Doppelheterodyn-Interferometrie zur Profil- und Abstandsmessung an optisch rauhen Oberflächen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
ITO
1994
|
| Schriftenreihe: | Institut für Technische Optik <Stuttgart>: Berichte aus dem Institut für Technische Optik der Universität Stuttgart
20 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 1994 |
| Beschreibung: | 225 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3923560192 |
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1.
EINLEITUNG
1
2.
OPTISCHE
DISTANZMESSVERFAHREN
4
2.1.
GEODAETISCHE
INSTRUMENTE
4
2.2.
LABORGERAETE
4
2.3.
ANALYSE
VERFUEGBARER
OPTISCHER
ABSTANDSMESSMETHODEN
4
2.3.1.
NICHTKOHAERENTE
VERFAHREN
5
23.1.1.
AKTIVE
TRIANGULATION
5
23.1.2.
STEREOMETRIE
6
23.13.
STRUKTURIERTE
BELEUCHTUNG
6
23.1.4.
PHASENMESSMETHODEN
7
23.1.5.
PARAMETRISCHE
HERUNTERMISCHUNG
AN
EINER
LAWINENDIODE
(APD)
11
23.1.6.
MODULATION
MIT
PSEUDONOISE
11
23.1.7.
LAUFZEITVERFAHREN
12
2.3.2.
KOHAERENTE
VERFAHREN
12
233.1.
SPECKLEVERFAHREN
12
23.2.2.
KOHARENZRADAR
13
2.3.23.
HOMODYNE
INTERFEROMETER
13
23.2.4.
HETERODYNINTERFEROMETER
14
23.2.5.
ZWEIWELLENLANGENHOLOGRAPHIE
22
3.
DOPPELHETERODYNINTERFEROMETRIE
(DHI)
24
3.1.
PRINZIPIELLE
WIRKUNGSWEISE
25
3.2.
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
DES
DHI-SYSTEMS
28
3.3.
DHI
DEMODULATIONSTECHNIKEN
32
3.4.
HERSTELLUNG
DER
ABSOLUTEN
OBJEKTENTFEMUNG
DURCH
KASKADIERUNG
33
3.5.
MESSUNG
AN
BEWEGTEN
OBJEKTEN
36
3.6.
MESSGENAUIGKEIT
UND
MESSFEHLER
38
3.6.1.
BEEINFLUSSUNG
DURCH
ZEITLICHE
AENDERUNGEN
IM
SYSTEM
38
3.6.2.
UMWELTEINFLUESSE
39
3.6.3.
EINFLUESSE
DURCH
DIE
GRANULATION
39
3.7.
EINFLUSS
DER
KOHAERENZLAENGE
AUF
DIE
MAXIMALE
MESSDISTANZ
40
4.
DER
RAUSCHABSTAND
44
4.1.
RAUSCHEN
IM
PHOTODETEKTORSYSTEM
44
4.2.
SNR
AM
PHOTODETEKTOR
48
4.2.1.
KONVENTIONELLER
HETERODYNEMPFANG
48
4.2.2.
DOPPELHETERODYNEMPFANG
50
4.3.
INVARIANZ
DES
MISCHERWIRKUNGSGRADES
UND
BESCHAFFENHEIT
DER
52
DETEKTOROBERFLAECHE
4.4.
KONTEXTSENSITIVITAET
VON
MISCHERWIRKUNGSGRAD
UND
RAUSCHABSTAND
53
4.4.1.
EINFLUSS
VON
WELLENFRONTVERKIPPUNGEN
53
4.4.2.
EINFLUSS
VON
DEFOKUSSIERUNG
55
4.4.3.
EINFLUSS
ATMOSPHAERISCHER
TURBULENZEN
56
4.5.
MITTLERER
RAUSCHABSTAND
BEI
DER
DOPPELHETERODYNINTERFEROMETRIE
57
5.
DIE
GRANULATION
64
5.1.
STATISTIK
HOEHERER
ORDNUNG
BEI
ZWEI
SPECKLEFELDEM
64
5.1.1.
KORRELATION
ZWISCHEN
ZWEI
SPECKLEFELDEM
VERSCHIEDENER
FARBEN
64
5.1.2.
STATISTIK
DER
INTENSITAETEN
UND
PHASEN
66
5.1.3.
