DE3029716C2

DE3029716C2 - Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Aufrechterhaltung einer Justage der Deckung und der relativen Phasenlage von Lichtstrahlen in einem für den Ultraschallempfang benutzten optischen Interferometer

Info

Publication number: DE3029716C2
Application number: DE3029716A
Authority: DE
Inventors: Wolf Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Bickel; Walter Dipl.-Ing. Kaule; Erik Dipl.-Phys. Dr. 5000 Köln Primbsch
Original assignee: Krautkraemer GmbH and Co
Current assignee: Krautkraemer GmbH
Priority date: 1980-08-06
Filing date: 1980-08-06
Publication date: 1985-05-15
Also published as: JPS5763409A; US4379633A; DE3029716A1; JPS6322258B2

Description

— daß ein erster Spiegel, Prisma oder teildurchlässiger Spiegel (21) vorhanden und derart zwischen dem Laser (3) und dem Werkstück (1) angeordnet ist, daß er aus dem Lichtstrahl des Lasers (3) einen Teilstrahl als Kontrollstrahl (4) abspaltet.

— daß ein weilerer Spiegel oder Prisma (26) derart angeordnet ist, daß er den Kontrollstrahl (4) in Richtung zum Meßstrahl (5) führt,

— daß ein rokussierenues erstes optisches System (14) im Strahlengang des Kontrollstrahls (4) derart angeordnet ist, daß es den parallelen Kontrollstrahl (4) so fokussiert, daß sein Brennpunkt nahe oder in der Hauptebene eines zweiten optischen Systems (15) liegt, wobei das zweile optische System (15) die Eintrittsoptik des lnterfereometers ist,

— daß ein weiterer Spiegel, Prisma oder teildurchlässiger Spiegel (17) vorhanden ist und den Kontrollstrahl (4) in den Strahlengang des Meßstrahls (5) einblendet,

— daß ein weiterer Spiegel, Prisma oder teildurchlässiger Spiegel (18) im Interferometer derart angeordnet ist, daß er aus dem Strahlengang» des Interferometers vor der für die Messung benutzten Fotozelle (10) den Kontroiistrahl abspaltet,

J-O E7—* 1_A»~I.» IC- CL. £-1 I 1 Ι—Λ

XJfXU I UtUUtIbMUI CII \Ua, XJL/, UL/ rXJl tiailUCIl 3II1U, die im Gesichtsfeld des abgespalteten Kontrollstrahls (4) an mindestens 3 verschiedenen Orten Helligkeitswerte in elektrische Signalwerte umwandeln,

— daß elektronische Regelverstärker (23a, 23b, 73c) vorhanden sind, denen die elektrischen Signalwerte von den Fotodetektoren (6a. 6b, 6c) zugeführt werden und die Regelwerte für nachgeschaltete Stellelemente (7a, 7b. 7c)erzeugen.

— daß die Stellelemente (7a, 7b, 7c) mindestens ein optisches Element (8) von den optischen Elementen (8, 11), die im Interferometer Teile des Strahlenganges bestimmen, tragen,

— daß die Fotodetektoren (6a, 6b, 6c), die Regelverstärker (23a, 236,23c) und die Stellelemente (7a, 7b, 7c) so geschaltet sind, daß die Nachstellung des optischen Elementes (8) derart erfolgt, daß Abweichungen vom Helligkeitssollwert am Ort eines Fotodetektors (6a, 66,6c) ausgeregelt werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8,9,11,12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellelemente (7a, 76, Tc) piezoelektrische Stellelemente sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Aufrechterhaltung einer Justage der Deckung und der relativen Phasenlage von Lichtstrahlen im Ge-

63 sichtsfeld eines Interferometers, wobei Lichtstrahlen eines Laser auf den verschiedenen optischen Wegen im Interferometer, in der Größenordnung einer halben Schwingungsdauer einer Ultraschallschwingung, relativ zueinander zeitverzögert werden, so daß sie die für die Gewinnung einer Amplitudenmodulation aus einem mit Ultraschallschwingungen frequenzmodulierten Meßstrahl notwendige Interferenzbedingung erfüllen. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Wird in einem zu prüfenden Werkstück eine Ultraschallwelle erzeugt, dann ist ihre Ausbreitung im Werkstück an den Stellen gestört, die andere akustische Eigenschaften besitzen als die Umgebung. Solche Stellen können z. B. Fremdeinschlüsse, Materialtrennungen, Gefügeänderungen usw. sein. An der Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes wird in jedem Falle ein Ultraschallwellenrelief vorhanden sein, das Informationen aus dem Inneren des Werkstuckes enthalt, ts ist bekannt, die unterschiedlichen Schalldrucke in diesem Ultraschallwellenrelief mit Prüfköpfen, das sind allgemein elektroakustische Wandler, abzutasten, in elektrische Signalspannungen umzuwandeln und aus dem zeitlichen Verlauf dieser Spannungen oder nur aus ihrer Amplitude einen Befund über das zu prüfende Werkstück zu bilden.

Zur Abtastung des Ultraschallwellenreliefs sind auch berührungslos arbeitende optische Verfahren bekannt, z. B. optische Interferometeranordnungen, wie in dem Buch »Werkstoffprüfung mit Ultraschall« von J. und H. Krautkrämer. 3. Auflage 1975, erschienen im Springer-Verlag. Berlin, Heidelberg, New-York, auf den Seiten 162-170, insbesondere auf den Seiten 168-170, beschrieben. Ebenfalls sind aus der DE-OS 24 57 253 und aus der DE-OS 28 18 166 ein derartiges Verfahren und eine spezielle Vorrichtung dafür bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche des Werkstückes, von der die Schallwellen empfangen werden soücn, rna einfarbigem Licht, z. B. aus einem Laser (oftmals ein frequenzstabilisierter Einmodenlaser), beleuchtet. Das an der Oberfläche des Werkstückes reflektierte bzw gestreute Laserlicht ist durch den Dopplereffekt infolge der Ultraschallschwingungen der Werkstückoberfläche frequenzmoduliert. In Interferometeranordnungen wird diese Frequenzmodulation in Helligkeitsschwankungen (Amplitudenmodulation) umgewandelt und in Fotodetektoren in elektrische Signalspannungen umgesetzt, die z. B. auf einem Kathodenstrahloszilloskop angezeigt und zur Befundbildung herangezogen werden.

