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Lexikon der Optik: lichtelektrische Antastung

lichtelektrische Antastung, die berührungslose Bestimmung der Lage einer Oberfläche mit optoelektrischen Mitteln. Eine beleuchtete Blende wird mit einem Kollimator nach ∞ abgebildet und hierauf mit einem Objektiv in die Nähe der anzutastenden Oberfläche fokussiert (Abb.). Zwischen Blende und Kollimator befindet sich eine Teilerfläche. Das von der Oberfläche reflektierte Licht wird über Objektiv, Kollimator und Teilerfläche zurück auf eine zweite, der ersten gleiche Blende abgebildet, hinter der sich ein Photoempfänger befindet, der den Lichtstrom durch die zweite Blende mißt. Befindet sich die anzutastende Oberfläche in der Brennebene des Objektivs, so zeigt der Lichtstrom am Photoempfänger ein Maximum.

Zur Verbesserung der Empfindlichkeit kann das Verfahren von einer Intensitätsmessung in eine Frequenzmessung übergeführt werden. Dazu wird das Objektiv oder der Kollimator in Schwingungen in Richtung der optischen Achse mit der Frequenz ν versetzt. Befindet sich nun die anzutastende Oberfläche in der Objektivbrennebene, so registriert der Empfänger eine Modulation des Lichtstroms mit der Frequenz 2ν. Liegt die Oberfläche aber etwas davor oder dahinter, ist der Lichtstrom am Empfänger zusätzlich mit der Frequenz ν moduliert. Aus dem Verhältnis der mit ν und 2ν modulierten Anteile des Photostroms kann man direkt auf die Lage der Oberfläche zur Brennebene des Objektivs schließen.

Bei einem anderen Aufbau wird der Strahlengang vor der zweiten Blende nochmals aufgespalten und auf zwei Blenden gerichtet, die sich in gleichen, kleinen Abständen jeweils vor und hinter der Brennebene des Kollimators befinden. Ausgewertet wird dann die Differenz der Lichtströme durch die beiden Blenden.



Lichtelektrische Antastung: Lichtelektrischer Feintaster. K Kollimator, O Objektiv, P Photoempfänger, T Teilerfläche.

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