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Lexikon der Optik: Interferenzkomparator

Interferenzkomparator, Meßgerät zum Messen von Längen bzw. zum Vergleichen von Längenetalons (Endmaßen). Zur Längenmessung von Endmaßen werden Interferometer vom Fizeau- bzw. Michelson-Typ benutzt. Zwei Beispiele sind in Abbn. 1 und 2 dargestellt. Das Endmaß wird auf einen Planglaskörper angesprengt. Eine Referenzebene wird entweder körperlich (Abb. 1) oder virtuell (Kösters-Interferometer, Abb. 2) erzeugt. Es treten dann Interferenzstreifen an den beiden Luftschichten auf, die einerseits von der Referenzebene und andererseits von der Ansprengfläche bzw. der oberen Endmaßoberfläche begrenzt werden. Die Differenz der Höhen h1 und h2 der beiden Luftschichten ergibt die gesuchte Länge d des Endmaßes. Für einen herausgegriffenen, auf der Kante des Endmaßes liegenden Punkt gilt h1=(m1+e1)λ/2 und h2=(m2+e2)λ/2, wobei λ die Wellenlänge des verwendeten Lichtes, m1, m2 den ganzzahligen Anteil und e1, e2 den Bruchteil der Interferenzordnung bezeichnen. Daraus folgt d=h2-h1=[(m2-m1)+(e2-e1)]λ/2. Die Werte von e1 und e2 lassen sich durch Interpolation direkt aus dem Interferenzmuster ermitteln. Die unbekannte ganze Zahl m2-m1 bestimmt man dadurch, daß man Messungen bei mehreren unterschiedlichen Wellenlängen ausführt. Da d ungefähr bekannt ist, reichen Messungen bei drei möglichst weit auseinanderliegenden Wellenlängen aus.

Für Längenvergleiche besonders geeignet ist das Dowell-Interferometer (Abb. 3). Es wird so eingestellt, daß in seinem Gesichtsfelde drei Streifensysteme auftreten, die durch Reflexionen an A1 und B1, A1 und B2 sowie A2 und B2 verursacht sind. Mittels Interferenzen im weißen Licht werden die Stellen im Gesichtsfeld markiert, für die der Gangunterschied Null ist. Der Längenunterschied d der beiden Maße kann unmittelbar anschließend im monochromatischen Licht in Einheiten der halben Wellenlänge vermessen werden. Es gilt dm·λ/2, wobei Δm die Verschiebung zwischen dem linken und dem mittleren Interferenzmuster in Abb. 3, ausgedrückt in Interferenzordnungen, bezeichnet. Die Messung großer Strecken, wie sie in der Geodäsie erforderlich ist, kann mit hoher Genauigkeit unter Verwendung des Interferometers nach Väisälä vorgenommen werden.



Interferenzkomperator 1: Fizeau-Interferometer zur Endmaßprüfung.
a) Anordnung,
b) Gesichtsfeld.
E Endmaß,
Q Lichtquelle,
B Ansprengplatte, T durchsichtige Platte mit ebener Unterseite,
R Referenzebene.



Interferenzkomperator 2: Kösters-Interferometer zur Endmaßprüfung. a) Anordnung, b) Gesichtsfeld. E Endmaß; M1, M2 Spiegel;
M'1 die M1 äquivalente virtuelle Fläche, die als Referenzebene dient; T Teilerspiegel;
L1, L2 Objektive, Q Lichtquelle.



Interferenzkomperator 3: Dowell-Endmaß-Interferometer. a) Anordnung, b) Gesichtsfeld.
E1, E2 Endmaße; A1, B1 und A2, B2 ihre Endflächen; A'1, B'1 und A'2, B'2 deren virtuelle Bilder; M1, M2 Spiegel; T Teilerplatte, Q Lichtquelle.

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