Adaptation

Interferometer

Variante B

Abbildung 5-5: Interferometer - Variante B

Das Interferometer aus Abbildung 5-5 ist in Abbildung 5-6 schematisiert dargestellt. Die Messung erfolgt von oben. Im zweiten Arm des Michelson-Interferometers ist ein zweiter Referenzspiegel. Das Meßobjekt wird von beiden Referenzstrahlen getroffen.

Die Laserdiode wird in einer Kollimationsoptik montiert. Der austretende Strahl wird durch einen Umlenkspiegel seitlich in das Interferometer gelenkt und nach Passieren eines Strahlteilerwürfels in zwei Teilstrahlen zerlegt. Die beiden Strahlen werden anschließend vom mobilen seitlichen Spiegel und vom stationären Spiegel – oben – reflektiert und verlassen nach ihrer Vereinigung durch den Strahlteilerwürfel phasenverschoben, abhängig von der Spiegelposition, das Interferometer. Nun trifft der wieder vereinigte Strahl durch eine Sammellinse das Meßobjekt und wird reflektiert. Treffen die beiden Teilstrahlen am Meßkopf ein, so können diese durch seine spiegelnde Oberfläche mit Hilfe einer Videokamera justiert werden. Durch eine Öffnung wird der Laserstrahl in einen Lichtleiter eingekoppelt, der in einem Photomultiplier mündet. Das in ein elektrisches Signal umgewandelte Meßsignal wird verstärkt, demoduliert und über einen Analog-Digital-Wandler in einen Rechner eingelesen.
 

Abbildung 5-6: Blockschaltbild - Variante B

Da nun beide Teilstrahlen das Meßobjekt treffen, und diese gleich stark verzerrt werden, fällt ihre Überlagerung am Meßkopf leichter. Eine Lageänderung des Meßobjekts hat keinen Einfluß auf die Position des mobilen Referenzspiegels, da dieser lediglich den gleichen Abstand zum ersten Strahlteilerwürfel haben muß wie der stationäre Spiegel. Durch die Notwendigkeit eines zweiten Strahlteilerwürfels sinkt die zur Verfügung stehende optische Meßleistung, und die Justierung wird erschwert.

Ein durch diese Variante erzeugtes Interferenzsignal – Abbildung 5-7 – besteht aus den Interferenzen der von der Oberfläche und der Unterfläche des Meßobjekts reflektierten Strahlen des mobilen und stationären Referenzspiegels. Es treten an insgesamt drei Positionen des mobilen Spiegels Interferenzerscheinungen auf. Die mittlere Interferenz entsteht, wenn beide Spiegel den selben Abstand vom Strahlteilerwürfel besitzen, die anderen beiden, wenn sich ihr Abstand zum Strahlteiler um die optische Dicke des Meßobjekts unterscheidet. Dadurch ergibt eine Messung zwei Meßergebnisse.
 

Abbildung 5-7: Interferenzsignal des Interferometers - Variante B