DE4018005C2 - Optische Prüfvorrichtung zum Prüfen eines optischen Systems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Prüfvorrichtung zum Prüfen eines optischen Systems.

Eine solche Prüfvorrichtung mit einem Ronchi-Gitter ist aus Applied Optics, Vol. 27, No. 3, 1. Feb. 88, S. 523 bis 528 bekannt.

Aus der GB 844 933 ist bereits eine Prüfvorrichtung mit einem Gitter bekannt, die das zu prüfende optische System in Reflektion prüft, wobei zwischen der Lichtquelle und der Aufnahmestation für das optische System ein Strahlteiler angeordnet ist, der auf der Achse des optischen Strahlenganges eine halbdurchlässige Oberfläche bildet, und wobei die Empfangsmittel (das Auge) neben dem Strahlteiler angeordnet sind. Das Gitter ist zwischen dem zu prüfenden optischen System und dem Strahlteiler angeordnet.

Ferner ist aus der DD 213 056 ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen der Formabweichung polierter optischer Flächen bekannt, bei denen der Gerätefehler durch Kalibrierung mit Hilfe eines Vergleichsnormales bestimmt, in einen Rechner eingegeben und bei der Auswertung berücksichtigt wird.

Allgemein betrifft die Erfindung die Überprüfung irgendeines optischen Systems.

Insbesondere zielt sie, jedoch nicht notwendigerweise ausschließlich, auf die Überprüfung einer ophthalmischen bzw. ophthalmologischen Linse bzw. eines Brillenglases.

Zur Überprüfung eines optischen Systems ist bereits vorge­ schlagen worden, den Ronchi-Test einzusetzen und mit dem Er­ fassen der Phase fortzufahren.

Wie es bekannt ist, besteht der Ronchi-Test darin, in die von dem zu überprüfenden, optischen System ausgesandte Lichtwelle an deren Konvergenzpunkt ein Gitter mit paralle­ len, abwechselnd lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Strichen einzuschalten und das dann stromabwärts beobachtba­ re Streifensystem zu analysieren.

Diese Streifen, die, wenn man sich ausschließlich an die Gesetze der geometrischen Optik hält, ohne Beugungserschei­ nungen in Betracht zu ziehen, stets die gleichen sind und nur ausschließlich die Richtung der die betreffende Welle bildenden Lichtstrahlen übertragen, ohne in irgendeiner Wei­ se von der Art des von ihr durchlaufenden Mediums abzuhän­ gen, sind für die Aberrationen dieser Welle kennzeichnend.

Sie übertragen tatsächlich als Neigung den Abstand zwischen der entsprechenden Wellenfront und der theoretischen Wellen­ front, die übereinstimmen sollten.

Es reicht infolgedessen aus, diese Neigung an jedem Punkt des zu überprüfenden, optischen Systems zu messen, in der Praxis durch die Technik der Phasenerfassung und einer dann folgenden Integration.

Ein solches Verfahren erlaubt, die etwaigen Fehler eines optischen Systems zu messen, wie auch immer dessen Qualität sei, und hat den Vorteil, einfach zu sein und Ergebnisse hoher Genauigkeit zu liefern.

Eine optische Vorrichtung, die die Anwendung eines solchen Verfahrens erlaubt, ist insbesondere in dem Artikel "Fringe Scanning Ronchi Test For Aspherical Surfaces" in "Applied Optics", Band 23, Nummer 20, vom 15. Oktober 1984, sowie in dem Aritkel "Phase Measuring Ronchi Test" der gleichen Zeit­ schrift, Band 27, Nummer 3, vom 01. Februar 1988, beschrie­ ben.

