroskopiske objekter med spekulær overflate.

Oppfinnelsen innebærer også at defleksjonen av det mikroskopiske objektet kan beregnes for forskjellige faseverdier av vibrasjonen:

der Amplitude(x,y) og Fase(x,y) er henholdsvis amplituden (peak-to-peak) og fasen i punkt (x.y). Beta er en vilkårlig valgt fase i området 0 til 2pi radianer. Defleksjonen kan plottes i for eksempel et 3-dimensjonalt plott som vist i figur 2, der vi ser defleksjonen av en 0.3 mm

membran ved fasen Beta = 105 grader. Ved å plotte defleksjonen for flere (f.eks 20) forskjellige faser Beta fordelt i intervallet [0,2pi] ( = [ 0, 360 grader]), og ved å vise disse plottene fortløpende på en skjerm eller liknende, kan man oppnå et animert display som viser objektets vibrasjon i "sakte kino". Figur 3 viser amplitudefordelingen for samme vibrasjon som vist i figur 2. Figur 4 viser et plott langs en linje over målebildet. Også slike plott kan vises som animasjoner ved å vise plottet for forskjellige vibrasjonsfaser Beta. Figur 5 viser defleksjonen som et 2-dimensjonalt bilde, og slike bilder kan også vises som animasjoner ved å vise bildene for forskjellige vibrasjonsfaser Beta.

Oppfinnelsen kan også benyttes til å måle statisk deformasjon og også overflatetopografi. Ved slike målinger tas det utgangspunkt i størrelsen Alfa(x,y) i beskrivelsene over.

Claims (7)

1. Framgangsmåte for måling av vibrasjoner i små og mikroskopiske objekt, karakterisert ved at den omfatter - bruk av en beregnings-algoritme med innhenting av flere datasett eller databilder fra detektorarrayet, slik at disse datasettene eller databildene benyttes til å beregne størrelsen av interferensmodulasjonen mellom de interfererende lysbølgene, mens objektet samtidig vibreres med en frekvens, og mens referanse- eller objekt-lyset samtidig fasemoduleres med samme frekvens, - bruk av en beregningsalgoritme basert på at overstående beregning av modulasjonen gjøres flere ganger med ulik vibrasjonsfase mellom objektets eksitasjon på den ene side og referanse-eller objekt-lysets fasemodulasjon på den annen, samt - bruk av en beregningsalgoritme basert på bruk av resultatene fra overstående beregning av modulasjonen til å beregne amplitude- og faseverdier for vibrasjonen av objektets overflate.

2. Framgangsmåte i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at den omfatter - 2-dimensjonal eller 3-dimensjonal plotting, eller plotting langs linjer, av vibrasjons-defleksjonen av det mikroskopiske objektet for forskjellige vibrasjonsfaser , og - fortløpende display av disse plottene på en skjerm, slik at objektets vibrasjon kommer fram som en animasjon.

3. Interferometer for gjennomføring av framgangsmåten angitt i patentkrav 1. for måling av vibrasjoner, statisk deformasjon og/eller overflatetopografien til et lite eller mikroskopisk objekt (O), a) med ei lyskilde (IS) for dannelsen av i det minste delvis koherent lys, b) med en stråledeler (BSO) for å danne for det første en belysningsstråle (OB) for å belyse ei flate av objektet (O) for å belyse ei flate på objektet (O) for å oppnå en objektstråle (OB) som er påvirket av objektet, samt dessuten å danne en referansestråle (RB), c) med en objektholder (OEU), som kan påtrykkes svingninger med forutbestemt frekvens ( F) og med en forutbestemt svingemodus i tre hovedakser, d) med en modulasjonsanordning (P2T1 eller PZT2) som ligger i banen til en av belysnings/objektstrålen (OB) og referansestrålen (RB), for dynamisk fasemodulering av denne strålen med en frekvens som ligger nær ved svingefrekvensen (F) til objektholderen (OEU). e) med et fotodetektor-array (DA) for å omforme et interferensmønster som skapes i planet til fotodetektor-arrayet (DA), dannet på den ene sida av strålingsandeler som er reflekterte/spredt fra objektet og på den andre side strålingsandeler som er avgitt av den nevnte moduleringsanordningen (PZT1 eller PZT2), til elektriske signaler, f) med optiske avbildningsmidler (L2) som befinner seg i banen mellom objektet (O) og fotodetektor-arrayet (DA), for dannelse av en informasjon over overflateforløpet til avbildningen som inneholder det vibrerende objektet (O) i planet til fotodetektor-arrayet (DA), samt g) med en anordning for å tolke de elektriske signalene som fås fra fotodetektor-arrayet (DA), karakterisert ved at h) at modulasjonsanordningen (PZT1 eller PZT2) er forbundet med en styreanordning (CU), som avgir styresignaler med en frekvens (F) som tilsvarer svingefrekvensen (F) til objektholderen (OEU) til moduleringsanordningen (PZT1 henholdsvis PZT2). i) at det i banen mellom objektet (O) og fotodetektor-arrayet (DA) foreliggende optiske avbildningsmidler (L2) avbilder objektflata til objektet (O) som skal undersøkes i planet til fotodetektor-arrayet (DA), k) at det i banen til en av belysnings-/objektstrålen (OB) og referansestrålen (RB) er anordnet en fasevinkel-forskyvningsanordning (PZT1 eller PZT2), som er forbundet med den nevnte styreanordningen (CU) og som forandrer fasevinkelen (alfa (xy)) til den aktuelle strålen belysnings-/objektstrålen (OB) eller referansestrålen (RB) i forhold til den andre i vinkelskritt som følger etter hverandre, med en i hvert tilfelle forutbestemt vinkel (f.eks. pi/2),

1) at referansestrålen (RB) er ført mot planet til fotodetektor-arrayet (DA), slik at interfcrensmønsteret oppstår i dette planet, samt m) at detektorene til fotodetektor-arrayet (DA) er forbundet med en regneanordning. som kan regne ut overflateforløpet til objektet (O) på grunnlag av den fordeling av strålingsintensiteten (I) over planet til fotodetektor-arrayet (DA) som blir målt for minst tre på hverandre følgende vinkelskritt.

4. Interferrometer i samsvar med patentkrav 3, karakterisert ved at modulasjonsanordningen (PZT1 eller PZT2) ligger i banen til den ene og fasevinkel - forskyvningsanordningen (PZT2 eller PZT1) ligger i banen til den andre strålen (OB henholdsvis RB).

5. Interferrometer i samsvar med patentkrav 3, karakterisert ved at moduleringsanordningen (PZT1 eller PZT2) og anordningen for fasevinkelforskyvning (PZT2 eller PZT1) ligger i banen til den samme strålen ( OB henholdsvis RB).

6. Interferrometer i samsvar med patentkrav 5, karakterisert ved at moduleringsanordningen (PZTl eller PZT2) og anordningen for fasevinkelforskyvning (PZT2 eller PZTl) er utformet som en enkelt anordning.

7. Interferometer i samsvar med patentkrav 3. karakterisert ved at moduleringsanordningn (PZTl eller PZT2) og/eller forskyvningsanordningen for fasevinkel (PZT2 eller PZTl) er utformet som piezoelektrisk omformer med et speil.