Kapitel 1.2: Länge, Fläche, Volumen, Winkel - PTB

1.2.1 Länge 27
optische Mittel wird erreicht, daß die Strahlungen von zwei Eigenschwingungen mit den
Frequenzen Vj und V2 senkrecht zueinander polarisiert den Laser verlassen. Über die
Teilerplatte Ti gelangt ein Teil beider Strahlungen auf den Detektor Di. Hier entsteht ein
phasenstarres Referenzsignal der Schwebungsfrequenz v, - V2. Die Phase des entsprechenden
Signals aus dem Detektor D2 hängt dagegen von der Lage des Reflektors K2 ab.
Sie ändert sich um 360° bei einer Verschiebung von K2 um Xiß ßi ist hierbei die kurze
Wellenlänge der Strahlung der Frequenz V2 und nicht diejenige der Schwebung). Durch
Vergleich mit dem Referenzsignal des Detektors D| können die Phasenänderungen des
Signals aus dem Detektor D2 und damit die Verschiebung des Reflektors K2 gemessen
werden.
Meßfehler. Zählende Interferometer messen lediglich die Komponente der Spiegelverschiebung
in Strahlrichtung. Um sogenannte Kosinusfehler zu vermeiden, müssen der Laserstrahl und die
Richtung der Spiegelverschiebung parallel ausgerichtet werden. Zur Justierung kann das seitliche
Auswandern des reflektierten Strahls, das bei fehlerhafter Ausrichtung während der Verschiebung
auftritt, genutzt werden (Fig. 1.14).
Fig. 1,14
Fehlerhafte Ausrichtung von Laserstrahl und Verschieberichtung
l vom Interferometer angezeigte Komponente der
Spiegelverschiebung.
'2 = 2/, seitliches Auswandern des reflektierten
Strahls während der Verschiebung.
Häufig ist die zu messende Spiegelverschiebung klein gegen den Gangunterschied im Interferometer.
Schwankungen der Wellenlänge während der Messung durch Änderungen der Laserstabilisierung
oder der Brechzahl der Luft wirken sich auf den gesamten Gangunterschied aus und führen in
diesem Fall zu erhöhten Meßfehlern.
Verschiebekomparatoren Um Strichmaßstäbe oder andere Prüflinge an die Wellenlängennormale
der Länge anzuschließen, werden zählende Interferometer zusammen mit
sogenannten Verschiebekomparatoren benutzt (Fig. 1.15). Der Prüfling P befindet sich
zusammen mit dem Reflektor K2, dessen Verschiebung interferentiell gemessen wird, auf
einem Schlitten. Der Meßkopf M dient zur Lokalisierung des Prüflings. Er muß der
jeweiligen Meßaufgabe angepaßt werden. Zum Anvisieren von Strichen dienen Mikroskope
mit Feinmeßokularen (Becker (1951)) oder automatisch arbeitende fotoelektrische
Meßmikroskope, deren Reproduzierbarkeit bei 0,01 ^im liegt (Clark u. Cook
(1956); Hock (1964)). Inkrementalmaßstäbe werden mit einem Vergleichsgitter unter
Ausnutzung von Moire-Effekten abgetastet (Ernst (1989); Spies (1990)). Prüflinge
Fig.1,15
Verschiebekomparator
I Zählendes Interferometer
B massives Maschinenbett
W verschiebbarer Wagen
P Prüfling
M Meßkopf
El
3: IS 3P
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