Direkt zum Inhalt

Lexikon der Optik: Interferometerjustierung

Interferometerjustierung. Eine Interferenzanordnung soll als justiert betrachtet werden, wenn der Gangunterschied im gesamten Interferometerraume einen konstanten Wert (z.B. Null) besitzt oder eine gewünschte möglichst einfache Ortsfunktion ist. In diesem Falle soll von der Grundjustierung gesprochen werden. Zur I. stehen sowohl geometrisch-optische als auch interferometrische Kriterien zur Verfügung. Der Schwierigkeitsgrad der I. wächst von der planparallelen Platte (Fabry-Perot-Interferometer) über den reellen bzw. virtuellen Keil (Fizeau-Interferometer und Michelson-Interferometer) zu dem Mach-Zehnder-Interferometer und noch allgemeineren Interferenzanordnungen, z.B. denen der Hologramminterferometrie. Die I. wird wesentlich erleichtert, wenn ein Laser, z.B. ein He-Ne-Laser, benutzt werden kann.

1) Fabry-Perot-Interferometer, Zweistrahlinterferometer im Auflicht. Hier besteht die Aufgabe darin, durch Justierung eine planparallele Platte herzustellen. Zu diesem Zwecke wird eine monochromatische ausgedehnte Lichtquelle über einen Kollimator ins Unendliche des Beobachtungsraumes abgebildet (Abbn. 1 und 2). Mit einer variablen Blende können zunächst bei punktförmiger Blendenöffnung die von den Fabry-Perot-Platten oder dem Auflicht-Zweistrahlinterferometer erzeugte Reflexkette beobachtet und die einzelnen Reflexe zur Deckung gebracht werden. Danach lassen sich bei geöffneter Blende im Lichtquellenbilde Interferenzen gleicher Neigung mit auf Unendlich akkomodiertem Auge beobachten. Wird das Auge über die Plattenkombination bewegt, so quellen oder schrumpfen die Ringe, wenn an der jeweiligen Stelle der Abstand der Platten zu- oder abnimmt. Am Orte der Platten lassen sich Keilinterferenzen wie beim Fizeau-Interferometer beobachten, wenn die Platten nicht genau parallel sind.

2) Michelson-Interferometer. Hier treten Keilinterferenzen am Orte des virtuellen Schnittes der beiden Endspiegel auf (Abb. 3). Wenn der Keilwinkel gleich Null ist, sind auch Haidingersche Ringe im Unendlichen bei von Null verschiedenem Gangunterschiede und ausgedehnter Lichtquelle zu beobachten. Interferenzkurven gleicher Dicke und gleicher Neigung können wechselweise zum Erreichen der Grundjustierung benutzt werden. Wird überdies noch gefordert, daß der Gangunterschied G auf Null abgeglichen werden soll, so kann dies durch Herabsetzung sowohl der zeitlichen als auch räumlichen Kohärenz des Lichtes erreicht werden. Für ein entsprechendes Kriterium lassen sich Haidingersche Ringe nutzen. Bei G=0 ist der Radius des ersten Ringes unendlich groß. In diesem Falle müssen auch Interferenzen im weißen Licht sichtbar werden. Da das Raumgebiet, in dem Weißlichtinterferenzen auftreten, eine sehr geringe Ausdehnung hat, ist es vorteilhaft, mit Filtern verschiedener Bandbreite zu arbeiten. Des weiteren können auch Müllersche Streifen beobachtet werden. Deren Abstand wird bei Annäherung an G=0 größer, was ein sehr einfaches und schnell konvergierendes Justierkriterium darstellt. Überdies geben sich mangelhaft abgeglichene Glaswege dadurch zu erkennen, daß gerade Streifen parallel zur Prismenkante nicht einstellbar sind.

3) Mach-Zehnder-Interferometer. Neben Kippungen kommen hier laterale Translationen und Schraubungen der interferierenden Bündel vor. Wird beispielsweise der Spiegel S2 verschoben (Abb. 4), so kommt es zu einer seitlichen Versetzung der Wellenfronten (lateraler Shear), was zum Auftreten von Streifen in der Ebene F2 führt. Das Interferometer ist justiert, wenn die Lichtquellenbilder in der Ebene F2 zusammenfallen und bei Vergrößerung der Lichtquelle (durch Öffnen der Blende) in diesem Bilde keine Streifen auftreten. Weiterhin lassen sich die gleichen Hilfsmittel wie beim Michelson-Interferometer auch hier sämtlich verwenden, d.h. sowohl geometrisch-optische als auch interferometrische. Interferometer, bei denen eines der Lichtquellenbilder gespiegelt, invertiert oder vergrößert bzw. verkleinert ist, zeigen im allgemeinen nur bei Beleuchtung mit einer TEM00-Mode eines Lasers Interferenzen. Die Einbeziehung von Hologrammen oder Gittern in ein Interferometer erfordert bei der Justierung auch noch Drehungen um die Gitter- bzw. Hologrammnormale.



