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Internationaler Messvergleich zur hochgenauen ab initio Brechzahl-Messung begonnen

21.12.2011

Einleitung
Die Brechzahl optischer Gläser muss für viele hochtechnologische Anwendung sehr genau bekannt sein. Eine sehr genaue und oft verwendete Methode, um die Brechzahl zu bestimmen ist die Methode der minimalen Ablenkung [1]. Dabei wird ein Prisma aus dem zu messenden Material benötigt. Neben dem Prismenwinkel wird die Ablenkung des Lichtes in der Position der minimalen Ablenkung bestimmt. Um sehr genaue Messungen durchzuführen, müssen die Prismenflächen eine hinreichend gute Ebenheit aufweisen.



Prinzip der Brechzahlmessung


Die Herstellung und Bearbeitung des Prismas hat daher einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Messunsicherheit. Auch bei anderen Messverfahren wird die Prüflingsbearbeitung entsprechende Einflüsse haben. Dem neuen Messvergleich zur hochgenauen Brechzahl – Messung liegt der Gedanke zu Grunde, diese Bearbeitungseinflüsse in den Vergleich einzubeziehen.

Homogenität als Voraussetzung
Als eine wesentliche Voraussetzung, vergleichbare Brechzahlmessungen ausgehend von einem Glasblank zu machen, muss dieser eine hinreichende Homogenität aufweisen. Die Homogenitätsmessung an einem Glasblock kann in der PTB durch den Einsatz eines wellenlängenschiebenden Interferometers (Zygo VeriFire MST, Bild 2) realisiert werden. Anders als bei früheren Interferometern sind gleichzeitige Messungen an einem optischen System mit mehreren nahezu parallelen Flächen möglich. Dies gestattet eine Homogenitätsmessung, die auch den linearen Anteil erfassen kann.



Interferometrischer Aufbau zur Homogenitätsmessung

In der PTB werden die Ausgangsblöcke der verschiedenen Glasmaterialien mit diesem Verfahren untersucht.


Literatur:

[1]    F. Kohlrausch: Kohlrausch, Friedrich: Praktische Physik 2: Magnetismus, Optik, Radioaktivität, Strahlung, Struktur und Eigenschaften von Materie. Teubner, Stuttgart, 24. Auflage, 1996, Kapitel 6.1.2.5,
www.ptb.de/cms/fileadmin/internet/publikationen/buecher/Kohlrausch/Band_2/Optik/Kohlrausch_2_Optik_Geometrische_Optik.pdf