In einer derartigen Interferometeranordnung wird allgemein der eintretende Lichtstrahl aufgespalten, über 2 optisch verschieden lange Wege durch das Interferometer geführt und wieder vereinigt. Nach Wiedervereinigung der beiden Lichtstrahlen kann man erreichen, daß in dem Gesichtsfeld des Interferometers Dunkelheit, maximale Helligkeit oder eine mittlere Helligkeit je nach relativer Phasenlage vorhanden ist Ist das in das Interferometer eintretende Licht nun mit der Frequenz der Ultraschallwelle moduliert und auf einem Weg um eine Zeit verzögert, die ungefähr der halben Schwingungsdauer der Ultraschallwelle entspricht, so wird die Helligkeit im Gesichtsfeld des Interferometers mit dieser Ultraschallfrequenz schwanken. Hier angeordnete Fotcdetektoren geben also eine elektrische Signalspannung ab, in deren zeitlichen Verlauf diese Helligkeitsschwankungen enthalten sind.

Nachteilig bei diesen Interferometeranordnungen ist es, daß — ζ. B. durch thermische Einflüsse — die optischen Wege der Interferometeranne beeinflußt werden

und beim Impulsbetrieb des Lasers seine Frequenz durch die wechselnde thermische Beanspruchung nicht konstant bleibt. Kommen durch diese Instabilitäten die über verschiedene Wege geführten Lichtstrahlen nicht mehr entsprechend zur Deckung, dann entsteht im Gesichtsfeld ein störendes Interferenzmuster oder wird auf den verschiedenen optischen Wegen im Interferometer das Verhältnis uer Laufzeiten gelöst, dann hat das eine Änderung der Grundhelligkeit im Gesichtsfels zur Folge·

Es treten durch diese Ströungen in der Regel im Gesichtsfeld sowohl Interferenzmuster als auch zeitliche Helligkeitsschwankungen auf. Zur Vermeidung dieser Fehler muß nicht nur das Interferometeter vor der Messung einjustiert werden, sondern das Gesichtsfeld ist ständig visuell zu überwachen, wobei dann manuell mindestens ein optisches Element — z. B. ein Spiegel — im Interferometer ständig nachgestellt werden muß, um die justage aufrechtzuerhalten.

Es ist auch bekannt, bei Interferometer-Anordnungen Spiegel mit piezoelektrischen Stellern zu bewegen.

So wird z. B. in der DE-OS 20 27 983 für Interferometern, die mit gegensinnig zirkulär polarisiertem Licht arbeiten zur Fehlerkompensation, ein schwingendes piezoelektrisches Element mit einem Spiegel verwendet. Es ist hierbei nachteilig, daß ein zusätzliches Interferometer oder aufwendiges Meßinstrumente notwendig sind und diese Fehlerkompensation nur für in den Strahlengängen gegensinnig zirkulär polarisiertes Licht anwendbar ist.

Aus der DE-OS 23 09 698 ist bekannt, zur Feinregulierung und Stabilisierung in einem Längenbereich kleiner als die Lichtwellenlänge, einen Interferometerspiegel in Schritten, die um Größenordnungen kleiner sind als die Lichtwellenlänge, zu bewegen. Hierzu wird auch ein piezoelektrisches Element benutzt. Dieses Verfahren basiert auf ein digitales Auszählen der Meßwerte und gibt keinen Anhalt dafür, wie ein Interferometer für den Ultraschallempfang stabilisiert werden kann.

Weiterhin ist aus der US-PS 40 53 231 bekannt, im Gesichtsfeld eines Interferometers Fotodioden anzuordnen, die über piezoelektrische Elemente einen Spiegel zu Korrekturzwecken bewegen.

Auch aus der DE-OS 25 18 197 ist bekannt, mit zwei Fotodetektoren komplementäre Signale zu erzeugen, die über einen Spiegel und piezoelektrischen Elementen eine Phasennachführung innerhalb der Lichtwellenlänge zu erreichen versuchen.

Diese Schriften geben lediglich an. daß man für Korrekturzwecke im Gesichtsfeld Fotodetektoren anordnen kann und mit den Fotodetektor-Signalen über piezoelektrische Elemente einen Spiegel bewegen kann.

Die genannten Verfahren und Vorrichtungen geben jedoch keine Anregungen dafür an, wie Störeinflüsse bei einem optischen Interferometer für den Ultraschallempfang kompensiert werden können.

Mit einem optischen Interferometer der eingangs erwähnten Art zum Empfang von Ultraschallwellen wird ein frequenzmoduliertes Laserlioht empfangen, wobei über unterschiedliche Interferometerarmlängen ein Teilstrahl in der Größenordnung einer halben Ultraschallperiodendauer verzögert wird. Die Verzögerung des einen Teilstrahles im Verhältnis zum unverzögerten Teilstrahl, muß hierbei konstant (:ehalten werden, pie bekannten Kompensationsverfahren aber haben den Nachteil, daß sie nur für einfache Längeniwssungen ausgelegt sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine erisuf eines

Vorrichtung anzugeben, so daß Verstellungen optischer Interferometerelemente kompensiert werden und eine einmal vorgenommene Justage auch während des Betriebes durch einen automatisch arbeitenden Steuermechanismus aufrechterhalten wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1,5,6,8,9,11,12,13 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele und mit Hilfe der Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für ein Interferometer nach dem Michelson-Prinzip,

Fig.2 eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens für ein Interferometer nach dem Mach-Zehnder-Prinzip,

F i g. 3 den zeitabhängigen intensität:

gepulsten Lasers,

Fig.4 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für ein Interferometer nach dem Michelson-Prinzip mit optischen Verschlüssen, F i g. 5 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für ein Interferometer mit 2 fokussierenden Systemen,

F i g. 6 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für ein Interferometer mit 3 fokussierenden Systemen,

F i g. 7 ein Blockbild einer Schaltung zur Steuerung der Stellelemente durch die Fotodetektoren.

