WO1993022637A1 - Interferometer - Google Patents

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WO1993022637A1
WO1993022637A1 PCT/AT1993/000075 AT9300075W WO9322637A1 WO 1993022637 A1 WO1993022637 A1 WO 1993022637A1 AT 9300075 W AT9300075 W AT 9300075W WO 9322637 A1 WO9322637 A1 WO 9322637A1
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WO
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interferometer
beam splitter
carrier unit
polarization beam
optical fibers
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PCT/AT1993/000075
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English (en)
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Inventor
René Lazecki
Original Assignee
Tabarelli, Werner
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Definitions

  • the invention relates to an interferometer with an interferometer head, to which laser light is fed from a laser light source via a flexible optical fiber, the interferometer head having a beam splitter for splitting the laser light into a measuring beam and a reference beam, and a recombination device, at which the measuring beam guided over a variable measuring path and the reference beam guided over a fixed reference path interfere with the formation of optical interference signals, which arrive via flexible optical fibers to a detector and evaluation device remote from the interferometer head.
  • the invention further relates to a carrier unit which is particularly suitable for such an interferometer.
  • Interferometers can be found in US Pat. No. 4,984,891, in which describes various implementations of an interferometer which are based on the following principle: linearly polarized light is sent from a laser light source to a beam controller which generates two vertically offset beams. The lower beam is used as a correction beam, the upper one as a measuring beam. Both beams are then divided into a measuring beam and a reference beam, which interfere with each other again after passing through a measuring section.
  • both the measuring and correction beam travel essentially the same optical paths, that is to say the correction beam is at a fixed distance from the interferometer, but in spatial proximity to the location of the reflection of the measuring beam reflects and thus permits determination or elimination of the change in the relevant optical variables (such as refractive index) between the interferometer and the location of the measurement.
  • both measuring and correction beams interfere with their respective reference beams according to the usual functional diagram of an interferometer. The measurement results are evaluated by means of appropriate data processing devices.
  • the object of the invention is therefore to provide an interferometer in which a reliable coupling of the optical interference signals originating from the recombination device into optical fibers is ensured.
  • Interferometer has a carrier unit that can be connected to the interferometer head, on which the ends of optical fibers and at least one polarization beam splitter are held in a fixed spatial arrangement with respect to one another, whereby in the case of a carrier unit connected to the interferometer head, optical interference signals coming from the recombination device via the Polarization beam splitters are divided between the optical fibers and the optical fibers can be connected to or are formed by the flexible optical fibers leading to the detector and evaluation device.
  • the above-mentioned US Pat. No. 4,984,891 thus differs from the solution according to the invention both in the measuring principle and in the implementation of the interference station.
  • the interference station is not connected to the main station with light guides, which does not pose the problem of the precisely adjusted light guide connection there.
  • the carrier unit has a one-piece, preferably metallic support body to which the polarization beam splitter is connected, preferably glued, and to which the ends of the optical fibers are fastened. This type of design permits problem-free adjustment of the polarization beam splitter or even makes it unnecessary to adjust it.
  • the support body has a central recess into which the polarization beam splitter is inserted, preferably glued in, and that bores lead from the side surfaces of the support body into the recesses and the optical fibers and, if appropriate, upstream of these bores Coupling lenses are held.
  • Such an embodiment makes it unnecessary to adjust the support body relative to the interferometer head.
  • the support body can be made of light-absorbing material, in particular metal or ceramic, it is advantageous if at least one bore leads from the side surfaces of the support body into the central recess, through which bore the interference signal originating from the recombination device reaches the polarization beam splitter.
  • Interferometer head be characterized in that the recombination device generates two complementary optical interference signals, which are guided as a parallel light beam to the carrier unit.
  • this can be achieved in that both light beam bundles each have phase-shifted polarization components with respect to one another by 90 ° and these polarization components of both light beam bundles are divided by a single polarization beam splitter plate onto a total of four optical fibers.
  • the advantages of the carrier unit according to the invention become particularly clear if, in addition to the polarization beam splitter and the optical fiber ends, one or more coupling lenses focusing on the optical fiber cores are preassembled on the carrier unit.
  • Such coupling-in units increase the amount of the transmissible light output by avoiding scattering losses when coupling light into light fibers.
  • Simplifications in manufacture and adjustment result if a half-wave plate is arranged between the recombination device and carrier unit, through which the optical interference signals are guided.
  • a half-wave plate ( ⁇ / 2 plate) in the beam path rotates the polarization direction of both measuring beams in such a way that a simple geometric arrangement of the polarization beam splitter is ensured.
  • the support unit can also be sold independently driven by the interferometer and and optionally used in other devices in which a polarization-dependent splitting and coupling is necessary j of light in optical fibers.
  • a polarization-dependent splitting and coupling is necessary j of light in optical fibers.
  • the carrier unit and the Polarization beam splitters are cast with a transparent hardening mass.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of an exemplary embodiment of an interferometer according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of the carrier unit with preassembled polarization beam splitter and preassembled coupling lenses and optical fiber ends
  • FIG. 3 shows a side view of that in FIG. 2 Illustrated embodiment of the carrier unit according to the invention
  • FIG. 4 shows schematically a possible arrangement of the coupling lenses in a further embodiment.
  • the interferometer shown schematically in FIG. 1 has a central unit 1, which contains a laser light source 2, for example a helium-neon laser, via a flexible optical fiber 3, laser light enters the input optical fiber 4 of the interferometer head 5 a collimation of the light beam emerging from the optical fiber 4.
  • a laser light source 2 for example a helium-neon laser
  • the laser light is linearly polarized (for example in the drawing plane).
  • the optical fibers 3, 4 are designed to maintain polarization, and a corresponding polarizer 7 is also provided.
  • the beam splitter 8 divides the laser light into a measuring beam 9 and a reference beam 10.
  • the measuring beam 9 is guided over a movable retroreflector 11 and interferes at the recombination device 12 with the reference beam guided over a fixed reference path.
  • the recombination device is as from the beam splitter 8 spatially separated, separate beam splitter 12 forms.
  • the recombination device 12 supplies two complementary optical interference signals which are guided in the interferometer head as parallel light beams 13, 14.
  • a mirror 15 is provided for deflecting the light beam 14.
  • Each of the two light beam bundles 13, 14 can be thought of as being composed of two linear polarization components, which are at 45 ° to the plane of the drawing sheet and, because of the quarter-wave plate 16, are 90 ° out of phase with one another.
  • the four polarization components in the optical interference signals 13, 14 are each phase-shifted by 90 ° (0 °, 90 °, 180 °, 270 °) in the detector and evaluation device ⁇ device 17 arrive in the central unit 1.
  • four flexible optical fibers 18a-d are provided, which together with the optical fiber 3 can be combined to form an optical fiber cable 19.
  • optical fibers 20a-d which can be connected to the flexible optical fibers 18a-d via a releasable quadruple fiber connector 21.
  • a carrier unit 22 is provided for this purpose, on which the ends of the optical fibers 20a-d, the coupling lenses 24a-d and the polarization beam splitter 23 are held in a spatially fixed arrangement to one another.
  • the structure of the carrier unit is only shown schematically in FIG. 1. 2 and 3, an embodiment of the support unit according to the invention is shown in more detail.
  • the carrier unit 22 has a, preferably metallic, support body 22a to which the polarization beam splitter 23 is glued.
  • the polarization beam splitter 23 can in particular also be held in grooves 22b of the supporting body.
  • the support body consists, for example, of continuous casting. However, other high-strength and torsion-resistant materials, in particular ceramics, are also possible.
  • the coefficient of thermal expansion of the support body 22a essentially corresponds to that of glass (polarization beam splitter 23, coupling lenses 24a-d, entrance window 25) in order to avoid stresses in the event of temperature changes.
  • the ends of the optical fibers 20a-d are glued into bores 26a-d.
  • Gradient index lenses (Selfoc lenses) formed lenses 24a-d glued into the holes. After the adhesive has hardened, the lenses 24a-d, the optical fiber ends 20a-d and the polarization beam splitter 23 are fixed and correctly adjusted relative to one another.
