Beiträge zur Erhöhung der Genauigkeit kohärent-optischer Messungen unter Berücksichtigung von Phasensingularitäten

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Osten
• Subject Area: Measurement Systems
• Term: from 2001 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5290082

In vielen kohärent-optischen Meßtechniken wird das zu untersuchende Objekt abgebildet. Die Abbildung eines kohärent beleuchteten Objektes führt naturgemäß zum Auftreten von subjektiven Speckles. Hierbei spielt es keine Rolle, ob die Abbildung mit Hilfe eines Computers erzeugt wurde, wie es z.B. bei der modernen digitalen Holographie der Fall ist, oder ob ein klassisches Linsensystem verwendet wurde. Die Specklegröße läßt sich durch Aufnahmeparameter wie Apertur oder Bildweite variieren, wobei das Verändern der Specklegröße die Qualität der Messung in unterschiedlicher Art und Weise beeinflußt. Kleinere Speckles bedeuten prinzipiell eine größere laterale Auflösung und somit eine Verbesserung der Messung. Jedoch treten bei nicht voll aufgelösten Speckles durch die Ausdehnung der Sensorelemente Mittelungseffekte auf, die sich negativ auf die Meßgenauigkeit auswirken. In vorangegangenen Arbeiten wurde untersucht welchen Einfluß die Mittelung von mehreren Speckles pro Sensorelement auf die Modulation hat. Der Einfluß der Mittelung auf die gemessene Phase wurde in diesen Untersuchungen jedoch nicht berücksichtigt. Desweiteren ist auch der Meßbereich abhängig von der Specklegröße. Bei out-of-plane Messungen hat eine Verkleinerung der Speckles z.B. eine schnellere Dekorrelation und somit eine Verschlechterung der Messung zur Folge. Um eine Präzisionsteigerung in interferometrischen Messungen zu erzielen, ist es also notwendig, die Aufnahmeparameter optimal an die Randbedingungen der jeweiligen Messung anzupassen. Hierzu sind u.a. Grundlagenuntersuchungen zum Einfluß der Mittelung von Speckles auf die gemessenen Phasenwerte notwendig. Die Untersuchungen sollen sich sowohl auf den Fall der Mittelung mehrerer Speckles, als auch auf den Fall voll aufgelöster Speckles beziehen. Insgesamt soll die Möglichkeit eine ganzheitlichen Optimierung der lateralen Auflösung, des Meßbereichs und der Phasenmeßfehler untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants