DE3446014A1 - Interferometer nach dem michelson-prinzip - Google Patents

Interferometer nach dem michelson-prinzip

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Description

  • Interferometer nach dem Michelson-Prinzip
  • Die Erfindung betrifft ein Interferometer nach dem Michelson-Prinzip nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In den Patentanmeldungen P 33 46 455.3 und P 34 31 040.1 sind Interferometer mit rotierenden Rückstrahlern beschrieben, um eine Wegdifferenz zwischen den beiden Interferometerarmen zu erzeugen. Die in diesen beiden Patentamneldungen vorgeschlagenen Anordnungen weisen zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Interferometern auf. Als nicht ganz so vorteilhaft ist bei diesen Anordnungen anzusehen, daß zum einen die dort vorgesehenen Rückstrahler exzentrisch rotieren und sie daher vor allem für hohe Rotationsgeschwindigkeiten sehr sorgfältig ausgewuchtet sein müssen, und daß zum anderen die zeitliche Auflösung, d.h. die Meßgeschwindig'keit, durch die Drehgeschwindigkeit des Rückstrahlers begrenzt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter möglichst weitgehender Vermeidung der vorstehend angeführten Nachteile bei den herkömmlichen oder vorgeschlagenen Interferometern ein solches Interferometer mit einem rotierenden Element zu schaffen, bei welchem ein konzentrisch rotierendes Element verwendbar ist und dadurch die Meßgenauigkeit beträchtlich gesteigert werden kann. Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei einem Interferometer der gattungsgemäßen Art durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei einem Interferometer nach dem Michelson-Prinzip als bewegliches Element eine Anordnung aus einer Anzahl n (n 5) von Dachkantspiegeln verwendet, wobei unter Dachkantspiegel rechtwinklig mit den Seitenflächen aneinanderstoßende, fest miteinander verbundene Planspiegel zu verstehen sind. Diese Dachkantspiegel liegen jeweils mit der Basis an einem benachbarten Dachkantspiegel an und sind fest mit diesem verbunden; ferner sind die Dachkantspiegel vorzugsweise zylinderförmig um die Drehachse des Elements herum gruppiert. Dadurch verlaufen die Scheitel der Dachkantspiegel sowie die Drehachse des Elements parallel. Wenn dann das Element in Form einer Anordnung aus einer Anzahl von Dachkantspiegeln kontinuierlich mit einer einstellbaren und regelbaren Drehgeschwindigkeit um seine Drehachse rotiert und wenn ferner die Drehachse bzw. die Scheitel der Dachkantspiegel oder aber auch deren Projektionen und die optische Achse des Interferometers senkrecht aufeinander stehen,wird in jeder Drehstellung des Elements eine seiner reflektierenden Flächen von einem von einem Strahlteiler kommenden Strahlenbündel erreicht;dieses wird von der ersten reflektirenden Fläche auf eine zweite reflektierende Fläche der Dachkantspiegel reflektiert, dann von der zweiten reflektierenden Fläche senkrecht auf einen zweiten festen Spiegel reflektiert, von dort auf demselben Weg nunmehr zurück zu dem Strahlteiler reflektiert, und wird dort in bekannter Weise mit dem von einem ersten festen Spiegel kommenden Strahlenbündel rekombinieren.
  • Bei einer solchen Rotation des Elements aus einer Anordnung von Dachkantspiegeln verändern die Scheitel der Dachkantspiegel ihren Abstand zu dem Strahlteiler und zu dem zweiten festen Spiegel, so daR sich dadurch die Weglänge durch diesen Arm des Interferometers ändert. Mit jedem Dachkantinnenspiegel können somit ein symmetrisches bzw. zwei halbseitige Interferogramme gewonnen werden, so daß bei n-Dachkantspiegeln an dem Umfang des rotierenden Elements 2n Interferogramme je Umdrehung des Elements gewonnen werden können.
  • Wenn bei einer solchen Ausbildung des rotierenden Elements der zweite feste Spiegel zwischen dem Strahlteiler und dem Element selbst angeordnet ist, geht das von dem Strahlteiler kommende Strahlenbündel entweder an dem zweiten festen Spiegel vorbei und trifft auf das Element auf oder aber es trifft durch eine Öffnung in dem zweiten festen Spiegel auf das Element auf. Um den vorstehend beschriebenen Strahlenverlauf bei Rotation des Elements zu vervollständigen, sind an dem zweiten festen Spiegel die dem rotierenden Element gegenüberliegende Seite verspiegelt und die dem Strahlteiler z-ugewandte Seite unverspiegelt.