Die Oberfläche 2 eines schallmäßig zu untersuchenden Werkstückes 1 wird von einem Laser 3 — dieser kann im Dauerstrich arbeiten oder gepulst werden — beleuchtet. Ein kleiner Anteil dieses Lichtstrahles wird zwischen dem Laser 3 und Werkstück 1 mit einem Spiegel, Prisma oder teildurchlässigen Spiegel ausgeblendet und als vom Werkstück unbeeinflußter Kontrollstrahl 4 zur Kompensation von Änderungen im Interferometer benutzt. Der Kontrollstrahl 4 wird in den Meßstrahl 5 eingeblendet, wobei als Meßstrahl der Strandes Streulichtes von der Oberfläche 2 zu verstehen ist. der in das Interferometer eintritt und zur Messung benutzt wird. Der Meßstrahl enthält die Informationen aus dem Ultraschallwellenrelief der Oberfläche 2 des Werkstückes 1. Der Kontrollstrahl dagegen ist ungestört durch die Schwingung der Werkstoffoberfläche, da er dem Laser direkt entnommen wird. Der Meßstrahl und der Kontrollstrahl durchlaufen dieselben optischen Wege im Interferometer. In den Figuren geben die ausgefüllten Pfeilspitzen die Ausbreitungsrichtung des Meßstrahls und die offenen Pfeilspitzen die des Kontrollstrahles an. Ändern Interferometerelemente, z. B. der Spiegel 11, ihre Lage, so werden die Interferenzbedingungen im Gesichtsfeld gestört Wird z.B. der Spiegel 11 axial versetzt, jedoch ohne zu kippen, z. B. durch Erschütterungen oder durch thermische Längenänderungen von Interferometerarrnen, so ändert sich damit auch die Relation der Laufzeiten im Interferometer, was für den Meßstrahl eine Änderung der Interferenzbedingung und damit eine Änderung des Arbeitspunktes bzgl. der Umwandlung der Frequenzmodulation des Meßstrahls in eine Amplitudenmodulation bedeutet. Es ist bei Verwendung eines Interferometers für den Ultrasch&ilempi"ang von grundlegender Bedeutung, daß dieser Arbeitspunkt, d. h. die Interferenzbedingung zwischen den um ca. eine halbe Ultraschallschwingungsdauer verzögerten Lichtstrahl auf dem einen optischen Weg zum beina-

he nichtverzögerten Lichtstrahl auf dem anderen optischen Weg, konstant bleibt. Im Gesichtsfeld des Interferometers int ein Fotodetektor 10 angeordnet, der die an seinem Ort vorhandene zeitabhängige Lichtintensität in eine elektrische Signalgrößc, z. B. eine elektrische Spannung, umwandelt. Bei den Verfahren und Anordnungen entsprechend der F i g. 1,2 und 4 ist das Gesichtsfeld für die Messung ortsunabhängig im Bereich der wiedervereinigten Strahlengänge, da nur achsenparalleles Streulicht von der Werkstückoberfläche 2 ausgewertet wird. Für den Fall, daß ein divergentes Streustrahlenbündel des Streulichtes mit fokussierendem optischen System, wie Sammellinsen, ausgewertet wird (Fig. 5 und 6), ist das entsprechende Gesichtsfeld die Fläche in der die Werkstückoberfläche abgebildet wird.

Der nichtfrequenzmodulierte Kontrollstrahl unterliegt der gleichen Verschiebung seiner Interferenzbedingung, wodurch auch für den Kontrollstrahl genauso iViC lUr ucfi Wcusifäni uic f iciiigkcii ini vjCMcniMciu geändert wird. Diese Helligkeitsänderung wird zur Nachstellung von Interferometerelementen, die in der Lage sind, diese Helligkeitsänderung rückgängig zu machen, z. B. der Spiegel 8. benutzt.

Hierzu wird ein Fotodetektor 6a usw. im Gesichtsfeld des Kontrollsirahls angeordnet, der eine elektrische Spannung über einen elektronischen Verstärker 23a usw. nach allgemein bekannten Regel- und Steuerungsverfahren an ein Stellelement Ta usw. — z. B. ein piezoelektrisches Stellelement — abgibt. Wird jedoch ein Inierferometerelement, z. B. der Spiegel 11, durch die störenden Einflüsse gekippt, dann wird von diesem Spiegel der Lichtstrahl nicht mehr in sich selbst oder in eine Soll-Richtung reflektiert. Es ist dann notwendig, diesen Spiegel oder aber zur Kompensation einen anderen Spiegel, z. B. den Spiegel 8, so zu kippen, daß die Strahlen mindestens im Gesichtsfeld wieder parallel verlaufen oder ihre Soünchtung aufweisen. Hierzu ist es notwendig, daß ein entsprechendes optisches Element im Interferometer, in diesem Beispiel der Spiegel 8 auf 3 piezoelektrischen Stellelementen aufgesetzt wird. Das Kippen eines Spiegels oder eines anderen Interferometerelementes würde im Gesichtsfeld des Interferometers ein Streifenmuster erzeugen, wodurch die 3 Fotodetektoren 6a, 66,6c, die jeweils über elektronische Verstärker 23a, 236,23c mit den entsprechenden piezoelektrischen Stellelementen 7a, 76, 7c verbunden sind, unterschiedliche Signalspannungen abgeben, so daß die 3 piezoelektrischen Stellelemente sich in ihrer Länge unterschiedlich einstellen, und damit den Spiegel 8 gegenkippen, bis das Gesichtsfeld wieder die vorgegebene Helligkeit aufweist Da der Kontrollstrahl eine mindestens vergleichbare aber oft eine wesentlich höhere Intensität hat als der Meßstrahl, darf der Kontrollstrahl nicht während der Meßphase auf den Fotodetektor 10, der in der Gesichtsfeldebene des Meßstrahls die zu messenden Helligkeitsschwankungen in elektrische Spannungswerte umwandelt, gelangen.

Bei einem Interferometer 9 mit einem Strahlengang entsprechend dem Michelson-Interferometer, wie in F i g. 1 dargestellt, wird beispielsweise der Kontrollstrahl durch optische Verschlüsse, z. B. Pockelszellen, außerhalb der Meßzeit eingeblendet In der F i g. 3 ist ein prinzipieller Intensitäts-Zeitverlauf für einen gepulsten Laser skizziert Entsprechend diesem Zeitverlauf wird nach Abklingen der Einschwingungstöningen des Lasers die amplitudenmodulierte Spannung aus dem Fotodetektor 10 für die Dauer der Meßzeit t_m, die aus der Ultraschallprüfproblematik gegeben ist z. B. mit elektronischen Mitteln an eine Auswerteeinrichtung, das kann ein Kathodenstrahloszilloskop sein, geschaltet. Im Anschluß an die Zeit t_m öffnet der optische Verschluß 12, z. B. eine Pockelszelle, für die Zeitdauer f* und läßt den "Kontrollstrahl 4 passieren, so daß c~ wie bereits geschildert, in den Meßstrahl eingeblendet wird. Ein weiterer optischer Verschluß 13 verhindert den Eintritt des Meßlichtstrahles in die Fotodetektoranordnung 6a. 66,6c während der Meßzeit t_m.