STATISTIK
DER
DIFFERENZPHASE
66
5.1.3.1.
DIFFERENZPHASE
BEI
PUNKTFOERMIGER
BEOBACHTUNG
66
5.1.3.2.
PHASENUNSICHERHEIT
DER
DIFFERENZPHASE
BEIM
PUNKTDETEKTOR
66
5.I.3.3.
STATISTISCHER
PHASENFEHLER
DES
DHI-SIGNALS
BEI
AUSGEDEHNTEM
DETEKTOR
70
5.2.
STATISTIK
DES
PHOTODIODENSTROMS
BEI
DER
DOPPELHETERODYN-
73
INTERFEROMETRIE
AN
RAUHEN
OBERFLAECHEN
5.2.1.
PHASENLAGE
DES
SUPERHETERODYNSIGNALES
BEI
FLAECHIGEN
PHOTODIODEN
73
5.2.2.
DETEKTORGEOMETRIEN
75
5.2.2.I.
FLAECHIGER
EINZELDETEKTOR
76
5.22.2.
DETEKTORMATRIX
77
5.2.3.
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
79
5.3.
STATISTIK
DES
RAUSCHABSTANDES
IM
FALL
DER
GRANULATION
80
5.3.1.
RAUSCHABSTAND
BEI
SCHMALBANDIGEN
PROZESSEN
80
5.3.2.
RAUSCHABSTAND
UND
ENERGIEVERTEILUNG
IM
81
SPECKLEHETERODYNINTERFEROMETER
5.3.2.1.
ENERGIEVERTEILUNG
BEI
PUNKTFOERMIGEM
DETEKTOR
81
5.32.2.
ENERGIEVERTEILUNG
BEI
FLAECHIGEM
DETEKTOR
.
83
6.
MORPHOLOGIE
DES
DOPPDHETERODYNINTERFEROMETERES
85
6.1.
ZWEIWELLENLAENGENGENERATORPRINZIPIEN
85
6.1.1.
KOPPELUNG
OHNE
REGELKREIS
85
6.1.1.1.
MEHRLINIENLASER
85
6.1.1.2.
MULTIMODENLASER
87
6.1.1.3.
FREI
LAUFENDE
LASERQUELLEN
87
6.1.2.
REGELKREISSYSTEME
88
6.1.2.1.
GAS
UND
FESTKOERPERLASERSYSTEME
88
6.1.2.2.
LASERDIODENSYSTEME
89
6.1.2.2.1.
KOPPELUNG
VON
ZWEI
LASERDIODEN
IN
EINEM
PLL
89
6.1.2.2.2.
KOPPELUNG
MIT
ETALON
89
6.I.2.2.3.
DURCHSTIMMBARE
LASERQUELLEN
90
6.1.3.
MODULATIONSSYSTEME
91
6.1.3.1.
MONOMODELASER
MIT
UHF-AOM
91
6.1.3.2.
MASTER-SLAVE
SYSTEME
93
6.2.
OPTISCHE
ISOLATION
95
6.2.1.
AKUSTO-OPTISCHER
MODULATOR
ALS
OPTISCHER
ISOLATOR
95
6.2.2.
OPTISCHE
ISOLATION
DURCH
SCHRAEGE
FLAECHEN
96
6.2.3.
FARADAY
EFFEKT
ISOLATOREN
96
6.3.
HETERODYNFREQUENZVERSCHIEBUNG
98
6.3.1.
GENERIERUNG
IN
DER
LICHTQUELLE
98
6.3.2.
GENERIERUNG
IN
EINEM
INTERFEROMETERARM
98
6.3.2.I.
ROTIERENDE
VERZOEGERUNGSPLATTE
98
6.3.2.2.
ROTIERENDES
BEUGUNGSGITTER
99
6.3.2.3.
LINEAR
BEWEGTE
SPIEGELELEMENTE
100
6.3.2.4.
AKUSTO-OPTISCHER
MODULATOR
(AOM)
100
6.3.3.
GENERIERUNG
AUSSERHALB
LICHTQUELLE
UND
INTERFEROMETER
102
6.3.4.
HETERODYNFREQUENZGENERIERUNG
IM
DOPPELHETERODYNINTERFEROMETER
102
6.3.4.I.
