DE10115911C2 - Michelson interferometer setup - Google Patents

Abstract

Ein Interferometer nach Michelson weist eine erste optische Einheit, deren Komponenten eine Ebene festlegen, sowie eine bezüglich der ersten optischen Einheit drehbar gelagerte, zweite optische Einheit auf, deren Drehachse annähernd parallel zur Ebene liegt und deren Komponente einen Punkt festlegt(en), welcher einen Abstand r > 0 von der Drehachse hat und in welchem die optische Wegdifferenz im Interferometer eine Funktion des Abstands des Punktes von der Ebene ist. Zum Messen eines Drehwinkels der zweiten optischen Einheit bezüglich der ersten optischen Einheit ist eine erste Meßeinrichtung vorgesehen. Die optische Wegdifferenz wird aus dem mittels der ersten Einrichtung gemessenen Drehwinkel über eine Gleichung (Gl.(4)) berechnet, welche auf der aus einem ersten physikalischen und geometrischen Modell eines realen Aufbaus resultierenden Abhängigkeit der Wegdifferenz von dem Drehwinkel basiert.A Michelson interferometer has a first optical unit, the components of which define a plane, and a second optical unit, which is rotatably mounted with respect to the first optical unit, the axis of rotation of which is approximately parallel to the plane, and the component of which defines a point (s) that define one Distance r> 0 from the axis of rotation and in which the optical path difference in the interferometer is a function of the distance of the point from the plane. A first measuring device is provided for measuring an angle of rotation of the second optical unit with respect to the first optical unit. The optical path difference is calculated from the angle of rotation measured by means of the first device using an equation (Eq. (4)) which is based on the dependence of the path difference on the angle of rotation resulting from a first physical and geometric model of a real construction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für ein Interferome­ ter nach Michelson.The invention relates to a device for an interferome ter after Michelson.

Solche Interferometer werden in vielen verschiedenen Ausfüh­ rungsformen und in breiten Anwendungsfeldern zur optischen Spektroskopie (ultraviolette, sichtbare, infrarote, ferne infrarote Strahlung) und Spektrometrie im Labor und zunehmend auch im Feld, wie in der Prozeßtechnik und der Fernerkundung aus der Luft und dem Weltraum verwendet.Such interferometers come in many different designs forms and in broad fields of application for optical Spectroscopy (ultraviolet, visible, infrared, far infrared radiation) and spectrometry in the laboratory and increasingly also in the field, such as in process technology and remote sensing used from the air and space.

Es sind Michelson-Interferometer bekannt, welche nur zwei Planspiegel und einen Strahlteiler in Form eines halbdurch­ lässigen Spiegels aufweisen. Nachteilig bei diesem Aufbau ist, daß
Michelson interferometers are known which have only two plane mirrors and a beam splitter in the form of a semi-transparent mirror. A disadvantage of this structure is that

• a) die vorgegebene Ausrichtung des bewegten Planspiegels re­ lativ zur Ausrichtung des Strahlenbündels bei der Bewegung des Spiegels exakt eingehalten und deshalb die Lagerung des Spiegels sehr aufwendig ausgeführt werden muß,a) the predetermined orientation of the moving plane mirror right relative to the alignment of the beam during movement of the mirror exactly adhered to and therefore the storage of the Mirror must be carried out very complex
• b) aus der für fortlaufende Messungen notwendigen repetieren­ den Linearbewegung des Spiegels ein relativ hoher Aufwand für den Antrieb des Spiegels und dessen Regelung resultiert, undb) Repeat from the one necessary for continuous measurements the linear movement of the mirror a relatively high effort for the drive of the mirror and its control results, and
• c) dieser Aufbau empfindlich gegenüber mechanischen Störungen (Kräften) von außen ist.c) this structure is sensitive to mechanical interference (Forces) from outside.

Aus US 5,341,207 ist ein Interferometer nach Michelson be­ kannt, welcher zwei Planspiegel, eine rotierenden Retro­ reflektor, dessen Drehachse gegenüber dem Tripelpunkt des Retroreflektors seitlich versetzt ist, einen dem Retroreflek­ tor zugeordneten Antriebsmotor, zwei Umlenkspiegel sowie ei­ nen Strahlteiler, eine Sammellinse, einen Detektor und eine Laserreferenz-Einheit mit Laser und Laserdetektor aufweist. Bei diesem bekannten Interferometer ist der rotierende Retro­ reflektor als einziger Retroreflektor für beide Interferome­ ter Zweige in der Weise angeordnet, dass beide durch den Strahlteiler geteilten und auf je eine Umlenkspiegel auftref­ fenden Strahlenhälften in Appertur-Teilbereiche des einzigen Retroreflektors gelenkt werden, welche bezogen auf die Retro­ reflektor-Drehachse einander gegenüber liegen. Hierbei sind die optischen Achsen der beiden Strahlenhälften gegeneinander um eine Winkel 2α und gegenüber der Retroreflektor-Drehachse jeweils um einen Neigungswinkel α geneigt.From US 5,341,207 a Michelson interferometer is known, which has two plane mirrors, a rotating retro reflector, the axis of rotation of which is laterally offset relative to the triple point of the retroreflector, a drive motor assigned to the retroreflector, two deflecting mirrors and a beam splitter, a converging lens, and a detector and has a laser reference unit with a laser and a laser detector. In this known interferometer, the rotating retro reflector is arranged as the only retroreflector for both interferome ter branches in such a way that both halves of the beam divided by the beam splitter and each striking a deflecting mirror are directed into areas of the aperture of the single retroreflector which are related to the Retro reflector axis of rotation lie opposite each other. Here, the optical axes of the two halves of the beam are inclined relative to each other by an angle 2 α and relative to the retroreflector axis of rotation by an inclination angle α.

Zur Bestimmung des Spektrums elektromagnetischer Strahlung mit Hilfe eines Interferometers nach Michelson wird diese durch das Interferometer geleitet und die optische Wegdiffe­ renz s zwischen den Strahlungsbündeln in den Teilarmen des Interferometers über einen vorgegebenen Bereich durchge­ stimmt. Der dabei durch die Überlagerung der Strahlungsbündel der beiden Teilarme entstehende Verlauf des Interferogramms wird mit Hilfe eines Strahlungsdetektors gemessen, elektro­ nisch verstärkt, mit Hilfe eines Analog-Digital-Umsetzers di­ gitalisiert und mittels eines digitalen Rechners aufgezeich­ net. Für die Berechnung des Spektrums aus dem Interferogramm werden Interferogrammpunkte mit bezüglich der optischen Weg­ differenz bekanntem, äquidistantem Abstand benötigt. Hierfür muß die optische Wegdifferenz im Interferometer gemessen wer­ den.To determine the spectrum of electromagnetic radiation with the help of a Michelson interferometer, this is passed through the interferometer and the optical path differences limit s between the radiation beams in the arms of the Interferometer over a predetermined range Right. This is due to the superposition of the radiation beams the course of the interferogram of the two arms is measured with the help of a radiation detector, electro nisch amplified, with the help of an analog-digital converter di capitalized and recorded using a digital computer net. For the calculation of the spectrum from the interferogram  become interferogram points with respect to the optical path difference known, equidistant distance required. Therefor the optical path difference must be measured in the interferometer the.

Bei nahezu allen am Markt befindlichen Spektrometern auf der Basis von Michelson-Interferometern wird die optische Wegdif­ ferenz mit Hilfe einer Laserreferenz gemessen. Hierfür wird über einen Einkoppelspiegel ein Laserstrahl parallel zur Nutzstrahlung in das Interferometer eingekoppelt; dieser durchläuft das Interferometer in gleicher Weise wie die Nutz­ strahlung und wird am Ausgang des Interferometers über einen Auskoppelspiegel auf einen separaten Strahlungsdetektor ge­ leitet. Das von diesem Detektor gemessene Interferogramm wird zur Bestimmung der optischen Wegdifferenz im Interferometer verwendet.With almost all spectrometers on the market on the Michelson interferometers are based on the optical path dif reference measured using a laser reference. For this will a laser beam parallel to a coupling mirror Useful radiation coupled into the interferometer; this passes through the interferometer in the same way as the Nutz radiation and is at the output of the interferometer via a Auskoppelspiegel ge on a separate radiation detector passes. The interferogram measured by this detector is to determine the optical path difference in the interferometer used.

Bei Verwenden der Laserreferenz ist folgendes nachteilig. Ein Teil des optischen Querschnitts des Spektrometers wird von den Ein- und Auskoppelspiegeln abgeschattet, wodurch die er­ reichbare Signalstärke des Nutzinterferogramms reduziert wird. Die Wellenlänge der Laserreferenz liegt meist außerhalb des Bereichs der Wellenlängen der Nutzstrahlung und deshalb müssen die optischen Komponenten des Interferometers häufig mit speziellen Fenstern und Beschichtungen ausgeführt werden, was zu erhöhten Kosten und auch zur Reduktion der Signalstär­ ke des Nutzinterferogramms führt.The following is disadvantageous when using the laser reference. On Part of the optical cross section of the spectrometer is from the coupling and decoupling mirrors shadowed, which he achievable signal strength of the useful interferogram reduced becomes. The wavelength of the laser reference is usually outside the range of the wavelengths of the useful radiation and therefore the optical components of the interferometer must be used frequently with special windows and coatings, which at an increased cost and also to reduce the signal strength ke of the useful interferogram.

Ferner gelangt häufig ein Teil der Laserstrahlung auch auf den Detektor des Nutzinterferogramms, was zu Störungen im ge­ messenen Spektrum führen kann. Die meist verwendeten Gaslaser sind empfindlich und ausfall-anfällig. Der daraus resultie­ rende Mangel an Zuverlässigkeit hat einen breiten Einsatz dieser Spektrometer in der Prozeßtechnik bisher verhindert. Bei der heute üblichen Auswertung des Laserinterferogramms ist der Abstand der Abtastpunkte bestenfalls auf ein ganzzah­ liges Vielfaches der halben Laserwellenlänge festgelegt, wor­ aus Einschränkungen bei der Messung des Spektrums resultie­ ren.Furthermore, part of the laser radiation often also occurs the detector of the useful interferogram, which leads to interference in ge measured spectrum. The most used gas lasers are sensitive and prone to failure. The result lack of reliability has a wide range of uses this spectrometer has so far been prevented in process engineering. In today's usual evaluation of the laser interferogram  is the distance between the sampling points at best to an integer liges multiple of half the laser wavelength, what result from restrictions in the measurement of the spectrum ren.

Aufgabe der Erfindung ist es, die optische Wegdifferenz in einem Interferometer nach Michelson basierend auf einem In­ terferometerkonzept ohne den Einsatz einer Laserreferenz zu messen, und zudem die Nachteile von Michelson-Interferometer mit linear bewegten Planspiegeln zu vermeiden.The object of the invention is the optical path difference in a Michelson interferometer based on an In terferometer concept without the use of a laser reference measure, and also the disadvantages of Michelson interferometer to be avoided with linearly moving plane mirrors.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei einer Einrichtung für ein Interferometer nach Michelson durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.According to the invention, this object is in a device for an interferometer according to Michelson by the features in characterizing part of claim 1 solved. advantageous Developments of the invention are the subject of Unteran claims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh­ rungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is based on preferred embodiments tion forms with reference to the accompanying drawings explained in detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines gemäß der Erfin­ dung ausgelegten Interferometers; Figure 1 is a schematic representation of an interferometer designed according to the inven tion.

Fig. 2 schematisch den Aufbau einer ersten Ausführungsform zum Bestimmen der optischen Wegdifferenz in dem In­ terferometer nach Fig. 1; Fig. 2 shows schematically the structure of a first embodiment for determining the optical path difference in the interferometer according to Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Definition einer Abweichung dd; Fig. 3 is a schematic representation dd for defining a deviation;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer entsprechenden Interferometeranordnung; Fig. 4 is a schematic representation of a corresponding interferometer;

Fig. 5a bis 5e schematisch Anordnung und Verbindung der opti­ schen Komponenten einer ersten optischen Einheit, wo­ bei Fig. 5a eine Vorderansicht, Fig. 5b eine Seitenan­ sicht, Fig. 5c eine schematische Draufsicht, Fig. 5d eine weitere Seitenansicht und Fig. 5e eine stark ver­ größerte durch einen dicken Strich hervorgehobene Klebestelle wiedergeben; FIGS. 5a to 5e schematically assembly and connection of the optical rule components of a first optical unit, where in Fig. 5a is a front view, Fig. 5b view a Seitenan, Fig. 5c is a schematic plan view, FIG. 5d shows a further side view and FIG. 5e reproduce a greatly enlarged glue line highlighted by a thick line;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Anbringung einer zweiten optischen Einheit an der Welle einer Inter­ ferometeranordnung; Fig. 6 is a schematic representation of an attachment of a second optical unit to the shaft of an inter ferometer arrangement;

Fig. 7 eine Ausführungsform von Lagerung und Antrieb der Welle der Interferometeranordnung; Fig. 7 shows an embodiment of storage and drive the shaft of the interferometer;

Fig. 8a und 8b schematisch eine Anordnung von Komponenten ei­ ner Meßeinrichtung zum kombinierten Messen von Dreh­ winkel w und Abweichung dd, und zwar in Fig. 8a eine Seitenansicht und in Fig. 8b eine Vorderansicht; Fig. 8a and 8b schematically an arrangement of components ei ner combined measuring device for measuring rotational angle, and w dd deviation, in Figure 8a is a side view and Figure 8b is a front view..;

Fig. 9a und 9b schematisch die Anordnung von Komponenten ei­ ner Meßeinrichtung zum gesonderten Messen der Abwei­ chung dd, und zwar in Fig. 9a eine Seitenansicht und in Fig. 9b eine Vorderansicht; Fig. 9a and 9b schematically the arrangement of components ei ner measuring means for separately measuring of the deviation monitoring a front view dd, in Figure 9a a side view and in Figure 9b..;

Fig. 10 schematisch eine Ausführungsform einer Einzelmeßein­ richtung; Fig. 10 shows schematically an embodiment of a single measuring device;

Fig. 11a und 11b schematisch eine weitere Ausführungsform ei­ ner Einzelmeßeinrichtung, und zwar in Fig. 11a eine Seitenansicht und in Fig. 11b eine Schnittansicht, und Fig. 11a and 11b schematically illustrates a further embodiment ei ner Einzelmeßeinrichtung, in Fig. 11a is a side view and in Fig. 11b is a sectional view, and

Fig. 12a und 12b schematisch noch eine Ausführungsform einer Einzelmeßeinrichtung, und zwar in Fig. 12a eine Sei­ tenansicht und Fig. 12b eine Schnittansicht. Fig. 12a and 12b schematically another embodiment of an individual measuring device, namely in Fig. 12a Be a view and Fig. 12b is a sectional view.