  • Gesät einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können anstelle der Dachkantspiegel Rückstrahler in Form von Tripelspiegeln u.ä. verwendet werden. Hierbei ist mit Rückstrahler eine Einrichtung bezeichnet, bei der die reflektierten Strahlen gegenläufig parallel zu den einfallenden Strahlen verlau'fen. Ferner kann anstelle einer zylinderförminen Anordnung eine kreisförmige Anordnung aus solchen Rückstrahlern in Form von Tripelspiegeln verwendet werden.
  • Bei einer solchen kreisförmigen Anordnung aus Rückstrahlern sind dann die optische Achse und die Drehachse des Elements so zueinander angeordnet, daß bei einer Rotation die Spur der optischen Achse in der Nähe der Scheitel der Rückstrahler in Form beispielsweise von Tripelspiegeln verläuft; hierbei we-ist die'Drehachse eine Neigung von einigen Grad gegenüber der optischen Achse auf.
  • Zusätzlich-kann z-u dem rotierenden Element ein Keil aus einem brechenden Mater-ial in dem Strahlengang vorgesehen sein. In diesem-Fall können bei Verwendung einer kreisförmigen Anordnung von'Rückstrahlern auch die optische Achse sowie die Drehachse wieder parallel zueinander verlaufen. Zur Erhöhung der spektralen Auflösungskraft kann entweder der Durchmesser des rotierenden Elements vergrößert werden, oder aber bei unverändertem Durchmesser des Elements kann die Anzahl seiner Dachkantspiegel bzw. seiner Rückstrahler verringert werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig.l schematisch eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Interferometers gemäß der Erfindung; Fig.2 eine Schnittansicht durch ein bei einem Interferometer gemäß der Erfindung verwendbares, rotierendes Element mit sechzehn Dachkantinnenspiegeln; Fig.3 schematisch eine Schnittansicht durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Interferometers gemäß der Erfindung; Fig.4 schematisch eine Darstellung einer Ausführungsform mit zylinderförmig angeordneten Rückstrahlern beispielsweise in Form von Tripelspiegeln, wobei in der Darstellung der Zylinder als Abwicklung wiedergegeben ist; Fig.5 schematisch eine Darstellung einer Ausführungsform eines rotierenden Elements mit ringförmig angeordneten Rückstrahlern in Form von Tripelspiegeln; Fig.6 schematisch eine Darstellung einer Ausführungsform eines Interferometers gemäß der Erfindung, bei welchem ein Keil aus brechendem Material verwendet ist, und Fig.7 eine perspektivische Darstellung des in Fig.6 schematisch wiedergegebenen, rotierenden Elements.
  • In Fig.l ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Interferometers IF gemäß der Erfindung außer zwei festen Spiegeln, nämlich einem ersten festen Spiegel S1 und einem zweiten festen Spiegel SF2, und einem Strahlteiler ST als beweglicher Spiegel des Interferometers IF eine Anordnung RDS aus rotierenden Dachkantinnenspiegeln vorgesehen. Solche Dachkantinnenspiegel sind beispielsweise aus rechtwinklig mit ihren Spiegelflächen aneinanderstoßenden, fest miteinander verbundenen Planspiegeln gebildet. Diese Dachkantspiegel lassen sich beispielsweise aus einem zylinderförmigen Material, wie Glas, Metall u.ä. herstellen; die Länge des Zylinders muß mindestens gleich dem Durchmesser eines Strahlenbündels SB sein, welches auf die Dachkantspiegel auftreffen soll, und sein Durchmesser muß ein Mehrfaches seiner Länge betragen, wie später noch im einzelnen erläutert wird.
  • In einem solchen Zylinder sind mindestens fünf gleiche, rechtwinklige Ausfräsungen derselben Tiefe gleichmäßig über dessen Umfang verteilt und parallel zu dessen Längsachse eingebracht, so daß sich bei einem Schnitt senkrecht zu dessen Längsachse ein mindestens fünfzackiger Stern zeigt.