Die Steuerung der Stellelemente 7a, 76, 7c erfolgt innerhalb der Kontrollzeit /* und der eingestellte Zustand bleibt für die folgende Meßzeit t_m bestehen, dann erfolgt während r*. falls zwischenzeitlich Abweichungen aufgetreten sind, wieder eine Korrektur usw.
Das zeitliche Einblenden der Lichtstrahlen kann auch so erfolgen, daß der Meßstrahl 5 und der Kontrollsti ahl 4 zeitlich getaktet, also nacheinander die optischen Wege des Interferometers durchlaufen. Das hat den Vorteil. daS jeweils nur ein Strahl vun dem anderen ungestört in der Meßanordnung vorhanden ist. So können entsprechend der Γ i g. 4 z. B. elektronisch geschaltete Pockelszellen als Verschlüsse in der Meßzeit t_m den Laserstrahl für die Beleuchtung der Werkstückoberfläche 2 freigaben, d. h. die Zelle 12a wird geöffnet, und den Kontrollstrahl 4 sperren, d. h. die Zelle 126 ist geschlossen. Für die Kontrollzeit i* wird dann die Pockelszelle 12a gesperrt und die Pockelszelle 126 geöffnet. Ebenso kann auch das Ausblenden getaktet werden, in dem für die Zeit i_m die Pockelszelle 13a den Meßstrahl in den Fotodetektor 10 eintreten läßt, also geöffnet ist, während die Pockelszelle 136 geschlossen ist und in der Kontrollzeit tk die Pockelszelle 13a geschlossen ist und 136 die Beleuchtung der steuernden Fotodetektoren 6a bis 6c freigibt Eine elektronische Sperre sorgt dafür, daß außerhalb der Zeiten i* keine Steuerung der piezoelektrischen Stellelemente erfolgen kann.

St^att d**s Einsatzes von optischen Verschlüssen ζ Η Pockelszellen, zum getakteten Ausblenden des Meßstrahls für die Beleuchtung des Fotodetektors 10 und des Kontrollstrahls für die Beleuchtung der Diodenanordnung 6a bis 6c können auch die den Fotodetektoren 10 bzw. 6a bis 6c nachgeschalteten elektronischen Schaltkreise elektronisch gesperrt und freigege .-en werden.

Bei einem Interferometer 9a der Fig.2 mit einem Strahlengang entsprechend dem Mach-Zehnder-Interferometer, können der Meßstrahl 5 und der Kontrollstrahl 4 das Interferometer gleichzeitig durchlaufen, wenn man beide Strahlen in entgegengesetzter Laufrichtung durch das Interferometer führt Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Strahlen getrennt auszukoppeln, wodurch eine zeitliche Taktung von Meßstrahl und Kontrollstrahl nicht notwendig ist Veränderungen in den Interferometerarmen wirken sich demzufolge auch hier in gleicher Weise auf beide Strahlen aus, wie es bereits beim Interferometer mit einem Strahlengang entsprechend dem Michelson-Interferometer 9 beschrieben wurde.

Werden im Interferometer fokussierende optische Systeme eingesetzt, um z. B. nicht nur auf achsennahe parallele Streustrahlen von der Werkstückoberfläche angewiesen zu sein, wie es z. B. in der deutschen Offenlegungsschrift OS 28 18 166 beschrieben ist kann zur Führung des Meß- und Kontrollstrahles auf gemeinsa-πιεπ Wegen durch das Interferometer und zur Ausblendung des Kontrollstrahles der Unterschied in der Geometrie der Strahlengänge beider Strahlen ausgenutzt werden. Hierzu ist es notwendig, daß ein Brennpunkt

des Kontrollstrahles in oder zumindestens so nahe an einer jeweiligen Hauptebene eines den Meßstrahl fokussierenden Systems liegt daß der Strahlengang des Kontrollstrahles nicht oder nur unwesentlich durch das fokussierende System beeinflußt wird und der Kontrollstrahl ohne wesentliche Abschattung des Meßstrahles ausgeblendet werden kann. Das erfordert, daß zur Ausblendung, aber auch zur Einblendung, des Kontrollstrahles kleinflächige spiegelnde optische Elemente am Ort dieses Brennpunktes oder zumindestens sehr nahe an diesem angeordnet werden.

In einem Beispiel soll das mit Hilfe der F i g. 5 für ein Interferometer nach dem Michelson-Prinzip erläutert ν erden. Für Interferometer nach dem Mach-Zehnder-Prinzip gelten die gleichen Betrachtungen. Will man ein größeres Streustrahlenbündel von der Werkstückoberfläche erfassen, dann muß man einen kleinen, vom Laser 3 beleuchteten Bereich der Werkstückoberfläche mit Hilfe von fokussierenden optischen Systemen auf dem Fotodetektor 10 abbilden.

riicfuci SiFlU 5ÖWÖU1 uic L-auiZciiL/CuirigUngcn ΐϋΓ uic

Verzögerung entsprechend der Ultraschallfrequenz als auch die Bedingungen für die geometrische Abbildung zu berücksichtigen, hierauf sei an dieser Stelle nicht näher eingegangen, da das in der Offenlegungsschrift 28 18 166 beschrieben ist. Mit einer ersten Sammellinse 15 oder einem entsprechenden optischen System wird an iiner Stelle im Interferometer, z. B. in der Reflexionsebene des Spiegels 11, em Zwischenbild 20 erzeugt und dieses Zwischenbild mit Hilfe einer zweiten Sammellinse oder eines entsprechenden optischen Systems 16 auf dem Fotodetektor 10 abgebildet Aus dem Strahl des Lasers 3 wird, wie bereits beschrieben, der parallele (ebene Wellenfronten) Kontrollstrah! 4 ausgeblendet und mit einer Sammellinse cder einem entsprechenden optischen System 14 so fokussiert, daß der Brennpunkt in der Hauptebene der Sammellinse 15 liegt, oder so nahe an der Hauptebene, daß mit einem sehr kleinflächigen Spiegel oder Prisma 17. das den in das Interferometer eintretenden Meßstrahl 5 nicht störend abblendet. der Kontrollstrahl in den Meßstrahl eingeblendet wird. Wird hierbei der Brennpunkt des Kontrollstrahls nahe genug an die Hauptebene der Linse 15 gelegt, so wird der öffnungswinkel des sich nach dem Brennpunkt aufweitenden Kontrollstrahls nicht oder nur unwesentlich verringert. Der Kontrollstrahl durchläuft gleichzeitig mit dem Meßstrahl dieselben Wege im Interferometer in gleicher Richtung. In der F i g. 5 .st nur ein Interferometerweg gezeichnet, der zweite Interferometc-weg (zweiter Interferometerarm) ist nur angedeutet.

