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Interferometrie und Radiusmessung an Sphärenabschnitten

Die Sphärizität von Kugelabschnitten wird in der Arbeitsgruppe mit einem Fizeau-Interferometer bestimmt.

Darüber hinaus ist für optische Elemente der Krümmungsradius eine fundamentale Größe. Er kann unter Verwendung eines flächenmessenden Interferometers mit fokussierender Optik ermittelt werden, wenn der zu kalibrierende Sphärenabschnitt entlang der optischen Achse verschoben wird (siehe Abbildung 1). Das Interferometer registriert an zwei Positionen ein nahezu streifenloses Bild. Die eine Position ist die, an der die Lichtstrahlen senkrecht auf den Prüfling fallen (confocal position). In der anderen Position (cat’s eye position) ist das Licht auf die Oberfläche fokussiert. Im Fokuspunkt wirkt die Prüflingsoberfläche wie ein nahezu ebener Spiegel und jeder einlaufende Strahl wird symmetrisch zurückgespiegelt. Der Krümmungsradius R ergibt sich aus dem Abstand der beiden Positionen.

Radiusmessung an Sphärenabschnitten
Prinzipskizze zur Radiusmessung
Abbildung 1: Foto und Prinzipskizze des Messplatzes zur Radiusmessung

Die beiden Positionen werden für hochgenaue Bestimmungen über Messreihen ermittelt, die die Wellenfronten auch in der Umgebung der optimalen Positionen analysieren.  Je nach Öffnungsverhältnis der Kombination aus dem Sphärenabschnitt  und dem verwendeten Objektiv können Unsicherheiten von weit unter einem Mikrometer erreicht werden.