Ganz allgemein umfaßt diese optische Vorrichtung längs einer optischen Achse zur Bildung einer kohärenten Punktlichtquel­ le geeignete Ausstrahlungsmittel, eine für die Aufnahme des zu überprüfenden, optischen Systems geeignete Arbeitssta­ tion, ein Ronchi-Gitter, zur Aufnahme des stromabwärts die­ ses Ronchi-Gitters beobachtbaren Bildes geeignete Aufnahme­ mittel, und Datenverarbeitungsmittel, die zur Auswertung dieses Bildes durch Phasenerfassung geeignet sind.

Jedoch hat sich bei praktischen Versuchen herausgestellt, daß die gattungsbildende optische Vorrichtung, so wie sie ausgestaltet ist, nicht ermöglicht, den erhofften Genauigkeitsgrad zu erreichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optische Prüfvorrichtung mit einem Ronchi-Gitter oder Wollaston-Prisma gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß deren Genauigkeit stark verbessert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen optischen Prüfvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Aufnahmestation und dem Ronchi-Gitter bzw. Wollaston-Prisma ein konvergentes Anpassungselement angeordnet ist, das zur Einstellung der Konvergenz des zu prüfenden optischen Systems dient, und daß die Datenverarbeitungsmittel sowohl Kalibrierungsmittel, die sowohl theoretisch als auch praktisch auftretende Aberrationen aufgrund des konvergenten Anpassungselementes berücksichtigen, und ein Strahlfolgeprogramm basierend auf dem Descartes'schen Gesetz umfassen.

Diese optische Prüfvorrichtung, die also zur Überprüfung durch Phasenerfassung irgendeines optischen Systems angepaßt ist, ist von der Art, die längs einer optischen Achse folgendes umfaßt: Zur Bildung einer Lichtquelle geeignete Ausstrah­ lungsmittel, eine zur Aufnahme des zu überprüfenden, opti­ schen Systems geeignete Arbeitsstation, ein Gitter, zur Auf­ nahme des stromabwärts des Gitters beobachtbaren Bildes ge­ eignete Aufnahmemittel, und Verarbeitungsmittel, mit denen dieses Bild durch Phasenerfassung auswertbar ist, und wobei diese Vorrichtung allgemein dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen der Arbeitsstation und dem Gitter ein konvergentes Anpassungselement eingeschaltet ist, und daß die Datenverar­ beitungsmittel sowohl Kalibrierungsmittel, mit denen sowohl theoretische als auch praktisch auftretende Aberrationen aufgrund dieses konvergenten Anpassungselementes berücksich­ tigt werden können, als auch ein Strahlverfolgungsprogramm umfaßt.

Im Hinblick auf die Verwendung der Kalibrierungsmittel ist das verwendete, konvergente Anpassungselement ohne Folge auf die Genauigkeit der erhaltenen Ergebnisse.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es ebenfalls möglich, wenn gefordert, zwischen der Lichtquelle und der Arbeitsstation ein Anpassungselement mit einer numerischen Apertur vorzusehen, die der numerischen Apertur und dem Bal­ genauszug zwischen dem Objekt und dem Bild des zu überprü­ fenden optischen Systems Rechnung trägt.

Erfindungsgemäß sind die Kalibrierungsmittel dann selbst dazu geeignet, ebenfalls sowohl die theoretischen als auch die praktisch auftretenden Aberrationen aufgrund dieses Anpassungselementes mit numerischer Apertur zu berücksich­ tigen.

Somit werden die Eigenschaften des konvergenten Anpassungs­ elementes und diejenigen des Anpassungselementes mit nume­ rischer Apertur, welches gegebenenfalls eingesetzt ist, er­ findungsgemäß systematisch zum Vorteil der Genauigkeit der erhaltenen Ergebnisse berücksichtigt.

Unter theoretischen Aberrationen, die die bei der Erfindung vorgesehenen Kalibrierungsmittel berücksichtigen, werden hier in üblicher Weise die Aberrationen aufgrund allein der Kombination von optischen Elementen des zu überprüfenden, optischen Systems verstanden, die selbst als vollkommen betrachtet werden.