  • the central recess 27 can also be filled with a transparent hardening mass 28 in order to prevent reflections on the rear edge of the polarization beam splitter plate.
  • this plate could be provided with an anti-reflection layer on the back.
  • Another possibility would be to arrange the polarization beam splitter plate 23 at the Brewster angle relative to the incident optical interference signals 13, 14. But then they can
  • Optical fiber ends and lenses no longer in the in Fig. 2 shown be arranged perpendicular to each other.
  • the embodiment shown in FIG. 2 is simpler in terms of production technology.
  • the support body 22a also has bores 29a, 29b through which the optical interference signals 13, 14, which are guided as parallel light beams, can reach the beam splitter plate 23.
  • a cover window 25 covers the bores 29a, b on the outside.
  • the two light beams 13, 14 can be thought of as being composed of two linear polarization components which are less than 45 ° to the plane of the drawing sheet.
  • the beam splitter plate 23 is vertical and the optical fiber ends and lenses are also in the plane of the drawing sheet, a half-wave plate 30 is arranged between the recombination device 12 and the carrier unit 22. After this half-wave plate, the imaginary polarization components lie vertically or in the plane of the drawing sheet and can be divided between the respective optical fibers 20a-d by the position of the polarization beam splitter shown.
  • the coupling lenses 31, 32 are arranged in front of the beam splitter plate 23. These coupling lenses 31, 32 can also be attached to a carrier body of the carrier unit, not shown in FIG. 4.

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Abstract

Interferometer mit einem Interferometerkopf (5), dem über eine flexible Lichtleitfaser (3) Laserlicht aus einer Laserlichtquelle zugeführt wird. Der Interferometerkopf (5) weist einen Strahlteiler (8) zur Aufteilung des Laserlichts in einen Meßstrahl und in einen Referenzstrahl sowie eine Rekombinationseinrichtung auf, an der der über eine variable Meßstrecke geführte Meßstrahl und der über eine feste Referenzstrecke geführte Referenzstrahl unter Bildung von optischen Interferenzsignalen interferieren. Das Interferometer weist eine mit dem Interferometerkopf (5) verbindbare Trägereinheit (22) auf, an der die Enden von Lichtleitfasern (20a-d) und zumindest ein Polarisationsstrahlteiler (23) in fester räumlicher Anordnung zueinander gehalten sind. Aus der Rekombinationseinrichtung (12) stammende optische Interferenzsignale (13, 14) werden über den Polarisationsstrahlteiler (23) auf die Lichtleitfasern (20a-d) aufgeteilt.

Description

Interferometer
Die Erfindung betrifft ein Interferometer mit einem Interferometerkopf, dem über eine flexible Lichtleitfaser Laserlicht aus einer Laserlichtquelle zugeführt wird, wo¬ bei der Interferometerkopf einen Strahlteiler zur Auftei¬ lung des Laserlichts in einen Meßstrahl und in einen Re¬ ferenzstrahl sowie eine Rekombinationseinrichtung auf¬ weist, an der der über eine variable Meßstrecke geführte Meßstrahl und der über eine feste Referenzstrecke ge¬ führte Referenzstrahl unter Bildung von optischen Inter¬ ferenzsignalen interferieren, welche über flexible Licht¬ leitfasern an eine vom Interferometerkopf entfernte De¬ tektor- und Auswerteinrichtung gelangen.
Weiters betrifft die Erfindung eine Trägereinheit, die insbesondere für ein solches Interferometer geeignet ist.
Ein Interferometer der eingangs genannten Gattung ist beispielsweise in der Internationalen Anmeldung
W091/09271 (PCT/AT90/00102) beschrieben. Bei dem bekann¬ ten Interferometer werden unter Ausnutzung von zwei auf¬ einander senkrechten gegeneinander phasenverzögerten Polarisationsanteilen des Laserlichts und unter Ausnut- zung von zwei komplementären Ausgängen der Rekombina¬ tionseinrichtung vier gegeneinander jeweils um 90° pha¬ senverschobene optische Interferenzsignale gebildet, die auf störunempfindliche Weise über flexible Lichtleitfa¬ sern in eine Detektor- und Auswertschaltung gelangen. Diese vier phasenverschobenen optischen Interferenz¬ signale erlauben es, nicht nur den Verschiebeweg, sondern auch die Bewegungsrichtung eines Meßspiegels in bekannter Weise zu ermitteln.
