t - im ZESS - Universität Siegen

2. Messprinzipien zur 3D-Objekterfassung 9
die Weißlicht-Interferometrie bzw. das Kohärenzradar, das die Eigenschaft der
begrenzten Kohärenzeigenschaft, bzw. Kohärenzlänge von weißem Licht ausnutzt und
das bei der interferometrischen Überlagerung von Empfangs- und Referenzlichtwelle
entstehende, örtlich sehr begrenzte Korrelogramm in seinem Maximum detektiert
[DrHä], [Groot], [Tiz-2].
Bild 3 a) zeigt das Prinzip eines solches Kohärenzradars, das mit einer breitbandigen
Βeleuchtungsquelle arbeitet. Der in Bild 3 b) dargestellte Interferenzkontrast kann nur
innerhalb der Speckles beobachtet werden, welche die Bedingung der gleichen
optischen Weglänge erfüllen. Somit muss die Pfadlänge im Objektarm des
Interferometers annähernd die gleiche sein wie die im Referenzarm. Zur Messung wird
der Interferenzkontrast in seinem Maximum detektiert, d.h., dass entweder der
Referenzspiegel oder das zu vermessende Objekt in z-Richtung verfahren wird. Die
Länge des Korrelogramms entspricht in etwa der Kohärenzlänge der verwendeten
Lichtquelle.
2.2.2 Inkohärente Laufzeitmessung
Für die inkohärente Laufzeitmessung ist, wie bereits zuvor erwähnt, eine zusätzlich
Modulation, d.h. eine geeignete Signalisierung oder Kennzeichnung der Lichtwelle
notwendig. Hierzu können solche aus der Nachrichtentechnik bereits bekannten
Verfahren herangezogen werden. Für die optische Messtechnik werden sehr häufig die
Verfahren Pulsmodulation, CW-Modulation (CW, Continuous Wave) und die PN-
Modulation (PN, Pseudo-Noise) herangezogen.
2.2.2.1 Pulslaufzeitverfahren
Die sogenannte Puls-Laufzeitmessung arbeitet – wie in Bild 4 gezeigt – mit
repetierenden Lichtimpulsen. Hier wird das von der Objektoberfläche rückgestreute
Echo mit seinen typischerweise sehr kurzen Signalflanken zunächst über einen
Breitbandempfängers verstärkt und anschließend mittels einer elektronischen
Messeinheit zeitlich auflöst.