Prüfung von Beugungsgittern nach dem Phasenkontrastverfahren

Zusammenfassung

Als Hinweis für die Güte eines optischen Beugungsgitters gibt man gewöhnlich die in Prozenten ausgedrückte Intensität der Rowlandgeister, bezogen auf eine beliebige Spektrallinie, an. Der periodische Teilungs-fehler des Gitters, der in einer einfachen Beziehung zur Intensität der Rowlandgeisterlinie steht, gibt jedoch keine Auskunft über die Beschaffenheit bestimmter Teile des Gitters. Der Hersteller eines Gitters ist aber daran interessiert, Einzelheiten über jeden Abschnitt der Gitter-fläche zu erfahren, um so Mängel an seiner Teilmaschine zu entdecken. Für diese Untersuchungen werden interferometrische Methoden und, seit kurzer Zeit, das Phasenkontrastverfahren (PKV) nachZernike herangezogen. Nach einem Abriß über die Theorie des PKV's, die besonders einfach ist, weil es sich bei den Gittern um nur eindimensionale Objekte handelt, wird die praktische Anwendung des PKV's zur Gitterprüfung erläutert. Gewisse besondere Unregelmäßigkeiten des Gitters, z. B. Teilungssprünge, sind jedoch im Phasenkontrastbild nicht so klar ersichtlich wie in dem zum Vergleich gezeigten Interferogramm, weswegen auch zuerst die interferometrische Prüfung empfohlen wird. Zum Schluß werden die nach dem PKV und die nach der Messung der Intensität der Rowlandgeister bei einigen Gittern ermittelten periodischen Fehler gegenübergestellt.

Summary

Ordinarily, the excellence of an optical diffraction grating is expressed as the intensity of the Rowland images, expressed in percentage referred to some chosen spectral line. The periodic dividing error of the grating, which is in simple relation to the intensity to the Rowland ghost lines, however furnishes no information regarding the quality of given parts of the grating. The manufacturer of a grating is however interested in obtaining details concerning every portion of the grating surface in order to thus discover the defects of his dividing engine. Such studies are made with interferometric methods, and, in recent times, the phase contrast method ofZernike (the PKV) has been employed. After outlining the theory of PKV, which here is strikingly simple, since in the case of gratings it involves only one-dimensional objects, the practical application of PKV for the testing of gratings is explained. Certain special irregularities in the grating, for example, discontinuties in the rulings, are, however, not as clearly shown in the phase contrast picture as in the interferogram shown for comparison. For this reason, the interferometric testing is recommended first. In conclusion, the periodic errors determined by the PKV and by the intensity of the Rowland images are compared for several gratings.

Résumé

Habituellement on exprime la qualité d'un réseau de diffraction par l'intensité des fantômes deRowland, exprimée en pourcent par rapport à une raie spectrale donnée. L'erreur périodique de division du réseau qui est en relation simple avec l'intensité des fantômes deRowland, ne fournit cependant aucun renseignement sur la qualité des diverses parties du réseau. Cependant le fabricant du réseau a intérêt à obtenir des renseignements sur chaque partie de la surface gravée afin de trouver ainsi les défauts de la machine à graver. On a fait des telles études par une méthode interférométrique et plus récemment par la méthode de contraste de phase deZernicke (PKV). Après un exposé de la théorie de la méthode PKV, particulièrement simple dans le cas des réseaux, objets à une dimension, on explique la méthode PKV pratique d'essai des réseaux. Certaines irrégularités particulières du réseau, par exemple les discontinuités dans le traçage, ne sont pas aussi clairement montrées par le contraste de phase que par un interférograrnme. Pour cette raison on recommande de faire un essai interférométrique. En conclusion, on compare les erreurs périodiques déterminées pour plusieurs réseaux par la méthode PKV et par l'intensité des fantômes deRowland.