Da der Kontrollstrahl divergent in die Linse 16 eintritt, wird er in einem Brervipunkt vor dem Fotodetektor 10, der allgemein in einer Bildebene des Interferometers angeordnet ist. fokussiert. An dieser Stelle wird wieder ein sehr kleiner Umlenkspiegel oder Umlenkprisma 18 zur Ausblendung des Kontrollstrahls angeordnet. Dieser sich nun wieder aufweitende seitlich ausgeblendete Kontrollstrahl wird nach einer Aufweitung, die der geometrischen Anordnung der Fotodetektoren 6a, 66,6c entspricht, zur Steuerung eines Interferoneter-Elementes verwendet. Da der Kontrollstrahl dieselben Wege wie der Meßstrahl durchläuft, werden seine Interferenzbedingungen bei Veränderungen im Interferometer genauso beeinflußt, wie die des Meßstrahls. Entsteht eine Wegänderung, wird die Helligkeit im gesamten Strahlquerschnitt in der Ebene von 6a, 6b. 6c geändert und es erfolgt eine axiale Nachstellung eines Intcrfcromctcr-Flcmcnlcs. Kippt ein Inicrfcromclcr-Element d. h. ändert es seine Winkellage gegenüber der entsprechenden Strahlrichtung, wird in der Ebene der Fotodetektoren 6a, 6b, 6c eine ungleichmäßige Helligkeit oder ein streifenförmiges Muster entstehen, so daß, wie bereits beschrieben, ein Interferometer-Element entsprechend gegengekippt wird.

Der Strahlengang über den längeren Interferometerarm kann optisch durch ein Medium mit entsprechendem Brechungsindex derart beeinflußt werden, daß auf beiden Spiegeln 11 und 8 Zwischenabbildungen vorhanden sind, die am Fotodetektor 10 entsprechend den Bedingungen der Interferometer-Arbeitsweise eine gemeinsame Abbildung haben. Ein derartiges Mittel zur Erzeugung von Zwischenabbildungen über optisch verschieden lange Wege ist in der bereits genannten OS 28 18 166 beschrieben.

In einer Abänderung entsprechend der F 1 g. 6 kann beispielsweise am Ort der Zwischenabbildung ein Hohlspiegel 19 angebracht werden, der nur den Kontrollstrahl fokussiert, wobei der Brennpunkt vorzugsweise an den Scheitel bzw. Hauptebene der Linse 16 geiegi wird, so daß hier der Kontrollstrahl ausgeblendet werden kann. Das kann vorteilhaft sein, wenn infolge der Strahlen-Geometrie der Brennpunkt der Linse 16 und die Abbildungs-Ebene am Fotodetektor 10 sehr nahe aneinander liegen. Statt des Hohlspiegels am Ort der Zwischenabbildung kann auch eine Sammellinse verwendet werden. I-t der Ort der 7wischenabbildung 20 ein spiegelndes Interferometer-Element, wird man vorzugsweise einen Hohlspiegel verwenden, liegt die Zwischenabbildung 20 an anderer Stelle im Strahlengang, wird eine Sammellinse notwendig oder vorteilhaft sein

Die Grundjustage und Steuerung kann beispielsweise folgendermaßen ablaufen: Treten im Gesichtsfeld des Meßstrahls 5. also in der Ebene des Fotodetektors 10. Interferenzstreifen oder Helligkeitsschwankungen durch Veränderungen von Interferometer-Elementen auf, dann erscheinen die gleichen Interferenzstreifen bzw. He'lligkeitsänderungen auch im Gesichtsfeld des Kontrollstrahls in der Ebene der Fotodetektoranordnung 6a bis 6c. Es wird zur Grundjustage zunächst die Steuerspannung der Detektoren 6a bis 6c abgeschaltet und das Interferometer manuell dadurch justiert, daß den piezoelektrischen Stellelementen Gleichspannungen zugeführt werden, die so einzustellen sind, daß im Gesichtsfeld die gewünschte Helligkeit (Arbeitspunkt) vorhanden ist und die Ausleuchtung interferenzstreifen frei ist. Nachdem diese Justage vollzogen wurde, bleiben die Gleichspannungen an den piezielektrischen Stellelc menten erhalten. Auf diese Grundspannungen werden die Steuerspannungen von den Fotodetektoren 6a bis 6c aufgeschaltet. Diese Steuerspannungen werden beispielsweise derart gewonnen, daß jede der Fotodetektoren 6a bis 6c jeweils an einem Differenzverstärker 23j bis 23cangcv hlossen ist. denen jeweils Sollspannungen als Vergleichsspannungen zugeführt werden Ist die vom Fotodetektor entsprechend der Helligkeit abgege bene Spannung gleich der Sollspannung, gibt der Differenzverstärker keine Steuerspannung an sein piezo elektrisches Stellelemem ab. Ändert sich die Helligkeit am Ort des Fotodetektors, so wird der Differenzverstärker eine Steuerspannung entsprechender Polarität an das piezoelektrische Stellelement abgeben und dieses derart verändern, daß am Eingang des Differenzverstärkers von dem entsprechenden Fotodetektor wieder die Stellspannung abgegeben wird. Dadurch wird erreicht, daß mit 3 Stcllclcmentcn an mindestens einem optischen Element des Interferometers Änderungen in den

.

optischen Wegen der Interferometerarme kompensiert
werden können. Dieser Steuervorgang mit elektrant- ||

sehen Differenzverstärkern ist allgemein bekannt und H

hier nur skizzenhaft angedeutet

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur automatischen Aufrechterhaltung einer justage der Deckung und der relativen Phasenlage von Lichtstrahlen im Gesichtsfeld eines Interferometers, wobei Lichtstrahlen eines Laser auf den verschiedenen optischen Wegen im Interferometer, in der Größenordnung einer halben Schwingungsdauer einer Ultraschallschwingung, relativ zueinander zeitverzögert werden, so daß sie die für die Gewinnung einer Amplitudenmodulation aus einem mit Ultraschallschwingungen frequenzmodulierten Meßstrahl notwendige Interferenzbedingung erfüllen, dadurch gekennzeichne t.