Das Strahlverfolgungsprogramm, das die Datenverarbeitungs­ mittel aufweisen, welche die Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt, erlaubt in vorteilhafter Weise durch einfache An­ wendung des Descartes′schen Gesetzes bzw. des Snellius'schen Brechungsgesetzes Brechfläche um Brech­ fläche diese theoretischen Aberrationen zu berechnen.

Ferner erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteil­ hafter Weise auch, verschiedene Arten von Gittern einsetzen zu können.

Tatsächlich sind Phasengitter, wie eines, welches von einem Wollaston-Prisma gebildet wird, ebenso zum Einsatz geeignet wie Amplitudengitter, wie zum Beispiel ein Ronchi-Gitter.

Schließlich kann man in Abwandlung, wenn dieses erwünscht ist, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine inkohärentes Licht aussendende, räumlich ausgedehnte Lichtquelle verwenden, die in vor­ teilhafter Weise ermöglicht, insbesondere bei einem Amplitu­ dengitter Ergebnisse mit einer verbesserten Genauigkeit im Vergleich mit derjenigen zu erreichen, welche mit einer Punkt­ lichtquelle erhalten wird.

Unter einer inkohärentes Licht aussendenden, räumlich ausgedehnten Lichtquelle wird hier eine Lichtquelle verstanden, die die Definition er­ füllt, die in dem Buch von M. Francon, "Holographie", (Aus­ gabe MASSON et Cie, 1969), Seiten 9 und 10, angegeben ist.

Hier erlaubt eine solche räumlich ausgedehnte Lichtquelle das Erzeugen von Streifen guter Qualität, da sie das Ergebnis einer Überlagerung einer Vielzahl von Streifen­ systemen sind.

In der Praxis genügt hierfür die Verwendung einer drehbaren Mattscheibe mit ausreichender Körnung und Drehgeschwindigkeit.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand der Beschreibung unter Bezugnahme auf die einzige Figur näher erläutert, die ein Blockdiagramm in Draufsicht darstellt.

Diese Figur zeigt als Beispiel die Anwendung der Erfindung in dem Fall, bei dem das zu überprüfende, optische System 10 eine ophthalmische Linse ist.

Es kann sich beispielsweise, wie es dargestellt ist, um eine konvexe, ophthalmische Linse handeln, d.h. eine mit positiver Brechkraft.

Jedoch könnte es sich ebensogut zum Beispiel um eine konkave ophthalmische Linse mit negativer Brechkraft handeln.

Ganz allgemein kann es sich auch um irgendein optisches System handeln.

Die zur Überprüfung des zu überprüfenden, optischen Systems 10 verwendete optische Vorrichtung 12 umfaßt allgemein längs einer optischen Achse A Ausstrahlungsmittel 13, die eine Lichtquelle 14 bilden können, eine zur Aufnahme eines sol­ chen optischen Systems geeignete Arbeitsstation 15, ein Gitter 16, zur Aufnahme des stromab des Gitters 16 beob­ achtbaren Bildes geeignete Aufnahmemittel 17, und Daten­ verarbeitungsmittel 18 zur Auswertung dieses Bildes durch Phasenerfassung.

Unter Datenverarbeitungsmitteln wird hier sowohl die Hardware als auch die zugeordnete Software verstanden.

Bei der dargestellten Ausführungsform umfassen die Ausstrah­ lungsmittel 13 aufeinanderfolgend in an und für sich bekann­ ter Weise einen Laser 19 und ein Objektiv 20, welches das von dem Laser 19 ausgesandte Lichtbündel in einen Bezugs­ punkt 14 des Loches einer Blende 21 unter Bildung einer Lichtquelle fokussiert, wobei, wenn dieses erwünscht ist, gemäß der Darstellung zwischen diesem Laser 19 und diesem Objektiv 20 eine "Dichte" 22 eingeschaltet ist.

