Simulation einer hochgenauen optischen Formmessung an Freiformoptiken mit Größen bis zu 1,5 Metern

An der PTB wird ein Messsystem für die hochgenaue und rückführbare optische Formmessung von Freiform-Optiken mit Größen bis zu 1,5 Metern und einem lokalen Krümmungsradius von 10 m und größer entwickelt. Dieses Prüflingsspektrum umfasst eine Vielzahl von optischen Elementen, darunter Teleskopspiegelsegmente und Synchrotronspiegel. Der Messaufbau wird aus einem Bewegungssystem mit je drei Translations- und Rotationsachsen bestehen. Ein daran angebrachtes Fizeau-Interferometer und der Prüfling werden relativ zueinander bewegt, sodass an jeder Position eine Subtopographie der gesamten Prüflingstopographie gemessen werden kann. Dabei wird das Interferometer zur jeweiligen Flächennormale ausgerichtet. Im aktuellen Modell des Messgeräts werden zusätzlich die absoluten Abstände zwischen Prüflingsoberfläche und Referenzfläche des Fizeau-Interferometers sowie die Tip- und Tilt-Winkel des nachgeführten Fizeau-Interferometers bestimmt. Zur Auswertung werden die Subtopographien unter Berücksichtigung aller gemessenen Größen zu einer Gesamtfläche zusammengefügt. Wir zeigen anhand einer Simulation des Messvorgangs die erwartbare Genauigkeit und diskutieren auftretende Fehlereinflüsse.