  • (In Fig. 1 sind sechs solcher Ausfräsungen vorgesehen, und somit ist ein sechszackiger Stern geschaffen). Diese rechtwinkligen Ausfräsungen sind zweckmäßigerweise so tief ausgeführt, daß an dem Umfang des ursprünglichen Zylinders jeweils benachbarte Ausfräsungen aneinanderstoßen und jeweils eine scharfe Kante SKB (Schnittkante-Basis) bilden, so daß der sich ergebende "Stern" spitze Zacken aufweist.
  • Es sind jedoch auch Anordnungen mit nur einer, zwei, drei oder vier Ausfräsungen (Dachkantinnenspiegeln) möglich; in diesen Fällen weist der "Stern" keine spitzen Zacken auf, und es kommt zu Verlusten hinsichtlich der Meßzeit, was später noch erläutert wird.
  • Die Ausfräsungen weisen eine optische Oberflächengüte auf und sind verspiegelt; dadurch wird aus dem anfänglichen Zylinder eine rotationssymmetrische Anordnung RDS von Dach- kantinnenspiegeln. Das sich hierbei ergebende Element RDS kann auch als Anordnung von Dachkantaußenspiegeln betrachtet werden; im folgenden wird jedoch der Einfachheit halber immer der Ausdruck Dachkant- bzw. Dachkantinnenspiegel verwendet. Mit einem solchen Element RDS aus einer Anordnung von Dachkantinnenspiegeln, dessen bzw. deren Funktionsweise im folgenden im einzelnen noch erläutert wird, sind mehrere Ausführungsformen von Interferometern möglich. Eine der bevorzugten Ausführungsformen ist in Fig. 1 dargestellt.
  • Das in Fig. 1 wiedergegebene Element RDS weist sechs Dachkantinnenspiegel auf und ist drehbar so gelagert, daß seine Drehachse DA gleichzeitig seine Längs- bzw. seine Symmetrieachse ist. Scheitel SL der Dachkantinnenspiegel, d.h. die Schnittkanten der reflektierenden Flächen, bilden bei einer Rotation des Elements RDS einen Zylinder, dessen kreisförmige Schnittfläche in Fig. 1 mit SK (Scheitelkreis) bezeichnet ist. Die optische Achse des Strahlenbündels, SB, welches auf das Element RDS trifft, ist mit OA bezeichnet.
  • Die Drehachse DA des Elements RDS und die optische Achse OA bzw. die Projektionen der beiden Achsen aufeinander, bilden einen rechten Winkel miteinander; in der dargestellten Ausführungsform schneiden sich außerdem die beiden Achsen DA und OA.
  • Die Drehachse DA des Elements RDS bzw. die Scheitel SL seiner Dachkantinnenspiegel und die reflektierende Fläche des zweiten, festen Spiegels SF2 sind parallel zueinander. In üblicher Weise bilden die reflektierenden Flächen der beiden Spiegel S1 und SF2 den gleichen Winkel mit dem Strahlenteiler ST, nämlich beispielsweise 45. Der Spiegel SF2 ist außerdem mit einer Öffnung Ö versehen, durch welche das Strahlenbündel SB vom Strahlenteiler ST zum Element RDS und später wieder zurück gelangt. Der Ort des Detektors ist mit D bezeichnet, während der Ort der Strahlungsquelle (eines zu untersuchenden Objekts) mit Q bezeichnet ist.
  • In üblicher Weise wird die von der Quelle Q kommende Strahlung durch den Strahlteiler ST in amplitudengleiche Hälften zerlegt, von denen eine zu dem festen Spiegel S1 reflektiert wird. Die zweite Hälfte gelangt durch die Öffnung Ö des zweiten festen Spiegels SF2 auf das um seine Drehachse DA bzw. im Uhrzeigersinn rotierende Element RDS. Die Stellung des Elements RDS soll beispielsweise gerade so sein, daß das Strahlenbündel SB vollständig auf die beim Betrachten der Fig.l rechte Fläche eines Dachkantinnenspiegels trifft, und zwar gerade auf dessen Basis, also an einem sogenannten "Zacken des Stern. Das Strahlenbündel SB wird von dieser Fläche zur gegenüberliegenden Fläche des Dachkantspiegels reflektiert und von dort zum zweiten festen Spiegel SF2; hierbei ist der in des Element RDS eintretende Strahl parallel zu dem austretenden Strahl. Der Strahl trifft also senkrecht auf den zweiten, festen Spiegel SF2, und zwar links von der Öffnung Ö auf, wird -dann von dort reflektiert und gelangt auf demselben Weg wie beim "Hinweg" nunmehr,zurück zur Öffnung Ö und zum Strahlteiler ST, wo er in bekannter Weise mit dem vom Spiegel S1 reflektierten Strahl rekombinie-rt.
