Asphärisierung der Fizeau-Interferometrie
Referenzprojekt
Entwicklung eines asphärischen Fizeau-Objektives
Traditionelle Fizeau-Objektive basieren meist auf sphärischen Optiken und sind hinsichtlich ihres Messbereiches durch den Eingangsstrahldurchmesser limitiert. Zur Vergrößerung des zu vermessenden Bereiches sind zusätzliche Adapter oder Beam Expander nötig, kleinere Durchmesser können teilweise gar nicht abgedeckt werden. Für einen führenden Messtechnikhersteller entwickelte asphericon ein asphärisches Fizeau-Objektiv, welches ohne zusätzliche Komponenten größere Durchmesser realisieren kann.
Projektdetails
Die Messbereiche von sphärischen Objektiven für Interferometer sind oft durch ihre kleinen Einstrahlungsdurchmesser begrenzt. Eine Vergrößerung erfordert zusätzliche Adapter oder Strahlaufweiter. Kleinere Durchmesser können mit sphärischen Fizeau-Objektiven meist gar nicht abgedeckt werden. Für einen international führenden Hersteller von Messtechnik entwickelte und fertigte asphericon eine asphärische Fizeau-Linse, die nicht nur einen größeren Messbereich ermöglicht, sondern auch gut zu handhaben ist. Im Vergleich zu klassischen Fizeau-Objektiven bietet sie einen deutlich erhöhten Messbereich von bis zu R/D 0,55. Ohne zusätzliche Adapter, als ein einziges Bauteil, deckt die 4’’-Fizeau-Linse einen Messbereich ab, der zuvor nur mit 6’’-Linsen gemessen werden konnte. Besonders vorteilhaft ist dies bei kleinen Öffnungsverhältnissen.
Projektrealisierung
Der Einsatz einer High-End-Asphäre sowie die Entwicklung eines innovativen Halterungsdesigns ermöglichen die maximale Ausnutzung des Durchmessers der Fizeau-Fläche. Die asphärische Fizeau-Transmissionskugel von asphericon transformiert einen kollimierten Strahl in eine sphärische Wellenfront. Durch die letzte Fläche der Linse, die Fizeau-Fläche, werden die Referenz- und die Messwellenfront geteilt. Ein sphärisches Objektiv besitzt im Idealfall eine Eingangsapertur von 4". Die asphärische Linse hingegen dehnt sich intrinsisch aus, sodass ein viel größerer Durchmesser erreicht werden kann.
Das Design des Objektivs ist durch einen bequemen Greifrand und ein transportsicheres Verpackungssystem für langzeitsaubere Komponenten optimiert. Durch die Verwendung eines 4" Zygo-Bayonet-Anschlusses eignet es sich auch für andere Interferometer. Darüber hinaus überzeugt asphricons Fizeau-Objektiv - Dank der Reduzierung verbauter Komponenten - durch ein im Verhältnis geringes Gewicht, eine hochwertige transmittierten Wellenfront und eine Fizeau-Oberflächengüte von λ/10 und λ/2.
Vergleich sphärisches & asphärisches Design
Abb.1: Typisches Design einer Fizeau-Linse einschließlich des Vergleiches der Positionen der Fizeau-Flächen in einen sphärischen (= grau) und asphärischen (= blau) Design mit gleichem Öffnungsverhältnis (R/D 0,55).
Zusätzlicher Messbereich
Abb.2: Vergleich des Messbereichs einer sphärischen und einer asphärischen 4"-Linse. Der Öffnungswinkel α ist bei beiden gleich (d.h. die asphärische Linse hat bei gleicher Anzahl Aperturen einen größeren Bereich, der zur Messung von Prüfobjekten verwendet werden kann). Die Formel gibt die Beziehung zwischen dem R/D-Verhältnis und dem Winkel α an.
Optiken für das Fizeau-Objektiv auf einen Blick:
- Innovatives Objektivdesign mit asphärischen Oberflächen, reduzierter Linsenanzahl und einem echten 4″ System Eingang
- Intrinsische Aufweitung ermöglicht größeren Durchmesser der Ausgangsapertur
- Ausgewählter Abstand der Fizeau-Radien ermöglicht Abdeckung eines großen Messbereiches