MAKROSKOPISCHE
SYNTHETISCHE
WELLENLAENGE
103
6.3.4.2.
MIKROSKOPISCHE
SYNTHETISCHE
WELLENLAENGE
103
6.3.4.2.I.
ROTIERENDE
ANGEPASSTE
BEUGUNGSGITTER
104
6.3.4.2.2.
UNTERDRUECKTE
TRAEGERMODULATION
105
6.4.
STRAHLFIIHRUNGSSYSTEM
107
6.4.1.
SPIEGELVARIANTE
107
6.4.2.
LICHTWELLENLEITERSYSTEM
109
6.5.
ANORDNUNGEN
DER
SENDE
UND
EMPFANGSOPTIK
111
6.6.
PHOTODETEKTOREN
113
6.6.1.
PFN-DIODE
VERSUS
LAWINENDIODE
(APD)
113
6.6.2.
VERSTAERKERKONZEPTE
116
6.6.3.
ASYMMETRISCHE
DETEKTORANORDNUNG
118
6.7.
AUTOFOKUSEINHEIT
119
6.7.1.
NACHFOKUSSIERUNG
MIT
PHASENMESSTECHNIK
121
6.7.2.
NACHFOKUSSIERUNG
MIT
ASTIGMATISCHER
FOKUSDETEKTION
121
6.8.
HOCHAUFLOESENDE
PHASENMESSMETHODEN
121
6.8.1.
KOMMERZIELL
VERFUEGBARE
HOCHAUFLOESENDE
PHASENMESSSYSTEME
122
6.8.1.1.
VEKTORVOLTMETER
122
6.8.1.2.
UNIVERSALFREQUENZZAEHLER
122
6.8.1.3.
LOCK-IN-VERSTAERKER
124
6.8.2.
ALTERNATIVE
PHASENMESSVERFAHREN
124
6.8.2.I.
UNIVERSALZAEHLER
MIT
SEHR
NIEDRIGER
TAKTFREQUENZ
124
6.8.2.2.
PHASENBESTIMMUNG
MITTELS
SYNCHRONDEMODULATION
125
6.8.2.3.
ZEITDIFFERENZMESSUNG
MIT
CMOS-ASIC
125
7.
ANALYSE
DES
SYSTEMAUFBAUS
127
7.1.
POLARISATIONSOPTISCHE
EFFEKTE
IM
DOPPELHETERODYNINTERFEROMETER
127
7.1.1.
POLARISATIONSEFFEKTE
AN
AKUSTO-OPTISCHEN
MODULATOREN
127
7.1.2.
POLARISATIONSOPTISCH
INDUZIERTE
PHASENSCHWANKUNGEN
IM
131
DOPPELHETERODYNINTERFEROMETER
7.1.3.
GRENZEN
DER
PHASENSTABILITAET
AUFGRUND
VON
POLARISATIONSEFFEKTEN
133
7.2.
LICHTLEITERINDUZIERTE
PHASENAENDERUNGEN
135
7.3.
STABILITAETSANFORDERUNGEN
141
7.3.1.
ABHAENGIGKEIT
DER
SYNTHETISCHEN
WELLENLAENGE
VON
DER
142
LICHTWELLENLAENGE
7.3.2.
WELLENLAENGENSTABILITAET
BEI
GROSSEN
MESSSTRECKEN
144
7.3.3.
MODENUEBERGAENGE
BEI
ZWEIWELLENLAENGENLASEM
144
7.3.4.
KURZZEITSTABILITAET
DES
LASERS
145
7.4.
EINWIRKUNG
DER
UMWELT
AUF
DIE
DHI-PHASE
146
7.4.1.
TEMPERATURBEDINGTE
EFFEKTE
146
7.4.2.
PHASENAENDERUNG
INFOLGE
VON
STREULICHT
147
7.4.3.
WIRKUNG
VON
HF-STRAHLEM
149
7.5.
AUSBILDUNG
EXTERNER
LASERKAVITAETEN
149
7.6.
PHASENFEHLER
IN
DER
ELEKTRONISCHEN
KETTE
150
7.6.1.
DIFFERENZPHASE
BEI
SCHWANKENDER
BESTRAHLUNGSSTAERKE
AM
151
PHOTODETEKTOR
7.6.2.