  • Der Detektor D empfängt in üblicher Weise die rekombinierte Strahlung und wandelt sie zur weiteren Verarbeitung in ein elektrisches Signal um. Hat sich im weiteren Verlauf das Element RDS weiter gedreht, so daß das Strahlenbündel SB beispielsweise auf die Mitte der rechten Spiegelfläche auftrifft, so nimmt es prinzipiell den gleichen Weg, wie in der ersten beschriebenen Stellung. Der Scheitel SL des Dachkantspiegels ist ab-er auf dem Kreis (Zylinder) SK weiter gewandert und damit ist sein zum zweiten festen Spiegel SF2 senkrechter -Abstand geringer geworden; der Scheitel SL liegt dann nämlich näher bi der optischen Achse, und vor allen Dingen auch näher beim Spiegel SF2 und damit auch näher beim Strahlteiler ST.
  • Wird die Verkürzung des Abstandes vom Scheitel SL zum Strahlteiler ST mit ds bezeichnet, so wird, wie aus Fig.l zu ersehen ist, der Weg des Strahlenbündels SB vom Strahlteiler ST durch die Anordnung mit dem Element RDS und zurück, um 4 x ds kürzer, während der Weg durch den Interferometerarm mit dem festen Spiegel S1 unverändert ist.
  • Bei einer fortwährenden Drehung des Elements RDS wird der verkürzte Abstand ds ständig größer, und somit wird der Weg über das Element RDS ständig kürzer, bis die optische Achse OA den Scheitel SL schneidet. (In dieser Stellung ist dieser Weg der kürzeste).
  • Von da an entfernt sich der Scheitel SL bei fortscheitender Drehung vom Strahteiler ST und von dem zweiten festen Spiegel SF2 (und damit von der optischen Achse OA), während jetzt das von dem Strahlteiler ST kommende Strahlenbündel SB auf die linke Fläche des Dachkantspiegels trifft, und über die rechte Fläche rechts von der Öffnung Õ auf den zweiten festen Spiegel SF2 auftrifft. Der Weg wird also durch den Interferometerarm mit dem Element RDS wieder ständig länger, bis die Schnittkante SKB der Basen von zwei benachbarten Dachkantspiegel die optische Achse OA schneidet.
  • In dieser Stellung des Elementes RDS läuft das Strahlenbündel je zur Hälfte durch die benachbarten Dachkantspiegel und über den zweiten festen Spiegel rechts und links von der Öffnung Ö und wieder zurück, so daß die Hälften wieder an der Kante SB zusammengeführt werden. Dies ist bei der Rotation die Stellung mit der größten Weglänge durch diesen Interferometerarm, und die Scheitel beider Dachkantspiegel haben (bezogen auf die Fälle, in denen sie das Strahlenbündel SB erreicht) die größte Entfernung zum Strahlteiler ST. Bei andauernder Rotation des Elements RDS wiederholt sich der beschriebene Ablauf periodisch, so daß der Weg durch diesen Interferometerarm in ständigem Wechsel kürzer und länger wird, d.h. daß sich beim Durchgang eines Dachkantspiegels jeweils der Weg vom Maximum zum Minimum und wieder zum Maximum ändert.
  • Dabei können zwei halbseitige oder ein doppelseitiges Interferogramm aufgezeichnet werden, d. h. bei einer Umdrehung des Elements RDS können zwölf Spektren gewonnen werden (wenn das Element, wie in dieser Ausführungsform dargestellt, sechs Dachkantspiegel enthält). Natürlich können auch mehr als sechs, nämlich beispielsweise 12, 24, 48 oder eine beliebige andere Anzahl Dachkantinn-enspiegel in einen entsprechenden Zylinder eingearbeitet werden, wobei dann eine entsprechend groRe Anzahl von Spektren pro Umdrehung gewonnen wird; für kontinuierlich aufeinanderfolgende Messungen muß die Anzahl der Dachkantspiegel größer als vier sein.