In Fig. 1 sind die Grundlagen des gemäß der Erfindung ausge­ legten Konzepts eines Interferometers nach Michelson schema­ tisch dargestellt. Das Interferometer besteht dabei aus zwei optischen Einheiten, nämlich einer ersten optischen Einheit 1 und einer zweiten optischen Einheit 2.In Fig. 1, the basics of the concept laid out according to the invention of an interferometer according to Michelson are shown schematically. The interferometer consists of two optical units, namely a first optical unit 1 and a second optical unit 2 .

Optische Strahlung wird am Strahleintritt 6 in die erste op­ tische Einheit 1 geleitet, in welcher das Strahlenbündel in zwei Teilstrahlenbündel aufgeteilt wird, welche ein oder mehrmals in die zweite optische Einheit 2 und wieder zurück zur ersten optischen Einheit 1 geleitet werden. Die beiden Teilstrahlenbündel werden anschließend in der optischen Ein­ heit 1 wieder vereint und verlassen diese am Strahlaustritt 7.Optical radiation is guided at the beam inlet 6 into the first optical unit 1 , in which the beam is divided into two partial beams, which are guided one or more times into the second optical unit 2 and back to the first optical unit 1 . The two partial beams are then reunited in the optical unit 1 and leave them at the beam exit 7 .

Die erste optische Einheit 1 ist so aufgebaut, daß ihre Kom­ ponenten eine Ebene E festlegen, während die Komponente(n) der zweiten optischen Einheit 2 einen Punkt P festlegt (fest­ legen). Die beiden optischen Einheiten 1 und 2 sind so auf­ gebaut, daß die optische Wegdifferenz s im Interferometer in einem festen funktionalen Zusammenhang bezüglich des Abstan­ des d eines Punktes P von der Ebene E steht und im Idealfall von keinen weiteren während der Messung veränderlichen Größen des Aufbaus beeinflußt wird; daher gilt gemäß Gl. (1)
The first optical unit 1 is constructed in such a way that its components define a plane E, while the component (s) of the second optical unit 2 define a point P. The two optical units 1 and 2 are constructed in such a way that the optical path difference s in the interferometer has a fixed functional relationship with respect to the distance d of a point P from the plane E and ideally no further variable sizes of the structure during the measurement being affected; therefore according to Eq. ( 1 )

s = f(d) (1)s = f (d) (1)

Dem funktionalen Zusammenhang nach Gl. (1) liegt das aus den geometrischen und physikalischen Gegebenheiten des prinzipi­ ellen Aufbaus der beiden optischen Einheiten 1 und 2 abgelei­ tete Modell zugrunde.The functional relationship according to Eq. ( 1 ) is based on the model derived from the geometric and physical conditions of the basic structure of the two optical units 1 and 2 .

Die zweite optische Einheit 2 ist auf einer Welle 8 mit einer Drehachse D montiert, wobei die Drehachse D parallel zur Ebe­ ne E verläuft und so orientiert ist, daß sie bei Drehen der optischen Einheit 2 einen ungestörten Strahlungsfluß zwischen den beiden optischen Einheiten 1 und 2 ermöglicht. Der Punkt P hat einen Abstand r von der Drehachse D. Bei einer Drehbe­ wegung der Welle 8 beschreibt der Punkt P somit eine(n) Kreis(bahn) K mit einem dem Abstand r entsprechenden Radius r; der Mittelpunkt M der Kreisbahn K hat einen Abstand a von der Ebene E. Verläuft die Drehachse D parallel zur Ebene E, so gilt für einen Abstand d bei einem Drehwinkel w der Wel­ le 8 um die Drehachse D nach Fig. 1 gemäß Gl. (2):
The second optical unit 2 is mounted on a shaft 8 with an axis of rotation D, wherein the axis of rotation D runs parallel to the plane E E and is oriented such that when the optical unit 2 is rotated it has an undisturbed radiation flow between the two optical units 1 and 2 allows. The point P is at a distance r from the axis of rotation D. When the shaft 8 is rotated, the point P thus describes a circle (orbit) K with a radius r corresponding to the distance r; the center M of the circular path K is at a distance a from the plane E. If the axis of rotation D runs parallel to the plane E, then for a distance d at an angle of rotation w of the shaft 8 about the axis of rotation D according to FIG. 1 according to Eq. ( 2 ):

d = a + r.cos(w) (2)d = a + r.cos (w) (2)

Ist die Drehachse D zur Ebene E um einen Winkel w1 geneigt, so ergibt sich der Abstand d gemäß Gl. (3) zu:
If the axis of rotation D is inclined to the plane E by an angle w1, then the distance d results according to Eq. ( 3 ) to:

d = a + r.cos(w1).cos(w) (3)d = a + r.cos (w1) .cos (w) (3)

Wird vom idealisierten Fall einer ortsfesten, ideal rund lau­ fenden Welle 8 ausgegangen, so kann bei bekannten Parametern a, r, w1 und bei bekanntem funktionalem Zusammenhang f(d) die optische Wegdifferenz s im Interferometer aus dem Drehwinkel w der Welle 8 um die Drehachse D gemäß Gl. (4) berechnet wer­ den zu:
If the idealized case of a stationary, ideally round shaft 8 is assumed, then with known parameters a, r, w1 and with known functional relationship f (d) the optical path difference s in the interferometer from the angle of rotation w of the shaft 8 about the axis of rotation D according to Eq. ( 4 ) are calculated for:

s(w) = f(a + r.cos(w1).cos(w)) (4)s (w) = f (a + r.cos (w1) .cos (w)) (4)

Nach dem Stand der Technik wird die optische Wegdifferenz mit Hilfe einer Laserreferenz gemessen. Im Unterschied hierzu wird gemäß der Erfindung in vereinfachter Betrachtungsweise die optische Wegdifferenz s aus dem Drehwinkel w anhand von Gl. (4) berechnet, so daß die eingangs angeführten Nachteile aufgrund der Verwendung einer Laserreferenz entfallen.According to the prior art, the optical path difference is measured using a laser reference. In contrast to this, according to the invention, the optical path difference s from the angle of rotation w is simplified based on Eq. ( 4 ) calculated so that the disadvantages mentioned at the outset due to the use of a laser reference are eliminated.

Bei dem vorstehend dargelegten Interferometerkonzept wird auf preiswerte Weise eine höhere Genauigkeit der Meßeinrichtung für das Messen des Drehwinkels als mit einer Meßeinrichtung erreicht, bei welcher der lineare Spiegelweg gemessen wird.In the interferometer concept outlined above, inexpensive way a higher accuracy of the measuring device  for measuring the angle of rotation than with a measuring device reached at which the linear mirror path is measured.

Fig. 2 zeigt schematisiert einen Überblick über den erfin­ dungsgemäßen Aufbau des Interferometers mit Einrichtungen zum Bestimmen der optischen Wegdifferenz s. Fig. 2 shows a schematic overview of the inventive construction of the interferometer with devices for determining the optical path difference s.

Zum Messen des Drehwinkels w ist das Interferometer um eine erste Meßeinrichtung 14 erweitert. Die erste Meßeinrichtung 14 ist so gestaltet und in den Aufbau integriert, daß sie den Drehwinkel w der Welle 8 um die Drehachse D mißt. Eine ruhen­ de Einheit 14-1 der Einrichtung 14 ist drehsteif bezüglich der von der ersten optischen Einheit 1 festgelegten Ebene E mit der optischen Einheit 1 oder deren Komponenten verbunden, während eine bewegte Einheit 14-2 der Einrichtung 14 dreh­ steif bezüglich des Lots zur Drehachse D durch den Punkt P mit der zweiten optischen Einheit 2 oder deren Komponenten verbunden ist.To measure the angle of rotation w, the interferometer is expanded by a first measuring device 14 . The first measuring device 14 is designed and integrated into the structure so that it measures the angle of rotation w of the shaft 8 about the axis of rotation D. A resting de unit 14-1 of device 14 is set by the first optical unit 1 Level E connected to the optical unit 1 or their components torsionally stiff with respect to, while a moving unit 14-2 of device 14 rotationally rigid with respect to the rotational axis of the solder D is connected by the point P to the second optical unit 2 or its components.

Die erste Meßeinrichtung 14 zum Messen des Drehwinkels w ist bei Verwenden des Interferometers in einem Spektrometer so ausgelegt, daß die zu erwartende Abweichung der berechneten optischen Wegdifferenz s infolge von zufälligen, nicht repro­ duzierbaren Fehlern des gemessenen Drehwinkels sowie von zu­ fälligen, nicht reproduzierbaren Fehlern des angenommenen Meßzeitpunktes bei gegebenem Verlauf der Drehgeschwindigkeit in etwa im Bereich von 1/20 bis 1/10000 der kürzesten mit dem Spektrometer gemessenen Wellenlänge liegt.The first measuring device 14 for measuring the angle of rotation w is designed when using the interferometer in a spectrometer so that the expected deviation of the calculated optical path difference s as a result of random, non-reproducible errors in the measured angle of rotation and overdue, non-reproducible errors of the assumed measurement time for a given course of the rotational speed is approximately in the range from 1/20 to 1/10000 of the shortest wavelength measured with the spectrometer.

Bei einer zweiten Ausführungsform wird zum Verbessern der Ge­ nauigkeit der berechneten optischen Wegdifferenz s die vom Meßzeitpunkt abhängige Abweichung dd des Punktes P von der angenommenen Kreisbahn K in Richtung des Lotes zur Ebene E von einer zusätzlich an das Interferometer angebrachten oder integrierten Meßeinrichtung 15 gemessen; bei der Berechnung der optischen Wegdifferenz s wird die idealisierte Gl. (5) verwendet:
In a second embodiment, to improve the accuracy of the calculated optical path difference s, the deviation dd of the point P, which is dependent on the measurement time, from the assumed circular path K in the direction of the solder to the plane E is measured by an additional measuring device 15 attached or integrated to the interferometer; when calculating the optical path difference s, the idealized Eq. ( 5 ) uses:

s(w) = f(a + r.cos(w1).cos(w) - dd(w)) (5)s (w) = f (a + r.cos (w1) .cos (w) - dd (w)) (5)

In Fig. 3 ist schematisch die Definition der Abweichung dd veranschaulicht.The definition of the deviation dd is illustrated schematically in FIG. 3.

Für das Messen der Abweichung dd wird eine erste Einheit 15-1 einer zweiten Meßeinrichtung 15 steif in bezug auf die von der ersten optischen Einheit 1 festgelegten Ebene E mit der optischen Einheit 1 oder deren Komponenten verbunden und eine zweite Einheit 15-2 der Meßeinrichtung 15 ist steif in bezug auf den Punkt P mit der zweiten optischen Einheit 2 oder de­ ren Komponenten verbunden. In der zweiten Meßeinrichtung 15 wird die Abweichung dd durch Messen eines an die zweite opti­ sche Einheit 2 oder der Welle 8 angebrachten runden Referenz­ körpers mit mindestens einer kreisförmigen Kante oder einem kreisförmigen Ring durchgeführt, dessen Mittelpunkt sich auf der Drehachse D der Welle 8 befindet. Der Referenzkörper wird an einer Stelle gemessen, welche sich (zumindest annähernd) in der Ebene der Kreisbahn K des Punktes P befindet.For measuring the deviation dd, a first unit 15-1 of a second measuring device 15 is connected rigidly with respect to the plane E defined by the first optical unit 1 to the optical unit 1 or its components, and a second unit 15-2 of the measuring device 15 is rigidly connected to the second optical unit 2 or its components with respect to the point P. In the second measuring device 15 , the deviation dd is carried out by measuring a round reference body attached to the second optical unit 2 or the shaft 8 with at least one circular edge or a circular ring, the center of which is located on the axis of rotation D of the shaft 8 . The reference body is measured at a point which is (at least approximately) in the plane of the circular path K of the point P.

