Messung der Topographie bewegter Objekte mittels digitaler Holographie
von Annelie Franziska SchillerTopographiemessungen, bei denen das Objekt kontinuierlich - ohne anzuhalten - vor dem Sensor bewegt werden darf, können den Messablauf einer digital-holographischen Mehrwellenlängenmessung revolutionieren. In dieser Arbeit wird die grundsätzliche Funktionsfähigkeit von Mehrwellenlängenholographie an bewegten Objekten mit augensicheren Dauerstrichlasern gezeigt. Bisher war dies nur an statischen Objekten möglich, da schon Bewegungen im Nanometerbereich eine solche Messung stören.
Der Einfluss der Bewegung wird in Abhängigkeit von der Richtung und Geschwindigkeit an streuenden Objekten theoretisch modelliert und mit Messungen verifiziert. Es wird deutlich, dass die Modulation des Interferenzmusters abhängig von der Blendengröße bei lateralen Objektbewegungen nur langsam abnimmt. Dabei sind laterale Bewegungen während der Belichtungszeit um einige mittlere laterale Specklegrößen, d. h. bis zu hunderten Mikrometern, möglich, wohingegen bei axialen Bewegungen nur sehr wenige Nanometer tolerierbar sind.
Ein Aufbau wird vorgestellt, in dem die axiale - und damit störende - Bewegungskomponente eliminiert wird, um bisher unmögliche Messungen möglich zu machen. So können auch rotierende Objekte außermittig gemessen werden. Ein zunächst überraschender Zusammenhang zeigt, dass unabhängig von der Umfangsgeschwindigkeit die axiale Bewegungskomponente nur von der Winkelgeschwindigkeit und von der Sensorposition abhängt. Es werden Topographiemessungen an Objekten durchgeführt, die sowohl linear als auch rotierend vor dem Sensor bewegt werden und dabei während der Belichtungszeit Strecken von mehreren Wellenlängen zurücklegen.
