Absolute Profilmessung optischer Oberflächen mit Mehrfachsensorsystemen

Abstract

Zusammenfassung Es wird ein hochgenaues Verfahren und dessen Realisierung zur Messung von Profilschnitten von ausgedehnten (bis zu 1 m großen) optischen Oberflä-chen vorgestellt. Dabei wird ein kompaktes Interferometer (Aperturdurchmesser 3 mm) über den Prüfling geführt und es werden mehrere sich überlappende Teilprofile aufgenommen. Eine zusätzliche Winkelmessung dient als Ebenheitsreferenz. Im Gegensatz zu herkömlichen "Stitching"-Verfahren ermög-licht das vorgestellte Messverfahren z. B. die Messung von Synchrotronspiegeln inklusive ihres parabolischen Anteils mit hoher lateraler Auflösung (Messpunktabstand 20 μm) und hohem Dynamikumfang ("peak-to-valley" Höhe bis 100 μm) bei gleichzeitigen Messunsicherheiten im Nanometer-Bereich. Beispielhaft werden die Ergebnisse einer Profilmessung mit zugehörigen Messunsicherheiten gezeigt.Summary We present a method and its realization for high precision profile measurement of large specimens (up to 1 m length). A compact interferometer (aperture diameter 3 mm) is moved over the specimen under test and several overlapping sub-profile measurements are taken. An additional angle measurement serves as flatness reference. In contrast to common stitching techniques, the presented method allows for the measurement of complex optical surfaces, e. g. synchrotron mirrors, including their parabolic part with a high lateral resolution (sampling interval 20 μm), high dynamic range (peak-to-valley height up to 100 μm) and measurement uncertainties in the nanometer region. As an example, we present the results of a specific profile measurement including the evaluation of the respective measurement uncertainties.