Die zweite Meßeinrichtung 15 für die Abweichung dd ist bei Verwenden des Interferometers in einem Spektrometer so ausge­ legt, daß die zu erwartende Abweichung der berechneten opti­ schen Wegdifferenz s infolge von zufälligen, nicht reprodu­ zierbaren Fehlern der gemessenen Abweichung dd sowie von zu­ fälligen, nicht reproduzierbaren Fehlern des angenommenen Meßzeitpunktes bei gegebenen Verlauf der Drehgeschwindigkeit in etwa im Bereich von 1/20 bis 1/10000 der kürzesten mit dem Spektrometer gemessenen Wellenlänge liegt.The second measuring device 15 for the deviation dd is so designed when using the interferometer in a spectrometer that the expected deviation of the calculated optical path difference s due to accidental, non-reproducible errors of the measured deviation dd as well as due, not reproducible Errors of the assumed measurement time for a given course of the rotational speed is approximately in the range from 1/20 to 1/10000 of the shortest wavelength measured with the spectrometer.

In einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung sind die beiden Meßeinrichtungen 14 und 15 durch eine dritte Meßeinrichtung 16 (siehe Fig. 8a und 8b) ersetzt, welche sowohl den Drehwinkel w als auch die Abweichung dd mißt. Beim Berechnen der optischen Wegdifferenz s wird genauso vorgegangen wie bei der zweiten Ausführungsform.In a third embodiment according to the invention, the two measuring devices 14 and 15 are replaced by a third measuring device 16 (see FIGS . 8a and 8b), which measures both the angle of rotation w and the deviation dd. The calculation of the optical path difference s is carried out in exactly the same way as in the second embodiment.

Nicht systematische Abweichungen der Lage der Drehachse D können bei der ersten Ausführungsform direkt und bei den zweiten und dritten Ausführungsformen indirekt über Meßfehler der Abweichung dd zu Fehlern bei der Bestimmung der optischen Wegdifferenz s führen.Non-systematic deviations in the position of the axis of rotation D can directly in the first embodiment and in the second and third embodiments indirectly via measurement errors the deviation dd to errors in the determination of the optical Path difference s lead.

Gemäß der Erfindung ist deshalb die Lagerung der Welle 8 so ausgeführt, daß sie steif gegenüber äußeren Kräften und Mo­ menten ist, welche Verschiebungen oder Verkippungen der Welle 8 und damit deren Drehachse D bewirken würden und die Welle 8 bei der Drehung ohne den Einfluß äußerer Kräfte oder Momente möglichst rund läuft, sich also ohne Verkippungen oder Ver­ schiebungen dreht; hierzu ist ein Antrieb 20 so ausgeführt, daß außer dem Antriebsmoment möglichst keine, insbesondere keine zeitlich veränderlichen Kräfte oder Momente auf die Welle 8 und damit deren Drehachse D ausgeübt werden.According to the invention, the bearing of the shaft 8 is therefore designed so that it is stiff against external forces and moments, which would cause displacements or tilting of the shaft 8 and thus its axis of rotation D and the shaft 8 during rotation without the influence of external forces or moments that run as smoothly as possible, i.e. rotate without tilting or shifting; For this purpose, a drive 20 is designed such that, apart from the drive torque, no, in particular no, time-variable forces or moments are exerted on the shaft 8 and thus its axis of rotation D.

In Drehrichtung aufgebrachte veränderliche Momente können zu elastischen Lageveränderungen der Punktes P relativ zur Dreh­ achse D und somit zu Fehlern bei der Bestimmung der optischen Wegdifferenz s führen. Gemäß der Erfindung ist deshalb die zweite optische Einheit 2 so aufgebaut und mit der Welle 8 verbunden, daß sich eine möglichst steife Verbindung des Punktes P bezüglich der Drehachse D der Welle 8 ergibt. Hier­ zu ist der Antrieb so ausgeführt, daß er eine Drehung der Welle 8 um deren Drehachse D mit konstanter Drehgeschwindig­ keit oder einen zeitlichen Verlauf der Drehgeschwindigkeit bewirkt, welcher für zumindest einen Teil des Drehwinkelbe­ reichs einer Umdrehung einen zumindest annähernd zeitlinearen Verlauf der optischen Wegdifferenz s zur Folge hat, und daß er im Hinblick auf die Übertragung des Drehmoments auch zur Vermeidung von Drehschwingungen möglichst steif mit der Welle 8 verbunden ist.Variable moments applied in the direction of rotation can lead to elastic changes in position of the point P relative to the axis of rotation D and thus to errors in the determination of the optical path difference s. According to the invention, the second optical unit 2 is therefore constructed and connected to the shaft 8 in such a way that the point P is connected as stiffly as possible with respect to the axis of rotation D of the shaft 8 . Here too the drive is designed so that it causes a rotation of the shaft 8 about its axis of rotation D with constant rotational speed or a temporal course of the rotational speed, which for at least part of the Drehwinkelbe range of a revolution an at least approximately linear course of the optical path difference s has the consequence, and that it is connected as rigidly as possible to the shaft 8 with a view to the transmission of the torque to avoid torsional vibrations.

Gemäß der Erfindung werden Abweichungen der optischen Wegdif­ ferenz, welche aus Lageänderungen einzelner Komponenten der beiden optischen Einheiten 1 und 2 resultieren, vom Meßsystem für die optische Wegdifferenz nicht erfaßt. Gemäß der Erfin­ dung sind die Komponenten der beiden optischen Einheiten 1 und 2 deshalb so zusammengefügt, daß die infolge von Mate­ rialalterung, thermischen Einflüssen oder äußeren (Beschleu­ nigungs-)Kräften resultierenden Lageänderungen auf ein mög­ lichst geringes Maß reduziert sind.According to the invention, deviations in the optical path difference, which result from changes in position of individual components of the two optical units 1 and 2 , are not detected by the measuring system for the optical path difference. According to the inven tion, the components of the two optical units 1 and 2 are therefore assembled so that the resulting due to Mate rialaging, thermal influences or external (acceleration) forces changes in position are reduced to the smallest possible extent.

In Fig. 4 ist schematisch eine Interferometeranordnung darge­ stellt, welche einen Strahlteiler 35, zwei Umlenkspiegel 36, 37, zwei Lochspiegel 38, 39, welche die erste optische Ein­ heit 1 bilden, und einen Tripelspiegel (Retroreflektor) 3 aufweist, welcher die zweite optische Einheit 2 darstellt, wobei der Punkt P im Tripelpunkt des Tripelspiegels 3 liegt. Die erste optische Einheit 1 legt die Ebene E fest, welche bei symmetrischem Aufbau einer durch die Strahlteilerschicht festgelegten Ebene entspricht.In Fig. 4 is an interferometer arrangement is schematically Darge, which has a beam splitter 35 , two deflecting mirrors 36 , 37 , two perforated mirrors 38 , 39 , which form the first optical unit 1 , and a triple mirror (retroreflector) 3 , which has the second optical Unit 2 represents, wherein the point P lies in the triple point of the triple mirror 3 . The first optical unit 1 defines the plane E, which corresponds to a plane defined by the beam splitter layer when the structure is symmetrical.

Die zu untersuchende Strahlung wird am Strahleintritt 6 kol­ limiert in das Interferometer geleitet. Alternativ hierzu kann divergente Strahlung auch durch eine vorgeschaltete ab­ bildende Optik in der ersten optischen Einheit 1 kollimiert werden. Die kollimierte Strahlung wird am Strahlteiler 35 in zwei Teilstrahlen 44 und 47 aufgeteilt. Der Teilstrahl 44 läuft über den Spiegel 36 durch das Loch des Lochspiegels 38 auf den Tripelspiegel 3, welcher die Strahlung auf den Loch­ spiegel 38 leitet. Der Lochspiegel 38 ist so justiert, daß die Strahlung senkrecht auf ihn auftrifft. Der Teilstrahl 49 wird in sich reflektiert und läuft über den Tripelspiegel 3 und den Spiegel 36 zurück zum Strahlteiler 35. Der vom Strahlteiler 35 transmittierte Anteil der Strahlung verläßt das Interferometer am Strahlaustritt 7.The radiation to be examined is limited to the beam inlet 6 and passed into the interferometer. Alternatively, divergent radiation can also be collimated by an upstream imaging optics in the first optical unit 1 . The collimated radiation is split at the beam splitter 35 into two partial beams 44 and 47 . The partial beam 44 runs over the mirror 36 through the hole of the hole mirror 38 on the triple mirror 3 , which guides the radiation to the hole mirror 38 . The perforated mirror 38 is adjusted so that the radiation strikes it perpendicularly. The partial beam 49 is reflected in itself and runs back to the beam splitter 35 via the triple mirror 3 and the mirror 36 . The portion of the radiation transmitted by the beam splitter 35 leaves the interferometer at the beam exit 7 .

Der Teilstrahl 47 läuft über den Spiegel 37 durch das Loch des Lochspiegels 39 auf den Tripelspiegel 3, der die Strah­ lung 48 auf den Lochspiegel 39 leitet. Der Lochspiegel 39 ist ebenfalls so justiert, daß die Strahlung senkrecht auf ihn auftrifft. Der Teilstrahl 50 wird in sich reflektiert und läuft über den Tripelspiegel 3 und den Spiegel 37 zurück zum Strahlteiler 35. Der vom Strahlteiler 35 reflektierte Anteil der Strahlung verläßt das Interferometer am Strahlaustritt 7.The partial beam 47 runs over the mirror 37 through the hole in the perforated mirror 39 on the triple mirror 3 , which directs the radiation 48 to the perforated mirror 39 . The perforated mirror 39 is also adjusted so that the radiation strikes it perpendicularly. The partial beam 50 is reflected in itself and runs back to the beam splitter 35 via the triple mirror 3 and the mirror 37 . The portion of the radiation reflected by the beam splitter 35 leaves the interferometer at the beam exit 7 .

Die Drehachse D des Tripelspiegels 3 befindet sich dabei in Höhe der Mitte der kollimierten Strahlenbündel; bei einer Ro­ tation des Tripelspiegels 3 kreisen die Strahlenbündel 49, 50 auf den Lochspiegeln.The axis of rotation D of the triple mirror 3 is located at the level of the center of the collimated beams; when the triple mirror 3 is rotated, the beams 49 , 50 circle on the perforated mirrors.

In Fig. 5a bis 5d sind eine Vorderansicht, zwei Seitenansich­ ten und eine schematische Draufsicht einer vorteilhaften Aus­ führung der Verbindung der optischen Komponenten der ersten optischen Einheit 1 dargestellt. Zwei plane Trägerplatten 30 und 31 sind über abstandhaltende Blöcke 32 miteinander ver­ bunden, vorzugsweise verklebt. Die Komponenten der ersten op­ tischen Einheit 1 befinden sich zwischen den Trägerplatten 30, 31 oder an den Seiten der Trägerplatten. Sie sind vor­ zugsweise an Flächen, welche senkrecht zu den optischen Flä­ chen stehen, mit den Trägerplatten verbunden.In Fig. 5a to 5d are a front view, ten two Seitenansich and a schematic plan view of an advantageous conversion of the compound from the optical components of the first optical unit 1 is shown. Two flat carrier plates 30 and 31 are connected to each other via spacing blocks 32 , preferably glued. The components of the first optical unit 1 are located between the carrier plates 30 , 31 or on the sides of the carrier plates. They are preferably connected to the carrier plates on surfaces which are perpendicular to the optical surfaces.

Dies hat folgende Vorteile: Die Komponenten lassen sich auch bei sehr dünnen Klebstoffschichten leicht durch Drehen und Verschieben justieren. Kräfte von den Trägerplatten 30, 31 oder den Klebstoffschichten wirken sich nur indirekt auf die Form der optischen Komponenten aus; es ergibt sich somit ein sehr stabiler und steifer Aufbau der ersten optischen Einheit 1. Ferner entfallen die Kosten für Fassungen der einzelnen optischen Komponenten. Der Aufbau aus planen Trägerplatten 30, 31 mit nur wenigen bearbeiteten Flächen ist kostengünstig herzustellen.This has the following advantages: The components can be easily adjusted by turning and moving even with very thin layers of adhesive. Forces from the carrier plates 30 , 31 or the adhesive layers only have an indirect effect on the shape of the optical components; this results in a very stable and rigid construction of the first optical unit 1 . Furthermore, there is no cost for frames of the individual optical components. The construction of flat carrier plates 30 , 31 with only a few machined surfaces is inexpensive to manufacture.