  • Es gibt zwei bevorzugte bzw. ausgezeichnete Stellungen des Elements RDS; in der einen Stellung schneidet die optische Achse OA den Scheitel SL, und in der anderen Stellung schneidet sie die Basiskante SKB; zu den beiden ausgezeichneten Stellungen ist folgendes zu bemerken. Eine eindeutige Weglängenzurodnung liegt nur vor, wenn das Strahlenbündel SB vollständig innerhalb nur eines Dachkantspiegels reflektiert wird oder außerdem in genau der Stellung reflektiert wird, in welcher die optische Achse OA die Kante SKB schneidet.
  • Nur in dem zuletzt erwähnten Fall weisen die Scheitel benachbarter Dachkantspiegel dieselbe Entfernung vom Strahlteiler ST auf. Damit sind die Zustände, in denen zwei Dachkantspiegel g-leichz-eitig wirksam sind, auszuschließen.
  • Hieraus ergibt sich unmittelbar die Forderung, den Durchmesser des Strahlenbündels SB (bezogen auf den Abstand zwischen dem Scheitel und der B-asis des Spiegels) im Vergleich zu den Flächen der Dachkantspiegel klein auszuführen.
  • Schneidet die optische Achse OA den Scheitel SL, dann wird das Strahlenbündel SB wieder zum Strahlteiler ST zurückreflektiert, ohne daß es über den zweiten festen Spiegel SF2 gelenkt wird; auch dieser Zustand ist bei einer Interferogrammaufzeichnung zu übergehen. Trifft das Strahlenbündel SB außer mit seiner optischen Achse OA auf den Scheitel SL auf, dann gelangen je nach Überschneidung von Strahlenbündel und Scheitel mehr oder weniger große Anteile des Strahlenbündels ohne bzw. mit einer Umlenkung über den zweiten festen Spiegel SF2 wieder zurück zum Strahlteiler ST. Beide Anteile mit bzw. ohne Umlenkung sind in ihrer Größe umgekehrt proportional.
  • Einen interferierenden Anteil liefert nur derjenige Teil, der von dem festen Spiegel SF2 kommt; dieser Anteil wird umso kleiner, je näher der Scheitel SL an der optische Achse zu liegen kommt; es findet also eine Apodisation des Interferogramms statt. Diese Aposidation des Signals kann durchaus erwünscht sein; ihr Bereich in einem Interferogramm, bezogen auf die Fläche des Dachkantspiegels, ist abhängig von dem Durchmesser des Strahlenbündels SB.
  • Wie den obigen Ausführungen zu entnehmen ist, ist daher, ohne daß ein Teil des Geräts vor oder zurückbewegt wird, eine kontinuierliche Änderung des Wegs in dem einen Arm des Interferometers allein dadurch erreicht, daß das Element RDS mit dem Dachkantinnenspiegel kontinuierlich rotiert; hierbei ist zu betonen, daß dieses Element rotationssymmetrisch ist und konzentrisch rotiert. (Eine exzentrische Rotation wäre möglich, aber nicht erforderlich). Darüber hinaus ist eine Erhöhung der Meßgeschwindigkeit, d.h. der Anzahl Spektren pro Zeiteinheit, neben einer Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit insbesondere auch durch eine Vergrößerung der Anzahl der Dachkantinnenspiegel zu erreichen; die Meßgeschwindigkeit wird also nur sekundär durch die Rotationsgeschwindigkeit begrenzt.
  • Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Interferometers sind somit insbesondere darin zu sehen, daß zum einen bei einer weitgehenden Unabhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des rotierenden Elements eine sehr hohe zeitliche Auflösung der Messungen möglich ist, und daß zum anderen bei einem geringeren mechanischen Aufwand (hin- sichtlich Auswuchtung und Lagerung des rotierenden Elements ein vibrations- und schockunempSindliches Interferometer hergestellt werden kann, das in jeder beliebigen Lage im Raum betrieben werden kann.
