Fabry-Perot-Interferometer für die Positionsbestimmung von Mikro-Spiegeln

Rastersondenmikroskope tasten mit federnd gelagerten Spitzen Oberflächen ab, um deren geometrische, mechanische und chemische Struktur zu erfassen. Die Durchbiegung der Federbalken kann optisch vermessen werden, wenn man deren Oberseite verspiegelt. Geringe Federkräfte und hohe Resonanzfrequenzen lassen sich nur dann gleichzeitig erzielen, wenn man die bewegte Masse und damit die Spiegelabmessungen möglichst klein hält. Sinkt der Spiegeldurchmesser auf wenige Mikrometer, versagt die bei größeren Spiegeln mögliche genaue Neigungsmessung durch die Richtungsbestimmung reflektierter Laserstrahlen, weil die kleinen Strahldurchmesser zu erheblichen, beugungsbedingten Strahldivergenzen führen. Als Alternative bietet sich die interferometrische Bestimmung der Spiegelposition an. Dazu wird aus dem kleinen Planspiegel und einem gegenüberliegenden konkaven, hoch verspiegelten Strahlteiler ein Fabry-Perot-Interferometer gebildet, bei dem in der Nähe von bestimmten Resonanzpunkten die eingekoppelte Lichtleistung sehr stark von der Resonatorlänge abhängt. Der optische und mechanische Aufbau eines vakuum- und tieftemperaturtauglichen Miniatur- Interferometers wird vorgestellt.