PHASENGANG
DER
EINHEIT
PHOTODETEKTOR
UND
DEMODULATOR
154
7.7.
PHASENMESSUNG
AN
ROTIERENDEN
OBJEKTEN
157
7.8.
ASPEKTE
BEIM
EINSATZ
EINES
AOM
ZUR
ERZEUGUNG
DER
159
HETERODYNFREQUENZ
8.
REALISIERUNG
DER
DOPPELHETERODYNINTERFEROMETER
UND
ERGEBNISSE
163
8.1.
INTERFEROMETER
FUER
KLEINE
SCHWEBUNGSWELLENLAENGEN
163
8.1.1.
ZWEIWELLENLAENGEN
HENE-LASER
163
8.1.2.
GENERIERUNG
DER
HETERODYNFREQUENZVERSCHIEBUNG
164
8.1.3.
FREQUENZGENERIERUNG
165
8.1.4.
OPTO-MECHANISCHER
AUFBAU
167
8.1.5.
PHOTODETEKTOR
169
8.1.6.
DEMODULATOR
169
8.1.7.
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
170
8.2.
INTERFEROMETER
FUER
GROSSE
SCHWEBUNGSWELLENLAENGEN
175
8.2.1.
MONOMODELASER
UND
UHF-AOM
175
8.2.2.
IMPLEMENTIERUNG
DER
HETERODYNFREQUENZVERSCHIEBUNG
177
8.2.3.
FREQUENZGENERIERUNG
177
8.2.4.
OPTO-MECHANISCHER
AUFBAU
178
8.2.5.
PHOTODETEKTOR
181
8.2.6.
DEMODULATOR
181
8.2.7.
ERGEBNISSE
182
9.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
191
10.
LITERATURVERZEICHNIS
193
11.
ANHANG
202
A
1.
WICHTIGE
ASPEKTE
DER
GRANULATION
202
A
1.1.
PUNKTFOERMIGE
BEOBACHTUNG
DER
GRANULATION
202
A
1.1.1.
EINIGE
WICHTIGE
EIGENSCHAFTEN
DER
SPECKLES
202
A
1.1.1.1.
AMPLITUDE
DES
ELEKTRISCHEN
FELDES
IN
DER
BEOBACHTUNGSEBENE
202
A
1.1.1.2.
MITTLERE
SPECKLEGROESSE
203
A
1.1.2.
STATISTIK
DER
INTENSITAET
UND
PHASE
IM
SPECKLEFELD
206
A
1.1.3.
UEBERLAGERUNG
EINER
REFERENZWELLE
MIT
EINEM
SPECKLEFELD
207
A
1.2.
FLAECHIGE
BEOBACHTUNG
DER
GRANULATION
209
A
1.2.1.
STATISTIK
DER
GESAMTINTENSITAET
EINES
INTEGRIERTEN
SPECKLEFELDES
209
A
1.2.2
STATISTIK
DER
KREUZINTERFERENZINTENSITAET
211
A
1.2.2.1.
INTEGRATION
UEBER
SPECKLES
GLEICHER
INTENSITAET
211
A
1.2.2.2.
INTEGRATION
UEBER
SPECKLES
UNTERSCHIEDLICHER
INTENSITAET
213
A
1.2.3.
EINFLUSS
DER
GRANULATION
AUF
DIE
SIGNALAMPLITUDE
BEI
DER
216
HETERODYNINTERFEROMETRIE
A2.
FREQUENZGENERIERUNG
FILR
UNTERDRUECKTE
TRAEGERMODULATION
218
A3.
DEMODULATOR
FUER
HENE
DHI-SYSTEM
MIT
ROTIERENDEM
GITTER
219
A
4.
DEMODULATOR
FUER
HENE
DHI-SYSTEM
MIT
UNTERDRUECKTER
220
TRAEGERMODULATION
A5.
HETERODYNFREQUENZGENERIERUNG
FUER
DAS
LASERDIODENSYSTEM
221
A
6.
PIN
DIODEN
PHOTODETEKTOR
223
A
7.
DEMODULATOR
DES
LASERDIODENINTERFEROMETERS
223
LEBENSLAUF
224
D
ANKSAG
UNG
225 |
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| discipline | Physik Bauingenieurwesen Mess-/Steuerungs-/Regelungs-/Automatisierungstechnik |
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