Verfahren zur vollständigen Bestimmung kohärenter Wellenfelder nach dem Prinzip der Selbstreferenz: Teil II (WeSer II)
Final Report Abstract
Die wesentliche Motivation des Projektes WeSer II war es, aufbauend auf den Ergebnissen des Vorgängerprojektes WeSer I die Wellenfeldmessung mittels Scher-Interferferometrie für teilkohärentes Licht zu qualifizieren und die Möglichkeit einer Anwendung dieses Ansatzes im Bereich der zerstörungsfreien Prüfung zu prüfen. In dem Berichtszeitraum konnten die folgenden wesentlichen Ergebnisse erzielt werden: Ein neues und flexibles Rekonstruktionsverfahren für Wellenfelder, welches stets eine im Sinne der kleinsten Fehlerquadrate optimale Lösung unter gleichzeitiger Berücksichtigung aller Messungen findet. Ein neues und flexibles Rekonstruktionsverfahren für Wellenfronten (stetige Phasenverteilungen), welches eine Gewichtung nach Messunsicherheiten, sowie eine einfache Definition von ungültigen Bereichen gestattet. Der Nachweis, dass das Verfahren sich dazu eignet auch teilkohärentem Licht (räumlich sowohl als auch zeitlich) eine komplexwertige Amplitude zuzuordnen. Ein übersichtliches Modell um eine Lichtquelle hinsichtlich der Kohärenz für eine Anwendung auf Basis des neuen Ansatzes zu qualifizieren. Der Nachweis, dass sich das Verfahren zur Messung von Deformationen eignet. Der Nachweis, dass das Verfahren unter Verwendung von nur 2 Scherungen funktioniert, wenn man als zusätzliche Randbedingung die Glattheit der zu untersuchenden Feldverteilung einbringt. Die Ergebnisse dieses Projektes WeSer II haben zu den folgenden weiterführenden Arbeiten und Kooperationen geführt: EU Projekt zum Thema hochpräzise Messung von Wellenfronten mit großem Dynamikbereich mittels Scherinterferometrie. Genutzt und weiterentwickelt werden dort die in WeSer II eingeführten Methoden der gewichteten Wellenfrontrekonstruktion. DFG Projekt OPAL zum Thema Vermessung von asphärischen Optiken mittels Scher-Interferometrie. Hier werden die Kohärenzuntersuchungen fortgeführt und die gewichtete Wellenfrontrekonstruktion eingesetzt. DFG Projekt Gamma-Profilometrie zum Thema Messung der vollständigen wechselseitigen Kohärenzfunktion mittels Scher-Interferometrie um eine besonders schnelle Oberflächenmesstechnik für die industrielle Qualitätssicherung zu entwickeln. Hier werden die Rekonstruktionsalgorithmen aus WeSer II als Basis dienen. Kooperation mit der ESO bzgl. der Spiegelsegmentanpassung für den Primärspiegel des European Extremely Large Telescopes (E-ELT) mittels Scher-Interferometrie. Das ausschlaggebende Argument für das BIAS-System war dessen Fähigkeit neben dem Stufenversatz der Spiegel auch deren Form mittels der in WeSer II entwickelten Wellenfrontrekonstruktion lokal zu bestimmen.
Publications
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Measuring the complex amplitude of speckle fields by means of a shear interferometer. in: Proc. SPIE 8413, Speckle 2012: V International Conference on Speckle Metrology, 84130Q, 2012
Falldorf, C., von Kopylow, C., Bergmann, R. B.
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Non-linear optimization for the reconstruction of wave fronts from gradient data. in: Proc. EOS Annual Meeting Aberdeen, ISBN 978-3-9815022-4-4 (CD Rom), 2012
Falldorf, C., Li, W., von Kopylow, C., Bergmann, R. B.
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Computational shear interferometry: A versatile tool for wave field sensing. in: Proc. Comput. Opt. Sens. Imag., p. JW2B.3, OSA Technical Digest, 2013
Falldorf, C., Simic, A., von Kopylow, C., Bergmann, R. B.
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Wave field sensing by means of computational shear interferometry. J. Opt. Soc. Am. A 30, 1905-1912 (2013)
Falldorf, C., v. Kopylow, C., Bergmann, R. B.
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Precise optical metrology using computational shear interferometry and an LCD monitor as light source. in: Fringe 2013 – 7th International Workshop on Advanced Optical Imaging and Metrology, pp. 729 -734, 2014
Falldorf, C.,Simic, A., Ehret, G., Schulz, M., v. Kopylow, C., Bergmann, R. B.