In ebenfalls allgemein bekannter Weise ist das Gitter 16 beispielsweise ein Ronchi-Gitter, d.h. ein aus abwechselnd lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen, parallelen Strichen gebildetes Gitter, mit einer Gitterkonstante von zum Beispiel der Größenordnung von 0,25 bis 4 mm, und die Empfangsmittel 17 umfassen eine Kamera 25, von der schema­ tisch bei 28 das Objektiv und bei 29 die Analyseebene dar­ gestellt sind.

Es handelt sich zum Beispiel um eine Kamera vom Mosaiktyp, d.h. eine Kamera mit einer ladungsgekoppelten Vorrichtung, die durch Abtasten eine Messung der an jedem Punkt ihrer Analyseebene 29 empfangenen Lichtmenge vornehmen kann, wobei diese Analyseebene 29 genauer gesagt die Empfangsmittel des beobachtbaren Bildes bildet.

Erfindungsgemäß umfaßt die optische Vorrichtung 12 ein kon­ vergentes Anpassungselement 30 zwischen der Arbeitsstation 15 und dem Gitter 16, welches der Konvergenz des zu überprüfenden optischen Systems 10 Rechnung trägt, und wobei die Datenverarbeitungsmittel 18 sowohl Kalibrierungs­ mittel, mit denen sowohl die theoretischen als auch die praktisch verwirklichten Aberrationen aufgrund dieses kon­ vergenten Anpassungselementes 30 berücksichtigt werden können, als auch ein Strahlverfolgungsprogramm umfassen.

Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt die erfindungs­ gemäße, optische Vorrichtung 12 ferner zwischen der Licht­ quelle 14 und der Arbeitsstation 15 ein Anpassungselement 31 mit einer numerischen Apertur, die geeignet ist, der nume­ rischen Apertur und dem Balgenauszug zwischen dem Objekt und dem Bild des zu überprüfenden, optischen Systems Rechnung zu tragen. Die Kalibrierungsmittel, die die Datenverarbei­ tungsmittel 18 umfassen, sind geeignet, ebenfalls sowohl theoretische als auch praktisch auftretende Aberrationen aufgrund dieses Anpassungselementes mit numerischer Apertur zu berücksichtigen.

Die verschiedenen Elemente der derart ausgebildeten, opti­ schen Vorrichtung 12 sind vorzugsweise von demselben Trag­ teil getragen, wobei wenigstens einige von ihnen eine ge­ wisse Anzahl von Freiheitsgraden in Bezug auf dieses Trag­ teil besitzen.

Die entsprechenden Anordnungen gemäß dem Stand der Technik werden hier nicht beschrieben.

Es reicht aus, anzugeben, daß das Gitter 16 von Halteelemen­ ten getragen ist, die einerseits eine Verschiebung längs der einen oder der anderen der zwei orthogonalen Richtungen, senkrecht zur optischen Achse A, und anderer­ seits eine Drehung um eine zu den zwei vorhergehenden Rich­ tungen orthogonale Richtung ermöglichen.

Zusammen betrachtet sind diese Halteelemente ferner posi­ tionsmäßig längs der optischen Achse A derart einstellbar, daß das Gitter 16, welches sie tragen, am Konvergenzpunkt des von dem zu überprüfenden, optischen System 10 übertra­ genen Lichtbündels oder in der Nähe dieses Konvergenzpunktes angeordnet werden kann.

Ferner sind sie vorzugsweise Steuermitteln unterworfen, die eine gesteuerte Bewegung erlauben.

In gleicher Weise sind die Kamera 25, das konvergente An­ passungselement 30 und das Anpassungselement 31 mit nume­ rischer Apertur vorzugsweise längs der optischen Achse A bewegbar angebracht.

Jedoch sind in diesem Fall auf den entsprechenden Gleit­ schienen Positionierungsklötze vorgesehen, die als Bezug bei etwaigen Änderungen der Elemente (Gitter, Anpassungsele­ ment . . .) zur Bewahrung der vorhergehend durchgeführten Eichung dienen können.