Vorzugsweise werden auch optische Komponenten 33, 34 zur Strahlkollimierung und Strahlbündelung in gleicher Weise wie die anderen Komponenten der ersten optischen Einheit 1 ver­ klebt. Vorzugsweise werden auch ein Träger 41 für einen In­ terferogrammdetektor 42 und eine Eingangsblende 40 für die Strahlungseinkopplung mit den Trägerplatten 30, 31 vorzugswei­ se verklebt oder auf andere Weise verbunden. Dies hat den Vorteil, daß die Lage der Eingangsblende 40, des Detektors 42 sowie die Orientierung der Strahlenbündel innerhalb der er­ sten optischen Einheit 1 dauerhaft justiert sind.Optical components 33 , 34 for beam collimation and beam bundling are preferably also bonded in the same way as the other components of the first optical unit 1 . Preferably, a carrier 41 for an interferogram detector 42 and an input aperture 40 for the radiation coupling are preferably glued to the carrier plates 30 , 31 or connected in some other way. This has the advantage that the position of the input aperture 40 , the detector 42 and the orientation of the beams within the most optical unit 1 are permanently adjusted.

Sämtliche optische Komponenten sowie die Trägerplatten 30, 31 und die abstandshaltenden Blöcke 32 sind, soweit möglich, aus Materialien mit zumindest annähernd gleichen, möglichst klei­ nen thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt. Dies hat den Vorteil, daß bei Temperaturänderungen im Aufbau keine oder nur sehr geringe mechanische Spannungen entstehen, wel­ che zu Verformungen der optischen Komponenten und somit zur Dejustierung des Interferometers führen.All optical components as well as the carrier plates 30 , 31 and the spacing blocks 32 are, as far as possible, made of materials with at least approximately the same, as small as possible thermal expansion coefficients. This has the advantage that no or only very slight mechanical stresses occur in the event of temperature changes in the structure, which lead to deformations of the optical components and thus to the misalignment of the interferometer.

Die optischen Komponenten werden beim Verkleben mit den Trä­ gerplatten 30, 31 justiert. Die Justierung erfolgt mit Hilfe von hochgenauen Klebeschablonen, an welche die optischen Kom­ ponenten beim Verkleben fixiert werden, und/oder durch das Ausrichten der optischen Komponenten über Aktoren (Piezoakto­ ren) oder einstellbare Justiervorrichtungen mit Kontrolle oder Regelung der Ausrichtung und Position der optischen Kom­ ponenten durch Vermessen der Lage und der Ausrichtung eines Laserstrahls, welcher durch bzw. auf die Komponenten des op­ tischen Aufbaus geleitet wird oder durch Vermessen des vom Interferometer erzeugten Interferogramms einer monochromati­ schen Strahlungsquelle.The optical components are adjusted when gluing with the carrier plates 30 , 31 . The adjustment is carried out with the help of high-precision adhesive templates, to which the optical components are fixed when gluing, and / or by aligning the optical components via actuators (piezo actuators) or adjustable adjustment devices with control or regulation of the alignment and position of the optical components by measuring the position and orientation of a laser beam which is passed through or onto the components of the optical structure or by measuring the interferogram generated by the interferometer of a monochromatic radiation source.

Die Klebeschablonen und Justiereinrichtungen werden nach dem Verkleben der Komponenten, soweit als möglich, wieder aus dem Aufbau entfernt und können so mehrmals verwendet. Dies wie­ derum hat den Vorteil, daß keine oder nur wenige kostspieli­ ge, hochgenaue Justiereinrichtungen im Aufbau verbleiben, und somit bei einer Serienfertigung ein preiswerter Aufbau ermög­ licht ist. In Fig. 5e ist vergrößert und schematisiert eine durch einen dicken Strich hervorgehobene Klebestelle wieder­ gegebenThe adhesive templates and adjusting devices are removed from the assembly as far as possible after the components have been glued and can thus be used several times. This, in turn, has the advantage that no or only a few expensive, high-precision adjustment devices remain in the construction, and thus an inexpensive construction is possible in a series production. In Fig. 5e is enlarged and schematically given a glue line highlighted by a thick line

Der in Fig. 5a bis 5d dargestellte Aufbau ist bezüglich der Anordnung und der Form der optischen Komponenten, der Träger­ platten und der abstandshaltenden Blöcke nur als Beispiel an­ geführt. So können bei anderen Ausführungen der ersten opti­ schen Einheit 1, beispielsweise einzelne Komponenten auch nur an eine der Trägerplatten geklebt werden. Wesentlich ist die prinzipielle Art des Verbindens und des Justierens der Kompo­ nenten.The structure shown in Fig. 5a to 5d is with respect to the arrangement and shape of the optical components, the carrier plates and the spacing blocks only as an example. In other versions of the first optical unit 1 , for example, individual components can also be glued to only one of the carrier plates. What is essential is the basic way of connecting and adjusting the components.

In Fig. 6a ist eine teilweise geschnittene, schematische Sei­ tenansicht und in Fig. 6b ist in einer schematischen Drauf­ sicht eine vorteilhafte Möglichkeit der Verbindung des Tri­ pelspiegels 3 der zweiten optischen Einheit 2 mit der Welle 8 dargestellt. Der Tripelspiegel 3 besteht aus drei verklebten Planspiegeln oder alternativ aus optisch transparentem Vollmaterial. Die Verbindung des Tripelspiegels 3 mit der Welle 8 muß sehr steif sein, da Bewegungen zwischen diesen Komponenten zu Fehlern bei der Berechnung der optischen Weg­ differenz s führen, insbesondere bei Ausführungen eines Auf­ baus ohne ein Messen der Abweichung dd. In Fig. 6a is a partially sectioned, schematic Be tenansicht and in Fig. 6b is a schematic plan view an advantageous way of connecting the tri mirror 3 of the second optical unit 2 with the shaft 8 is shown. The triple mirror 3 consists of three glued plane mirrors or alternatively of optically transparent solid material. The connection of the triple mirror 3 with the shaft 8 must be very rigid, since movements between these components lead to errors in the calculation of the optical path difference s, in particular when executing a construction without measuring the deviation dd.

Die häufig verwendeten Materialien der Welle 8, beispielswei­ se Metall und beim Tripelspiegel, beispielsweise Glas oder Keramik, haben unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffi­ zienten. Bei direktem steifem Verbinden des Tripelspiegels 3 mit der Welle 8 führen Temperaturänderungen daher zu thermi­ schen Spannungen und zu Verformungen des Tripelspiegels 3, wodurch die optische Qualität des Spiegels negativ beeinflußt wird.The frequently used materials of the shaft 8 , for example metal and triple mirrors, for example glass or ceramic, have different thermal expansion coefficients. With direct rigid connection of the triple mirror 3 to the shaft 8 , temperature changes therefore lead to thermal stresses and deformations of the triple mirror 3 , whereby the optical quality of the mirror is adversely affected.

Vorzugsweise wird der Tripelspiegel 3 mit einer Spiegelauf­ nahme 51 (welche den gleichen oder annähernd gleichen thermi­ schen Ausdehnungskoeffizienten wie der Tripelspiegel 3 hat) mittels eines Klebemittels verklebt. Dies hat den Vorteil, daß keine oder nur sehr kleine thermische Spannungen zwischen Tripelspiegel und Aufnahme entstehen.The triple mirror 3 is preferably glued to a Spiegelauf recording 51 (which has the same or approximately the same thermal expansion coefficient as the triple mirror 3 ) by means of an adhesive. This has the advantage that no or only very small thermal tensions arise between the triple mirror and the receptacle.

Eine solche Verklebung erfolgt vorzugsweise, wie in Fig. 6a dargestellt, an drei Stellen. Dabei wird eine Verklebung 55, welche vorzugsweise, wie dargestellt, in Richtung des Abstan­ des r des Punktes P von der Drehaches D liegt, möglichst steif ausgeführt, während die beiden anderen Verklebungen 56 vorzugsweise elastisch ausgeführt werden.Such bonding is preferably carried out at three locations, as shown in FIG. 6a. In this case, an adhesive bond 55 , which, as shown, preferably lies in the direction of the distance r of the point P from the rotary axis D, is carried out as stiffly as possible, while the other two adhesive bonds 56 are preferably elastic.

Dies hat folgende Vorteile: Der Tripelspiegel 3 ist insbeson­ dere in Richtung des Abstandes r steif mit der Spiegelaufnah­ me 51 verbunden, und es können nur geringe Zugkräfte auf die empfindlichen Klebestellen innerhalb des Tripelspiegels ent­ stehen. Ferner ist der Tripelspiegel 3 bezüglich Schwingungen bedämpft.This has the following advantages: The triple mirror 3 is particularly rigid in the direction of the distance r with the Spiegelaufnah me 51 , and there can only be low tensile forces on the sensitive adhesive points within the triple mirror. Furthermore, the triple mirror 3 is damped with respect to vibrations.

Die Spiegelaufnahme 51 kann über einen vorzugsweise ringför­ migen Klebstoffsteg 53 mit der Welle 8 verbunden werden. Da­ mit die Verklebung, wie in Fig. 6a dargestellt, nur an den ra­ dialen Flächen, nicht aber an den Stirnseiten erfolgt, kann ein Ring 54 aus klebstoffabweisendem, weichem Material, wie beispielsweise Teflon (registrierte Marke), zwischen Spiegel­ aufnahme 51 und Welle 8 vorgesehen werden. Die Breite dk und/oder der thermische Ausdehnungskoeffizient ktk des Kleb­ stoffringes 53 werden/wird an Radius r1 und thermischen Aus­ dehnungskoeffizienten kt1 der Spiegelaufnahme sowie an Radius r2 und thermischen Ausdehnungskoeffizient kt2 der Welle 8 an­ gepaßt, so daß Gl. (6) zumindest annäherungsweise erfüllt ist:
The mirror holder 51 can be connected to the shaft 8 via a preferably ring-shaped adhesive web 53 . Since with the adhesive, as shown in Fig. 6a, only on the ra dialen surfaces, but not on the end faces, a ring 54 made of adhesive-repellent, soft material, such as Teflon (registered trademark), between the mirror holder 51 and shaft 8 are provided. The width dk and / or the thermal expansion coefficient ktk of the adhesive ring 53 are / is adjusted to the radius r1 and thermal expansion coefficient kt1 of the mirror receptacle as well as the radius r2 and the thermal expansion coefficient kt2 of the shaft 8 , so that Eq. ( 6 ) is at least approximately fulfilled:

r1.kt1 + dk.ktk = r2.kt2 (6)r1.kt1 + dk.ktk = r2.kt2 (6)

Diese Art der Befestigung hat folgende Vorteile. Zumindest bei gleichmäßigen Temperaturänderungen entstehen keine oder nur sehr kleine thermische Spannungen und die Verbindung mit der Welle 8 ist sehr steif. Obendrein ist diese Art der Befe­ stigung kostengünstig, da die Anforderungen an die Präzision der Welle 8 und der Spiegelaufnahme 51 an der Verbindungs­ stelle nur gering sind und keine weiteren Teile benötigt wer­ den.This type of attachment has the following advantages. At least with uniform temperature changes, there are no or only very small thermal tensions and the connection to the shaft 8 is very rigid. On top of this, this type of fastening is inexpensive, since the requirements for the precision of the shaft 8 and the mirror mount 51 at the connection point are only slight and no further parts are required for who.

Wird die Abweichung dd (Fig. 3) zum Bestimmen der optischen Wegdifferenz s gemessen, so ist vorzugsweise die Spiegel­ aufnahme 51 so geformt, daß sie zugleich als Referenzkörper 52 zum Messen der Abweichung dd dient. Dies wiederum ist vor­ teilhaft, da der Referenzkörper 52 direkt mit dem Tripelspie­ gel 3 steif verbunden ist bzw. mit dem Tripelkörper eine Ein­ heit bildet, und der Meßort für die Abweichung dd zumindest annähernd in die Ebene der Kreisbahn K des Punktes P gelegt werden kann. Ferner wird kein zusätzlicher Referenzkörper und somit auch keine Verbindung des Referenzkörpers mit dem Tri­ pelspiegel benötigt.If the deviation dd ( FIG. 3) is measured to determine the optical path difference s, then the mirror receptacle 51 is preferably shaped so that it also serves as a reference body 52 for measuring the deviation dd. This in turn is geous, since the reference body 52 is rigidly connected directly to the triple mirror 3 or forms a unit with the triple body, and the measurement location for the deviation dd can be placed at least approximately in the plane of the circular path K of the point P. , Furthermore, no additional reference body and thus no connection of the reference body with the triple mirror is required.

In Fig. 7 ist schematisch eine vorteilhafte Anordnung der Kom­ ponenten Lagerung, Drehwinkelmessung und Antrieb der Welle dargestellt. Die Welle 8 wird vorzugsweise über zwei in einem Lagergehäuse 60 gegeneinander verspannte Kugellager, z. B. Präzisions-Schrägkugellager 62, 63 oder andere Wälz- oder Gleitlager gelagert. In Fig. 7 befinden sich Antrieb 64, 65 und Meßaufnehmer 61 für die Drehwinkelmessung zwischen den beiden Lagerstellen. Für die Drehwinkelmessung sind ein Drehwinkelmeßaufnehmer 61 mit Hohlachse und als Antrieb ein Direktantrieb 65 verwendet, dessen Rotor 64 direkt auf der Welle 8 montiert ist.In Fig. 7, an advantageous arrangement of the com ponents storage, angle measurement and drive of the shaft is shown schematically. The shaft 8 is preferably via two in a bearing housing 60 against each other braced ball bearings, for. B. precision angular contact ball bearings 62 , 63 or other rolling or plain bearings. In Fig. 7 there are drive 64 , 65 and sensor 61 for measuring the angle of rotation between the two bearing points. A rotation angle measuring transducer 61 with a hollow axis and a direct drive 65 , the rotor 64 of which is mounted directly on the shaft 8 , are used for the rotation angle measurement.

