Kurzkohärenzinterferometer: Messung von Linsenabständen, Mittendicken von Linsen, Objektiven und allen anderen transparenten Materialien

Kurzkohärenzinterferometer werden in der Optik eingesetzt, um die Mittendicken und (Linsen)abstände von Linsen zueinander zu messen, d.h. die Lagen optischen Flächen entlang der optischen Achse werden bestimmt. Damit ist die Kurzkohärenzinterferometrie eine ideale Ergänzung zur Zentriermessung, bei der die Lagen der Krümmungsmittelpunkte in x-y Richtung bestimmt werden. Mit einer Kombination beider Verfahren kann die absolute Lage jeder Fläche in einem montierten Objektiv bestimmt werden. TRIOPTICS Produkte für diese Anwendung: OptiCentric® 3D, OptiCentric® 3D Dual.

Gleichzeitig ist die Zentriermessung auch Vorrausetzung für eine hochgenaue Messung der Mittendicken und Linsenabstände, da mit ihr die Ausrichtung des Prüflings bestimmt werden kann.

Messprinzip des Kurzkohärenzinterferometers

Der Aufbau eines Kurzkohärenzinterferometers wie er im OptiSurf® System von TRIOPTICS umgesetzt ist, wird in Fig. 1 beschrieben. Das Licht einer kurzkohärenten Lichtquelle wird durch einen Strahlteiler in eine Objekt- und eine Referenzwelle aufteilt.

Funktionsprinzip eines Kurzkohärenzinterferometers
Funktionsprinzip eines Kurzkohärenzinterferometers

Die Objektwelle beleuchtet das Linsensystem entlang seiner optischen Achse. Auf jeder Oberfläche des Prüflings wird ein Bruchteil des eintreffenden Lichtstrahls zurück reflektiert. Dieses Licht wird auf einem Photodetektor mit dem Licht aus dem Referenzarm überlagert. Das Licht im Referenzarm wird mittels einer Verzögerungsstrecke in der Laufzeit variiert.

Die Länge des Referenzarms wird mit Hilfe eines beweglichen Spiegels variiert und mit Hilfe eines Encoders gemessen. Analysiert man die resultierende Intensität aus rückreflektierter Referenz- und Objektwelle in Abhängigkeit von der Lageveränderung /Verzögerung des Referenzarms (Abb. rechts), werden immer dann Interferenzmuster beobachtet, wenn die optischen Weglängen in den beiden Interferometer-Armen übereinstimmen. Dort beträgt die Differenz der Gruppenverzögerung Null. So kann die Lage einer jeden Fläche des Prüflings rechnerisch bestimmt werden.

Produkte, die mit einem Kurzkohärenzinterferometer arbeiten: