Iterative Bestimmung der Form von Asphären mittels Scher-Interferometrie und inversem Raytracing

Die Produktion und Qualitätskontrolle asphärischer Optiken benötigt immer präzisere und effizientere Methoden der Formmessung. In Zusammenarbeit mit dem Bremer Institut für angewandte Strahltechnik (BIAS) arbeitet die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) an einem Prototyp zur Formmessung von Asphären via Scher-Interferometrie in Reflexion. Die Verwendung von kurzkohärentem Licht ermöglicht dabei die simultane Beleuchtung mit mehreren voneinander unabhängigen Lichtquellen und somit die Vermessung von Prüflingen mit stark gekrümmten Oberflächen und größeren Abmessungen als herkömmliche Verfahren. Interferenzmuster werden über die wechselseitige Kohärenzfunktion ausgewertet und in einen Satz von k-Vektoren überführt. Mittels inversem Raytracing wird die Prüflingsoberfläche iterativ angepasst, sodass die k-Vektoren zu den jeweiligen Quellen konvergieren. Zur Vermeidung lokaler Minima im Lösungsraum greifen wir auf das metaheuristische Optimierungsverfahren des „Simulated Annealing“ zurück. Wir zeigen den Aufbau des Systems, den Raytracing-Algorithmus, diskutieren die Stabilität der Auswertung und die Einflüsse von Abweichungen des optischen Systems auf die Simulation.