Eine solche Anordnung hat folgende Vorteile: Für die Lagerung stehen Präzisions-Schrägkugellager 62, 63 als Normteile hoher Präzision und Laufruhe zur Verfügung. Die Lagerstellen (62, 63) der Welle 8 befinden sich bei vorgegebener Baugröße in größtmöglichem Abstand voneinander. Somit ist die Lagerung sehr steif gegenüber sämtlichen Kippmomenten. Der Drehwinkel­ meßaufnehmer 61 mit Hohlachse ist eine in der industriellen Meßtechnik verwendete Komponente.Such an arrangement has the following advantages: Precision angular contact ball bearings 62 , 63 are available as standard parts of high precision and smooth running. The bearing points ( 62 , 63 ) of the shaft 8 are at the greatest possible distance from one another for a given size. The bearing is therefore very stiff against all tilting moments. The angle of rotation transducer 61 with a hollow axis is a component used in industrial measurement technology.

Es können auch keine Meßfehler durch Fehlausrichtungen beim Verbinden des Drehwinkelmeßaufnehmers 61 mit der Welle 8, über eine Kupplung entstehen. Durch die direkte Montage des Rotors 64 auf der Welle 8 ergibt sich eine sehr steife Ver­ bindung, wodurch unerwünschte Torsionsschwingungen zwischen Welle und Antrieb weitestgehend vermieden sind und eine prä­ zises Regeln des Antriebs der Welle erleichtert wird.There can also be no measurement errors due to misalignments when connecting the angle-of-rotation sensor 61 to the shaft 8 via a coupling. The direct mounting of the rotor 64 on the shaft 8 results in a very rigid connection, as a result of which undesirable torsional vibrations between the shaft and the drive are largely avoided and precise control of the drive of the shaft is facilitated.

Für den Antrieb der Drehachse ergeben sich je nach angestreb­ ter Drehgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Drehwinkel unter­ schiedliche vorteilhafte Ausführungsformen. Werden keine be­ sonderen Ansprüche an die Genauigkeit der Drehgeschwindigkeit gestellt, so reicht als Antrieb ein Elektromotor aus, welcher über einen Riemen oder ein Reibradgetriebe mit der Welle ver­ bunden ist.For the drive of the axis of rotation arise depending on the target ter rotation speed depending on the rotation angle below different advantageous embodiments. Will not be special demands on the accuracy of the rotational speed an electric motor is sufficient as the drive, which ver with a shaft or a friction gear with the shaft is bound.

Sowohl der Riemenantrieb (Flachriemen) als auch der Reibrad­ antrieb haben den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln eine Übersetzung des Drehmoments des Motors erreicht wird, und so­ mit ein Motor mit kleinerem Drehmoment verwendet werden kann. Der Riemenantrieb hat darüber hinaus den Vorteil, daß nur sehr wenig Schwingungen von der Motorachse auf die Welle übertragen werden, während der Reibradantrieb den Vorteil hat, daß er relativ torsionssteif ist und wesentlich ruhiger als ein Zahnradgetriebe läuft.Both the belt drive (flat belt) and the friction wheel drives have the advantage that a simple means  Translation of the torque of the engine is reached, and so can be used with a motor with lower torque. The belt drive also has the advantage that only very little vibrations from the motor axis to the shaft be transferred while the friction wheel drive has the advantage has that it is relatively torsionally stiff and much quieter running as a gear train.

Wird ein präziser Verlauf der Drehgeschwindigkeit angestrebt, so ist ein Direktantrieb vorteilhaft, dessen Rotor fest mit der Welle verbunden ist. Hierfür bietet sich die Verwendung eines Asynchronmotors oder Synchronmotors, beispielsweise ei­ nes Scheibenmagnet-Schrittmotors an, bei welchem die Ströme in der(n) Wicklung(en) des Stators entweder gesteuert oder ge­ regelt werden.If a precise course of the rotational speed is desired, a direct drive is advantageous, the rotor of which is fixed the shaft is connected. Use is available for this an asynchronous motor or synchronous motor, for example egg disc magnet stepper motor, in which the currents in the winding (s) of the stator either controlled or ge be regulated.

Bei gesteuertem Betrieb ist der zeitliche Verlauf der Wick­ lungsströme so eingeprägt, daß sich ein schwingungsarmer An­ trieb mit dem geforderten zeitlichen Verlauf des Drehwinkels ergibt. Bei geregeltem Antrieb wird der Drehwinkel des Win­ kelsystems, d. h. dessen Istdrehwinkel mit einem Solldrehwin­ kel verglichen und die Statorwicklungen werden über einen Re­ gelalgorithmus, beispielweise über einen digitalen Signalpro­ zessor entsprechend angesteuert. Vorteilhaft ist hierbei eine Vorabsteuerung des Antriebs mit einem dem Verlauf des Soll­ drehwinkels entsprechenden Antriebsmoment, wobei der hierfür notwendig Momentenverlauf in einer Identifikationsphase ge­ messen werden kann.With controlled operation, the time course of the wick currents so impressed that a low-vibration to drove with the required time course of the angle of rotation results. When the drive is controlled, the angle of rotation of the Win kelsystems, d. H. whose actual rotation angle with a set rotation kel compared and the stator windings are over a Re gel algorithm, for example via a digital signal pro Processor controlled accordingly. One is advantageous here Pre-control of the drive with a course of the target rotation angle corresponding drive torque, the for this necessary torque curve in an identification phase can be measured.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen von Direktan­ trieben haben folgende Vorteile. Die Verbindung des Antriebs mit der Drehachse ist torsionssteif; somit sind keine oder allenfalls nur geringe Torsionsschwingungen möglich. Der An­ trieb ist weitestgehend verschleißfrei und kann mit hoher Präzision mit einer hohen Grenzfrequenz des Regelkreises sta­ bil geregelt werden.The embodiments of Direktan described above drives have the following advantages. The connection of the drive with the axis of rotation is torsionally rigid; thus none or at most, only slight torsional vibrations are possible. The An drive is largely wear-free and can with high  Precision with a high limit frequency of the control loop sta bil regulated.

Die Drehwinkelmessung erfolgt vorzugsweise mit einem inkre­ mentalen Winkelmeßsystem, beispielsweise optisch, interfe­ renzoptisch oder magnetisch. Die Drehwinkelschritte des Meß­ systems können dabei vorzugsweise drehwinkeläquidistant oder entsprechend dem funktionalen Zusammenhang zwischen der opti­ schen Wegdifferenz s und dem Drehwinkel w äquidistant bezüg­ lich der optischen Wegdifferenz festgelegt werden.The angle of rotation measurement is preferably carried out with an increment mental angle measuring system, for example optically, interfe Renzoptic or magnetic. The rotation angle steps of the measurement systems can preferably be angularly equidistant or according to the functional relationship between the opti path difference s and the angle of rotation w equidistant Lich the optical path difference can be determined.

Inkrementale Winkelmeßsysteme haben den Vorteil, daß damit der Drehwinkel mit der für Interferometer notwendigen Genau­ igkeit und zeitlichen Auflösung gemessen werden kann. Auch die zeitlich variierenden Meßfehler sind nur sehr gering.Incremental angle measuring systems have the advantage that the angle of rotation with the accuracy required for interferometers frequency and temporal resolution can be measured. Also the time-varying measuring errors are only very small.

Nachfolgend werden vorteilhafte Drehwinkelmessungen beschrie­ ben. Bei einem gekapselten Meßaufnehmer mit Hohlachse zur Drehwinkelmessung nimmt die Hohlachse die Drehwelle auf, was den Vorteil hat, daß solche Meßsysteme relativ preiswert in vielen Variationen angeboten werden, und bei der Montage keine oder nur sehr wenige Justierarbeiten notwendig sind. Auch ist eine feste Kopplung mit der Welle nur mit geringen Fehlern aufgrund der Kopplung zwischen Winkelmeßsystem und Welle belastet.Advantageous rotation angle measurements are described below ben. For an encapsulated sensor with a hollow axis Rotation angle measurement, the hollow axis receives the rotation shaft, which has the advantage that such measuring systems are relatively inexpensive are offered in many variations, and during assembly little or no adjustment work is necessary. A fixed coupling to the shaft is also only minimal Errors due to the coupling between the angle measuring system and Shaft loaded.

Bei Verwenden eines zweigeteilten Systems zur Drehwinkelmes­ sung ist der Referenzkörper der Drehwinkelmessung direkt (fest) mit der zweiten optischen Einheit 2, deren Aufnahme oder deren Komponenten verbunden. Die Sensorik des Drehwin­ kelmeßsystems, welche den Referenzkörper abtastet, ist (dreh)steif mit der ersten optischen Einheit 1 verbunden. Dies ist vorteilhaft, da der Drehwinkel sehr nahe am Punkt P gemessen wird, und somit Meßfehler durch die Torsion der Drehachse oder der Befestigung der zweiten optischen Einheit 2 ausgeschlossen sind.When using a two-part system for the rotation angle measurement, the reference body of the rotation angle measurement is directly (firmly) connected to the second optical unit 2 , its receptacle or its components. The sensor system of the rotary measuring system, which scans the reference body, is (torsionally) rigidly connected to the first optical unit 1 . This is advantageous since the angle of rotation is measured very close to the point P, and measurement errors due to the torsion of the axis of rotation or the attachment of the second optical unit 2 are excluded.

Bei einem weiteren vorteilhaften Drehwinkelmeßsystem ist der zur Drehwinkelmessung benötigte Referenzkörper wieder direkt fest mit der zweiten optischen Einheit 2, deren Aufnahme oder deren Komponenten verbunden. Der Referenzkörper wird von zwei bezüglich der Drehachse diametral angeordneten Sensoren abge­ tastet.In a further advantageous rotation angle measuring system, the reference body required for the rotation angle measurement is again directly and firmly connected to the second optical unit 2 , its receptacle or its components. The reference body is scanned by two sensors arranged diametrically with respect to the axis of rotation.

Der bei der Drehwinkelmessung durch einen Achsversatz entste­ hende Fehler wird durch eine Auswertung der beiden Sensorsi­ gnale kompensiert. Die beiden Sensoren sind fest mit der er­ sten optischen Einheit 1 verbunden. Dadurch ist eine höhere Genauigkeit bei der Drehwinkelmessung erreicht. Auch kann diese Variante für eine kombinierte Messung des Drehwinkels und der Wellenposition verwendet werden.The error that arises when measuring the angle of rotation due to an axis offset is compensated for by evaluating the two sensor signals. The two sensors are firmly connected to the most optical unit 1 . This achieves higher accuracy in the measurement of the angle of rotation. This variant can also be used for a combined measurement of the angle of rotation and the shaft position.

Nachfolgend sind vorteilhafte Ausführungen zum Messen der Ab­ weichung dd angegeben.Below are advantageous designs for measuring the Ab softening dd specified.

In Fig. 8a ist in einer Seitenansicht und in Fig. 8b ist in ei­ ner Vorderansicht eine vorteilhafte Ausführungsform einer Meßeinrichtung 16 zum kombinierten Messen von Drehwinkel w und Abweichung dd in Form eines inkrementalen Winkelmeßsy­ stems dargestellt, welches einen Referenzkörper 66 sowie zwei Abtasteinheiten 67, 68 und eine nicht dargestellte Auswer­ teelektronik aufweist. Jede der Abtasteinheiten 67, 68 lie­ fert den von ihr gemessenen Drehwinkel in analoger oder digi­ taler Form.In Fig. 8a is a side view and in Fig. 8b is in egg ner front view of an advantageous embodiment of a measuring device 16 w for the combined measurement of angle of rotation and deviation dd in the form of an incremental Winkelmeßsy shown stems, comprising a reference body 66 and two scanning units 67, 68 and has a not shown evaluation electronics. Each of the scanning units 67 , 68 delivers the angle of rotation measured by it in analog or digital form.

Das Meßsystem ist so ausgelegt, daß der von den Abtasteinhei­ ten 67, 68 gemessene inkrementale Drehwinkel dw proportional zur Länge dl des an der Abtaststelle vorbeibewegten Teils des Referenzkörpers ist, wobei gilt:

dw = kwl.dl,
The measuring system is designed so that the incremental angle of rotation dw measured by the scanning units 67 , 68 is proportional to the length dl of the part of the reference body which is moved past the scanning point, where:

dw = kwl.dl,

wobei mit kwl = 1/r_RK, ein fester Proportionalitätsfaktor und mit r_RK der Radius des Referenzkörpers an der Meßstelle be­ zeichnet sind.where kwl = 1 / r _RK , a fixed proportionality factor and r _{RK are} the radius of the reference body at the measuring point.