Beim Einsatz durchquert das im praktischen Fall monochroma­ tische, von der Lichtquelle 14 ausgesandte, von den Ausstrah­ lungsmitteln 13 herkommende Lichtbündel durchlaufend das An­ passungselement 31 mit numerischer Apertur, das zu überprü­ fende, optische System 10 und das konvergente Anpassungsele­ ment 30, bevor es auf dem Gitter 16 konvergiert.

Man sieht somit, daß dieses Lichtbündel beim Eintritt in das zu überprüfende, optische System bei der hier dargestellten Ausführungsform divergierend ist.

Auf alle Fälle wird vorzugsweise derart vorgegangen, daß es sich dann nicht um ein Parallelbündel handelt.

Im praktischen Fall ist das Gitter 16 nahe dem Konvergenz­ punkt der aus dem konvergenten Anpassungselement 30 austre­ tenden Welle derart angeordnet, daß die Streifenanzahl, wel­ che das stromabwärts beobachtbare Bild zeigt, möglichst klein ist und somit die weiteren Arbeitsvorgänge erleichtert und die Genauigkeit der erhaltenen Ergebnisse erhöht.

Aufgrund der Fehler, welche das zu überprüfende, optische System 10 unvermeidbar zeigt, weist die Wellenfront, die auf das Gitter 16 auftrifft, Aberrationen auf, welche durch die beobach­ teten Streifen festgestellt werden können.

Wie vorhergehend angegeben, übertragen diese Streifen tat­ sächlich als Neigung den Abstand zwischen der überprüften Wellenfront und der theoretischen Wellenfront.

Um zu der Queraberration der überprüften Wellenfront zu­ rückzukehren, reicht es daher gemäß der Technik der Phasen­ erfassung aus, eine Reihe von Messungen vorzunehmen, indem von Messung zu Messung eine Phasenverschiebung eingeführt wird, d.h., daß jedes Mal das Gitter 16 um eine vorbestimmte Größe senkrecht zur optischen Achse A verschoben wird.

Vorzugsweise ist die derart durchgeführte Anzahl von Messun­ gen ungerade.

Im praktischen Fall sind zur Berechnung der gesuchten Neigung Messungen in zwei orthogonalen Richtungen erforderlich.

Es genügt dann, um die Strecke oder den normalen Abstand, der die überprüfte Wellenfront von der theoretischen Wellen­ front am betrachteten Punkt trennt, zu erhalten, eine Inte­ gration vorzunehmen.

Im praktischen Fall werden alle Verschiebungen der bewegba­ ren, betreffenden Elemente durch eine Software gesteuert, die zur systematischen und unmittelbaren Auswertung der sich ergebenden Ergebnisse geeignet ist.

Eine solche Software beruht nicht auf der Erfindung und wird hier nicht beschrieben.

Das gleiche gilt für das Strahlverfolgungsprogramm, welches erfindungsgemäß die Datenverarbeitungsmittel 18 umfassen. Ein solches Strahlverfolgungsprogramm, welches klassisch ist und daher für den Durchschnittsfachmann vollkommen bekannt ist, beschränkt sich darauf, Brechfläche auf Brechfläche das Snellius'sche Brechungsgesetz (n sin i = n′sin i′) anzuwenden.

Im Hinblick auf die Kalibrierungsmittel, die nach der Erfin­ dung die Datenverarbeitungsmittel 18 ebenfalls umfassen, wird zunächst angegeben, daß in Übereinstimmung mit diesen Kalibrierungsmitteln die Summe der zu berücksichtigenden Aberrationen in einer Kalibrierungsdatei gespeichert und systematisch von allen durchgeführten Messungen subtrahiert wird.

Diese Kalibrierungsdatei wird in der folgenden Weise erhal­ ten.