— daß aus dem Lichtstrahl des Lasers (3), der die Oberfläche (2) eines Werkstückes (1) beleuchtet, vor Auftreffen dieses Lichtstrahles auf das WerKsiuek (1) ein Kontrollstrahl (4) ausgeblendei wird,

— daß der Kontrollstrahl (4) innerhalb von vorgegebenen Kontrollzeiten (h) in den Weg des von der Werkstückoberfläche (2) gestreuten Meßstrahls (5) noch vor dem Eintritt in das Interferometer (9) eingeblendet wird,

— daß der Kontrollstrahl (4) und der Meßstrahl (5) in gleicher Richtung dieselben Wege im Interferometer (9) durchlaufen,

— daß in der Gesichtsfeldebene des Kontroll-Strahls ein oder mehrere Fotodetektoren (6a. 6b, 6c) angeordnet sind die über elektronische Verstärkereinrichtungen Stellelemente (7a, 7b. 7c) steuern, die ein oder mehrere optische Elemente (8) des Interferometers (9) dann in seiner Lage verändern, wenn an den den Stellelementen (7a, 7b. 7c) zugeordneten Stellen der Fotodetektoren (6a, 6b. 6c) Helligkeitsänderungen auftreten, wobei die Lageveränderungen des oder der optischen Elemente (8) derart erfolgt, daß eine einmal an den Stellen der jeweiligen Fotodetektoren justierte Helligkeit aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet.

— daß die Einblendung des Kontrollstrahls (4) während der Kontrollzeiten (t_k) durch einen elektronisch gesteuerten ersten optischen Ver-Schluß (12) erfolgt,

— daß ein zweiter optischer Verschluß (13) den Eintritt des Meßstrahls außerhalb der Kontrollzeiten (t_k) in die die Justage aufrechterhaltenden Fotodetektoren (6a. 6b. 6c) verhindert.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet.

— daß die Einblendung und Ausblendung von Meß- und Kontroll-Strahl zu verschiedenen Zeiten erfolgt, derart, daß optische Verschlüsse (12a. \2b)una (13a, 13ty sowohl den Meßstrahl als auch den Konlrollstrahl zeitlich takten, so daß während der Meßzeiten (t_m) ein erster optischer Verschluß (12b; und ein zweiter optischer Verschluß (136,1 geschlossen sind und den Kontrollstrahl sperren, dagegen ein dritter optischer Verschluß (12a,) und ein vierter optischer Verschluß (13a)fürden Meßstrahl geöffnet sind,

— daß während der Kontrollzeiten (t_k) der erste optische Verschluß (126,) und der zweite optische Verschluß (13b) für den Kontrollstrahl geöffnet sind, dagegen der dritte (12a,) und vierte (13a; optische Verschluß geschlossen sind und den Meßstrahl sperren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

— daß für die Kontrollzeiten (t_k) ein Fotodetektor für die Auswertung des Meßstrahles (10) elektronisch gesperrt ist und die Fotodetektoren (6a, 6b. 6c) in Funktion sind und daß mindestens ein Interferometerelement (8) über die Stellglieder (7a, 7b, 7c) gesteuert wird,

— daß für die Meßzeiten (t_m) der Fotodetektor für die Auswertung des Meßstrahls (10) elektronisch für die Messung freigegeben ist und die Fotodetektoren (6a. 6b, 6c) für die Steuerung bzw. die nachfolgende Steuereinrichtung elektronisch gesperrt sind.

5. Verfahren zur automatischen Aufrechterhaltung einer Jusijge der Deckung und der relativen Phasenlage von Lichtstrahlen im Gesichtsfeld eines Interferometers, wobei Lichtstrahlen eines Lasers auf den verschiedenen optischen Wegen im Interferometer, in der Größenordnung einer halben Schwingungsdauer einer Ultrschallschwingung, relativ zueinander zeitverzögert werden, so daß sie die für die Gewinnung einer Amplitudenmodulation aus einem mit Ultraschallschwingungen frequenzmodulierten Meßstrahl notwendige Interferenzbedingungen erfüllen, dadurch gekennzeichnet.

— daß aus dem Lichtstrahl «*-;« Lasers (3), der die Oberfläche (2) eines Werkstückes (1) beleuchtet, vor Auftreffen dieses Lichtstrahles auf das Werkstück (1) ein Kontrollstrahl (4) ausgeblen det wird,

— daß der Kontrollstrahl (4) im Interferometer (9a; in den von der Oberfläche (2) gestreuten Meßstrahlweg (5) eingeblendet wird.

— daß der Kontrollstrahl (4) und der Meßstrahl (5) im Interferometer (9a; dieselben optischen Wege, aber in entgegengesetzter Richtung durchlaufen.

— daß in der Gesichtsteldebene des Kontroll Strahls ein oder mehrere Fotodetektoren (6a, 6b. 6c) angeordnet sind, die über elektronische Verstärkereinrichtungen Stellelemente (7a. 7b. 7c) steuern, die ein oder mehrere optische Elemente (8) des Interferometers (9) dann in seiner Lage verändern, wenn an den den Stellelementen (7a. 7b. 7c) zugeordneten Stellen der Fotodetektoren (6a. 6b. 6c) Helligkeitsanderungen auftreten, wobei die Lageveränderung des oder der optischen Elemente (8) derart erfolgt, daß eine einmal an den Stellen der jeweiligen Fotodetektoren justierte Helligkeit aufrechterhalten wird.

6. Verfahren zur autaomtischen Aufrechterhaltung einer Justage der Deckung und der relativen Phasenlage von Lichtstrahlen im Gesichtsfeld eines

interferometers= wobei Lichtstrahlen eines Lasers auf den verschiedenen optischen Wegen im Interferometer, in der Größenordnung einer halben Schwingungsdauer einer Ultraschallschwingung, relativ zueinander zeitverzögert werden, so daß sie die für die Gewinnung einer Amplitudenmodulation aus einem mit Ultraschallschwingungen frequenzmodulierten Meßstrahl notwendige Interferenzbedingungen erfülle,;, dadurch gekennzeichnet,

to

— daß im Interferometer zur Erfassung eines divergenten Streustrahlenbündels fokussierende optische Elemente verwendet werden,

— daß aus dem Lichtstrahl des Lasers (3), der die Oberfläche (2) eines Werkstückes (1) beleuchtet, vor Auftreffen dieses Lichtstrahles auf das Werkstück (1) ein Kontrollstrahl (4) ausgeblendet wird.

— daß der Kontrollstrahl (4) vor Eintritt in den Strahlengang des Interferometers mit einem ersten sammelnden optischen System (14) derart fokussiert wird, daß der entsprecheAde Brennpunkt in oder nahe der Hauptebene eines den Meßstrahl fokussierenden zweiten optischen Systems (15) des Interferometers liegt.

— daß der Kontrollstrahl (4) in oder nahe seinem Brennpunkt, in den von der Werkstückoberfläche (2) gestreuten und in das Interferometer gelangenden Meßstrahl (5) eingeblendet wird,

— daß der Kontrollstrahl (4) nach Durchlauf der verschiedenen optischen Interferometerwege durch ein drittes optisches System (16) des Interferometers fokussiert wird und daß der Kontrollstrahl (4) vor dem Fotodetektor für die Auswertung des Meßstrahls (10) oder einer entsprechenden Bildebene im Interferometer in oder nahe seinem Brennpunkt, aus dem Strahlengang des Meßstrahles ausgeblendet und auf die Fotodetektoren(6a.6b.6c)geführt wird,

— daß die Fotodetektoren (6a. 6b. 6c) über elektronische Verstärkereinrichtungen Stellelemente (7a, 7b, 7c/steuern. die ein oder mehrere optische Elemente (8) des interferometers dann in seiner Lage verändern, wenn an den den Stellelementen (7a. Tb, 7c) zugeordneten Stellen der Fotodetektoren (6a. 6b, 6c) Helligkeitsänderungen auftreten, wobei die Lageveränderung des oder der optischen Elemente (8) im Interferometer derart erfolgt, daß eine einmal an den Stellen der jeweiligen Fotodetektoren justierte Helligkeit aufrechterhalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet.

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— daß im Interferometer in der Ebene einer Zwischenabbildung (20) der Werkstückoberfläche ein weiteres fokussierendes optisches System (19) vorhanden ist. derart.

— daß durch dieses weitere optische System (19) die Abbildung der Zwischenabbildung auf dem Fototdetektor(lO) nicht beeinflußt wird, jedoch,

— daß der Kontrollstrahl (5) durch dieses weitere optische System (19) auf einen Brennpunkt (18)

in oder naho der Hauptebene des dritten optisehen Systems (16) fokussiert wird und der Kontrollstrahl (4) in oder nahe seinem Brennpunkt aus dem Strahlengang des Meßstrahles ausgeblendet und auf die Fotodetektoren (6a, 6b, 6c) geführt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß ein erster Spiegel, Prisam oder teiidurchlässiger Spiegel (21) vorhanden und derart zwischen dem Laser (3) und dem Werkstück (1) angeordnet ist, daß er aus dem Lichtstrahl des Lasers (3) einen Teilstrahl als Kontrollstrahl (4) abspaltet,

— daß im Strahlengang des Kontrollstraiils (4) ein erster optischer Verschluß (12) vorhanden ist, der den Kontrollstrahl (4) zeitgetaktet durchläßt oder sperrt,

— daß ein zweiter Spiegel, Prisma oder teildurchlässiger Spiegel (22) derart angeordnet ist, daß er den zeitgetakteten Kontrollstrahl (4) in den Weg des von der Werkstückoberfläche (2) gestreuten Meßstrahl (5) einb' wdet,

— daß ein dritter Spiegel, Prisma oder ieildurchlässiger Spiegel (24) derart angeordnet ist, daß er nach Durchlauf des Kontrollstrahls (4) und des Meßstrahls (5), auf zunächst gemeinsamen Wegen, durch das Interferometer einen Strahlanteil abspaltet,

— daß im Weg des abgespalteten Strahlanteils ein zweiter optischer Verschluß (13) zwischen dem dritten Spiegel, Prisma oder teildurchlässigen Spiegel (24) und den nachgeordneten Fotodetektoren (6a. 6b, 6c) angeordnet ist, der gleichzeitig mit dem ersten optischen Verschluß durchläßt oder sperrt,

— daß die dem zweiten optischen Verschluß (13) nachgeordneten Fotodetektoren (6a. 6b, 6c) im Gesichtsfeld des abgespalteten Kontrollstrahls (4) vorhanden sind und an mindestens 3 verschiedenen Orten dieses Gesichtsfeldes Helligkeitswerte in elektrische Signalwerte umwandeln,

— daß elektronische Regelverstärker (23a. 236, 23c/ vorhanden sind, denen die elektrischen Signalwerte von den Fotodetektor! (6a. 6b. 6c) zugeführt werden und die Regelwerte für nachgeschaltete Stellelement e (7a. 7b, Tc) erzeugen,

— daß die Stellelemente (7a, 7b, Tc) mindestens ein optisches Element (8) von den optischen Elementen (8, 11), die im Interferometer Teile des Strahlenganges bestimmen, tragen,

— daß die Fotodetektoren (6a, 6b, 6c). die Regelverstärker (23a. 230. 23c; und die Stellelemente (Ta. Tb. Tc)so geschaltet sind, daß die Nachstellung des optischen Elementes (8) derart erfolgt, dal} Abweichungen vom Helligkeitssollwert am Ort eines rotodetckfrs (6a. 6b. 6c) uisgeregelt werden.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder 3. dadurch gekennzeichnet,

— daß ein erster Spiegel, Prisma oder teiliiurchlässiger Spiegel (21) vorhanden und derart zwi sehen dem Laser (3) und dem Werkstück (1) angeordnef ist, daß er aus dem Lichtstrahl des Lasers (3) einen Teilstrahl als Kontrollstrahl (4) abspaltet,

— daß im Strahlengang des Kontrollstrahls (4) ein erster optischer Verschluß (\2b) vorhanden ist,

10

15

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der den Kontrollstrahl (4) zeitgetaktet durchläßt oder sperrt,

— daß ein zweiter Spiegel, Prisma oder teildurchlässiger Spiegel (22) derart angeordnet ist, daß er den zeitgetakteten Kontroilstrahl (4) in den Weg des von der Werkstückoberfläche (2) gestreuten Meßstrahl (5) einblendet,

— daß ein dritter Spiegel, Prisma oder teildurchlässiger Spiegel (24) derart angeordnet ist, daß er nach Durchlauf des Kontrollstrahls (4) und des Meßstrahls (5), auf zunächst gemeinsamen Wegen, durch das Interferometer einen Strahlar.tcil abspaltet.