Zwei Abtaststellen 69, 70 befinden sich in der Ebene der Kreisbahn K des Punktes P und auf einer Geraden, welche par­ allel zur Ebene E verläuft und die Drehachse D schneidet. Die beiden Abtaststellen 69, 70 haben annähernd den gleichen Ab­ stand zur Drehachse 8. Im Unterschied zu der dargestellten Abtastung kann die Abtastung des Referenzkörpers auch an des­ sen Stirnseiten oder in anderer Weise durchgeführt werden.Two scanning points 69 , 70 are located in the plane of the circular path K of the point P and on a straight line which runs parallel to the plane E and intersects the axis of rotation D. The two sampling points 69 , 70 have approximately the same from the axis of rotation 8th In contrast to the scanning shown, the scanning of the reference body can also be carried out on its end face or in some other way.

Zum Berechnen der optischen Wegdifferenz s wird das arithme­ tische Mittel der von den beiden Abtasteinheiten 69, 70 ge­ messenen Drehwinkel verwendet. Die für die Berechnung der op­ tischen Wegdifferenz s verwendete Abweichung dd des Punktes P von der Kreisbahn K wird aus den beiden Drehwinkeln w1 und w2 der Abtasteinheiten 69, 70 entsprechend der Gl. (7):
To calculate the optical path difference s, the arithmetic mean of the angle of rotation measured by the two scanning units 69 , 70 is used. The deviation dd of the point P from the circular path K used for calculating the optical path difference s is determined from the two rotation angles w1 and w2 of the scanning units 69 , 70 in accordance with Eq. ( 7 ):

dd = (w1 - w2)/(2.kwl) (7)
dd = (w1 - w2) / (2.kwl) (7)

berechnet. Zur Verbesserung der Ortsauflösung können mehrere berechnete Abweichungen dd zeitlich gemittelt werden. So kann in vorteilhafter Weise der Drehwinkel sehr genau gemessen werden und es wird nur ein Meßsystem für die Messung von Drehwinkel und Abweichung dd benötigt.calculated. Several can improve the spatial resolution calculated deviations can be averaged over time. So can advantageously the angle of rotation is measured very precisely and there will only be one measuring system for measuring Angle of rotation and deviation dd required.

In Fig. 9a ist in einer Seitenansicht und in Fig. 9b ist in ei­ ner Vorderansicht eine vorteilhafte Anordnung eines Referenz­ körpers 71 und von Abtasteinrichtungen 72, 74 für eine ge­ trennte Messung der Abweichung dd dargestellt. Mittels der Abtasteinrichtungen 72, 74 wird die Abweichung der Position einer kreisförmigen Kante, eines kreisförmigen Ringes oder einer Zylinderfläche des Referenzkörpers 71 von einer Sollpo­ sition gemessen, und zwar vorzugsweise nur der Anteil in Richtung des Lotes zur Ebene E, da dieser der Abweichung dd entspricht. Die Abtaststellen 73, 75 liegen annähernd in der Ebene E der Kreisbahn K des Punktes P und auf einem Lot zur Ebene E, welches die Drehachse D schneidet.In Fig. 9a is a side view and in Fig. 9b in a front view of an advantageous arrangement of a reference body 71 and scanning devices 72 , 74 is shown for a ge separate measurement of the deviation dd. By means of the scanning devices 72 , 74 the deviation of the position of a circular edge, a circular ring or a cylindrical surface of the reference body 71 from a target position is measured, and preferably only the proportion in the direction of the solder to the plane E, since this corresponds to the deviation dd , The scanning points 73 , 75 lie approximately in the plane E of the circular path K of the point P and on a perpendicular to the plane E, which intersects the axis of rotation D.

Zur Kalibrierung des Meßsystems zum Messen der Abweichung dd ist es vorteilhaft, Kalibrierstufen vorgegebener Größe (siehe beispielsweise Stufe 78 in Fig. 10) an beim Messen des Inter­ ferogramms nicht benötigten Drehwinkelpositionen auf dem Re­ ferenzkörper anzubringen. Diese Kalibrierstufen täuschen eine bekannte Abweichung dd vor, deren gemessene Größe durch einen Vergleich mit der bekannten Größe zur Kalibrierung der Emp­ findlichkeit des Meßsystems für die Abweichung dd auch wäh­ rend des Meßbetriebs des Interferometers verwendet werden kann. Das Abtasten kann mit einer oder mit zwei diametral an­ geordneten Abtasteinrichtungen erfolgen.To calibrate the measuring system for measuring the deviation dd, it is advantageous to apply calibration stages of a predetermined size (see, for example, stage 78 in FIG. 10) to rotational angle positions on the reference body which are not required when measuring the interferogram. These calibration stages deceive a known deviation dd, the measured size of which can be used by comparing the known size to calibrate the sensitivity of the measuring system for the deviation dd even during the measuring operation of the interferometer. The scanning can be done with one or two diametrically arranged scanning devices.

Das diametrale Abtasten hat den Vorteil, daß das Messen der Abweichung dd sowie die optionale Kalibrierung der Empfind­ lichkeit des Meßsystems für die Abweichung dd anhand von Ka­ librierstufen genauer erfolgt. Statt einer radialen Anordnung der Abtasteinrichtungen 72, 74, wie in Fig. 9a und 9b darge­ stellt, können diese je nach Ausführung des Meßsystems auch in anderer Orientierung angebracht werden.The diametrical scanning has the advantage that the measurement of the deviation dd and the optional calibration of the sensitivity of the measuring system for the deviation dd is carried out more precisely on the basis of calibration levels. Instead of a radial arrangement of the scanning devices 72 , 74 , as shown in FIGS . 9a and 9b Darge, these can be attached in a different orientation depending on the design of the measuring system.

Der Referenzkörper 71 sollte vorzugsweise in montiertem Zu­ stand der sich drehenden Welle 8 so nachbearbeitet werden, daß eine Referenzkante, ein Referenzring oder eine Referenz­ fläche eine geringe Exzentrizität bzw. eine geringe Abwei­ chung von einer idealen Kreisbahn haben. Je nach Ausführung des Meßsystems kann beispielsweise die Kontur geschliffen werden, oder es kann eine Spur in eine dünne Schicht durch mechanisches Bearbeiten, oder in einer photoempfindlichen Schicht durch Belichten eingebracht werden, oder eine dünne Spur kann auf den Referenzkörper aufgebracht werden.The reference body 71 should preferably be reworked in the assembled state of the rotating shaft 8 so that a reference edge, a reference ring or a reference surface have a low eccentricity or a slight deviation from an ideal circular path. Depending on the design of the measuring system, the contour can be ground, for example, or a trace can be made in a thin layer by mechanical processing, or in a photosensitive layer by exposure, or a thin trace can be applied to the reference body.

Ein Bearbeiten vorzugsweise im montierten Zustand bei sich drehender Welle 8 ist vorteilhaft, da die Lage des Referenz­ körpers bei der Montage und dessen Form vor dem Bearbeiten nicht sehr genau sein muß. Auch drehwinkelabhängige systema­ tische Abweichungen der Lage der Welle können in dem Sinne kompensiert werden, daß sich der Referenzkörper an der Meß­ stelle nur noch mit den zu messenden statistischen Abweichun­ gen bewegt, und der erforderliche Meßbereich und somit auch die relative Genauigkeit des Meßsystems für die Abweichung dd klein gehalten werden können.Editing preferably in the assembled state with the shaft 8 rotating is advantageous since the position of the reference body during assembly and its shape need not be very precise before machining. Even angle-dependent systematic deviations in the position of the shaft can be compensated in the sense that the reference body at the measuring point only moves with the statistical deviations to be measured, and the required measuring range and thus also the relative accuracy of the measuring system for the deviation dd can be kept small.

Eine vorteilhafte Ausführungsform einer separaten Meßeinrich­ tung zum Messen der Abweichung dd ist in Fig. 10 dargestellt. Als Referenzkörper 76 wird eine Trommel verwendet. Mittels eines berührungslosen (beispielsweise induktiven, kapazitiven oder optischen) Abstandssensors 77 wird der Abstand 79 zur Trommel 76 gemessen. Der Abstand 79 ist ein direktes Maß für die Abweichung dd. Der Abstandssensor 77 ist fest mit der er­ sten optischen Einheit 1 verbunden.An advantageous embodiment of a separate Meßeinrich device for measuring the deviation dd is shown in Fig. 10. A drum is used as the reference body 76 . The distance 79 to the drum 76 is measured by means of a contactless (for example inductive, capacitive or optical) distance sensor 77 . The distance 79 is a direct measure of the deviation dd. The distance sensor 77 is firmly connected to the most optical unit 1 .

Für die Kalibrierung der Empfindlichkeit des Meßsystems kön­ nen auf der Trommel 76 eine oder mehrere Stufen 78 in Form einer Erhebung oder Vertiefung vorgegebener Höhe und Breite angebracht werden. In vorteilhafter Weise können auf dem Markt verfügbare Abstandsmeßsysteme verwendet werden, und die zylinderförmige Referenzfläche (Trommel 76 mit Stufen 78) kann insbesondere bei Bearbeitung im montierten Zustand mit geringem Aufwand hergestellt werden. For the calibration of the sensitivity of the measuring system, one or more steps 78 in the form of an elevation or depression of predetermined height and width can be attached to the drum 76 . Advantageously, distance measuring systems available on the market can be used, and the cylindrical reference surface (drum 76 with steps 78 ) can be produced with little effort, in particular when machining in the assembled state.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der separaten Meßeinrichtung zum Messen der Abweichung dd ist in einer schematischen Seitenansicht in Fig. 11a und in einer schemati­ sierten Schnittansicht in Fig. 11b dargestellt. Als Referenz­ körper dient eine Scheibe 80, welche zumindest am Rand licht­ undurchlässig ist. Die Referenzscheibe 80 bildet zusammen mit einem ortsfesten Gegenstück 81 eine Schlitzblende, deren Breite von der Position der Welle abhängt.A further advantageous embodiment of the separate measuring device for measuring the deviation dd is shown in a schematic side view in FIG. 11a and in a schematic sectional view in FIG. 11b. A disc 80 serves as a reference body, which is light-impermeable at least at the edge. The reference disk 80 forms, together with a stationary counterpart 81, a slit diaphragm, the width of which depends on the position of the shaft.

Zum Messen der Breite der Blende ist auf der einen Seite eine Lichtquelle 85 und auf der anderen Seite ein lichtempfindli­ cher Detektor 83 vorgesehen, welcher die auf ihn auftreffende Lichtmenge 86 mißt. Das Ausgangssignal des Detektors 83 ist ein Maß für die Abweichung dd. Das Gegenstück 81 ist an der ersten optischen Einheit 1 befestigt.To measure the width of the diaphragm, a light source 85 is provided on one side and a photosensitive detector 83 is provided on the other side, which measures the amount of light 86 striking it. The output signal of the detector 83 is a measure of the deviation dd. The counterpart 81 is attached to the first optical unit 1 .

Für die Kalibrierung der Empfindlichkeit des Meßsystems sind auf der Referenzscheibe eine oder mehrere Stufen 84 wiederum in Form einer Erhebung oder Vertiefung vorgegebener Höhe und Breite vorgesehen. Zur Kompensation von Empfindlichkeits­ schwankungen, die durch Schwankungen der Intensität der Lichtquelle oder durch Empfindlichkeitsschwankungen des De­ tektors hervorgerufen sind, ist ein zweiter Detektor 82 vor­ gesehen.To calibrate the sensitivity of the measuring system, one or more steps 84 are again provided on the reference disk in the form of an elevation or depression of predetermined height and width. To compensate for sensitivity fluctuations caused by fluctuations in the intensity of the light source or by sensitivity fluctuations in the detector, a second detector 82 is provided.

Vorzugsweise sind die Detektoren 82 und 83 auf einem Chip aufgebracht. Hierbei wird der Detektor 82 über ein Loch im Gegenstück 81 von der Lichtquelle 85 bestrahlt. Über einen Regelkreis wird die Intensität der Lichtquelle 85 so gere­ gelt, daß der Strom vom Detektor 82 einen konstanten, vorge­ gebenen Wert hat. Auch bei dieser Ausführung ist die kreis­ förmige Kante der Referenzscheibe insbesondere bei Bearbei­ tung im montierten Zustand mit geringem Aufwand herzustellen. Detectors 82 and 83 are preferably applied on a chip. Here, the detector 82 is irradiated by the light source 85 via a hole in the counterpart 81 . Via a control loop, the intensity of the light source 85 is regulated so that the current from the detector 82 has a constant, predetermined value. In this embodiment, too, the circular edge of the reference disk can be produced with little effort, in particular when it is processed in the assembled state.