Bei einem ersten Schritt berechnet man das System theoreti­ scher Streifen F₁, welches man erhielte, wenn das konvergen­ te Anpassungselement 30, gegebenenfalls das Anpassungsele­ ment 31 mit numerischer Apertur, und das zu überprüfende, optische System 10 vollkommen wären, d.h. wenn sie geome­ trische und optische Eigenschaften hätten, die genauestens mit ihren theoretischen Eigenschaften identisch sind.

Bei einem zweiten Schritt führt man eine Messung mit einer vollkommenen Lehre durch, die an der Stelle des optischen Systems 10 angeordnet ist, und man erhält ein Streifensystem F₂.

Bei einem dritten Schritt berechnet man das System theore­ tischer Streifen F₃, welches mit dieser vollkommenen Lehre und dem konvergenten Anpassungselement 30 und gegebenenfalls dem Anpassungselement 31 mit numerischer Apertur, die als vollkommen betrachtet werden, erhalten worden wäre. Die Dif­ ferenz (F₂-F₃) ist repräsentativ für die Herstellungsfeh­ ler bei dem konvergenten Anpassungselement 30 und gegebenen­ falls dem Anpassungselement 31 mit numerischer Apertur.

Die Kalibrierungsdatei F_C ist gleich: F_C = (F₂-F₃) + F₁.

F_M sei das von der Vorrichtung mit dem optischen System 10 bestimmte Streifensystem.

Die Integration, welche zu der Strecke oder dem normalen Abstand führt, der die überprüfte Wellenfront in Bezug auf die theoretische Wellenfront trennt, wird mittels des sich aus der Differenz (F_M-F_C) ergebenden Streifensystems durchgeführt.

Wie bereits angegeben, sind die Aberrationen, die somit er­ findungsgemäß systematisch sowohl für das konvergente An­ passungselement 30 als auch für das Anpassungselement 31 mit numerischer Apertur berücksicht werden, die theoretischen Aberrationen und/oder die praktisch auftretenden Aberratio­ nen dieser Elemente.

Somit hängen die sich ergebenden Aberrationen, wie sie als Funktion der Differenz (F_M-F_C) berechnet sind, im we­ sentlichen nur von den Fehlern des zu überprü­ fenden optischen Systems 10 ab.

Es ist daher möglich, daraus diese Fehler mit sehr großer Genauigkeit abzuleiten.

Im praktischen Fall braucht die Herstellungsgenauigkeit einer jeden optischen Oberfläche, die das konvergente Anpassungs­ element 30 und/oder das Anpassungselement 31 mit numerischer Apertur aufweist, vorteilhafter Weise nur von der Größenord­ nung der Wellenlänge sein, während dagegen bei bisherigen Ele­ menten diese bei Fehlen von Kalibrierungsmitteln ein Bruchteil dieser Wellenlänge, in der Größenordnung eines Zwanzigstels unbedingt sein mußte.

Der Herstellungspreis der optischen Vorrichtung 12 nach der Erfindung zeigt sich in vorteilhafter Weise entsprechend verringert.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Licht­ quelle 14 eine inkohärente, räumliche Lichtquelle, so wie sie in dem bereits erwähnten Buch von M. Francon definiert ist.

Das entsprechende Loch der Blende 21 begrenzt ihre Ausdeh­ nung.

In der Praxis ist der Durchmesser dieses Loches und daher der Quelle 14 von der Größenordnung der Konstanten des Gitters 16, wobei er bevorzugt kleiner als diese ist.

Vorzugsweise ist dieser Durchmesser gleich der Hälfte der Konstanten des Gitters 16.

Gleichzeitig ist für die erwünschte Inkohärenz zwischen dem Laser 19 und dem Objektiv 20, stromabwärts der "Dichte" 22, eine unter Steuerung eines Motors 24 drehbar angebrachte Mattscheibe 23 eingesetzt.

Somit weisen die verschiedenen Punkte der erfindungsgemäß vorgesehenen Lichtquelle 14 keinerlei Phasenbeziehung zwi­ scheneinander auf.