Interferometerjustierung 1: Justierung eines Fabry-Perot-Interferometers durch Beobachten des Systems der Haidingerschen Ringe mit über die Plattenkombination bewegtem Auge.



Interferometerjustierung 2: Justierung von zwei Spiegeln S1, S2 auf Planparallelität im Auflicht durch Beobachtung von Haidingerschen Ringen.



Interferometerjustierung 3: Justierung eines Michelson-Interferometers durch Beobachtung von Haidingerschen Ringen und Fizeauschen Streifen sowie der Lage der beiden Lichtquellenbilder in der Brennebene der Linse L. S1, S2 Spiegel, S'1 virtuelles Bild des verkippten Spiegels S1, T Strahlenteiler.



Interferometerjustierung 4: Justierung eines Mach-Zehnder-Interferometers. T1, T2 Teilerspiegel; S1, S2 Umlenkspiegel; L Linse zur Abbildung der Ebene F1 in die Ebene F2.

Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
Roland Barth, Jena
Dr. Artur Bärwolff, Berlin
Dr. Lothar Bauch, Frankfurt / Oder
Hans G. Beck, Jena
Joachim Bergner, Jena
Dr. Andreas Berke, Köln
Dr. Hermann Besen, Jena
Prof. Dr. Jürgen Beuthan, Berlin
Dr. Andreas Bode, Planegg
Prof. Dr. Joachim Bohm, Berlin
Prof. Dr. Witlof Brunner, Zeuthen
Dr. Eberhard Dietzsch, Jena
Kurt Enz, Berlin
Prof. Joachim Epperlein, Wilkau-Haßlau
Prof. Dr. Heinz Falk, Kleve
Dr. Wieland Feist, Jena
Dr. Peter Fichtner, Jena
Dr. Ficker, Karlsfeld
Dr. Peter Glas, Berlin
Dr. Hartmut Gunkel, Berlin
Dr. Reiner Güther, Berlin
Dr. Volker Guyenot, Jena
Dr. Hacker, Jena
Dipl.-Phys. Jürgen Heise, Jena
Dr. Erwin Hoffmann, Berlin (Adlershof)
Dr. Kuno Hoffmann, Berlin
Prof. Dr. Christian Hofmann, Jena
Wolfgang Högner, Tautenburg
Dipl.-Ing. Richard Hummel, Radebeul
Dr. Hans-Jürgen Jüpner, Berlin
Prof. Dr. W. Karthe, Jena
Dr. Siegfried Kessler, Jena
Dr. Horst König, Berlin
Prof. Dr. Sigurd Kusch, Berlin
Dr. Heiner Lammert, Mahlau
Dr. Albrecht Lau, Berlin
Dr. Kurt Lenz, Berlin
Dr. Christoph Ludwig, Hermsdorf (Thüringen)
Rolf Märtin, Jena
Ulrich Maxam, Rostock
Olaf Minet, Berlin
Dr. Robert Müller, Berlin
Prof. Dr. Gerhard Müller, Berlin
Günter Osten, Jena
Prof. Dr. Harry Paul, Zeuthen
Prof. Dr. Wolfgang Radloff, Berlin
Prof Dr. Karl Regensburger, Dresden
Dr. Werner Reichel, Jena
Rolf Riekher, Berlin
Dr. Horst Riesenberg, Jena
Dr. Rolf Röseler, Berlin
Günther Schmuhl, Rathenow
Dr. Günter Schulz, Berlin
Prof. Dr. Johannes Schwider, Erlangen
Dr. Reiner Spolaczyk, Hamburg
Prof. Dr. Peter Süptitz, Berlin
Dr. Johannes Tilch, Berlin (Adlershof)
Dr. Joachim Tilgner, Berlin
Dr. Joachim Träger, Berlin (Waldesruh)
Dr. Bernd Weidner, Berlin
Ernst Werner, Jena
Prof. Dr. Ludwig Wieczorek, Berlin
Wolfgang Wilhelmi, Berlin
Olaf Ziemann, Berlin


Partnerinhalte