Noch eine weitere separate Meßeinrichtung zum Messen der Ab­ weichung dd ist in Fig. 12a und 12b dargestellt. Als Referenz­ körper ist wiederum eine Scheibe 88 mit einen ringförmigen lichtdurchlässigen Bereich 89, beispielsweise eine beschich­ tete Glasscheibe, vorgesehen. Der lichtdurchlässige Bereich 89 ist von zwei lichtundurchlässigen Bereichen begrenzt. Zum Messen der Position des lichtdurchlässigen Ringes ist dieser auf der einen Seite der Scheibe von einer Lichtquelle 94 be­ strahlt und auf der anderen Seite ist ein in zwei Segmente geteilter Detektor 90 angeordnet; die Trennlinie zwischen beiden Segmenten liegt genau in der Mitte des lichtdurchläs­ sigen Rings 89 und verläuft tangential zu dem ringförmigen Bereich. Die Differenz der Ausgangssignale der beiden Segmen­ te ist ein Maß für die Abweichung dd. Detektor 90 und Licht­ quelle 94 sind an der optischen Einheit 1 befestigt.Yet another separate measuring device for measuring the deviation dd is shown in FIGS . 12a and 12b. As a reference body, in turn, a pane 88 is provided with an annular translucent area 89 , for example a coated glass pane. The translucent area 89 is delimited by two opaque areas. To measure the position of the translucent ring, this is irradiated on one side of the disk from a light source 94 and on the other side a detector 90 is arranged in two segments; the dividing line between the two segments lies exactly in the middle of the translucent ring 89 and extends tangentially to the annular region. The difference in the output signals of the two segments is a measure of the deviation dd. Detector 90 and light source 94 are attached to the optical unit 1 .

Die Intensität der Lichtquelle 94 kann anhand der Summe der Detektorsignale auf einen konstanten Wert geregelt werden. Zum Kalibrieren des Meßsystems sind zusätzlich auf dem licht­ durchlässigen ringförmigen Bereich ein oder mehrere Sektoren 93 bekannter Breite vorgesehen. Ein Vergleich der Veränderung der Summe der beiden Detektorsignale mit der bekannten Verän­ derung der Breite des ringförmigen Bereichs liefert die Emp­ findlichkeit des Meßsystems.The intensity of the light source 94 can be regulated to a constant value on the basis of the sum of the detector signals. To calibrate the measuring system, one or more sectors 93 of known width are additionally provided on the translucent annular region. A comparison of the change in the sum of the two detector signals with the known change in the width of the annular region provides the sensitivity of the measuring system.

Alternativ können auch der ringförmige Bereich lichtundurch­ lässig und die Scheibe lichtdurchlässig ausgeführt sein. Auf­ grund des Differenzmeßverfahrens kann mit dieser Ausführung sehr genau gemessen werden. Alternatively, the annular area can also be opaque casual and translucent. on Due to the differential measurement method, this version can be measured very precisely.  

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Erste optische Einheit
First optical unit

22

Zweite optische Einheit
Second optical unit

33

Tripelspiegel (Retroreflektor)
Triple mirror (retroreflector)

44

Strahlung
radiation

66

Strahleintritt
beam entrance

77

Strahlaustritt
beam exit

88th

Welle
wave

1414

Erste Meßeinrichtung
First measuring device

14-114-1

Ruhende Einheit von Dormant unit of

1414

14-214-2

Bewegte Einheit von Moving Unity of

1414

1515

Zweite Meßeinrichtung
Second measuring device

15-115-1

Erste Einheit von First unit of

1515

15-215-2

Zweite Einheit von Second unit of

1515

1616

Dritte Meßeinrichtung
Third measuring device

2020

Antrieb
drive

3333

, .

3434

Optische Komponenten zur Strahlkollimierung/-bündelung
Optical components for beam collimation / bundling

3535

Strahlteiler
beamsplitter

3636

, .

3737

Umlenkspiegel
deflecting

3838

, .

3939

Lochspiegel
perforated mirror

4040

Blende
cover

4141

Träger
carrier

4242

Detektor
detector

4444

, .

4747

Teilstrahlen
partial beams

4949

, .

5050

Teilstrahlen
partial beams

5151

Spiegelaufnahme
Spiegelaufnahme

5252

Referenzkörper
reference body

6060

Lagergehäuse
bearing housing

6161

Meßaufnehmer
transducer

6262

, .

6363

Kugellager
ball-bearing

6464

Rotor
rotor

6565

Antrieb
drive

6666

Referenzkörper
reference body

6767

, .

6868

Abtasteinheit
scanning

6969

, .

7070

Abtaststellen
sampling points

7171

Referenzkörper
reference body

7272

, .

7474

Abtasteinrichtungen
sampling

7676

Referenzkörper (Trommel)
Reference body (drum)

7777

Abstandsensor
distance sensor

7878

Stufen in Levels in

7676

8080

Referenzkörper (Scheibe)
Reference body (disc)

8181

Gegenstück
counterpart

8282

, .

8383

Detektor
detector

8484

Stufen
stages

8585

Lichtquelle
light source

8686

Lichtmenge
amount of light

8888

Scheibe
disc

8989

Lichtdurchlässiger Bereich
Translucent area

9090

Detektor
detector

9393

Sektor
sector

9494

Lichtquelle
D Drehachse
E Ebene
K Kreis(bahn)
M Mittelpunkt von K
r Abstand (Radius von K)
d Abstand
e Abstand von E
w Drehwinkel
w₁ light source
D axis of rotation
E level
K circle (orbit)
M center of K
r distance (radius of K)
d distance
e distance from E
w angle of rotation
w ₁

Aktueller Drehwinkel
Current angle of rotation

Claims (26)