Wie es ohne weiteres zu verstehen ist, ist es daher möglich, die Ausdehnung der Lichtquelle 14 abzuändern, wenn dies er­ wünscht ist.

Es reicht beispielsweise hierfür aus, das Objektiv 20 zu verschieben, wenn es gemäß der Darstellung nach der Matt­ scheibe 23 angeordnet ist.

Wenn es in Abänderung vor diese Mattscheibe 23 angeordnet wird, dann genügt es, diese letztere zu verschieben.

Wie bereits angegeben, kann das Gitter 16, statt ein Ampli­ tuden-Gitter, wie ein Ronchi-Gitter, zu sein, beispielsweise ein Phasen-Gitter, wie ein Wollaston-Prisma sein.

Wie es bekannt ist, ist ein Wollaston-Prisma aus zwei dop­ pelbrechenden verkitteten Prismen mit einer Achse gebildet, deren Achsen senkrecht zueinander sind.

In dem Fall, bei dem ein solches Wollaston-Prisma verwendet wird, ist es erforderlich, ihm in an und für sich bekannter Weise zwei Polarisatoren zuzuordnen, deren Achsen unter­ schiedlich zu denen des Wollaston-Prismas ausgerichtet sind.

Die Achsen dieser Polarisatoren verlaufen vorzugsweise unter 45° in Bezug auf die Achsen des Wollaston-Prismas.

Es wird darauf hingewiesen, daß die optische Vorrichtung nach der Erfindung ebenfalls genausogut zur Überprüfung eines optischen Systems mit Gradientenindex eingesetzt werden kann, um bei diesem beispielsweise das Index-Profil zu bestimmen.

Claims (6)

1. Optische Prüfvorrichtung (13) zum Prüfen eines optischen Systems (10, 10′) im Durchlicht durch Erfassen der Phase, bei dem längs einer optischen Achse (A) in folgender Reihenfolge angeordnet sind:

• - eine Lichtquelle (14),
• - ein Aufnahmeelement (15), das das zu prüfende optische System (10, 10′) trägt,
• - ein lichtkonvergierendes Anpassungselement (30), das zur Anpassung der Konvergenz des zu prüfenden optischen Systems (10, 10′) an die Prüfvorrichtung (13) dient,
• - ein nahe des Konvergenzpunktes des aus dem Anpassungselement (30) austretenden Lichtbündels senkrecht zur optischen Achse (A) verschiebbar angeordnetes Ronchi-Gitter oder Wollaston-Prisma (16), und
• - optische Detektoren (17) zum Empfang des strahlabwärts hinter dem Ronchi-Gitter oder dem Wollaston-Prisma (16) beobachtbaren Interferenzstreifenmusters,

wobei die Prüfvorrichtung (13) Datenverarbeitungsmittel (18) aufweist, die das von den optischen Detektoren (17) empfangene Interferenzstreifenmuster durch Erfassen der Phase auswerten und dabei die durch das Anpassungselement (30) verursachten Aberrationen berücksichtigen und die ein Strahlverfolgungsprogramm umfassen, das das Snellius'sche Brechungsgesetz anwendet.

2. Optische Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ronchi-Gitter oder das Wollaston-Prisma (16) von Halteelementen getragen ist, die eine Verschiebung längs der einen oder anderen der beiden zur optischen Achse (A) orthogonalen Richtungen und eine Drehung um eine zu den zwei vorgenannten Richtungen orthogonale Richtung ermöglichen.

3. Optische Prüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente mittels Steuermitteln gesteuert verschiebbar sind.

4. Optische Prüfvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente längs der optischen Achse (A) positionierbar sind.

5. Optische Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner zwischen der Lichtquelle (14) und dem Aufnahmeelement (15) ein Anpassungselement (31) zur Anpassung der numerischen Apertur der Prüfvorrichtung (13) angeordnet ist und daß die Datenverarbeitungsmittel (18) auch die durch dieses Anpassungselement (31) verursachten Aberrationen berücksichtigen.