Eine weitere Beschreibung einer Ausführung eines
Interferometers findet sich in der US-PS 4,984,891, in der diverse Realisierungen eines Interferometers be¬ schrieben sind, die auf folgendem Prinzip beruhen: Aus einer Laserlichtquelle wird linear polarisiertes Licht auf einen Strahlteuer gesandt, der zwei vertikal ver- setzte Strahlen erzeugt. Der untere Strahl wird als Kor¬ rekturstrahl, der obere als Meßstrahl verwendet. Beide Strahlen werden daraufhin jeweils in einen Meßstrahl und in einen Referenzstrahl aufgeteilt, die nach Durchlaufen einer Meßstrecke wieder miteinander interferieren. Die erfindungsgemäße Neuerung der US-PS besteht darin, daß sowohl Meß- als auch Korrekturstrahl im wesentlichen gleiche optische Wege zurücklegen, das heißt der Korrek¬ turstrahl wird in einem festen Abstand zum Inter¬ ferometer, aber in räumliche Nähe der Ortes der Reflexion des Meßstrahls reflektiert und erlaubt damit eine Bestim¬ mung beziehungsweise eine Eliminierung der Änderung der relevanten optischen Größen (wie Brechungsindex) zwischen Interferometer und Ort der Messung. Sowohl Meß- als auch Korrekturstrahl interferieren nach Durchlaufen eines 90°- Polarsationsdrehers (τ/4-Plättchen) mit ihren jeweiligen Referenzstrahlen nach gewohntem Funktionsschema eines Interferometers. Die Auswertung der Meßergebnisse erfolgt über entsprechende datenverarbeitende Geräte.
Während die physikalischen Grundlagen des Interferometers gut bekannt sind, bereitet die exakte Justierung der optischen Komponenten, die eine Voraussetzung für die Er¬ zielung der gewünschten hochgenauen Meßergebnisse ist, in der Praxis Probleme. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Laserlicht im Interferometerkopf anders als bei dem oben angeführten Stand der Technik nicht ständig in Lichtwellenleitern, sondern als freie Lichtstrahlenbündel über diskrete optische Bauelemente geführt wird. Ein Problem besteht dabei darin, die aus der Rekombinations- einrichtung stammenden optischen InterferenzSignale zu¬ verlässig und gleichmäßig in Lichtleitfasern einzukop- peln, die vom Interferometerkopf zur entfernten Detektor- und Auswerteinrichtung führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Interferometer zu schaffen, bei dem eine zuverlässige Einkopplung der von der Rekombinationseinrichtung stammenden optischen InterferenzSignale in Lichtleitfasern gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Interferometer der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, daß das
Interferometer eine mit dem Interferometerkopf verbind¬ bare Trägereinheit aufweist, an der die Enden von Licht¬ leitfasern und zumindest ein Polarisationsstrahlteiler in fester räumlicher Anordnung zueinander gehalten sind, wo- bei bei mit dem Interferometerkopf verbundener Trägerein¬ heit aus der Rekombinationseinrichtung stammende optische InterferenzSignale über den Polarisationsstrahlteiler auf die Lichtleitfasern aufgeteilt werden und die Lichtleit¬ fasern mit den zur Detektor- und Auswerteinrichtung füh- renden flexiblen Lichtleitfasern verbindbar oder von die¬ sen gebildet sind.
Dadurch wird eine kompakte und exakt justierte Bauweise der Meßeinheit des Interferometers gewährleistet, die un- ter Umständen sogar getrennt von der Haupteinheit herge¬ stellt und vertrieben werden kann.