  • In Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines rotierenden Elements mit 16 Dachkantinnenspiegeln dargestellt, welches bei einer Umdrehung somit bis zu 32 einseitige Interferogramme liefern kann. In entsprechend-er Weise lassen sich Element RDS mit einer größeren oder kleineren Anzahl von Dachkantinnenspiegeln ausführen, die dann entsprechend mehr oder weniger Interferogramme pro Umdrehung liefern, Während in Fig. 1 eine Anordnung gezeigt ist, in welcher sich die optische Achse OA und die Drehachse DA senkrecht schneiden, ist in Fig, 3 eine weite-re Auaf-ührungsform dargestellt, in welcher sich die beiden Achsen OA und DA nicht schneiden; vielmehr stehen die Parallelprojektionen der beiden Achsen OA und DA senkrecht aufeinander. In Fig. 1 wandern die Scheitel SL. der Spiegel symmetrisch zur optischen Achse näher zu dem Strahlteiler ST hin oder weiter von ihm weg, während das Strahlenbündel SB die reflektierenden Flächen eines Dachkantinnenspiegels erreicht.
  • Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist während eines Meßdurchgangs eines Dachkantinnenspiegels die Wegänderung nicht symmetrisch; beim Uebergang von dem einen zu dem nächsten Dachkantinnenspiegel ergibt sich daher ein Sprung in der Wegdifferenz.
  • Grundsätzlich hat dies zur Folge, daß mit einer Anordnung nach Fig. 3 gröbere Wegdifferenzen und damit höhere spektrale Auflösungen möglich sind als mit der Anordnung nach Fig.l.
  • Der Abstand von der optischen Achse OA zu der Drehachse DA beeinflußt die Unsymmetrie der Wegänderung und darf natürlich nicht zu groß werden, weil sonst das Strahlenbündel SB für bestimmte Drehstellungen in die falsche Richtung reflektiert wird bz. das Element RDS überhaupt nicht erreicht.
  • Selbstverständlich können anstelle von Dachkantinnenspiegeln bei der Anordnung auch Tripelspiegel o.ä. (Rückstrahler) verwendet werden, die dann auch auf dem Umfang eines Zylinders anzuordnen wären. Die durch eine Abwicklung entstehende Spur eines derartigen Zylinders mit Tripelspiegeln TS ist in Fig. 4 dargestellt. Verglichen mit den Ausführungsformen mit Dachkantspiegeln, bei welchen die Scheitel SL bzw.
  • die Drehachse DA oder deren Projektion senkrecht zur optischen Achse OA bzw. deren Projektion sein müssen, ist bei einer Verwendung von Tripelspiegeln TS o.ä. Neigung der Drehachse bezogen auf den rechten Winkel bzw. auf die optische Achse OA, d.h. eine Abweichung von dem rechten Winkel, unkritisch.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Rückstrahler (Tripelspiegel) kreisförmig angeordnet sein; in Fig. 5 sind sechs Tripelspiegel TS in Draufsicht dargestellt; die Drehachse DA ist die Symmetrieachse der Rotationssymmetrie; diese Drehachse DA muß, falls keine brechenden Komponenten verwendet werden, um einige Grad gegen die optische Achse OA des Interferometers IF geneigt sein, d.h. die Drehachse,DA ist nicht genau parallel zu der optischen Achse OA und verläuft insbesondere nicht senkrecht zu dieser wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen.
  • Bei einer Rotation verläuft die Spur der optischen Achse OA in der Nähe der Scheitel der Tripelspiegel TS. Auch bei dieser Anordnung ist eine konzentrische Rotation möglich und zulässig.
  • In Fig.6 ist darüber hinaus eine Anordnung dargestellt, bei welcher ein Keil K aus brechendem Material verwendet ist.
  • Wegen der Ablenkung des Strahlenbündels SB bei einer Rotation des Elements RDS bewirkt der Keil K aufgrund seines Brechungsindex nK proportional zu der Materialstärke des Keils K, welche das Strahlbündel SB zu durchlaufen hat, eine Veränderung oder eine zusätzliche Veränderung des optischen Wegs durch den Interferometerarm, in welchem er sich befindet. Derartige Keile aus brechendem Material (beispielsweise KBr) können in allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Interferometers verwendet werden.
