Für das schnelle Überprüfen des Laserlichtbündels unter Laborbedingungen bietet Qioptiq neue, kompakte Shearplate-Interferometer an. Diese zeichnen sich durch ein herausragendes Preis-Leistungs-Verhältnis aus. Auch in rauer Umgebung (Schwingung, Schmutz, Temperaturschwankungen) werden Messergebnisse schnell, sicher und zudem in qualifizierter, konstanter Qualität geliefert. Werden aufgeweitete Laserstrahlen im Labor eingesetzt, ist die Qualität der Kollimation des Laserstrahls entscheidend für die Anwendung, da das kollimierte Laserlicht beispielsweise als Maßverkörperung dient. Mit entsprechender Messtechnik wie Shack-Hartmann-Sensoren kann der Kollimationszustand bestimmt werden.

Das Shearplate Prinzip
Eine interessante und zudem kostengünstige Alternative sind Shearplate-Interferometer. Diese basieren auf dem Prinzip der Überlagerung einer Wellenfront mit sich selbst. Dabei wird das zu untersuchende Licht in zwei Wellen aufgeteilt und die beiden Teilwellen lateral zueinander verschoben (Shearing). Das Aufteilen und Verschieben der Wellenfronten erfolgt durch die Reflexion an den beiden Oberflächen einer hoch präzisen Planplatte (Shearplate). Die beiden Teilwellen interferieren im Überlappungsgebiet. Aus dem erzeugten Interferogramm, lässt sich dann die Ursprungswellenfront ableiten.

Zur Überprüfung des Kollimationszustands von Laserlichtbündeln kommen keilförmige Shearplatten zum Einsatz. Im Falle eines ideal kollimierten Lichtbündels fällt eine ebene Wellenfront auf die Keilplatte, und es bilden sich parallele Interferenzstreifen im rechten Winkel zum Keil aus. Dies wird durch einen Referenzstreifen in der Beobachtungsebene gekennzeichnet. Damit sind z.B. Aufweitungssysteme reproduzierbar auf Kollimation einstellbar.

Verdrehwinkel auswerten
Ist das Aufweitungssystem nicht richtig eingestellt, wirkt es also positiv oder negativ fokussierend, verdrehen sich die Interferenzstreifen im (negativ) oder gegen (positiv) den Uhrzeigersinn. Dieser Effekt lässt sich auch quantitativ auswerten: Über den Verdrehwinkel der Interferenzstreifen wird auch der Krümmungsradius der einfallenden Wellenfront R Gleichung ermittelt.

Zahlreiche Montagemöglichkeiten
Auf der integrierten Streuscheibe lassen sich die Interferenzstreifen visuell leicht auswerten. Um den Neigungswinkel der Streifen zu ermitteln wurde ein Referenzstreifen in die Streuscheibe eingelassen. Um für jeden Strahldurchmesser im Durchmesserbereich von 1 mm bis 25 mm ein optimales Ergebnis zu erlangen, bietet Qioptiq Shearplate-Interferometer in drei Ausführungen. Diese wurden auf den Strahldurchmesser optimiert:

• 1 mm bis 3 mm
• 3 mm bis 8 mm
• 8 mm bis 25 mm

Um das Shearplate-Interferometer darüber hinaus möglichst flexibel in den jeweiligen optischen Aufbau integrie- ren zu können, bietet es eine Vielzahl von Montagemöglichkeiten. So ist es kompatibel zu Qioptiq Schienen- und Säulensystemen. Werden weitere Montagemöglichkeiten gefordert, kann das Shearplate-Interferometer bei Bedarf über optional erhältliche Adapterplatten erweitert werden. Entsprechende Bohrungen sind am Gehäuse vorgesehen.

Anwendungen und typische Genauigkeiten
Ein Shearplate-Interferometer dient in erster Linie der Kollimationsbestimmmung von Laserstrahlen. Für einen Strahldurchmesser von 25 mm kann die Bestimmungen der Kollimation auf bis zu 50 µrad genau durchgeführt werden. Durch die Bestimmung des Krümmungsradius der Wellenfront kann das Shearplate-Interferometer auch zur Bestimmung der Brennweite von schwach fokussierenden optischen Systemen oder zur Krümmungsradiusbestimmung von schwach fokussierenden konvexen und konkaven Spiegeln im Bereich über 8 m genutzt werden. So kann der Krümmungsradius eines Spiegels von 45 m mit einem Shearplate-Interferometer und einem aufgeweiteten Laserstrahl von 25 mm durch Ablesen der notwendigen Parameter der Gleichung 1 auf +/- 3 % genau bestimmt werden.

Weitere Anwendungen und typische Genauigkeiten

• Brechzahlbestimmung von planparallelen Platten von 10 mm Dicke auf +/-0,001
• Brennweitenbestimmung von Linsen/ Spiegeln auf +/- 0,03 %

Vom MPI in Göttingen getestet
Ein Prototyp des Shearplate-Interferometers war bereits im Max-PlanckInstitut in der Abteilung NanoBiophotonics im Einsatz. Hier wurde es für Messaufgaben im Zusammenhang mit der 4p-Mikroskopie eingesetzt.

Fokus auf das Qiopiq Shearplate- Interferometer

• Optimale Kollimationsbestimmung mit drei Modellen für Strahldurchmesser von 1mm bis 25mm im VIS- NIR- Spektrum mit sofortigem Ergebnis
• Weites Anwendungsspektrum durch Bestimmung des Wellenfrontkrümmungsradius vorhanden
• Vielfältige Montagemöglichkeiten über geeignete Adapterplatten
• Störungsunanfällig durch common path-Interferometrie und Funktionsprinzip ohne elektronische Bauteile

Weitere Informationen finden Sie unter: www.qioptiq.com/