Die eingangs erwähnte US-PS 4,984,891 unterscheidet sich damit sowohl im Meßprinzip als auch in der Realisierung der Interferenzstation von der erfindungsgemäßen Lösung. In der US-PS ist die Interferenzstation nicht mit Licht¬ leitern mit der Hauptstation verbunden, womit sich das Problem des genau justierten Lichtleiteranschlusses dort gar nicht stellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Trägereinheit einen einstückigen, vorzugsweise metallischen Tragkörper aufweist, mit dem der Polarisationsstrahlteiler verbunden, vorzugsweise ver¬ klebt ist und an dem die Enden der Lichtleitfasern be¬ festigt sind. Diese Art der Ausführung erlaubt ein problemloses Justieren des Polarisationsstrahlteilers be¬ ziehungsweise macht ein Justieren desselben sogar über¬ flüssig.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Tragkörper eine zentrale Ausnehmung aufweist, in die der Polarisationsstrahlteiler eingesetzt, vorzugsweise einge¬ klebt ist und daß von den Seitenflächen des Tragkörpers Bohrungen in die Ausnehmungen führen und in diesen Boh¬ rungen die Lichtleitfasern und gegebenenfalls diesen vor¬ geschaltete Einkoppellinsen gehalten sind. Durch eine solche Ausführung wird eine Justierung des Tragkörpers relativ zum Interferometerkopf entbehrlich. Damit der Tragkörper aus lichtabsorbierendem Material, insbesondere Metall oder Keramik, hergestellt werden kann, ist es vor¬ teilhaft, wenn von den Seitenflächen des Tragkörpers zu¬ mindest eine Bohrung in die zentrale Ausnehmung führt, durch welche Bohrung das von der Rekombinationseinrich- tung stammende Interferenzsignal auf den Polarisations¬ strahlteiler gelangt.
Mechanische Verschiebungen der einzelnen Komponenten zu¬ einander können entweder das Meßergebnis verfälschen oder die Messung sogar verhindern. Diesem Effekt wird in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch vorgebeugt, daß die Trägereinheit am Interferometerkopf oder-einem in diesem angeordneten Optikhalter festgeklebt ist.
Um nicht nur die aktuelle Position des zu messenden
Objektes, sondern auch die Richtung seiner Relativbewe¬ gung zum Interferometer zu messen, kann der vorher be- schriebene Interferometerkopf dadurch ausgezeichnet sein, daß die Rekombinationseinrichtung zwei komplementäre op¬ tische Interferenzsignale erzeugt, die als parallele Lichtstrahlbündel zur Trägereinheit geführt sind. Dies kann in einer weiteren Ausführungsform dadurch erreicht werden, daß beide Lichtstrahlenbündel jeweils um 90° ge¬ geneinander phasenverschobene Polarisationsanteile auf¬ weisen und diese Polarisationsanteile beider Lichtstrahl¬ bündel durch eine einzige Polarisationsstrahlteilerplatte auf insgesamt vier Lichtleitfasern aufgeteilt werden.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Trägereinheit werden dann besonders deutlich, wenn an der Trägereinheit neben dem Polarisationsstrahlteiler und den Lichtleitfaserenden eine oder mehrere auf die Lichtleitfaserkerne fokussie- rende Einkoppellinse vormoniert sind. Solche Einkop¬ peleinheiten erhöhen den Betrag der übertragbaren Licht¬ leistung durch Vermeidung von Streuverlusten bei der Ein- kopplung von Licht in Lichtfasern. Vereinfachungen bei der Herstellung und der Justage ergeben sich, wenn zwi¬ schen Rekombinationseinrichtung und Trägereinheit eine Halbwellenplatte angeordnet ist, durch die die optischen Interferenzsignale geführt sind. Eine Halbwellenplatte (τ/2-Plättchen) im Strahlengang dreht die Polarisations- richtung beider Meßstrahlen derart, daß eine einfache geometrische Anordnung des Polarisationsstrahlteilers ge¬ währleistet ist.
Grundsätzlich kann die Trägereinheit auch unabhängig vom Interferometer verkauft und vertrieben und gegebenenfalls in anderen Geräten eingesetzt werden, bei denen eine polarisationsabhängige Aufteilung und Einkopplung von Licht in Lichtleitfasern nötig jist. Um Reflexionen an der Hinterkante der Polarisationsstrahlteilerplatte vorzubeu- gen, ist es vorteilhaft, wenn die Trägereinheit und der Polarisationsstrahlteiler mit einer durchsichtigen aus¬ härtenden Masse vergossen sind.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläu¬ tert.