  • In Fig.7 ist schließlich noch schematisch eine perspektivische Ansicht eines sechszackigen Spiegelelements RDS der Fig .6 wiedergegeben.
  • Die spektrale Aufelösungskra-ft, die bei Fo-uri-erspektrometern bekanntlich abhängig Yon der Wegdifferenz in den beiden Interferometerarmen -ist, wird bei allen beschriebenen Ausführungsformen größer, wenn der Durchmesser des rotierenden Elements RDS vergröRert-wird. Dann werden nämlich die Wege der Scheitel und damit die optischen Wegunterschiede größer.
  • Bei einem unveränderten Durchmesser des Elements RDS kann die Auflösungskraft durch Verringerung der Zahl der Dachkant-bzw. Tripelspiegel gesteigert werden (diese werden bei einer geringeren Anzahl größer).
  • Ende der Beschreibung

Claims (7)

  1. Patentansprüche 1. Interferometer nach dem Michelson-Prinzip, mit einem ersten festen Spiegel (S1), mit einem zweiten festen Spiegel (SF2), mit einem Strahlteiler (ST) und mit einem beweglichen Element, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als bewegliches Element eine Anordnung (RDS) aus einer Anzahl n (mit n >5) von Dachkantspiegeln in Form von rechtwinklig mit den Spiegelflächen aneinanderstoßenden, fest miteinander verbundenen Planspiegeln verwendet ist, welche Dachkantspiegel jeweils mit der Basis an einem benachbarten Dachkantspiegel anliegen und fest mit diesem verbunden sind, und welche zylinderförmig um eine Drehachse (DA) des Elements (RDS) gruppiert sind, wobei die Scheitel (SL) der Dachkantspiegel und die Drehachse (DA) des Elements (RDS) parallel sind, daß das Element (RDS) im Betrieb kontinuierlich mit einstellbarer und regelbarer Drehgeschwindigkeit um seine Drehachse (DA) rotiert, daß die Drehachse (DA) bzw. die Scheitel (SL) oder aber deren Projektionen und die optische Achse (OA) des Interferometers (IF) senkrecht aufeinander stehen, daß der zweite feste Spiegel (SF2) zwischen dem Strahlteiler (ST) und dem Element (RDS) angeordnet ist, so daß das von dem Strahlteiler (ST) kommende Strahlenbündel (SB) an dem festen Spiegel (SF2) vorbei oder durch eine Öffnung (Ö) in dem zweiten festen Spiegel (SF2) auf das Element (RDS) auftrifft, und daß der zweite feste Spiegel (SF2) auf der dem Element (RDS) gegenüberliegenden Seite verspiegelt und auf der dem Strahlteiler zugewandten Seiten unverspiegelt ist.
  2. 2. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daR anstelle der Dachkantspiegel Rückstrahler (Tripelspiegel o.ä.) verwendbar sind.
  3. 3. Interferometer nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß anstelle einer zylinderförmigen Anordnung eine kreisförmige Anordnung von Rückstrahlern (Tripelspiegel o.ä.) verwendbar ist, und daß bei der kreisförmigen Anordnung der Rückstrahler die optische Achse (OA) und die Drehachse (DA) so zueinander angeordnet sind, daß bei einer Rotation die Spur der optischen Achse (OA) in der Nähe der Scheitel der Rückstrahler verläuft, und daß die Drehachse (DA) und die optische Achse (OA) eine Neigung von einigen Gra-d gegeneinander aufweisen.
  4. lt. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zusätzlich zu dem rotierenden Element (RDS) ein Keil (K) aus einem brechenden Material im Strahlengang vorgesehen ist.
  5. 5. Interferometer nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch g e k e n -n -z -e i c h n e t, daß bei einer Anordnung aus Rückstrahlern und -bei Verwe-ndung eines Keils (K) die optische Achse (OA) und die Drehachse (DA) auch parallel verlaufen.
  6. 6. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch -g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Erhöhung der spektralen Auflösungskraft der Durchmesser des rotierenden Elements (RDS) vergrößert ist.
  7. 7. Interferometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Erhöhung der spektralen Auflösungskraft bei unverändertem Durchmesser des Elements (RDS) die Anzahl seiner Dachkantspiegel bzw. Rückstrahler geringer ist.
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