— daß im Weg des abgespalteten Strahlanteils ein zweiter optischer Verschluß (136; zwischen dem dritten Spiegel, Prisma oder teildurchlässigen Spiegel (24) und den nachgeordneten Fotodetektoren (6a, 66, 6c; angeordnet ist, der gieiL'h/ciiig mit uein er&teii upiibuiieii Ver&i-iiiuu (126;durchläßt oder sperrt,

— daß die dem zweiten optischen Verschluß (136; nachgeordneten Fotodetektoren (6a, 66, 6c; im Gesichtsfeld des abgespalteten Kontrollstrahls (4) derart angeordnet sind, daß sie an mindestens 3 verschiedenen Orten dieses Gesichtsfeldes Helligkeitswerte in elektrische Signalwerte umwandeln.

— daß elektronische Regelverstärker (23a, 236, 23c; vorhanden sind, denen die elektrischen Signalwerte >n den Fotodetektoren (6a, 66, 6c; zugeführt werden und die Regelwerte für nachgeschaltete Stellelemente (7a, 76,7c; erzeugen,

— daß die Stellelemente (7a. 76,7c; mindestens ein optisches Element (8) von den optischen Elementen (8. 11). die im Interferometer Teile des Strahlenganges bestimmen, tragen,

verstärker (23a, 236. Zic) und die Stellelemente (7a, 76, 7c; so geschaltet sind, daß die Nachstellung des optischen Elementes (8) derart erfolgt, daß Abweichungen vom Helligkeitssollwert am Ort eines Fotodetektors (6a, 66,6c) ausgeregelt werden,

— daß zwischen dem ersten Spiegel, Prisma oder teildurchlässigen Spiegel (21) und dem Werkstück (1) ein dritter optischer Verschluß (12a; und zwischen dem dritten Spiegel, Prisma oder teildurchlässigen Spiegel (24) und dem für die Auswertung des Meßstrahles vorhandenen Fotodetektor (10) ein vierter optischer Verschluß (13a; angeordnet ist, wobei dieser dritte und vierte optische Verschluß (12a, 13a; zu den Zeiten sperrt, zu denen der erste und zweite optische Verschluß (126,136; durchläßt

55

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Verschlüsse (12, 12a, 126.13,13a, 136;Pockelzellen sind.

11. Vorrichtung durch Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

— daß ein erster Spiegel, Prisma oder teildurchlässiger Spiegel (2) vorhanden und derart zwischen dem Laser (3) und dem Werkstück (1) angeordnet ist, daß er aus dem Lichtstrahl des Lasers (3) einen Teilstrahl als Kontrollstrahl (4) abspaltet,

— daß ein zweiter Spiegel, Prisma oder teildurch-

lässiger Spiegel (22) derart angeordnet ist, (laß er den abgespalteten Kontrollstrahl (4) in den Weg des von der Werkstückoberfläche (2) gestreuten Meßstrahl (5) einblendet,

— daß ein dritter Spiegel, Prisma oder teildurehlässiger Spiegel (24) derart angeordnet ist, daß er nach Durchlauf des Kontrollstrahles (4) und des Meßstrahls (5), auf zunächst gemeinsamen Wegen, durch das Interferometer einen Strahlanteil abspaltet,

— daß die Fotodetektoren (6a, 66,6c) derart angeordnet sind, daß sie im Gesichtsfeld des abgespalteten Strahlanteils an mindestens 3 verschiedenen Orten Helligkeitswerte in elektrische Signalwerte umwandeln,

— daß elektronische Regelverstärker (23a. 236. 23c; vorhanden sind, denen die elektrischen Signalwerte von den Fotodetektoren (6a, 66. 6c)

£UgCIUII! I WCI UUII UlIU UIC KLgbint,! ti. IUI IIUV.U geschaltete Stellelemente (Ta. Tb. Tc)erzeugen.

— daß elektronische Schaltkreise in an sich bekannter Ausführungsform vorhanden sind, die elektronisch zeitgetaktet für die Meßzeiten (i_m) den für die Messung benutzten Fotodetektor (JO) und für die Kontrollzeiten (ti) die Signalwege von den Fotodetektoren (6a, 66,6c) über die Regelverstärker (23a. 236. 23c; zu den nachge- ^.ihalteten Stellelementen (7a, 76, 7c; freigeben und in den übrigen Zeiten die entsprechenden Signalwege sperren.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet.

— daß ein erster Spiegel. Prisma oder teildurchlässiger Spiegel (21) vorhanden und derart zwischen dem Laser (3) und dem Werkstück (1) angeordnet ist. daß er aus dem Lichtstrahl des Lasers (3) einen Teilstrahl als Kontrollstrahl (4) abspaltet,

— daß ein zweiter Spiegel oder Prisma (22) derart angeordnet ist, daß er den Kontroilstrahl (4) in Richtung zum Meßstrahl (5) führt und mit Hilfe eines Interferometerelementes den Kontrollstrahl in den Weg des Meßstrahls einblendet, so daß die Ausbreitungsrichtung des Kontrollstrahls (4) entgegengesetzt zu der des Meßstrahles (5) ist,

— daß mit Hilfe eines dritten teildurchlässigen Spiegels (25) als bekannter Bestandteil des Interferometers (9a) der Kontrollstrahl (4) vom Meßstrahl (5) abgespaltet wird,

— daß die Fotodetektoren (6a, 66,6Cy¹ derart angeordnet sind, daß sie im Gesichtsfeld des abgespalteten Kontrollstrahls (4) am mindestens 3 verschiedenen Orten Helligkeitswerte in elektrische Signalwerte umwandeln,

— daß elektronische Regelverstärker (23a, 236, 23c; vorhanden sind, denen die elektrischen Signalwerte von den Fotodetektoren (6a, 66, 6c) zugeführt werden und die Regelwerte für nachgeschaltete Stellelemente (7a, 76,7c; erzeugen.

— daß die Stellelemente (7a, 76, Tc) mindestens ein optisches Element (8) von den optischen Elementen (8, 11), die im Interferometer Τεϋε des Strahlenganges bestimmen, tragen,

— daß die Fotodetektoren (6a, 66, 6c;, die Regelverstärker (23a, 236,23c; und die Stelielemente

(7a, 76, 7c)so geschaltet sind, daß die Nachstellung des optischen Elementes (8) derart erfolgt, daß Abweichungen vom Helligkeitssollwert am Ort eines Fotodetektors (6a, 66, 6c) ausgeregelt werden.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens er£ch Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,