Direkt zum Inhalt

Lexikon der Optik: Phase-shifting-Interferometrie

Phase-shifting-Interferometrie (phase shifting, engl., "phasenschiebend"), ein interferometrisches Verfahren, bei dem durch schrittweise Verstellung der Referenzphase eine hinreichende Anzahl von Intensitätswerten zur Bestimmung der durch einen Prüfling verursachten Phasenverschiebung gewonnen wird. Die Intensitätsmessung erfolgt mit einer Detektormatrix oder einem digitalisierten Vidikon. Die gemessenen Photospannungen bei der jeweiligen Referenzphaseneinstellung werden mit einem Analog/digital-Konverter (ADC) gewandelt und einem Rechner zugeführt. Die Abb. zeigt eine Prinzipanordnung mit einem piezoelektrisch verstellbaren Referenzspiegel und einem sphärischen Prüfling in einem Twyman-Green-Interferometer. Die Phase Φ(x,y) der vom Prüfling reflektierten Welle hängt mit der Intensität I(x, y) in folgender Weise zusammen:

, wobei

die mittlere Intensität, V(x,y) die Sichtbarkeit des Interferenzbildes und ϕ eine willkürlich wählbare Referenzphase bedeuten. Φ(x,y) kann aus I(x,y) bestimmt werden, wenn mindestens drei verschiedene Referenzphaseneinstellungen ϕ im Bereiche 0≤ϕ≤2π vorgenommen werden. Besonders symmetrisch wird die Auswertung, wenn für ϕ die Werte 0, π/2, π, 3π/2 gewählt werden. Die Phase φ ist dann bis auf ganzzahlige Vielfache von 2π gegeben durch


.

Ändert sich Φ um mehr als 2π in der Interferometerpupille, kann die Kenntnis der Phase an benachbarten Stellen zur Beseitigung von Phasensprüngen genutzt werden, wenn überall wenigstens zwei Abtastpunkte auf eine Streifenperiode entfallen. Die so erhaltene kontinuierliche Phasenfläche Φ(x,y) enthält aber noch Wellenaberrationen, die von Dejustierungen herrühren. Je nach Prüflingstyp sind verschiedene Wellenaberrationen aus den Φ-Daten zu eliminieren. Dazu eignet sich die Methode der kleinsten Quadrate, d.h., an die φ-Daten werden Funktionale der Form f(x,y) = a+b x+c y für Planflächen und f(x,y) = a+b x+c y+d (x2+y2) für sphärische Flächen und optische Systeme angepaßt. Die relevanten Phasenwerte sind dann die Abweichungen

(x,y)=Φ(x,y)-f(x,y).

Im Falle der Prüfung optischer abbildender Systeme lassen sich aus der Pupillenfunktion exp {i

(x,y)} die Punktbildverwaschungsfunktion und die Kontrastübertragungsfunktion durch ein- bzw. zweimalige Fourier-Transformation berechnen.



Phase-shifting-Interferometrie: Schema eines für die Phase-shifting-Interferometrie ausgerüsteten Twyman-Green-Interferometers.

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