1. Einrichtung für ein Interferometer nach Michelson, das be­ steht aus einer ersten optischen Einheit (1), deren Komponen­ ten eine Ebene (E) festlegen, und einer bezüglich der ersten optischen Einheit (1) drehbar gelagerten, zweiten optischen Einheit (2), deren Drehachse (D) annähernd parallel zur Ebene (E) liegt, und deren Komponente(n) einen Punkt (P) fest­ legt(en), welcher einen Abstand (r) von der Drehachse (D) hat und in welchem die optische Wegdifferenz (s) im Interferome­ ter eine Funktion des Abstands (d) des Punktes (P) von der Ebene (E) ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Meßeinrichtung (14) zum Messen eines Drehwinkels (w) der zweiten optischen Einheit (2) bezüglich der ersten optischen Einheit (1)vorgesehen ist, wobei die optische Weg­ differenz (s) aus dem mittels der ersten Einrichtung (14) ge­ messenen Drehwinkel (w) über eine Gleichung (Gl. (4)) berech­ net wird, welche auf der aus einem ersten physikalischen und geometrischen Modell eines realen Aufbaus resultierenden Ab­ hängigkeit der Wegdifferenz (s) von dem Drehwinkel (w) ba­ siert. 1. Device for an interferometer according to Michelson, which consists of a first optical unit ( 1 ), the components of which define a plane (E), and a second optical unit ( 2 ) rotatably mounted with respect to the first optical unit ( 1 ) , whose axis of rotation (D) is approximately parallel to the plane (E), and whose component (s) defines a point (P), which is at a distance (r) from the axis of rotation (D) and in which the optical Path difference (s) in the interferometer is a function of the distance (d) of the point (P) from the plane (E), characterized in that a first measuring device ( 14 ) for measuring an angle of rotation (w) of the second optical unit ( 2nd ) is provided with respect to the first optical unit ( 1 ), the optical path difference (s) being calculated from the angle of rotation (w) measured by means of the first device ( 14 ) using an equation (Eq. ( 4 )) which based on a first physical and geometric model of a re The resultant dependence of the path difference (s) on the angle of rotation (w) is based. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Meßeinrichtung (15) zum Messen der in Rich­ tung des geometrischen Lotes zur Ebene (E) weisenden Kompo­ nente einer Abweichung (dd) der Position des Punktes (P) von einer durch Solllage und Sollposition der Drehachse (D) und Sollabstand (r) des Punktes (P) von der Drehachse (D) festge­ legten Kreisbahn (K) vorgesehen ist, wobei die optische Weg­ differenz (s) aus dem mit der ersten Meßeinrichtung (14) ge­ messenen Drehwinkel (w) und der mit der zweiten Meßeinrichtung (15) gemessenen Abweichung (dd) über eine Gleichung (Gl. (5)) berechnet wird, welche auf der aus einem zweiten physikali­ schen und geometrischen Modell des tatsächlichen Aufbaus re­ sultierenden Abhängigkeit der Wegdifferenz (s) von dem Dreh­ winkel (w) und der Abweichung (dd) basiert.2. Device according to claim 1, characterized in that a second measuring device ( 15 ) for measuring the direction of the geometric solder to the plane (E) pointing component of a deviation (dd) of the position of the point (P) from a desired position and target position of the axis of rotation (D) and target distance (r) of the point (P) from the axis of rotation (D) fixed circular path (K) is provided, the optical path difference (s) from that with the first measuring device ( 14 ) ge measured angle of rotation (w) and the deviation (dd) measured with the second measuring device ( 15 ) is calculated using an equation (Eq. ( 5 )) which is based on the result of a second physical and geometric model of the actual structure Path difference (s) based on the angle of rotation (w) and the deviation (dd). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt der beiden Meßeinrichtungen (14, 15) eine dritte Meßeinrichtung (16)zum Messen sowohl des Drehwinkels (w) als auch der Abweichung (dd) vorgesehen ist.3. Device according to claim 2, characterized in that instead of the two measuring devices ( 14 , 15 ) a third measuring device ( 16 ) for measuring both the angle of rotation (w) and the deviation (dd) is provided. 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,
daß eine ruhende Einheit (14-1) der ersten (14) oder dritten Meßeinrichtung (16) zum Messen des Drehwinkels (w) drehsteif bezüglich der von der ersten optischen Einheit (1) festgeleg­ ten Ebene (E) mit der ersten optischen Einheit (1) oder deren Komponenten verbunden ist, und
eine bewegte Einheit (14-2) der ersten (14) oder dritten Meßeinrichtung (16) zum Messen des Drehwinkels (w) drehsteif bezüglich des Lots zur Drehachse (D) durch den Punkt (P) mit der zweiten optischen Einrichtung (2) oder deren Komponenten verbunden ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that
that a stationary unit ( 14-1 ) of the first ( 14 ) or third measuring device ( 16 ) for measuring the angle of rotation (w) is torsionally rigid with respect to the plane (E) defined by the first optical unit ( 1 ) with the first optical unit ( 1 ) or its components are connected, and
a moving unit ( 14-2 ) of the first ( 14 ) or third measuring device ( 16 ) for measuring the angle of rotation (w) with respect to the perpendicular to the axis of rotation (D) through the point (P) with the second optical device ( 2 ) or whose components are connected. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung (15) aus einer ersten und einer zweiten Einheit (15-1; 15-2) besteht, wobei
die erste Einheit (15-1) eine Meßeinrichtung ist, mittels welcher Position oder Abweichung der Position von einer Soll­ position der Kante oder des Ringes bezüglich der Ebene (E) zumindest in der Koordinate in Richtung des Lots zur Ebene (E) gemessen wird, wobei die Meßstelle zumindest annähernd bei einem der Schnittpunkte der Kante oder des Ringes mit dem durch den Mittelpunkt des Kreises der Kante oder des Rings gehenden Lot zur Ebene (E) liegt, und hinsichtlich ihres Abstandes von der Ebene (E) möglichst steif mit der optischen Einheit (1) oder deren Komponenten verbunden ist, und
die zweite Einheit (15-2) ein Referenzkörper mit mindestens einer annähernd kreisförmigen Kante oder einem annähernd kreisförmigen Ring ist, welche(r) zumindest annähernd in der durch die Kreisbahn (K) des Punktes (P) festgelegten Ebene liegt, und möglichst steif mit der zweiten optischen Einheit (2) oder deren Komponenten verbunden ist.5. Device according to claim 2, characterized in that the second measuring device ( 15 ) consists of a first and a second unit ( 15-1 ; 15-2 ), wherein
the first unit ( 15-1 ) is a measuring device, by means of which position or deviation of the position from a desired position of the edge or of the ring with respect to the plane (E) is measured at least in the coordinate in the direction of the perpendicular to the plane (E), the measuring point being at least approximately at one of the intersections of the edge or the ring with the solder going through the center of the circle of the edge or the ring to the plane (E), and with regard to its distance from the plane (E) being as rigid as possible with the optical one Unit ( 1 ) or its components is connected, and
the second unit ( 15-2 ) is a reference body with at least one approximately circular edge or ring, which lies at least approximately in the plane defined by the circular path (K) of the point (P), and is as rigid as possible the second optical unit ( 2 ) or its components is connected. 6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung (15) aus einer ersten und einer zweiten Einheit besteht, wobei
die erste Einheit eine Meßeinrichtung ist, mittels welcher der Abstand oder die Abweichung des Abstandes von einem Soll­ abstand der zylinderförmigen Fläche von einem Punkt gemessen wird, welcher auf einer Geraden liegt, die senkrecht zur Ebe­ ne (E) steht und in der Ebene der Kreisbahn (K) des Punktes (P) liegt, und im Hinblick auf ihren Abstand zur Ebene (E) möglichst steif mit der ersten optischen Einheit (1) oder de­ ren Komponenten verbunden ist, und
die zweite Einheit ein Referenzkörper mit einer zumindest an­ nähernd zylinderförmigen Fläche ist, deren Symmetrieachse möglichst parallel und höchstens in einem kleinen Abstand von der Drehachse (D) der zweiten optischen Einheit (2) liegt, und möglichst steif mit der zweiten optischen Einheit (2) oder deren Komponenten verbunden ist.6. Device according to claim 2, characterized in that the second measuring device ( 15 ) consists of a first and a second unit, wherein
the first unit is a measuring device by means of which the distance or the deviation of the distance from a target distance of the cylindrical surface is measured from a point which lies on a straight line which is perpendicular to the plane (E) and in the plane of the circular path (K) of the point (P), and with regard to their distance from the plane (E) is as rigid as possible to the first optical unit ( 1 ) or its components, and
the second unit is a reference body with an at least approximately cylindrical surface, the axis of symmetry of which is as parallel as possible and at most a small distance from the axis of rotation (D) of the second optical unit ( 2 ), and as rigid as possible with the second optical unit ( 2 ) or whose components are connected. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzkörper (76) zur fortlaufenden Kalibrierung der Empfindlichkeit der zweiten Meßeinrichtung (15) eine oder mehrere Stufen (78) vorgegebener Höhe auf­ weist.7. Device according to one of claims 5 or 6, characterized in that the reference body ( 76 ) for continuous calibration of the sensitivity of the second measuring device ( 15 ) has one or more steps ( 78 ) of predetermined height. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Vermessen des Referenzkörpers die zweite Meßeinrichtung (15) zwei diametral gegenüber liegende Meß- Abtaststellen aufweist.8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that for measuring the reference body, the second measuring device ( 15 ) has two diametrically opposite measuring sampling points. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Referenzkörper im montierten Zustand bei einer Drehbewegung um die Drehachse (D) so nachbearbeitet ist, daß eine Referenzkante, ein Referenzring oder eine Refe­ renzfläche bei einer Drehbewegung um die Drehachse (D) eine von einer idealen Kreisbahn möglichst gering abweichende Be­ wegung ausführt.9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized ge indicates that the reference body in the assembled state reworked when rotating around the axis of rotation (D) is that a reference edge, a reference ring or a Refe boundary surface when rotating around the axis of rotation (D) Be as little as possible deviating from an ideal circular path movement executes. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Referenzkörper aus formstabilem Materi­ al hergestellt ist, welches zum direkten Anbringen an den Komponenten der zweiten optischen Einheit (2) den gleichen oder annähernd gleichen thermischen Ausdehnungskoeffiziente­ nen wie diese Komponenten hat.10. Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the reference body is made of dimensionally stable materi al, which for direct attachment to the components of the second optical unit ( 2 ) has the same or approximately the same thermal expansion coefficient as these components Has. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Referenzkörper einen möglichst geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat.11. Device according to one of claims 5 to 9, characterized ge indicates that the reference body has the lowest possible has coefficient of thermal expansion. 12. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung (15) eine Lichtschranke, bestehend aus einer Lichtquelle (85) und einem Detektor (83), aufweist, und ein Referenzkörper (80) zwischen Lichtquelle (85) und De­ tektor (83) angeordnet ist, wobei der Lichtfluß von der Lichtquelle (85) zum Detektor (83) teilweise vom Referenzkörper (80) so unterbrochen wird, daß die auf den Detektor (83) auftreffende Lichtleistung in einem funktionalen Zusammenhang zu der zu messenden Größe steht, und das Ausgangssignal des Detektors (83) das Maß für die zu messende Größe ist. 12. The device according to claim 2, characterized in that the second measuring device ( 15 ) has a light barrier consisting of a light source ( 85 ) and a detector ( 83 ), and a reference body ( 80 ) between the light source ( 85 ) and De detector ( 83 ) is arranged, the flow of light from the light source ( 85 ) to the detector ( 83 ) being partially interrupted by the reference body ( 80 ) so that the light output incident on the detector ( 83 ) is functionally related to the quantity to be measured , and the output signal of the detector ( 83 ) is the measure of the quantity to be measured. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor der Lichtschranke aus zwei Einzeldetektoren(82, 83) besteht, wobei
der Lichtfluß von der Lichtquelle (85) zum Detektor (83) vom Referenzkörper (80) teilweise unterbrochen wird,
der Lichtfluß von der Lichtquelle (85) zum Detektor (82) vom Referenzkörper (89) nicht beeinflußt wird, und
die Lichtleistung der Lichtquelle elektronisch so geregelt ist, daß das Ausgangssignal des Detektors (82) einen vorgege­ benen Wert annimmt.13. The device according to claim 12, characterized in that the detector of the light barrier consists of two individual detectors ( 82 , 83 ), wherein
the light flow from the light source ( 85 ) to the detector ( 83 ) from the reference body ( 80 ) is partially interrupted,
the light flow from the light source ( 85 ) to the detector ( 82 ) is not influenced by the reference body ( 89 ), and
the light output of the light source is electronically controlled so that the output signal of the detector ( 82 ) assumes a pregiven value. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Einzeldetektoren (82, 83) auf einem Sensorchip integriert sind.14. Device according to claim 13, characterized in that the two individual detectors ( 82 , 83 ) are integrated on a sensor chip. 15. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Meßeinrichtung (16) eine inkrementale Winkel­ meßeinrichtung ist, welche einen Referenzkörper sowie zwei Abtasteinheiten (72, 74) mit zugehöriger Auswerteelektronik aufweist, wobei
die Winkelmeßeinrichtung so ausgelegt ist, daß der von den Abtasteinheiten (72, 74) gemessene inkrementale Drehwinkel dw entsprechend einem festen Proportionalitätsfaktor kwl propor­ tional zur Länge dl des an der Abtaststelle vorbeibewegten Teils des Referenzkörpers ist, wobei gilt: dw = kwl.dl, und die beiden Abtaststellen annähernd in der Ebene der Kreisbahn (K) des Punktes (P) und auf einer Geraden liegen, welche pa­ rallel zur Ebene (E) verläuft und die Drehachse (D) schnei­ det, und annähernd den gleichen Abstand zur Drehachse (D) ha­ ben, wobei
zum Berechnen der optischen Wegdifferenz (s) das arithmeti­ sche Mittel der von den beiden Abtasteinheiten (72, 74) ge­ messene Drehwinkel gebildet, und die Abweichung (dd) des Punktes (P) von der Kreisbahn (K) aus den beiden Drehwinkeln (w1 und w2) der Abtasteinheiten (72, 74) berechnet wird nach der Gleichung
dd = (w1 - w2)/(2.kwl)
sowie zur Verbesserung der Ortsauflösung mehrere berechnete Abweichungen (dd) zeitlich gemittelt werden können.15. Device according to claim 3, characterized in
that the third measuring device ( 16 ) is an incremental angle measuring device which has a reference body and two scanning units ( 72 , 74 ) with associated evaluation electronics, wherein
the angle measuring device is designed such that the incremental angle of rotation dw measured by the scanning units ( 72 , 74 ) is proportional to the length dl of the part of the reference body which is moved past the scanning point, corresponding to a fixed proportionality factor kw, where: dw = kwl.dl, and the two scanning points lie approximately in the plane of the circular path (K) of the point (P) and on a straight line which runs parallel to the plane (E) and intersects the axis of rotation (D), and approximately the same distance from the axis of rotation (D ) have, whereby
to calculate the optical path difference (s), the arithmetic mean of the angle of rotation measured by the two scanning units ( 72 , 74 ) and the deviation (dd) of the point (P) from the circular path (K) from the two angles of rotation (w1 and w2) of the scanning units ( 72 , 74 ) is calculated according to the equation
dd = (w1 - w2) / (2.kwl)
and to improve the spatial resolution, several calculated deviations (dd) can be averaged over time. 16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Welle (8) so gelagert ist, daß sie steif gegenüber äußeren Kräften und Momenten ist.16. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shaft ( 8 ) is mounted so that it is stiff against external forces and moments. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein möglichst steif mit der Welle verbunde­ ner Antrieb (64, 65) eine Drehung der Welle (8) um die Dreh­ achse (D) mit konstanter Drehgeschwindigkeit oder einen zeit­ lichen Verlauf der Drehgeschwindigkeit bewirkt, welcher für zumindest einen Teil des Drehwinkelbereichs einer Umdrehung einen zumindest annähernd zeitlinearen Verlauf der optischen Wegdifferenz (s) zur Folge hat.17. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a stiffly connected to the shaft ner drive ( 64 , 65 ) a rotation of the shaft ( 8 ) about the axis of rotation (D) at a constant rotational speed or a time Lichen course of the rotational speed, which has an at least approximately time-linear course of the optical path difference (s) for at least part of the rotation angle range of a revolution. 18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch zwei als Träger für die Komponenten der ersten optischen Einheit (1) vorgesehene Platten (30, 31), welche über parallel zueinander angeordnete Abstandshalter (32) so miteinander verbunden sind, daß sich die Komponenten der er­ sten optischen Einheit (1) zwischen den beiden Platten (30, 31) oder an den Stirnseiten der beiden Platten befinden.18. Device according to one of claims 1 to 3, characterized by two plates ( 30 , 31 ) provided as carriers for the components of the first optical unit ( 1 ), which are connected to one another via spacers ( 32 ) arranged parallel to one another in such a way that the components of the most optical unit ( 1 ) are located between the two plates ( 30 , 31 ) or on the end faces of the two plates. 19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kollimierungsoptik (33) und eine Bündelungsoptik (34) des Interferometers, eine Eingangsblende (40) und ein Detek­ torträger (41) mit den Trägerplatten (30, 31) verbunden sind. 19. The device according to claim 18, characterized in that a collimation optics ( 33 ) and a bundling optics ( 34 ) of the interferometer, an input aperture ( 40 ) and a detector gate carrier ( 41 ) are connected to the carrier plates ( 30 , 31 ). 20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel ein sehr dünn auf­ gebrachtes Klebemittel dient.20. Device according to one of claims 18 or 19, characterized characterized in that a very thin connection means brought adhesive serves. 21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die verklebten Flächen der optischen Kom­ ponenten vorzugsweise senkrecht zu den optischen Flächen der optischen Komponenten sind.21. Device according to one of claims 18 to 20, characterized characterized in that the bonded surfaces of the optical com components preferably perpendicular to the optical surfaces of the are optical components. 22. Einrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 21, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trägerplatten (30, 31), die Abstands­ halter (32), die Eingangsblende (40), der Detektorträger (41) und das dazwischen aufgebrachte Klebemittel den gleichen, möglichst kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizientenen wie die miteinander zu verbindenden Komponenten haben.22. Device according to claims 18 to 21, characterized in that the carrier plates ( 30 , 31 ), the spacer ( 32 ), the input panel ( 40 ), the detector carrier ( 41 ) and the adhesive applied in between the same, if possible have small thermal expansion coefficients such as the components to be connected. 23. Einrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Komponenten mittels Klebeschablonen oder mittels mit Hilfe eines Laser­ strahls und/oder eines von einem Interferometer erzeugten In­ terferogramms einstellbaren Justiervorrichtungen justierbar sind.23. Device according to claims 18 to 22, characterized ge indicates that the components to be connected using adhesive templates or using a laser beam and / or an In generated by an interferometer terferogram adjustable adjusters adjustable are. 24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite optische Einheit (2) steif mit der Welle (8) und mit einem Trägerkörper (51) verbunden ist, welche den gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die optische Einheit (2) haben und der Trägerkörper (51) mit­ tels eines Klebstoffrings (53) der Breite dk mit einer kreis­ zylinderförmigen Fläche der Welle (8) verbunden ist, wobei die Breite dk des Klebstoffrings (53) und der thermische Aus­ dehnungskoeffizient ktk des Klebemittels, der thermische Aus­ dehnungskoeffizient kt1 und der Radius r1 der zylinderförmi­ gen Fläche des Trägerkörpers (51) sowie der thermische Aus­ dehnungskoeffizient kt2 und der Radius r2 der zylinderförmigen Fläche der Welle (8) so aneinander angepaßt sind, daß gilt:
dk.ktk + r1.kt1 = r2.kt2.24. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the second optical unit ( 2 ) is rigidly connected to the shaft ( 8 ) and to a carrier body ( 51 ) which has the same thermal expansion coefficient as the optical unit ( 2nd ) and the carrier body ( 51 ) by means of an adhesive ring ( 53 ) of width dk is connected to a circular cylindrical surface of the shaft ( 8 ), the width dk of the adhesive ring ( 53 ) and the thermal expansion coefficient ktk of the adhesive The thermal expansion coefficient kt1 and the radius r1 of the cylindrical surface of the support body ( 51 ) and the thermal expansion coefficient kt2 and the radius r2 of the cylindrical surface of the shaft ( 8 ) are matched to one another such that:
dk.ktk + r1.kt1 = r2.kt2. 25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (51) vorzugsweise auch als Referenzkörper zum Messen der Abweichung des Punktes (P) von einer idealen Kreisbahn (K) ausgelegt ist.25. The device according to claim 24, characterized in that the carrier body ( 51 ) is preferably also designed as a reference body for measuring the deviation of the point (P) from an ideal circular path (K). 26. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzkörper vorzugsweise zum Messen der Abweichung (dd) des Punktes (P) von dessen idealen Kreisbahn (K) direkt an dem Trägerkörper (51) angebracht ist.26. The device according to claim 24, characterized in that the reference body is preferably attached directly to the carrier body ( 51 ) for measuring the deviation (dd) of the point (P) from its ideal circular path (K).