Die Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Ausfüh- rungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Interferometers, die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Trägereinheit mit vormontierten Polarisationsstrahlteiler und vormon¬ tierten Einkoppellinsen und Lichtleitfaserenden, die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht auf das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trägereinheit, die Fig. 4 zeigt schematisch eine mögliche Anordnung der Einkoppellinsen bei einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Interferometer weist eine Zentraleinheit 1 auf, die eine Laserlicht- quelle 2, beispielsweise einen Helium-Neon-Laser enthält, über eine flexible Lichtleitfaser 3 gelangt Laserlicht in die Eingangslichtleitfaser 4 des Interferometerkopfes 5. Über eine Linse 6 erfolgt eine Kollimation des aus der Lichtleitfaser 4 austretenden Lichtstrahlenbündels.
Das Laserlicht ist linear polarisiert (beispielsweise in der Zeichenblattebene) . Dazu sind die Lichtleit asern 3, 4 polarisationserhaltend ausgebildet und außerdem ein entsprechender Polarisator 7 vorgesehen.
Der Strahlteiler 8 teilt das Laserlicht in einen Me߬ strahl 9 und einen Referenzstrahl 10 auf. Der Meßstrahl 9 wird über einen beweglichen Retroreflektor 11 geführt und interferiert an der Rekombinationseinrichtung 12 mit den über eine feste Referenzstrecke geführten Referenzstrahl. Die Rekombinationseinrichtung ist als vom Strahlteiler 8 räumlich getrennter, gesonderter Strahlteiler 12 ausge¬ bildet. Die Rekombinationseinrichtung 12 liefert zwei komplementäre optische Interferenzsignale, die als pa¬ rallele Lichtstrahlenbündel 13, 14 im Interferometerkopf geführt werden. Zur Umlenkung des Lichtstrahlenbündels 14 ist ein Spiegel 15 vorgesehen. Jedes der beiden Licht- strahlenbündel 13, 14 kann aus zwei linearen Polarisa¬ tionsanteilen zusammengesetzt gedacht werden, die unter 45° zur Zeichenblattebene stehen und wegen der Viertel- wellenplatte 16 um 90° gegeneinander phasenverschoben sind.
Zur Auswertung des Verschiebeweges und der Bewegungsrich¬ tung des Meßreflektors 11 soll nun die insgesamt vier in den optischen Interferenzsignalen 13, 14 jeweils um 90° gegeneinander phasenverschobenen (0°, 90°, 180°, 270°) Polarisationsanteile in die Detektor- und Auswerteinrich¬ tung 17 in der Zentraleinheit 1 gelangen. Zur störungs¬ freien Übertragung dieser Interferenzsignalanteile sind vier flexible Lichtleitfasern 18a-d vorgesehen, die ge¬ meinsam mit der Lichtzufuhr-Lichtleitfaser 3 zu einem op¬ tischen Faserkabel 19 zusammengefaßt sein können.
Es geht nun darum, die genannten Polarisationsanteile aus den optischen Interferenzsignalen 13, 14 in die vier
Lichtleitfasern 20a-d einzukoppeln, die über einen lösba¬ ren Vierfach-Faserverbinder 21 mit den flexiblen Lichtleitfasern 18a-d verbindbar sind.
Erfindungsgemäß ist dazu eine Trägereinheit 22 vorgese¬ hen, an der die Enden der Lichtleitfasern 20a-d, die Einkoppellinsen 24a-d und der Polarisationsstrahlteiler 23 in räumlich fester Anordnung zueinander gehalten sind. Der Aufbau der Trägereinheit ist in Fig. 1 nur schema- tisch dargestellt. In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Trägereinheit näher dargestellt. Die Trägereinheit 22 weist einen, vorzugsweise metallischen Tragkörper 22a auf, mit dem der Polarisationsstrahlteiler 23 verklebt ist. Der Polarisationsstrahlteiler 23 kann insbesondere auch in Nuten 22b des Tragkörpers gehalten sein. Der Tragkörper besteht beispielsweise aus Strang¬ guß. Es sind jedoch auch andere hochfeste und verwin- dungssteife Materialien, insbesondere Keramik möglich. Vor allem bei Verwendung unter Wärmeeinwirkung aushärten¬ der Kleber ist es günstig, wenn der Wärmeausdehnungs¬ koeffizient des Tragkörpers 22a im wesentlichen den von Glas (Polarisationsstrahlteiler 23, Einkoppellinsen 24a- d, Eintrittsfenster 25) entspricht, um bei Temperaturän- derungen Spannungen zu vermeiden.
Bevor die Trägereinheit 22 in den Interferometerkopf 5 eingebaut bzw. auf dessen Optikhalter 26 aufgeklebt wird, werden in Bohrungen 26a-d die Enden der Lichtleitfasern 20a-d eingeklebt. Ebenfalls werden die vorzugsweise als
Gradienten Indexlinsen (Selfoc-Linsen) ausgebildeten Lin¬ sen 24a-d in die Bohrungen eingeklebt. Nach dem Aushärten des Klebers sind die Linsen 24a-d, die Lichtleitfaser¬ enden 20a-d und der Polarisationsstrahlteiler 23 relativ zueinander fix und richtig justiert.
Die zentrale Ausnehmung 27 kann noch mit einer durchsichtigen aushärtenden Masse 28 ausgefüllt sein, um Reflexionen an der Hinterkante der Polarisationsstrahl- teilerplatte zu verhindern. Zum selben Zweck könnte diese Platte hinten mit einer Antireflexionsschicht versehen sein. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, die Polarisationsstrahlteilerplatte 23 unter dem Brewster- Winkel relativ zu den einfallenden optischen Interferenz- Signalen 13, 14 anzuordnen. Dann allerdings können die
Lichtleitfaserenden und Linsen nicht mehr in der in Fig. 2 dargestellten Weise aufeinander senkrecht angeordnet sein. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist her¬ stellungstechnisch einfacher.
Der Tragkörper 22a weist weiters Bohrungen 29a, 29b auf, durch die die als parallele Lichtstrahlenbündel geführten optischen Interferenzsignale 13, 14 auf die Strahlteiler¬ platte 23 gelangen können. Ein Abdeckfenster 25 deckt die Bohrungen 29a, b außen ab. Bei dem in Fig. 2 und 3 darge- stellten Ausführungsbeispiel wird ein besonders kompakter und optisch präziser Aufbau dadurch erzielt, daß für beide Lichtstrahlenbündel 13, 14 eine einzige Polarisationsstrahlteilerplatte 23 vorgesehen ist.
Zur Einbaulage der Trägereinheit 22 im Interferometerkopf 5 ist noch folgendes zu erwähnen. Wie bereits oben er¬ wähnt, kann man sich die beiden Lichtstrahlenbündel 13, 14 aus zwei linearen Polarisationsanteilen zusammenge¬ setzt denken, die unter 45° zur Zeichenblattebene liegen. Um den in Fig. 1 gezeigten Einbau zu ermöglichen, dagegen die Strahlteilerplatte 23 vertikal steht und die Licht¬ leitfaserenden und Linsen ebenfalls in der Zeichenblatt¬ ebene liegen, ist zwischen der Rekombinationseinrichtung 12 und der Trägereinheit 22 eine Halbwellenplatte 30 an- geordnet. Nach dieser Halbwellenplatte liegen die gedach¬ ten Polarisationsanteile senkrecht bzw. in der Zeichen¬ blattebene und können durch die eingezeichnete Lage des Polarisationsstrahlteilers auf die jeweiligen Lichtleit¬ fasern 20a-d aufgeteilt werden.
Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Einkoppellinsen 31, 32 vor der Strahlteilerplatte 23 angeordnet. Diese Einkoppel¬ linsen 31, 32 können ebenfalls an einem in Fig. 4 nicht näher dargestellten Tragkörper der Trägereinheit be¬ festigt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Interferometer mit einem Interferometerkopf, dem über eine flexible Lichtleitfaser Laserlicht aus einer Laserlichtquelle zugeführt wird, wobei der Interferome¬ terkopf einen Strahlteiler zur Aufteilung des Laser¬ lichts in einen Meßstrahl und in einen Referenzstrahl sowie eine Rekombinationseinrichtung aufweist, an der der über eine variable Meßstrecke geführte Meßstrahl und der über eine feste Referenzstrecke geführte Referenz¬ strahl unter Bildung von optischen InterferenzSignalen interferieren, welche über flexible Lichtleitfasern an eine vom Interferometerkopf entfernte Detektor- und Aus¬ werteinrichtung gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferometer eine mit dem Interferometerkopf (5) verbindbare Trägereinheit (22) aufweist, an der die En¬ den von Lichtleitfasern (20a-d) und zumindest ein Pola¬ risationsstrahlteiler (23) in fester räumlicher Anord¬ nung zueinander gehalten sind, wobei bei mit dem Inter- ferometerkopf (5) verbundener Trägereinheit (22) aus der Rekombinationseinrichtung (12) stammende optische Interferenzsignale (13, 14) über den Polarisations¬ strahlteiler (23) auf die Lichtleitfasern (20a-d) aufge¬ teilt werden und die Lichtleitfasern (20a-d) mit den zur Detektor- und Auswerteinrichtung (17) führenden flexiblen Lichtleitfasern (18a-d) verbindbar oder von diesen gebildet sind.
2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit (22) einen einstückigen, vorzugs¬ weise metallischen Tragkörper (22a) aufweist, mit dem der Polarisationsstrahlteiler (23) verbunden, vorzugs¬ weise verklebt ist und an dem die Enden der Lichtleit¬ fasern (20a-d) befestigt sind.
3. Interferometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (20a) eine zentrale Ausnehmung (27) aufweist, in die der Polarisationsstrahlteiler (23) eingesetzt, vorzugsweise eingeklebt ist und daß von den Seitenflächen des Tragkörpers (22) Bohrungen in die Aus¬ nehmung führen und in diesen Bohrungen die Lichtleit¬ fasern und gegebenenfalls diesen vorgeschaltete Einkop¬ pellinsen (24a-d) gehalten sind.
4. Interferometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den Seitenflächen des Tragkörpers (22a) zumin¬ dest eine Bohrung in die zentrale Ausnehmung (27) führt, durch welche Bohrung das von der Rekombinationseinrich¬ tung stammende Interferenzsignal auf den Polarisations- strahlteiler gelangt.
5. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit (22) am Inter¬ ferometerkopf (5) oder einem in diesem angeordneten Optikhalter (26) festgeklebt ist.
6. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rekombinationseinrichtung (12) zwei komplementäre optische Interferenzsignale (13, 14) erzeugt, die als parallele Lichtstrahlenbündel zur Trä¬ gereinheit (22) geführt sind.
7. Interferometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lichtstrahlenbündel (13, 14) jeweils zwei um 90° gegeneinander phasenverschobene Polarisationsanteile aufweisen und diese Polarisationsanteile beider Licht¬ strahlenbündel durch eine einzige Polarisationsstrahl- teilerplatte (23) auf insgesamt vier Lichtleitfasern (20a-d) aufgeteilt werden.
8. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trägereinheit (22) neben dem Polarisationsstrahlteiler (23) und den Lichtleitfaser¬ enden eine oder mehrere auf die Lichtleitfaserkerne fokussierende Einkoppellinse(n) (24a-d) vormontiert sind.
9. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rekombinationseinrichtung (12) und Trägereinheit (22) eine Halbwellenplatte (30) angeordnet ist, durch die die optischen Interferenz¬ signale geführt sind.
10. Trägereinheit zur Vormontage von wenigstens einem Polarisationsstrahlteiler (23) und von Enden von Licht¬ leitfasern (20a-d) , sowie von Einkoppellinsen (24a-d) zur Einkopplung von vom Polarisationsstrahlteiler (23) reflektiertem bzw. transmittiertem Licht in die Licht¬ leitfasern, insbesondere zum Einbau in ein Interfero- eter nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
11. Trägereinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit (22) und der Polarisations¬ strahlteiler (23) mit einer durchsichtigen aushärtenden Masse (28) vergossen sind.
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